[发明专利]离子交换过的硅酸铝－镁或氟化硅酸镁气凝胶及由其制备的催化剂载体

说明书

本发明涉及新的硅酸铝-镁或氟化硅酸镁气凝胶材料，它们尤其适合用作第3-10族金属配合物的载体用于单体如烯烃的加聚生产高分子量的均聚物和共聚物。所述材料还适于用作涂料或润滑脂的增稠或触变剂、油和润滑剂的粘度改进剂、离子交换介质、颜料的载体、和加氢催化剂的载体。

公知利用金属茂催化剂的加聚法已用于生产宽范围的用于各种应用的新聚合物和产品。负载型烯烃聚合催化剂是公知的，用于这种烯烃的气相和淤浆聚合中。适用的载体材料已包括氧化硅、氧化铝、硅铝酸盐、粘土、和其它金属氧化物。

US-A-5 529 965及相关专利中，通过含水的载体材料与三烷基铝化合物接触制备一种适合与金属茂组合使用作为烯烃聚合催化剂的含铝氧烷的载体材料，而制备一类负载型金属茂催化剂。US-A-5 362 825中，用柱状粘土为过滤金属催化剂提供载体。优选使绿土粘土与聚合的阳离子羟基金属配合物的水溶液反应，将所得固体产品干燥，然后焙烧，制备所述柱状粘土。柱状粘土(也称为夹层粘土)详细地描述在US-A-4 248 739、US-A-4 666 887、US-A-4 367 163、US-A-4 271043、US-A-4 248 739、US-A-4 238 364、US-A-4 216 188和US-A-4176 090及其它参考文献中。US-A-5 308 811中公开了烯烃聚合用催化剂，包含金属茂、离子交换化合物(特别是粘土)、和有机铝化合物(如三烷基铝化合物)。最近，EP-A-658 576公开了包含改性粘土的负载型金属茂催化剂的形成，其中所述粘土中包含离子化合物，特别是布朗斯台德酸盐如氯化二甲基苯铵。

分层粘土即缺少一级X-射线衍射图且有无规取向的层状的粘土材料是一类已知材料。制备这种分层粘土材料的技术之一是通过冷冻粘土材料的水分散体随后通过冷冻干燥除去水。JP-A-01/103908和JP-A-63/230581中公开了使用非柱状粘土的此制备方法。T.J.Pinnavaia，“柱状和分层粘土催化剂的制备和性能(Preparation and Propertiesof Pillared and Delaminated Clay Catalysts)”，多相催化剂(Heterogeneous Catalysts)，B.L.Shapiro编辑，Texas A&MUinversity Press，College Station，Texas，(1984)公开了用柱状粘土作为起始原料的类似方法。US-A-4 761 391中公开了制备这种分层粘土的第二种技术，采用空气干燥而非冷冻干燥。

尽管利用上述发明和发现已使本领域进步，但仍需要提供物理和化学性质改善的催化剂载体和催化剂组分。特别地，希望不加助催化物质尤其是铝氧烷或铝氧烷类物质或含非配位阴离子的布朗斯台德酸盐的烯烃聚合用催化剂载体或催化剂组分以降低催化剂原料成本。特别希望使用没有可能不利地与催化剂配方中所用活性金属配合物发生反应的有害的极性基团或夹层物质的密度极低的物质。

根据本发明一实施方案，提供一种已离子交换过的硅酸铝-镁气凝胶或氟化硅酸镁气凝胶。本发明的气凝胶材料还可经过焙烧、化学改性或官能化、进一步离子交换、浸渍、涂有任何化学涂层、颗粒化、或按本领域已知或以前不知道的技术改性使之适应特定的用途。显然可在不背离本发明范围的情况下，以相同或改变的方式，对所述气凝胶进行一或多个上述步骤，相同的步骤可重复一或多次。在优选的实施方案中，将所述气凝胶焙烧、与官能化剂接触、用能使催化剂活化形成有聚合活性的第3-10族金属配合物催化剂的物质处理、并与第3-10族金属配合物或化合物接触产生加聚催化剂组合物。如需要，在以上述方式改性之前或之后，可用加固剂(propping agent)处理所述气凝胶，和/或使所述气凝胶形成附聚颗粒以提供粒度基本上均匀的物质。用于气相或淤浆聚合时，这种催化剂组合物是多相的，可称为负载型聚合催化剂组合物。