[发明专利]一种锆和铪金属催化剂的合成方法及其在超高分子量聚乙烯制备中的应用

说明书

本发明涉及一种锆和铪金属催化剂的制备及其烯烃高温溶液聚合制备超高分子量聚乙烯的应用。本发明报道的新型锆和铪金属催化剂含有刚性、大位阻的camphyl骨架，因而具有耐高温的特点，适用于烯烃高温溶液聚合制备超高分子量聚乙烯，所得聚烯烃重均分子量高于100万。此外，本发明通过原位一步法合成锆和铪金属催化剂，具有制备简单的优点，适于催化剂的大规模制备。因此，本发明报道的锆和铪金属催化剂具有原始创新性，能够增强我国参与国际高端聚烯烃高分子材料技术市场的竞争能力。

技术领域

本发明涉及一种锆和铪金属催化剂的制备及其在烯烃聚合中的应用，特别是用于制备超高分子量聚乙烯。

背景技术

高分子材料是现代科学技术和社会发展的支柱，在尖端科技、国防建设和国民经济各个领域已成为不可缺少的重要材料。其中聚烯烃是发展最快、产量最大、用途极广的合成树脂。工业化的聚乙烯催化剂有Ziegler-Natta型催化剂(DE Pat 889229(1953)；IT Pat545332(1956)和IT Pat 536899(1955))，Phillips型催化剂(Belg.Pat.530617(1955))和茂金属型催化剂(W.Kaminsky,Metalorganic Catalysts for Synthesis andPolymerization,Berlin:Springer,1999)，以及近年来发展的过渡金属配合物型的高效乙烯均聚和共聚催化剂。超高分子量聚乙烯是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，其发展十分迅速，80年代以前，世界平均年增长率为8.5％，进入80年代以后，增长率高达15％～20％。在中国超高分子量聚乙烯管材在2001年被科学技术部国科计字(2000)056号文件列为国家科技成果重点推广计划，属化工类新材料、新产品。国家计委科技部将超高分子量聚乙烯管材列为当前优先发展的高科技产业重点领域项目。

本发明报道了一类双齿氮配位的锆和铪金属化合物的制备方法及其在烯烃聚合中的应用。本发明在双齿氮配体中引入了莰基骨架，设计合成了新型双齿氮配位的锆和铪金属催化剂。本发明报道的新型双齿氮配位的锆和铪金属催化剂具有制备简单、活性高、耐高温的特点，适用于烯烃高温溶液聚合，所制备聚合物为超高分子量聚乙烯。因此，本发明报道的双齿氮配位的锆和铪金属催化剂具有原始创新性，能够增强我国参与国际高端聚烯烃高分子材料技术市场的竞争能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种双齿氮配位的锆和铪金属催化剂的制备方法及其在烯烃聚合中的应用。

本发明提供一种式(A)-(D)所示双齿氮配位的锆和铪金属催化剂：

本发明提供了上述双齿氮配位的锆和铪金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：

氮气氛围下，ZrCl₄或HfCl₄悬浮于无水溶剂中，在-60至-20℃下，加入4摩尔当量的甲基溴化镁，反应2小时；然后在-60至-20℃下加入1摩尔当量的配体，缓慢升至室温反应4-24小时；减压除去溶剂，加入无水溶剂提取，再次除去溶剂后得到黄色固体产物。

上述制备方法中，所述无水溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、正己烷。

本发明提供了一种双齿氮配位的锆和铪金属催化剂的制备方法，具有反应简单，一锅法合成，无需分离中间产物，产率高，原料易得，成本低的特点。

本发明提供了双齿氮配位的锆和铪金属催化剂的制备，以及该催化剂催化烯烃聚合的应用。本发明报道的新型双齿氮配位的锆和铪金属催化剂具有制备简单、活性高、耐高温的特点，适用于烯烃高温溶液聚合制备超高分子量聚乙烯。

附图说明

图1为配合物A的晶体结构图；

图2为配合物C的晶体结构图。

具体实施方式