[发明专利]一种烯烃共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于烯烃聚合领域，具体涉及一种烯烃共聚物及其制备方法。

背景技术

烯烃聚合用的单中心过渡金属催化剂在近几十年来一直是金属有机化学、催化学、高分子化学和材料学的研究热点。使用这类催化剂，可以得到分子量分布和化学组成分布都很均匀的烯烃聚合物，同时，聚合物的分子结构和分子量可以通过调整催化剂结构高度可控。通过单中心催化剂，可以得到传统Ziegler-Natta催化剂不能得到的烯烃聚合物。

聚烯烃具有良好的力学性能、电学性能、化学性能和加工性能，而且价格低廉，广泛应用于日常生活、工农业生产等领域。由于聚烯烃分子仅包含碳元素和氢元素，材料呈现非极性，表面能低，分子呈化学惰性，这些特性极大地影响它们在许多方面的应用，使其难以满足社会日益增长的需求。在聚烯烃中，引入功能性基团，不但很好地保持聚烯烃原有的特性，而且可以赋予聚烯烃新的特性。

α-烯烃与极性单体共聚，是很重要的研究方向。目前这个方向存在如下几个问题：1)由于距离双键较近的极性基团极易发生与活性中心的配位，导致催化剂失活，所以在大多数的研究开发中，聚合用带有极性基团的共单体均为长链共单体，即烯烃双键和极性基团之间间隔的碳原子较多，以保证极性基团不过多地带来活性损失；2)尽管采用了较长链长的极性单体，但是极性基团与活性中心的作用仍然不可避免，与α-烯烃的均聚相比，α-烯烃与极性单体的共聚活性要降低很多；3)与α-烯烃的均聚相比，α-烯烃与极性单体的共聚得到的聚合物分子量也低很多。所以研究开发新的聚合催化体系，确保良好的聚合行为和聚合物结构性能，从而得到新型的聚烯烃材料，仍然是一个重要的课题。

有机硅高分子材料由于结构比较特殊，使这类合成材料具有良好的耐热性、耐寒性、电绝缘性、疏水性、耐候性、抗粘性和生理惰性等优良特性.在国防、建筑、纺织、医药、电子、电器和日用化工等领域得以广泛应用。一般含硅的高分子的硅原子都在主链之中，即主链为硅-氧结构、硅-碳结构、硅-氮结构等，侧链含硅的高分子很少。

使用单茂钛催化剂可以实现乙烯与烯丙基三甲基硅烷、乙烯基三甲基硅烷的共聚，得到含硅量高及分子量高的共聚物，但是，这种类型的催化剂只能在常温下使用，高温下一般活性很低或没有活性(Macromolecules 2009，42，3767；Macromolecules 2008，41，8974；Macromolecules 2008，41，1070)。

聚乙烯蜡是一种低分子量的聚烯烃，具有优良的机械性能、电性能、分散性、流动性和脱模性能，耐光、化学稳定性良好，是PVC管材、异型材、薄膜、线缆及其它塑料橡胶的加工助剂，可提高塑料加工的生产效率及改善成品的外观，加工性能良好。

近年来为了改进聚乙烯蜡的性能和扩宽使用范围，对聚乙烯蜡的化学改性进行了广泛的研究，也就是通过共聚、氧化、接枝等化学方法，在非极性聚乙烯蜡的碳链上引入杂原子基团，从而改变其物理、化学性质。由于引入了极性基团，使得聚乙烯蜡在溶解、乳化、分散、润滑、偶联等性能方面产生了明显的改进，扩大了聚乙烯蜡的应用范围。一般引入的杂原子为氧原子和氮原子，没有涉及含硅原子的聚乙烯蜡的研究报道。

发明内容

本发明提供了一种烯烃共聚物及其制备方法，通过使用带有特定结构的过渡金属化合物和烷基铝氧烷组成的聚合催化体系，催化乙烯与带有硅原子的烯烃共聚，得到侧链含硅原子的聚烯烃材料，该聚烯烃材料具有分子量低的特点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种烯烃共聚物，其侧链含硅，包括下述组分的反应产物：

a)非桥联茂金属化合物；

b)烷基铝氧烷；

c)乙烯；以及

d)烯丙基三甲基硅烷。

根据本发明的优选实施方式，所述非桥联茂金属化合物为双(1-甲基-3-正丁基-环戊二烯基)二氯化锆、双(正丁基环戊二烯基)二氯化锆、双环戊二烯基二氯化锆、双茚基二氯化锆、双(2-甲基-茚基)二氯化锆和双(五甲基环戊二烯基)二氯化锆中的至少一种。

根据本发明的优选实施方式，所述烷基铝氧烷如式Ⅰ或式Ⅱ所示：

其中，R表示烷基，优选为C₁-C₁₀的烷基，更优选为C₁-C₆的烷基，最优选为甲基、乙基、正丙基或异丙基；n为4-30的整数，优选为10-30的整数。优选地，所述烷基铝氧烷为甲基铝氧烷。