[发明专利]中等范围亚乙烯基含量的高粘度聚异丁烯聚合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2011年10月26日提交的具有相同题目的美国临时申请61/551,547。由此要求临时申请61/551,547的优先权，且其公开内容完全通过参考并入本申请。

技术领域

本发明涉及动力粘度为2800cSt至5000cSt且多分散性不大于2.7的聚异丁烯聚合物。

背景技术

使用Friedel-Crafts类型催化剂例如三氟化硼和三氯化铝使烯烃聚合是公知的。所得产物的聚合程度根据采用多种已知聚合技术中的哪一种而变化并且也随着用于控制反应的参数变化。聚合产物的分子量与聚合程度直接相关，且聚合程度可以通过控制工艺参数进行调整由此制得具有各自所需平均分子量的多种产物。由于烯烃类聚合过程的性质和机理，在聚合过程结束时聚烯烃产物在各分子中仅残留一个双键。该残留双键的位置通常是产物的重要特征。例如，已知其中残留双键位于末端(亚乙烯基)位置的聚异丁烯(PIB)分子比其中残留双键为内部双键(即，不在末端位置)的PIB分子更具反应性。其中大多数双键在末端位置的PIB产物通常可以称为高亚乙烯基或反应性PIB。聚烯烃产物具有末端双键的程度也可以通过控制工艺参数进行调整。

也已知，α-烯烃，特别是PIB，可以在至少两种不同种类的材料—常规亚乙烯基含量材料和高亚乙烯基含量材料—中制备。常规地，这两种产物等级是通过不同工艺制备的，但是两者常常且普遍使用稀释的原料，在该原料中异丁烯浓度可以为40至高达90重量％。通常存在于石油馏分中的非反应性烃例如异丁烷、正丁烷和/或其它低级烷烃也可以作为稀释剂包含中原料中。该原料通常也可以包含少量的其它不饱和烃例如1-丁烯和2-丁烯。

市场中相对较新的产品，即高亚乙烯基含量或高反应性PIB，的特征在于大百分比的末端双键，该百分比通常大于75％，优选大于80％。这可得到与常规PIB相比更具反应性的产物，因此该产物也称为高反应性PIB。术语高反应性(HR-PIB)和高亚乙烯基含量(HV-PIB)是同义的。制备HR-PIB的基本方法全部包括使用BF₃和/或改性的BF₃催化剂的反应器系统，使得反应时间可以严密受控，且一旦形成所需产物可立即中和催化剂。由于末端双键的形成在动力学上是有利的，因此短的反应时间有利于高亚乙烯基含量。在可能发生显著的内部双键异构化作用之前，通常使用碱的水溶液例如NH₄OH结束反应。分子量相对较低。平均分子量为约950-1050的HR-PIB是最常见的产品。基于异丁烯的转化率保持在75-85％，因为驱使反应向较高转化率进行的努力会通过异构化作用降低亚乙烯基含量。1979年5月1日的在先美国专利4,152,499，1986年8月12日的在先美国专利4,605,808，1991年11月26日的在先美国专利5,068,490，1993年3月2日的在先美国专利5,191,044，1992年6月22日的在先美国专利5,286,823，1995年4月18日的在先美国专利5,408,018，和1999年10月5日的在先美国专利5,962,604全部涉及有关主体内容。

不同于PIB的HR等级和常规等级，称为增强等级的某些等级的PIB较为新近被开发(EP1381637和以下讨论的有关专利)。这些产品的优点是，无需高亚乙烯基含量总反应性就很高。与高反应性PIB相比，中等范围亚乙烯基含量PIB可使用较少的催化剂和配位剂制备，正如对比实施例中所见。此外，中等范围亚乙烯基含量PIB可以按比相应等级的高反应性PIB低的多分散性制备；产物也可以在管壳式反应器中在冷却液和反应介质之间的较高温差制备，该管壳式反应器较易控制并得到较高的单体转化率。

以下专利描述了中等范围亚乙烯基含量聚异丁烯(PIB)聚合物及其制备方法：美国专利7,037,099；7,091,285；7,056,990；和7,498,396。产物的特征在于至少约90％存在于产物中的PIB分子包含α或β位异构体。产物的亚乙烯基(α)异构体含量可以为产物的约20％至约70％，四取代的内部双键的含量非常低，优选小于约10％或5％，理想地小于约1-2％。中等范围亚乙烯基含量PIB聚合物产物如下制备：在环管反应器中在至少60°F的温度使用BF₃/甲醇催化剂络合物和不多于4分钟的接触时间进行液相聚合过程。

发明内容