[发明专利]作为用于聚烯烃催化剂的电子供体的杂环有机化合物

说明书

背景

发明领域。

本发明涉及可被用作聚合催化剂体系电子供体的杂环有机化合物、涉及采用杂环有机化合物作为电子供体的聚合催化剂体系、涉及制造这种聚合催化剂体系的方法和涉及生产不含有邻苯二甲酸酯衍生物的聚烯烃特别是聚丙烯的聚合方法。

相关领域的描述

用于聚烯烃聚合的齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂体系是本领域公知的。通常，这些体系由固体齐格勒-纳塔催化剂组分和助催化剂组分(通常为有机铝化合物)组成。为了增加催化剂体系对于α-烯烃聚合作用的活性和立体特异性，给电子化合物已经被广泛使用：(1)作为固体齐格勒-纳塔催化剂组分中的内部电子供体和/或(2)作为与固体齐格勒-纳塔催化剂组分和助催化剂组分结合使用的外部电子供体。

在采用齐格勒-纳塔型催化剂用于聚合包括丙烯或全同立构规整度(isotacticity)对其有可能性的其它烯烃中，可期望的是采用外部电子供体，其可加上或可不加上内部电子供体的使用。可接受的外部电子供体包括含有O、Si、N、S和/或P的有机化合物。这种化合物包括有机酸、有机酸酯、有机酸酐、醚、酮、醇、醛、硅烷、酰胺、胺、胺氧化物、硫醇、各种磷酸酯和酰胺等。优选的外部电子供体为具有硅作为中心原子的含有Si-O-C和/或Si-N-C键的有机硅化合物。这种化合物描述于美国专利号4,472,524；4,473,660；4,560,671；4,581,342；4,657,882；5,106,807；5,407,883；5,684,173；6,228,961；6,362,124；6,552,136；6,689,849；7,009,015；7,244,794；7,619,049；和7,790,819中，其通过参考并入本文中。

在制备现有技术中已知的这种组分期间，包含在固体齐格勒-纳塔催化剂组分中的普通内部电子供体化合物包括醚、酮、胺、醇、酚、膦和硅烷。本领域公知的是，所生成的聚合物的聚合活性以及立构规整性(stereoregularity)、分子量和分子量分布取决于所采用的内部电子供体的分子结构。因此，为了改善聚合过程和所生成的聚合物的性质，已经努力并期望开发多种内部电子供体。这种内部电子供体化合物的实例及其作为催化剂体系的组分的用途描述于美国专利号4, 107,414；4,186,107；4,226,963；4,347,160；4,382,019；4,435,550；4,465,782；4,522,930；4,530,912；4,532,313；4,560,671；4,657,882；5,208,302；5,902,765；5,948,872；6,121,483；6,436,864；6,770,586；7,022,640；7,049,377；7,202,314；7,208,435；7,223,712；7,351,778；7,371,802；7,491,781；7,544,748；7,674,741；7,674,943；7,888,437；7,888,438；7,964,678；8,003,558；和8,003,559中，其通过参考并入本文中。

当前使用的大部分商用丙烯聚合催化剂采用邻苯二甲酸烷基酯作为内部电子供体。然而，最近已经提出关于在人类接触应用中继续使用邻苯二甲酸酯衍生物所引起的某些环境问题。因此，现在有必要采用不含邻苯二甲酸酯的丙烯聚合催化剂来生产不含邻苯二甲酸酯的聚丙烯以补救这些问题。

美国专利号7,491,781特别教导了内部供体在不含有邻苯二甲酸酯衍生物的丙烯聚合催化剂组分中的用途。然而，所生成的丙烯聚合催化剂相比含有邻苯二甲酸酯衍生物的催化剂具有较差的氢响应和较低的全同立构规整度。

聚丙烯市场也对高熔体流动速率(MFR)级聚丙烯具有增加的需求以减少循环时间和实现降低厚度(down-gauging)同时保持可接受的冲击强度和刚度。高MFR聚丙烯一般是通过将过氧化物加入到聚合物中实现的，但是这样获得的聚丙烯通常具有气味问题并以某种方式牺牲了物理性质。因此，有必要生产反应堆级高MFR聚丙烯以避免这些问题。

存在开发可用于生产不含有邻苯二甲酸酯衍生物的聚烯烃特别是聚丙烯的催化剂体系的持续需求。此外，期望的催化剂体系也应该提供生产具有可接受的全同立构规整度和高MFR的聚丙烯的能力。

发明概述

本发明涉及可被用作聚合催化剂体系电子供体的杂环有机化合物、涉及采用杂环有机化合物作为电子供体的聚合催化剂体系、涉及制造聚合催化剂体系的方法和涉及生产不含有邻苯二甲酸酯衍生物的聚烯烃特别是聚丙烯的聚合方法。