[发明专利]茂金属化合物及其制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年6月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0067698号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及具有新结构的非交联茂金属催化剂及其制备方法，所述非交联茂金属催化剂用于制备具有高可聚性的聚乙烯。

背景技术

常规商业过程中广泛使用的齐格勒-纳塔催化剂是多位点催化剂，并因此，由于其特征在于所生产的聚合物具有宽分子量分布，并且共聚单体的组成分布不均匀，所以在确保期望物理性质方面存在限制。

然而，茂金属催化剂是具有一种活性点的单位点催化剂，并因此其优点在于所生产的聚合物具有窄分子量分布，并且根据催化剂和配体的结构可以显著调整分子量、立构规整度、结晶度，特别是共聚单体的反应性。

作为茂金属催化剂，国际特许专利公开第2008/084931号公开了与引入有酰胺基的单环戊二烯基配体配位的过渡金属化合物。然而，由于根据该方法通过茂金属催化剂聚合的聚烯烃具有窄分子量分布，因此在应用于一些产品时，现场应用困难，例如，由于挤压载荷等使生产力显著降低。因此，在这方面，已进行了很多努力来控制聚烯烃的分子量分布。具有窄分子量分布的聚合物具有低熔体流动性、低熔体张力和不良的可模制性，并且可充当降低刚度的因素。

然而，通常用于制备低分子量聚乙烯的茂金属催化剂前体具有与中心金属配位的小尺寸配体并且具有非交联形式的结构。虽然这些催化剂可以以高活性生产低分子量聚合物，但是与其他柄型催化剂相比，其问题在于由于咬入角(Cp-金属-Cp)小而使共聚单体如1-己烯的可共聚性相对降低。

此外，为了基于负载型聚合实现中等至低分子量，在向配体进一步引入取代基或者使体积增加的情况下，可获得分子量增加效果，但是通常倾向于导致可共聚性进一步降低。

因此，需要开发用于制备具有优良可共聚性和高分子量的聚乙烯的催化剂。

在背景技术部分公开的以上信息仅用于增强对本发明背景的理解，并因此其可包括不构成本国中本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

技术问题

本发明进行了努力以提供一种具有新结构的茂金属化合物及其制备方法，所述茂金属催化剂具有改变取代基的位置以在保持非交联催化剂结构的同时增加分子量的优点，从而能够实现柄型催化剂水平下的可共聚性以及300,000或更大的高分子量(Mw)。

本发明的另一个目的是提供了用于制备具有高可共聚性的聚乙烯的使用非交联茂金属化合物的茂金属催化剂组合物。

本发明的又一个目的是提供了使用所述催化剂组合物来制备聚乙烯的方法。

技术方案

本发明的一个示例性实施方案提供了由以下化学式1表示的茂金属化合物：

[化学式1]

在化学式1中，

R₁具有由以下化学式a或b表示的包含与苯环稠合的五元或六元芳环的结构：

[化学式a]

[化学式b]

在化学式a和b中，X为C、N、O或S；

R₂为氢；

R₃至R₆彼此相同或不同，并且彼此独立地为氢、具有1至20个碳原子的直链或支化烷基、具有1至20个碳原子的烯基、具有6至20个碳原子的芳基、具有6至20个碳原子的烷基芳基、或具有6至20个碳原子的芳基烷基；

R₉至R₁₂彼此相同或不同，并且彼此独立地为氢、具有4至20个碳原子的直链或支化烷基、具有1至20个碳原子的烯基、具有6至20个碳原子的芳基、具有6至20个碳原子的烷基芳基、或具有6至20个碳原子的芳基烷基；

M为第4族过渡金属；以及

X₁和X₂彼此相同或不同，并且彼此独立地为卤素、具有1至20个碳原子的烷基、具有2至20个碳原子的烯基、具有6至20个碳原子的芳基、具有7至20个碳原子的烷基芳基、具有7至20个碳原子的芳基烷基、具有1至20个碳原子的烷基酰胺基、具有6至20个碳原子的芳基酰胺基或具有1至20个碳原子的次烷基。

本发明的另一个实施方案提供了制备由化学式1表示的茂金属化合物的方法，包括使由以下化学式2表示的化合物与由以下化学式3表示的化合物反应：

[化学式1]