[发明专利]非茂类钛金属聚烯烃催化剂的制备及应用

说明书

本发明属于高分子聚合物的合成技术领域，涉及一种烯烃聚合催化剂，尤其涉及一种用于合成聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯的非茂类金属催化剂。

世界上聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯三大高分子产品的年产量己达上亿吨，它们已成为现代人类生活不可缺少的组成部分。催化剂则是烯烃聚合过程中的一个重要因素。烯烃聚合催化剂最早出现于五十年代初，即所谓的齐格勒催化剂，开创了烯烃聚合的新纪元，为现代高分子工业奠定了基础。最近几年，新型高活性与高选择性的金属催化剂的出现，又使聚烯烃工业酝酿一场新的革命，其经济效益及其对社会的巨大影响不可估量。目前，世界各大工业集团又投入上百亿美元研究经费，如：杜邦，巴斯夫，Exxon等，来研制和开发新型的金属催化剂。

烯烃聚合催化剂主要包括茂金属催化剂和非茂金属催化剂两种。金属茂催化剂自从五十年代问世以来，一直是烯烃催化聚合研究的一大热点，各种有关金属茂催化剂的专利相继出现。包括从60年代的二氯二茂钛到80年代的三氯一茂钛。

90年代以来，人们在理论和实践中发现非茂类钛金属络合物也能用于烯烃的聚合，而且非茂类钛金属催化剂具有如下优点：

(1)配体的制备不象茂金属催化剂那样严格，苛刻，使得催化剂的制备成本大大降低；

(2)配体构型可根据需要在极为广泛的范围内自行设计的特点更是金属茂催化剂所无法媲美的；

(3)不仅配体的构型不受限制，而且选用的金属更加多样化。

于是人们便将注意力转向非茂领域。非茂类金属催化剂的开发和研制，在进入二十世纪九十年代后更引起了全世界化学家的关注。US Pat.5,026,789，1990公开了一种结构式如下所示的非茂类金属络合物，用于烯烃的催化聚合：

随着科技的不断发展，上述专利所公开的非茂类金属催化剂已不能满足工业生产的需要。如何对聚合物实现功能化以满足各种特殊需求，已成为当今高分子工业的研究热点之一，因此开发研制一种对烯烃具有高催化活性，并能对聚合物实现功能化的新型非茂类金属催化剂，将具有巨大的经济效益。

本发明的目的之一在于公开一种非茂类金属钛催化剂；

本发明的目的之二在于公开所说的非茂类金属钛催化剂的制备方法；

本发明的目的之三在于公开所说的非茂类金属钛催化剂在工业上的应用。

所说的催化剂将不仅能催化聚合没有位阻的烯烃(乙烯)，而且也能催化聚合有位阻的烯烃(丙烯、苯乙烯)。同时该非茂类金属催化剂还能成为乙烯和苯乙烯共聚的催化剂。

本发明所说的非茂类催化剂的结构式如下所示：其中：R³为卤素或烷氧基；R¹，R²为氢，或供电子基团，如烷基，芳基，烷氧基等，也可为吸电子基团，如硝基，卤素等，R²优选的基团为卤素；

X为NH，O，S等杂原子；

Y为N，CH等。

所得催化剂均为黄色或橙黄色固体。

本发明所说的非茂类催化剂是这样制备的：

将Ti(OR)₄和配体L置于溶剂中，在惰性气体保护下，搅拌反应，得到黄色或橙黄色固体，用溶剂重结晶数次，便得到分析纯的催化剂。其中：

所说的溶剂为二氯甲烷，乙醚，己烷，甲苯，三氯甲烷，四氯化碳等常规有机溶剂；

所说的惰性气体为氩气或氮气；

R为C₁～C₄的烷基；

L为配体，具有希夫碱类结构，其结构式如下所示：

其中：R¹，R²，X，Y如前述。