[发明专利]单茂金属化合物及制备方法和烯烃聚合用催化剂组合物及应用和制备丙烯均聚物的方法

说明书

本发明涉及催化剂领域，公开了一种单茂金属化合物及制备方法和烯烃聚合用催化剂组合物及应用和制备丙烯均聚物的方法，该单茂金属化合物具有式(1)所示的结构，M为第IVB族元素；X选自由甲基、乙基、正丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基和异丙氧基组成的组的含有烷基的基团和卤素中的至少一种；Y1为式(2)所示的芴基，Y2为式(3)所示的膦亚胺基；m为大于0的整数，且m+n＝3。含有本发明提供的前述单茂金属化合物的催化剂催化丙烯单体制备得到的聚丙烯的分子量高且可控、分子量分布窄无规度高。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体地，涉及一种单茂金属化合物，一种制备单茂金属化合物的方法以及由该方法制备得到的单茂金属化合物，一种烯烃聚合用催化剂组合物以及该烯烃聚合用催化剂组合物在催化丙烯单体均聚反应中的应用，一种制备丙烯均聚物的方法。

背景技术

丙烯均聚物(聚丙烯)根据其空间立构排列的不同分为等规、间规、无规三种结构。等规聚丙烯其立体中心排列完全规整，是一种结晶热塑性塑料。无规聚丙烯空间立体结构无序，按照分子量的高低可以分为低分子量无规聚丙烯及高分子量无规聚丙烯，低分子量无规聚丙烯一般是等规聚丙烯工业生产中副产物，可用作沥青改性剂、热熔胶粘合剂及纸张涂料。而高分子量的无规聚丙烯为分子链为饱和结构的类似橡胶的弹性体，其抗冲性能、拉伸性能、光学性能及抗老化性能优良，可以应用于薄膜、医疗器械、包装材料及汽车配件。

1957年，Natta用TiCl₄/AlEt₃催化剂体系首次合成具有一定弹性的聚丙烯。70年代Giannini用TiBz₄/AlR₃合成了等规含量很少的无规聚丙烯，王建国等用高效载体催化剂TiCl₄/AlEt₃/MgCl₂/SiO₂制备了低等规度聚丙烯。制备高分子量无规聚丙烯的催化剂多为茂金属催化剂，包括非桥联的茂金属催化剂、单茂催化剂、桥联茂金属催化剂及限定几何构型催化剂。最初的茂金属催化剂合成无规聚丙烯的催化活性和产物分子量都较低，得不到弹性体，直到九十年代，才用茂金属催化剂体系制得弹性聚丙烯。

1998年，Normura合成了单茂金属催化剂用于无规聚丙烯的合成，但该催化剂的稳定性能不佳；Nielson等合成了非单茂酚氧基结构的催化剂，用于催化合成无规聚丙烯，但该催化剂活性较低。

CN101077879A公开了采用单茂酚氧基结构的催化剂合成高分子量无规聚丙烯的方法。中山大学伍青等(CN1269368A)使用由单环戊基钛化合物和聚铝氧烷组成的催化剂制备一种高度无规性及高分子量无规聚丙烯弹性体材料。

然而，采用上述现有技术提供的烯烃聚合催化剂的活性并不足够高，且在用于丙烯单体均聚时，获得的丙烯均聚物的分子量不高，分子量分布比较宽。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种新的烯烃聚合催化剂以获得分子量高且可控、分子量分布窄、无规度高的聚丙烯。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种单茂金属化合物，该化合物具有式(1)所示的结构，

其中，在式(1)中，M为第IVB族元素；X选自由甲基、乙基、正丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基和异丙氧基组成的组的含有烷基的基团和卤素中的至少一种；Y1为式(2)所示的芴基，Y2为式(3)所示的膦亚胺基；m为大于0的整数，且m+n＝3；

在式(2)中，R₂₁为H、C_1-20的烃基或C_1-20的含有硅原子的烃基；各个R₂₂相同或不同，各自独立地选自H、C_1-6的烷基、C_1-6的烷氧基和卤素；