[发明专利]烯烃聚合活化剂

说明书

本公开的实施例包括使烯烃聚合的方法，所述方法包含在催化剂系统的存在下使乙烯与(C₃‑C₄₀)α‑烯烃共聚单体接触，所述催化剂系统包含第IV族金属‑配体络合物和离子金属活化剂络合物，所述离子金属活化剂络合物包含阴离子和抗衡阳离子，所述阴离子具有根据式(I)的结构：式(I)

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月30日提交的美国临时专利申请序列号62/650,412的优先权，所述美国临时专利申请以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开的实施例总体上涉及烯烃聚合催化剂系统和方法，并且更具体地涉及包括第4族金属-配体络合物和核活化剂或助催化剂的烯烃聚合催化剂系统。

背景技术

作为α-烯烃聚合反应中催化剂组合物的一部分，活化剂可具有有利于产生α-烯烃聚合物和包括α-烯烃聚合物的最终聚合物组合物的特征。增加α-烯烃聚合物产量的活化剂特征包括但不限于：快速的前催化剂活化、高催化剂效率、高承温能力、一致的聚合物组成和选择性失活。

经由多种催化剂系统产生基于烯烃的聚合物，如基于乙烯的聚合物和基于丙烯的聚合物。这类催化剂系统的选择可为有助于基于烯烃的聚合物的特征和特性的重要因素。用于产生基于聚乙烯的聚合物的催化剂系统可包括基于铬的催化剂系统、齐格勒-纳塔催化剂系统或分子(茂金属或非茂金属)催化剂系统。

作为催化剂系统的一部分，分子聚合前催化剂被活化以生成用于聚合的催化活性物种，并且这可通过任何数量的手段来实现。一种这类方法采用活化剂或助催化剂，即布朗斯台德酸。含有弱配位阴离子的布朗斯台德酸盐通常用于使分子聚合前催化剂，特别是包含第IV族金属络合物的这类前催化剂活化。完全离子化的布朗斯台德酸盐能够转移质子以形成这类第IV族金属络合物的阳离子衍生物。

对于如布朗斯台德酸盐的活化剂，阳离子组分可包括能够转移氢离子的阳离子，例如铵、锍或鏻；或氧化性阳离子，例如二茂铁、银(I)或铅(II)阳离子；或高度路易斯酸性阳离子，例如碳鎓或甲硅烷基鎓。

然而，一旦活化剂或助催化剂的阳离子使前催化剂活化，活化剂就可保留在聚合物组合物中。结果，阳离子和阴离子可能影响聚合物组成。由于并非所有离子均等地扩散，因此不同离子对聚合物组成的影响不同。特别地，离子的大小和离子的电荷、离子与周围介质的相互作用以及离子与可用抗衡离子的离解能将影响离子扩散通过周围介质(如溶剂、凝胶或聚合物材料)的能力。

常规烯烃聚合活化剂包括弱配位或非配位阴离子。已经示出，阴离子的弱配位引起阳离子催化剂的催化效率增加。然而，由于非配位阴离子的非亲核特征也增加扩散，因此所产生的聚合物中残留的活化剂阴离子将降低聚合物的电阻，从而增加电损耗，并且从而降低所产生的聚合物的适用性。

发明内容

聚合物系统中活化剂的期望特征包括增加α-烯烃聚合物产量、增加前催化剂活化速率、增加催化剂总效率以使得催化剂系统能够在高温下操作、使得催化剂系统能够提供一致的聚合物组成以及使得活化剂能够选择性失活的能力。衍生自非配位阴离子四(五氟苯基)硼酸根(^-B(C₆F₅)₄)的活化剂捕获许多这些期望的特征。尽管如此，在典型的聚合反应条件下，^-B(C₆F₅)₄阴离子未能分解并且可能在最终聚合物中保持完整。最终聚合物中完整活化剂的存在可能对最终聚合物的电特性有害。

基于部分水解的金属三烷基铝的活化剂，如甲基铝氧烷(MAO)或改性的甲基铝氧烷(MMAO)，例如，比^-B(C₆F₅)₄阴离子更容易分解，但是遭受最终聚合物中差的高温催化剂效率和更宽的组成漂移。