[发明专利]催化剂的配体

说明书

背景技术

乙烯α-烯烃(聚乙烯)共聚物通常在低压反应器中利用例如溶液、浆料或气相聚合工艺来产生。聚合在存在催化剂系统的情况下进行，所述催化剂系统如采用例如齐格勒-纳塔催化剂(Ziegler-Natta catalyst)、铬类催化剂、茂金属催化剂或其组合的那些系统。

含有单一位点的多种催化剂组合物(例如茂金属催化剂)已经用于制备聚乙烯共聚物，以良好聚合速率产生相对均匀的共聚物。与传统的齐格勒-纳塔催化剂组合物相比，单一位点催化剂组合物(如茂金属催化剂)是其中每一个催化剂分子含有一个或仅几个聚合位点的催化性化合物。单一位点催化剂常常产生具有窄分子量分布的聚乙烯共聚物。尽管存在可以产生较宽分子量分布的单一位点催化剂，但这些催化剂常常随着反应温度增加(例如为了增加生产速率)而展示分子量分布(MWD)变窄。此外，单一位点催化剂将常常以相对均一的速率在聚乙烯共聚物的分子当中并入共聚单体。

所属领域中一般已知聚烯烃的MWD将影响某些产品属性。举例来说，具有宽分子量分布的聚合物可以具有改进的物理特性，尤其如硬度、韧度、可加工性以及抗环境应力开裂性(ESCR)。

为了实现这些特性，双峰型聚合物在聚烯烃工业中已变得越来越重要，且多个制造商提供这种类型的产品。尽管早期的技术依赖于双反应器系统来产生此类材料，但在催化剂设计和负载技术方面的进展已允许发展能够制造双峰型高密度聚乙烯(HDPE)的单反应器双金属催化剂系统。这些系统从成本和易用性两个视角来看均是有吸引力的。

这些特性的控制主要是通过选择催化剂系统来获得的。因此，催化剂设计对于制造从商业观点看有吸引力的聚合物来说很重要。由于商业上理想产品所需的具有宽分子分布的聚合物的改进的物理特性，故存在对用于形成具有宽分子量分布的聚乙烯共聚物的受控制的技术的需求。

发明内容

本文所述的一个例示性实施例提供一种催化剂系统，其包括具有以下结构的非茂金属催化剂：

其中M是第4族元素，R¹³-R²⁰中的每一者独立地是氢或甲基，其中R¹³-R²⁰中的至少一者是甲基，Ar是芳基或经取代芳基，Ar′是芳基或经取代芳基，且每一X独立地是氢负离子基、酰胺、苯甲基、甲基、氯基、氟基或烃基。

另一个实施例提供一种生成聚合物的方法。所述方法包括使至少乙烯与包含下者的催化剂系统反应：

其中M是第4族元素，R¹³-R²⁰中的每一者独立地是氢或甲基，其中R¹³-R²⁰中的至少一者是甲基，Ar是芳基或经取代芳基，Ar′是芳基或经取代芳基，且每一X独立地是氢负离子基、酰胺、苯甲基、甲基、氯基、氟基或烃基。

附图说明

图1是根据本文所述的实施例的包括茂金属和非茂金属催化剂的三种催化剂系统的分子量分布的曲线图。

具体实施方式

经多种催化剂浸渍的催化剂负载物可以用于形成具有改进的特性(如硬度、韧度、可加工性以及抗环境应力开裂性)的平衡的聚合材料，可以例如通过控制负载物上存在的催化剂的量和类型来实现。对催化剂和比率的适当选择可以用于调节所产生的聚合物的组合的分子量分布(MWD)。MWD可以通过将具有适当重量平均分子量(Mw)和个别分子量分布的催化剂组合来控制。举例来说，线性茂金属聚合物的典型MWD是2.5-3.5。掺合研究指示出，所希望的是通过采用各自提供不同平均分子量的催化剂的混合物来加宽这一分布。低分子量组分与高分子量组分的Mw的比率将在1∶1与1∶10之间，或在约1∶2与1∶5之间。

图1是根据本文所述的实施例的包括茂金属和非茂金属催化剂的两种催化剂系统的分子量分布的曲线图100。在曲线图100中，x轴102代表分子量的对数，而y轴104代表分子量分布，即，所存在的每种分子量的量。可以选择催化剂中的每一个来提供特定分子量组分。举例来说，可以接着选择茂金属来产生低分子量组分106，其中，举例来说，可以为树脂选择结构(II)中示出的第一茂金属催化剂以用于膜和吹塑成型应用，而结构(III)中示出的另一种茂金属催化剂用于管道应用。可以为其他类型的应用选择如本文所述的其他茂金属。可以选择非茂金属(如结构(I)中示出的催化剂)来产生较高分子量组分108。个别分子量组分形成聚合物的单一分子量分布(MWD)110。