[发明专利]用于制备1,2-聚丁二烯的催化剂组合物及1,2-聚丁二烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，特别涉及一种用于制备1，2-聚丁二烯的催化剂组合物及一种1，2-聚丁二烯的制备方法。

背景技术

1，2-聚丁二烯是分子主链上存在乙烯基侧基的烯烃聚合物，其具有良好的抗湿滑性、耐老化和低生热等优点，是制造高性能轮胎、绿色轮胎和汽车等的理想材料之一。随着汽车行业的快速发展，对1，2-聚丁二烯的需求也在不断增长。

制备1，2-聚丁二烯时，可采用锂系催化剂、钴系催化剂、钼系催化剂和铁系催化剂等催化剂，其中，铁系催化剂是一种较好的催化剂，已成为目前的研究热点之一。现有技术公开了用于制备1，2-聚丁二烯的多种铁系催化剂，如申请号为85101897的中国专利文献公开了一种用于制备乙烯基聚丁二烯橡胶的铁系催化剂，该铁系催化剂由铁化合物、有机铝化合物、含氮化合物和卤化物组成，其中，铁化合物为羧酸铁、羧酸亚铁或烷氧基铁，有机铝化合物为三烷基铝、三芳基铝或烷基氢化铝，含氮化合物为邻菲罗啉或联吡啶，卤化物为有机卤化物或烷基卤化铝；有机铝化合物和铁化合物的摩尔比为(20∶1)～(200∶1)，含氮化合物和铁化合物的摩尔比为(0.5∶1)～(7∶1)，卤化物和铁化合物的摩尔比为(2∶1)～(16∶1)。

上述铁系催化剂采用羧酸铁、羧酸亚铁或烷氧基铁和配体邻菲罗啉或联吡啶形成铁配合物，以有机铝化合物和卤化物为另外两个组分，在低于30℃的条件下对聚合反应起催化作用，制得1，2-聚丁二烯的含量大于50％的聚丁二烯，所得聚丁二烯中还含有较多的cis-1，4-聚丁二烯和trans-1，4-聚丁二烯。然而，上述铁系催化剂不但组分复杂，成本较高，而且当温度高于30℃时，其催化活性显著降低，不利于1，2-聚丁二烯的制备，即上述铁系催化剂仅适于在低温聚合时应用，不利于工业化生产。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种用于制备1，2-聚丁二烯的催化剂组合物及一种1，2-聚丁二烯的制备方法，本发明提供的用于制备1，2-聚丁二烯的催化剂组合物在高温下仍具有较好的催化活性，应用温度的范围较大，可制得间同与无规可调的1，2-聚丁二烯，利于工业化生产。

本发明提供一种用于制备1，2-聚丁二烯的催化剂组合物，包含：

烷基铝；

具有式(I)化学式的铁配合物：

[Fe(CF₃SO₃)_x(L)_y](I)；

其中，L为配体，所述配体为含磷化合物、含氮化合物、含硫化合物或含氧化合物；x为2或3；1≤y≤10。

优选的，所述含磷化合物为亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯、亚磷酸二丙酯、亚磷酸二丁酯、磷酸二异辛酯、亚磷酸二苯酯、磷酸二甲酚酯、磷酸三苯酯或磷酸三甲酚酯；

所述含氮化合物为乙胺、二乙胺、三乙胺、正丁胺或N，N-二甲基甲酰胺；

所述含硫化合物为二甲基亚砜或二苯基亚砜；

所述含氧化合物为异辛醇、四氢呋喃或正丙醚。

优选的，所述烷基铝为三烷基铝或二烷基氢化铝。

优选的，所述烷基铝与所述具有式(I)化学式的铁配合物中铁的摩尔比为(5～30)∶1。

优选的，所述用于制备1，2-聚丁二烯的催化剂组合物还包含1，3-丁二烯。

优选的，所述1，3-丁二烯与所述具有式(I)化学式的铁配合物中铁的摩尔比为(0.01～15)∶1。

优选的，所述用于制备1，2-聚丁二烯的催化剂组合物还包含有机溶剂。

本发明还提供一种1，2-聚丁二烯的制备方法，包括以下步骤：

在上述用于制备1，2-聚丁二烯的催化剂组合物的作用下，将1，3-丁二烯在有机溶剂中进行聚合反应，得到1，2-聚丁二烯。

优选的，所述具有式(I)化学式的铁配合物中铁与所述1，3-丁二烯的摩尔比为(2.0×10^-5～9.0×10^-4)∶1。

优选的，所述聚合反应的温度为0℃～100℃。