[发明专利]用于制备聚丙烯弹性体蒙脱土复合材料的负载型催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以单一丙烯单体为原料制备聚丙烯弹性体蒙脱土复合材料的负载型催化剂体系。该催化剂体系包括组分A和组分B，组分A是一种以蒙脱土为载体的二亚胺镍负载型催化剂；组分B是(1)一种烷基铝；或(2)一氯二乙基铝；或(3)水或多元醇和一种或者多种烷基铝的反应物，即铝氧烷，多元醇具有以下结构式：C_nH_2n+2‑m(OH)_m，其中n为1～8，m为2～8；烷基铝具有以下结构式：AlR₃，其中R为C₁‑C₈的烷基，烷基铝和水反应的摩尔比为0.1：1～100：1。

技术领域

本发明涉及一种以单一丙烯单体为原料制备聚丙烯弹性体蒙脱土复合材料的负载型催化剂体系。

背景技术

二亚胺镍催化剂作为一种独特的非茂后过渡金属聚烯烃催化剂，其在催化烯烃聚合时所具有的“链行走”特点，可以催化单一烯烃单体制备支化聚烯烃。使用二亚胺镍催化剂，其活性中心诱导丙烯单体1,3-插入的特点，可以催化丙烯聚合制备无规聚丙烯，与传统齐格勒-纳塔催化剂催化丙烯均聚制备得到的等规聚丙烯不同，这种无规聚丙烯具有类似乙丙共聚产物的弹性体性质。通过控制丙烯单体浓度，反应温度及压力等聚合条件可以制备各种链结构的无规聚丙烯，从而得到不同物性的聚丙烯弹性体。

利用弹性体和刚性粒子共同对聚丙烯改性，相互取长补短，是聚丙烯改性的一个重要方向。无机填料如蒙脱土(MMT)等能提高体系的硬度和刚性，但是在基体内形成缺陷，降低基体的强度和韧性；而弹性体增韧剂引进了低模量、低强度的橡胶相，使复合材料在抗冲强度提高的同时，其使用温度、刚度和拉伸强度又有不同程度的降低。故具备刚韧平衡性能的聚烯烃纳米复合材料(PNCs)的制备方法是人们长期追求的目标。

然而，作为一类极性很强的无机矿物质，蒙脱土很难在非极性聚合物中获得较为理想的分散。如何使纳米蒙脱土在聚烯烃中均匀分散就成了制备高性能PNCs的关键。此工作已有很多研究和报道，但PNCs的制备与性能存在较多的不确定和复杂性，给系统深入研究带来相当的难度。对于蒙脱土分散状态的调节和控制，迄今尚无简单直接的解决方案。如前所述，为了更好地分散MMT，在PNCs的制备过程大多需引入增容剂，增容剂一般为接枝聚烯烃，价格昂贵，提高了复合材料产品成本。

发明内容

本发明的目的在于：

通过以蒙脱土为载体负载二亚胺镍催化剂，在聚合过程中同时实现单一丙烯单体为原料制备聚丙烯弹性体和原位聚合形成蒙脱土-聚合物纳米复合材料两个过程。以本发明制备的具有纳米复合材料性质的聚丙烯弹性体作为母粒，对于提高聚烯烃产品的刚韧平衡性将具有很好的作用。

为此，本发明提供一种用于制备聚丙烯弹性体蒙脱土复合材料的负载型催化剂，包括如下组分：

A组分和B组分：

所述A组分为以蒙脱土为载体的二亚胺镍负载型催化剂；

所述B组分为烷基铝与水或多元醇的反应物，即铝氧烷。

本发明所述的用于制备聚丙烯弹性体蒙脱土复合材料的负载型催化剂，其中：

合成A组分的二亚胺镍结构选自如下结构式中的至少一种：

其中：R为H、甲基、乙基、丙基或异丙基；

X为卤素。

本发明所述的用于制备聚丙烯弹性体蒙脱土复合材料的负载型催化剂，其中：所述多元醇具有以下结构式：C_nH_2n+2-m(OH)_m，其中n为1～8，m为 2～8。