本公开提供了α烯烃低聚物和聚α烯烃(或PAO)，以及制造α烯烃低聚物和PAO的方法。本公开包括茂金属基α烯烃低聚催化剂系统，其包括那些含有至少一种茂金属和包含用吸电子阴离子化学处理的固体氧化物的活化剂的系统。用这些催化剂系统制备的α烯烃低聚物和PAO可具有结合低倾点的高粘度指数，使它们在润滑剂组合物中以及作为粘度改性剂特别有用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及茂金属催化的a烯烃低聚反应以形成a烯烃低聚物以及将其氢化为在合成润滑剂和粘度改进剂中有用的聚a烯烃。
技术介绍
可以用利用浸溃在各种载体材料上的钛、锆、钒、铬或其它金属的催化剂系统、通常在活化剂的存在下聚合单-I-烯烃(a烯烃S)，包括乙烯。这些催化剂系统对于乙烯的均聚反应和乙烯与共聚单体如丙烯、I-丁烯、I-己烯或更高a烯烃的共聚反应都是有用的。由于在用于制备功能性材料的该方法中的重要性，存在需求以及持续的研究以研发新型烯烃聚合催化剂、催化剂活化方法以及制造和使用将提供增强的催化活性、选择性的催化剂的方法或者适合于具体最终应用的新型聚合物材料。—种类型的过渡金属基催化剂系统利用茂金属化合物，常常与活化剂如甲基铝氧烷(MAO)接触以形成低聚反应催化剂。但是，为了达到期望的高的低聚活性，通常需要大量昂贵的甲基铝氧烷以形成活性茂金属催化剂。该特征已经成为茂金属催化剂系统商业化的障碍。因此需要对催化剂系统和制备催化剂的方法进行改进以在合理的商业成本下获得期望的低聚反应活性。此外，在研发能够提供给聚合物或低聚物期望的性能方面仍有很大的挑战，所述期望的特性可以被调节或保持在期望的规格范围内。专利技术概述本公开提供a烯烃低聚物、氢化a烯烃低聚物(在整个本公开中也称为聚a烯烃或PA0)、制备a烯烃低聚物的方法、制备氢化a烯烃低聚物的方法、催化剂系统以及制备催化剂系统的方法。特别地，本公开提供a烯烃均聚低聚物(homooligomer)(或者均聚物)、氢化a烯烃均聚低聚物、a烯烃共聚低聚物(或共聚物)、或氢化a烯烃共聚低聚物，其中a烯烃单体不包括乙烯。在研究茂金属基烯烃聚合催化剂过程中，发现较高级的a烯烃(C3和更高)的低聚反应能够使用茂金属和相关的催化剂组分来实现，其中可以使用茂金属和活化剂，所述活化剂包括用吸电子阴离子化学处理的固体氧化物。a烯烃低聚反应可以通过a烯烃和催化剂系统的接触来实现，其中催化剂系统是茂金属基系统。一方面，催化剂系统包括茂金属和活化剂。一方面，活化剂包括用吸电子阴离子化学处理的固体氧化物。一方面，活化剂可以是铝氧烷(例如，甲基铝氧烷(MAO)或改性的甲基铝氧烷(MMAO))。在进一步的方面，得到的氢化a烯烃低聚物可以被表征为具有高的粘度指数；可选地，具有高的粘度指数和低的倾点。这样的特征使这些PAO在润滑剂组合物中特别有用。此外，本文公开的方法通过调节某些低聚反应或工艺参数提供调节粘度或选择期望的粘度范围的方法。本公开的另一方面提供包括源自a烯烃的单体单元的PA0，其中a烯烃单体基本上不包括I-癸烯。已经发现，包括源自基本上不包括I-癸烯的a烯烃的单体单元的PAO不必与包含基于I-癸烯的单体单元的PAO共混以使PAO具有高的粘度指数和低的倾点。用于提供润滑剂组合物的本方法的一次(first pass)经济优势是显而易见的。根据本公开的一方面，提供了低聚反应方法，所述方法包括a)使a烯烃单体和催化剂系统接触，所述催化剂系统包括至少一种茂金属和化学处理的固体氧化物；和b)在低聚反应条件下形成低聚物产物。根据本公开的一方面，提供低聚反应方法，所述方法包括a)使a烯烃单体和催化剂系统接触，所述催化剂系统包括I)至少一种茂金属；2)至少一种第一活化剂，其包括化学处理的固体氧化物；和3)至少一种第二活化剂；和b)在低聚反应条件下形成低聚物产物。在一个实施方式中，化学处理的固体氧化物可以是氟化二氧化硅-氧化铝。在一个实施方式中，第二活化剂可以包括有机铝化合物。此外，可以通过使a烯烃单体、茂金属、第一活化剂和第二活化剂同时接触的步骤使a烯烃单体和催化剂系统接触。可选地，a烯烃单体和催化剂系统可以无限制地以任何顺序接触。一方面，本公开提供具有100°C运动粘度为20cSt至1，200cSt的聚a烯烃。另一方面，本公开提供具有低于_20°C的倾点的聚a烯烃。在一些实施方式中，本公开提供具有100°C运动粘度为20cSt至270cSt和低于_30°C的倾点的聚a烯烃。描述了其它有用的性能如Mw分子量、Mn分子量、多分散指数、剪切稳定性、结晶性能、立构规整度和伯努利指数(B)。一方面，本文公开的PAO可以主要包括头-尾低聚物。在一个实施方式中，本文公开的PAO可以包括这样的头-尾低聚物，其中误差为每1000个a烯烃单体少于100。一方面，a烯烃单体可以单独地或任意组合地包括C3至C7tl正a烯烃；可选地，C4至C2tl正a烯烃。在一个实施方式中，a烯烃单体可以包括I-己烯、I-辛烯、I-癸烯、I-十二碳烯、I-十四碳烯或其任意组合。也提供了包括根据本公开制备的聚a烯烃组合物的润滑剂组合物。润滑剂组合物可以基本上由PAO组合物组成，具有或不具有添加剂如金属去活化剂、清洁剂、分散剂、抗氧化剂等。本公开进一步提供制备聚a烯烃的方法，所述方法包括a)使a烯烃单体与含茂金属的催化剂系统接触；和b)在低聚反应条件下形成低聚物产物。制备聚a烯烃的方法可进一步包括分离反应器流出物以制备重低聚物产物和氢化重低聚物产物以生产聚a烯烃。催化剂系统可进一步包括活化剂或活化剂的组合；可选地，催化剂系统可基本没有活化剂。在一些实施方式中，催化剂系统可进一步包括活化剂。在一些实施方式中，活化剂可以是铝氧烷(例如甲基铝氧烷或改性甲基铝氧烷)、三烧基铝化合物、氢化烷基铝化合物、卤化烷基铝化合物、有机锌化合物、有机镁化合物、有机锂化合物、有机硼化合物、电离化离子化合物、硼酸盐化合物、或铝酸盐化合物、或其任意组合。一方面，活化剂可以包括用吸电子阴离子化学处理的固体氧化物。在一些实施方式中，用吸电子阴离子化学处理的固体氧化物可以包括氟化氧化铝、氯化氧化铝、硫酸化氧化铝、氟化二氧化硅-氧化铝、氯化二氧化硅-氧化铝、氟化二氧化硅-氧化锆、或其组合。因此，本公开包括制备聚a烯烃的方法，其包括a)使a烯烃与催化剂系统接触，所述催化剂系统包括茂金属；和活化剂，其包括用吸电子阴离子化学处理的固体氧化物；和b)在低聚反应条件下形成低聚物产物。当用吸电子阴离子化学处理的固体氧化物被用作活化剂时，其可被单独使用或与另外的活化剂组合使用。可与化学处理的固体氧化物组合使用的活化剂的例子包括但不限于铝氧烷(例如甲基铝氧烷或改性甲基铝氧烷)、三烷基铝化合物、氢化烷基铝化合物、卤化烷基铝化合物、有机锌化合物、有机镁化合物、有机锂化合物、有机硼化合物、电离化离子化合物、硼酸盐化合物、或铝酸盐化合物、或其任意组合。本公开进一步的方面提供制备低聚物产物的方法，这种低聚物可进一步加工成聚a烯烃，其中a烯烃单体、茂金属、固体氧化物、吸电子阴离子或任何其它活化剂的任何组合可在其被用于催化过程之前进行预接触。在此方面，任何预接触步骤或多个预接触步骤可在要被低聚的a烯烃与催化剂系统接触以引发a烯烃低聚的步骤之前的任何长度时间内进行。许多茂金属化合物适合用于本文公开的方法。术语“茂金属”在本文被定义为且一般地意图包括含有至少一个n键nx>5配体的化合物。一般地，^键nx>5配体可以是rI5-环戍二烯基、n5-却基、n5-荷基、n5-链二烯基-或n6-硼杂苯(boratabenzene)-配体。在本公开中n键nx配体也称为组I配体。因此，如本公开中所用，术语“茂本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·L·斯莫奥，K·D·奥普，A·P·马斯诺，M·P·麦克丹尼尔，R·M·巴克，W·B·比尤利，杨清，E·J·巴瑞特，E·J·尼特米伊尔，B·克里斯查尔，
申请(专利权)人：切弗朗菲利浦化学公司，
类型：发明
国别省市：
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