[发明专利]一种茂钛化合物催化剂及其制备间规聚苯乙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及间规聚苯乙烯的制备技术。

背景技术

间规聚苯乙烯是一种新型工程塑料，具有高热变形温度(245℃)、高硬度、低密度、高弹性模量、低介电常数和优良的耐化学腐蚀性等-系列特点，而且结晶速度快，易于采用挤出、注射、模压等多种方法加工，因而间规聚苯乙烯具有很广阔的应用前景，几乎PET、PBT、PA、PPS等所有工程塑料的应用领域都可以使用间规聚苯乙烯。目前主要应用于集成电路、插件板、模块磁性记录载体等电子电器元件；刮水器、空调或点火器元件、通风罩和保险杠等汽车部件；磁性薄膜及电绝缘膜等膜用材料；特种单径纤维如造纸机械纤维；污水装置过滤材料。

目前，用于间规聚苯乙烯制备的催化剂是茂金属催化体系和非茂的钛和锆金属催化体系。茂金属催化体系主要是由钛的茂金属化合物和聚铝氧烷组成，主要有单茂钛催化剂、桥联茂金属催化剂和多种主催化剂并用的茂金属催化剂。非茂的钛和锆金属催化体系主要是由β-二酮钛配合物，8-羟基喹啉钛配合物、β-联萘酚钛配合物以及其它非茂的锆配合物和聚铝氧烷或硼化合物组成，但催化活性都不高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的间规聚苯乙烯聚合催化反应所用催化剂存在的不足，提供一种催化活性高的茂钛化合物催化剂。

本发明的另一个目的是提供一种利用上述茂钛化合物催化剂制备间规聚苯乙烯的方法。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：

一种茂钛化合物催化剂，由茂钛化合物、聚铝氧烷和(三异丁基铝)组成，茂钛化合物的通式为Cp^*Ti(O-Ph-X)₃，Cp^*为五甲基环戊二烯，X为F、Cl、CH₃、OCH₃，茂钛化合物的结构式如式(I)；聚铝氧烷的通式为-[-AlR-O-]n，其中R为甲基，n为4～40，n优选15～30；茂钛化合物、聚铝氧烷和三异丁基铝的摩尔比为1∶50～700∶0～300。茂钛化合物、聚铝氧烷和三异丁基铝的优选摩尔比为1∶300～700∶100。

上述聚铝氧烷可由三烷基铝与Al₂(SO₄)₃·18H₂O反应得到。该聚铝氧烷可具有直链、环链或支链结构。聚铝氧烷优选甲基铝氧烷(MAO)。

本发明使用上述茂钛化合物催化剂催化苯乙烯本体聚合，可制备出间规聚苯乙烯。聚合温度可在30℃至110℃之间，较佳聚合温度在50℃至70℃之间。所得聚合物分子量达4×10⁴～3×10⁵，间规度可达90％以上，X-光衍射测试和差热分析(DSC)表明聚合物中存在两种不同的晶型，聚合物熔点在260℃至270℃之间。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1.本发明提供的茂钛化合物催化剂具有较高的催化活性；2.本发明用上述催化剂制备间规聚苯乙烯的方法可在易于工业控制的温度(30～110℃)下进行，制备得到间规聚苯乙烯；3.本发明采用茂钛化合物催化剂制备间规聚苯乙烯，所得到聚合物分子量达4×10⁴～3×10⁵，间规度可达90％以上，熔点在260℃至270℃之间，取得了很好的效果。

具体实施方式

实施例1Cp^*Ti(O-Ph-Cl)₃的合成

1.五甲基环戊二烯的合成：