乙烯共聚物及其制备方法与应用、催化剂组合物在制备粘度指数改性剂中的应用技术

本发明专利技术涉及烯烃配位聚合领域，公开了一种乙烯共聚物及其制备方法与应用、催化剂组合物在粘度指数改性剂中的应用。该催化剂组合物包括式I所示的催化剂和有机铝化合物；该催化剂组合物中包含特定结构的催化剂和有机铝化合物，将其用于制备粘度指数改进剂用乙烯共聚物时，具有高的催化效率，并且由此获得的乙烯共聚物具有适宜的数据分子量、分子量分布以及乙烯结构单元的含量，作为粘度指数改性剂用于油品时，能够显著改善油品的综合性能。够显著改善油品的综合性能。

【技术实现步骤摘要】
乙烯共聚物及其制备方法与应用、催化剂组合物在制备粘度指数改性剂中的应用


[0001]本专利技术涉及烯烃配位聚合领域，具体地，涉及一种乙烯共聚物的制备方法及由该方法制得的乙烯共聚物、该共聚物作为粘度指数改性剂在油品中的应用、催化剂组合物在制备粘度指数改性剂中的应用。

技术介绍

[0002]随着机械工业的发展和环保节能的需求，对润滑油的性能提出了越来越高的要求，为了满足这种苛刻的需求，润滑油添加剂技术得以迅速发展。粘度指数改进剂是多级内燃机油的重要组成部分，它可以增加内燃机油的粘度指数并能提高油品的粘温性能，是多级内燃机油必不可少的添加剂。它一般为油溶性高分子化合物，当被加到基础油中后，可以增加油品的粘度，提高油品的粘度指数，特别是满足油品的低温使用性能。
[0003]粘度指数改进剂主要有聚甲基丙烯酸酯(PMA)，乙烯丙烯共聚物(OCP)，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物(HSD)等，其中乙烯丙烯共聚物粘度指数改进剂与其它类型粘度指数改进剂相比具有热稳定性好、稠化能力强、剪切稳定性好等优点，因此，其应用最为广泛。
[0004]乙烯丙烯共聚物是否适合用来作为粘度指数改进剂的原料，与其分子量、分子量分布、乙烯丙烯含量、分子序列分布、微观结构等多种因素有关。目前，国内用以生产乙烯丙烯共聚物粘度指数改进剂的厂商主要以钒系催化剂和烷基铝作为催化体系。该类催化剂用量大，活性低，后处理流程长，并且容易产生酸气腐蚀设备，因此亟需采取有效手段以改善生产状况。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术的存在的制备粘度指数改进剂用乙烯共聚物时使用的钒系催化剂用量大、活性低、后处理流程长等问题，提供一种乙烯共聚物及其制备方法与应用、催化剂组合物在制备粘度指数改性剂中的应用。该方法中在特定结构的催化剂和聚铝氧烷的存在下制备乙烯共聚物，具有高的催化效率，并且由此获得的乙烯共聚物具有适宜的数据分子量、分子量分布以及乙烯结构单元的含量，作为粘度指数改性剂用于油品时，能够显著改善油品的综合性能。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种乙烯共聚物的制备方法，其特征在于，在惰性溶剂、聚铝氧烷和式I所示的催化剂的存在下，乙烯与共聚单体进行共聚反应；
[0007][0008]其中，R1为H或碳原子数为1-20的直链或支链烷基；R2为碳原子数为1-20的直链或支链烷基或碳原子数为6-20的芳香基团；R3为H或碳原子数为1-20的直链或支链烷基；
[0009]M为过渡金属元素。
[0010]本专利技术第二方面提供一种由上述制备方法制得的乙烯共聚物。
[0011]本专利技术第三方面提供一种上述乙烯共聚物作为粘度指数改性剂在油品中的应用。
[0012]本专利技术第四方面提供一种催化剂组合物在催化剂组合物在制备粘度指数改性中的应用，其特征在于，所述催化剂组合物包含聚铝氧烷和式I所示的催化剂；
[0013][0014]其中，R1为H或碳原子数为1-20的直链或支链烷基；R2为碳原子数为1-20的直链或支链烷基或碳原子数为6-20的芳香基团；R3为H或碳原子数为1-20的直链或支链烷基；
[0015]M为过渡金属元素。
[0016]通过上述技术方案，本专利技术所提供的乙烯共聚物及其制备方法、催化剂组合物在制备粘度改性剂中的应用获得以下有益的效果：
[0017]本专利技术所提供的制备方法中，乙烯和共聚单体在含基于氮氧杂原子配体的催化剂和聚硅铝烷的存在下进行聚合，与现有技术中催化剂相比，具有高的催化效率，聚合活性最低为4.3
×
105g
·
mol-1
·
h-1
；所得的乙烯共聚物的重均分子量为3.5-15万，分子量分布为1.5-5，乙烯共聚物中由乙烯提供的结构单元的含量为40-70wt％。
[0018]进一步地，本专利技术中，包含基于氮氧杂原子配体的金属催化剂和聚硅铝烷的催化剂组合物，由于该催化剂的苯环上具有有机取代基，将其用于制备粘度指数改性剂用乙烯共聚物时，具有高的催化效率，并且将制得的粘度指数改性剂用于油品时，能够显著改善油品的性能。
具体实施方式
[0019]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或
值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0020]本专利技术第一方面提供一种乙烯共聚物的制备方法，其特征在于，在惰性溶剂、聚铝氧烷和式I所示的催化剂的存在下，乙烯与共聚单体进行共聚反应；
[0021][0022]其中，R1为H或碳原子数为1-20的直链或支链烷基；R2为碳原子数为1-20的直链或支链烷基或碳原子数为6-20的芳香基团；R3为H或碳原子数为1-20的直链或支链烷基；
[0023]M为过渡金属元素。
[0024]本专利技术中，在本专利技术所述特定的基于氮氧杂原子配体的催化剂和聚铝氧烷的存在下，乙烯与共聚单体发生聚合，能够得到具有适宜重均分子量、分子量分布以及乙烯结构单元的乙烯共聚物，并且所述催化剂组合物具有优异的催化效率，同时能够显著降低钒系催化剂的用量。
[0025]本专利技术中，为了使得催化剂以及聚铝氧烷在聚合体系中均有良好的分散性，优选地，所述催化剂以及聚铝氧烷各自独立地以溶液的形式引入聚合体系，具体的，将催化剂和聚铝氧烷预先与甲苯等有机溶剂分别配制成各自的溶液后加入聚合体系。
[0026]本专利技术中，所述M可以选自钛、锆或铪中的一种。
[0027]本专利技术的一个实施方式中，所述催化剂具有式II所示的结构：
[0028]即式I中，R1为特丁基，R2为9-蒽基，R3为甲基，M为钛。
[0029]本专利技术的另一个实施方式中，所述催化剂具有式III所示的结构：
[0030]即式I中，R3为特丁基，R4为特丁基，R5为甲基，M为钛。
[0031]本专利技术的另一个实施方式中，所述催化剂具有式IV所示的结构：
[0032]即式I中，R3为特丁基，R4为1-萘基，R5为甲基，M为钛。
[0033]本专利技术的另一个实施方式中，所述催化剂具有式V所示的结构：
[0034]即式I中，R3为特丁基，R4为丁基，R5为甲基，M为钛。
[0035]本专利技术中，所述催化剂B可以市购，也可以按照CN201911050174.8所记载的制备方法制备。
[0036]根据本专利技术，所述聚铝氧烷具有式III所示的结构：
[0037][0038]其中，R为C
1-C
12
的烃基。
[0039]本专利技术中，式VI所示的有机铝化合物能够使得催化剂组合物中的催化剂活化，由此获得的催化剂组合物具有更为优异的乙烯聚合活性。
[0040]为了进一步改善催化剂组合物的乙烯聚合活性，优选地，R为甲基或异丁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乙烯共聚物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在惰性溶剂、聚铝氧烷和式I所示的催化剂的存在下，乙烯与共聚单体进行共聚反应；其中，R1为H或碳原子数为1-20的直链或支链烷基；R2为碳原子数为1-20的直链或支链烷基或碳原子数为6-20的芳香基团；R3为H或碳原子数为1-20的直链或支链烷基；M为过渡金属元素。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述催化剂具有式II-V中任意一项所示的结构：构：3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述聚铝氧烷具有式VI所示的结构：其中，R为C
1-C
12
的烃基；优选地，R为甲基或异丁基；优选地，所述聚铝氧烷具有直链、支链或环状结构。4.根据权利要求1-3所述的制备方法，其中，所述式I所示的催化剂与所述聚铝氧烷的摩尔比为1：(200-2000)，优选1：(200-1000)。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述共聚单体为α-烯烃，优选为1-丁烯、1-己烯和1-辛烯中的至少一种；所述乙烯与所述共聚单体的摩尔比为1：0.1-10，优选为1：0.5-5。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法，其中，所述共聚反应的条件包括：聚合温度为-30℃至150℃，优选为30℃至80℃；聚合压力为1-10atm，优选为3-7atm；聚合时间为2-60min，优选为10-30min。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其中，所述方法还包括：所述共聚反应在分子量调节剂的存在下进行；优选地，所述分子量调节剂的用量为乙烯的0.1-3mol％。8.根据权利要求1-7中任意一...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩书亮，宋文波，金钊，方园园，王路生，
申请(专利权)人：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：