[发明专利]一类具有单活性中心性质的齐格勒-纳塔烯烃聚合催化剂

说明书

技术领域

本发明是关于一类新型具有单活性中心性质的齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)烯烃聚 合催化剂。该催化剂使用了一类新型的多齿配体作为有机给电子体。在助催化剂的作用 下，利用该催化剂可以催化乙烯的均聚合或乙烯与α-烯烃的共聚合得到结构可控的烯烃 聚合物。

背景技术

随着聚烯烃工业的快速发展，高性能聚烯烃材料的生产越来越受到人们的广泛重 视。目前国际上的研究认为，高性能聚烯烃材料的生产主要可以通过两种方式实现：1) 利用Ziegler-Natta催化剂，依赖化工工艺的改进；2)利用新型的单活性中心催化剂 包括茂金属催化剂和非茂类催化剂。Ziegler-Natta催化剂自上世纪50年代发现以来， 在聚烯烃领域发挥了重要的作用，但由于其多活性中心的特点，导致聚合物特别是聚乙 烯的结构不能够得到有效的控制，聚合物分子量分布较宽，共聚单体在聚合物链中的分 布不均匀，这些问题使它在合成高性能聚烯烃树脂时受到限制。通过在Ziegler-Natta 乙烯聚合催化剂的制备过程中添加给电子体化合物，可以提高催化剂的活性、聚合物堆 密度，还可以调节和控制聚合物的分子量分布，这方面的研究已有报道。所使用的给电 子体化合物包括醇、醚、有机胺、有机羧酸、有机酰氯、酯类以及硅氧烷类等，可参考 美国专利US 4330649、5106807、4816433、4829037、4847227、4970186、5130284、 5260245、5336652和5561091，欧洲专利EP 0389173A2以及中国专利CN 1050389A和 CN 1510055A等。但总体而言，利用上述催化剂制备聚合物分子量分布较宽，仍有待改 进。

新型单活性中心的催化剂由于催化剂活性中心相同可以得到窄分子量分布聚烯烃 (2左右)，能够有效实现乙烯与其他单体的共聚合，而且可以根据需要通过调节主催 化剂化学结构达到制备不同分子量及分子量分布的聚合物的目的，从而得到多种高性能 聚烯烃材料。但是这些新型催化剂由于存在主催化剂的稳定性较低、合成困难、不易保 存、需要大量昂贵的助催化剂以及难于在目前的聚合工艺装置上运转等问题，致使其开 发与应用受到很大的限制。

利用Ziegler-Natta催化剂实现对聚合物结构和性能的调控，高活性的得到分子量 分布窄(1.6-3.8)、共聚单体分布均匀的聚合物还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高催化活性的具有单活性中心性质的齐格勒-纳塔 (Ziegler-Natta)烯烃聚合催化剂。

本发明还提供了上述具有单活性中心性质的Ziegler-Natta催化剂的制备方法。

本发明的另一目的是提供了利用上述具有单活性中心性质的Ziegler-Natta催化剂 用途，尤其是用于合成分子量分布窄(1.5-3.8)的烯烃聚合物。

本发明是通过引入一类多齿配体作为新型有机给电子体制备新型具有单活性中心 性质的齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)烯烃聚合催化剂。在助催化剂作用下，该种催化 剂能够高活性的催化烯烃聚合，而且可以控制聚烯烃的结构包括分子量和分子量分布； 所述的烯烃为乙烯、1-烯烃、环烯烃及其衍生物、各种烯酸及其衍生物、烯醇及其衍生 物、二烯烃等。其中1-烯烃是指C₃-C₂₀的烯烃，例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、 1-辛烯、1-癸烯、4-甲基-1-戊烯及其混合物等；环烯烃主要指环戊烯、环己烯、降冰片 烯等及其带有极性基团的衍生物。

本发明提供的一类具有单活性中心性质的齐格勒-纳塔烯烃聚合催化剂是由含有多 齿配体(I)、金属化合物、镁化合物和载体反应制备获得；所述的含有多齿配体(I)、 金属化合物和镁化合物的摩尔比为0.001-50∶1∶1-300；镁化合物与载体的重量比 1∶0.1-20；

所述的多齿配体(I)具有如下的结构式：

其中：

是单键或者双键；