[發(fā)明專利]使用基于鎳的催化劑系統(tǒng)的共軛二烯本體聚合

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810082541.1
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN108129590A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凱文·麥考利;史蒂文·駱
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社普利司通
• 主分類號: C08F36/04
• 分類號: C08F36/04;C08F4/70;C08F2/02;C08F4/52
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本申請涉及使用基于鎳的催化劑系統(tǒng)的共軛二烯本體聚合。本申請還涉及一種用于制備聚二烯的方法，所述方法包括下述步驟：(i)提供共軛二烯單體；(ii)將基于鎳的催化劑系統(tǒng)加入所述共軛二烯單體中；和(iii)將調(diào)節(jié)性路易斯堿加入所述共軛二烯單體中，從而在有調(diào)節(jié)性路易斯堿存在下聚合所述共軛二烯單體，其中所述加入調(diào)節(jié)性路易斯堿的步驟與所述加入基于鎳的催化劑的步驟分開，且其中所述提供共軛二烯單體的步驟、加入基于鎳的催化劑系統(tǒng)的步驟和加入路易斯堿的步驟會形成包括小于20重量％的有機(jī)溶劑(基于所述聚合混合物的總重量)的聚合混合物。

本申請是申請?zhí)枮?01180066028.X(國際申請?zhí)枮镻CT/US2011/068079)的原申請的分案申請，該原申請的申請日為2011年12月30日，發(fā)明名稱為“使用基于鎳的催化劑系統(tǒng)的共軛二烯本體聚合”。

本申請要求2010年12月31日提交的美國臨時(shí)申請系列號61/428,924的權(quán)益，其通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案涉及在有調(diào)節(jié)性路易斯堿存在下使用基于鎳的催化劑系統(tǒng)的共軛二烯本體聚合方法。

背景技術(shù)

合成制備的聚合物(例如聚二烯)被用于制造輪胎的領(lǐng)域中。經(jīng)歷應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶化的合成聚合物會提供有利的性能，諸如拉伸強(qiáng)度和耐磨損性。因此，已經(jīng)有利地采用具有高順式-l,4-鍵含量的順式-l,4-聚二烯，其表現(xiàn)能夠經(jīng)歷應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶化的能力升高。

聚二烯可以通過溶液聚合來生產(chǎn)，其中在惰性溶劑或者稀釋劑中聚合共軛二烯單體。所述溶劑用作使所述反應(yīng)物和產(chǎn)物溶解，發(fā)揮反應(yīng)物和產(chǎn)物的載體的作用，輔助聚合熱量的轉(zhuǎn)移，并且有助于調(diào)節(jié)聚合速率。所述溶劑也允許更易于攪拌和轉(zhuǎn)移所述聚合混合物(也稱為膠漿)，因?yàn)樗瞿z漿的粘度由于存在溶劑而降低。盡管如此，溶劑的存在呈現(xiàn)大量的困難。所述溶劑必須從所述聚合物分離，然后再循環(huán)回收利用或者以其它方式作為廢物處理。所述回收和再利用溶劑的成本大大地增加了制造聚合物的成本，并且總是存在純化后回收利用的溶劑仍然可能保留一些將毒害所述聚合催化劑的雜質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，一些溶劑(例如芳香族烴)能夠引起環(huán)境方面的關(guān)注。進(jìn)一步地，如果溶劑的去除存在困難，那么所述聚合物產(chǎn)品的純度可能受影響。

聚二烯還可以通過本體聚合(也稱為本體聚合法)來生產(chǎn)，其中共軛二烯單體在不存在任何溶劑或者基本上不存在任何溶劑的情況下聚合，并且實(shí)際上，所述單體本身起到稀釋劑的作用。因?yàn)楸倔w聚合基本上是無溶劑的，所以污染風(fēng)險(xiǎn)較少，并且簡化了產(chǎn)品分離。本體聚合提供了大量的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，包括降低新工廠設(shè)備能力的資本成本，降低操作的能量成本，并減少操作的人員。所述無溶劑特征也提供了環(huán)境優(yōu)點(diǎn)，其排放和廢水污染降低。

盡管它具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是本體聚合需要非常細(xì)致的溫度控制，并且由于所述聚合混合物的粘度可能變得非常高而需要強(qiáng)大和復(fù)雜的攪拌設(shè)備。在無加入的溶劑的情況下，高膠漿粘度和發(fā)熱效應(yīng)可使得溫度控制非常困難。因此，可能會出現(xiàn)局部過熱點(diǎn)，導(dǎo)致所述聚合物產(chǎn)品的降解、凝膠化和/或褪色。在極端情況下，聚合速率的不受控制的加速可導(dǎo)致?lián)p失慘重的“逸出”反應(yīng)。為了有助于在本體聚合中的溫度控制，以下情況是理想的：催化劑賦予的反應(yīng)速率足夠快(出于經(jīng)濟(jì)原因)，但是足夠慢以允許除去聚合放熱的熱量(為了確保過程安全性)。

包括含鎳化合物、有機(jī)鋁化合物和含氟化合物的基于鎳的催化劑系統(tǒng)可以用于聚合共軛二烯以形成順式-1,4-聚二烯。所述含氟化合物可以包括三氟化硼以及三氟化硼與一元醇、苯酚、水、無機(jī)酸、酮、酯、醚和腈的絡(luò)合物。