[發明專利]一種利用鐵鈦復合催化劑制備中分子量聚異丁烯的方法

有效

• 申請號: 201910516009.0
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110183560B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 郭幸;劉振;程瑞華;劉柏平
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08F110/10
• 分類號: C08F110/10;C08F4/16;C08F4/26
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 宋麗榮

本發明涉及一種利用鐵鈦復合催化劑制備中分子量聚異丁烯的方法，包括如下步驟：S1，異丁烯單體在第一有機溶劑中形成異丁烯原料液；FeCl₃與含氧化合物在第二有機溶劑中反應形成FeCl₃絡合物，加入金屬鈦組分混合得到復合引發劑溶液；S2，將含氧或含氮配體加入異丁烯原料液中后與復合引發劑溶液混合，或者將含氧或含氮配體加入復合引發劑溶液后與異丁烯原料液混合，反應得到中分子量聚異丁烯。根據本發明的利用鐵鈦復合催化劑制備中分子量聚異丁烯的方法，以FeCl₃的絡合物和金屬鈦組分以及含氧或含氮配體復配得到Fe/Ti雙金屬復合催化劑，可以在相對較高溫度條件下制備得到中分子量聚異丁烯。

技術領域

本發明涉及異丁烯的催化聚合，更具體地涉及一種利用鐵鈦復合催化劑制備中分子量聚異丁烯的方法。

背景技術

聚異丁烯是一種無色、無味、無毒的粘稠或半固體狀物質，耐熱、耐氧、耐臭氧、耐紫外線、耐酸和堿等化學品性能良好，其在潤滑油添加劑、高分子材料后加工、醫藥和化妝品、食品添加劑等領域均具有十分重要的用途。根據分子量的不同，可將聚異丁烯分為低分子量聚異丁烯、中分子量聚異丁烯和高分子量聚異丁烯。其中，中分子量聚異丁烯的數均分子量在1萬～10萬之間，其主要應用于中空玻璃密封膠、口香糖膠基、捕鼠膠、增粘母粒、高檔膠黏劑、防水材料以及高分子聚合物的共混改性領域等。

德國的BASF公司是中分子量聚異丁烯的主要生產廠商，它生產的食品級中分子量聚異丁烯產品是世界上最好的香口膠原料。國內則主要有浙江順達、山東玉皇、山東鴻瑞石油、吉林石化等公司，工業級與食品級均可生產。中分子量聚異丁烯在產的裝置有4套，總產能約為3.8萬噸/年，其中，山東玉皇化工有限公司與山東鴻瑞石油化工有限公司為國內主要生產商，產能分別為2.0萬噸/年與1.0萬噸/年。

目前工業上引發異丁烯聚合的催化體系的是路易斯酸引發體系，主要使用鋁系催化劑和硼系催化劑。吉林石化在專利CN102050901中，使用BF₃與醚或醇形成的引發體系引發異丁烯聚合，通過加入親核試劑的方法來抑制水的負面作用，使陽離子聚合過程的鏈引發及鏈增長過程均得到有效控制，可制備出粘均分子量為3萬～10萬的中分子量聚異丁烯。在聚異丁烯生產的過程中，由于陽離子聚合活性極高，極易發生各種副反應，因此生產工藝條件較為嚴苛，往往需要在極低的溫度下進行反應才能得到中高分子量聚異丁烯產品。另外，硼系催化劑在使用過程中存在的腐蝕性問題，會導致設備維護費用的提高，并且由于催化劑殘留對產品后期除灰分帶來一定的困難。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的中分子量聚異丁烯合成工藝的聚合溫度低、催化劑活性低、設備投資大、設備維護費用高、能耗高等問題，本發明旨在提供一種利用鐵鈦復合催化劑制備中分子量聚異丁烯的方法。

本發明所述的利用鐵鈦復合催化劑制備中分子量聚異丁烯的方法，包括如下步驟：S1，異丁烯單體在第一有機溶劑(惰性溶劑)中形成異丁烯原料液(含單體溶液)；三氯化鐵(FeCl₃)與含氧化合物在第二有機溶劑中反應形成FeCl₃絡合物，加入金屬鈦組分混合得到復合引發劑溶液(復合催化劑溶液、復合引發催化體系溶液)；S2，將含氧或含氮配體加入異丁烯原料液中后與復合引發劑溶液混合，或者將含氧或含氮配體加入復合引發劑溶液后與異丁烯原料液混合，反應得到中分子量聚異丁烯。