CN112513110A - 作为粘度改性剂的乙烯-丙烯线性共聚物 - Google Patents
作为粘度改性剂的乙烯-丙烯线性共聚物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112513110A CN112513110A CN201980031335.0A CN201980031335A CN112513110A CN 112513110 A CN112513110 A CN 112513110A CN 201980031335 A CN201980031335 A CN 201980031335A CN 112513110 A CN112513110 A CN 112513110A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substituted
- radical
- group
- borate
- hydrocarbyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C08F210/02—Ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/04—Polymerisation in solution
- C08F2/06—Organic solvent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/38—Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C08F210/04—Monomers containing three or four carbon atoms
- C08F210/06—Propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
- C08F4/42—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
- C08F4/44—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
- C08F4/60—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
- C08F4/62—Refractory metals or compounds thereof
- C08F4/64—Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
- C08F4/64003—Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof the metallic compound containing a multidentate ligand, i.e. a ligand capable of donating two or more pairs of electrons to form a coordinate or ionic bond
- C08F4/64082—Tridentate ligand
- C08F4/64141—Dianionic ligand
- C08F4/64148—NN(R)N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
- C08F4/42—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
- C08F4/44—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
- C08F4/60—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
- C08F4/62—Refractory metals or compounds thereof
- C08F4/64—Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
- C08F4/659—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
- C08F4/65912—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an organoaluminium compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/55—Boron-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L91/00—Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/16—Hydrocarbons
- C10L1/1625—Hydrocarbons macromolecular compounds
- C10L1/1633—Hydrocarbons macromolecular compounds homo- or copolymers obtained by reactions only involving carbon-to carbon unsaturated bonds
- C10L1/1641—Hydrocarbons macromolecular compounds homo- or copolymers obtained by reactions only involving carbon-to carbon unsaturated bonds from compounds containing aliphatic monomers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M119/00—Lubricating compositions characterised by the thickener being a macromolecular compound
- C10M119/02—Hydrocarbon polymers; Hydrocarbon polymers modified by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M143/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular hydrocarbon or such hydrocarbon modified by oxidation
- C10M143/04—Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular hydrocarbon or such hydrocarbon modified by oxidation containing propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M143/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular hydrocarbon or such hydrocarbon modified by oxidation
- C10M143/06—Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular hydrocarbon or such hydrocarbon modified by oxidation containing butene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M143/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular hydrocarbon or such hydrocarbon modified by oxidation
- C10M143/08—Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular hydrocarbon or such hydrocarbon modified by oxidation containing aliphatic monomer having more than 4 carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2410/00—Features related to the catalyst preparation, the catalyst use or to the deactivation of the catalyst
- C08F2410/01—Additive used together with the catalyst, excluding compounds containing Al or B
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
- C08F4/42—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
- C08F4/44—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
- C08F4/60—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
- C08F4/62—Refractory metals or compounds thereof
- C08F4/64—Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
- C08F4/659—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
- C08F4/65908—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an ionising compound other than alumoxane, e.g. (C6F5)4B-X+
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
- C10M2203/10—Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
- C10M2203/1006—Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/006—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions used as thickening agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/02—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
- C10M2205/0213—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers used as thickening agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/02—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
- C10M2205/022—Ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/02—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
- C10M2205/024—Propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/02—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
- C10M2205/028—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers containing aliphatic monomers having more than four carbon atoms
- C10M2205/0285—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers containing aliphatic monomers having more than four carbon atoms used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/02—Hydroxy compounds
- C10M2207/023—Hydroxy compounds having hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
- C10M2207/026—Hydroxy compounds having hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings with tertiary alkyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2223/00—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
- C10M2223/02—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having no phosphorus-to-carbon bonds
- C10M2223/04—Phosphate esters
- C10M2223/041—Triaryl phosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
- C10N2020/01—Physico-chemical properties
- C10N2020/04—Molecular weight; Molecular weight distribution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/02—Pour-point; Viscosity index
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/08—Resistance to extreme temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/25—Internal-combustion engines
- C10N2040/255—Gasoline engines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2070/00—Specific manufacturing methods for lubricant compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
在一些实施方式中,使用吡啶基二氨基催化剂体系和链转移剂合成了作为粘度改性剂的乙烯‑丙烯无规共聚物。在一些实施方式中,本发明提供了具有约45wt%至约55wt%的乙烯含量的乙烯‑丙烯无规共聚物。在一些实施方式中,乙烯‑丙烯无规共聚物在润滑组合物和燃料组合物中用作粘度改性剂。
Description
发明人:Jingwen Zhang,John R.Hagadorn,Rainer Kolb,Jo Ann M.Canich,Maksim Shivokhin,Peijun Jiang,Britni J.Brobey
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年3月8日提交的美国临时申请62/640,323的权益。
技术领域
本发明涉及由吡啶基二氨基过渡金属配合物生产聚合物的方法以及这种聚合物作为例如粘度改性剂的润滑添加剂的用途。
背景技术
将润滑流体应用到移动表面之间以减少摩擦,从而改进效率并降低磨损。润滑流体也常常起着驱散由移动表面产生的热量的作用。
一类润滑流体是用于内燃机的石油基润滑油。润滑油含有帮助润滑油在给定温度下具有一定粘度的添加剂。一般地,润滑油和流体的粘度反向依赖于温度。当润滑流体的温度升高时,粘度通常下降,而当温度降低时,粘度通常升高。例如,对于内燃机来说,期望在低温下具有较低的粘度以促进发动机在寒冷的天气下启动,并且在较高的环境温度下,当润滑性能通常下降时,具有较高的粘度。
用于润滑流体和油的添加剂包括流变改性剂,例如粘度指数(VI)改进剂。VI改进组分,其中很多衍生自乙烯-α-烯烃共聚物,改变润滑剂的流变学行为,以在润滑剂使用的温度范围内增加粘度并促进更恒定的粘度。
可以预期,通过适当和谨慎地操作VI改进剂的结构可以大幅改进VI改进剂的性能,如通过增稠效率(TE)和剪切稳定性指数(SSI)测量的。增稠效率(TE)描述了在添加特定量的聚合物后油在100℃的运动粘度的提高。聚合物的剪切稳定性指数(SSI)定义为在剪切应力下抵抗机械降解的能力。
将无定形和半结晶的乙烯基共聚物的共混物用于润滑油配方可以提高增稠效率、剪切稳定性指数、低温粘度性能和倾点。参见例如美国专利Nos.7,402,235和5,391,617以及欧洲专利0,638,611,其公开内容通过引用并入本文。
2013年11月15日提交的USSN 61/904,551公开了本发明人已经发现的生产可用于粘度改性应用的聚合物的吡啶基二酰胺催化剂组合物。
国际公开No.WO 2015/073157公开了本发明人已经发现的生产可用于粘度改性应用的聚合物的吡啶基二酰胺催化剂组合物。
然而,仍需要由乙烯和α-烯烃基共聚单体组成并且适合用于VI改进剂的新型粘度改性剂组合物,所述VI改进剂具有比当前商业粘度等级更高的燃料经济性能。
此外,仍需要改进油和燃料中的聚合物的低温特性。本发明满足了上述和其他需求。
感兴趣的参考文献还包括:1)Vaughan,A;Davis,D.S.;Hagadorn,J.R.inComprehensive Polymer Science,Vol.3,Chapter 20,“Industrial catalysts foralkene polymerization”;2)Gibson,V.C.;Spitzmesser,S.K.Chem.Rev.2003,103,283;3)Britovsek,G.J.P.;Gibson,V.C.;Wass,D.F.Angew.Chem.Int.Ed.1999,38,428;4)International Publication No.WO 2006/036748;5)McGuire,R.et al.CoordinationChemistry Reviews,Vol 254,No.21-22,pages 2574-2583(2010);6)U.S.Patent No.4,540,753;7)U.S.Patent No.4,804,794;8)P.Chem.Rev.2013,113,3836-38-57;9)J.Am.Chem.Soc.2005,127,9913-9923;10)Lub.Sci.1989,1,265-280;11)LubricantAdditives,Chemistry and Applications,pages 293-327,CRC Press,2003;12)Chemistry and Technology of Lubricants,3rd edition,pages 153-187,Springer,2010;13)U.S.Publication No.2013/0131294;14)U.S.Publication No.2002/0142912;15)U.S.Patent No.6,900,321;16)U.S.Patent No.6,103,657;17)InternationalPublication No.WO 2005/095469;18)U.S.Publication No.2004/0220050A1;19)International Publication No.WO 2007/067965;20)Froese,R.D.J.et al.,J.Am.Chem.Soc.2007,129,pp.7831-7840;21)International Publication No.WO 2010/037059;22)U.S.Publication No.2010/0227990Al;23)International PublicationNo.WO/0238628A2;24)Guerin,F.;McConville,D.H.;Vittal,J.J.Organometallics 1996,15,p.5586;25)U.S.Patent No.7,973,116;26)U.S.Patent No.8,394,902;27)U.S.Publication No.2011/0224391;28)U.S.Publication No.2011-0301310A1;and 29)U.S.Patent No.9,321,858。
发明内容
本发明涉及烯烃聚合的方法。更具体地,本发明涉及使用吡啶基二氨基(PDA)催化剂和添加的链转移剂(CTA)的乙烯-丙烯(EP)共聚物的合成及其作为油中的粘度改性剂的性能。
在一个实施方式中,本发明提供了一种聚合乙烯以生产至少一种聚烯烃组合物的方法,该方法包括:
使乙烯和一种或多种C3至C20α-烯烃与催化剂体系接触,该催化剂体系包含活化剂、链转移剂和式(A)、(B)、(C)或(D)表示的吡啶基二氨基过渡金属配合物:
其中:
M为第3或第4族金属;
Q1为由式–G1–G2–G3–表示的三原子桥,其中三个原子的中心是第15或第16族元素(所述第15族元素可以被或不被R30基团取代),其中G2是第15或第16族原子(所述第15族元素可以被R30基团取代),G1和G3各自是第14、15或16族原子(每个第14、15和16族元素可以被或不被一个或多个R30基团取代),其中G1、G2与G3、或G1与G2、或G1与G3、或G2与G3可以形成单环或多环系统;
每个R30基团独立地为氢、C1至C100烃基自由基或甲硅烷基自由基;
Q2为–NR17或–PR17,其中R17为烃基自由基、取代的烃基自由基、甲硅烷基自由基或甲锗烷基自由基;
Q3为–(TT)–或–(TTT)–,其中每个T为碳或杂原子,所述碳或杂原子可以未被取代或被一个或多个R30基团取代,一个或多个R30基团与“–C–Q3=C–“片段一起形成5或6元环状基团或包括5或6元环状基团的多环基团;
R1为烃基自由基、取代的烃基自由基或甲硅烷基自由基;
R3、R4和R5各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、芳基自由基、取代的芳基自由基、烷氧基自由基、芳氧基自由基、卤素、氨基自由基或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R3、R4和R5基团可以独立地结合在一起形成取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环原子,并且所述环上的取代基可以结合以形成额外的环;
R2为–E(R12)(R13)–,其中E为碳、硅或锗;
Y为氧、硫或–E*(R6)(R7)–,其中E*为碳、硅或锗;
R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、芳基自由基、取代的芳基自由基、烷氧基自由基、卤素、氨基自由基、或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13基团可以独立地结合在一起形成饱和的取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环碳原子,并且所述环上的取代基可以结合形成额外的环;
L为阴离子离去基团,其中L基团可以相同或不同,任意两个L基团可以连接形成双阴离子离去基团;
n为1或2;
L'w和Ln各自为中性的路易斯碱;
w为0、1、2、3或4;以及
得到乙烯含量为约45wt%至约55wt%的共聚物。
在至少一个实施方式中,提供了一种润滑组合物。该润滑组合物包括通过本文公开的方法生产的共聚物。
在至少一个实施方式中,提供了一种燃料组合物。该燃料组合物包括通过本文公开的方法生产的共聚物。
在至少一个实施方式中,提供了乙烯共聚物。该乙烯共聚物的Mw(LS)/Mn(DRI)为约1.0至约2.0;Mw(LS)为约50,000g/mol至约250,000g/mol;乙烯含量为约45%至55%。
在至少一个实施方式中,提供了乙烯共聚物。该共聚物在约-60℃至约30℃的范围内不结晶。如图1所示,发现该共聚物没有结晶。
附图说明
因此,可以通过参考实施方式来详细理解本发明的上述特征的方式,以及对上述简要概述的本发明进行更具体的描述,其中一些实施方式在附图中进行了说明。然而,应注意,附图仅示出了示例性实施方式,因此不应视为对其范围的限制,因为本发明可以允许其他等效实施方式。
图1是根据一个实施方式的基础油中的2wt%聚合物粘度改性剂样品的粘度G(Pa·sec)与温度(℃)的关系图。
图2是根据一个实施方式的粘度改性剂样品在100℃下的高温高剪切(HTHS)粘度与运动粘度(KV)的关系图。
具体实施方式
当粘度改性剂被添加到油中时,降低了油随着温度改变其粘度的趋势,以改善其粘度指数(VI)和流动特性。改进VI有助于维持保护性油膜的流动性质恒定。这意味着具有足够高的粘度以避免由于发动机热量而在温度升高时损坏发动机零件,以及具有足够低的粘度以应对冷启动和泵送。
为了确保以经济高效的方式使用粘度改性剂(VM),聚合物增稠效率很重要。增稠效率(TE)描述了在添加特定量的聚合物后油在100℃的运动粘度的提高。具有高的TE值的聚合物表明它是有效的增稠剂。
TE主要是聚合物化学物质和分子量的函数。大分子是比小分子更好的增稠剂,在相同的分子量下,一些聚合物化学物质是比其他更好的增稠剂。但是,这需要权衡。大分子是好的增稠剂,但它们也更容易破裂,这会影响油的剪切稳定性。聚合物的剪切稳定性指数(SSI)定义为在剪切应力下抵抗机械降解的能力。
市售的C反应器EP三嵌段共聚物在低温下结晶,限制了它们作为发动机油中的粘度改性剂(VM)的低温应用。另外,目前市售的烯烃共聚物基(OCP基)VMs具有在23-55SSI范围内的SSI(剪切稳定性指数)。诸如Shell-Vis(SVs)和PMAs的一些产品具有小于10的低得多的SSI值。较低的SSI值对于低粘度基础油、较好的机械剪切稳定性以及随后较少的换油频率而言是优选的。
可以使用吡啶基二氨基(PDA)催化剂和添加的链转移剂(CTA)(例如二乙基锌),通过配位链转移聚合(CCTP)来制备作为粘度改性剂的乙烯-丙烯(EP)共聚物,其具有提高的增稠效率与剪切稳定性指数(TE/SSI)平衡。由于较高的乙烯含量,可能限制对低温特性的改进。
为了改进低温特性,所得聚合物的C2(乙烯)wt%应该接近50%,从而具有更大的无规性,并且没有足够的乙烯含量或另一种单体含量(即丙烯)来促进结晶。此外,具有较低SSI值的新型OCP基VM级聚合物可在低粘度基础油中实现更好的机械剪切稳定性和相容性。
主要影响润滑剂特性的OCP特性是乙烯与丙烯之比、聚合物的分子量以及聚合物的分子量分布。乙烯-丙烯比主要影响增稠能力(TP)和低温特性(冷启动模拟器(CCS)和倾点(PP))。分子量影响增稠能力(TP)和永久剪切稳定性指数(PSSI)。分子量分布对PSSI具有重要影响。
共聚物对基础原料的粘度特性有影响。基础原料受到许多特性的影响,包括运动粘度(KV)和VI,其中KV与低温流动性之间存在反向关系,其中VI与低温流动性之间存在直接关系。通过添加共聚物来增加基础原料的VI提供了在低温和高温条件下的改进的粘度。VI本身表示在40℃至100℃的温度范围内的粘度变化。VI越高,油的粘度特性变化将越小,并且在温度范围内其分布曲线将越平坦。这可以扩展到较高和较低的温度。
在本发明中,EP无规共聚物是由吡啶基二氨基(PDA)催化剂和添加的链转移剂(CTA)合成的,将他们作为油中的粘度改进剂的性能与具有更高分子量和乙烯含量的对照EP无规共聚物进行了比较。在至少一个实施方式中,通过本文公开的方法生产的EP共聚物的Mw(LS)小于约200kg/mol,更优选小于约150kg/mol,最优选小于约100kg/mol。在至少一个实施方式中,乙烯含量优选小于约70wt%,更优选小于约60wt%,最优选小于约55wt%。在至少一个实施方式中,PDI值最优选小于约2.5,优选小于约2.2,更优选小于约1.9,最优选小于约1.6。
为了本文的目的,使用元素周期表组的编号方案,如CHEMICAL AND ENGINEERINGNEWS,63(5),pg.27(1985)中所述。例如,“第4族金属”是元素周期表的第4族的元素,例如,Hf、Ti或Zr。
如本文所用,“烯烃”,或者称为“链烯”,是具有至少一个双键的碳和氢的直链、支链或环状化合物。为了本说明书和所附的权利要求书的目的,当将聚合物或共聚物称为包含烯烃时,存在于这种聚合物或共聚物中的烯烃是烯烃的聚合形式。例如,当说共聚物的“乙烯”含量为35wt%至55wt%时,应理解为,共聚物中的单体(“mer”)单元衍生自聚合反应中的乙烯,并且基于共聚物的重量,所述衍生单元以35wt%至55wt%存在。
“聚合物”具有两个或更多个相同或不同的单体(“mer”)单元。“均聚物”是具有相同的单体单元的聚合物。“共聚物”是具有两个或更多个彼此不同的单体单元的聚合物。“三元共聚物”是具有彼此不同的三个单体单元的聚合物。用于指示单体单元的“不同”表示单体单元彼此至少一个原子不同,或是不同的同分异构体。因此,本文所用的共聚物的定义包括三元共聚物。
为了本发明的目的,乙烯应被认为是α-烯烃。
如本文所用,术语“取代的”是指氢基团已被杂原子或含杂原子的基团替换。例如,“取代的烃基”是由碳和氢组成的基团,其中至少一个氢被杂原子或含杂原子的基团替换。
如本文所用,Mn为数均分子量,Mw为重均分子量,Mz为z平均分子量,wt%为重量百分比,mol%为摩尔百分比。分子量分布(MWD),也称为多分散度(PDI),定义为Mw除以Mn。除非另有说明,否则所有分子量单位(例如,Mw、Mn、Mz)均为g/mol。
聚烯烃的共聚物(和三元共聚物)具有掺入聚乙烯主链的共聚单体,例如丙烯。与单独的聚乙烯相比,这些共聚物(和三元共聚物)提供了不同的物理特性,并且通常在低压反应器中利用例如溶液、淤浆或气相聚合工艺生产。聚烯烃的共聚单体含量(例如,掺入聚烯烃主链的共聚单体的wt%)影响聚烯烃的特性(和共聚物的组成),并依赖于聚合催化剂的属性。
“线性”是指聚合物具有很少(如有)的长链分支,其g'vis(支化指数)值通常为约0.97或更高,例如约0.98或更高。
术语“环戊二烯基”是指在环内具有离域键并通常通过η5-键与M键合的5元环,碳通常构成5元位置的大部分。
如本文所用,“催化剂”包括单一催化剂或各催化剂为构象异构体或构型异构体的多种催化剂。构象异构体包括例如异象体和旋转异构体。构型异构体包括例如立体异构体。
术语“配合物”也可以称为催化剂前体、预催化剂、催化剂、催化剂化合物、过渡金属化合物或过渡金属配合物。这些词可以互换使用。活化剂和助催化剂也可以互换使用。
除非另有说明,否则术语“取代的”一般是指被取代的种类的氢已被不同的原子或原子团替换。例如,甲基-环戊二烯是已被甲基取代的环戊二烯。同样,苦味酸可被描述为已被三个硝基基团取代的苯酚,或被描述为已被一个羟基和三个硝基基团取代的苯。
在本文中可以使用以下缩写:dme为1,2-二甲氧基乙烷,Me为甲基,Et为乙基,Pr为丙基,cPr为环丙基,nPr为正丙基,iPr为异丙基,Bu为丁基,nBu为正丁基,iBu为异丁基,sBu为仲丁基,tBu为叔丁基,p-tBu为对叔丁基,Ph为苯基,Bn为苄基(即CH2Ph),Oct为辛基,Cy为环己基,TMS为三甲基硅烷基(trimethylsilyl),TIBAL为三异丁基铝,TNOAL为三(正辛基)铝,MAO为甲基铝氧烷,p-Me为对甲基,THF(也称为thf)为四氢呋喃,RT为室温(除非另有说明,否则为23℃),tol为甲苯,EtOAc为乙酸乙酯。
“阴离子配体”是将一对或多对电子提供给金属离子的带负电荷的配体。“中性供体配体”是将一对或多对电子提供给金属离子的中性配体。
如本文所用,“催化剂体系”包括至少一种催化剂化合物和载体材料。本发明的催化剂体系可进一步包括活化剂和任选的助活化剂。为了本发明及其权利要求的目的,当催化剂被描述为包含组分的中性稳定形式时,本领域普通技术人员将很好地理解,组分的离子形式是与单体反应以生产聚合物的形式。此外,由化学式表示的本发明的催化剂除包括化合物的中性稳定形式外,还意在包括化合物的离子形式。此外,本发明的活化剂除包括离子或中性形式外,还意在包括活化剂的离子/反应产物形式。
清除剂是可以添加到反应器中以通过清除杂质而促进聚合的化合物。一些清除剂也可以充当链转移剂。一些清除剂也可以充当活化剂,并且可以称为助活化剂。不是清除剂的助活化剂也可以与活化剂结合使用,以形成活性催化剂。在一些实施方式中,可以将助活化剂与过渡金属化合物预混合以形成烷基化的过渡金属化合物。清除剂的例子包括:三烷基铝,甲基铝氧烷,改性的甲基铝氧烷,例如,MMAO-3A(Akzo Nobel),双(二异丁基铝)氧化物(Akzo Nobel),三(正辛基)铝,三异丁基铝和二异丁基氢化铝。
如本文所用,“烷氧基化合物(alkoxide)”包括其中烷基基团为C1-C10烃基的烷氧基化合物。烷基基团可以是直链、支链或环状的。烷基基团可以是饱和或不饱和的。在一些实施方式中,烷基基团可包括至少一个芳族基团。
在本文中,术语“烃基自由基”、“烃基”、“烃基基团”、“烷基自由基”和“烷基”可互换使用。同样,术语“基团(group)”、“自由基(radical)”和“取代基”在本文中也可互换使用。为了本发明的目的,“烃基自由基”是指可以是直链、支链或环状的C1-C100自由基,当是环状时,为芳族或非芳族的。这些自由基的例子包括:甲基,乙基,正丙基,异丙基,正丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,戊基,异戊基,己基,辛基,环丙基,环丁基,环戊基,环己基,环辛基及其取代类似物。烃基自由基的取代类似物是这样的自由基,其中烃基自由基的至少一个氢原子已被至少一个卤素(例如,Br,Cl,F或I)或至少一个官能团(例如,C(O)R*,C(O)NR* 2,C(O)OR*,NR* 2,OR*,SeR*,TeR*,PR* 2,AsR* 2,SbR* 2,SR*,BR* 2,SiR* 3,GeR* 3,SnR* 3和PbR* 3,其中R*独立地为氢或烃基自由基,两个或多个R*可以结合在一起形成取代或未取代的饱和的、部分不饱和的或芳族环或多环的环结构)取代,或其中至少一个杂原子已插入烃基环中。
术语“烯基”是指具有一个或多个双键的直链、支链或环状的烃自由基。这些烯基自由基可以任选地被取代。合适的烯基自由基的例子包括:乙烯基,丙烯基,烯丙基,1,4-丁二烯基环丙烯基,环丁烯基,环戊烯基,环己烯基,环辛烯基,包括其取代类似物。烯基自由基的取代类似物是这样的自由基,其中烯基自由基的至少一个氢原子已被至少一个卤素(例如,Br,Cl,F或I)或至少一个官能团(例如,C(O)R*,C(O)NR* 2,C(O)OR*,NR* 2,OR*,SeR*,TeR*,PR* 2,AsR* 2,SbR* 2,SR*,BR* 2,SiR* 3,GeR* 3,SnR* 3和PbR* 3,其中R*独立地为氢或烯基自由基,两个或多个R*可以结合在一起形成取代或未取代的饱和的、部分不饱和的或芳族环或多环的环结构)取代,或其中至少一个杂原子已插入环中。
术语“烷氧基”或“烷氧基化合物”是指烷基醚或芳基醚自由基,其中术语烷基如上文所定义。合适的烷基醚自由基的例子包括:甲氧基,乙氧基,正丙氧基,异丙氧基,正丁氧基,异丁氧基,仲丁氧基,叔丁氧基和苯氧基。
术语“芳基”或“芳基基团”包括C4-C20芳族环,例如六碳芳族环,及其取代的变体,包括苯基、2-甲基-苯基、甲苄基、4-溴-甲苄基。同样,杂芳基是指其中环碳原子(或两个或三个环碳原子)已被杂原子(优选N,O或S)替换的芳基基团。如本文所用,术语“芳族”也指伪芳族杂环,其为具有与芳族杂环配体相似的特性和结构(几乎为平面)但根据定义不是芳族的杂环取代基;同样,术语“芳族”也指取代的芳族。
当存在命名的烷基、烯基、烷氧基化合物或芳基基团的异构体(例如,正丁基,异丁基,异丁基和叔丁基)时,提及该基团的一个成员(例如,正丁基)将明显公开了该家族中其余的异构体(例如异丁基,仲丁基和叔丁基)。同样,提及烷基、烯基、烷氧基化合物或芳基基团而不指定特定的异构体(例如丁基)明显公开了所有异构体(例如正丁基,异丁基,仲丁基和叔丁基)。
对于本文公开的任何特定化合物,除非另有说明,否则所呈现的任何一般或具体结构还涵盖可以由特定的一组取代基产生的所有构象异构体、位置异构体和立体异构体。类似地,如本领域技术人员将认识到的,除非另有说明,否则一般或具体结构还涵盖所有对映异构体、非对映异构体和无论是对映异构还是外消旋形式的其他光学异构体、以及立体异构体的混合物。
术语“环原子”是指作为环状的环结构的一部分的原子。根据该定义,苄基基团具有6个环原子,四氢呋喃具有5个环原子。
杂环是在环结构中具有杂原子的环,与杂原子取代的环不同,在杂原子取代的环中,环原子上的氢被杂原子替换。例如,四氢呋喃是杂环,而4-N,N-二甲基氨基-苯基是杂原子取代的环。
如本文所用,术语“芳族”也指伪芳族杂环,其为具有与芳族杂环配体相似的特性和结构(几乎为平面)但根据定义不是芳族的杂环取代基;同样,术语“芳族”也指取代的芳族。
术语“连续”是指不中断或不停止运行的系统。例如,生产聚合物的连续工艺是这样一种工艺,其中将反应物连续引入一个或多个反应器中,并在聚合工艺期间连续取出聚合物产物。
溶液聚合是指将聚合物溶解在液体聚合介质(例如惰性溶剂或单体或它们的共混物)中的聚合工艺。溶液聚合通常是均相的。均相聚合是将聚合物产物溶解在聚合介质中的聚合。这样的系统优选不是混浊的,如J.Vladimir Oliveira,C.Dariva and J.C.Pinto,Ind.Eng.Chem.Res.,2000,Vol.29,p.462中所描述。
本体聚合是指这样一种聚合工艺,其中使用被聚合的单体和/或共聚单体作为溶剂或稀释剂,而很少使用或不使用惰性溶剂作为溶剂或稀释剂。可以使用一小部分惰性溶剂作为催化剂和清除剂的载体。本体聚合系统含有少于约25wt%的惰性溶剂或稀释剂,优选少于约10wt%,优选少于约1wt%,优选约0wt%。
如本文所用,术语“淤浆聚合工艺”是指采用负载型催化剂并且单体在负载型催化剂颗粒上聚合的聚合工艺。
“催化剂生产率”是在T小时的时间内使用包含数克(W)的催化剂(cat)的聚合催化剂生产多少克聚合物(P)的量度;可以用以下公式表示:P/(T×W),并以gPgcat-1h-1为单位表示。“转化率”是转化为聚合物产物的单体的量,其报告为mol%,基于聚合物收率和进料到反应器中的单体的量来计算。“催化剂活性”是催化剂的活性水平的量度,其报告为所用每摩尔(或mmol)催化剂(cat)产生的产物聚合物(P)的质量(kgP/molcat或gP/mmolCat),催化剂活性也可以以每单位时间例如每小时(hr)表示。
术语“吡啶基二氨基配合物”或“吡啶基二胺配合物”或“吡啶基二氨基催化剂”或“吡啶基二胺催化剂”是指在美国专利No.7,973,116B2、美国公开Nos.2012/0071616Al、2011/0224391Al和2011/0301310A1中描述的一类配位配合物,其特征在于,双阴离子三齿配体通过一个中性的路易斯碱性供体原子(例如,吡啶基团)和一对阴离子氨基或磷基(即去质子化的胺或膦)供体与金属中心配位。在这些配合物中,吡啶基二氨基配体与金属配位,形成一个五元螯合环和一个七元螯合环。吡啶基二氨基配体的额外原子有可能与金属配位而不影响活化时催化剂功能;这样的一个例子可以是在金属中心形成额外键的环金属化的取代的芳基基团。
在本文中,“催化剂”和“催化剂配合物”可互换使用。
本发明涉及乙烯共聚物,更具体地涉及可用于粘度改性应用的乙烯丙烯共聚物。
本发明涉及使乙烯聚合以生产至少一种聚烯烃组合物的方法,该方法包括:使乙烯和一种或多种C3-C20α-烯烃与催化剂体系接触,催化剂体系包含活化剂、链转移剂和由式(A)、(B)、(C)或(D)(如下所示)表示的吡啶基二氨基过渡金属配合物;以及得到乙烯含量为约45wt%至约55wt%的共聚物。该共聚物可包含约45wt%至约55wt%的乙烯含量。或者,该共聚物可以基本上由约45wt%至约55wt%的乙烯含量组成。或者,该共聚物可以由约45wt%至约55wt%的乙烯含量组成。
催化剂
本发明进一步涉及生产本文所述的乙烯共聚物的方法,该方法包括使乙烯和一种或多种C3-C20α-烯烃与催化剂体系接触,催化剂体系包含活化剂、链转移剂(其可以是能起到清除剂和链转移剂的作用的材料,例如三(正辛基)铝)和由式(A)、(B)、(C)或(D)表示的吡啶基二氨基过渡金属配合物:
其中:
M为第3或第4族金属;
Q1为由式–G1–G2–G3–表示的三原子桥,其中三个原子的中心是第15或第16族元素(所述第15族元素可以被或不被R30基团取代),其中G2是第15或第16族原子(所述第15族元素可以被R30基团取代),G1和G3各自是第14、15或16族原子(每个第14、15和16族元素可以被或不被一个或多个R30基团取代),其中G1、G2与G3、或G1与G2、或G1与G3、或G2与G3可以形成单环或多环系统;
每个R30基团独立地为氢、C1至C100烃基自由基或甲硅烷基自由基;
Q2为–NR17或–PR17,其中R17为烃基自由基、取代的烃基自由基、甲硅烷基自由基或甲锗烷基自由基;
Q3为–(TT)–或–(TTT)–,其中每个T为碳或杂原子,所述碳或杂原子可以未被取代或被一个或多个R30基团取代,一个或多个R30基团与“–C–Q3=C–“片段一起形成5或6元环状基团或包括5或6元环状基团的多环基团;
R1为烃基自由基、取代的烃基自由基或甲硅烷基自由基;
R3、R4和R5各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、烷氧基自由基、芳氧基自由基、卤素、氨基自由基或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R3、R4和R5基团可以独立地结合在一起形成取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环原子,并且所述环上的取代基可以结合以形成额外的环;
R2为–E(R12)(R13)–,其中E为碳、硅或锗;
Y为氧、硫或–E*(R6)(R7)–,其中E*为碳、硅或锗;
R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、芳基自由基、取代的芳基自由基、烷氧基自由基、卤素、氨基自由基、或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13基团可以独立地结合在一起形成饱和的取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环碳原子,并且所述环上的取代基可以结合形成额外的环;
L为阴离子离去基团,其中L基团可以相同或不同,任意两个L基团可以连接形成双阴离子离去基团;
n为1或2;
L’为中性的路易斯碱;且
w为0、1、2、3或4。
吡啶基二氨基过渡金属配合物
吡啶基二氨基过渡金属配合物包括由通式(A)、(B)、(C)或(D)表示的吡啶基二氨基过渡金属配合物:
其中:
M为第3或第4族金属(优选为第4族金属,更优选为Ti、Zr或Hf);
Q1为三原子桥,其中三个原子的中心是第15或第16族元素(所述第15族元素可以被或不被R30基团取代),Q1优选与M形成配位键,更优选由式–G1–G2–G3–表示,其中G2是第15或第16族原子(所述第15族元素可以被R30基团取代),G1和G3各自是第14、15或16族原子(每个第14、15和16族元素可以被或不被一个或多个R30基团取代),其中G1、G2与G3、或G1与G2、或G1与G3、或G2与G3可以形成单环或多环系统,其中每个R30基团独立地为氢、C1-C100烃基自由基或甲硅烷基自由基;
Q2为–NR17或–PR17,其中R17为烃基自由基、取代的烃基自由基、甲硅烷基自由基或甲锗烷基自由基;
Q3为–(TT)–或–(TTT)–,其中每个T为碳或杂原子(优选为C、O、S或N),所述碳或杂原子可以未被取代或被一个或多个R30基团取代,一个或多个R30基团与“–C–Q3=C–“片段一起形成5或6元环状基团或包括5或6元环状基团的多环基团;
R1为烃基自由基、取代的烃基自由基或甲硅烷基自由基;
R3、R4和R5各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、芳基自由基、取代的芳基自由基、烷氧基自由基、芳氧基自由基、卤素、氨基自由基或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R3、R4和R5基团可以独立地结合在一起形成取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环原子,并且所述环上的取代基可以结合以形成额外的环;
R2为–E(R12)(R13)–,其中E为碳、硅或锗(优选为碳或硅,更优选为碳),R12和R13如本文所述;
Y为氧、硫或-E*(R6)(R7)-,其中E*为碳、硅或锗(优选碳或硅,更优选碳),R6和R7如本文所述;
R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、烷氧基自由基、卤素、氨基自由基、或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13基团可以独立地结合在一起形成饱和的取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环碳原子,并且所述环上的取代基可以结合形成额外的环;
L为阴离子离去基团,其中L基团可以相同或不同,任意两个L基团可以连接形成双阴离子离去基团;
n为1或2(优选为2);
L’为中性的路易斯碱;且
w为0、1、2、3或4(优选为0或1)。
在一些实施方式中,Q1为:
其中:
R’和R”各自为烷基,例如,C1-C20烷基,例如,甲基,乙基,丙基,丁基,戊基,己基,庚基,辛基,壬基,癸基,十一烷基和十二烷基。
在一些实施方式中,每个L独立地为:卤化物,烷基,芳基,烷氧基,酰氨基,氢化基(hydrido),苯氧基,羟基,甲硅烷基,烯丙基,烯基,三氟甲磺酸盐,烷基磺酸盐,芳基磺酸盐,或炔基,和/或每个L'独立地为:醚,硫醚,胺,腈,亚胺,吡啶或膦。
在一些实施方式中,G1为碳、氮、氧、硅或硫,优选为碳。
在一些实施方式中,G2为氮、磷、氧、硫或硒,优选为氮、氧或硫。
在一些实施方式中,G3为碳、氮、氧、硅或硫,优选为碳。
在一些实施方式中,Q2为–NR17、–PR17或氧,优选为–NR17。
在一些实施方式中,Q3为CHCHCH,CHCH,CHN(R'),CH-S,CHC(R')CH,C(R')CHC(R”),CH-O,NO,优选为CHCHCH,CHCH,CHN(R'),CHN(Me),CH–S,更优选地,R'为C1-C20烃基,例如,甲基,乙基,丙基,丁基,戊基,己基,庚基,辛基,壬基,癸基,十一烷基或十二烷基。
在一些实施方式中,R1为烃基,取代的烃基或甲硅烷基自由基(优选为烷基,芳基,杂芳基和甲硅烷基基团,优选为甲基,乙基,丙基,丁基,戊基,己基,庚基,辛基,壬基,癸基,十一烷基,十二烷基,苯基,取代的苯基,2,6-二取代苯基,2,6-二异丙基苯基,2,4-6-三取代芳基,2,4,6-三异丙基苯基及其异构体,包括环己基)。
在一些实施方式中,R17为氢,烃基,取代的烃基,甲硅烷基或甲锗烷基基团(优选为烷基,芳基,杂芳基和甲硅烷基基团,优选为甲基,乙基,丙基,丁基,戊基,己基,庚基,辛基,壬基,癸基,十一烷基,十二烷基,环烷基,环辛基,环十二烷基,苯基,取代的苯基,2-取代苯基,邻甲苯基,2,6-二取代苯基或其异构体,包括环己基)。
在一些实施方式中,每个R30基团为氢,C1-C100烃基自由基或甲硅烷基自由基(优选为烷基,芳基和甲硅烷基基团,更优选为甲基,乙基,丙基,丁基,戊基,己基,庚基,辛基,壬基,癸基,十一烷基,十二烷基,苯基或其异构体,包括环己基)。
在一些实施方式中,R2包含1至20个碳,优选地,R2为CH2,CH(芳基),CH(2-异丙基苯基),CH(2,6-二甲基苯基),CH(2,4-6-三甲基苯基),CH(烷基),CMe2,SiMe2,SiEt2或SiPh2。
在一些实施方式中,E和E*各自独立地为碳、硅或锗(优选为碳或硅,更优选为碳)。在一个优选的实施方式中,E和E*均为碳。
在一些实施方式中,R12、R13、R6和R7各自独立地为氢,烃基自由基,取代的烃基自由基,芳基自由基,取代的芳基自由基,烷氧基自由基,卤素,氨基自由基或膦基,或者R12和R13和/或R6和R7可以结合形成饱和的、取代的或未取代的烃基环,其中所述环具有4、5、6、7或8个环碳原子,其中环上的取代基可以结合形成额外的环,或者R12和R13和/或R6和R7可以结合形成饱和杂环或饱和的取代杂环,其中环上的取代基可以结合形成额外的环。
在一些实施方式中,R12和R13中的至少一个为C1-C100(优选为C6-C40,更优选为C7-C30,甚至更优选为C8-C20)取代或未取代的烃基基团(优选为芳基,苯基,取代的苯基,烷基或芳基取代的苯基,C2-C30烷基或芳基取代的苯基,2-取代苯基,2-异丙基苯基或2,4,6-三甲基苯基)。
在一些实施方式中,R6和R7中的至少一个为C1-C100(优选为C6-C40,更优选为C7-C30,甚至更优选为C8-C20)取代或未取代的烃基基团(优选为芳基,苯基,取代的苯基,烷基或芳基取代的苯基,C2-C30烷基或芳基取代的苯基,2-取代苯基,2-异丙基苯基或2,4,6-三甲基苯基)。
在一些实施方式中,R3、R4和R5各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、烷氧基自由基、芳氧基自由基、卤素、氨基自由基或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R3、R4和R5基团可以独立地结合在一起形成取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环原子,并且所述环上的取代基可以结合以形成额外的环。优选地,R3、R4和R5各自独立地为氢,甲基,乙基,丙基,丁基,戊基,己基,庚基,辛基,壬基,癸基,十一烷基,十二烷基,苯基,取代的苯基或其异构体。
在一些实施方式中,R8、R9、R10和R11各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、芳基自由基、取代的芳基自由基、烷氧基自由基、卤素、氨基自由基或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R8、R9、R10和R11基团可以独立地结合在一起形成饱和的取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环碳原子,并且所述环上的取代基可以结合以形成额外的环。优选地,R8、R9、R10和R11各自独立地为氢,甲基,乙基,丙基,丁基,戊基,己基,庚基,辛基,壬基,癸基,十一烷基,十二烷基,苯基,取代的苯基或其异构体。
优选地,上述任何R基团和下文中提及的其他R基团均含有至多30个碳原子,优选不超过30个碳原子,尤其是2至20个碳原子。
优选地,M为Ti、Zr或Hf,并且/或者E和/或E*为碳,其中Zr或Hf基配合物是特别优选的。
在一些实施方式中,R1和R17是被0至5个取代基不同取代的苯基,所述取代基包括F,Cl,Br,I,CF3,NO2,烷氧基,二烷基氨基,芳基和具有1至10个碳的烷基。
在一些实施方式中,每个L可以是卤化物,烷基,芳基,烷氧基,酰氨基,氢化基,苯氧基,羟基,甲硅烷基,烯丙基,烯基,三氟甲磺酸盐,烷基磺酸盐,芳基磺酸盐和炔基。离去基团的选择取决于用于得到配合物的合成途径,并且可以通过额外反应来改变以适合聚合中的后续活化方法。例如,当使用非配位阴离子,例如N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐或三(五氟苯基)硼烷时,优选烷基。
在一些实施方式中,两个L基团可以连接以形成双阴离子离去基团,例如草酸酯。
在一些实施方式中,每个L'独立地为醚、硫醚、胺、腈、亚胺、吡啶或膦,优选为醚。
在一些实施方式中,M优选为第4族金属,更优选为Zr或Hf。
在一些实施方式中,E和/或E*优选为碳。
优选地,在一些实施方式中,R6与R7相同。
在一些实施方式中,R1、R3、R4、R8和R17各自可以含有不超过30个碳原子。
在一些实施方式中,E为碳,R1和R17各自独立地为被0、1、2、3、4或5个取代基取代的苯基基团,所述取代基包括F、Cl、Br、I、CF3、NO2、烷氧基、二烷基氨基、烃基和具有1至10个碳的取代的烃基基团。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(A)表示,R6和R7中的至少一个是含有1至100个(优选6至40个,优选7至30个)碳的基团。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(A)表示,M为第4族金属,优选为Zr或Hf,更优选为Hf。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(B)表示,M为第4族金属,优选为Zr或Hf,更优选为Hf。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(A)表示,G2为氧,G1和G3是通过2个至6个额外的原子彼此结合以形成环状结构的碳原子。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(B)表示,G2为氧,G1和G3是通过2个至6个额外的原子彼此结合以形成环状结构的碳原子。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(A)表示,G2为氮,G1和G3是通过2个至6个额外的原子彼此结合以形成环状结构的碳原子。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(B)表示,G2为氮,G1和G3是通过2个至6个额外的原子彼此结合以形成环状结构的碳原子。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(A)表示,G2为硫,G1和G3是通过2个至6个额外的原子彼此结合以形成环状结构的碳原子。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(B)表示,G2为硫,G1和G3是通过2个至6个额外的原子彼此结合以形成环状结构的碳原子。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(C)表示,Q3为C(H)C(H)C(H),R1为2,6-二异丙基苯基,R17为苯基。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(D)表示,R6为H,R7为含有1至100个(优选6至40个,更优选7至30个)碳的基团,M为第4族金属(优选Zr或Hf,更优选Hf),E为碳。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(A)表示,R1为2,6-二取代芳基基团,其中取代基选自异丙基、3-戊基或含有4-20个碳的环状脂肪族烃。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(A)表示,Q1是在相邻位置被取代的吡啶、咪唑、四氢呋喃、二恶烷、二氢噻唑、氧硫杂环戊烷、四氢吡喃、二氢恶唑或膦(phosphinine)基团的三个原子。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物由上式(A)表示,R2为CH(芳基),其中芳基基团含有7至20个碳原子。
在一个优选实施方式中,吡啶基二氨基过渡金属配合物是由式(1)、(2)和(3)表示的化合物中的一种或多种:
本文所述的吡啶基二胺配体通常以多个步骤制备。一个关键步骤涉及制备含有芳基硼酸(或酸酯)和胺基团的合适的“连接”基团。这些的例子包括以下通式的化合物:7-(硼酸)-2,3-二氢-1H-茚-1-(胺),7-(硼酸酯)-2,3-二氢-1H-1-(胺),7-(硼酸)-1,2,3,4-四氢萘-1-(胺),7-(硼酸酯)-1,2,3,4-四氢萘-1-(胺),其中包括各种硼酸、硼酸酯和胺。可以由含胺官能团的芳基卤化物前体,通过首先用1.0摩尔当量的n-BuLi对胺基团进行去质子化,然后用t-BuLi对芳基卤化物进行转移金属化,随后与含硼试剂反应,来以高收率制备这些连接基团。然后,将该含胺连接基团与合适的含吡啶物质例如6-溴-2-吡啶甲醛偶联。该偶联步骤通常使用负载量小于5mol%的金属催化剂(例如Pd(PPh3)4)。在该偶联步骤之后,可以被描述为胺-连接基-吡啶-醛的新衍生物然后与第二个胺反应以在缩合反应中产生亚胺衍生物胺-连接基-吡啶-亚胺。然后可以通过与合适的芳基阴离子、烷基阴离子或氢化物源反应将其还原为吡啶基二胺配体。当采用芳基锂或烷基锂试剂时,该反应通常在醚溶剂中在约-100℃至约50℃之间的温度下进行。当采用氰基硼氢化钠时,该反应通常在甲醇中在回流下进行。
由吡啶基二胺制备吡啶基二胺金属配合物可以使用典型的质子分解和甲基化反应来完成。在质子分解反应中,吡啶基二胺与合适的金属反应物反应以生成吡啶基二胺金属配合物。合适的金属反应物将具有碱性离去基团,该碱性离去基团将从吡啶基二胺接受质子,然后通常离开并从产物中除去。合适的金属反应物包括但不限于:HfBn4(Bn=CH2Ph),ZrBn4,TiBn4,ZrBn2Cl2(OEt2),HfBn2Cl2(OEt2)2,Zr(NMe2)2Cl2(二甲氧基乙烷),Hf(NMe2)2Cl2(二甲氧基乙烷),Hf(NMe2)4和Hf(NEt2)4。含有金属氯化物基团的吡啶基二胺金属配合物,例如下面方案1中的PDA二氯化物配合物,可以通过与适当的有机金属试剂反应进行烷基化。合适的试剂包括有机锂和有机镁以及格氏试剂。烷基化通常在醚或烃溶剂或溶剂混合物中通常在约-100℃至约50℃的温度下进行。
方案1
在方案1中,R、R1、R2、R3、R4各自独立地为氢、烃基自由基(例如烷基自由基和芳基自由基)、取代的烃基自由基(例如杂芳基)或甲硅烷基自由基,Rn表示氢、烃基自由基或取代的烃基自由基,其可以结合形成多环芳族环,n为1、2、3或4。
获得作为催化剂的吡啶基二胺和其他感兴趣的配合物的另一种途径涉及将不饱和分子插入共价金属-碳键中,其中共价键合的基团是多齿配体结构的一部分,例如Boussie等人在美国专利No.6,750,345中所描述的。该不饱和分子通常具有碳-X双键或三键,其中X是第14族或15族或16族元素。不饱和分子的例子包括:烯烃,炔烃,亚胺,腈,酮,醛,酰胺,甲酰胺,二氧化碳,异氰酸酯,硫代异氰酸酯和碳二亚胺。示出了涉及二苯甲酮和N,N-二甲基甲酰胺的插入反应的例子如下。
链转移剂(CTAs)
“链转移剂”是在聚合工艺过程中能够在配位聚合催化剂与链转移剂的金属中心之间交换烃基和/或聚合基团的任何试剂。链转移剂可以是任何期望的化学化合物,例如国际公开No.WO 2007/130306中公开的化合物。优选地,链转移剂是第2、12或13族烷基或芳基化合物;优选为锌、镁或铝的烷基或芳基;优选地,其中烷基为C1至C30烷基,或者C2至C20烷基,或者C3至C12烷基,典型且独立地为甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、苯基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基或其异构体和类似物。
有用的链转移剂通常为烷基铝氧烷,由式AlR3、ZnR2表示的化合物(其中每个R独立地为C1至C8脂肪族自由基,优选为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基或其异构体),或其组合,例如,二乙基锌,甲基铝氧烷,三甲基铝,三异丁基铝,三辛基铝或其组合。
用于本发明的优选试剂是在每个烷基基团中具有1至8个碳的三烷基铝化合物和二烷基锌化合物,例如,三乙基铝(TEAL),三(异丙基)铝,三(异丁基)铝(TIBAL),三(正己基)铝,三(正辛基)铝(TNOAL),二乙基锌,二异丁基锌,二(正丙基)锌,二辛基锌。也可以使用链转移剂的混合物。最优选的试剂是二乙基锌和三(正辛基)铝。
在一个优选实施方式中,使用一种或多种三烷基铝化合物和一种或多种二烷基锌化合物(其中所述烷基优选为C1至C40烷基基团,更优选为C2至C20烷基基团,甚至更优选为C2至C12烷基基团,特别优选为C2至C8基团,例如,甲基,乙基,丙基(包括异丙基和正丙基),丁基(包括正丁基、仲丁基和异丁基),戊基,己基,庚基,辛基,及其异构体或类似物作为CTA。优选的组合包括TEAL、TIBAL和/或TNOAL与Et2Zn,优选TEAL和Et2Zn,或TIBAL和Et2Zn,或TNOAL和Et2Zn。优选地,三烷基铝和二烷基锌化合物以Al与Zn的摩尔比为1:1或更高存在于反应中,优选为2:1或更高,优选为5:1或更高,优选为10:1或更高,优选为15:1或更高,优选为1:1至10,000:1。
额外的合适链转移剂包括通过将三烷基铝或二烷基锌化合物(优选三(C1至C8)烷基铝或二(C1至C8)烷基锌化合物)与少于化学计量的量(相对于烃基基团的数量)的二级胺或羟基化合物(特别是双(三甲基甲硅烷基)胺,叔丁基(二甲基)硅氧烷,2-羟基甲基吡啶,二(正戊基)胺,2,6-二(叔丁基)苯酚,乙基(1-萘基)胺,双(2,3,6,7-二苯并-1-氮杂环庚烷胺),或2,6-二苯基苯酚)组合而形成的反应产物或混合物。理想地,使用足够的胺或羟基试剂,使得每个金属原子上保留一个烃基基团。可在本发明中用作链转移剂的前述组合的主要反应产物包括:正辛基铝二(双(三甲基甲硅烷基)酰胺),异丙基铝双(二甲基(叔丁基)硅醇)和正辛基铝二(吡啶基-2-甲醇),异丁基铝双(二甲基(叔丁基)硅氧烷),异丁基铝双(二(三甲基甲硅烷基)酰胺),正辛基铝二(吡啶-2-甲醇),异丁基铝双(二(正戊基)酰胺),正辛基铝双(2,6-二叔丁基苯氧化物),正辛基铝二(乙基(1-萘基)酰胺),乙基铝双(叔丁基二甲基硅醇),乙基铝二(双(三甲基甲硅烷基)酰胺),乙基铝双(2,3,6,7-二苯并-1-氮杂环庚烷酰胺),正辛基铝双(2,3,6,7-二苯并-1-氮杂环庚烷酰胺),正辛基铝双(二甲基(叔丁基)硅醇),乙基锌(2,6-二苯基苯氧化物)和乙基锌(叔丁醇)。
链转移剂通常以链转移剂的金属与过渡金属(来自吡啶二酰氨基过渡金属配合物)的摩尔比为约5:1或更高存在于反应中,优选约10:1至2000:1,优选约20:1至约1000:1,优选约25:1至约800:1,优选约50:1至约700:1,优选约100:1至约600:1。
在一个实施方式中,CTA为二烷基锌,其中烷基为C1至C20烷基基团,例如,甲基,乙基,丙基,丁基,优选地,CTA为二乙基锌。
活化剂
术语“助催化剂”和“活化剂”在本文中可互换使用,并且定义为可以通过将中性催化剂化合物转化为催化活性催化剂化合物阳离子而活化上述任何一种催化剂化合物的任何化合物。
在合成配合物之后,可以通过以任何合适的方式将配合物与活化剂组合来形成催化剂体系,包括通过负载它们以用于淤浆或气相聚合。也可以将催化剂体系添加到溶液聚合或本体聚合中(在单体中)或可以在溶液聚合或本体聚合中生成。催化剂体系通常包括如上所述的配合物和活化剂,例如铝氧烷或非配位阴离子。
非限制性活化剂例如包括铝氧烷、烷基铝、可以是中性或离子性的离子化活化剂和常规型助催化剂。优选活化剂通常包括铝氧烷化合物、改性的铝氧烷化合物和离子化的阴离子前体化合物,其提取反应性的、σ-键合的金属配体,使金属配合物成为阳离子并提供电荷平衡的非配位或弱配位阴离子。
铝氧烷活化剂
在一个实施方式中,使用铝氧烷活化剂作为催化剂体系中的活化剂。可以将铝氧烷与另一种活化剂一起使用。铝氧烷通常是含有–Al(R1)–O–亚-单元的低聚化合物,其中R1为烷基基团。铝氧烷的例子包括甲基铝氧烷(MAO),改性的甲基铝氧烷(MMAO),乙基铝氧烷和异丁基铝氧烷。烷基铝氧烷和改性的烷基铝氧烷适合作为催化剂活化剂,特别是当可提取的配体是烷基、卤化物、烷氧基化合物或酰胺时。也可以使用不同的铝氧烷和改性铝氧烷的混合物。可能优选使用视觉上澄清的甲基铝氧烷。可以过滤浑浊或胶凝的铝氧烷以产生澄清溶液,或者可以从浑浊溶液中倾倒出澄清铝氧烷。有用的铝氧烷是3A型改性甲基铝氧烷(MMAO)助催化剂(可从Akzo Chemicals,Inc.购得,商品名为Modified Methylalumoxanetype 3A,受美国专利No.5,041,584的保护)。
另一种有用的铝氧烷是固体聚甲基铝氧烷,如美国专利Nos.9,340,630、8,404,880和8,975,209中所描述。
当活化剂为铝氧烷(改性或未改性的)时,一些实施方式包括最大量的活化剂,通常相对于催化剂化合物(每个金属催化位点)多达约5000倍摩尔过量的Al/M。活化剂与催化剂化合物的最小摩尔比约为1:1。替代的优选范围包括约1:1至约500:1,替代地约1:1至约200:1,替代地约1:1至约100:1,或替代地约1:1至约50:1。在一个替代实施方式中,在本文所述的聚合工艺中很少或不使用铝氧烷。优选地,铝氧烷以约零摩尔%存在,替代地,铝氧烷以铝与催化剂化合物过渡金属的摩尔比小于约500:1存在,优选小于约300:1,更优选小于约100:1,甚至更优选小于约20:1。
非配位阴离子活化剂
非配位阴离子(NCA)被定义为不与催化剂金属阳离子配位或与金属阳离子配位但仅弱结合的阴离子。术语NCA也被定义为包括含有酸性阳离子基团和非配位阴离子的含NCA的多组分活化剂,例如N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐。术语NCA也被定义为包括中性路易斯酸,例如三(五氟苯基)硼,其可以与催化剂反应,通过提取阴离子基团形成活化物质。NCA的配位足够弱,以至于中性路易斯碱,例如烯属或炔属不饱和单体,能够将其从催化剂中心置换出来。能够形成相容的弱配位配合物的任何金属或准金属都可以用在或包含在非配位阴离子中。合适的金属包括铝、金和铂。合适的准金属包括硼、铝、磷和硅。
“相容的”非配位阴离子可以是当最初形成的配合物分解时不会降解为中性的阴离子,并且该阴离子不会将阴离子取代基或片段转移至阳离子从而导致其从阴离子形成中性过渡金属化合物和中性副产物。根据本发明有用的非配位阴离子是这样的非配位阴离子:它们是相容的,在将过渡金属阳离子的离子电荷平衡在+1的角度上来看能稳定过渡金属阳离子,并且仍保留足够的不稳定性以允许在聚合过程中置换。
使用中性或离子性的离子化活化剂,例如三(正丁基)铵四(五氟苯基)硼酸盐、三全氟苯基硼准金属前体或三全氟萘基硼准金属前体、多卤代杂硼烷阴离子(WO 98/43983)、硼酸(US 5,942,459)或其组合,在本发明的范围内。单独使用中性或离子活化剂或与铝氧烷或改性铝氧烷活化剂组合使用中性或离子活化剂也在本发明的范围内。
本发明的催化剂体系可包括至少一种非配位阴离子(NCA)活化剂。
在一个优选实施方式中,可以使用由下式表示的含硼NCA活化剂:
Zd +(Ad-)
其中:Z为(L–H)或可还原的路易斯酸;L为中性路易斯碱;H为氢;(L–H)+为布朗斯台德酸;Ad-为非配位阴离子,例如具有电荷d-的含硼的非配位阴离子;d为1、2或3。
阳离子组分Zd +可以包括布朗斯台德酸(例如质子或质子化的路易斯碱)或可还原路易斯酸,其能够使来自含有大(bulky)配体的过渡金属催化剂前体的部分(例如烷基或芳基)质子化或将其提取出来,从而得到阳离子过渡金属物质。
活化阳离子Zd +也可以是诸如银、卓鎓、碳鎓、二茂铁鎓和混合物的部分,优选为碳鎓和二茂铁鎓。最优选地,Zd +是三苯基碳鎓。优选的可还原路易斯酸可以是任何三芳基碳鎓(其中芳基可以被取代或未被取代,例如由式:(Ar3C+)表示的三芳基碳鎓,其中Ar是被C1至C40烃基或取代的C1至C40烃基取代的芳基,或被C1至C40烃基或取代的C1至C40烃基取代的杂芳基;优选地,“Z”中的可还原路易斯酸包括式:(Ph3C)表示的可还原路易斯酸,其中Ph是取代或未取代的苯基,优选被C1至C40烃基或取代的C1-C40烃基取代,优选被C1至C20烷基或芳族或取代的C1至C20烷基或芳族取代,优选地,Z为三苯基碳鎓。
当Zd +为活化阳离子(L–H)d +时,优选为布朗斯台德酸,能够向过渡金属催化前体提供质子,从而得到过渡金属阳离子,包括铵、氧鎓、磷鎓、甲硅烷鎓及其混合物,优选甲胺、苯胺、二甲胺、二乙胺、N-甲基苯胺、二苯胺、三甲胺、三乙胺、N,N-二甲基苯胺、甲基二苯胺、吡啶、对溴-N,N-二甲基苯胺、对硝基-N,N-二甲基苯胺的铵,来自三乙基膦、三苯基膦和二苯基膦的磷鎓,来自醚(例如二甲醚,二乙醚)、四氢呋喃和二恶烷的氧鎓,来自硫醚(例如二乙基硫醚)、四氢噻吩的硫鎓,及其混合物。
阴离子组分Ad-包括具有式[Mk+Qn]d-的阴离子组分,其中k为1、2或3;n为1、2、3、4、5或6(优选为1、2、3或4);n-k=d;M为选自元素周期表第13族的元素,优选为硼或铝,Q独立地为氢化物、桥联或未桥联的二烷基酰氨基、卤化物、烷氧基化合物、芳氧基化合物、烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、和卤素取代的烃基自由基,所述Q具有至多20个碳原子,条件是在不超过1次的情况下是Q为卤化物。优选地,每个Q是具有1至20个碳原子的氟化烃基基团,更优选地,每个Q是氟化芳基基团,最优选地,每个Q是五氟芳基基团。合适的Ad-的例子还包括如美国专利5,447,895中公开的二硼化合物,该专利通过引用完全并入本文。
可以用作活化助催化剂的硼化合物的例子包括在美国专利No.8,658,556中被描述为(特别是具体列出为)活化剂的化合物,该专利通过引用并入本文。
大体积活化剂在本文中也可用作NCAs。本文所用的“大体积活化剂”是指由下式表示的阴离子活化剂:
其中:
每个R1独立地为卤化物,优选为氟化物,
Ar为取代或未取代的芳基基团(优选为取代或未取代的苯基),优选被C1至C40的烃基取代,更优选被C1至C20的烷基或芳族基取代,
每个R2独立地为卤化物、C6至C20取代的芳族烃基基团或通式为-O-Si-Ra的甲硅烷氧基基团,其中Ra为C1至C20烃基或烃基甲硅烷基基团(优选地,R2为氟化物或全氟苯基基团),
每个R3为卤化物、C6至C20取代的芳烃基基团或式-O-Si-Ra的甲硅烷氧基基团,其中Ra为C1至C20烃基或烃基甲硅烷基基团(优选地,R3为氟化物或C6全氟芳烃基基团);其中R2和R3可形成一个或多个饱和或不饱和的取代或未取代的环(优选地,R2和R3形成全氟苯环),并且
L为中性路易斯碱;(L–H)+为布朗斯台德酸;d为1、2或3,
其中阴离子的分子量大于1020g/mol,并且
优选地,(Ar3C)d +为(Ph3C)d +,其中Ph为取代或未取代的苯基,优选被C1至C40烃基或取代的C1至C40烃基取代,优选被C1至C20烷基或芳族基或取代的C1至C20烷基或芳族基取代。
在本文中,使用“分子体积”作为活化剂分子在溶液中的空间立体体积的近似值。比较具有不同分子体积的取代基使得具有较小分子体积的取代基与具有较大分子体积的取代基相比被认为是“体积更小”。相反,具有较大分子体积的取代基可被认为比具有较小分子体积的取代基“体积更大”。
可以如“A Simple‘Back of the Envelope’Method for Estimating theDensities and Molecular Volumes of Liquids and Solids,”Journal of ChemicalEducation,Vol.71,No.11,November 1994,pp.962-964所报道计算分子体积。分子体积(MV)以立方为单位,使用以下公式计算:MV=8.3VS,其中VS为按比例缩小的体积。VS是组成原子的相对体积的总和,使用下表相对体积从取代基的分子式计算得出。对于稠环,每个稠环VS降低7.5%。
表A
元素 | 相对体积 |
H | 1 |
第一短周期,Li至F | 2 |
第二短周期,Na至Cl | 4 |
第一长周期,K至Br | 5 |
第二长周期,Rb至I | 7.5 |
第三长周期,Cs至Bi | 9 |
对于在US 8,658,556中描述的一系列特别有用的大体积活化剂,其通过引用并入本文。
在至少一个实施方式中,NCA活化剂中的一种或多种选自美国专利No.6,211,105中描述的活化剂。
优选的活化剂包括N,N-二甲基苯铵四(全氟萘基)硼酸盐,N,N-二甲基苯铵四(全氟苯基)硼酸盐,三苯基碳四(全氟苯基)硼酸盐,[Ph3C+][B(C6F5)4-],[Me3NH+][B(C6F5)4-],1-(4-(三(五氟苯基)硼酸盐)-2,3,5,6-四氟苯基)吡咯烷鎓,4-(三(五氟苯基)硼酸盐)-2,3,5,6-四氟吡啶。
在一个优选实施方式中,活化剂包括三芳基碳(例如三苯基碳四苯基硼酸盐,三苯基碳四(五氟苯基)硼酸盐,三苯基碳四-(3,4,4,6-四氟苯基)硼酸盐。
在至少一个实施方式中,活化剂包括以下化合物中的一种或多种:三烷基铵四(五氟苯基)硼酸盐,N,N-二烷基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐,N,N-二甲基-(2,4,6-三甲基苯铵)四(五氟苯基)硼酸盐,三烷基铵四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸盐,N,N-二烷基苯铵四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸盐,三烷基铵四(全氟萘基)硼酸盐,N,N-二烷基苯铵四(全氟萘基)硼酸盐,三烷基铵四(全氟联苯)硼酸盐,N,N-二烷基苯铵四(全氟联苯)硼酸盐,三烷基铵四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸盐,N,N-二烷基苯铵四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸盐,N,N-二烷基-(2,4,6-三甲基苯铵)四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸盐,二-(异丙基)铵四(五氟苯基)硼酸盐,(其中烷基为甲基,乙基,丙基,正丁基,异丁基或叔丁基)。
最优选地,离子活化剂Zd +(Ad-)为以下化合物中的一种或多种:N,N-二甲基苯铵四(全氟苯基)硼酸盐,N,N-二甲基苯铵四(全氟萘基)硼酸盐,N,N-二甲基苯铵四(全氟联苯)硼酸盐,N,N-二甲基苯铵四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸盐,三苯基碳四(全氟萘基)硼酸盐,三苯基碳四(全氟联苯)硼酸盐,三苯基碳四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸盐,三苯基碳四(全氟苯基)硼酸盐,三甲基铵四(全氟萘基)硼酸盐,三乙基铵四(全氟萘基)硼酸盐,三丙基铵四(全氟萘基)硼酸盐,三(正丁基)铵四(全氟萘基)硼酸盐,三(叔丁基)铵四(全氟萘基)硼酸盐,N,N-二乙基苯铵四(全氟萘基)硼酸盐,N,N-二甲基-(2,4,6-三甲基苯铵)四(全氟萘基)硼酸盐,和卓鎓四(全氟萘基)硼酸盐。
典型的活化剂与催化剂之比,例如所有NCA活化剂与催化剂之比约为1:1摩尔比。替代的优选范围包括约0.1:1至约100:1,替代地约0.5:1至约200:1,替代地约1:1至约500:1,替代地约1:1至约1000:1。特别有用的范围是约0.5:1至约10:1,优选约1:1至约5:1。
催化剂化合物可以与铝氧烷和NCA的组合进行组合也在本发明的范围内(参见例如美国专利Nos.5,153,157、5,453,410,欧洲专利号No.0 573 120B1,国际公开Nos.WO 94/07928和WO 95/14044,其讨论了将铝氧烷与离子化的活化剂组合使用)。
可选的清除剂或助活化剂
除这些活化剂化合物外,一种或多种清除剂或助活化剂可用于催化剂体系中。可用作清除剂或助活化剂的烷基铝或有机铝化合物包括:例如,三甲基铝,三乙基铝,三异丁基铝,三正己基铝,三正辛基铝和二乙基锌。具有与金属或准金属中心连接的大体积的或C6至C20线性烃基取代基的那些清除剂通常使与活性催化剂的不利相互作用最小化。实例包括三乙基铝,但更优选地,大体积化合物如三异丁基铝,三异戊烯基铝(tri-iso-prenylaluminum),和长链线性烷基取代的铝化合物,如三正己基铝,三正辛基铝或三正十二烷基铝。当使用铝氧烷作为活化剂时,任何超过活化所需的过量将清除杂质,且可能不需要额外的清除剂。也可以与其他活化剂(例如,[Me2HNPh]+[B(pfp)4]-或B(pfp)3(全氟苯基=pfp)=C6F5)一起以清除数量添加铝氧烷,例如甲基铝氧烷或双(二异丁基铝)氧化物(DIBALO)。在一个实施方式中,铝清除剂与催化剂的摩尔比为5:1至30:1之间。
可用作助活化剂的合适的烷基铝或有机铝化合物包括:例如,三甲基铝,三乙基铝,三异丁基铝,三正己基铝或三正辛基铝。在一个实施方式中,按催化剂体系的重量计,助活化剂的存在量小于约14wt%,或约0.1至约10wt%,或约0.5至约7wt%。替代地,配合物与助活化剂的摩尔比为约1:100至约100:1;约1:75至约75:1;约1:50至约50:1;约1:25至约25:1;约1:15至约15:1;约1:10至约10:1;约1:5至约5:1;约1:2至约2:1;约1:100至约1:1;约1:75至约1:1;约1:50至约1:1;约1:25至约1:1;约1:15至约1:1;约1:10至约1:1;约1:5至约1:1;约1:2至约1:1;约1:10至约2:1。
聚合工艺
本发明还涉及上述工艺,其中在添加链转移剂之前,在聚合条件下使乙烯、一种或多种C3至C20α-烯烃、活化剂和吡啶基二氨基过渡金属配合物接触。在一个实施方式中,聚合在两个阶段中进行,其中链转移剂在第二阶段中引入。这两个阶段可以是串联连接的两个连续搅拌釜反应器,或者这两个阶段可以是管式反应器的不同区域。替代地,在搅拌反应器或间歇过程中进行的聚合过程中,这两个阶段可以是较早的时间和较晚的时间。
本文所述的催化剂和催化剂体系可用于聚合不饱和单体,所述不饱和单体通常已知经历过渡金属催化的聚合,例如溶液、淤浆、气相和高压聚合。通常,使本文所述的一种或多种负载型催化剂、一种或多种活化剂和一种或多种单体接触以产生聚合物。在某些实施方式中,配合物可以被负载,使其在单反应器、串联反应器或并联反应器中进行的已知的固定床、移动床、流化床、淤浆、溶液或本体操作模式中特别有用。
可以使用串联或并联的一个或多个反应器。配合物、链转移剂、活化剂和助活化剂(如果需要)可以以溶液或淤浆形式分别输送到反应器中,在输送至反应器之前进行在线(in-line)活化,或者预先活化并作为活化溶液或淤浆泵送至反应器。聚合可以在单个反应器操作中进行,在该操作中,将单体、共聚单体、催化剂/活化剂/助活化剂、可选的清除剂和可选的改性剂连续地添加到单个反应器中,或者在串联反应器操作中进行,其中将上述组分添加到串联连接的两个或多个反应器中的每一个。可以将催化剂组分添加到串联的第一反应器中。也可以将催化剂组分添加到两个反应器中,一个组分添加到第一反应器中,另一个组分添加到其他反应器中。在一个优选实施方式中,在烯烃的存在下,在反应器中活化配合物。
在特别优选的实施方式中,聚合工艺是连续工艺。
在一些实施方式中,提供了一种聚合烯烃以生产至少一种聚烯烃组合物的方法。该方法包括:使至少一种烯烃与本发明的任何催化剂体系接触;以及得到聚烯烃。如果使用活化剂,则可以以任何顺序组合催化剂化合物和活化剂,通常在与单体(例如乙烯)接触之前组合。
聚合可以是均相的(溶液聚合或本体聚合)或非均相的(淤浆-液体稀释剂,或气相-气体稀释剂)。在非均相淤浆或气相聚合的情况下,配合物和活化剂可以被负载。上文描述了可用于本文的载体。在本文中也可以使用链转移剂。
α-烯烃单体
可用于本文的单体和共聚单体包括取代或未取代的C2至C40α-烯烃,优选C2至C20α-烯烃,优选C2至C12α-烯烃,优选乙烯,丙烯,丁烯,戊烯,己烯,庚烯,辛烯,壬烯,癸烯,十一碳烯,十二碳烯及其异构体,及其组合。在本发明的优选实施方式中,单体包括丙烯和可选的共聚单体,可选的共聚单体包括一种或多种乙烯或C4至C40烯烃,优选C4至C20烯烃,或优选C6至C12烯烃。C4至C40烯烃单体可以是直链、支链或环状的。C4至C40环状烯烃可以是应变或不应变,单环的或多环的,并且可以可选地包括杂原子和/或一个或多个官能团。在另一个优选实施方式中,单体包括乙烯和可选的共聚单体,可选的共聚单体包括一种或多种C3至C40烯烃,优选C4至C20烯烃,或优选C6至C12烯烃。C3至C40烯烃单体可以是直链、支链或环状的。C3至C40环状烯烃可以是应变或不应变,单环的或多环的,并且可以可选地包括杂原子和/或一个或多个官能团。
示例性的C2至C40烯烃单体和可选的共聚单体包括:乙烯,丙烯,丁烯,戊烯,己烯,庚烯,辛烯,壬烯,癸烯,十一碳烯,十二碳烯,降冰片烯,降冰片二烯,二环戊二烯,环戊烯,环庚烯,环辛烯,环辛二烯,环十二碳烯,7-氧杂降冰片烯,7-氧杂降冰片二烯,其取代的衍生物,及其异构体,优选己烯,庚烯,辛烯,壬烯,癸烯,十二碳烯,环辛烯,1,5-环辛二烯,1-羟基-4-环辛烯,1-乙酰氧基-4-环辛烯,5-甲基环戊烯,环戊烯,二环戊二烯,降冰片烯,降冰片二烯,及其各自的同系物和衍生物,更优选降冰片烯,降冰片二烯和二环戊二烯。
在一些实施方式中,本文生产的聚合物中存在一种或多种二烯,基于组合物的总重量,其高达约10wt%,优选约0.00001至约1.0wt%,更优选约0.002至约0.5wt%,甚至更优选约0.003至约0.2wt%。在一些实施方式中,将约500ppm或更少的二烯添加到聚合中,优选约400ppm或更少,更优选约300ppm或更少。在其他实施方式中,将至少约50ppm的二烯添加到聚合中,或约100ppm或更多,或约150ppm或更多。可用于本发明的优选二烯烃单体包括具有至少两个不饱和键的任何烃结构,优选C4至C30,其中不饱和键中的至少两个容易通过立体定向(stereospecific)或非立体定向(non-stereospecific)催化剂掺入聚合物中。进一步优选地,二烯烃单体选自α,ω-二烯单体(即二乙烯基单体)。更优选地,二烯烃单体为直链二乙烯基单体,最优选为含有4至30个碳原子的直链二乙烯基单体。优选的二烯的例子包括:丁二烯,戊二烯,己二烯,庚二烯,辛二烯,壬二烯,癸二烯,十一碳二烯,十二碳二烯,十三碳二烯,十四碳二烯,十五碳二烯,十六碳二烯,十七碳二烯,十八碳二烯,十八碳二烯,十九碳二烯,二十碳二烯,二十一碳二烯,二十二碳二烯,二十三碳二烯,二十四碳二烯,二十五碳二烯,二十六碳二烯,二十七碳二烯,二十八碳二烯,二十九碳二烯,三十碳二烯,特别优选的二烯包括:1,6-庚二烯,1,7-辛二烯,1,8-壬二烯,1,9-癸二烯,1,10-十一碳烯,1,11-十二碳二烯,1,12-十三碳二烯,1,13-十四碳二烯,和低分子量聚丁二烯(Mw小于1000g/mol)。优选的环二烯包括:环戊二烯,乙烯基降冰片烯,降冰片二烯,亚乙基降冰片烯,二乙烯基苯,二环戊二烯或在各个环位置具有或不具有取代基的更高级的含环二烯烃。
本文所述的用于聚合烯烃的方法的最优选的烯烃包括:乙烯,丙烯,丁烯,戊烯,己烯,庚烯,辛烯,壬烯,癸烯,十一碳烯,十二碳烯,4-甲基戊烯-1,3-甲基戊烯-1,5-乙基壬烯-1,5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB),双环戊二烯(DCPD),乙烯基降冰片烯(VNB),3,5,5-三甲基己烯-1,或其混合物。
本发明的聚合工艺可以以本领域已知的任何合适方式进行。可以使用本领域已知的任何悬浮、均相、本体、溶液、淤浆或气相聚合工艺。可以以间歇、半间歇或连续模式运行此类工艺。优选均相聚合工艺和淤浆工艺。(均相聚合工艺定义为至少约90wt%的产物可溶于反应介质的工艺。)特别优选本体均相工艺。(本体工艺被定义为反应器中所有进料中单体浓度约为70vol%或更多的工艺。)替代地,在反应介质中不存在或不添加溶剂或稀释剂(除了用作催化剂体系或其他添加剂的载体的少量,或通常与单体一起发现的量;例如,丙烯中的丙烷)。根据一个实施方式,聚合烯烃以生产至少一种聚烯烃组合物的方法包括:使至少一种烯烃与本发明的催化剂体系接触;以及得到聚烯烃。聚合烯烃的方法可以包括将本文所述的任何催化剂体系引入反应器中作为淤浆。
用于聚合的合适的稀释剂/溶剂包括非配位的惰性液体。例子包括:直链和支链烃,例如,异丁烷,丁烷,戊烷,异戊烷,己烷,异己烷,庚烷,辛烷,十二烷及其混合物;环烃和脂环族烃,例如,环己烷,环庚烷,甲基环己烷,甲基环庚烷,及其混合物,例如可以在商业上找到的(IsoparTM);全卤代烃,例如,全氟化C4-C10烷烃,氯苯,以及芳族和烷基取代的芳族化合物,例如苯,甲苯,均三甲苯和二甲苯。合适的溶剂还包括可用作单体或共聚单体的液体烯烃,包括:乙烯,丙烯,1-丁烯,1-己烯,1-戊烯,3-甲基-1-戊烯,4-甲基-1-戊烯,1-辛烯,1-癸烯,及其混合物。在一个优选实施方式中,脂族烃溶剂用作溶剂,例如,异丁烷,丁烷,戊烷,异戊烷,己烷,异己烷,庚烷,辛烷,十二烷,及其混合物;环烃和脂环族烃,例如,环己烷,环庚烷,甲基环己烷,甲基环庚烷,及其混合物。在至少一个实施方式中,溶剂不是芳族的,优选地,基于溶剂的重量,芳族化合物以小于约1wt%,优选小于约0.5wt%,优选小于约0wt%存在于溶剂中。
在一些实施方式中,基于进料流的总体积,用于聚合的单体和共聚单体的进料浓度为约60vol%溶剂或更少,优选为约40vol%或更少,或更优选为约20vol%或更少。优选地,以本体工艺运行聚合。
优选的聚合反应可以在适合于获得所需的乙烯聚合物的任何温度和/或压力下运行。典型的温度和/或压力包括:在约0℃至约300℃的范围内的温度,优选约30℃至约200℃,更优选约60℃至约195℃,甚至更优选约75℃至约190℃,或特别优选约80℃至约100℃;在约0.35MPa至约1500MPa范围内的压力,优选约0.45MPa至约100MPa,更优选约0.5MPa至约50MPa,或甚至更优选约1.7MPa至约30MPa。在典型的聚合中,反应的运行时间多达约300分钟,优选为在约0至约250分钟的范围内,更优选为约0至约120分钟,甚至更优选为在约0至约30分钟的范围内,或特别优选为约0至约10分钟。
在一些实施方式中,聚合反应器中的氢气以约0.001至约50psig(约0.007至约345kPa)的分压存在,优选约0.01至约25psig(约0.07至约172kPa),更优选约0.1至约10psig(约0.7至约70kPa)。
在一个优选实施方式中,在生产聚合物的工艺中很少或不使用铝氧烷。优选地,铝氧烷以约零摩尔%存在,替代地,铝氧烷以铝与过渡金属的摩尔比小于约500:1存在,优选小于约300:1,更优选小于约100:1,甚至更优选小于约30:1。
在一个优选实施方式中,在生产乙烯聚合物的工艺中很少或不使用清除剂。优选地,清除剂(例如三烷基铝)以约零摩尔%存在,替代地,清除剂以清除剂金属与过渡金属的摩尔比小于约100:1存在,优选小于约50:1,更优选小于约15:1,甚至更优选小于约10:1。
在一个优选的实施方式中,聚合:1)在约0至约300℃(优选约25至约150℃,更优选约80至约150℃,甚至更优选约100至约140℃)的温度下进行;2)在约50Mpa的大气压力下进行;3)在脂族烃溶剂(例如,异丁烷,丁烷,戊烷,异戊烷,己烷,异己烷,庚烷,辛烷,十二烷及其混合物;环烃和脂环烃,例如,环己烷,环庚烷,甲基环己烷,甲基环庚烷,及其混合物;优选地,基于溶剂的重量,芳族化合物优选以小于约1wt%,更优选小于约0.5wt%,甚至更优选约0wt%存在于溶剂中)中进行;4)其中用于聚合的催化剂体系包括小于约0.5mol%,优选约0mol%的铝氧烷,替代地,铝氧烷以铝与过渡金属的摩尔比小于约500:1存在,优选小于约300:1,更优选小于约100:1,甚至更优选小于约1:1;5)聚合优选在一个反应区中发生。优选地,聚合使用单个反应器。除非另有说明,否则室温约为23℃。
如果需要,还可以在聚合反应中使用其他添加剂,例如,一种或多种清除剂,促进剂,改性剂,氢,链转移剂(包括锌基链转移剂和铝基链转移剂,例如二乙基锌),氢,烷基铝,或硅烷。
有用的链转移剂通常为三烷基铝和二烷基锌,其由式AlR3、ZnR2(其中每个R独立地为C1-C8脂肪族自由基,优选为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基或其异构体)或其组合表示,例如,二乙基锌,三甲基铝,三异丁基铝,三辛基铝或其组合。
溶液聚合
溶液聚合是将聚合物溶解在液体聚合介质(例如惰性溶剂或单体或它们的共混物)中的聚合工艺。溶液聚合通常是均相的。均相聚合是将聚合物产物溶解在聚合介质中的聚合。这样的系统优选不是混浊的,如J.Vladimir Oliveira,C.Dariva and J.C.Pinto,Ind.Eng,Chem.Res.29,2000,4627中所描述。通常,溶液聚合涉及在连续反应器中进行聚合,在该反应器中,搅拌形成的聚合物以及所提供的起始单体和催化剂材料以减小或避免浓度梯度,其中单体充当稀释剂或溶剂,或者其中使用烃作为稀释剂或溶剂。合适的工艺通常在约0℃至约250℃,优选约10℃至约150℃的温度和约0.1MPa或更高,优选约2MPa或更高的压力下运行。压力上限通常为约200MPa或更小,优选约120MPa或更小。反应器中的温度控制通常可以通过以下获得:平衡聚合热,通过反应器夹套或冷却盘管冷却反应器以冷却反应器的内容物,自动制冷,预冷进料,液体介质(稀释剂、单体或溶剂)的蒸发或所有这三种的组合。也可以使用带有预冷进料的绝热反应器。可以优化溶剂的纯度、类型和用量,以实现用于特定类型的聚合反应的最大催化剂生产率。溶剂也可以作为催化剂载体引入。溶剂可以气相或液相形式引入,这取决于压力和温度。有利地,溶剂可以保持在液相中并作为液体引入。可以将溶剂引入到聚合反应器的进料中。
清除剂
在一些实施方式中,当使用本文所述的配合物时,特别是当它们被固定在载体上时,催化剂体系将额外包含一种或多种清除化合物(“清除剂”)。在此,术语清除剂是指从反应环境中除去极性杂质的化合物。这些杂质不利地影响催化剂的活性和稳定性。通常,清除剂将是有机金属化合物,例如美国专利Nos.5,153,157、5,241,025,国际公开Nos.WO-A-91/09882、WO-A-94/03506、WO-A-93/14132、以及WO 95/07941的第13族有机金属化合物。示例性化合物包括:三乙基铝,三乙基硼烷,三异丁基铝,甲基铝氧烷,改性的甲基铝氧烷,双(二异丁基铝)氧化物,异丁基铝氧烷和三正辛基铝。具有与金属或准金属中心连接的大体积的或C6-C20线性烃基取代基的那些清除剂通常使与活性催化剂的不利相互作用最小化。实例包括三乙基铝,但更优选地,大体积化合物如三异丁基铝,三异戊烯基铝(tri-iso-prenylaluminum),和长链线性烷基取代的铝化合物,如三正己基铝,三正辛基铝或三正十二烷基铝。当使用铝氧烷作为活化剂时,任何超过活化所需的过量将清除杂质,且可能不需要额外的清除剂。也可以与其他活化剂(例如,[Me2HNPh]+[B(pfp)4]-或B(pfp)3(全氟苯基=pfp)=C6F5)一起以清除数量添加铝氧烷(甲基铝氧烷)、铝氧化物(例如双(二异丁基铝)氧化物)和改性铝氧烷(例如MMAO-3A)。
聚烯烃产品
本发明还涉及通过本文描述的方法生产的物质的组合物。在一个优选实施方式中,本文的催化剂体系和方法生产了聚烯烃。
在一些实施方式中,共聚物的乙烯含量小于约70wt%,优选小于约60wt%,更优选小于约55wt%,最优选为约45wt%至约55wt%。在一些实施方式中,共聚物的Mw(LS)为约3,000g/mol至约250,000g/mol,优选为约20,000g/mol至约200,000g/mol,更优选为约30,000至约150,000g/mol,最优选为约45,000g/mol至约100,000g/mol;PDI(Mw(LS)/Mn(DRI))小于约2.5,优选小于约2.2,更优选小于约1.9,甚至更优选小于约1.6。
在一些实施方式中,共聚物的g'vis为约0.90或更大,优选为约0.95或更大,更优选为约0.97或更大。
在一些实施方式中,共聚物的增稠效率与剪切稳定性指数(30个循环)之比为约1:3至约1:20(优选为约1:4至约1:18,更优选为约1:5至约1:15,最优选为约0.8:1至约1:10)。在一些实施方式中,共聚物在30个循环时的剪切稳定性指数小于约50(优选小于约30,最优选小于约20)。
在一些实施方式中,共聚物的高温高剪切(HTHS)粘度(cP)小于约4.5cP,优选小于约4cP,更优选小于3.5cP。
在一些实施方式中,如通过ASTM D445所测量,本文所述的共聚物在100℃(KV100)的运动粘度还为约1cSt至约20cSt,优选为约5cSt至约15cSt,更优选为约8cSt至约14cSt。
在一些实施方式中,如通过ASTM D445所测量,本文所述的共聚物在40℃(KV40)的运动粘度还为约20cSt至约200cSt,优选为约20cSt至约120cSt,更优选为约50cSt至约100cSt。
在一些实施方式中,本文所述的共聚物在约-60℃至约30℃的范围内也不会结晶。
此外,在一些实施方式中,本文所述的共聚物的增稠效率大于约0.5,优选大于约1.0,更优选大于约1.5,甚至更优选大于约2。
在一些实施方式中,当将约1.15wt%的乙烯共聚物添加至润滑组合物中时,粘度(KV100)增加至少约50%,优选至少约100%,更优选至少约200%,甚至更优选至少约500%。
除非另有说明,否则分子量矩的测量,即重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)和z平均分子量(Mz),由凝胶渗透色谱法(GPC)确定,如Macromolecules,2001,Vol.34,No.19,pg.6812中所述,其通过引用完全并入本文,包括使用高温尺寸排阻色谱仪(SEC,WatersAlliance 2000),配备有示差折光率检测器(DRI),配备有三个Polymer LaboratoriesPLgel 10mm Mixed-B柱。以约1.0cm3/min的流动速率和约300μL的注入体积运行仪器。将各种传输管线、柱和示差折光仪(DRI检测器)放在维持在约145℃的烘箱中。通过在连续搅拌下,在约160℃,对在过滤后的含有约1000ppm的丁基化羟基甲苯(BHT)的1,2,4-三氯苯(TCB)中的约0.75至约1.5mg/ml的聚合物进行加热约2小时来制备聚合物溶液。将含有聚合物的溶液样品注入GPC,并使用过滤后的含有~1000ppm BHT的1,2,4-三氯苯(TCB)进行洗脱。使用一系列窄的MWD聚苯乙烯标准品校准柱组的分离效率,这些标准品反映了被分析样品的期望Mw范围和柱组的排除限。使用获得自Polymer Laboratories(阿默斯特,MA)的、峰位分子量(Mp)为~580至10,000,000的十七种单独的聚苯乙烯标准品来生成校准曲线。在确定每种聚苯乙烯标准品的保留体积之前,对每次运行的流动速率进行校准,以给出流动速率标记物的共同峰位置(被视为正注入峰)。在分析样品时,使用流动标记物的峰位置来校正流动速率。通过记录每个PS标准品的DRI信号的峰值处的保留体积,并将该数据集拟合为二阶多项式,来生成校准曲线(log(Mp)与保留体积)。使用表B所示的Mark-Houwink系数来确定等效聚乙烯分子量。
表B
在至少一些实施方式中,所生产的聚合物是有规立构聚合物,优选为全同立构或高度全同立构聚合物。在至少一些实施方式中,所生产的聚合物是全同立构聚丙烯,例如高度全同立构聚丙烯。
术语“全同立构聚丙烯”(isotactic polypropylene,iPP)被定义为具有至少约10%或更多的全同立构五单元组。术语“高度全同立构聚丙烯”被定义为具有约50%或更多的全同立构五单元组。术语“间规立构聚丙烯”被定义为具有约10%或更多的间规立构五单元组。术语“无规共聚物聚丙烯”(RCP)也称为丙烯无规共聚物,被定义为丙烯与约1至大约10wt%的选自乙烯和C4至C8α-烯烃的烯烃的共聚物。优选地,全同立构聚合物(例如iPP)具有至少约20%(优选至少约30%,优选至少约40%)的全同立构五单元组。如果聚烯烃具有少于约10%的全同立构五单元组和间规立构五单元组,则聚烯烃是“无规立构的”,也称为“无定形的”。
通过13C NMR光谱法来确定聚丙烯的微观结构,包括全同立构和间规立构二单元组([m]和[r])、三单元组([mm]和[rr])和五单元组([mmmm]和[rrrr])的浓度。名称“m”或“r”描述成对的连续丙烯基团的立体化学,“m”表示内消旋,“r”表示外消旋。将样品溶解在d2-1,1,2,2-四氯乙烷中,并使用100MHz(或更高)NMR光谱仪在125℃下记录光谱。聚合物共振峰参考mmmm=21.8ppm。F.A.Bovey在POLYMER CONFORMATION AND CONFIGURATION(Academic Press,New York 1969)和J.Randall在POLYMER SEQUENCE DETERMINATION,13C-NMR METHOD(Academic Press,New York,1977)中描述了通过NMR表征聚合物中涉及的计算。
最终用途
使用本文生产的聚合物制得的制品可包括:例如,模塑制品(例如,容器和瓶子,比如,家用容器,工业化学品容器,个人护理瓶,医疗容器,燃料箱和储存器皿,玩具,片材,管道,导管),薄膜和无纺布。
在其他实施方式中,将本文生产的乙烯共聚物用于润滑组合物或燃料组合物中,通常作为粘度改性剂。
润滑油组合物和燃料油组合物
还提供了含有本文生产的共聚物和一种或多种基础油(或基础原料)的润滑油组合物。基础原料可以是或包括具有润滑粘度的天然或合成油,无论是来自加氢裂化、氢化、其他精制工艺、未精制工艺还是再精制工艺。基础原料可以是或包括废油。天然油包括动物油、植物油、矿物油及其混合物。合成油包括烃油、硅基油和含磷的酸的液体酯。合成油可以通过费托(Fischer-Tropsch)气液合成程序生产,也可以通过其他气液油生产。
在一个实施方式中,基础原料是或包括聚α-烯烃(PAO),其包括PAO-2、PAO-4、PAO-5、PAO-6、PAO-7或PAO-8(与100℃的运动粘度相关的数值,ASTM D445)。优选地,聚α烯烃可以由十二碳烯和/或癸烯制备。通常,适合用作具有润滑粘度的油的聚α-烯烃的粘度小于PAO-20或PAO-30油的粘度。在一个或多个实施方式中,基础原料可以如美国石油协会(API)基础油互换性指南中的规定进行定义。例如,基础原料可以是或包括API组I、II、III、IV和V油或其混合物。
可用于本文的PAOs可从得克萨斯州休斯顿的埃克森美孚化工以SpectraSynTM和SpectraSyn UltraTM购得(先前由埃克森美孚化工公司以SHF和SuperSynTM商品名出售),其中一些总结在下表A中。其他有用的PAOs包括以以下商品名出售的PAOs:可购自ChevronPhillips化工公司(帕萨迪纳,得克萨斯州)的SynfluidTM,可购自Innovene(芝加哥,伊利诺伊州)的DurasynTM,可购自Neste Oil(Keilaniemi,芬兰)的NexbaseTM和可购自Chemtura公司(米德尔伯里,康涅狄格州)的SyntonTM。
1ASTM D97;2ASTM D4052(15.6,15.6℃);3ASTM D92;4ASTM D1209
在一个或多个实施方式中,基础原料可包括通常用作曲轴箱润滑油的油或其共混物。例如,合适的基础原料可以包括用于火花点火和压缩点火的内燃机(例如汽车和卡车发动机、船用和铁路柴油发动机等)的曲轴箱润滑油。合适的基础原料还可以包括通常用于和/或适于用作动力传动流体(例如,自动变速器流体,拖拉机流体,通用拖拉机流体和液压流体,重型液压流体,动力转向流体等)的油。合适的基础原料也可以是或包括齿轮润滑剂、工业油、泵油和其他润滑油。
在一个或多个实施方式中,基础原料不仅可以包括衍生自石油的烃油,而且可以包括合成润滑油,例如二元酸的酯;通过一元酸、聚乙二醇、二元酸和醇的酯化制得的复合酯;聚烯烃油等。因此,所描述的润滑油组合物可以适当地掺入到合成基础油基础原料中,合成基础油基础原料例如为二羧酸、聚乙二醇和醇的烷基酯;聚α烯烃;聚丁烯;烷基苯;磷酸的有机酯;聚硅油。
润滑油组合物的增稠效率可以大于约1.5,或大于约1.7,或大于约1.9,或大于约2.2,或大于约2.4或大于约2.6。润滑油组合物的剪切稳定性指数可以小于约55,或小于约45,或小于约35,或小于约30,或小于约25,或小于约20,或小于约15。润滑油组合物在约-35℃的复数粘度可小于约500,或小于约450,或小于约300,或小于约100,或小于约50,或小于约20,或小于约10厘沲,如本文所用,术语“复数粘度”是指在剪切应力的强制小振幅谐波振荡过程中测定的频率依赖性粘度函数,以帕斯卡-秒为单位,其等于动态粘度与异相粘度(“复数粘度”的虚部)之差。为了本发明及其权利要求的目的,利用Anton-Parr低温溶液流变学(低温流变学)测定复数粘度。实验是在Anton-Parr MCR501型流变仪上进行的,使用“1”锥板设定。锥体的标称角度为1度,间隙为50微米。使用注射器移液器将约100微升样品沉积在底板上。然后将锥体降低到板上,以使锥体与板之间的体积完全被溶液占据。然后以约1.5℃/min的冷却速率降低温度,同时以约0.1弧度/秒(rad/sec)的角频率测量复数粘度,施加约10%的应变并每分钟记录一次值。然后绘制约0.1弧度/秒处的粘度随温度变化的曲线图,以观察凝胶化的效果。
增稠效率(TE)是聚合物在油中的增稠能力的量度,被定义为:TE=2/c x ln((kv(polymer+oil))/kvoil)/ln(2),其中c为聚合物的浓度,kv为根据ASTM D445在100℃的运动粘度。剪切稳定性指数(SSI)是聚合物抵抗发动机中永久性机械剪切降解的能力的指标。可以根据ASTM D6278中列出的程序,通过将聚合物-油溶液通过高剪切Bosch柴油喷射器进行30个循环来测定SSI。
润滑油组合物优选包括约0.1至约2.5wt%,或约0.25至约1.5wt%,或约0.5wt%或约1.0wt%的本文生产的聚合物。在一些实施方式中,本文生产的聚合物在润滑油组合物中的量可以在低至约0.5wt%、约1wt%或约2wt%至高至约2.5wt%、约3wt%、约5wt%或约10wt%的范围内。
油添加剂
润滑油组合物可以可选地含有一种或多种常规添加剂,例如,降凝剂,抗磨剂,抗氧化剂,其他粘度指数改进剂,分散剂,腐蚀抑制剂,消泡剂,洗涤剂,防锈剂,摩擦改性剂等。
腐蚀抑制剂,也称为防腐蚀剂,可促进润滑油组合物接触的金属零件的机械完整性。示例性的腐蚀抑制剂包括磷硫化的烃和通过磷硫化的烃与碱土金属氧化物或氢氧化物反应而获得的产物,该反应优选在烷基化苯酚或烷基苯酚硫酯的存在下,并且还优选在二氧化碳的存在下进行。通过使合适的烃(例如萜烯,诸如聚异丁烯的C2至C6烯烃聚合物的重质石油馏分)与约5wt%至约30wt%的磷的硫化物在约66℃至约316℃的温度下反应约15小时,来制备磷硫化的烃。磷硫化的烃的中和可以以本领域技术人员已知的方式进行。
氧化抑制剂或抗氧化剂降低了矿物油在使用中变质的趋势,这可通过氧化产物(例如金属表面上的油泥和类似清漆的沉积物)以及粘度增长来证明。这类氧化抑制剂包括具有C5至C12烷基侧链的烷基苯酚硫酯的碱土金属盐,例如,壬基苯酚硫化钙,辛基苯酚硫化钡,二辛基苯胺,苯基α萘胺,磷硫化或硫化的烃等。其他有用的氧化抑制剂或抗氧化剂包括油溶性铜化合物,例如美国专利No.5,068,047中所描述的。
摩擦改性剂用于赋予例如自动变速器流体的润滑油组合物以适当的摩擦特性。合适的摩擦改性剂的代表性例子可见于:美国专利No.3,933,659,其公开了脂肪酸酯和酰胺;美国专利No.4,176,074,其描述了聚异丁烯基琥珀酸酐-氨基烷醇的钼配合物;美国专利No.4,105,571,其公开了二聚脂肪酸的甘油酯;美国专利No.3,779,928,其公开了烷烃膦酸盐;美国专利No.3,778,375,其公开了膦酸酯与油酰胺的反应产物;美国专利No.3,852,205,其公开了S-羧亚烷基烃基琥珀酰亚胺,S-羧亚烷基烃基琥珀酸及其混合物;美国专利No.3,879,306,其公开了N-(羟烷基)烯基-琥珀酰胺酸或琥珀酰亚胺;美国专利No.3,932,290,其公开了二(低级烷基)亚磷酸酯与环氧化物的反应产物;美国专利No.4,028,258,其公开了磷硫化的N-(羟烷基)烯基琥珀酰亚胺的环氧烷加成物。优选的摩擦改性剂是烃基取代的琥珀酸或酸酐和硫代双-烷醇的琥珀酸酯或其金属盐,例如美国专利No.4,344,853中所描述的。
分散剂保持由于使用过程中的氧化产生的油不溶物悬浮在流体中,因此防止油泥絮凝、沉淀或沉积在金属零件上。合适的分散剂包括高分子量的N-取代烯基琥珀酰亚胺,油溶性聚异丁烯琥珀酸酐与乙烯胺(如四亚乙基五胺及其硼酸盐)的反应产物。高分子量酯类(由烯烃取代的琥珀酸与一元或多元脂肪族醇的酯化反应产生)或来自高分子量烷基化苯酚的曼尼希碱(由高分子量烷基取代的苯酚、亚烷基聚胺和例如甲醛的醛的缩合产生)也可用作分散剂。
降凝剂(“ppd”),也称为润滑油流动改进剂,可降低流体将要流动或可以倾倒的温度。可以使用本领域已知的任何合适的降凝剂。例如,合适的降凝剂包括但不限于:一种或多种C8至C18富马酸二烷基酯乙酸乙烯酯共聚物,聚甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸烷基酯和蜡萘。润滑油组合物可包括基础原料和本文生产的一种或多种共聚物,以及可选地降凝剂。
泡沫控制可由任何一种或多种消泡剂提供。合适的消泡剂包括聚硅氧烷,例如硅油和聚二甲基硅氧烷。
抗磨剂可减少金属零件的磨损。常规抗磨剂的代表是二烷基二硫代磷酸锌和二芳基二硫代磷酸锌,它们也可以用作抗氧化剂。
洗涤剂和金属防锈剂包括磺酸的金属盐,烷基酚,硫化的烷基酚,水杨酸烷基酯,环烷酸盐和其他油溶性一元和二元羧酸。高碱性(即过碱性)金属盐,例如高碱性碱土金属磺酸盐(尤其是Ca和Mg盐)通常用作洗涤剂。
可以将含有这些常规添加剂的组合物以有效提供其正常伴随功能的量与基础原料混合。因此,典型的制剂可包括:按重量计的VI改进剂(约0.01%至约12%);腐蚀抑制剂(约0.01%至约5%);氧化抑制剂(约0.01%至约5%);抑制剂(约0.01%至约5%);消泡剂(约0.001%至约3%);抗磨剂(约0.001%至约5%);摩擦改性剂(约0.01%至约5%);洗涤剂/防锈剂(约0.01%至约10%);和基础油。
当使用其他添加剂时,可能希望(虽然不是必需的)制备添加剂浓缩物,添加剂浓缩物包括VI改进剂与一种或多种其他添加剂的浓缩溶液或分散液(以浓缩量),这种浓缩物表示为“添加剂包”,借此可以将几种添加剂同时添加到基础原料中以形成润滑油组合物。通过溶剂和伴有温和加热的混合(但这不是必须的)可促进添加剂浓缩物溶解到润滑油中。当添加剂包与预定量的基础油混合时,可以将添加剂包配制为含有适量的VI改进剂和可选的其他添加剂,以在最终制剂中提供所需的浓度。
与基础原料油共混
常规的共混方法在美国专利No.4,464,493中有所描述,其通过引用并入本文。该常规方法通常涉及使聚合物在升高的温度下通过挤出机以使聚合物降解,并使热油在挤出机的模面循环,同时将降解的聚合物减小到颗粒大小,使其从挤出机出料并进入热油。可以通过直接与基础油共混来添加本发明的粒状固体聚合物,使得不需要复杂的多步骤常规方法。可以将固体聚合物组合物溶解在基础原料中,而无需额外的剪切和降解过程。
为了制备粘度改性剂浓缩物,该聚合物组合物在室温下将以高达约10%的浓度溶于润滑油中。此类浓缩物,包括最终的额外添加剂包(包括上述润滑油应用中使用的典型添加剂),通常由多级润滑油生产商进一步稀释至最终浓度(通常约为1%)。在这种情况下,浓缩物将是可倾倒的均相无固体溶液。
本文生产的共聚物的SSI剪切稳定性指数(根据ASTM D6278测定,30个循环)优选为约6至约50,优选为约10至约40,更优选为约10至约20。
本文生产的共聚物的SSI剪切稳定性指数(根据ASTM D6278和D7109测定,90个循环)优选为约8至约65,更优选为约10至约50,甚至更优选为约10至约40。
预期以下进一步的实施方式在本发明的范围内。
实施方式A
一种聚合乙烯以生产至少一种聚烯烃组合物的方法,该方法包括:
(a)使乙烯和一种或多种C3至C20α-烯烃与催化剂体系接触,该催化剂体系包含活化剂、链转移剂和式(A)、(B)、(C)或(D)表示的吡啶基二氨基过渡金属配合物:
其中:
M为第3或第4族金属;
Q1为由式–G1–G2–G3–表示的三原子桥,其中三个原子的中心是第15或第16族元素(所述第15族元素可以被或不被R30基团取代),其中G2是第15或第16族原子(所述第15族元素可以被R30基团取代),G1和G3各自是第14、15或16族原子(每个第14、15和16族元素可以被或不被一个或多个R30基团取代),其中G1、G2与G3、或G1与G2、或G1与G3、或G2与G3可以形成单环或多环系统;
每个R30基团独立地为氢、C1至C100烃基自由基或甲硅烷基自由基;
Q2为–NR17或–PR17,其中R17为烃基自由基、取代的烃基自由基、甲硅烷基自由基或甲锗烷基自由基;
Q3为–(TT)–或–(TTT)–,其中每个T为碳或杂原子,所述碳或杂原子可以未被取代或被一个或多个R30基团取代,一个或多个R30基团与“–C–Q3=C–“片段一起形成5或6元环状基团或包括5或6元环状基团的多环基团;
R1为烃基自由基、取代的烃基自由基或甲硅烷基自由基;
R3、R4和R5各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、芳基自由基、取代的芳基自由基、烷氧基自由基、芳氧基自由基、卤素、氨基自由基或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R3、R4和R5基团可以独立地结合在一起形成取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环原子,并且所述环上的取代基可以结合以形成额外的环;
R2为–E(R12)(R13)–,其中E为碳、硅或锗;
Y为氧、硫或–E*(R6)(R7)–,其中E*为碳、硅或锗;
R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、芳基自由基、取代的芳基自由基、烷氧基自由基、卤素、氨基自由基、或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13基团可以独立地结合在一起形成饱和的取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环碳原子,并且所述环上的取代基可以结合形成额外的环;
L为阴离子离去基团,其中L基团可以相同或不同,任意两个L基团可以连接形成双阴离子离去基团;
n为1或2;
L’为中性的路易斯碱;
w为0、1、2、3或4;以及
(b)回收具有基于组合物的约45wt%至约55wt%的乙烯含量的聚烯烃组合物。
实施方式B
根据实施方式A所述的方法,其中,所述一种或多种C3至C20α-烯烃包括丙烯,丁烯,戊烯,己烯,庚烯,辛烯,壬烯,癸烯,十一碳烯,十二碳烯及其异构体,及其组合。
实施方式C
根据实施方式A或B中任一项所述的方法,其中,所述链转移剂为二烷基锌、三烷基铝或其混合物。
实施方式D
根据实施方式C所述的方法,其中,所述链转移剂为二乙基锌、三(正辛基)铝或二(正丙基)锌中的一种或多种。
实施方式E
根据实施方式A至D中任一项所述的方法,其中,在添加链转移剂之前,使乙烯、一种或多种C3至C20α-烯烃、活化剂和吡啶基二氨基过渡金属配合物接触。
实施方式F
根据实施方式A至E中任一项所述的方法,其中,所述方法在约0℃至约300℃的温度下、在约0.35Mpa至约1500MPa的范围内的压力下进行长达约300分钟的时间。
实施方式G
根据实施方式A至F中任一项所述的方法,其中,所述方法在约80℃至约100℃的温度下发生。
实施方式H
根据实施方式A至G中任一项所述的方法,其中,所述组合物具有:
1)约1至约2.5的Mw(LS)/Mn(DRI);
2)约3,000g/mol至约250,000g/mol的Mw(LS);和
3)约0.90或更多的g'vis。
实施方式I
根据实施方式A至H中任一项所述的方法,其中,所述组合物具有:
1)约3.3或更小的高温高剪切速率粘度;和
2)100℃处约15或更小的运动粘度(KV)。
实施方式J
根据实施方式A至I中任一项所述的方法,其中,M为Ti、Zr或Hf。
实施方式K
根据实施方式A至J中任一项所述的方法,其中,R2为CH2,CH(芳基),CH(2-异丙基苯基),CH(2,6-二甲基苯基),CH(2,4-6-三甲基苯基),CH(烷基),CMe2,SiMe2,SiEt2或SiPh2。
实施方式L
根据实施方式A至K中任一项所述的方法,其中,T为C、O、S或N。
实施方式M
根据实施方式A至L中任一项所述的方法,其中,E和E*为碳,R6、R7、R12和R13各自为C1至C30取代或未取代的烃基基团。
实施方式N
根据实施方式A至M中任一项所述的方法,其中,E和E*为碳,R6、R7、R12和R13各自为C6至C30取代或未取代的芳基基团。
实施方式O
根据实施方式A至N中任一项所述的方法,其中,Q2为–NR17。
实施方式P
根据实施方式A至O中任一项所述的方法,其中,E和E*各自为碳,R1和R17各自独立地为被0、1、2、3、4或5个取代基取代的苯基基团,所述取代基包括F、Cl、Br、I、CF3、NO2、烷氧基、二烷基氨基、烃基和具有1至10个碳的取代的烃基基团。
实施方式Q
根据实施方式A至P中任一项所述的方法,其中,Q1为:
其中:
实施方式R
根据实施方式A至Q中任一项所述的方法,其中:
每个L独立地为卤化物、烷基,芳基,烷氧基,酰氨基,氢化基,苯氧基,羟基,甲硅烷基,烯丙基,烯基,三氟甲磺酸盐,烷基磺酸盐,芳基磺酸盐和炔基;且
每个L'独立地为醚、硫醚、胺、腈、亚胺、吡啶或膦。
实施方式S
根据实施方式A至R中任一项所述的方法,其中Q3为CHCHCH,CHCH,CHN(R'),CH–S,CHC(R')CH,C(R')CHC(R”),CH-O或NO,其中R'为C1至C20烃基。
实施方式T
根据实施方式A至S中任一项所述的方法,其中所述吡啶基二氨基过渡金属配合物由式(A)表示。
实施方式U
根据实施方式A至T中任一项所述的方法,其中所述吡啶基二氨基过渡金属配合物由式(B)表示。
实施方式V
根据实施方式A至U中任一项所述的方法,其中所述吡啶基二氨基过渡金属配合物由式(C)表示。
实施方式W
根据实施方式A至V中任一项所述的方法,其中所述吡啶基二氨基过渡金属配合物由式(D)表示。
实施方式X
根据实施方式A至W中任一项所述的方法,其中所述吡啶基二氨基过渡金属配合物是由下式表示的化合物中的一种或多种:
实施方式Y
根据实施方式A至X中任一项所述的方法,其中,所述活化剂包括烷基铝氧烷。
实施方式Z
根据实施方式A至Y中任一项所述的方法,其中所述活化剂由式:
(Z)d +(Ad-)表示,
其中,Z为(L–H)或可还原的路易斯酸,L为中性碱;H为氢;(L–H)+为布朗斯台德酸;Ad-为具有电荷d-的非配位阴离子;d为1至3的整数。
实施方式AA
根据实施方式A至Z中任一项所述的方法,其中所述活化剂还包括由式:(Z)d +(Ad-)表示的活化剂,其中,Ad-为具有电荷d-的非配位阴离子;d为1至3的整数;Z为由式:(Ar3C+)表示的可还原的路易斯酸,其中Ar为被C1至C40烃基或取代的C1至C40烃基取代的芳基,或被C1至C40烃基或取代的C1至C40烃基取代的杂芳基。
实施方式AB
根据实施方式A至AA中任一项所述的方法,其中,所述活化剂包括以下化合物中的一种或多种:N,N-二甲基苯铵四(全氟苯基)硼酸盐,N,N-二甲基苯铵四(全氟萘基)硼酸盐,N,N-二甲基苯铵四(全氟联苯)硼酸盐,N,N-二甲基苯铵四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸盐,三苯基碳四(全氟萘基)硼酸盐,三苯基碳四(全氟联苯)硼酸盐,三苯基碳四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸盐,三苯基碳四(全氟苯基)硼酸盐,三甲基铵四(全氟萘基)硼酸盐,三乙基铵四(全氟萘基)硼酸盐,三丙基铵四(全氟萘基)硼酸盐,三(正丁基)铵四(全氟萘基)硼酸盐,三(叔丁基)铵四(全氟萘基)硼酸盐,N,N-二乙基苯铵四(全氟萘基)硼酸盐,N,N-二甲基-(2,4,6-三甲基苯铵)四(全氟萘基)硼酸盐,和卓鎓四(全氟萘基)硼酸盐。
实施方式AC
根据实施方式A至AB中任一项所述的方法,其中:
所述活化剂为N,N-二甲基苯铵四(全氟苯基)硼酸盐。
实施方式AD
根据实施方式A至AC中任一项所述的方法,其中,所述吡啶基二氨基过渡金属配合物被负载。
实施方式AE
根据实施方式A至AD中任一项所述的方法,还包括将由式(A)、(B)、(C)或(D)表示的第一催化剂引入反应器中作为淤浆。
实施方式AF
根据实施方式A至AE中任一项所述的方法,其中,所述乙烯共聚物与润滑油共混,润滑油在100℃的运动粘度增加至少约50%。
实施方式AG
由实施方式A至AF中任一项生产的聚烯烃组合物,其中,所述共聚物在约-60℃至约30℃的范围内不结晶。
实施方式AH
一种乙烯共聚物,具有:
约1.0至约2.0的Mw(LS)/Mn(DRI);
约50,000g/mol至约250,000g/mol的Mw(LS);和
约45wt%至约55wt%的乙烯含量。
实施方式AI
根据实施方式AH的乙烯共聚物,其中,所述共聚物具有:
约0.8:1至约1:10的增稠效率与剪切稳定性指数(30个循环)之比;
约3.3或更小的高温高剪切速率粘度;和
100℃处约15或更小的运动粘度(KV)。
实施方式AJ
根据实施方式AH或AI所述的乙烯共聚物,其中,所述共聚物在约-60℃至约30℃的范围内不结晶。
实施方式AK
根据实施方式AH至AJ中任一项所述的乙烯共聚物,其中,所述共聚物包含约45wt%至约55wt%的乙烯含量。
实施方式AL
一种润滑组合物,包括实施方式AH至AK中任一项所述的共聚物。
实施方式AM
一种燃料组合物,包括实施方式AH至AK中任一项所述的共聚物。
实验
N-[(6-溴吡啶-2-基)甲基]-2,6-二异丙基苯胺的制备。将6-溴吡啶-2-甲醛(85.0g,457mmol)和2,6-二异丙基苯胺(80.9g,457mmol)乙醇(1000ml)的溶液回流8小时。将得到的溶液蒸发至干燥,并将残留物从200ml甲醇中重结晶。在氩气气氛下,向该得到的113.5g(329mmol)N-[(1E)-(6-溴吡啶-2-基)亚甲基]-2,6-二异丙基苯胺中添加NaBH3CN(33.16g,526mmol)、醋酸(9ml)和甲醇(1000ml)。将此混合物回流12小时,冷却至室温,倒入1000ml水中,并将粗产物用乙酸乙酯(3x 200ml)萃取。合并的萃取物用硫酸钠干燥并蒸发至干燥。残余物在硅胶60上通过快速色谱法纯化(40-63μm,洗脱剂:己烷-乙酸乙酯=10:1,体积)。得到黄色油104.4g(66%)。C18H23BrN2的分析计算:C,62.25;H,6.68;N,8.07。发现:C,62.40;H,6.87;N,7.90。1H NMR(CDCl3):δ7.50(m,1H,Py中4-H),7.38(m,1H,Py中5-H),7.29(m,1H,Py中3-H),7.05-7.12(m,3H,2,6-iPr2C6H3中3,4,5-H),4.18(s,2H,CH2NH),3.94(br.s,1H,NH),3.33(sept,J=6.8Hz,2H,CHMe2),1.23(d,J=6.8Hz,12H,CHMe2)。
7-溴茚-1-醇的制备。向冷却至-20℃的茚-1-醇(100g,746mmol)、N,N,N',N'-四甲基乙二胺(250ml,1.64mol)和戊烷(3000ml)的混合物中,添加2.5M己烷中的nBuLi(655ml,1.64mol)。然后将反应混合物回流12小时,然后冷却至-80℃。然后,添加1,2-二溴四氟乙烷(225ml,1.87mol),并将所得混合物加热至室温。将该混合物搅拌12小时,然后添加100ml水。用2000ml水稀释所得混合物,并分离有机层。用甲苯(3×400ml)萃取水层。将合并的有机萃取物用Na2SO4干燥并蒸发至干燥。用Kugelrohr设备蒸馏残留物,沸点为120-140℃/1mbar。将所得黄色油溶于50ml三乙胺中,并将得到的溶液逐滴加入49.0ml(519mmol)乙酸酐和4.21g(34.5mmol)4-(二甲基氨基)吡啶在70ml三乙胺中的搅拌溶液中。将所得混合物搅拌5分钟,然后添加1000ml水,并继续搅拌12小时。然后,用乙酸乙酯(3×200ml)萃取反应混合物。用Na2CO3水溶液洗涤合并的有机萃取物,经Na2SO4干燥,并蒸发至干燥。残余物在硅胶60上通过快速色谱法纯化(40-63μm,洗脱剂:己烷-乙酸乙酯=30:1,体积)。将所得酯溶于1000ml甲醇中,添加KOH(50.5g,900mmol),并将该混合物回流3小时。然后将反应混合物冷却至室温,倒入4000ml水中。用二氯甲烷萃取(3x 300ml)粗产物。将合并的有机萃取物用Na2SO4干燥并蒸发至干燥。得到41.3g(26%)白色结晶固体C9H9BrO的分析计算:C 50.73;H4.26。发现:C 50.85;H 4.48。1H NMR(CDCl3):δ7.34(d,J=7.6Hz,1H,6-H);7.19(d,J=7.4Hz,1H,4-H);7.12(dd,J=7.6Hz,J=7.4Hz,1H,5-H);5.33(dd,J=2.6Hz,J=6.9Hz,1H,1-H),3.18-3.26(m,1H,3-或3’-H),3.09(m,2H,3,3’-H);2.73(m,2H,2,2’-H)。
7-溴茚-1-酮的制备。向7-溴茚-1-醇(37.9g,177mmol)在二氯甲烷(3500ml)的溶液中添加氯铬酸吡啶鎓(194g,900mmol)。将所得混合物在室温下搅拌5小时,然后通过硅胶垫(500ml),并将洗脱液蒸发至干燥。得到27.6g(74%)白色结晶固体。C9H7BrO的分析计算:C51.22;H 3.34。发现:C 51.35;H3.41。1H NMR(CDCl3):δ7.51(m,1H,6-H);7.36-7.42(m,2H,4,5-H);3.09(m,2H,3,3’-H);2.73(m,2H,2,2’-H)。
7-溴-N-苯基-2,3-二氢-1H-茚-1-胺的制备。在氩气气氛下,于室温下,向苯胺(10.4g,112mmol)在甲苯(60ml)中的搅拌溶液中添加TiCl4(5.31g,28.0mmol)30分钟。将所得混合物在90℃下搅拌30分钟,然后添加7-溴茚-1-酮(6.00g,28.0mmol)。将所得混合物在90℃下搅拌10分钟,倒入500ml水中,并用乙酸乙酯(3x 100ml)萃取粗产物。分离有机层,经Na2SO4干燥,然后蒸发至干燥。残留物在-30℃下从10ml乙酸乙酯中结晶。分离所得固体,并真空干燥。之后将其溶于100ml甲醇中,添加NaBH3CN(2.70g,42.9mmol)和冰醋酸(0.5ml)。将所得混合物在氩气气氛下回流3小时。将所得混合物冷却至室温,然后蒸发至干燥。用200ml水稀释残留物,用乙酸乙酯(3x 50ml)萃取粗产物。将合并的有机萃取物用Na2SO4干燥并蒸发至干燥。残余物在硅胶60上通过快速色谱法纯化(40-63μm,洗脱剂:己烷-乙酸乙酯-三乙胺=100:10:1,体积)。得到黄色油5.50g(68%)。C15H14BrN的分析计算:C,62.52;H,4.90;N 4.86。发现:C,62.37;H,5.05;N4.62。1H NMR(CDCl3):δ7.38(m,1H,茚满中6-H);7.22(m,3H,苯基中3,5-H,茚满中4-H);7.15(m,1H,茚满中5-H);6.75(m,1H,茚满中4-H);6.69(m,2H,苯基中2,6-H);4.94(m,1H,茚满中1-H);3.82(br.s,1H,NH);3.17-3.26(m,1H,茚满中3-或3’-H);2.92-2.99(m,2H,茚满中3’-或3-H);2.22-2.37(m,2H,茚满中2,2’-H)。
N-苯基-7-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)-2,3-二氢-1H-茚-1- 胺的制备。在氩气气氛下,于-80℃,向7-溴-N-苯基-2,3-二氢-1H-茚-1-胺(2.50g,8.70mmol)在THF(50ml)中的溶液中添加己烷(3.50ml,8.70mmol)中的2.5M n-BuLi。然后将反应混合物在此温度下搅拌1小时。然后添加戊烷(11.1ml,17.8mmol)中的1.7M t-BuLi,并将反应混合物搅拌1小时。然后,添加2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷(3.23g,17.4mmol)。然后,移去冷却浴,并将所得混合物在室温下搅拌1小时。向形成的混合物中添加10ml水,并将所得混合物蒸发至干燥。用200ml水稀释残留物,用乙酸乙酯(3x50ml)萃取标题产物。将合并的有机萃取物用Na2SO4干燥并蒸发至干燥。得到淡黄色油2.80g(96%)。C21H26BrNO2的分析计算:C 75.24;H 7.82;N 4.18。发现:C 75.40;H 8.09;N 4.02。1H NMR(CDCl3):δ7.63(m,1H,茚满中6-H);7.37-7.38(m,1H,茚满中4-H);7.27-7.30(m,1H,茚满中5-H);7.18(m,2H,苯基中3,5-H);6.65-6.74(m,3H,苯基中2,4,6-H);5.20-5.21(m,1H,茚满中1-H);3.09-3.17(m,1H,茚满中3-或3’-H);2.85-2.92(m,1H,茚满中3’-或3-H);2.28-2.37(m,1H,茚满中2-或2’-H);2.13-2.19(m,1H,茚满中2’-或2-H);1.20(s,6-H,BPin中4,5-Me);1.12(s,6H,BPin中4’,5’-Me)。
7-(6-(((2,6-二异丙基苯基)氨基)甲基)吡啶-2-基)-N-苯基-2,3-二氢-1H-茚- 1-胺的制备。用氩气吹扫Na2CO3(2.21g,21.0mmol)在水(80ml)和甲醇(25ml)的混合物中的溶液30分钟。将得到的溶液添加到N-苯基-7-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)-2,3-二氢-1H-茚-1-胺(2.80g,8.40mmol)、N-[(6-溴吡啶-2-基)甲基]-2,6-二异丙基苯胺(2.90g,8.40mmol)、Pd(PPh3)4(0.48g,0.40mmol)和甲苯(120ml)的混合物中。将该混合物在70℃下搅拌12小时,然后冷却至室温。分离有机层,用乙酸乙酯(3×50ml)萃取水层。用盐水洗涤合并的有机萃取物,经Na2SO4干燥并蒸发至干燥。残余物在硅胶60上通过快速色谱法纯化(40-63μm,洗脱剂:己烷-乙酸乙酯-三乙胺=100:5:1,体积)。得到黄色油2.00g(50%)。C33H37N3的分析计算:C 83.33;H 7.84;N 8.83。发现:C 83.49;H 7.66;N 8.65。1HNMR(CDCl3):δ7.56-7.61(m,3H,茚满中6-H,Py中4.5-H);7.46-7.51(m,2H,苯基中3,5-H);7.14-7.16(m,1H,茚满中4-H);7.08-7.12(m,5H,Py中3-H,2,6-二异丙基苯基中3,4,5-H,茚满中5-H);6.65(m,1H,苯基中4-H);6.53(m,2H,苯基中2,6-H);5.21-5.22(m,1H,茚满中1-H);3.95-4.15(m,4H,CH2NH和NH-苯基和NH-2,6-二异丙基苯基);3.31(sept,J=6.8Hz,2H,2,6-二异丙基苯基中CH);3.16-3.24(m,1H,茚满中3-或3’-H);2.91-2.97(m,1H,茚满中3’-或3-H);2.21-2.37(m,2H,茚满中2,2’-H);1.19-2.21(m,12H,2,6-二异丙基苯胺中CH3)。
配合物1的制备。将甲苯(5ml)添加到7-(6-(((2,6-二异丙基苯基)氨基)甲基)吡啶-2-基)-N-苯基-2,3-二氢-1H-茚-1-胺(0.296g,0.623mmol)和Hf(NMe2)2Cl2(dme)(0.267g,0.623mmol)中,以形成澄清无色溶液。用铝箔将混合物松松地盖上盖子,并加热至95℃ 3小时。然后将混合物蒸发成固体,用Et2O(5ml)洗涤,得到0.432g假定的(吡啶基二胺)HfCl2配合物。将其溶于CH2Cl2(5ml)中,冷却至-50℃。滴加二甲基镁的Et2O溶液(3.39ml,0.747mmol),然后将混合物温热至环境温度。30分钟后,通过蒸发除去挥发物,用CH2Cl2(10ml)萃取残留物并过滤。将溶液浓缩至2ml,然后添加戊烷(4ml)。冷却至-10℃过夜,得到无色晶体,将其分离并减压干燥。收率=0.41g,92%。1H NMR(CD2Cl2,400MHz):8.00(t,1H),6.85-7.65(13H),5.06(d,1H),4.91(dd,1H),4.50(d,1H),3.68(sept,1H),3.41(m,1H),2.85(m,1H),2.61(sept,1H),2.03(m,1H),1.85(m,1H),1.30(m,2H),1.14(d,3H),1.06(d,3H),0.96(d,3H),0.68(3,3H),-0.48(s,3H),-0.84(s,3H)。
聚合
以下描述了用于本发明的一般聚合程序。所需的温度、压力、所用化学品(例如,预催化剂,活化剂,清除剂等)的量因实验而不同,具体数值列于表1(或表的正上方或正下方),其中示出了数据。
每种聚合都在搅拌的高压釜反应器(1升或2升体积)中进行。表1和表2列出了聚合条件和形成的聚合物的详细信息。所有溶剂、反应物和气体均通过过包含分子筛和除氧剂的多个柱进行纯化。将丙烯、异己烷、清除剂(双(二异丁基铝)氧化物),二乙基锌和活化剂N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐(每Hf 1.1摩尔当量)添加到反应器中,将混合物加热至所需温度。然后记下反应器压力,添加乙烯至高于反应器压力的所需压力。将混合物搅拌几分钟后,用驱逐物(chaser)异己烷(100mL)将配合物1在甲苯中的溶液(约5ml)推入。在注入异丙醇(约20ml)以淬灭反应之前,进行聚合约5分钟。然后将反应器冷却,减压并打开。在氮气流下除去产物中的残留挥发物,然后在约60℃的真空烘箱中加热样品。
聚合物表征
通过在165℃下在摇动烘箱中,将聚合物溶解于含有2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT,来自Aldrich的纯度为99%)的1,2,4-三氯苯(TCB,来自Sigma-Aldrich的纯度为99+%)中约3个小时,来制备聚合物样品溶液。溶液中聚合物的典型浓度为0.1至0.9mg/ml,BHT浓度为1.25mg BHT/ml TCB。
分子量、共聚单体组成和长链支化
通过与多检测器联用的GPC-IR进行的测定
除非另有说明,否则分子量(Mw,Mn,Mw/Mn等)的分布和矩、共聚单体含量(C2,C3,C6等)和支化指数(g'vis)是通过使用配备有基于多通道带通滤光片的红外检测器IR5、18角光散射检测器和粘度计的高温凝胶渗透色谱(Polymer Char GPC-IR)测定的。使用三个Agilent PLgel 10μm Mixed-B Ls柱进行聚合物分离。使用具有300ppm抗氧化剂丁基化羟基甲苯(BHT)的Aldrich试剂级1,2,4-三氯苯(TCB)作为流动相。通过0.1μm的Teflon过滤器过滤TCB混合物,并在进入GPC仪器之前用在线脱气机脱气。标称流动速率为1.0ml/min,标称注入体积为200μL。包括传输管线、柱和检测器在内的整个系统都包含在维持在145℃的烘箱中。称量聚合物样品,并密封在其中添加有80μL流动标记物(庚烷)的标准小瓶中。将小瓶装入自动进样器后,聚合物会自动溶解在具有8ml添加的TCB溶剂的该仪器中。对于大多数PE样品,聚合物在160℃下连续摇动约1小时溶解,对于PP样品则是2小时。浓度计算中使用的TCB密度在室温下为1.463g/ml,在145℃下为1.284g/ml。样品溶液浓度为0.2至2.0mg/ml,较低的浓度用于较高分子量样品。使用以下公式,由减去基线的IR5宽带信号强度(I)计算色谱图中每个点的浓度(c):
c=βI
其中,β为质量常数。
质量回收率是由浓度色谱在洗脱体积上的积分面积与注入质量之比来计算的,注入质量等于预先确定的浓度乘以注入环体积。常规的分子量(IR MW)是通过将通用校准关系与柱校准相结合来确定的,柱校准是利用700至10M gm/mol的一系列单分散聚苯乙烯(PS)标准品进行的。利用以下公式计算各洗脱体积处的MW
其中带有下标“PS”的变量代表聚苯乙烯,而没有下标的变量代表测试样品。在该方法中,αPS=0.67,KPS=0.000175,当α和K用于如文献(Sun,T.et al.Macromolecules2001,34,6812)中所计算和公开的其他材料时,除了为了本发明的目的之外,对于线性乙烯聚合物,α=0.695,K=0.000579,对于线性丙烯聚合物,α=0.705,K=0.0002288,对于线性丁烯聚合物,α=0.695和K=0.000181,对于乙烯-丁烯共聚物,α为0.695,K为0.000579*(1-0.0087*w2b+0.000018*(w2b)^2),其中w2b为丁烯共聚单体的体积重量百分比,对于乙烯-己烯共聚物,α为0.695,K为0.000579*(1-0.0075*w2b),其中w2b为己烯共聚单体的体积重量百分比,对于乙烯-辛烯共聚物,α为0.695,K为0.000579*(1-0.0077*w2b),其中w2b为辛烯共聚单体的体积重量百分比。除非另有说明,否则浓度以g/cm3表示,分子量以g/mol表示,特性粘度(因此为Mark–Houwink方程中的K)以dL/g表示。
共聚单体组成由对应于CH2和CH3通道的IR5检测器强度之比确定,这些通道用一系列PE和PP均聚物/共聚物标准品校准,其标称值由NMR或FTIR预先确定。特别地,这提供了每1000个总碳的甲基(CH3/1000Tc)作为分子量的函数。然后,假设每条链为线性并在每一端以甲基基团终止,则通过对CH3/1000TC函数进行链端校正,将每1000TC(SCB/1000TC)的短链分支(SCB)含量计算为分子量的函数。然后,从以下表达式获得共聚单体的重量%,其中对于C3、C4、C6、C8等共聚单体,f分别为0.3、0.4、0.6、0.8等。
w2=f*SCB/1000TC。
通过考虑浓度色谱的积分极限之间的CH3和CH2通道的整体信号,从GPC-IR和GPC-4D分析得到聚合物的总组成。首先,得到以下比值
然后,如先前在获得CH3/1000TC作为分子量的函数时提到的,应用与CH3和CH2信号比相同的校准来获得总CH3/1000TC。通过对分子量范围内的链端校正进行重量平均化,得到每1000TC的总甲基链端(总CH3端/1000TC)。则
w2b=f*总CH3/1000TC
并以与上述相同的方式将总SCB/1000Tc转换为总w2。
LS检测器是18角度Wyatt Technology高温DAWN HELEOSII。色谱图中每个点处的LS分子量(M)是通过使用用于静态光散射的Zimm模型(Light Scattering from PolymerSolutions;Huglin,M.B.,Ed.;Academic Press,1972)来分析LS输出而确定的:
这里,ΔR(θ)是在散射角θ处测量的逾量瑞利散射强度(excess Rayleighscattering intensity),c是由IR5分析确定的聚合物浓度,A2是第二维里系数,P(θ)是单分散无规卷曲(random coil)的形状因子(form factor),Ko是系统的光学常数:
其中,NA是阿伏伽德罗数,(dn/dc)是系统的折射率增量。TCB在145℃和λ=665nm时的折射率n=1.500。对于分析聚乙烯均聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物,dn/dc=0.1048ml/mg,A2=0.0015;对于分析乙烯-丁烯共聚物,dn/dc=0.1048*(1-0.00126*w2)ml/mg,A2=0.0015,其中w2是丁烯共聚单体的重量百分比。
使用高温Agilent(或Viscotek公司)粘度计来确定比粘度,该粘度计具有以惠斯通电桥配置布置的四个毛细管,并带有两个压力传感器。一个传感器测量检测器上的总压降,另一个传感器位于电桥的两侧之间,测量压差。根据它们的输出来计算流经粘度计的溶液的比粘度ηs。由公式[η]=ηS/c计算色谱图中每个点处的特性粘度[η],其中c为浓度,由IR5宽带通道输出确定。每个点处的粘度MW计算为
其中,αps为0.67,KPS为0.000175。
如下使用GPC-IR5-LS-VIS方法的输出计算分支指数(g'vis)。样品的平均特性粘度[η]avg通过以下公式计算:
其中,总和在色谱切片之上,即在积分极限之间。
分支指数g'vis被定义为
其中,Mv是通过LS分析确定的基于分子量的粘均分子量,K和α表示参考线性聚合物,为了本发明的目的,它们是:对于线性乙烯聚合物,α=0.695,K=0.000579,对于线性丙烯聚合物,α=0.705,K=0.0002288,对于线性丁烯聚合物,α=0.695和K=0.000181,对于乙烯-丁烯共聚物,α为0.695,K为0.000579*(1-0.0087*w2b+0.000018*(w2b)^2),其中w2b为丁烯共聚单体的体积重量百分比,对于乙烯-己烯共聚物,α为0.695,K为0.000579*(1-0.0075*w2b),其中w2b为己烯共聚单体的体积重量百分比,对于乙烯-辛烯共聚物,α为0.695,K为0.000579*(1-0.0077*w2b),其中w2b为辛烯共聚单体的体积重量百分比。除非另有说明,否则浓度以g/cm3表示,分子量以g/mol表示,特性粘度(因此为Mark–Houwink方程中的K)以dL/g表示。w2b值的计算如上所述。
T.Sun、P.Brant、RR Chance和WW Graessley(Macromolecules,2001,Vol.34(19),pp.6812-6820)描述了上面未描述的实验和分析细节,包括如何校准检测器以及如何计算Mark-Houwink参数的成分依赖性和第二维里系数。
除非另有说明,否则所有分子量均为重量平均。除非另有说明,否则所有分子量均以g/mol表示。
每1000个碳原子的甲基基团(CH3/1000Carbons)通过1H NMR确定。
除非另有说明,否则熔体指数(MI,也称为I2)是根据ASTM D1238在190℃、2.16kg的载荷下测量的。MI的单位是g/10分钟或dg/分钟。
高载荷熔体指数(HLMI,也称为I21)是根据ASTM D1238在190℃、21.6kg的载荷下测量的熔体流动速率。HLMI的单位是g/10分钟或dg/分钟。
熔体指数比(MIR)是高载荷熔体指数与熔体指数之比,或I21/I2。
通过1H NMR和13C NMR来确定乙烯的平均wt%(C2含量)。
为了通过GPC来确定各种与分子量相关的值,采用GPC-IR(Polymer Char)进行高温尺寸排阻色谱。实施例中给出的IV(特性粘度)分子量是相对于线性聚苯乙烯标准品而言的,而LS(光散射)和TR(红外)分子量是绝对的。
差示扫描量热法
使用差示扫描量热法(DSC)在市售仪器(例如,TA仪器2920DSC)上测量结晶温度(Tc)和熔融温度(或熔点,Tm)。通常,将6至10mg的模塑聚合物或塑化聚合物密封在铝盘里,并在室温下装入仪器中。通过以10℃/min的加热速率将样品加热到其熔融温度以上至少30℃(对于聚乙烯,通常为220℃)来获得熔融数据(第一次加热)。将样品在该温度下保持至少5分钟,以破坏其热历史。通过以10℃/min的冷却速率将样品从熔体冷却到结晶温度以下至少50℃(对于聚乙烯,通常为-100℃)来获得结晶数据。将样品在该温度下保持至少5分钟,最后以10℃/min加热,以获得额外的熔融数据(第二次加热)。根据标准程序分析吸热熔融转变(第一次和第二次加热)和放热结晶转变。除非另有说明,否则所报告的熔融温度为第二次加热的峰值熔融温度。
对于呈现多个峰的聚合物,熔融温度被定义为与最大吸热量热响应相关的熔融迹线的峰值熔融温度(而不是在最高温度处出现的峰值)。同样,结晶温度被定义为与最大的放热量热响应相关的结晶迹线的峰值结晶温度(而不是在最高温度处出现的峰值)。DSC曲线下的面积用于确定转变热(熔融时的熔化热Hf,结晶时的结晶热Hc),可用于计算结晶程度(也称为百分比结晶度)。使用下式计算百分比结晶度(%):(X%)=[曲线下面积(单位J/g)/H°(单位J/g)]*100,
其中,H°是主要单体组分的均聚物的理想晶体的理想熔化热。这些H°值可从Polymer Handbook,Fourth Edition,published by John Wiley and Sons,New York1999获得,不过,值290J/g用于H°(聚乙烯),值140J/g用于H°(聚丁烯),值207J/g用于H°(聚丙烯)。
将实施例作为润滑剂中的粘度改性剂进行配制和测试。将样品以1wt%的浓度(基于最终共混溶液的重量)与IrganoxTM 1076和IrgafosTM 168在I类矿物基础油(AC-150TM基础油)中共混。然后根据ASTM D7109,在装有柴油喷射器的剪切稳定性测试仪中测试配制的油。
AC-150TM基础油是可从ExxonMobil化工公司获得的商业I类基础油。
SSI-90是通过柴油喷射器在90个循环下根据剪切粘度确定的剪切稳定性指数,如由ASTM D6278和ASTM D7109在90个循环下确定的。
SSI-30是根据ASTM D6278通过柴油喷射器在30个循环下根据剪切粘度确定的剪切稳定性指数。
增稠效率是根据ASTM D445确定的。
VI为粘度指数,根据ASTM D2270确定。
KV是由ASTM D445确定的运动粘度(KV40在40℃下确定,KV100在100℃下确定)。
所选的乙烯共聚物的表征见表2。聚合物是在间歇式反应器中在表1条件下生产的。溶剂为异己烷,催化剂为配合物1。表2示出了实施例1、实施例2的乙烯共聚物和对比聚合物:实施例3、实施例4和实施例5的表征。实施例3、4和5是商业线性烯烃共聚物(OCPs)。
实施例1和实施例2的C2 wt%为约50wt%,这明显低于商业样品和常规样品。实施例1和实施例2的Mw值也低于对比例。对于线性OCPs,VM的较低Mw可以改进机械剪切稳定性,并延长排油间隔,减少换油频率。
表3示出了具有抗氧化剂和基本粘度改性剂性能的AC-150I类基础油中的组成。数据显示,当VM的C2 wt%接近50%时,低温特征得得以改进。共聚物的C2越接近50wt%,则共聚物结晶的可能性越小,因为乙烯含量和共聚单体含量都没有高到足以促进大量结晶。商业样品实施例3和实施例4在室温以上结晶,其低温应用受到限制。常规样品实施例5在-20.6℃下结晶。然而,实施例1和实施例2的聚合物在约-60℃至约30℃的范围内没有结晶。另外,基于OCP的VM级聚合物的SSI值低于商业和常规样品,从而在较低粘度的基础油中具有更好的机械剪切稳定性和相容性。
表1
表2
*作为对比例。
表3
实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
AC-150(wt%) | 98.83 | 98.83 | 98.83 | 98.83 | 98.83 |
Irganox<sup>TM</sup> 1076(wt%) | 0.015 | 0.015 | 0.015 | 0.015 | 0.015 |
Irgafos<sup>TM</sup> 168(wt%) | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
T<sub>c,DSC</sub>(℃) | - | - | 27.5 | 28.9 | -20.6 |
KV40(cSt) | 58.56 | 76.11 | 143.23 | 120.83 | 83.25 |
KV100(cSt) | 9.1 | 11.18 | 19.03 | 15.27 | 12.28 |
HTHS(cP) | 2.89 | 3.24 | 3.98 | 3.85 | 3.34 |
增稠效率 | 1.44 | 1.96 | 3.29 | 2.74 | 2.20 |
SSI-30 | 1.5 | 14.9 | 53.3 | 35.7 | 15.8 |
图1示出了实施例1、实施例2、市售实施例3、市售实施例4或常规样品实施例5的具有2wt%的聚合物的基础原料油PAO4的表示粘度与温度的关系的动态温度变化曲线。
如图1所示,实施例3和实施例4的具有2wt%聚合物的基础原料油PAO4的粘度增加来自于在约-15℃的温度下在油中的结晶。实施例5的具有2wt%聚合物的基础原料油PAO4在约-50℃下显示出结晶峰。在约20℃下的峰是因聚合物导致的粘度的增加。
图2示出了在100℃下的高温高剪切(HTHS)粘度与运动粘度(KV)的关系。HTHS是燃油经济性的实验室预测指标,通常HTHS值越低表示燃油经济性越好。一个有意义的比较是在100℃相似的运动粘度下进行的。在相同的KV和100℃下,实施例1和实施例2的聚合物的HTHS低于商业样品的延伸趋势线。这表明在燃油经济性信用方面的潜在收益。
本文描述的所有文件均通过引用并入本文,包括与本文不存在矛盾的任何优先权文件和/或测试程序。从前面的一般描述和具体实施方式中显而易见的是,尽管已经说明和描述了本发明的形式,但是可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改。因此,上述描述不意在限制本发明。同样,术语“包含”被认为与术语“包括”同义。同样,每当在组合物、元素或一组元素前存在过渡短语“包含”时,应理解的是,我们也考虑带有在叙述组合物、元素或多个元素之前的过渡短语“基本上由……组成”、“由……组成”“选自”或“是”的相同组合物或元素组,反之亦然。
Claims (40)
1.一种聚合乙烯以生产至少一种聚烯烃组合物的方法,该方法包括:
(a)使乙烯和一种或多种C3至C20α-烯烃与催化剂体系接触,该催化剂体系包含活化剂、链转移剂和式(A)、(B)、(C)或表示的吡啶基二氨基过渡金属配合物:
其中:
M为第3或第4族金属;
Q1为由式–G1–G2–G3–表示的三原子桥,其中三个原子的中心是第15或第16族元素(所述第15族元素可以被或不被R30基团取代),其中G2是第15或第16族原子(所述第15族元素可以被R30基团取代),G1和G3各自是第14、15或16族原子(每个第14、15和16族元素可以被或不被一个或多个R30基团取代),其中G1、G2与G3、或G1与G2、或G1与G3、或G2与G3可以形成单环或多环系统;
每个R30基团独立地为氢、C1至C100烃基自由基或甲硅烷基自由基;
Q2为–NR17或–PR17,其中R17为烃基自由基、取代的烃基自由基、甲硅烷基自由基或甲锗烷基自由基;
Q3为–(TT)–或–(TTT)–,其中每个T为碳或杂原子,所述碳或杂原子可以未被取代或被一个或多个R30基团取代,一个或多个R30基团与“–C–Q3=C–“片段一起形成5或6元环状基团或包括5或6元环状基团的多环基团;
R1为烃基自由基、取代的烃基自由基或甲硅烷基自由基;
R3、R4和R5各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、芳基自由基、取代的芳基自由基、烷氧基自由基、芳氧基自由基、卤素、氨基自由基或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R3、R4和R5基团可以独立地结合在一起形成取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环原子,并且所述环上的取代基可以结合以形成额外的环;
R2为–E(R12)(R13)–,其中E为碳、硅或锗;
Y为氧、硫或–E*(R6)(R7)–,其中E*为碳、硅或锗;
R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13各自独立地为氢、烃基自由基、取代的烃基自由基、芳基自由基、取代的芳基自由基、烷氧基自由基、卤素、氨基自由基、或甲硅烷基自由基,或者两个或多个相邻的R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13基团可以独立地结合在一起形成饱和的取代或未取代的烃基环或杂环,其中所述环具有5、6、7或8个环碳原子,并且所述环上的取代基可以结合形成额外的环;
L为阴离子离去基团,其中L基团可以相同或不同,任意两个L基团可以连接形成双阴离子离去基团;
n为1或2;L’为中性路易斯碱;
w为0、1、2、3或4;以及
(b)回收聚烯烃组合物,该聚烯烃组合物含有占组合物重量约45wt%至约55wt%的乙烯。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述一种或多种C3至C20α-烯烃包括丙烯,丁烯,戊烯,己烯,庚烯,辛烯,壬烯,癸烯,十一碳烯,十二碳烯及其异构体,及
其组合。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述一种或多种C3至C20α-烯烃为丙烯。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述链转移剂为二烷基锌、三烷基铝或其混合物。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述链转移剂为二乙基锌、三(正辛基)铝或二(正丙基)锌中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在添加所述链转移剂之前,使所述乙烯、所述一种或多种C3至C20α-烯烃、所述活化剂和所述吡啶基二氨基过渡金属配合物接触。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法在约0℃至约300℃的温度下、在约0.35Mpa至约1500MPa的范围内的压力下进行长达约300分钟的时间。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法在约80℃至约100℃的温度下发生。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述组合物具有:
1)约1至约2.5的Mw(LS)/Mn(DRI);
2)约3,000g/mol至约250,000g/mol的Mw(LS);和
3)约0.90或更多的g'vis。
10.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述组合物具有:
1)约3.3或更小的高温高剪切速率粘度;和
2)在100℃约15或更小的运动粘度(KV)。
11.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,M为Ti、Zr或Hf。
12.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,R2为CH2,CH(芳基),CH(2-异丙基苯基),CH(2,6-二甲基苯基),CH(2,4-6-三甲基苯基),CH(烷基),CMe2,SiMe2,SiEt2或SiPh2。
13.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,T为C、O、S或N。
14.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,E和E*为碳,R6、R7、R12和R13各自为C1至C30取代或未取代的烃基基团。
15.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,E和E*为碳,R6、R7、R12和R13各自为C6至C30取代或未取代的芳基基团。
16.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,Q2为–NR17。
17.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,E和E*的每一个为碳,R1和R17各自独立地为被0、1、2、3、4或5个取代基取代的苯基基团,所述取代基包括F、Cl、Br、I、CF3、NO2、烷氧基、二烷基氨基、烃基和具有1至10个碳的取代的烃基基团。
19.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,每个L独立地为:卤化物,烷基,芳基,烷氧基,酰氨基,氢化基,苯氧基,羟基,甲硅烷基,烯丙基,烯基,三氟甲磺酸盐,烷基磺酸盐,芳基磺酸盐和炔基;每个L'独立地为:醚,硫醚,胺,腈,亚胺,吡啶或膦。
20.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,Q3为CHCHCH,CHCH,CHN(R'),CH–S,CHC(R')CH,C(R')CHC(R”),CH-O或NO,其中R'为C1至C20烃基。
21.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述吡啶基二氨基过渡金属配合物由式(A)表示。
22.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述吡啶基二氨基过渡金属配合物由式(B)表示。
23.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述吡啶基二氨基过渡金属配合物由式(C)表示。
24.根据前述任一项所述的方法,其特征在于,所述吡啶基二氨基过渡金属配合物由式(D)表示。
26.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述活化剂包括烷基铝氧烷。
27.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述活化剂由式:(Z)d +(Ad-)表示,其中,Z为(L–H)或可还原的路易斯酸,L为中性碱;H为氢;(L–H)+为布朗斯台德酸;Ad-为具有电荷d-的非配位阴离子;d为1至3的整数。
28.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述活化剂还包括由式:(Z)d +(Ad-)表示的活化剂,其中,Ad-为具有电荷d-的非配位阴离子;d为1至3的整数;Z为由式:(Ar3C+)表示的可还原的路易斯酸,其中Ar为被C1至C40烃基或取代的C1至C40烃基取代的芳基,或被C1至C40烃基或取代的C1至C40烃基取代的杂芳基。
29.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述活化剂包括以下一种或多种:N,N-二甲基苯铵四(全氟苯基)硼酸盐,N,N-二甲基苯铵四(全氟萘基)硼酸盐,N,N-二甲基苯铵四(全氟联苯)硼酸盐,N,N-二甲基苯铵四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸盐,三苯基碳四(全氟萘基)硼酸盐,三苯基碳四(全氟联苯)硼酸盐,三苯基碳四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸盐,三苯基碳四(全氟苯基)硼酸盐,三甲基铵四(全氟萘基)硼酸盐,三乙基铵四(全氟萘基)硼酸盐,三丙基铵四(全氟萘基)硼酸盐,三(正丁基)铵四(全氟萘基)硼酸盐,三(叔丁基)铵四(全氟萘基)硼酸盐,N,N-二乙基苯铵四(全氟萘基)硼酸盐,N,N-二甲基-(2,4,6-三甲基苯铵)四(全氟萘基)硼酸盐,和卓鎓四(全氟萘基)硼酸盐。
31.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述吡啶基二氨基过渡金属配合物被负载。
32.根据权利要求1或2所述的方法,还包括将由所述式(A)、(B)、(C)或(D)表示的所述第一催化剂引入反应器中作为淤浆。
33.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述乙烯共聚物与润滑油共混,所述润滑油在100℃的运动粘度增加至少约50%。
34.由权利要求1或2生产的聚烯烃组合物,其特征在于,所述共聚物在约-60℃至约30℃的范围内不结晶。
35.一种乙烯共聚物,具有:
约1.0至约2.0的Mw(LS)/Mn(DRI);
约50,000g/mol至约250,000g/mol的Mw(LS);和
约45wt%至约55wt%的乙烯含量。
36.根据权利要求35所述的乙烯共聚物,其特征在于,所述共聚物具有:
约0.8:1至约1:10的增稠效率与剪切稳定性指数(30个循环)之比;
约3.3或更小的高温高剪切速率粘度;和
在100℃约15或更小的运动粘度(KV)。
37.根据权利要求35或36所述的乙烯共聚物,其特征在于,所述共聚物在约-60℃至约30℃的范围内不结晶。
38.根据权利要求35或36所述的乙烯共聚物,其特征在于,所述共聚物包含约45wt%至约55wt%的乙烯含量。
39.一种包括权利要求35或36所述的共聚物的润滑组合物。
40.一种包括权利要求35或36所述的共聚物的燃料组合物。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201862640323P | 2018-03-08 | 2018-03-08 | |
US62/640,323 | 2018-03-08 | ||
PCT/US2019/021164 WO2019173598A1 (en) | 2018-03-08 | 2019-03-07 | Ethylene-propylene linear copolymers as viscosity modifiers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112513110A true CN112513110A (zh) | 2021-03-16 |
CN112513110B CN112513110B (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=65904551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980031335.0A Active CN112513110B (zh) | 2018-03-08 | 2019-03-07 | 作为粘度改性剂的乙烯-丙烯线性共聚物 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11578155B2 (zh) |
EP (1) | EP3762431A1 (zh) |
CN (1) | CN112513110B (zh) |
WO (1) | WO2019173598A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114867758A (zh) * | 2019-08-02 | 2022-08-05 | 埃克森美孚化学专利公司 | 茂金属和其方法 |
US20220289882A1 (en) | 2019-08-27 | 2022-09-15 | Chevron Oronite Company Llc | Ethylene copolymers and use as viscosity modifiers |
CN114364706A (zh) * | 2019-09-30 | 2022-04-15 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 用于与链转移剂进行烯烃聚合的双齿联芳基苯氧基第iv族过渡金属催化剂 |
US11505761B2 (en) * | 2020-09-17 | 2022-11-22 | Exxon Mobil Technology and Engineering Company | Diluent oils for viscosity modifiers and additive packages |
WO2022240965A1 (en) * | 2021-05-14 | 2022-11-17 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Ethylene-propylene branched copolymers as viscosity modifiers |
KR20240019149A (ko) * | 2021-05-14 | 2024-02-14 | 엑손모빌 케미컬 패튼츠, 아이엔씨. | 점도 개질제로 사용되는 에틸렌-프로필렌 분지형 공중합체 |
CA3237353A1 (en) * | 2021-11-05 | 2023-05-11 | Sara Yue Zhang | Lubricating oil composition with viscosity modifier based on syndiotactic propylene-based ethylene-propylene copolymers with improved properties |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030073785A1 (en) * | 2001-05-31 | 2003-04-17 | Keiji Okada | Olefin block copolymer, viscosity index improver for lubricating oils and lubricating oil composition |
EP2424908B1 (en) * | 2009-04-28 | 2013-03-06 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Improved finishing process for amorphous polymers |
CN105745231A (zh) * | 2013-11-15 | 2016-07-06 | 埃克森美孚化学专利公司 | 由吡啶基二氨基过渡金属络合物制备聚合物的方法及其用途 |
Family Cites Families (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3779928A (en) | 1969-04-01 | 1973-12-18 | Texaco Inc | Automatic transmission fluid |
US3778375A (en) | 1972-04-17 | 1973-12-11 | Mobil Oil Corp | Phosphorus-and nitrogen-containing lubricant additives |
US3932290A (en) | 1973-10-04 | 1976-01-13 | The Lubrizol Corporation | Phosphorus-containing friction modifiers for functional fluids |
US3879306A (en) | 1973-11-05 | 1975-04-22 | Texaco Inc | Automatic transmission fluid |
US3852205A (en) | 1973-11-05 | 1974-12-03 | Texaco Inc | Transmission fluid compositions and method |
US3933659A (en) | 1974-07-11 | 1976-01-20 | Chevron Research Company | Extended life functional fluid |
US4028258A (en) | 1975-12-03 | 1977-06-07 | Texaco Inc. | Alkylene oxide adducts of phosphosulfurized N-(hydroxyalkyl) alkenylsuccinimides |
US4105571A (en) | 1977-08-22 | 1978-08-08 | Exxon Research & Engineering Co. | Lubricant composition |
US4176074A (en) | 1978-09-18 | 1979-11-27 | Exxon Research & Engineering Co. | Molybdenum complexes of ashless oxazoline dispersants as friction reducing antiwear additives for lubricating oils |
US4344853A (en) | 1980-10-06 | 1982-08-17 | Exxon Research & Engineering Co. | Functional fluid containing metal salts of esters of hydrocarbyl succinic acid or anhydride with thio-bis-alkanols as antioxidants |
US4464493A (en) | 1982-09-13 | 1984-08-07 | Copolymer Rubber & Chemical Corp. | Process for dissolving EPM and EPDM polymers in oil |
US4540753A (en) | 1983-06-15 | 1985-09-10 | Exxon Research & Engineering Co. | Narrow MWD alpha-olefin copolymers |
US5153157A (en) | 1987-01-30 | 1992-10-06 | Exxon Chemical Patents Inc. | Catalyst system of enhanced productivity |
US5241025A (en) | 1987-01-30 | 1993-08-31 | Exxon Chemical Patents Inc. | Catalyst system of enhanced productivity |
US4804794A (en) | 1987-07-13 | 1989-02-14 | Exxon Chemical Patents Inc. | Viscosity modifier polymers |
US5041584A (en) | 1988-12-02 | 1991-08-20 | Texas Alkyls, Inc. | Modified methylaluminoxane |
US5068047A (en) | 1989-10-12 | 1991-11-26 | Exxon Chemical Patents, Inc. | Visosity index improver |
EP0507876B1 (en) | 1990-01-02 | 1995-05-17 | Exxon Chemical Patents Inc. | Supported ionic metallocene catalysts for olefin polymerization |
JP3275078B2 (ja) | 1992-01-06 | 2002-04-15 | ザ ダウ ケミカル カンパニー | オレフィンの重合法 |
BE1005957A5 (fr) | 1992-06-05 | 1994-04-05 | Solvay | Procede de preparation d'un systeme catalytique, procede de (co)polymerisation d'olefines et (co)polymeres d'au moins une olefine. |
EP0702700B1 (en) | 1992-08-05 | 2001-11-07 | ExxonMobil Chemical Patents Inc. | Supported ionic transition metal catalysts for olefin polymerization |
WO1994007928A1 (en) | 1992-10-02 | 1994-04-14 | The Dow Chemical Company | Supported homogeneous catalyst complexes for olefin polymerization |
CA2127918A1 (en) | 1993-08-02 | 1995-02-03 | Maria Magdalena Kapuscinski | Dimensionally stable solid polymer blend and a lubricating oil composition containing same |
US5391617A (en) | 1993-08-02 | 1995-02-21 | Dsm Copolymer, Inc. | Solid sheared polymer blends and process for their preparation |
GB9319340D0 (en) | 1993-09-17 | 1993-11-03 | Exxon Chemical Patents Inc | Olefin polymersisation process |
JPH09505340A (ja) | 1993-11-19 | 1997-05-27 | エクソン・ケミカル・パテンツ・インク | 重合用触媒系、その製造方法及び使用 |
US5447895A (en) | 1994-03-10 | 1995-09-05 | Northwestern University | Sterically shielded diboron-containing metallocene olefin polymerization catalysts |
DE69600892T2 (de) | 1995-02-21 | 1999-04-01 | Mitsubishi Chemical Corp., Tokio/Tokyo | Katalysatoren für Olefinpolymerisation und Verfahren zur Herstellung von damit erhaltenen Olefinpolymeren |
US6130357A (en) | 1997-04-03 | 2000-10-10 | Colorado State University Research Foundation | Polyhalogenated monoheteroborane anion compositions |
US6103657A (en) | 1997-07-02 | 2000-08-15 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Catalyst for the production of olefin polymers |
US6147173A (en) | 1998-11-13 | 2000-11-14 | Univation Technologies, Llc | Nitrogen-containing group 13 anionic complexes for olefin polymerization |
AU8087901A (en) | 2000-07-31 | 2002-02-13 | Lubrizol Corp | Viscosity improver compositions providing improved low temperature characteristics to lubricating oils |
US6900321B2 (en) | 2000-11-07 | 2005-05-31 | Symyx Technologies, Inc. | Substituted pyridyl amine complexes, and catalysts |
US6953764B2 (en) | 2003-05-02 | 2005-10-11 | Dow Global Technologies Inc. | High activity olefin polymerization catalyst and process |
ATE419282T1 (de) | 2004-03-17 | 2009-01-15 | Exxonmobil Chem Patents Inc | Katalysatorzusammensetzung und verwendung davon |
EP1794196A2 (en) | 2004-09-22 | 2007-06-13 | Symyx Technologies, Inc. | Heterocycle-amine ligands, compositions, complexes, and catalysts, and methods of making and using the same |
TW200728385A (en) | 2005-12-09 | 2007-08-01 | Dow Global Technologies Inc | Processes of controlling molecular weight distribution in ethylene/alpha-olefin compositions |
EP2018390B1 (en) | 2006-05-05 | 2016-03-09 | Dow Global Technologies LLC | Ortho-metallated hafnium complexes of imidazole ligands |
US7973116B2 (en) | 2008-07-25 | 2011-07-05 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Pyridyldiamido transition metal complexes, production and use thereof |
US8674040B2 (en) | 2008-07-25 | 2014-03-18 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Pyridyldiamido transition metal complexes, production and use thereof |
US8710163B2 (en) | 2008-07-25 | 2014-04-29 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Pyridyldiamido transition metal complexes, production and use thereof |
US8394902B2 (en) | 2008-07-25 | 2013-03-12 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Pyridyldiamido transition metal complexes, production and use thereof |
GB2463788B (en) | 2008-09-29 | 2010-12-15 | Amira Pharmaceuticals Inc | Heteroaryl antagonists of prostaglandin D2 receptors |
KR101660685B1 (ko) | 2008-11-11 | 2016-09-27 | 토소 화인켐 가부시키가이샤 | 고체 형태 폴리메틸알루미녹산 조성물 및 이의 제조방법 |
US8592615B2 (en) | 2009-03-06 | 2013-11-26 | Dow Global Technologies, Llc | Catalysts, processes for making catalysts, processes for making polyolefin compositions, and polyolefin compositions |
JP5856561B2 (ja) | 2010-05-11 | 2016-02-10 | 東ソー・ファインケム株式会社 | 固体状担体−ポリメチルアルミノキサン複合体、その製造方法、オレフィン類の重合触媒及びポリオレフィン類の製造方法 |
US8658556B2 (en) | 2011-06-08 | 2014-02-25 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Catalyst systems comprising multiple non-coordinating anion activators and methods for polymerization therewith |
US20130131294A1 (en) | 2011-11-21 | 2013-05-23 | John R. Hagadorn | Amidinate Catalyst Compounds, Process for Their Use and Polymers Produced Therefrom |
SG11201406100WA (en) | 2012-03-28 | 2014-11-27 | Tosoh Finechem Corp | Method for manufacturing a small particle diameter product ofsolid polymethylaluminoxane composition |
US9321858B2 (en) | 2013-04-23 | 2016-04-26 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Pyridyldiamide metal catalysts and processes to produce polyolefins |
US9260552B2 (en) * | 2013-11-15 | 2016-02-16 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process to produce polymers from pyridyldiamido transition metal complexes and use thereof |
WO2015073157A1 (en) | 2013-11-15 | 2015-05-21 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process to produce polymers from pyridyldiamido transition metal complexes and use thereof |
-
2019
- 2019-03-07 CN CN201980031335.0A patent/CN112513110B/zh active Active
- 2019-03-07 EP EP19713262.4A patent/EP3762431A1/en active Pending
- 2019-03-07 US US16/978,327 patent/US11578155B2/en active Active
- 2019-03-07 WO PCT/US2019/021164 patent/WO2019173598A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030073785A1 (en) * | 2001-05-31 | 2003-04-17 | Keiji Okada | Olefin block copolymer, viscosity index improver for lubricating oils and lubricating oil composition |
EP2424908B1 (en) * | 2009-04-28 | 2013-03-06 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Improved finishing process for amorphous polymers |
CN105745231A (zh) * | 2013-11-15 | 2016-07-06 | 埃克森美孚化学专利公司 | 由吡啶基二氨基过渡金属络合物制备聚合物的方法及其用途 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210040250A1 (en) | 2021-02-11 |
US11578155B2 (en) | 2023-02-14 |
WO2019173598A1 (en) | 2019-09-12 |
EP3762431A1 (en) | 2021-01-13 |
CN112513110B (zh) | 2023-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112513110B (zh) | 作为粘度改性剂的乙烯-丙烯线性共聚物 | |
US20130310528A1 (en) | Novel Catalysts and Methods of Use Thereof to Produce Vinyl Terminated Polymers | |
US10618988B2 (en) | Branched propylene polymers produced via use of vinyl transfer agents and processes for production thereof | |
US10562987B2 (en) | Polymers produced via use of quinolinyldiamido transition metal complexes and vinyl transfer agents | |
CN112236505A (zh) | 具有增强的燃料经济性的作为粘度改性剂的乙烯-丙烯支化共聚物 | |
US20180244817A1 (en) | Branched EPDM Polymers Produced Via Use of Vinyl Transfer Agents and Processes for Production Thereof | |
JP5848815B2 (ja) | ビニル末端型ポリマーを製造するための新規な触媒およびその使用方法 | |
WO2018160278A1 (en) | Branched ethylene copolymers produced via use of vinyl transfer agents and processes for production thereof | |
WO2014052200A1 (en) | Vinyl terminated polymers and methods to produce thereof | |
CN115362187B (zh) | 使用过渡金属双(酚盐)催化剂络合物获得的聚乙烯组合物及生产该聚乙烯组合物的均相方法 | |
EP2688924A2 (en) | Vinyl terminated higher olefin polymers and methods to produce thereof | |
EP3068807B1 (en) | Process to produce polymers from pyridyldiamido transition metal complexes and use thereof | |
US11041035B2 (en) | Process to produce long-chain branched polyolefins using dienes | |
WO2019173129A1 (en) | Improved process to produce long-chain branched polyolefins using dienes | |
CN114787202A (zh) | 乙烯共聚物及作为粘度改性剂的用途 | |
WO2018160277A1 (en) | Branched propylene polymers produced via use of vinyl transfer agents and processes for production thereof | |
JP2024518830A (ja) | 粘度調整剤としてのエチレン-プロピレン分岐コポリマー | |
WO2022035585A1 (en) | Cyclic containing polymer compositions obtained using transition metal bis(phenolate) catalyst complexes and process for production thereof | |
WO2018160276A1 (en) | Polymers produced via use of quinolinyldiamido transition metal complexes and vinyl transfer agents | |
EP3317288A1 (en) | Transition metal complexes of tridentate dianionic cnn ligands, production and use thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |