[发明专利]催化聚合的聚膦酰胺金属配合物催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及催化聚合的聚膦酰胺金属配合物催化剂及其制备方法，属于化工催化剂制备技术领域，步骤如下：氮气保护下，将聚膦酰胺配体加入甲苯中，室温下、磁力搅拌后，加入金属氯化物，搅拌反应5‑8h，得到催化聚合的聚膦酰胺金属配合物催化剂；首先制备出F‑C链封端具有超支化结构的聚膦酰胺配体，并利用该配体进一步与过渡金属氯化物配合，制备出聚膦酰胺金属配合物，该配合物能高效催化双环戊二烯聚合生成聚双环戊二烯，相对于小分子配体，该大分子聚膦酰胺配体，含多个(NP)n配位单元，具有较高的支化度，生成的金属配合物催化剂稳定性好，并且对氧气、水敏感度低。

技术领域

本发明属于化工催化剂制备技术领域，具体地，涉及催化聚合的聚膦酰胺金属配合物催化剂及其制备方法。

背景技术

聚双环戊二烯(PDCPD)是一种以双环戊二烯(DCPD)为原料，经有机金属化合物催化聚合形成的一种具有轻度交联结构的热固性工程树脂，其最显著特点是力学性能平衡，兼具刚性和韧性，具有较高的弯曲强度以及抗冲击强度，以其他工程塑料相比，具有优良的综合性能，被广泛应用于通讯设备、电气设备、交通设施、体育设施中，在PDCPD制备过程中，催化剂是工艺的关键和技术源头，一方面催化剂的活性、稳定性直接决定聚合过程中树脂材料的力学性能，另一方面催化剂性能更优、耐受性更好，使得PDCPD的功能化应用更好，目前使用的催化剂分为双组份催化剂和单组份金属卡宾类催化剂，单组份金属卡宾类催化剂价格昂贵且耐热性差因此使用量较少，实际生产中多用双组份催化剂，但是双组份催化剂对空气、水及其敏感，微量湿气即可影响聚双环戊二烯制备过程中模具边缘部分催化剂的活性，造成边缘部分聚合度较低，因此，提供一种稳定性高用催化聚合双环戊二烯的聚膦酰胺金属配合物催化剂是目前需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供催化聚合的聚膦酰胺金属配合物催化剂及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

催化聚合的聚膦酰胺金属配合物催化剂的制备方法，包括以下步骤：

氮气保护下，将聚膦酰胺配体加入甲苯中，室温下、磁力搅拌20-30min后，缓慢加入金属氯化物，搅拌反应5-8h，得到催化聚合的聚膦酰胺金属配合物催化剂，甲苯用量为聚膦酰胺配体质量的8-11倍，金属氯化物用量为聚膦酰胺配体质量的30-40％。

进一步地，金属氯化物选自四氯化钨、五氯化钨、六氯化钨、五氯化钼和四氯化钼中的一种或多种按照任意比例混合。

进一步地，聚膦酰胺配体由以下步骤制成：

步骤A1、将4,4'-二氨基二苯甲烷、三乙胺和乙腈混合，通入氮气并控制温度0-5℃，滴加三氯氧磷的乙腈溶液，滴加结束后搅拌反应1h，然后升温至回流反应24h，反应结束后，抽滤，滤饼用去离子水洗涤3-5次后，干燥，得到超支化聚膦酰胺；

其中，4,4'-二氨基二苯甲烷、三乙胺、乙腈和三氯氧磷的乙腈溶液的用量比为0.016-0.02mol：0.033mol：200-220mL：40mL，三氯氧磷的乙腈溶液浓度为0.275mol/L，以4,4'-二氨基二苯甲烷为A2型单体，三氯氧磷为B3型单体，反应之后得到超支化聚膦酰胺；

步骤A2、将超支化聚膦酰胺、甲苯和氟碳封端剂混合，40℃下磁力搅拌反应4-6h，反应结束后，减压蒸馏去除甲苯，得到聚膦酰胺配体，其中，超支化聚膦酰胺、甲苯和氟碳封端剂的用量比为10g：100mL：0.1-0.2g；利用超支化聚膦酰胺中的(-NH₂、-NH)与氟碳封端剂中的-NCO反应，使超支化聚膦酰胺分子内接枝F-C链。

进一步地，氟碳封端剂由以下步骤制成：