【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烯烃聚合，具体涉及一种金属催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚烯烃材料作为上个世纪研发出的新型高分子材料，其种类繁多，与人们的生活息息相关，已成为人类社会发展中不可或缺的材料。随着社会的不断发展，传统的聚烯烃材料已不能人们的需求，迫使聚烯烃材料像功能化、高端化方向发展。聚烯烃弹性体材料作为一种高端化聚烯烃材料，其具有窄的分子量分布、高弹性、良好的机械性能而深受人们的喜爱，被广泛的应用于各个领域。
2、聚烯烃催化剂的发现和工业化，推动了聚烯烃材料的高速发展。在市场对新型聚烯烃材料需求的驱动下，新型聚烯烃催化剂成为人们关注的焦点。目前已产业化的催化剂主要有ziegler-natta型催化剂、phillips型催化剂等。不同类型的催化剂各有优缺点，结合不同的聚合工艺分别用于不同牌号聚烯烃产品的生产，但大多数催化剂不能用于催化生产聚烯烃弹性体，尤其是负载型催化剂，其难以满足催化聚烯烃弹性体的需求。
3、例如文献报道的fi催化剂(chem.lett.1999，10，1065；“afamily of zirconiumcomplexes having two phenoxy-imine chelate ligands for olefinpolymerization”，shigekazu matsui等，j.am.chem.soc.，2001，123，6847)，其典型结构为该类催化剂在低温条件下对乙烯均聚表现出良好的催化性能，但是在高温条件下，该类催化剂活性非常低，甚至失活；而且，其对共聚单体
4、例如ep416815a2等公开了一种催化剂，其典型结构为可应用于生产三元乙丙橡胶；但是该类催化剂耐高温性能较差，当聚合温度＞120℃时，聚合物分子量下降，并且聚合物的拉伸强度较低，力学性能不足。
5、因此，在催化剂的研究中，如何提高催化活性，并获得高分子量、分子量分布窄、良好的力学性能和加工性能的聚烯烃材料，成为催化剂研究的核心和重点，也是实现工业化的关键因素。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种金属催化剂及其制备方法和应用，通过分子结构的设计，使所述金属催化剂具有优异的耐高温性能和催化活性，可实现对聚合物结构的微观调控，催化制备出具有超高分子量、窄分子量分布、玻璃化转变温度高、耐高温、熔指低、末端双键含量低、力学性能和加工耐黄变性优良的烯烃聚合物，具有广泛的工业应用前景。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种金属催化剂，所述金属催化剂具有如式i所示结构：
4、
5、式i中，两个r1为相同的基团，选自氢、卤素、取代或未取代的c1-c20直链或支链烷基、取代或未取代的c3-c20环烷基、c1-c20烷氧基、c1-c20烷基氨基、取代或未取代的c2-c20杂环烷基、取代或未取代的c6-c20芳基、取代或未取代的c6-c20芳氧基、取代或未取代的c3-c20杂芳基、c6-c20芳基氨基中的任意一种。
6、r1中所述取代的取代基各自独立地选自卤素、c1-c10直链或支链烷基、苯基中的至少一种。
7、式i中，r2、r3、r4、r5、r6、r7各自独立地选自c1-c6直链或支链烷基中的任意一种。
8、式i中，x1、x2各自独立地选自卤素、c1-c20直链或支链烷基、c6-c20芳基、c7-c20芳基烷基、c1-c20烷基氨基、c6-c20芳基氨基中的任意一种。
9、式i中，m选自ivb族金属中的任意一种。
10、本专利技术提供的金属催化剂的分子结构如式i所示，其为含有氮杂卡宾骨架的金属络合物，分子结构中的茂环与氮杂卡宾连接，通过卡宾的电子效应影响茂环与金属中心形成的π键，使得茂环在高温下不易发生电子滑移，结构更加稳定，通过改变配体骨架结构中取代基的位置、空间位阻大小和供电能力的强弱，可实现对聚合物结构的微观调控，制备出具有超高分子量、窄分子量分布、聚合物的玻璃化转变温度高、耐高温性能好、熔指低、末端双键含量低的烯烃聚合物，并使烯烃聚合物具有更高的应力屈服点，提高了烯烃聚合物的力学性能和加工耐黄变性能，拓宽了烯烃聚合物的应用领域，具有广泛的工业应用前景。
11、以下作为本专利技术的优选技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的目的和有益效果。
12、本专利技术中，所述卤素均包括氟、氯、溴、碘。
13、本专利技术中，所述c1-c20直链或支链烷基均可以为c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18等的直链或支链烷基，优选c1-c10直链或支链烷基，示例性地包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、新己基、2-乙基己基、正辛基、正庚基、正壬基、正癸基等。
14、所述c3-c20环烷基均可以为c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18等的环烷基，包括单环烷基或多环烷基，优选c3-c10环烷基，示例性地包括但不限于：环丙基、环丁基、环戊基、环己基、金刚烷基等。
15、所述c1-c20烷氧基均可以为c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18等的直链或支链烷氧基，优选c1-c10烷氧基，具体的示例为上述直链或支链烷基与o相连形成的一价基团。
16、所述c1-c20烷基氨基均可以为c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18等的烷基氨基，为-nh2中的至少一个氢被上述直链或支链烷基取代而到的一价基团。
17、所述c2-c20杂环烷基均可以为c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18等的杂环烷基，其中的杂原子可以为n、o、s、p、b、si或se，优选n、o或s；具体示例为上述环烷基中的至少一个环c原子被杂原子替换而形成的一价基团，包括但不限于：环氧基、氧杂环丁烷基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、四氢吡咯基、吗啉基、哌嗪基、哌啶基、氧杂环己基、二氧六环基等。
18、所述c6-c20芳基均可以为c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18等的芳基，包括单环芳基或稠环芳基，示例性地包括但不限于：苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基等。
19、所述c6-c20芳氧基均可以为c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18等的芳氧基，具体的示例为上述芳基与o相连形成的一价基团。
【技术保护点】
1.一种金属催化剂，其特征在于，所述金属催化剂具有如式I所示结构：
2.根据权利要求1所述的金属催化剂，其特征在于，所述R1选自氢、卤素、取代或未取代的C1-C8直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C6环烷基、C1-C10烷氧基、C2-C6杂环烷基、C1-C10烷基氨基、取代或未取代的C6-C12芳基、取代或未取代的C6-C12芳氧基、取代或未取代的C6-C20杂芳基、C6-C20芳基氨基中的任意一种；
3.根据权利要求1或2所述的金属催化剂，其特征在于，所述X1、X2各自独立地选自卤素、C1-C10直链或支链烷基、苄基、C1-C10烷基氨基、C6-C20芳基氨基中的任意一种，优选甲基、氯、二甲基氨基、苄基中的任意一种；
4.根据权利要求1-3任一项所述的金属催化剂，其特征在于，所述金属催化剂选自如下化合物中的任意一种或至少两种的组合：
5.一种如权利要求1-4任一项所述的金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含氨基化合物与硅烷化合物的摩尔比为1:
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述酸性化合物包括盐酸；
8.一种烯烃聚合催化剂，其特征在于，所述烯烃聚合催化剂包括如权利要求1-4任一项所述的金属催化剂；
9.一种如权利要求1-4任一项所述的金属催化剂、如权利要求8所述的烯烃聚合催化剂在烯烃聚合中的应用；
10.一种聚烯烃的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：烯烃单体在催化剂的存在下进行聚合反应，得到所述聚烯烃；
...【技术特征摘要】
1.一种金属催化剂，其特征在于，所述金属催化剂具有如式i所示结构：
2.根据权利要求1所述的金属催化剂，其特征在于，所述r1选自氢、卤素、取代或未取代的c1-c8直链或支链烷基、取代或未取代的c3-c6环烷基、c1-c10烷氧基、c2-c6杂环烷基、c1-c10烷基氨基、取代或未取代的c6-c12芳基、取代或未取代的c6-c12芳氧基、取代或未取代的c6-c20杂芳基、c6-c20芳基氨基中的任意一种；
3.根据权利要求1或2所述的金属催化剂，其特征在于，所述x1、x2各自独立地选自卤素、c1-c10直链或支链烷基、苄基、c1-c10烷基氨基、c6-c20芳基氨基中的任意一种，优选甲基、氯、二甲基氨基、苄基中的任意一种；
4.根据权利要求1-3任一项所述的金属催化剂，其特征在于，所述金属催化剂选自...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩丙浩，张田财，刘建峰，吕英东，李小冬，刘万弼，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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