一种用于长链α‑烯烃聚合的催化剂组合物及其催化长链α‑烯烃聚合的方法技术

本发明专利技术提供一种用于长链α‑烯烃聚合的催化剂组合物及其催化长链α‑烯烃聚合的方法，该催化剂组合物包括：主催化剂、助催化剂和链转移剂；所述主催化剂化学结构如下所示：其中，X为卤素；R

A method for olefin catalyst and its catalytic composition of long chain alpha long chain alpha olefin polymerization polymerization

The present invention provides a method for olefin catalyst and its catalytic composition of long chain alpha long chain alpha olefin polymerization, the catalyst composition includes main catalyst, catalyst and chain transfer agent; the main catalyst chemical structures are shown as follows: among them, X is halogen; R

【技术实现步骤摘要】
一种用于长链α-烯烃聚合的催化剂组合物及其催化长链α-烯烃聚合的方法
本专利技术涉及用于烯烃聚合的催化剂
，更具体地，涉及一种用于长链α-烯烃链转移聚合的催化剂组合物及其催化长链α-烯烃聚合的方法。
技术介绍
聚α-烯烃合成油(PAO)是由α-烯烃在催化剂作用下经过齐聚反应和加氢饱和生产的纯度很高的油品。与矿物油相比，PAO具有高黏度指数、低倾点、高闪点以及高低温性能优异等特点，在许多油品中依旧无可替代。制备α-烯烃合成油中显著的课题是探索控制聚α-烯烃粘度指数，即控制聚α-烯烃分子量及其分布的方法。单活性中心聚烯烃催化剂可以很好地控制所合成聚烯烃分子的微观结构，特别是在一些条件下可以实现烯烃分子的活性聚合，而在聚烯烃的活性聚合中，每个催化剂只能使一个聚合物链进行聚合的增长反应，从而可以精确控制聚烯烃分子的化学结构、分子量及分子量分布。为了显著降低催化剂组分中价格较为昂贵的过渡金属的消耗，使每个催化剂分子可以合成多个聚烯烃分子，研究人员开发出了烯烃的配位链转移聚合。烯烃的配位链转移聚合可以实现聚烯烃分子的“可控/活性”链增长过程，并可实现对聚烯烃分子结构的设计和调控。近年来国内外的研究发现，将链转移剂(CSA)(一般为烷基金属化合物，如烷基铝、烷基锌等)用于单活性中心催化剂催化乙烯聚合，会表现出许多的优点。专利文献CN103288985A提供了一种α-二亚胺镍金属配合物(化学结构如式(Ⅱ)所示)用于催化乙烯、丙烯、C6-C18的α-烯烃的均聚合或共聚合反应，但所得聚合物分子量较高，约为200000～400000，影响其在PAO中的广泛应用。专利文献CN105482000A提供了一种烯烃聚合用催化剂，所用主催化剂虽可在高温下高活性催化乙烯的均聚合或共聚合反应，但该催化剂用于催化长链α-烯烃聚合时，所得聚合物分子量较高，影响其在PAO中的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的α-二亚胺镍金属催化剂热稳定性不好，催化长链α-烯烃分子量较高等技术上的不足，提供一种可较高温度下催化长链α-烯烃链聚合的催化剂组合物及其催化长链α-烯烃聚合的方法；该催化剂组合物催化α-烯烃链转移聚合时，具有较高的催化活性和良好的热稳定性，用于合成分子量可控的聚α-烯烃。为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于长链α-烯烃聚合的催化剂组合物，该催化剂组合物包括如下组分：主催化剂、助催化剂和链转移剂；所述主催化剂为化学结构如式(I)所示的配合物：其中，X为卤素；R1-R5相同或不同，各自独立地选自氢、卤素、C1-C20的烃基和C4-C10杂环基团中的至少一种；所述助催化剂选自烷基铝氧烷、芳烃基硼和硼酸盐中的至少一种；所述链转移剂选自三烷基铝和/或二烷基锌。本专利技术中，所述烃基包括但不限于烷基、烯基、炔基、芳基。根据本专利技术提供的催化剂组合物，优选地，式(I)中，R1-R5各自独立地选自氢、卤素、C1-C13的烃基和C4-C8杂环基团中的至少一种。进一步优选地，R1-R5各自独立地选自氢、氟、氯、溴、甲基、乙基、乙烯基、异丙基、丙烯基、苯基、C7-C13的芳烷基、呋喃基、吡咯基、噻吩基和吡啶基中的至少一种。根据本专利技术提供的催化剂组合物，优选地，所述配合物选自以下化合物中的至少一种：1)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R5＝H，R2＝R4＝Me，X＝Br(简称配合物1，以下类同)；2)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R2＝R4＝Me，R5＝H，X＝Br；3)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R5＝H，R2＝R4＝iPr，X＝Br；4)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R5＝H，R2＝R4＝CHPh2，X＝Br；5)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝H，R2＝R4＝R5＝CHPh2，X＝Br；6)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R2＝R4＝R5＝CHPh2，X＝Br；7)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R5＝H，R2＝R4＝Me，X＝Cl；8)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R2＝R4＝Me，R5＝H，X＝Cl；9)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R5＝H，R2＝R4＝iPr，X＝Cl；10)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R5＝H，R2＝R4＝CHPh2，X＝Cl；11)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝H，R2＝R4＝R5＝CHPh2，X＝Cl；12)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R2＝R4＝R5＝CHPh2，X＝Cl。根据本专利技术提供的催化剂组合物，优选地，所述烷基铝氧烷为甲基铝氧烷和/或改性甲基铝氧烷；所述芳烃基硼为苯基硼，优选为三五氟苯基硼；所述硼酸盐为N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐。根据本专利技术提供的催化剂组合物，优选地，所述链转移剂选自三甲基铝、三乙基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、三正己基铝、三正辛基铝、二甲基锌和二乙基锌中的至少一种。根据本专利技术提供的催化剂组合物，优选地，所述助催化剂中铝与所述主催化剂中镍的摩尔比为(10-10000):1；或所述助催化剂中硼与所述主催化剂中镍的摩尔比为(1-500):1。根据本专利技术提供的催化剂组合物，优选地，所述链转移剂中铝与所述主催化剂中镍的摩尔比为(1-1000):1，进一步优选为(5-500):1；或所述链转移剂中锌与所述主催化剂中镍的摩尔比为(1-1000):1，进一步优选为(3-500):1。本专利技术还提供一种催化剂组合物催化长链α-烯烃聚合的方法，该方法包括：在惰性气体存在下，使长链α-烯烃、主催化剂、助催化剂和链转移剂接触进行聚合反应。根据本专利技术提供的方法，优选地，所述聚合反应的温度为-78℃～200℃，优选为-20℃～150℃，进一步优选为30～120℃。所述长链α-烯烃是指碳原子数大于等于5的脂肪族端烯，本专利技术的方法特别适用于C6-C18的α-烯烃。根据本专利技术提供的方法，优选地，所述长链α-烯烃聚合中主催化剂的用量为0.0001-10mmol/L；进一步优选为0.001-1mmol/L。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术在进行α-烯烃链转移聚合反应时，该催化剂组合物在100℃仍保持较高的催化活性；可通过链转移剂的选择和加入量控制所得聚合物的分子量，使得所得产品的分子量降低，从而提高聚α-烯烃产品的品质；更重要的一点是，该催化剂组合物用于进行本体聚合的催化反应，这对于聚α-烯烃工业化生产来说将具有非常重要的意义。具体实施方式下面将通过实施例更详细地描述本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例1将100ml的三口反应瓶抽真空，用氮气置换三次，依次加入7.3mg(10μmol)配合物1，15ml1-癸烯，0.8ml甲基铝氧烷(MAO)(1.53mol/l的甲苯溶液)，0.5ml二乙基锌(1.0mol/l的甲苯溶液)，在100℃下聚合反应2小时后停止，反应体系呈黑色且带有粘性。用盐酸－乙醇稀溶液终止反应，所得聚合物用四氢呋喃溶解，甲醇沉淀，如此反复三次，最后将样品放入真空干燥箱烘干24小时，得到2.12g白色固体状且带有一定弹性的聚合物。催化体系的催化效率为212kgmol-1Ni，反应终点时测得聚合物的重均分子量为Mw＝28.32万，分子量分布Mw/M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于长链α‑烯烃聚合的催化剂组合物，其特征在于，该催化剂组合物包括如下组分：主催化剂、助催化剂和链转移剂；所述主催化剂为化学结构如式(I)所示的配合物：

【技术特征摘要】
1.一种用于长链α-烯烃聚合的催化剂组合物，其特征在于，该催化剂组合物包括如下组分：主催化剂、助催化剂和链转移剂；所述主催化剂为化学结构如式(I)所示的配合物：其中，X为卤素；R1-R5相同或不同，各自独立地选自氢、卤素、C1-C20的烃基和C4-C10杂环基团中的至少一种；所述助催化剂选自烷基铝氧烷、芳烃基硼和硼酸盐中的至少一种；所述链转移剂选自三烷基铝和/或二烷基锌。2.根据权利要求1所述的用于长链α-烯烃聚合的催化剂组合物，其中，式(I)中，R1-R5各自独立地选自氢、卤素、C1-C13的烃基和C4-C8杂环基团中的至少一种。3.根据权利要求2所述的用于长链α-烯烃聚合的催化剂组合物，其中，式(I)中，R1-R5各自独立地选自氢、氟、氯、溴、甲基、乙基、乙烯基、异丙基、丙烯基、苯基和C7-C13的芳烷基中的至少一种。4.根据权利要求1所述的用于长链α-烯烃聚合的催化剂组合物，其中，所述配合物选自以下化合物中的至少一种：1)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R5＝H，R2＝R4＝Me，X＝Br；2)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R2＝R4＝Me，R5＝H，X＝Br；3)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R5＝H，R2＝R4＝iPr，X＝Br；4)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R5＝H，R2＝R4＝CHPh2，X＝Br；5)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝H，R2＝R4＝R5＝CHPh2，X＝Br；6)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R2＝R4＝R5＝CHPh2，X＝Br；7)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R5＝H，R2＝R4＝Me，X＝Cl；8)式(I)所示配合物，其中R1＝R3＝R2＝R4＝Me，R5＝H，X＝Cl；9)式(I)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高榕，李岩，赖菁菁，刘东兵，郭子芳，周俊领，傅捷，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11