[发明专利]催化剂组合物和使用该催化剂组合物制备聚异丁烯的方法

说明书

本发明涉及一种包含氧鎓离子类催化剂和添加剂的催化剂组合物、以及使用该催化剂组合物制备聚异丁烯的方法。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求基于2019年12月6日提交的韩国专利申请No.2019-0162054和于2019年12月6日提交的韩国专利申请No.2019-0162055的优先权的权益。它们的全部内容通过引用并入本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种包含氧鎓离子类催化剂和腈类添加剂的催化剂组合物、以及使用该催化剂组合物制备聚异丁烯的方法。

背景技术

通常，在通过单体的阳离子聚合制备低聚物或聚合物的过程中，增长的聚合物链包含具有正电荷的活性部分。例如，活性部分可以是碳正离子(碳阳离子)或氧鎓离子。

作为用于这种阳离子聚合的催化剂或引发剂，通常使用铝类或硼类路易斯酸。路易斯酸催化剂的实例包括AlX₃、BX₃(X＝F、Br、Cl、I)等，并且路易斯酸是腐蚀性物质并且在淬火过程中产生诸如HCl和HF的卤素成分，并且这种卤素成分保留在产物中从而造成产品质量下降的问题。另外，路易斯酸催化剂需要大量的催化剂，并且为了在反应后除去催化剂，使用大量的碱(NaOH、KOH、NH₄OH等)，因此，需要另外用水洗涤，并产生大量的废水。

同时，能够进行阳离子聚合的单体的实例包括苯乙烯、异丁烯、环戊二烯、双环戊二烯及其衍生物，典型的实例包括通过聚合异丁烯获得的聚异丁烯(PIB)。

聚异丁烯根据分子量的范围分为低分子量、中分子量和高分子量范围。低分子量聚异丁烯的数均分子量在约10,000以下的范围内，并且根据位于末端的碳-碳双键的含量来分类。具有末端碳-碳双键含量为20％以下的常规聚异丁烯(PIB)和高反应性聚丁烯(HR-PB)产品组。在使用亚乙烯官能团在末端引入官能团(80％)后，高反应性聚丁烯可以用作燃料添加剂或发动机机油添加剂。

对于高反应性的聚丁烯的聚合，在传统技术中已经使用了硼类催化剂，如BF₃，但是这种催化剂有毒并且具有气体类型，并且难以处理。此外，为了提高反应性和选择性，制备并使用硼-醇或硼-醚复合物，但是存在催化剂的活性随时间降低的问题。

同时，根据慕尼黑工业大学库恩教授研究的结合溶剂的有机金属催化剂(Macromol.Rapid Commun.,vol.20,no.10,pp.555-559)，虽然可以解决由于例如传统技术的硼类路易斯酸催化剂的有毒成分导致产品质量恶化和腐蚀性的相关问题，但是由于为了获得高转化率，反应时间为16小时并且相当长，随着时间的增加，通过一部分产物与催化剂反应产生结构异构，外型含量(exo-content)降低，因此，竞争力低于路易斯酸催化剂。

[现有技术文件]

[专利文件]

韩国注册专利公布No.10-0486044

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种催化剂组合物，该催化剂组合物用于制备具有理想的数均分子量并且具有表现出高反应性并且具有高外型含量的聚异丁烯。

本发明的另一个目的是提供一种使用所述催化剂组合物制备聚异丁烯的方法。

技术方案

为了解决上述任务，本发明提供一种催化剂组合物，包含：由下面式1表示的催化剂；和腈类添加剂：

[式1]

在式1中，

R是直链C3烷基、或者直链或支链的C4-C12烷基，