[发明专利]二元稀土乙丙橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子材料技术领域，涉及一类二元稀土乙丙橡胶及其制备方法。 

背景技术

二元乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为单体通过共聚合反应制备的合成橡胶，目前主要的催化体系有传统的钒钛催化体系和茂金属催化体系,并均已投入工业化生产。乙丙橡胶因其具有卓越的耐候性和耐老化性能，在汽车部件、建筑材料。电器材料、橡塑共混制品等领域得到了广泛的应用。稀土催化剂活性高、用量少，稀土金属与过渡金属不同，不存在价态变化的问题，残留在乙丙橡胶中的少量金属离子对高分子材料的老化性能影响很小，因此不必像传统的钒钛体系和茂金属催化体系一样必须经过复杂的脱挥工段将残留的金属离子脱除到几十个甚至几个PPM以下。稀土催化体系是非常稳定的均相体系，所生产的橡胶凝胶含量极低，特别是稀土催化配位聚合过程具有准活性聚合特征，极易实现对高分子材料的功能化改性。 

文献[李丹凤，李世辉，吴春姬，姚昌广，崔冬梅，阳离子烷基钪配合物催化体系催化乙烯与丙烯共聚合的研究，高分子学报，5，649-653，2013]报道了采用膦亚胺双烷基钪与有机硼盐组成的阳离子稀土催化体系，有效地催化乙烯/丙烯进行共聚合反应。该文献与本发明具有本质的不同：其一是采用的催化体系不同，主要表现在主催化剂稀土配合物不同，本发明采用茂系稀土配合物为主催化剂，结构简单、合成容易、成本低，而该文献采用了膦亚胺双烷基钪非茂系稀土配合物为主催化剂，结构复杂、合成困难、成本高；其二是产物结构不同，文献所报道的乙烯/丙烯共聚物不能催化丙烯单体均聚，丙烯在聚合物链中没有均聚嵌段，而本发明所得到的产物丙烯可以实现均聚和，聚合物链中含有丙烯的均聚嵌段； 其三是制备工艺不同，文献所报道的结果均是在常压下进行的聚合反应，而本发明优选的聚合反应条件是在一定压力下进行，更有利于实现乙烯/丙烯的共聚合反应，提高丙烯的共聚合反应活性；同时为了确保丙烯的共聚合反应活性，文献均采用丙烯/乙烯单体配比非常高的条件进行聚合反应，而本发明在丙烯/乙烯单体配比在1的条件下，丙烯仍然具有较高的共聚合反应活性，这也表明本发明所使用的稀土催化体系具有更高的共聚合反应活性。另外，文献所报道的乙烯/丙烯共聚物数均分子量均很小，均在3万以下，难以作为橡胶材料使用，而一般作为橡胶材料使用的乙丙橡胶其数均分子量通常在10万以上，重均分子量通常在20万以上。 

发明内容

本发明所提供的二元稀土乙丙橡胶具有如下特征：二元稀土乙丙橡胶是以稀土催化剂催化乙烯、丙烯两种单体共聚合所制备的二元共聚物，其中结合乙烯含量以摩尔百分含量计一般范围为20％-80％，优选范围为40％-70％；数均分子量一般范围为2×10⁴-50×10⁴，优选范围为5×10⁴-30×10⁴。本发明所公开的二元乙烯、丙烯共聚物，其序列组成分布可以是无规、渐变以及嵌段结构。