[发明专利]金属络合物催化剂、采用金属络合物催化剂的聚合方法及其聚合物产品

说明书

本发明涉及金属络合物催化剂、采用金属络合物催化剂的聚合方法及其聚合物产品。具有茚基配体的金属络合物可用作催化体系的成分。所述催化体系可用于包括烯烃和多烯的烯键式不饱和烃单体的聚合。所述催化剂体系的实施例可提供包含多烯链节和40摩尔％至75摩尔％的乙烯链节的互聚物，其中多个所述乙烯链节无规则分布。所述催化剂体系还可用于在C₅‑C₁₂烷烃中进行的溶液聚合，产生的互聚物包含至少10摩尔％的乙烯链节。

本申请是申请日为2015年5月26日、申请号为201580040332.5、发明名称为“金属络合物催化剂、采用金属络合物催化剂的聚合方法及其聚合物产品”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年5月31日提交的美国临时申请序列No.62/006,119和于2015年3月20日提交的美国临时申请序列No.62/136,302的权益，这些申请的公开内容以引用方式并入本文。

背景技术

橡胶制品(诸如轮胎胎面)通常由包含一种或多种补强材料(比如粒状炭黑和二氧化硅)的弹性体组合物制成；参见例如The VanderbiltRubber Handbook,13th ed.(1990),pp.603-04(《范德堡橡胶手册》，第13版，1990年，第603-604页)。

良好的牵引力和耐磨性是轮胎胎面的首要考虑因素；然而，对机动车辆燃料效率的考虑要求轮胎胎面的滚动阻力最小化，这与轮胎工作期间的滞后性和热积累的降低相关联。滞后性降低和牵引力良好在很大程度上是相互矛盾的考虑因素：由被设计成提供良好道路牵引力的组合物制成的胎面通常表现出滚动阻力增大，反之亦然。

通常对填料、聚合物和添加剂进行选择，以便提供这些性质的可接受的折衷或平衡。确保补强填料充分散布于整个弹性体材料中，这不但增强了加工性，还起到改善物理性质的作用。填料的分散可通过增强其与弹性体的相互作用而得到改善，这常常导致滞后性降低(参见上文)。这类尝试的例子包括在存在选择性反应促进剂的情况下进行高温混合、将配混材料的表面氧化、表面接枝以及通常在聚合物的末端处对其进行化学改性。

各种天然和合成的弹性体材料通常用于制造硫化橡胶，比如轮胎部件。一些最常用的合成材料包括通常由采用催化剂的工艺制备的高顺式聚丁二烯、以及通常由采用自由基或阴离子引发剂的工艺制备的基本上无规的苯乙烯/丁二烯互聚物。

特别难合成的是烃和多烯(特别是共轭二烯)的互聚物，很大程度上是由于这两种类型的烯键式不饱和单体的的反应性截然不同。它们各自对聚合催化剂的金属原子配位的敏感性极不相同。

虽然难以合成，但此类互聚物具有显著的商业价值。因为多烯和烯烃单体经常源于不同原材料并且通过不同技术提供，所以弹性体材料的制造商可通过使用变化量和/或可调节量的每种单体的链节合成互聚物，从而防止任一单体出现供应中断和价格混乱。

另外，充气轮胎的某些部分(特别是侧壁)优选地表现出良好的抗大气降解(特别是臭氧降解)性能。此类组分可得益于包含基本上饱和的弹性体。在历史上，典型的选择包括乙烯/丙烯/非共轭二烯(EPDM)互聚物或异丁烯和对甲基苯乙烯的溴化共聚物。这些材料的替代选择也仍然是期望的。

发明内容

任何一类茚基金属络合物均可用作催化剂体系的成分。该催化剂体系可用于烯键式不饱和烃单体(包括多烯和烯烃的混合物或共混物)的聚合反应中。

该类金属络合物可由以下通式表示：