CN116041574A - 用于烯烃聚合的催化剂组分及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制备固体催化剂组分的溶液和烯烃催化剂固体组分及催化剂。用于制备固体催化剂组分的溶液包括镁、钛、卤素、助析出剂和溶剂,其中所述助析出剂包括二醇酯类化合物和羧酸烷基酯类化合物。本发明使用由特殊结构的多元醇酯化合物与羧酸烷基酯类化合物复配的助析出剂代替了传统的助析出剂邻苯二甲酸酐,所制备出的催化剂组分氢调敏感优良、粒径分布均匀、聚合物堆积密度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于烯烃聚合的催化剂组分及其制备方法,属于烯烃聚合领域。
背景技术
以镁、钛、卤素和给电子体作为基本成分的固体颗粒型聚烯烃催化剂,是先将氯化镁制备成均匀溶液,再通过结晶析出并负载含钛的活性组分。在溶解析出体系中,只有助析出剂的存在,才有可能得到粒度均匀的固体物,助析出剂一般采用有机酸酐、有机酸、酮、醚、酯等类化合物。
在CN85100997A中含钛催化剂组分是由卤化镁溶于有机环氧化合物和有机磷化合物形成均匀溶液,该溶液与四卤化钛或其衍生物混合,在助析出剂如有机酸酐存在下,析出固体物;此固体物用多元羧酸酯处理,使其载附于固体物上,再用四卤化钛和惰性稀释剂处理而得到。该催化剂用于丙烯聚合时,催化剂活性较高,所得聚合物的等规度较高,表观密度大。但该催化剂的制备工艺比较复杂,所用原料种类繁多,反应流程较长。同时,这种方法制备催化剂的产率及催化剂性能都有待进一步提高。
中国专利ZL89107878也公开了一种采用共析出法制备的催化剂体系,该催化剂体系中的含Ti固体催化剂组分是在癸烷溶剂中,将固体二氯化镁溶解于有机醇化合物如2-乙基己醇中,加入有机酸酐溶解后,在四卤化钛作用下析出沉淀,再经过四卤化钛等处理得到主催化剂组分。该催化剂用于丙烯聚合,催化剂活性较高,聚合物颗粒形态较好。但该催化剂在合成过程中所用四氯化钛量较大,聚合物等规度略低,催化剂氢调敏感性还不太高。
CN1436766公开了一种多元醇酯类化合物,该化合物适合用于烯烃聚合的催化剂的制备。CN1436796A、CN1453298A中都描述了以这种特殊的多元酯类化合物为内给电子体得到的聚烯烃催化剂活性组分,该催化剂具有较高的活性和较好的立体定向性。但该方法制备催化剂时,因多元醇酯是在催化剂颗粒形成之后负载于催化剂表面,负载未必均匀,颗粒形态不太理想,同时,为了得到较好的催化剂性能,二元醇酯的使用量比较大,这一点从专利中所给的数据也有所体现。
CN101643519A公开了一种用于烯烃聚合的催化剂组分的制备方法,含钛催化剂组分是由卤化镁溶于有机环氧化合物和有机磷化合物形成均匀溶液,该溶液与四卤化钛或其衍生物混合,在多元酯类化合物存在下,析出固体物,在该固体物沉淀上再负载上至少一种表面修饰剂,至少一种过渡金属钛的卤化物或其衍生物,和电子给体化合物,用稀释剂洗涤后得到。该催化剂的制备工艺比较复杂,所用原料种类繁多,反应流程较长,而且二醇酯用量相对较大,氢调敏感性有待提高。
发明内容
针对上述现有技术所述催化剂存在的缺陷,发明人发现,首先由卤化镁溶于混合醇类化合物和烃类溶剂中,并加入适量的钛的卤化物进行处理,形成均匀溶液,再加入二醇酯类化合物(A)及酯类化合物(B)作为助析出剂,与钛化合物混合形成含钛固体物,采用酯类化合物(C)处理后,再用钛化合物处理而得到固体催化剂组分;所制备的催化剂氢调敏感好、粒径分布均匀、聚合物堆积密度高。基于此,提出本发明。
在第一方面,本发明提供一种用于制备固体催化剂组分的溶液,其包括镁、钛、卤素、助析出剂和溶剂,其中所述助析出剂包括二醇酯类化合物和羧酸烷基酯类化合物。本发明所述溶液是指均匀溶液。
根据本发明的一些实施方式,所述的二醇酯类化合物为如式(Ⅰ)所示的二醇酯类化合物:
式中R1-R6、R1-R2为相同或不同的氢、卤素或取代或未取代的C1-C20烷基、C3-C20环烷基、C6-C20芳基、C7-C20烷芳基、C7-C20芳烷基、C2-C10烯烃基或C10-C20稠环芳基;但R1和R2不是氢,R3-R6及R1-R2中的一个或多个任选地成环或不成环。
根据本发明的一些实施方式,所述的羧酸烷基酯类化合物为脂肪族或芳香族单羧酸的烷基酯、脂肪族或芳香族多元羧酸的烷基酯。
根据本发明的一些实施方式,所述的卤化镁选自二卤化镁、二卤化镁的水或醇的络合物、二卤化镁分子式中其中一个或两个卤原子被烃基或卤烃氧基所置换的衍生物。具体化合物如:二氯化镁、二溴化镁、氯化苯氧基镁、氯化异丙氧基镁、氯化丁氧基镁等,其中优选二氯化镁。
根据本发明的一些实施方式,所述的混合醇类化合物,选择脂肪醇、脂环醇与芳香醇中的至少两种。其中脂肪醇为碳原子数在1~20的直链或支链脂肪醇;脂环醇是碳原子数在3~12的环族脂肪醇;芳香醇为原子数在6~20的芳基醇或烷基芳基醇。具体如:具体实例但不仅限于:甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、2-丙醇、2-丁醇、2-戊醇、2-己醇、2-庚醇、2-辛醇、2-壬醇、2-癸醇、2-乙基丁醇、2-乙基己醇、4-甲基-2-戊醇、3,3,5-三甲基戊醇、4-甲基-3-庚醇、苯甲醇、2-苯基乙醇、1-苯基-1-丙醇、乙二醇、丙三醇、正十一醇、正十二醇、正十三醇、正十四醇、正十五醇、正十六醇、正十七醇、正十八醇、正十九醇、正二十醇、苯甲醇、苯乙醇、苯丙醇、苯丁醇、乙二醇、丙三醇、苯酚等及其同分异构体或衍生物。优选的混合醇,其中一种为2-乙基己醇,另外一种或多种从上述醇中选择。其中,2-乙基己醇占80-99.8wt%,其它醇占0.2-20wt%。本发明对醇的水含量并无特别限定,为了获得良好的催化剂的性能,要求水分含量越少越好。醇中水含量一般控制在1000ppm以下,优选水含量在100ppm以下。
根据本发明的一些实施方式,所述的烃类溶剂优选为烷烃、环烷烃、芳香烃等,如癸烷、苯、甲苯、二甲苯等,优选甲苯和癸烷。
根据本发明的一些实施方式,所述钛的卤化物结构如式(II)所示:3、根据权利要求1或2所述的溶液,其特征在于,所述的二醇酯类化合物选自2-乙基-1,3-丙二醇二苯甲酸酯、2-丙基-1,3-丙二醇二苯甲酸酯、2-异丙基-2-异戊基-1,3丙二醇二苯甲酸酯、1,3-丁二醇二甲基苯甲酸酯、2-甲基-1,3-丁二醇二间氯苯甲酸酯、2,3-二甲基-1,3-丁二醇二苯甲酸酯、1,3-戊二醇新戊酸酯、2,4-戊二醇二苯甲酸酯、2-甲基-1,3-戊二醇苯甲酸肉桂酸酯、2,2-二甲基-1,3-戊二醇二苯甲酸酯、2,4-庚二醇二苯甲酸酯、2-甲基-3,5-庚二醇二苯甲酸酯中的一种或多种。
根据本发明的一些实施方式,所述的羧酸烷基酯类化合物选自邻苯二甲酸酯类、丙二酸酯类、琥珀酸酯类、戊二酸酯类、新戊酸酯或碳酸酯类,优选选自苯甲酸乙酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、己二酸二乙酯、己二酸二丁酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二乙酯、2,3-二异丙基琥珀酸二异丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二正丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二甲基酯、2,2-二甲基琥珀酸二异丁酯、2-乙基-2-甲基琥珀酸二异丁酯、2-乙基-2-甲基琥珀酸二乙酯、己二酸二乙酯、己二酸二丁酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二丁酯、顺丁烯二酸二乙酯、顺丁烯二酸二正丁酯、萘二羧酸二乙酯、萘二羧酸二丁酯、偏苯三酸三乙酯、偏苯三酸三丁酯、联苯三酸三乙酯、联苯三酸三丁酯、均苯四酸四乙酯和均苯四酸四丁酯中的一种或多种。
根据本发明的一些实施方式,所述溶剂包括醇类化合物和烃类溶剂。
根据本发明的一些实施方式,所述醇类化合物选自甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、2-丙醇、2-丁醇、2-戊醇、2-己醇、2-庚醇、2-辛醇、2-壬醇、2-癸醇、2-乙基丁醇、2-乙基己醇、4-甲基-2-戊醇、3,3,5-三甲基戊醇、4-甲基-3-庚醇、苯甲醇、2-苯基乙醇、1-苯基-1-丙醇、乙二醇、丙三醇、正十一醇、正十二醇、正十三醇、正十四醇、正十五醇、正十六醇、正十七醇、正十八醇、正十九醇、正二十醇、苯甲醇、苯乙醇、苯丙醇、苯丁醇、乙二醇、丙三醇、苯酚等及其同分异构体或衍生物中的至少两种,优选的醇类化合物至少包括2-乙基己醇和其他醇,更优选,2-乙基己醇占80-99.8wt%,其它醇占0.2-20wt%。
根据本发明的一些实施方式,所述的烃类溶剂优选为烷烃、环烷烃和芳香烃中的一种或多种,进一步优选癸烷、苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种。
在第二个方面,本发明提供一种催化剂固体组分,其通过包括以下步骤的方法获得:
1)将本发明前述的溶液与钛化合物混合,形成含钛固体物;
2)将所述含钛固体物用酯类化合物处理后,再用钛化合物处理。
根据本发明的一些实施方式,步骤1)所述的溶液的制备包括由卤化镁溶于混合醇类化合物和烃类溶剂中,然后加入钛的卤化物进行处理,然后加入助析出剂,形成溶液,
优选地,所述卤化镁与钛的卤化物的摩尔比为1:0.001~2,更优选1:0.002~1;
优选地,卤化镁与二醇酯类化合物的摩尔比为1:0.005~0.1,优选1:0.01~0.05;卤化镁与羧酸烷基酯类化合物的摩尔比为1:0.01~0.5,优选1:0.02~0.2。
根据本发明的一些实施方式,所述的卤化镁选自二卤化镁、二卤化镁的水或醇的络合物、二卤化镁分子式中其中一个或两个卤原子被烃基或卤烃氧基所置换的衍生物,优选二氯化镁、二溴化镁、氯化苯氧基镁、氯化异丙氧基镁和氯化丁氧基镁中的一种或多种,最优选二氯化镁。
根据本发明的一些实施方式,所述钛的卤化物结构如式(II)所示:
(R1O)aTi(OR2)b(OR3)cXd 式(II)
式(II)中,R1、R2和R3可以相同也可以不同,选自H和烷基尤其是C1-C10烷基,X选自氯、溴、碘,a、b、c独立为0-4的整数,d独立为1-4的整数,且a+b+c+d=4。优选地,所述钛的卤化物选自四氯化钛、四溴化钛、四碘化钛、一氯三乙氧基钛、二氯二乙氧基钛、三氯一乙氧基钛、一氯三丁氧基钛、二氯二丁氧基钛、三氯一丁氧基钛它们的异构体中的至少一种。
步骤2)中所述的酯类化合物可选择通式(I)所示的二元醇酯类化合物、脂肪族或芳香族单羧酸的烷基酯、脂肪族或芳香族多元羧酸的烷基酯、脂肪族醚、环脂肪族醚和脂肪族酮中的一种或几种。优选二元的脂肪族羧酸酯或芳香族羧酸酯以及二醚类化合物。更优选邻苯二甲酸酯类、丙二酸酯类、琥珀酸酯类、戊二酸酯类、新戊酸酯或碳酸酯类等。具体如:邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二乙酯、2,3-二异丙基琥珀酸二异丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二正丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二甲基酯、2,2-二甲基琥珀酸二异丁酯、2-乙基-2-甲基琥珀酸二异丁酯、2-乙基-2-甲基琥珀酸二乙酯、己二酸二乙酯、己二酸二丁酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二丁酯、顺丁烯二酸二乙酯、顺丁烯二酸二正丁酯、萘二羧酸二乙酯、萘二羧酸二丁酯、偏苯三酸三乙酯、偏苯三酸三丁酯、联苯三酸三乙酯、联苯三酸三丁酯、均苯四酸四乙酯、均苯四酸四丁酯等。优选邻苯二甲酸二异丁酯或邻苯二甲酸二正丁酯。
根据本发明的一些实施方式,步骤1)和2)中所述的钛化合物的通式为Ti(OR)nX4-n,其中:R为烷基;X为卤素;0≤n≤4;液态钛化合物包括:四卤化钛,如:四氯化钛、四溴化钛等;烷氧基三卤化钛,二烷氧基二卤化钛,三烷氧基卤化钛等。优选四氯化钛。
本发明催化剂组分可通过如下方法制备:
(1)在烃类溶剂下,将无水氯化镁、混合醇类化合物和钛的卤化物在50~140℃反应0.5~5.0小时,得到均匀的醇合物溶液,然后,加入一种或多种二醇酯类化合物(A)与酯类化合物(B)复配形成的混合液作为助析出剂。无水氯化镁与混合醇类化合物的摩尔比为1:0.5~6.0,优选1:1.0~5.0;无水氯化镁与钛的卤化物的摩尔比为1:0.001~2,优选1:0.002~1;无水氯化镁与二醇酯类化合物(A)的摩尔比为1:0.005~0.1,优选1:0.01~0.05;无水氯化镁与酯类化合物(B)的摩尔比为1:0.01~0.5,优选1:0.02~0.2。
(2)将上述醇合物溶液,加入到-40~0℃的钛化合物与惰性稀释剂的混合物中,通过搅拌使它们在低温下充分接触,经一定的反应时间约3~5小时后,升温至50~150℃,升温过程中析出催化剂固体,析出催化剂固体后,加入酯类化合物(C)作为内给电子体,反应0.5~6小时,得到含催化剂固体的液体悬浮物。无水氯化镁与钛化合物的摩尔比为1:5~35,优选1:8~25;无水氯化镁与酯类化合物的摩尔比为1:0~3,优选1:0.02~0.3。
(3)将步骤(2)得到的反应物,过滤掉液体,再加入钛化合物与惰性稀释剂的混合物,在50~150℃下,继续反应1~6小时,反应结束后,过滤出液体,重复处理1~3次,经过洗涤,干燥,得到含钛的固体催化剂组份。无水氯化镁与液态钛化合物的摩尔比为1:3~40,优选1:5~35。
本发明还提供一种用于烯烃聚合反应的催化剂,优选地,所述烯烃中的至少一种由通式CH2=CHR表示,其中R为氢或C1-C6的烷基,催化剂包含下列组分或下述组分的反应产物:
(1)本发明的催化剂固体组分;
(2)烷基铝化合物;
(3)外给电子体组分。
根据本发明的一些实施方式,烷基铝化合物为通式为AlRnX3-n的化合物,式中R为氢,碳原子数为1~20的烃基,X为卤素,n为1<n≤3的数;具体可选自三乙基铝、三丙基铝、三正丁基铝、三异丁基铝、三正辛基铝、三异丁基铝、一氢二乙基铝、一氢二异丁基铝、一氯二乙基铝、一氯二异丁基铝、倍半乙基氯化铝、二氯乙基铝,优选三乙基铝、三异丁基铝。
对于用于制备立构规整性高的烯烃聚合物时,需加入(3)外给电子体化合物,例如通式为RnSi(OR’)4-n的有机硅化合物,式中0≤n≤3,R和R’为同种或不同的烷基、环烷基、芳基、卤代烷基,R也可以为卤素或氢原子。例如:三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、甲基叔丁基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷,优选环己基甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷。
上述三组分之间的摩尔比例为:组分1:组分2:组分3的摩尔比=1:5~500:0~500。优选的摩尔比为1:25~100:25~100。
本发明的烯烃聚合反应按照公知的聚合方法进行,采用常规的技术如淤浆法、气相流化床等,特别是丙烯的均聚合或丙烯与其它烯烃的共聚合。较好地是采用以下反应条件:
聚合温度:0~110℃,优选60~90℃。
本发明和已有技术相比,催化剂组分在制备均匀溶液的过程中引入了钛的卤化物,并且采用混合醇来溶解来进行反应形成均匀的溶液,使用由特殊结构的多元醇酯化合物与有酯类化合物复配的助析出剂代替了传统的助析出剂邻苯二甲酸酐,所制备出的催化剂组分氢调敏感优良、粒径分布均匀、聚合物堆积密度高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明,但本发明并不受下述实施例限定。
需要说明的是,对于在本发明的实施例中制备的烷氧基镁颗粒和聚烯烃的评价,用以下方法进行:
1.均匀溶液中的钛含量:使用721分光光度计测试
2.催化剂粒度分布:根据马尔文2000正己烷分散剂激光衍射法测量。其中,d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)表示粒度累积分布(0到100%)中10%、50%、90%所对应的直径,Span=[d(0.9)-d(0.1)]/d(0.5)。
3.聚合物熔融指数的测定:根据GB/T3682-2000中规定的方法采用XRZ-00熔融指数仪测定。
4.聚合物等规度采用庚烷抽提法测定:2克干燥的聚合物样品,放在抽提器中用沸腾庚烷抽提6小时后,将剩余物干燥至恒重所得的聚合物重量(g)与2(g)的比值即为等规度。
5.聚合方法:
在一个5升高压釜中,经气相丙烯充分置换后,在室温下加入5毫升三乙基铝的己烷溶液(三乙基铝的浓度为0.5毫摩尔/毫升)、l毫升环己基甲基二甲氧基硅烷(CHMMS)的己烷溶液(CHMMS的浓度为0.1毫摩尔/毫升)、10毫升无水己烷和10毫克固体催化剂组分。关闭高压釜,引入4.5NL的氢气和2.0L的液体丙烯;在搅拌下10分钟内将温度升至70℃。在70℃下聚合反应1小时,反应结束后停搅拌,除去未聚合的丙烯单体,收集聚合物,进行测试。
实施例1
均匀溶液的制备:
在经过高纯氮重复置换的反应釜中,依次加入5.0g无水氯化镁、50ml甲苯、20ml2-乙基己醇、1ml乙醇,0.5ml四氯化钛,在搅拌转速450rpm、温度为110℃的条件下,反应5.0小时,得到稳定均匀的醇合物溶液;再加入3,5庚二醇二苯甲酸酯0.4ml,邻苯二甲酸二丁酯0.7ml,搅拌一段时间,冷却至室温。根据分光光度计的测试结果计算均匀溶液中钛元素含量为0.30%。
催化剂的制备:
将上述制备的均匀溶液加入到经氮气充分置换、装有-25℃的90ml四氯化钛及10ml甲苯的反应器中,通过搅拌使它们在低温下充分接触,经6小时后,升温至100℃,加入邻苯二甲酸二丁酯1.5ml,反应1小时,反应结束后,过滤出液体,再加入90ml甲苯及60ml四氯化钛,在110℃下,继续反应1小时,反应结束后,过滤出液体,将这个操作再重复一次,用150ml己烷洗涤5次,干燥,制得含钛固体催化剂组份。
实施例2
在实施例1的均匀溶液的制备中,将加入1ml乙醇,改为加入0.5ml乙醇,其余同实施例1。根据分光光度计的测试结果计算均匀溶液中钛元素含量为0.31%。
实施例3
在实施例1的均匀溶液的制备中,将加入1ml乙醇,改为加入2.0g正十八醇,其余同实施例1。根据分光光度计的测试结果计算均匀溶液中钛元素含量为0.30%。
实施例4
在实施例1的均匀溶液的制备中,将加入1ml乙醇,改为加入5.0g正十八醇,其余同实施例1。根据分光光度计的测试结果计算均匀溶液中钛元素含量为0.28%。
实施例5
在实施例1的均匀溶液的制备中,将加入1ml乙醇,改为加入1.5ml正十二醇,其余同实施例1。根据分光光度计的测试结果计算均匀溶液中钛元素含量为0.31%。
实施例6
在实施例1的均匀溶液的制备中,将加入四氯化钛0.5ml,改为加入四氯化钛1.0ml,其余同实施例1。根据分光光度计的测试结果计算均匀溶液中钛元素含量为0.65%。
实施例7
在实施例1的均匀溶液的制备中,将加入邻苯二甲酸二丁酯0.7ml,改为加入邻苯二甲酸二异丁酯0.7ml;在催化剂的制备中,将加入邻苯二甲酸二丁酯1.5ml,改为加入邻苯二甲酸二异丁酯1.5ml;其余同实施例1。根据分光光度计的测试结果计算均匀溶液中钛元素含量为0.29%。
实施例8
在实施例1的均匀溶液的制备中,将加入1ml乙醇,改为加入2ml正丁醇,其余同实施例1。根据分光光度计的测试结果计算均匀溶液中钛元素含量为0.30%。
实施例9
在实施例1的均匀溶液的制备中,将加入1ml乙醇,改为加入4ml乙醇,其余同实施例1。根据分光光度计的测试结果计算均匀溶液中钛元素含量为0.28%。
比较例1
均匀溶液的制备:
在经过高纯氮重复置换的反应釜中,依次加入5.0g无水氯化镁、50ml甲苯、20ml2-乙基己醇,在搅拌转速450rpm、温度为130℃的条件下,反应2.0小时,然后加入1.2g邻苯二甲酸酐,继续反应一小时,冷却至室温,得到稳定均匀的醇合物溶液。
催化剂的制备:
将上述制备的醇合物均匀溶液加到经氮气充分置换、装有-20℃的140ml四氯化钛的反应器中,通过搅拌使它们在低温下充分接触,经4小时后,升温至110℃,加入邻苯二甲酸二异丁酯3.4ml,反应2小时,反应结束后,过滤出液体,再加入180ml四氯化钛,在110℃下,继续反应2小时,反应结束后,过滤出液体,用120ml己烷洗涤5次,干燥,制得固体钛催化剂组份。
比较例2
均匀溶液的制备:
在经过高纯氮重复置换的反应釜中,依次加入5.0g无水氯化镁、50ml甲苯、20ml2-乙基己醇、1ml乙醇,0.5ml四氯化钛,在搅拌转速450rpm、温度为130℃的条件下,反应2.0小时,然后加入1.2g邻苯二甲酸酐,继续反应一小时,冷却至室温,得到稳定均匀的醇合物溶液。根据分光光度计的测试结果计算均匀溶液中钛元素含量为0.30%。
催化剂的制备同比较例1。
比较例3
在实施例1的均匀溶液的制备中,不加入3,5庚二醇二苯甲酸酯0.4ml,此方案无催化剂析出。根据分光光度计的测试结果计算均匀溶液中钛元素含量为0.30%。
以上实施例和比较例的测速数据见表1。
表1催化剂分析测试数据对照表
从表1实施例与比较例的数据对比可以看出,本发明一种用于烯烃聚合含钛固体催化剂组分,首先由卤化镁溶于混合醇类化合物和烃类溶剂中,并加入适量的钛的卤化物进行处理,形成均匀溶液,再加入二醇酯类化合物(A)及酯类化合物(B)作为助析出剂,与钛化合物混合形成含钛固体物,采用酯类化合物(C)处理后,再用钛化合物处理而得到的固体催化剂组分。制备的催化剂的粒径分布窄,且催化剂的氢调敏感性更高,所制备的聚合物的堆积密度较高,细粉含量少。有利于催化剂在大型丙烯聚合装置上常规应用和高性能牌号的开发。催化剂应用前景广阔。
虽然在上文中已经参考了一些实施例对本发明进行了描述,然而在不脱离本发范围的情况下,可以对其进行各种改进,并且可以用等效替换其中的物质。本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用,在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此,本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是落入权利要求的范围的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种用于制备固体催化剂组分的溶液,包括镁、钛、卤素、助析出剂和溶剂,其中所述助析出剂包括二醇酯类化合物和羧酸烷基酯类化合物。
3.根据权利要求1或2所述的溶液,其特征在于,所述的二醇酯类化合物选自2-乙基-1,3-丙二醇二苯甲酸酯、2-丙基-1,3-丙二醇二苯甲酸酯、2-异丙基-2-异戊基-1,3丙二醇二苯甲酸酯、1,3-丁二醇二甲基苯甲酸酯、2-甲基-1,3-丁二醇二间氯苯甲酸酯、2,3-二甲基-1,3-丁二醇二苯甲酸酯、1,3-戊二醇新戊酸酯、2,4-戊二醇二苯甲酸酯、2-甲基-1,3-戊二醇苯甲酸肉桂酸酯、2,2-二甲基-1,3-戊二醇二苯甲酸酯、2,4-庚二醇二苯甲酸酯、2-甲基-3,5-庚二醇二苯甲酸酯中的一种或多种;
所述的羧酸烷基酯类化合物选自邻苯二甲酸酯类、丙二酸酯类、琥珀酸酯类、戊二酸酯类、新戊酸酯或碳酸酯类,优选选自苯甲酸乙酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、己二酸二乙酯、己二酸二丁酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二乙酯、2,3-二异丙基琥珀酸二异丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二正丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二甲基酯、2,2-二甲基琥珀酸二异丁酯、2-乙基-2-甲基琥珀酸二异丁酯、2-乙基-2-甲基琥珀酸二乙酯、己二酸二乙酯、己二酸二丁酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二丁酯、顺丁烯二酸二乙酯、顺丁烯二酸二正丁酯、萘二羧酸二乙酯、萘二羧酸二丁酯、偏苯三酸三乙酯、偏苯三酸三丁酯、联苯三酸三乙酯、联苯三酸三丁酯、均苯四酸四乙酯和均苯四酸四丁酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的溶液,其特征在于,所述溶剂包括至少两种醇类化合物和烃类溶剂。
5.根据权利要求4所述的溶液,其特征在于,所述醇类化合物选自甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、2-丙醇、2-丁醇、2-戊醇、2-己醇、2-庚醇、2-辛醇、2-壬醇、2-癸醇、2-乙基丁醇、2-乙基己醇、4-甲基-2-戊醇、3,3,5-三甲基戊醇、4-甲基-3-庚醇、苯甲醇、2-苯基乙醇、1-苯基-1-丙醇、乙二醇、丙三醇、正十一醇、正十二醇、正十三醇、正十四醇、正十五醇、正十六醇、正十七醇、正十八醇、正十九醇、正二十醇、苯甲醇、苯乙醇、苯丙醇、苯丁醇、乙二醇、丙三醇、苯酚及其同分异构体或衍生物中的至少两种,优选的醇类化合物至少包括2-乙基己醇和其他醇,更优选,2-乙基己醇占80-99.8wt%,其它醇占0.2-20wt%;
所述的烃类溶剂优选为烷烃、环烷烃和芳香烃中的一种或多种,进一步优选癸烷、苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种。
6.一种催化剂固体组分,其通过包括以下步骤的方法获得:
1)将权利要求1-5中任一项所述的溶液与钛化合物混合,形成含钛固体物;
2)将所述含钛固体物用酯类化合物处理后,再用钛化合物处理。
7.根据权利要求6所述的催化剂固体组分,其特征在于,步骤1)所述的溶液的制备包括由卤化镁溶于混合醇类化合物和烃类溶剂中,然后加入钛的卤化物进行处理,然后加入助析出剂,形成溶液,
优选地,所述卤化镁与钛的卤化物的摩尔比为1:0.001~2,更优选1:0.002~1;
优选地,卤化镁与二醇酯类化合物的摩尔比为1:0.005~0.1,优选1:0.01~0.05;卤化镁与羧酸烷基酯类化合物的摩尔比为1:0.01~0.5,优选1:0.02~0.2。
8.根据权利要求6或7所述的催化剂固体组分,其特征在于,所述的卤化镁选自二卤化镁、二卤化镁的水或醇的络合物、二卤化镁分子式中其中一个或两个卤原子被烃基或卤烃氧基所置换的衍生物,优选二氯化镁、二溴化镁、氯化苯氧基镁、氯化异丙氧基镁和氯化丁氧基镁中的一种或多种,最优选二氯化镁。
所述钛的卤化物结构如式(II)所示:
(R1O)aTi(OR2)b(OR3)cXd 式(II)
式(I)中,R1、R2和R3相同或不同,选自H和烷基尤其是C1-C10烷基,X选自氯、溴、碘,a、b、c独立为0-4的整数,d独立为1-4的整数,且a+b+c+d=4;优选地,所述钛的卤化物选自四氯化钛、四溴化钛、四碘化钛、一氯三乙氧基钛、二氯二乙氧基钛、三氯一乙氧基钛、一氯三丁氧基钛、二氯二丁氧基钛和三氯一丁氧基钛中的至少一种;
步骤2)中所述酯类化合物选自所述式(I)所示的二元醇酯类化合物、脂肪族或芳香族单羧酸的烷基酯、脂肪族或芳香族多元羧酸的烷基酯、脂肪族醚、环脂肪族醚和脂肪族酮中的一种或几种,具体可选自邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二乙酯、2,3-二异丙基琥珀酸二异丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二正丁酯、2,3-二异丙基琥珀酸二甲基酯、2,2-二甲基琥珀酸二异丁酯、2-乙基-2-甲基琥珀酸二异丁酯、2-乙基-2-甲基琥珀酸二乙酯、己二酸二乙酯、己二酸二丁酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二丁酯、顺丁烯二酸二乙酯、顺丁烯二酸二正丁酯、萘二羧酸二乙酯、萘二羧酸二丁酯、偏苯三酸三乙酯、偏苯三酸三丁酯、联苯三酸三乙酯、联苯三酸三丁酯、均苯四酸四乙酯、均苯四酸四丁酯中地至少一种;和/或
步骤1)和2)中所述的钛化合物的通式为Ti(OR)nX4-n,其中:R为烷基;X为卤素;0≤n≤4;优选四卤化钛,烷氧基三卤化钛,二烷氧基二卤化钛,三烷氧基卤化钛,最优选四氯化钛。
9.一种用于烯烃聚合的催化剂,包括下列组分或其反应产物:
(1)权利要求6-8中任一项所述的催化剂组分;
(2)烷基铝化合物;
(3)任选地,外给电子体化合物。
10.一种烯烃聚合方法,包括在烯烃聚合条件下,将烯烃与权利要求9所述的催化剂接触,优选地,所述烯烃中的至少一种由通式CH2=CHR表示,其中R为氢或C1-C6的烷基。
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