[發明專利]EPDM三元共聚物及其制備方法

在審

• 申請號: 202010636129.7
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN112979855A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 鄭柄憲;具熙鈴;孫奧吉魯;張榮珉;金賢洙
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社;錦湖POLYCHEM株式會社
• 主分類號: C08F210/18
• 分類號: C08F210/18;C08F210/06;C08F236/20;C08F4/68;H01M8/0284
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 崔龍鉉;趙赫

本公開涉及一種用于燃料電池的乙烯?丙烯?二烯三元共聚物的制備方法。該方法包括：聚合步驟，使與金屬離子形成配位鍵的有機螯合化合物、釩基齊格勒?納塔催化劑、有機鋁化合物以及乙烯、丙烯和二烯單體與溶劑一起在反應器中進行聚合；分離步驟，從反應器排出的料流中回收殘留的催化劑和未反應的單體；獲取步驟，從已經分離了殘留的催化劑和未反應的單體的料流中回收溶劑以獲取乙烯?丙烯?二烯三元共聚物。

技術領域

本公開涉及一種用于燃料電池的乙烯-丙烯-二烯(EPDM)三元共聚物及其制備方法。

背景技術

乙烯丙烯二烯單體(Ethylene Propylene Diene Monomer，EPDM)橡膠是與主鏈(backbone)沒有形成雙鍵的非極性彈性體，具有優異的耐化學性、耐熱性、耐寒性和電絕緣特性等，并且與特殊橡膠相比，材料成本和生產成本較低。因此，EPDM應用于各種汽車用零部件材料、軟管、熱塑性彈性體(例如，TPV)中，并且近來已用作燃料電池堆的密封材料。

圖1是表示一般的EPDM聚合機理的反應示圖。如圖所示，一般的EPDM可以通過將釩基齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)催化劑(主催化劑)和有機鋁化合物(助催化劑)添加到單體(乙烯、丙烯和二烯單體(Ethylene,Propylene,Diene Monomer))中來制備，或者通過使用在催化劑中心具有至少一種金屬的茂金屬催化劑來制備。

然而，對于使用釩基齊格勒-納塔催化劑的常規的一般的EPDM，由于釩基齊格勒-納塔催化劑是具有低聚合活性的多活性點催化劑，因此如此獲得的聚合物產物表現出較寬的分子量分布，從而難以確保高的物理性質。

另一方面，在使用單活性點催化劑的茂金屬催化劑的EPDM的情況下，由于難以控制分子量、分子量分布和其中的二烯，因此將EPDM開發成具有優異的流動性和機械物理性質的燃料電池用產品存在局限性。

本背景技術部分中公開的信息僅用于增強對本發明的一般背景的理解，而不應被視為對該信息構成本領域技術人員已知的現有技術的承認或任何形式的建議。

發明內容

本公開涉及一種用于燃料電池的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物及其制備方法。特定實施例涉及一種通過在聚合時控制分子量和分子量分布并且提高聚合物中的交聯特性和分散性而具有優異的流動性和機械物理性質的用于燃料電池的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物及其制備方法。

本公開的實施例提供了一種用于燃料電池的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物及其制備方法，用于燃料電池的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物由于有機螯合化合物能夠在應用釩基齊格勒-納塔催化劑的聚合工藝中與金屬離子形成配位鍵，從而控制所制備的聚合物的分子量和分子量分布以改善交聯特性和分散性，從而具有優異的流動性和機械物理性質。

根據本公開的實施例的用于燃料電池的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物是通過使(A)與金屬離子形成配位鍵的有機螯合化合物、(B)釩基齊格勒-納塔催化劑、(C)有機鋁化合物以及(D)乙烯、丙烯和二烯單體進行聚合而形成。

有機螯合化合物(A)中一個配位體在兩個以上的位點處與金屬離子形成配位鍵以形成絡合物離子或絡合物。

有機螯合化合物(A)包括乙酰基醚、烷基二酸酯和烷基乙二醇乙酸酯中的至少一種。

有機螯合化合物(A)與釩基齊格勒-納塔催化劑(B)的摩爾比(A/B)為0.2-0.7。

有機鋁化合物(C)與釩基齊格勒-納塔催化劑(B)的摩爾比(C/B)為5.0-8.0。

乙烯-丙烯-二烯三元共聚物的催化劑效率為500g/g-cat.以上。

乙烯-丙烯-二烯三元共聚物的總固體含量為6.9wt.％以上。

乙烯-丙烯-二烯三元共聚物的門尼粘度(1+4，125℃)為18-25。