[发明专利]双金属烯烃聚合催化剂在极性单体共聚反应中的应用

说明书

本发明涉及一种双金属烯烃聚合催化剂在极性单体共聚反应中的应用。具体地，本发明提供了一种极性单体共聚反应，所述的极性单体共聚反应使用如下式I所示的化合物作为催化剂；其中，各基团的定义如说明书中所述。本发明还提供了一类极性单体聚合形成的共聚物。

技术领域

本发明涉及烯烃聚合及共聚合催化剂或催化剂体系、合成方法及其催化烯烃聚合的应用。该催化剂涉及一类新型多齿配体的第四，五和第八族过渡双金属配合物。

背景技术

从二十世纪五十年代发现了Ziegler-Natta催化剂以来，高活性的MgCl₂负载的钛的催化剂显示了很好的催化性能，(K.Ziegler,等,Angew.Chem.1995,67,424；K.Ziegler等，Angew.Chem.1995,67,541；N.Kashiwa等，USP-3642746,1968)目前工业上，这种催化剂已经用于高密度聚乙烯(HDPE)，线性低密度聚乙烯(LLDPE)，间规聚丙烯(i-pp)的聚合物的生产。然而，这种多活性中心的固体催化剂目前还不能很好的通过调节催化剂结构来控制聚合物结构、性能；第四族茂金属催化剂的发现则较好地解决了这个问题，由于具有单活性中心，使人们能够根据需要通过改变催化剂的结构来得到预期结构的聚合物(W.Kaminsky等,Adv.Organomet.Chem.1980,18,99；W.Kaminsky等,Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.1980,19,390；H.H.Brintzinger等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1995,34,1143)。除此以外，聚烯烃表面能低、化学惰性，对材料进行粘黏，染色，印刷和共混(添加剂、极性材料)时受到限制，因此需要通过在聚烯烃高分子链上引入少量极性官能团增强聚烯烃的极性，改善聚烯烃材料与极性材料的相容性，同时保持相当的物理机械性能。因此寻找一些温和、高效、可控的方法在非极性分子链中引入极性官能团。但是前过渡金属催化剂，包括已经广为应用的Ziegler-Natta催化剂和茂金属催化剂，均很容易被极性单体中的极性基团毒化而失活，使得乙烯与极性单体共聚结果仍不理想。

近十几年来,以含N、O、P等配位原子的配体代替环戊二烯与过渡金属配位得到的金属配合物作为烯烃聚合催化剂的研究也蓬勃发展起来，这一类催化剂被统称为“茂后催化剂”，从1995年以来，逐渐有一些新的优秀的催化剂被合成出来，其中代表性的过渡金属配合物有如下几种：

文献中已经报道的后过渡金属配位的“茂后催化剂”由于中心金属的亲氧性较弱，可以实现烯烃与极性单体的共聚，能够生产出性能优异的功能化聚烯烃材料，但活性偏低(例如：a)Johnson,L.K.et al.J.Am.Chem.Soc.,1996,118(1),267；b)Mecking,S.etal.J.Am.Chem.Soc.,1998,120(5),888；c)Chien,J.C.W.et al.Polym.Int.,2002,51,729；d)Connor,E.F.et al.J.Polym.Sci.:Part A:Polym.Chem,2002,40,2842；e)Britovesk,G.J.P.et al.J.Chem.Soc.,Dalton Trans.,2002,1159；f)Chen,G.etal.J.Am.Chem.Soc.,2003,125(22),6697)。

这些问题成为困扰催化剂技术及产品应用的难题。为实现应用，目前只能通过分步聚合的方式或混合催化剂满足产品力学性能和加工性能的统一。综上所述，本领域尚缺乏一种不仅催化活性高，能够实验烯烃与多种极性单体共聚合，而且能够通过简单地方式获得聚合物分子量分布可调的烯烃聚合催化剂技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种极性单体聚合反应的高效催化剂，及其制备方法。

本发明的另一目的是提供一种极性单体聚合反应方法。

本发明的第一方面，提供了一种如下式I所示的化合物的用途：