[发明专利]一种双环烃取代的硅烷化合物及其应用

说明书

发明领域

本发明涉及一种双环烃取代的硅烷化合物及其应用，具体涉及双环烃取代的硅烷化合物及其在丙烯聚合上的应用。

发明背景

当前，聚丙烯工业用Ziegler-Natta催化剂为氯化镁负载的Ti活性组分，含有内给电子体，如邻苯二甲酸二酯等。这种催化剂固体颗粒需要使用烷基铝活化，将Ti组分变为具有催化活性的组分。在烷基铝活化Ti的同时，烷基铝会和内给电子体作用，使内给电子体和Ti失去作用，造成Ti活性中心的体积效应和位阻效应不适合制备高等规度的聚丙烯，催化剂的活性也会有所降低。这种情况下，如果在催化体系中加入特定结构的硅烷类外给电子体化合物，不但可以阻止烷基铝对内给电子体产生的负面作用，还可使催化剂的定向性能得到补充或提高。

目前，工业上最常用的硅烷类外给电子体化合物有双环戊基二甲氧基硅烷，二异丙基二甲氧基硅烷，二异丁基二甲氧基硅烷，环己基甲基二甲氧基硅烷，外给电子体与Ziegler-Natta催化剂配合后可以制备出高等规度的聚丙烯。但从上述硅烷给电子体的结构和立体定向能力来看，设计开发更合适的硅烷化合物，进一步提高聚丙烯的等规度，获得综合性能更佳的聚丙烯，仍有许多创新性工作可做。发明内容

本发明的目的是提供一种双环烃取代的硅烷化合物，化合物具有通式(I)所示的结构：

其中，n为0或1；R₁，R₂是相同或不同的C₁-C₆直链或支链烷基，优选甲基或乙基；R₃是C₁-C₆直链或支链烷基，C₃-C₇环烷基或双环[1,1,1]戊烷，优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环戊基，环己基或双环[1,1,1]戊烷。

所述双环烃取代的硅烷化合物的制备方法包括：将卤素取代的双环[1,1,1]戊烷（式（II））和镁反应制备成格氏试剂，再与式（III）所述的硅烷化合物反应制备而成。

式（II）中X为卤素；式（III）中n为0或1;R1_，R₂，R₄是相同或不同的C₁-C₆直链或支链烷基，R₃是直链或支链C₁-C₆烷基，C₃-C₇环烷基，或双环[1,1,1]戊烷。

式（II）化合物和镁的摩尔比例为1：1~1.5，式（II）和式（III）化合物的摩尔比例为1：0.3~1.2；反应所用溶剂为干燥的四氢呋喃、乙醚、甲基叔丁基醚等醚类溶剂；反应温度10~120℃；反应所用的镁为镁粉或镁条。

本发明的所述的硅烷化合物特别适合与包含下述组成的Ziegler-Natta催化剂接触；

1）钛化合物；

2）卤化镁化合物；

3）内给电子体化合物；

4）烷基铝。

其中，内给电子体化合物可以是任何已知的聚丙烯催化剂用内给电子体，优选二醚类化合物、二酯类化合物，特别优选邻苯二甲酸二烷基酯类化合物。内给电子体化合物的制备可以采用已知的各种方法，本发明不做特别的限定。

硅烷化合物和Ti的摩尔比1：1-50，烷基铝与硅烷化合物的摩尔比1：10-500，由此组成的催化体系用于丙烯聚合可获得高活性，可制备得到高等规度聚丙烯。

具体实施方式

测试方法：

聚丙烯的熔体流动速率：按照测试标准ASTM D1238测定，实验条件为2.16Kg，230℃。

聚丙烯的等规度：通过沸腾庚烷抽提6h测定。

硅烷化合物的制备：

实施例1双环[1,1,1]戊基甲基二甲氧基硅烷制备

将1mol的1-氯代双环[1,1,1]戊烷和1.1mol镁粉以及500ml干燥的四氢呋喃混合，加热回流2h，冷却到室温，在1h内滴加1mol甲基三甲氧基硅烷，回流反应4h，降至室温。反应结束后，过滤固体，分馏得到双环[1,1,1]戊基甲基二甲氧基硅烷共0.82mol。质谱（FD谱）分子离子峰：172.09。核磁：¹H NMR(CDCl/TMS,300MHz)δ(ppm):0.14(s,3H,CH₃),1.75-2.05(m,7H,双环[1,1,1]戊基),3.50(s,6H,2OCH₃)。