[发明专利]钒系催化剂、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及用于合成乙丙橡胶的催化剂领域，特别涉及钒系催化剂、其制备方法及应用。

背景技术

乙丙橡胶是一种以乙烯和丙烯为基本单体的共聚橡胶。其具体可以分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶。与其他橡胶品种相比，乙丙橡胶具有以下优点：一、主链中不含双键，完全饱和，耐臭氧、耐老化、耐化学品并且耐高温；二、比重轻；三、绝缘性能优异；四、是可以高度充油的橡胶品种。乙丙橡胶是目前最有发展前途的橡胶种类之一，自其商业化生产以来，其应用领域不断拓展，已经广泛应用于汽车部件、建材、电线电缆、耐热胶管、高级密封材料、润滑油添加剂和聚烯烃改性等方面。

国内外生产乙丙橡胶多以钒系化合物为主催化剂，以有机铝化合物及活化促进剂为助催化剂。其中，作为主催化剂的这些钒化合物为VX₃,VX₄,VOX₃和VO(OR)_3-nX_n，X为卤素，主要为氯原子，R为6～12个碳的烷基，n为0-2的整数。工业中常用的催化剂VOCl₃是由V₂O₅高温氯化制得，大量使用氯气不仅损害操作人员的健康，并且造成严重的环境污染。另一方面，VOCl₃对水非常敏感，及微量的水就可以与其发生反应，生成大量氯化氢气体和五氧化二钒的红棕色粉尘，对人体及其有害，限制了此类催化剂的应用。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种钒系催化剂及其制备方法，所述钒系催化剂对水的稳定性强，催化活性高。

本发明公开了一种钒系催化剂，包括主催化剂和助催化剂，其特征在于，所述主催化剂钒的化合物和给电子体配合而成，或者由钒的配合物和给电子体配合而成；

所述钒化合物为V(acac)₃、VO(OR)₃、VO(acac)₃、VO(OR)₂Cl、VO(OR)Cl₂、VCl₄或VOCl₃；

所述钒的配合物的配体为脂肪醇类、胺类、磷酸酯类、β-二酮类、八羟基喹啉或肟类；所述给电子体为单环芳烃类化合物、丙烯酸酯类化合物、甲基丙烯酸酯类化合物、式(I)结构的化合物、式(II)结构的化合物或式(III)结构的化合物；

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆分别独立的选自氢、C1～C18的烷基、环烷基、芳基或烷芳基；

R₂和R₁不同时为H、甲基或正丙基；

R₇和R₈独立的选自氢、卤素、C1～C20的烷基、C3～C20环烷基、C7～C20芳基或C7～C20烷芳基。

优选的，所述R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆分别独立的选自C2～C10的烷基、C3～C10环烷基、C6～C10芳基或C7～C20烷芳基。

所述R₇和R₈为C2～C6的烷基；R₃、R₄、R₅和R₆是氢。

优选的，所述式(I)结构的化合物为1,1-双(甲氧甲基)-1,3-环戊二烯、1,1-双(甲氧甲基)-2,3,4,5-四甲基-1,3-环戊二烯、1,1-双(甲氧甲基)-2,3,4,5-四苯基-1,3-环戊二烯、1,1-双(甲氧甲基)-2,3,4,5-四苯基-1,3-环戊二烯或1,1-双(甲氧甲基)-3,4-二环戊基-1,3-环戊二烯。