[发明专利]用于不饱和键聚合物的加氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于不饱和键聚合物的加氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

为改进含不饱和键的聚合物的耐热性、氧稳定性、耐老化性及使用温度，常采用加氢的方法使聚合物中的不饱和键饱和，通常要求加氢后聚合物中烯烃不饱和键的加氢度大于98%，以实现聚合物性能的明显改进，同时扩大聚合物的应用领域。

在现有技术中，关于聚合物的选择性氢化工艺，已有不少报道，例如美国专利US3595942披露了采用三烷基铝与过渡金属镍和/或钴的烷氧化合物的反应产物作加氢催化剂，进行含乙烯基芳香烃族化合物与共轭二烯烃嵌段共聚物的选择加氢，该发明虽然可使聚合物中的共轭二烯烃有效加氢，但加氢催化剂用量大，加氢反应效率低；美国专利US3625927采用镍、钴、铁的含氮氧螯合物与有机金属还原剂的反应产物作为聚合物加氢催化剂，其催化剂用量较大；美国专利US3937759报道了三烷基铝与镍、钴、铁的烷氧化合物的反应产物作为加氢催化剂，在加氢反应过程中通过加入三烷基铝可以阻止加氢反应的进行，继续加入醇类化合物可以恢复加氢反应，从而可以控制加氢反应速度，但该发明的加氢反应效率比较低；美国专利US4207409指出以铁、钴、镍的可溶化合物，有机铝化合物和微量水作为加氢催化剂，加入微量水可提高催化剂活性及加氢反应效率，但该法催化剂制备较复杂，且加氢反应效率仍然较低；贺小进等（添加剂对镍系催化丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢的影响[J]. 合成橡胶工业，2004，27（6）：337-340）采用环烷酸镍、三异丁基铝和第三组分添加剂六甲基磷酰三胺为聚合物加氢催化剂，当加氢反应温度为65℃、压力为1.96Mpa、催化剂用量为0.1gNi/100g聚合物时，反应120分钟，聚合物中二烯烃段加氢度大于99%，其催化剂用量大、加氢反应效率低；CN104624236A报道了含第Ⅷ族元素的有机金属化合物与烷基金属化合物和含烯烃类不饱和键的聚合物溶液的混合物作为不饱和聚合物的加氢催化剂，虽然催化剂的活性及稳定性较好，但催化剂制备需要二次陈化导致催化剂制备过程复杂、制备时间长，且含烯烃类不饱和键聚合物溶液的加入量大。

在上述各种加氢过程中，催化剂的各组分可分别直接加入，也可使各组分预先混合后再加入，采用这些催化剂虽然都可使聚合物加氢度达到要求值，但是，目前所报导的方法要么加氢反应效率较低，要么加氢催化剂活性及稳定性较低，要么催化剂制备过程复杂。加氢反应效率低，就意味着对于一定量聚合物，为要使其达到所需的加氢度，需要消耗更多的反应时间；而加氢催化剂活性低，就意味着对于一定量聚合物，为要使其达到所需的加氢度，需要消耗较多的催化剂。这就可以明显的得出结论，加氢催化剂活性及加氢反应效率低，不仅因为需多用催化剂及增加反应时间而增加加氢反应过程的费用，而且也由于多用催化剂给加氢后产品的后处理尤其是加氢催化剂的脱除带来麻烦；催化剂的稳定性低，催化剂在放置过程中容易完全或部分失活，从而影响催化剂的活性及实用性；而催化剂制备过程复杂就意味着催化剂制备过程中要花费较长的时间或较高的费用。

通过优化加氢催化剂制备工艺，简化催化剂制备过程、进一步提高聚合物加氢催化剂活性、稳定性及加氢反应效率，是聚合物加氢领域研究与开发的方向。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中用于不饱和键聚合物的加氢催化剂的活性较低、反应效率不高及催化剂制备过程较复杂的缺陷，提供一种用于不饱和键聚合物的加氢催化剂及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明提供一种用于不饱和键聚合物的加氢催化剂，其中，该加氢催化剂包括：

（a）含有第Ⅷ族元素的有机金属化合物和/或含有第Ⅷ族元素的配合物；

（b）结构式为R_nM的烷基金属化合物，

式（b）中，R为C₂-C₁₀的取代/未取代的直链烷基或取代/未取代的支链烷基；M为金属阳离子，n为烷基基团的配位数并且与M的价态数相等；

（c）共轭二烯烃；

其中，以上各组分的摩尔比为（a）：（b）：（c）=1：1-10：0.8-8。

本发明还提供上述加氢催化剂的制备方法，其中，该制备方法包括：

先将（b）加入（a）中混合均匀，得到（a+b）混合液，然后将（c）加入（a+b）混合液中混合均匀，将得到的（a+b+c）混合液经历陈化反应得到加氢催化剂，

或者