乙烯-α-烯烃聚合物及其生产方法和用途技术

通过乙烯、α－烯烃和非必要的包括３至２０个碳原子的α－烯烃的第三种单体在包括元素周期表Ⅳｂ族过渡金属的化合物和铝氧烷的催化剂组合物存在下聚合来生产一系列新的用作合成润滑剂的基础油的共聚物和三元聚合物。该共聚物或三元聚合物可通过热裂解进一步加工生产新的裂解聚合物，这些裂解聚合物可被氢化。还可将共聚物或三元聚合物加氢异构化。这些聚合物都可用作润滑油和日用品的基础油。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及乙烯-烯烃聚合物及其生产方法，和其作为低分子量液体、固体或蜡状产品的用途。在油料工业中不断增加的需求已带来了对具有低挥发性和高氧化稳定性的高性能合成基础油的需要。目前，聚α-烯烃(PAO)被用作合成基础油，但成本高。这已带来了对作为PAO的低成本替代物，如具有等同或更好性能的合成烃的需求。本专利技术部分基于令人吃惊和意想不到的发现合成基础油可直接配制为马达油，或分馏为性能与市购PAO相等的不同粘度级别的油。存在很多涉及聚α-烯烃聚合物的各种现有技术的文献。这些参考文献可列举US 4,668,834、4,542,199、5,446,221、4,704,491、4,377,720、4,463,201、4,769,510、4,404,344、5,321,107、5,151,204、4,922,046、4,794,096、4,668,834、4,507,515和5,324,800。这些现有专利中很多涉及用包括过渡金属配合物与铝氧烷的催化剂组合物聚合乙烯或聚α-烯烃。本专利技术提供具有高粘度指数、低倾点、低冷龟裂粘度、高着火点和极好的氧化稳定性的聚α-烯烃聚合物。因此，本专利技术的一个目的是提供用于生产合成润滑油的基础油的一系列新的乙烯α-烯烃共聚物和三元聚合物组合物。本专利技术第二个目的是提供生产乙烯与烯烃的共聚物的方法，所得聚合物具有高粘度指数、低倾点和低冷龟裂粘度。本专利技术第三个目的是提供制备乙烯、烯烃与第三种单体反应物的三元聚合物的方法，该三元聚合物具有作为合成基础油的独特性能。本专利技术第四个目的是提供一系列通过热裂解本专利技术共聚物和三元聚合物获得的新聚合物产品，及生产该产品的方法。本专利技术第五个目的是提供一系列聚合产品，这些产品为热裂解工艺的氢化产品，并提供这些产品的生产方法。本专利技术第六个目的是提供用于生产合成润滑剂的合成基础油。本专利技术第七个目的是提供新的液态和蜡状产品用于化妆品、纺织品、日用品、个人护理用的工业产品。本专利技术第八个目的是提供固态和类似橡胶的塑料用作密封剂、热塑性弹性体、橡胶和模制品。本专利技术的其它目的和优点通过下面的描述显而易见。为满足上述目的和优点，本专利技术提供一种生产乙烯-α-烯烃共聚物的方法，包括如下步骤a)在元素周期表IVb族过渡金属化合物与铝氧烷的助催化剂组合物存在下聚合乙烯与至少一种烯烃来生产共聚物；b)使至少一部分所述共聚物热裂解来生产裂解烃，或使所述共聚物加氢异构化生产异构化烃产品。本专利技术还提供一种由该聚合方法获得的新共聚物和新的热裂解产品。本专利技术还包括将热裂解方法获得的聚合物氢化，由此生产氢化共聚物。通过乙烯与烯烃在本专利技术方法中生产的共聚物可具有如下特征(a)乙烯50至75％；(b)分子量＜2000；(c)分子量分布＜2.5；(d)溴值＜53；(e)头至尾的分子结构；(f)倾点低于约0℃。在另一实施方案中，本专利技术还提供一种通过在乙烯、至少一种不同于乙烯的烯烃单体和至少一种包括烯属不饱和烃的第三种单体如具有碳链长度大于三个碳原子的烯烃的聚合条件下，在包括元素周期表IVb族过渡金属的化合物与铝氧烷的催化剂组合物存在下反应来生产三元聚合物的方法。还提供由所述方法生产的三元聚合物。该三元聚合物还可热裂解和氢化或加氢异构化。在一个实施方案中本专利技术涉及生产乙烯与烯烃聚合物的共聚物的方法，包括在聚合条件下在元素周期表IVb族过渡金属化合物与铝氧烷的催化剂组合物存在下聚合乙烯与一种或多种具有3至20个碳原子的烯烃。在另一实施方案中，将如此获得的聚合物热裂解或加氢异构化，或将该裂解的聚合物氢化。本专利技术进一步涉及生产乙烯-α-烯烃聚合物的方法，包括如下步骤在包括元素周期表IVb族过渡金属化合物与铝氧烷的催化剂组合物存在下聚合乙烯与一种或多种具有3至20个碳原子的烯烃，和将获得的聚合物加氢异构化。乙烯-烯烃聚合物是指通过乙烯单体与一种或多种具有合适反应性的另外的烯烃单体反应获得的共聚物。乙烯-烯烃聚合物可为例如共聚物、三元聚合物、四元聚合物等，取决于该方法中反应的单体数。在本专利技术方法的一个实施方案中，加入聚合反应系统中的起始物质为乙烯与具有约3至20个碳原子的一种或多种烯烃的混合物。乙烯在起始物质中的含量优选为约2至80mol％，最优选约4至55mol％，烯烃含量优选为约20至98mol％，最优选约35至96mol％。具有3至20个碳原子的一种或多种烯烃的具体例子为1-丙烯(丙烯)、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯、苯乙烯和α-甲基苯乙烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-1-己烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、2-甲基-1-戊烯、2-甲基-1-丙烯。在本专利技术的一个重要实施方案中，提供液态共聚物和三元聚合物。通常，当乙烯在聚合反应中的用量低于约60mol％时，可生产液态共聚物和三元聚合物。然而，若使用将更长的侧链(例如C6和C6以上)引入聚合物的共聚单体，则还可用更高量的乙烯生产液态聚合物。在另一实施方案中，还可提供半固体(低熔点固体)和固体聚合物。当乙烯含量高于约75mol％时，通常生产固体聚合物。然而，与其它共聚单体有关当乙烯含量高于75％时，可生产固态和半固态聚合物。本专利技术聚合方法中使用的催化剂组合物是这类聚合反应中公知的。这些催化剂优选包括(a)金属茂化合物与(b)铝氧烷的组合物，所述(a)金属茂化合物为元素周期表IVb族过渡金属的化合物。这些金属茂化合物优选为具有选自环戊二烯基、茚基、芴基的一个或两个配位η5-配体的三-和四价金属，所述配体具有最多的被烷基、链烯基、芳基、烷芳基、芳烷基或苯并基取代的氢原子数至零个取代氢原子数。当存在两个η5-配体，它们可为相同或不同的，该两个配体通过选自C1-C4亚烷基、R2Si、R4Si2、R2Si-O-Si-R2、R2Ge、R2P、R2N的桥连基团连接，其中R为氢、烷基或芳基，或这两个配体相互不连接。这些非配位的配体为卤素或R，对于四价或三价过渡金属分别具有两个或一个这些配体。若仅有一个配位η5-配体，则该配体可选自具有最多的被R或苯并基团取代的氢原子数或未取代氢原子数的环戊二烯基、茚基、芴基。该过渡金属具有三个或两个分别处于+4和+3价氧化态非配位配体。配位配体的一个氢原子可被选自NR、NR2、PR、PR2的杂原子部分取代，这些杂原子部分通过C1-C4亚烷基、R2Si、R4Si2连接至η5-环上。合适的非配位配体数对于四价金属为三个(在配位键NR2或PR2部分情况下)，对于三价金属少一个非配位配体数。在共聚键合NR或PR部分下这些非配位配体数减少一个。钛化合物的例子但非限制性例子包括双(环戊二烯基)二甲基钛、双(环戊二烯基)二异丙基钛、双(环戊二烯基)二甲基钛、双(环戊二烯基)甲基一氯化钛、双(环戊二烯基)乙基一氯化钛、双(环戊二烯基)异丙基一氯化钛、双(环戊二烯基)二氯化钛、二甲基亚甲硅基(1-η5-2，3，4，5-四甲基戊二烯基)(叔丁基酰氨基)二氯化钛、2-二甲基氨乙基-η5-环戊二烯基二氯化钛。锆化合物的例子但非限制性例子包括双(异丙基环戊二烯基)二氯化锆、双(环戊二烯基)二甲基锆、双(环戊二烯基)二乙基锆、双(甲基环戊二烯基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液态三元聚合物，包括由乙烯、不同于乙烯的第一种烯烃和不同于所述第一种烯烃的具有３－２０个碳原子的第二种烯烃聚合生成的液态三元聚合物；所述三元聚合物的特征在于： （ａ）乙烯１０至８０％； （ｂ）所述第一种烯烃１４至８０％； （ｃ）所述第二种烯烃１％至１０％； （ｄ）分子量３００－１０，０００； （ｅ）分子量分布＜２．５； （ｆ）溴值０至５３； （ｇ）头至尾的分子结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：威廉姆海尔曼，邱一清，钱庆文詹姆斯，
申请(专利权)人：彭佐尔奎克州立公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]