[发明专利]茂金属负载型催化剂和使用其制备聚丙烯的方法

说明书

本发明涉及一种具有优异聚合活性的包含新型茂金属化合物的负载型催化剂，以及使用该负载型催化剂制备具有优异的可加工性和宽分子量分布的聚丙烯的方法。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求了分别于2016年11月22日和2017年1月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0155630号和韩国专利申请第10-2017-0007187号的优先权和权益，它们的公开内容通过引用整体并入本文。

本发明涉及一种茂金属负载型催化剂和使用其制备聚丙烯的方法。更具体地，本发明涉及一种包含新型单茂金属化合物的负载型催化剂，使用其制备具有宽分子量分布的聚丙烯的方法，以及由其获得的聚丙烯。

背景技术

烯烃聚合催化剂体系可分为齐格勒-纳塔和茂金属催化剂体系，并且已经根据它们的特性开发了这两种高活性催化剂体系。齐格勒-纳塔催化剂自二十世纪五十年代被开发以来，已广泛应用于现有的工业化生产过程。然而，由于齐格勒-纳塔催化剂是其中混合了多个活性位点的多活性位点催化剂，因此它具有聚合物的分子量分布宽的特点。而且，由于共聚单体的组成分布不均匀，因此其问题在于确保所需物理性质受到限制。

同时，茂金属催化剂包含主要成分为过渡金属化合物的主催化剂和主要成分为铝的有机金属化合物助催化剂的组合。这种催化剂是单一位点催化剂，其为均相配位催化剂，并且根据单一位点特性，提供具有窄分子量分布和均匀的共聚单体组成分布的聚合物。通过改变催化剂的配体结构和聚合条件，茂金属催化剂具有能够改变聚合物的立构规整性、共聚性质、分子量、结晶度等的特性。

美国专利第5,032,562号公开了一种通过在一种载体上负载两种不同的过渡金属催化剂来制备聚合催化剂的方法。该催化剂通过在一个载体上负载基于钛(Ti)的齐格勒-纳塔催化剂(其用于生产高分子量聚合物)和基于锆(Zr)的茂金属催化剂(其用于生产低分子量聚合物)来制备，并产生双峰分子量分布。该催化剂的缺点在于，由于助催化剂导致负载工序复杂并且聚合物的形态变差。

美国专利第5,525,678号公开了一种使用催化剂体系用于烯烃聚合的方法，其中将茂金属化合物和非茂金属化合物同时负载在载体上以实现高分子量聚合物和低分子量聚合物的同时聚合。其缺点在于茂金属化合物和非茂金属化合物必须分别负载，并且必须用各种化合物预处理载体以进行负载反应。

美国专利第5,914,289号公开了一种使用被负载在各自的载体上的茂金属催化剂控制聚合物的分子量和分子量分布的方法。然而，制备该负载型催化剂需要大量溶剂和很长的时间，并且所用的茂金属催化剂必须负载在各自的载体上，这很麻烦。

韩国专利申请第2003-12308号公开了一种控制聚合物的分子量分布的方法，其通过将双核金属茂催化剂和单核金属茂催化剂与活化剂一起负载在载体上，在改变反应器中催化剂的组合的同时进行聚合。然而，这种方法在同时实现各个催化剂的性质方面具有局限性。此外，存在的缺点是，茂金属催化剂部分从负载型催化剂中释放出来引起了反应器中的结垢。特别地，用于生产聚丙烯的常规茂金属催化剂已经经历了负载过程以应用于本体聚合，但是该负载过程困难，并且当不能很好地进行负载时，将发生工艺问题(例如，结垢)。

通常，茂金属负载型催化剂的特征在于，具有非常窄的分子量分布。然而，由于在可加工性等方面也存在不利方面，因此对于需要宽分子量分布的产品可能是不利的。为了解决这些问题，已经引入了混合和使用能够提供具有不同分子量的聚丙烯的茂金属催化剂的方法。然而，尚未开发出通过使用茂金属催化剂能够充分改善聚丙烯的可加工性的方法。因此，需要研究通过控制用单一茂金属催化剂聚合的聚丙烯的分子量分布来改善可加工性。

发明内容

发明目的