[发明专利]作为给电子体用于聚烯烃催化剂的双环有机硅化合物

说明书

背景

发明领域

本发明涉及可被用作聚合催化剂体系给电子体的环状有机硅化合物、涉及采用环状有机硅化合物作为给电子体的聚合催化剂体系、涉及制造聚合催化剂体系的方法和涉及采用聚合催化剂体系生产具有加宽分子量分布的聚烯烃特别是聚丙烯的聚合方法。

相关领域的描述

用于聚烯烃聚合的齐格勒-纳塔催化剂体系为本领域公知的。通常，这些体系由固体齐格勒-纳塔催化剂组分和助催化剂组分(通常为有机铝化合物)组成。为了增大催化剂体系对于α-烯烃聚合作用的活性和立体特异性，给电子化合物已经被广泛使用：(1)作为固体齐格勒-纳塔催化剂组分中的内给电子体和/或(2)作为与固体齐格勒-纳塔催化剂组分和助催化剂组分结合使用的外给电子体。有机硅化合物通常被用作外给电子体。

在固体齐格勒-纳塔催化剂组分的组分制备期间加入的常见内给电子体化合物包括醚类、酮类、胺类、醇类、酚类、膦类和硅烷类。这样的内给电子体化合物的实例及其作为催化剂体系组分的用途在美国专利第4107414、4186107、4226963、4347160、4382019、4435550、4465782、4522930、4530912、4532313、4560671、4657882、5208302、5902765、5948872、6121483和6770586号中得到描述。

在采用齐格勒-纳塔型催化剂用于聚合包括丙烯或全同立构规整度对其有可能性的其它烯烃中，可以合乎需要的是采用外给电子体，其可加上或可不加上给电子体的使用。本领域已知，通过选择性毒害或转化存在于固体催化剂表面的非立构规整性的活性部位，外给电子体起立体选择性控制剂的作用，改善所生成聚合物产物的全同立构规整度即立构规整性。而且，公知所生成聚合物的聚合活性以及立构规整性和分子量分布取决于所采用外给电子体的分子结构。因此，为了改善聚合过程和所生成聚合物的性质，已经努力并要求开发多种外给电子体，尤其是多种有机硅烷化合物。本领域已知的这样外给电子体的实例为，具有硅作为中心原子含有Si-OCOR、Si-OR或Si-NR₂键的有机硅化合物，其中R通常为具有1-20个碳原子的烷基、链烯基、芳基、芳基烷基或环烷基。这样的化合物在美国专利第4472524、4473660、4560671、4581342、4657882、5106807、5407883、5684173、6228961、6362124、6552136、6689849、7009015和7244794号中得到描述。

WO 03014167在催化剂体系中使用含有杂原子的环状有机硅化合物作为外给电子体制备具有较高熔体流动速率(MFR)的聚丙烯。硅被包埋在环体系中，其中仅存在一个杂原子。通过使用具有96％纯度的有机硅烷G作为外给电子体制备的丙烯聚合物被指出具有窄的分子量分布。对于使用其它纯的有机硅烷(纯度＞95％)作为外给电子体制备的丙烯聚合物没有展示分子量分布数据。

对于某些应用，具有更宽分子量分布的聚合物为合乎需要的。这样的聚合物在高剪切速率下具有较低的熔体粘度。以高剪切速率操作的许多聚合物制作过程比如注塑成型、定向膜和热粘合纤维可由于改善吞吐率和减少能量消耗而受益于较低粘度产物。具有如通过挠曲模量测量的较高刚度的产物对于注塑成型、挤出和膜产品是重要的，因为所制作的部件可降低厚度(down-gauged)，使得保持产品性质需要较少的材料。宽的分子量分布为获得高刚度聚合材料的重要贡献者之一。因此，订制聚合催化剂体系以得到具有较宽分子量分布的聚合物可以是有利的。

用于制备具有宽分子量分布的聚合物的方法在JP-A-63-245408、JP-A-2-232207和JP-A-4-370103中进行了描述，所述聚合物通过在多个聚合容器中或通过多步聚合作用聚合丙烯而得到。然而，所公开的操作复杂，生产效率低，并且聚合物结构和产品质量难以控制。

存在持续的努力，以订制聚合催化剂体系，经由采用特殊类型的外给电子体系统加宽聚合物分子量分布来提高树脂加工性能/挤出特性。美国专利第6376628号教导了双(全氢化异喹啉)二甲氧基硅烷化合物。美国专利第6800703号教导了乙烯基三甲氧基硅烷或二环己基二甲氧基硅烷化合物作为外给电子体产生具有宽分子量分布的聚丙烯。美国专利申请公布20060252894公开了使用包含不同硅烷化合物的混合给体系统产生具有加宽分子量分布的聚丙烯。