[发明专利]一种低分子高活性聚异丁烯制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物的制备方法，具体是一种低分子高活性聚异丁烯的制备方法。

背景技术

低分子聚异丁烯其数均分子量一般为500～5000，普通低分子聚异丁烯其分子链未端双键(α-端基双键)一般为10％摩尔含量左右，而低分子高活性聚异丁烯其α-端基双键摩尔含量在70％以上，甚至高达80％。

低分子高活性聚异丁烯主要用于合成无灰清净分散剂，这种无灰分散剂用于润滑油和燃料油中，可防止积炭，改善油品的性能，利于发动机的功效并且环保。普通低分子聚异丁烯在合成这类添加剂的过程中，由于其末端双键含量很低，因此反应活性很低，所以要首先使用卤素使其具有反应活性，然后再与其它物料如马来酸酐反应而合成无灰分散剂。而低分子高活性聚异丁烯，其由于具有很高含量的α-端基双键，反应活性很高，因此，用低分子高活性聚异丁烯合成无灰分散剂时就省去了卤化步骤，使无灰分散剂的合成流程简短，且产品中无残留卤素，合成的无灰分散剂品质优良。

在CN1104448(专利号：ZL96194532.X)发明专利中，发明人提供了一种低分子量高活性聚异丁烯的制备方法，在三氟化硼络合物催化剂的存在下，在0至-40℃，1×10⁵至2×10⁶帕压力的条件下，通过异丁烯或含有异丁烯的烃物料流在液相中的聚合，制备平均分子量Mn为500至20000，并含有大于80％摩尔的端双键的低分子量高活性聚异丁烯，该方法包括在至少两个聚合阶段中进行聚合反应，所加的异丁烯在第一聚合阶段中聚合至部分转化率为最高至95％，无需进行第一聚合阶段中形成的聚异丁烯的分离，或在第一聚合阶段中形成的聚异丁烯预分离后，在一个或多个后续聚合阶段中继续剩余的异丁烯的聚合。该专利的缺点是聚合采用至少两级至多级聚合，工艺复杂。

在CN1194995C(专利号：ZL01136256.1)发明专利中，发明人提供了一种低分子高活性聚异丁烯制备方法：液态三氟化硼络合催化剂的存在下，于1-10巴，+20℃～-50℃聚合条件下，使纯异丁烯的烃类物料于液相中聚合，物料在釜中的停留时间为20分钟～5小时，异丁烯在反应釜中的恒定浓度为2％～10％，制备平均分子量500-8000(粘均分子量)，α-未端双键含量大于或等于80％摩尔的高活性聚异丁烯。该方法具有流程简单，简化了聚合反应设备，聚合反应操作条件容易控制，所用络合催化剂可长期稳定储存，生产出的聚异丁烯重复性好等特点。但是该专利原料要求必须是纯异丁烯，并且聚合过程中需要加入稳定剂。

在申请号为CN101921352A发明专利中，发明人提供了一种低分子高活性聚异丁烯制备方法：它是将有机溶剂和含异丁烯的原料分别加入到反应釜中，然后分别加入气相三氟化硼和液相络合剂，在-30℃～15℃，0.05～0.3Mpa下进行聚合反应，聚合时间为0.5～6小时，反应过程中异丁烯单体在反应釜中的浓度为5～10wt％，反应完成后，将得到的混合物料进行处理得低分子量高活性聚异丁烯。反应体系中加入的气相三氟化硼和液相络合剂，它们经扩散反应后才能形成催化剂，由于它们在反应体系中的浓度扩散不均匀，易形成局部催化剂浓度过高，致使聚合反应的选择性降低，聚异丁烯分子量不易控制。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述制备方法的缺点，提供了一种低分子高活性聚异丁烯制备方法，该工艺条件较易控制，产品的分子量分布、α-端基活性等质量指标稳定。

本发明的技术方案是：一种低分子高活性聚异丁烯制备方法，其特征是，

(1)将异丁烯含量40～90wt％的原料连续加入到聚合反应器中，开动搅拌，搅拌机转速为150～200r/min；同时自聚合反应器的进口处连续加入催化剂A，自聚合反应器的另一进口处连续加入催化剂B；然后于-20～30℃、0.6～1.5Mpa下进行聚合反应1～30分钟；所述催化剂A和催化剂B总计加入量为原料总体积的0.05～3‰，催化剂A与催化剂B的加入体积比为10∶1～1∶1。

所述催化剂A、B均是三氟化硼络合物催化剂，其中络合物为C1～C8的直链或支链的伯、仲醇(优选异丙醇或异丁醇)、C2～C4的烷基二醇(优选乙二醇、丁二醇)、C2～C8的烷基醚类(优选甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚)。催化剂A中三氟化硼与络合物摩尔比为0.1～1.0∶1，催化剂B中三氟化硼与络合物摩尔比为0.01～0.1∶1。

(2)将聚合物料由聚合反应器出口连续采出，向采出的聚合物料中加入终止剂，使聚合反应终止；