[发明专利]制备烯烃聚合物的催化剂及方法

说明书

本发明涉及适用于制备烯烃聚合物的催化剂，该催化剂包含一种过渡金属组分和一种有机金属组分。具体来说，本发明涉及适用于制备以α-烯烃为基础的聚合物的催化剂。更具体来说，本发明涉及适用于制备乙烯、α-烯烃和非必要的二烯的非晶态共聚物的催化剂。该催化剂包含一种钒组分和一种铝组分。

这种催化剂可从几篇出版物得知。通常得到结晶及非晶态烯烃聚合物。通常用所谓的齐格勒-纳塔聚合方法来制备前述的非晶态共聚物并导致形成乙烯/α-烯烃的非晶态共聚物(也称为EAM橡胶)和非晶态乙烯/α-烯烃/二烯三元共聚物(也称为EADM橡胶)。就α-烯烃而言，通常使用导致生成EP或EPDM橡胶的丙烯。这种催化和这种方法的例子可参见EP-A-44，119，该文献提到最适用于这种聚合反应的催化剂是由一种钒组分和一种卤化烷基铝组成的。

然而，这些已知的催化剂有若干缺点。现有技术中常用的这种催化剂的一个缺点是：它的活性低，因而必须使用大量的有机金属组分。

本申请人已经发现，下面将要说明的一种新型催化剂导致不同类型的催化剂性质，因而在相似的工艺条件下，根据该催化剂组成的不同，可产生极不相同的聚合物。

按照本发明的催化剂的特征是：过渡金属组分是由键合了亚氨芳基配位体的过渡金属原子所组成的。更具体来说，按照本发明的催化剂的特征是：过渡金属组分是由键合了亚氨芳基配位体的钒原子或钛原子所组成的。

把这样的一种过渡金属亚氨芳基配合物，特别是这样的钒-或钛-亚氨芳基配合物与有机金属组分，更具体说，与有机铝组分结合起来就得到了一种在齐格勒-纳塔聚合法中非常有用的独特的催化剂。

钒-亚氨芳基配合物本身是已知的，这可参见D.D.Devore等的论文：J.Am.Chem.Soc.第109卷(24)，7408-16(1987)页。然而，这种配合物仅仅受到学术上的兴趣，一直还未用于技术上的目的，更不用说用于齐格勒-纳塔聚合法了。

这里及下文的过渡金属亚氨芳基配合物应理解为通式如下的一组化合物：

Ar-N＝Me-XmYn    (I)(m＋n等于Me-亚氨基的价数)其中：Ar代表取代或未取代的芳基；Me代表过渡金属；X代表卤素；Y代表烷氧基、芳氧基、酰胺基或有机金属基团或不同的配合基团，下面将要叙述。(Ar-N＝代表亚氨芳基配合体)。

芳基可用含有在一个或多个位置上取代或未取代的苯核的基团。符合这一要求的基团有甲苯基、苯基、萘基。适合这些基团的取代基有：烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、卤素、氨基、硝基、硫基、羧基。这些及其它取代基对于熟悉本技术的人来是知道的，他们可能容易地确定其适用性。较好的芳基包括邻，邻，-二取代苯基。较好的取代基是烷基，例如甲基、乙基、异丙基、异丁基。

过渡金属基团(即通式中的Me-基团)选自元素周期表中第3-6族(根据新的IUPAC(国际理论和应用化学联合会)注释，如在Handbook of Chemistry and Physics，第70版，1989-90中给出的)。较好地，该过渡金属选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta和Cr这一组。更好地是V或Ta作为过渡金属。对用于制备非晶态共聚物来说，最可取的过渡金属是V。

一个或多个卤原子(通式中的X-基)也可以键合到过渡金属原子上。它们可选自包含F、Cl、Br、I的这一组。

较好是，过渡金属组分含有至少2个卤基、更好是至少2个氯基，这些基团键合到过渡金属原子上。上述卤素的混合物也可使用。

此外，过渡金属原子可以有第三种基团(上述通式中的Y-基团)。它们可选自烷氧基、芳氧基、酰胺基或有机金属基团，混合物也可使用。

适合的钒/亚氨芳基配合物同样可参见上述J.Am.Chem.Soc.中的文章。该文章还指出可以制备出多少种配合物。VOCl₃与对位取代的芳基异氰酸酯的反应可以在这里提及作为一个例子。

该催化剂还包含元素周期表中1、1、12或13族(也是根据新IUPAC注释)的一种有机组分作为助催化剂。至少有一个烃基通过C原子直接键合到该金属原子上。合适的这种金属的化合物，例如有钠、锂、锌和镁以及尤其是铝的化合物。键合到这些化合物中金属原子上的烃基较好是含有1-30碳原子，更好是1-10个碳原子。