用于制备弹性体组合物的催化剂以及该催化剂的制备方法

1.本发明涉及制备弹性体组合物的催化剂技术领域，具体涉及一种用于制备弹性体组合物的催化剂以及该催化剂的制备方法。


背景技术：

2.在过去的几十年中，聚合物的使用改变了世界。聚合物科学迅速发展，从聚合物物理学的四个方面制造了数千种不同的热塑性和热固性产品热塑性塑料、热塑性弹性体、热固性塑料和热固性弹性体。
3.任何聚合物的大规模生产不可能只停留在目前的工艺条件下。降低成本、提高产率、产生性能更好成本更低的产物都促进着聚合物科学工业的发展。对于弹性体来说情况是一样的。而合成高分子量弹性体的关键技术是催化剂及催化剂制备方法。而现有催化剂在用于合成高分子弹性体时的催化性能有待进一步提高。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服现有技术存在的制备弹性体组合物的催化剂催化性能有待进一步提高的缺陷，提供一种用于制备弹性体组合物的催化剂以及该催化剂的制备方法，该催化剂在制备弹性体组合物时，表现出很好的催化性能。
5.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于制备弹性体组合物的催化剂，包括弹性基体、镁盐、有机溶剂和活性组分，所述弹性基体、镁盐、有机溶剂和活性组分的质量比为1：20-30：80-90：20-35；其中，所述弹性基体包括质量比为1:0.3-0.6的聚乙烯和聚丙烯酸酯，所述镁盐包括质量比为1:0.5-1的异丁基氯化镁和氯化镁，所述活性组分包括质量比为1:1-3:5-10的氯化铝、氯化铜和甲基铝氧烷。
6.优选情况下，所述弹性基体、镁盐、有机溶剂和活性组分的质量比为1：20-25：80-85：20-25。
7.优选地，所述聚乙烯和聚丙烯酸酯的质量比为1:0.3-0.4。
8.优选地，所述异丁基氯化镁和氯化镁的质量比为1:0.5-0.65。
9.优选地，所述氯化铝、氯化铜和甲基铝氧烷的质量比为1:1-2:5-7。
10.优选地，所述有机溶剂包括体积比为1:0.8-2的丙二醇和苯。
11.本发明第二方面提供一种所述的催化剂的制备方法，该方法包括：
12.(1)将弹性基体和有机溶剂在20-50℃下混合1-4h，得到第一混合液；
13.(2)将镁盐和所述第一混合液在70-120℃下混合1-4h，再冷却至0℃以下，得到第二混合液；
14.(3)将活性组分和所述第二混合液在70-120℃下混合1-7h，然后进行在20-30℃真空干燥1-3h，得到催化剂。
15.优选地，步骤(2)所述混合的温度为70-85℃。
16.优选地，步骤(3)所述混合的温度为100-110℃。
17.与现有技术相比，本发明提供的催化剂由于采用特定组成的镁盐和活性组分，配合其他技术特征，能够相互协同，使得催化剂在应用于制备弹性体组合物(尤其是高分子量弹性体)时，表现出良好的催化性能。同时，本发明通过上述特定步骤(尤其是在特定步骤采用特定的温度)能够制备得到上述特定的催化剂，使得催化剂的性能达到最优。
具体实施方式
18.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
19.本发明第一方面提供一种用于制备弹性体组合物的催化剂，包括弹性基体、镁盐、有机溶剂和活性组分，所述弹性基体、镁盐、有机溶剂和活性组分的质量比为1：20-30：80-90：20-35；其中，所述弹性基体包括质量比为1:0.3-0.6的聚乙烯和聚丙烯酸酯，所述镁盐包括质量比为1:0.5-1的异丁基氯化镁和氯化镁，所述活性组分包括质量比为1:1-3:5-10的氯化铝、氯化铜和甲基铝氧烷。
20.本发明的发明人研究发现，上述特定组成配合特定各自用量，能够发挥协同效果，而在相同条件下，缺少其中某一组分或某几个组分(尤其是镁盐和活性组分)时，无法达到本发明的效果或效果相对较差。
21.优选情况下，所述弹性基体、镁盐、有机溶剂和活性组分的质量比为1：20-25：80-85：20-25。本发明的优选方案下，催化剂的性能更优。
22.根据本发明，优选地，所述聚乙烯和聚丙烯酸酯的质量比为1:0.3-0.4。
23.优选地，所述异丁基氯化镁和氯化镁的质量比为1:0.5-0.65。
24.根据本发明，优选地，所述氯化铝、氯化铜和甲基铝氧烷的质量比为1:1-2:5-7。
25.优选地，所述有机溶剂包括体积比为1:0.8-2的丙二醇和苯。丙二醇和苯的配合可以使得镁盐和活性组分溶解更充分。
26.本发明的催化剂可以用于任何分子量的弹性体组合物的制备，尤其是高分子量或超高分子量的弹性体组合物的制备。
27.本发明第二方面提供一种所述的催化剂的制备方法，该方法包括：
28.(1)将弹性基体和有机溶剂在20-50℃下混合1-4h，得到第一混合液；
29.(2)将镁盐和所述第一混合液在70-120℃下混合1-4h，再冷却至0℃以下，得到第二混合液；
30.(3)将活性组分和所述第二混合液在70-120℃下混合1-7h，然后进行在20-30℃真空干燥1-3h，得到催化剂。
31.在一种优选实施方式中，步骤(2)所述混合的温度为70-85℃。
32.在一种优选实施方式中，步骤(3)所述混合的温度为100-110℃。
33.以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，所涉及的原料除另有说明外均为市售品；其中，聚乙烯购自lg化学(ldpe-lg化学)，牌号mb7700；聚丙烯酸酯乳液购自济南汇锦川化工有限公司，聚丙烯酸酯乳液用量以聚丙烯酸酯质量计。
34.实施例1
35.1、制备催化剂
36.(1)将弹性基体(聚乙烯和聚丙烯酸酯乳液)和有机溶剂(丙二醇和苯)在30℃下混合2h，得到第一混合液；
37.(2)将镁盐(异丁基氯化镁和氯化镁)和所述第一混合液在80℃下混合3h，再冷却至0℃，得到第二混合液；
38.(3)将活性组分(氯化铝、氯化铜和甲基铝氧烷)和所述第二混合液在110℃下混合4h，然后进行在30℃真空干燥2h，得到催化剂。
39.上述步骤中原料的用量如表1所示。
40.2、高分子量聚乙烯的合成
41.将高压反应釜经氮气充分置换后，向反应釜中加入正己烷1l，加入上述制备的催化剂10mg，加入三乙基铝5ml(1m己烷溶液)，充入氢气0.05l，充入乙烯至压力为0.7mpa，搅拌，保持温度为70℃，反应1小时，收集聚合产物。
42.聚合物产量、聚合物粘均分子量(粘度法测定)的测试结果如表2所示。
43.实施例2-4
44.按照实施例1的方法进行，不同的是，采用表1所示的原料的用量以及工艺参数。
45.实施例5
46.按照实施例1的方法进行，不同的是，聚乙烯和聚丙烯酸酯的质量比为1:0.3-0.6。
47.实施例6
48.按照实施例1的方法进行，不同的是，异丁基氯化镁和氯化镁的质量比为1:1。
49.实施例7
50.按照实施例1的方法进行，不同的是，氯化铝、氯化铜和甲基铝氧烷的质量比为1:3:10。
51.对比例1
52.按照实施例1的方法进行，不同的是，不引入氯化铝和氯化铜。
53.对比例2
54.按照实施例1的方法进行，不同的是，不引入异丁基氯化镁。
55.表1
[0056][0057]
表2
[0058]
实施例编号聚合物产量，g粘均分子量，104g/mol实施例1326192实施例2322189实施例3320185实施例4315183实施例5314182实施例6310175实施例7309173对比例1260145对比例2276148
[0059]
通过表2的结果可以看出，采用本发明的实施例具有明显更好的效果，聚合物产量更高，粘均分子量更高。
[0060]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。