[发明专利]包含二烯基团的弹性三元共聚物及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及弹性三元共聚物及其制备方法，所述弹性三元共聚物是乙烯、α-烯烃、和二烯的共聚物。更具体地，本发明涉及可同时满足可加工性和弹性(柔性)的具有长支链的弹性三元共聚物及其制备方法。

背景技术

EPDM橡胶——乙烯、α-烯烃如丙烯和二烯如亚乙基降冰片烯的弹性三元共聚物——具有在主链中不包含不饱和键的分子结构并且具有优于一般共轭二烯橡胶的耐候性、耐化学性和耐热性的特征。由于这些特性，弹性三元共聚物如EPDM橡胶被广泛用作用于工业材料的材料，例如用于各种各样的汽车零件、电线、建筑以及各种各样的软管、垫圈、带、缓冲器(bumper)和与塑料的共混物。

弹性三元共聚物如EPDM橡胶主要通过在包含钒化合物的催化剂如钒基Ziegler-Natta催化剂存在下使三种单体共聚来制备。然而，由于钒基催化剂具有低的催化活性，所以需要使用过量的催化剂，从而存在三元共聚物中残留金属含量增加的缺点。因此，在三元共聚物制备之后需要催化剂去除和脱色的过程，并且树脂中残留的催化剂可引起耐热性变差、杂质生成、阻碍硫化反应等问题。另外，由于包含钒化合物的催化剂具有低聚合活性和低温聚合条件，所以使用其不易于制备弹性三元共聚物，并且因为共聚单体如丙烯和二烯的摄入速率不易控制，所以难以控制共聚物的分子结构。因此，在使用钒基催化剂的情况下，制备具有各种性质的弹性三元共聚物存在局限性。最近，由于这些问题，开发了通过使用茂金属基第4族过渡金属催化剂代替钒基Ziegler-Natta催化剂来制备弹性三元共聚物如EPDM橡胶的方法。

这种第4族过渡金属催化剂在烯烃聚合中显示出高的聚合活性，并且使得不但可制备具有较高分子量的共聚物，而且可容易地控制共聚物的分子量分布和组成。此外，其具有能够使各种共聚单体共聚的优点。例如，美国专利No.5,229,478和6,545,088以及韩国专利No.0,488,833公开了具有高分子量的弹性三元共聚物可通过使用得自于配体如环戊二烯基、茚基、芴基等的各种茂金属基第4族过渡金属催化剂以优良的聚合活性获得。

然而，在通过使用现有的第4族过渡金属催化剂使三种单体聚合的情况下，由于单体与α-烯烃的共聚单体具有高反应性，所以存在来源于所述单体的重复单元在三元共聚物链中分布不均匀的缺点。因此，难以获得具有优良弹性和柔性的弹性三元共聚物如EPDM橡胶。

此外，美国专利No.5,902,867公开了通过使分子量分布扩大来降低聚合物的粘度，从而改善EPDM的混合可加工性和挤出可加工性的方法，但是存在这样的问题：聚合物在所述方法期间被交联橡胶产物中所包含的低分子组分降解，并使表面特性和低温特征降低。

因此，需要继续开发可同时满足优良可加工性、机械性能和弹性(柔性)的弹性三元共聚物，以及可以以高生产力和产率制备弹性三元共聚物的制备方法。

现有技术文件

[专利文件]

(专利文件0001)美国专利No.5,229,478

(专利文件0002)美国专利No.6,545,088

(专利文件0003)韩国专利No.0,488,833

(专利文件0004)美国专利No.5,902,867

发明详述

[技术问题]

本发明的一个方面提供了可同时满足优良可加工性和弹性(柔性)的具有长支链的弹性三元共聚物。

本发明的另一个方面提供了一种可以以高生产力生产具有长支链的弹性三元共聚物的制备方法。

[解决方案]

本发明提供了弹性三元共聚物，其在第4族过渡金属催化剂存在下获得，具有40重量％至70重量％的乙烯、15重量％至55重量％的C₃-C₂₀α-烯烃、和0.5重量％至20重量％的二烯，其i)通过GPC测量的重均分子量为100,000至500,000，并且ii)Δtanδ——通过使用橡胶加工分析仪(rubber process analyzer)在100℃下测量的在0.2rad/s和100.0rad/s的角频率下的tanδ值之差——为0.5或更小。