[发明专利]一种制备稀土异戊橡胶催化剂的方法

说明书

本发明公开了一种制备稀土异戊橡胶催化剂的方法，包括以下步骤：(1)配制三异丁基铝甲苯溶液；(2)配制三异丁基铝甲苯溶液与间戊二烯混合物；(3)制备一水氯化钕异丙醇配合物：将一水氯化钕和异丙醇加入甲苯中进行配位反应得到一水氯化钕异丙醇配合物；(4)制备催化剂：将一水氯化钕异丙醇配合物加入三异丁基铝甲苯溶液与间戊二烯混合物中，进行反应得到催化剂，反应温度为‑5℃以下，时间为5～10min，并应在搅拌下进行；(5)催化剂陈化：将步骤(4)制备的催化剂陈化16h以上，所述陈化温度为20～40℃。本发明所提供的制备稀土橡胶催化剂技术工艺简单易行、原料易得、副反应少、催化剂活性高。

技术领域

本发明涉及一种催化，具体地说是一种应用于异戊二烯溶液聚合生产稀土异戊橡胶的稀土催化剂的制备方法。

背景技术

橡胶工业的发展一直都与其相应的催化剂的发展密不可分，Ziegler-Natta催化剂的出现为合成顺丁橡胶和异戊橡胶带来了革命性的突破，为现代橡胶工业奠定了基础。锂系、铁系、钛系、钴系、镍系等催化剂的出现大大促进了橡胶工业的进一步发展。上个世纪六十年代起我国开始研究稀土系橡胶催化剂，并取得了重大突破。与传统橡胶催化剂相比，稀土催化剂在橡胶聚合反应具有以下特点：以饱和烃为溶剂，利于环保；单体转化率高；不易发生交联反应，生成凝胶；二聚物生成速率低，可以减少二聚物对环境造成的污染；温度对聚合产物的结构和性能影响不大。

稀土系催化剂中以钕系催化剂的活性最高，现在大多采用有机酸钕的三元陈化催化体系。长春应化所在1975年研究了P204、P507、P229等钕系催化体系对异戊二烯聚合催化活性的研究(1980年科学出版社《稀土催化合成橡胶文集》)。

Ziegler-Natta型稀土催化剂按照组分可以分为二元稀土催化体系、三元催化体系和多元催化剂体系。二元催化剂体系是由三氯化钕·nL配合物(Nd)与烷基铝(Al)组成，其中Al/Nd摩尔比通常>20，参见：中国科学，B辑，2009,39(10)：1006～1027。二元体系组分减少，影响因素少，配制工艺和方法简单。但这类催化剂大多是非均相体系，在催化共轭二烯烃聚合时稳定性差，催化过程和聚合过程均较难控制，聚合物分子量较大，分子量分布较宽，聚合体系粘度大，给传热、输送、喷胶、凝聚等生产过程带来困难并增加能耗。为了解决上述非均相催化剂的不足，提出了改进的由二(三氟乙酸)氯化钕·nL配合物或烷氧基氯化钕与烷基铝组成的二元催化剂体系，如(CF₃COO)₂NdCl·(C₂H₅)₂O或(CF₃COO)₂NdCl·C₂H₅OH与三乙基铝组成的二元稀土催化剂在甲苯中呈均相体系，但催化定向性相对较差，参见：高分子通讯，1979,6:367-369；1984,5:358～362。由烷氧基氯化钕Nd(OR)_3-nCl_n与三乙基铝组成的二元催化剂体系，其中R为丁基或戊基及其异构体，所制备的聚丁二烯的顺式含量相对偏低，参见：化学学报，1983,41:490～497。

在以往用氯化钕作为催化剂的研究中，氯化钕均使用无水氯化钕，无水氯化钕成本高、制备难度大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种制备稀土异戊橡胶催化剂的方法，以克服现有技术中稀土异戊橡胶催化剂的制备工艺复杂，成本高的缺陷。

本发明的目的是这样实现的，一种制备稀土异戊橡胶催化剂的方法，该方法包括以下步骤：

(1)配制三异丁基铝甲苯溶液：将三异丁基铝和甲苯混合配制成三异丁基铝甲苯溶液；

(2)配制三异丁基铝甲苯溶液与间戊二烯混合物：将步骤(1)配制的三异丁基铝甲苯溶液与间戊二烯混合得到三异丁基铝甲苯溶液与间戊二烯混合物；