[发明专利]钕系金属有机化合物和钕系催化剂组合物及其制备方法和应用及制备聚合共轭二烯烃的方法

说明书

本发明涉及聚合催化剂领域，公开了钕系金属有机化合物和钕系催化剂组合物及其制备方法和应用及制备聚合共轭二烯烃的方法，钕系金属有机化合物具有式(I)所示的结构；L₁为式(II)所示的磷酸酯。将含有本发明的钕系金属有机化合物用于形成钕系催化剂组合物，并将获得的钕系催化剂组合物用于催化共轭二烯烃单体聚合时，能够使得获得的聚合物产品的顺式含量较高，分子量分布较窄，从而更适合用于轮胎胎面的橡胶或橡胶组合物中。

技术领域

本发明涉及聚合催化剂领域，具体地，涉及一种钕系金属有机化合物、一种钕系催化剂组合物、一种制备钕系催化剂组合物的方法以及由该方法制备得到的钕系催化剂组合物、钕系催化剂组合物在催化共轭二烯烃单体聚合中的应用、一种制备聚合共轭二烯烃的方法。

背景技术

稀土元素中钕的价格较便宜，钕系催化剂的活性较高，所以钕系被广泛应用于共轭二烯烃的聚合，例如聚合丁二烯或聚合异戊二烯。这些产品通常可用于轮胎胎面。其中，聚合物的性能等对轮胎的性能有着重要的影响。

近年来，具有单金属中心双配体的钕系金属有机化合物在聚合共轭二烯烃的应用上得到了学术圈的关注，因为其为开发出高效催化剂提供了新思路。

JP 04142308介绍了一种稀土催化剂组合物，该组合物包括：

-稀土金属有机化合物LnAB，其中，Ln为稀土金属，A为磷酸盐配体，B为除了磷酸盐的其他羧酸盐；

-有机铝化合物，优选为三异丁基铝；

-含卤lewis酸，优选为乙基铝倍半氯化物。

在此文献的催化体系中，可催化丁二烯为聚丁二烯，聚丁二烯产物的顺1,4含量为97.2％，分子量分布为2.6。

KR2015037470介绍了一种钕系催化剂组合物，组合物包括：

-钕系金属有机化合物Nd[(L1)m(L2)n]，L1和L2分别是羧酸盐配体和磷酸盐配体；

-有机铝化合物；

-卤化物。

在该现有技术的催化体系中，可催化丁二烯为聚丁二烯，聚丁二烯产物的顺1,4含量大于96.3％，分子量分布为3.02-3.78。

上述现有技术使用了钕系双配体催化剂组合物来聚合丁二烯，但是产物的分子量分布较宽，影响到了产物的性能。

而且上述现有技术都是二元有机酸催化剂，配体的形式比较单一。

发明内容

本发明的目的之一是克服现有技术的缺陷，提供一种配体形式多样的钕系金属有机化合物及含有该钕系金属有机化合物的催化剂。

本发明的另一目的是提高钕系催化剂在烯烃聚合中的选择性，使得由本发明的钕系催化剂制备得到的聚合共轭二烯烃具有高的顺1,4-含量和窄分子量分布。

本发明的发明人在研究中发现了基于钕系金属有机化合物的新型稀土催化剂组合物，该新型稀土催化剂组合物包括作为催化剂的金属有机化合物，该金属有机化合物基于钕元素，该新型稀土催化剂组合物由氮和氧与稀土元素形成配位键，进行共轭二烯烃聚合，能够实现聚合物的顺1,4-含量高于98.0重量％，分子量分布小于等于2.1。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种钕系金属有机化合物，该化合物具有式(I)所示的结构，

其中，R₁、R₂和R₃各自独立地选自氢、C_1-8的烷基和C_6-12的芳基，且R₁、R₂和R₃不同时为选自氢和甲基中的至少一种；