[0036] 上述催化剂中,为了得到具有很高立构规整性的烯烃聚合物,需加入外给电子体化合物,如通式为RnSi(OR′)4-n的有机硅化合物,其中0≤n≤3,R和R′为相同或不同的烷基、环烷基、芳基、卤代烷基或胺基,R也可以为卤素原子或氢原子。所述有机硅化合物具体选用三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三甲基苯氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、环己基甲基二乙氧基硅烷、甲基环己基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种,优选环己基甲基二甲氧基硅烷和/或二异丙基二甲氧基硅烷。
[0037] 本发明还提供了一种用于烯烃聚合的预聚合催化剂,所述预聚合催化剂包含有上述的固体催化剂组分与烯烃进行预聚合所得的预聚物,预聚倍数为0.1~1000g烯烃聚合物/g固体催化剂组分。所述进行预聚合的烯烃优选为乙烯或丙烯。预聚合反应可以按照公知的技术在气相或液相中进行。预聚合步骤可以作为连续聚合过程的一部分在线进行,也可在间歇过程中单独地进行。
[0038] 本发明中的烯烃聚合反应在上述的催化剂组分、上述催化剂或上述预聚合催化剂存在下进行。烯烃聚合反应按照公知的聚合方法进行,可以在液相或气相中进行,也可以在液相和气相聚合阶段组合的操作下进行。采用常规技术进行烯烃的聚合,所述烯烃优选为乙烯和丙烯。
[0039] 本发明具有如下特点:
[0040] 1.本发明提供了一种用于烯烃聚合的催化剂组分的制备方法,所使用的亚胺类化合物用于负载型催化剂制备及用于烯烃聚合反应未见文献报道。常规的非茂金属烯烃聚合催化剂中含有胺类过渡金属络合物,其键合强度较大,在聚合过程中需要用到较强的助催化剂,如甲基铝氧烷(MAO)等,其聚合机理为单一活性中心。与其不同的是,本发明采用的亚胺类化合物在分子结构中保留了碳氮双键,在形成催化剂的过程中结合金属的键能较低,可起到内给电子体的作用。同时在MgCl2负载的催化剂体系中,不仅仅与金属Ti,也有可能与金属Mg配位,在聚合反应过程可形成多活性中心。因此从聚合机理上讲,二者具有本质的差别。
[0041] 2.使用本发明所述的催化剂用于丙烯聚合反应时,催化剂活性及氢调敏感性较高,活性衰减慢,所得聚合物的等规度可调,聚合物的分子量分布较宽。
具体实施方式
[0042] 下面给出的实施例是为了说明本发明,而不是对本发明进行限制。
[0043] (一)测试方法:
[0044] 聚丙烯的等规度(I.I)用沸腾的庚烷萃取法测定;
[0045] 熔融指数(MI)根据ASTMD1238-99测定;
[0046] 聚合物的分子量分布(Mw/Mn)采用Waters公司制造的凝胶渗透色谱仪测定,溶剂用1,2,4-三氯苯,苯乙烯为标样;化合物的核磁分析用Bruke dmx300MHz核磁共振仪测定聚1
合物的 H-NMR,溶剂:氘代氯仿,TMS为内标,温度275K。
[0047] (二)亚胺类化合物的合成
[0048] 实施例1化合物2,4-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)戊烷的合成
[0049] 在一个三口瓶中,氮气吹排后加入1.00克的乙酰丙酮、40毫升的异丙醇以及0.2毫升冰醋酸,室温下搅拌均匀。室温下缓慢滴加入含有3.68克2,6-二异丙基苯胺的50毫升异丙醇溶液,加完后搅拌反应1小时后升温至100℃回流反应26小时。反应溶液经减压浓缩,过柱层析分离后得到淡黄色液体2.80克(产率67%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):7.63~7.46(3H,m,ArH),3.25~3.38(6H,m,CH和CH2),1.21~1.38(27H,m,CH3),0.98~1.12(3H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:418。
[0050] 实施例2化合物2,4-二(2,6-二甲基苯亚胺基)戊烷的合成
[0051] 在一个三口瓶中,氮气吹排后加入1.00克的乙酰丙酮、80毫升的异丙醇以及0.2毫升冰醋酸,室温下搅拌均匀。室温下缓慢滴加入含有2.46克2,6-二甲基苯胺的30毫升异丙醇溶液,加完后搅拌反应0.5小时后升温至90℃回流反应24小时。反应溶液经浓缩,过柱层析分离后得到淡黄色液体2.72克(产率67%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):7.72~7.53(3H,m,ArH),3.25~3.31(2H,m,CH2),2.31~2.54(12H,m,CH3),1.20~1.35(3H,m,CH3),0.98~1.12(3H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:306。
[0052] 实施例3化合物2,4-二(2,4,6-三甲基苯亚胺基)戊烷的合成
[0053] 在一个三口瓶中,氮气吹排后加入1.00克的乙酰丙酮、40毫升的无水乙醇以及0.5毫升冰醋酸,室温下搅拌均匀。室温下缓慢滴加入含有2.73克2,4,6-三甲基苯胺的50毫升乙醇溶液,加完后搅拌反应1小时后升温至100℃回流反应36小时。反应溶液经减压浓缩,过柱层析分离后得到2.07克产品(产率62%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):7.86~7.66(4H,m,ArH),3.16~3.28(2H,m,CH2),2.30~2.52(18H,m,CH3),1.21~1.34(3H,m,CH3),0.98~1.14(3H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:334。
[0054] 实施例4化合物1-苯基-1,3-二(2,4,6-三甲基苯亚胺基)丁烷的合成
[0055] 在一个250毫升的三口瓶中,氮气吹排后加入0.82克的苯甲酰基丙酮、80毫升的异丙醇以及0.3毫升冰醋酸,室温下搅拌溶解均匀。室温下缓慢滴加入溶解在20毫升异丙醇溶液中的2.86克的2,4,6-三甲基苯胺,加完后搅拌反应2小时后升温至90℃回流反应48小时。反应溶液冷却后得到黄色固体,用乙醇重结晶后得到淡黄色晶体1.30克(产率66%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):7.96~7.80(5H,m,ArH),7.68~7.56(4H,m,ArH),3.23~3.36(2H,s,CH2),2.28~2.42(18H,m,CH3),1.08~1.28(3H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:
396。
[0056] 实施例5化合物1-苯基-1,3-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)丁烷的合成
[0057] 在一个经氮气吹排后的250毫升三口瓶中,加入0.82克的苯甲酰基丙酮、60毫升的异丙醇以及0.5毫升甲酸,室温下搅拌均匀。室温下缓慢滴加入溶解在40毫升异丙醇溶液中的1.85克2,6-二异丙基苯胺,加完后搅拌反应2小时,升温至90℃回流反应36小时。反应溶液经减压浓缩后得到淡黄色固体,用乙醇重结晶后得到白色晶体1.60克(产率61%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):7.96~7.82(7H,m,ArH),7.66~7.46(4H,m,ArH),3.20~3.43(6H,m,CH和CH2),1.20~1.38(24H,m,CH3),0.98~1.12(3H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:480。
[0058] 实施例6化合物1,3-二苯基-1,3-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)丙烷的合成[0059] 在一个经氮气吹排后的250毫升三口瓶中,加入1.12克的苯甲酰基甲烷、80毫升的异丙醇以及0.5毫升乙酸,室温下搅拌均匀。室温下缓慢滴加入溶解在20毫升异丙醇溶液中的1.80克2,6-二异丙基苯胺,加完后搅拌反应2小时,升温至90℃回流反应48小时后冷至室温。
[0060] 反应溶液经减压浓缩后得到黄色固体,用乙醇重结晶后得到淡黄色晶体1.65克(产率61%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):7.96~7.76(12H,m,ArH),7.66~7.46(4H,m,ArH),3.21~3.36(6H,m,CH和CH2),1.13~1.36(24H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:542。
[0061] 实施例7化合物1,3-二苯基-1,3-二(2,6-二甲基苯亚胺基)丙烷的合成[0062] 在一个经氮气吹排后的250毫升三口瓶中,加入1.12克的苯甲酰基甲烷、80毫升的异丙醇以及0.5毫升甲酸,室温下搅拌均匀。室温下缓慢滴加入溶解在20毫升异丙醇溶液中的1.30克2,6-二甲基苯胺,加完后搅拌反应2小时,升温至90℃回流反应24小时后冷至室温。反应溶液经减压浓缩后得到黄色固体,用乙醇重结晶后得到淡黄色晶体1.39克(产率65%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):7.96~7.67(12H,m,ArH),7.66~7.48(4H,m,ArH),3.21~3.25(2H,s,CH2),2.11~2.23(12H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:430。
[0063] 实施例8化合物1-苯基-1,3-二(2,6-二甲基苯亚胺基)丁烷的合成
[0064] 在一个经氮气吹排后的250毫升三口瓶中,加入0.81克的苯甲酰基丙酮、60毫升的异丙醇以及0.5毫升甲酸,室温下搅拌均匀。室温下缓慢滴加入溶解在30毫升异丙醇溶液中的1.30克2,6-二甲基苯胺,加完后搅拌反应2小时,升温至90℃回流反应18小时。反应溶液经减压浓缩后得到白色固体,用乙醇重结晶后得到白色晶体1.12克(产率61%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):7.96~7.76(5H,m,ArH),7.66~7.46(3H,m,ArH),2.12~2.23(2H,m,CH2),2.12~2.23(2H,m,CH2),2.26~2.38(12H,m,CH3),2.01~2.02(2H,s,CH2),1.01~1.12(3H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:368。
[0065] 实施例9化合物3,5-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)庚烷的合成
[0066] 在一个经氮气吹排后的250毫升三口瓶中,加入1.28克的3,5-庚二酮、80毫升的异丙醇以及0.5毫升乙酸,室温下搅拌均匀。室温下缓慢滴加入溶解在20毫升异丙醇溶液中的3.68克2,6-二异丙基苯胺,加完后搅拌反应2小时,升温至90℃回流反应36小时后冷至室温。反应溶液经减压浓缩后得到黄色液体,过柱层析分离后得到淡黄色液体2.36克(产率
53%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):7.46~7.78(6H,m,ArH),3.21~3.36(4H,m,CH),2.12~
2.23(2H,m,CH2),1.58~1.86(4H,m,CH2),1.26~1.38(24H,m,CH3),0.97~1.21(6H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:446。
[0067] 实施例10化合物2-(2-萘亚胺基)-4-(4-三氟苯亚胺基)戊烷的合成
[0068] 在一个经氮气吹排后的三口瓶中,加入1.10克的乙酰丙酮、100毫升的甲苯以及0.35克对甲苯磺酸,室温下搅拌均匀。室温下缓慢滴加入含有1.43克2-萘胺,加热至130℃分水回流反应20小时。冷却至室温,再加入1.62克的4-三氟甲基苯胺,继续回流分水反应24小时。反应溶液经减压除去溶剂,用碳酸氢钠得饱和溶液洗涤,用50毫升无水乙醚分别萃取三次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,除去溶剂,初产物用乙醇重结晶,得到2.16克产品(产率58%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):8.02~8.16(3H,m,ArH),7.86~7.70(9H,m,ArH),2.01~2.16(2H,s,CH2),1.21~1.35(3H,m,CH3),0.98~1.14(3H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:368。
[0069] 实施例11化合物2,4-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)-1,1,1-三氟戊烷的合成[0070] 在一个经氮气吹排后的三口瓶中,加入1.54克的1,1,1-三氟-2,4-戊二酮、100毫升的甲苯以及0.35克对甲苯磺酸,室温下搅拌均匀。室温下缓慢滴加入1.78克2,6-二异丙基苯胺,加热至130℃回流分水反应24小时。冷却至室温,再加入1.78克2,6-二异丙基苯胺,继续回流分水反应36小时。反应溶液经减压除去溶剂,用碳酸氢钠得饱和溶液洗涤,用50毫升无水乙醚分别萃取三次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,除去溶剂,初产物经过柱层析分离后得到2.83克淡黄色固体产品(产率60%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):8.02~8.16(3H,m,ArH),7.76~7.68(6H,m,ArH),3.21~3.36(4H,m,CH),2.01~2.16(2H,s,CH2),1.22~1.34(24H,m,CH3),0.98~1.14(3H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:472。
[0071] 实施例12化合物1-(2-呋喃基)-4,4,4三氟-1,3-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)丁烷的合成
[0072] 在一个经氮气吹排后的三口瓶中,加入2.06克的1-(2-呋喃基)-4,4,4-三氟-1,3-丁二酮、100毫升的甲苯以及0.32克对甲苯磺酸,室温下搅拌均匀。再缓慢滴加入3.68克的2,6-二异丙基苯胺,加热至130℃回流分水反应72小时。反应溶液经减压除去溶剂,用碳酸氢钠得饱和溶液洗涤,用50毫升无水乙醚分别萃取三次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,除去溶剂,初产物过柱层析分离后得到2.07克淡黄色固体产品(产率62%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):8.02~8.16(2H,m,ArH),7.46~7.58(4H,m,ArH),7.06~7.24(3H,m,ArH),
3.21~3.36(4H,m,CH),1.22~1.34(12H,m,CH3),1.08~1.14(12H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:524。
[0073] 实施例13化合物2-[1-(2,6-二异丙基苯亚胺基)乙基]-1-(2,6-二异丙基苯亚胺基)环己烷的合成
[0074] 在一个经氮气吹排后的三口瓶中,加入1.40克的2-乙酰基环己酮、100毫升的甲苯以及0.32克对甲苯磺酸,室温下搅拌均匀。再缓慢滴加入3.68克的2,6-二异丙基苯胺,加热至130℃回流分水反应62小时。反应溶液经减压除去溶剂,用碳酸氢钠得饱和溶液洗涤,用50毫升无水乙醚分别萃取三次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,除去溶剂,初产物过柱层析分离后得到2.37克淡黄色液体(产率52%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):7.46~7.58(2H,m,ArH),7.06~7.24(4H,m,ArH),3.21~3.36(4H,m,CH),1.65~1.70(1H,m,CH),1.37~1.40(6H,m,CH2),1.22~1.34(12H,m,CH3),1.08~1.14(12H,m,CH3);质谱,FD-mass spectrometry:458。
[0075] 实施例14化合物2-[1-(2,6-二甲基苯亚胺基)乙基]-1-(2,6-二甲基苯亚胺基)环己烷的合成
[0076] 在一个经氮气吹排后的三口瓶中,加入1.40克的2-乙酰基环己酮、100毫升的甲苯以及0.32克对甲苯磺酸,室温下搅拌均匀。再缓慢滴加入2.50克的2,6-二甲基苯胺,加热至130℃回流分水反应62小时。反应溶液经减压除去溶剂,用碳酸氢钠得饱和溶液洗涤,用50毫升无水乙醚分别萃取三次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,除去溶剂,初产物过柱层析分离后得到2.37克淡黄色液体(产率52%)。1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3):7.46~7.58(2H,m,ArH),7.06~7.24(4H,m,ArH),4.62~4.66(0.5H,s,NH),2.37~2.46(12H,m,CH3),1.65~
1.70(0.5H,m,CH),1.38~1.43(4H,m,CH2),1.22~1.34(4H,m,CH2),0.98~1.04(3H,s,CH3);质谱,FD-massspectrometry:346。
[0077] (三)固体催化剂组分的制备和丙烯聚合
[0078] 实施例15
[0079] (1)催化剂固体组分的制备
[0080] 在氮气保护下,将4.8g无水氯化镁、19.5g异辛醇和19.5g癸烷溶剂加入到装有搅拌器的500ml反应器中,加热至130℃,反应1.5小时至氯化镁完全溶解,加入1.1g苯酐,继续维持130℃反应1小时得到醇合物;将醇合物冷却至室温。在氮气保护下,将上述醇合物滴加到预冷至-22℃的120ml四氯化钛溶液中,缓慢升温至100℃,加入2,4-二苯甲羧基戊烷(0.003摩尔)及所述结构的化合物2,4-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)戊烷(0.003摩尔),升温至110℃维持2小时,趁热过滤,加四氯化钛120毫升,升到110度反应1小时,过滤。加入甲苯80ml,磷酸三丁酯2.66g,90℃维持半小时。用无水己烷洗涤固体颗粒4次,干燥后得到固体催化剂。
[0081] (2)丙烯聚合
[0082] 容积为5L的不锈钢反应釜,经气体丙烯充分置换后,加入AlEt32.5mL,甲基环己基二甲氧基硅烷(CHMMS)0.lmmol,再加入上述的固体催化剂组分8-10mg以及1.2NL氢气,通入液体丙烯2.5L,升温至70℃,维持此温度1小时,降温,泄压,得到PP粉料。聚合数据见表1。
[0083] 实施例16
[0084] 同实施例15,仅将实施例中的化合物2,4-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)戊烷替换为2-[1-(2,6-二异丙基苯亚胺基)乙基]-1-(2,6-二异丙基苯亚胺基)环己烷。
[0085] 实施例17
[0086] 同实施例15,只是将实施例中的化合物2,4-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)戊烷换为1-苯基-1,3-二(2,6-二甲基苯亚胺基)丁烷。
[0087] 实施例18
[0088] 同实施例15,只是将实施例中的化合物2,4-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)戊烷换为1-苯基-1,3-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)丁烷。
[0089] 实施例19
[0090] 同实施例15,只是将实施例中的化合物2,4-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)戊烷换为1,3-二苯基-1,3-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)丙烷。
[0091] 实施例20
[0092] 同实施例15,只是将实施例中的化合物2,4-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)戊烷换为2,4-二(2,4,6-三甲基苯亚胺基)戊烷。
[0093] 实施例21
[0094] 同实施例15,只是将实施例中的化合物2,4-二苯甲羧基戊烷换为DNBP。
[0095] 实施例22
[0096] 同实施例14,只是将实施例中的化合物2,4-二苯甲羧基戊烷换为2-异丙基-2-异戊基-1,3-二甲氧基丙烷。
[0097] 实施例23
[0098] 同实施例15,仅将实施例中的化合物2,4-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)戊烷换为2-[1-(2,6-二异丙基苯亚胺基)]-1-(2,6-二异丙基苯亚胺基)环己烷。
[0099] 实施例24
[0100] (1)催化剂固体组分的制备
[0101] 在氮气保护下,将4.8g无水氯化镁、19.5g异辛醇和19.5g癸烷溶剂加入到装有搅拌器的500ml反应器中,加热至130℃,反应1.5小时至氯化镁完全溶解,加入1.1g苯酐,继续维持130℃反应1小时得到醇合物;将醇合物冷却至室温。在氮气保护下,将上述醇合物滴加到预冷至-22℃的120ml四氯化钛溶液中,缓慢升温至100℃,加入2,4-二苯甲羧基戊烷(0.006摩尔),升温至110℃维持2小时,趁热过滤,加四氯化钛120毫升,升到110度反应1小时,过滤。加入甲苯80ml及所述结构的化合物2,4-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)戊烷(0.006摩尔),90℃维持半小时。用无水己烷洗涤固体颗粒4次,干燥后得到固体催化剂。
[0102] (2)丙烯聚合
[0103] 同实施例15的步骤(2)。
[0104] 实施例25
[0105] 与实施例24相同,区别在于将实施例中的化合物2,4-二(2,6-二异丙基苯亚胺基)戊烷换为2,4-二(2,6-二甲基苯亚胺基)戊烷。
[0106] 实施例26
[0107] 同实施例15,只是将实施例中的聚合反应时间延长为2小时,结果见表1。
[0108] 实施例27
[0109] 同实施例15,只是将实施例中的聚合反应时间延长为3小时,结果见表1。
[0110] 实施例28
[0111] 同实施例15,只是将实施例中的加氢量变为7.2NL,结果见表1。
[0112] 实施例29
[0113] 同实施例18,只是将实施例中的聚合反应时间延长为2小时,结果见表1。
[0114] 实施例30
[0115] 同实施例24,只是将实施例中的聚合反应时间延长为2小时,结果见表1。
[0116] 实施例31
[0117] 同实施例18,只是将实施例中的聚合反应时间延长为3小时,结果见表1。
[0118] 实施例32
[0119] 同实施例24,只是将实施例中的聚合反应时间延长为3小时,结果见表1。
[0120] 实施例33
[0121] 同实施例24,只是将实施例中的加氢量变为7.2NL,结果见表1。
[0122] 对比例1
[0123] (1)催化剂固体组分的制备
[0124] 在氮气保护下,将4.8g无水氯化镁、19.5g异辛醇和19.5g癸烷溶剂加入到装有搅拌器的500ml反应器中,加热至130℃,反应1.5小时至氯化镁完全溶解,加入1.1g苯酐,继续维持130℃反应1小时得到醇合物;将醇合物冷却至室温。在氮气保护下,将上述醇合物滴加到预冷至-22℃的120ml四氯化钛溶液中,缓慢升温至100℃,加入DNBP(0.006摩尔),升温至110℃维持2小时,趁热过滤,加四氯化钛120毫升,升到110℃反应1小时,过滤。加入甲苯
80ml,磷酸三丁酯2.66g,90℃维持半小时。用无水己烷洗涤固体颗粒4次,干燥后得到固体催化剂。
[0125] (2)丙烯聚合
[0126] 同实施例15的步骤(2),结果见表1。
[0127] 对比例2
[0128] 同对比例1,只是将实施例中的加氢量变为7.2NL,结果见表1。
[0129] 表1
[0130]
[0131]
[0132] 注:最后一列的“-”表示未测。
[0133] 表1说明,在相同的高氢条件下,实施例28、33与对比例2相比,得到聚合物的融熔指数较高,说明使用该亚胺类化合物的催化剂氢调敏感性好。而常规条件下的聚合结果表明,使用所得催化剂制备的聚合物的分子量分布相对较宽,更适合于高抗冲聚合物产品的开发。
[0134] 应当注意的是,以上所述的实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述,但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇,而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改,以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例,但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例,相反,本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。