[发明专利]五元环状氨基硅烷外给电子体及其制备方法与应用

说明书

本发明提供的五元环状氨基硅烷类外给电子体，具有如下式I所示的结构式：其中，R¹和R²相同或不同，各自独立地选自取代或未取代的C₁‑C₁₀烷基、或者取代或未取代的C₆‑C₂₀芳基、或者取代或未取代的C₃‑C₄₀环烷基；R³、R⁴、R⁵和R⁶相同或不同，各自独立地为氢、卤素、C₁‑C₁₀的烷基或者取代或未取代的C₆‑C₂₀芳基；所述卤素优选为氯或溴。本发明五元环状氧基硅烷类外给电子体的制备方法简单、副反应少且产物易于分离，同时该新型的外给电子体可提高聚合活性和定向聚合能力，特别是在烯烃聚合中表现出优异的综合性能。

技术领域

本发明属于烯烃聚合催化剂领域，涉及烯烃聚合催化剂外给电子体的合成与应用，具体涉及具有五元环结构的氨基硅烷型外给电子体及其制备方法与应用。

背景技术

聚烯烃具有原料丰富、价格低廉、加工容易及综合性能优良等优点，是当今产量最大、应用最为广泛的高分子材料，其中尤其以聚乙烯和聚丙烯最为重要。随着全球对聚烯烃材料需求的不断增长，存在对特定结构、种类和功能的聚烯烃材料的需求。影响聚烯烃结构和性能的最重要因素就是催化剂，而给电子体则是调控聚烯烃催化性能的关键因素。

齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂是目前用于工业生产具有高立体等规度的聚烯烃的最重要催化剂。20世纪80年代，三井和蒙埃公司将二苯基二甲氧基硅烷作为外给电子体用于丙烯聚合过程，不仅将催化剂的生产率提高到1000Kg/(g h)，而且由此生产的聚丙烯的等规度和堆密度都得到很大程度地提高。此后，硅烷类外给电子体成为聚烯烃领域研究热点之一。研究证实，作为外给电子体的有机硅烷类化合物的选择对聚烯烃的各种性能(如等规度、相对分子质量及分布、力学性能等)和催化剂活性本身具有非常重要的调节作用。以MgCl₂负载的TiCl₄为主催化剂、烷基铝为助催化剂、二酯类化合物为内给电子体及烷氧基硅烷为外给电子体构成的催化体系是目前应用最广泛的Ziegler-Natta催化体系之一。内给电子体是指在固体催化剂制备过程中预先加入的给电子体，而外给电子体则是在使用催化剂的聚合过程中加入的给电子体。通过外给电子体与内给电子体配合使用，有望获得对聚烯烃的高效立体调节的效果。

由于苯基烷氧基硅烷含有对人体有害的苯基官能团，因此逐渐使用环烃基烷氧基硅烷(如：甲基环己基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷及二异丙基二甲氧基硅烷等)替代苯基烷氧基硅烷作为烯烃聚合通用的外给电子体。但环烃基烷氧基硅烷的制备较为困难。为了获得低成本、高催化活性的硅烷外给电子体，含噻吩基、吗啉基、哌啶基、哌嗪等结构的含N、S、O等杂原子的硅烷类外给电子体的开发引起业界广泛关注。

发明内容

本发明提供了一类烯烃聚合用外给电子体，即五元环状氨基硅烷类外给电子体；并提供了该类外给电子体的合成与应用方法。

本发明提供的五元环状氨基硅烷类外给电子体，具有如下式I所示的结构式：

其中，R¹和R²相同或不同，各自独立地选自取代或未取代的C₁-C₁₀烷基、或者取代或未取代的C₆-C₂₀芳基、或者取代或未取代的C₃-C₄₀环烷基；