使用高速触媒分散技术制造苯乙烯聚合物的方法;METHOD OF PRODUCING STYRENE POLYMERS USING HIGH SPEED CATALYTIC DISPERSION TECHNOLOGY

摘要

本发明提供制备苯乙烯聚合物之方法，所述方法包含：使用高速均质化混合器均匀混合苯乙烯单体、包含第13族金属之有机金属化合物辅触媒与惰性有机溶剂之辅触媒混合物以及茂金属触媒与所述惰性有机溶剂之触媒混合物以获得均质化混合物；以及将所述均质化混合物提供至反应器以起始聚合。在此方法中，使用高速均质化混合器使触媒快速分散于单体中，使得可基本上防止间规苯乙烯聚合物产生时所出现的凝胶形成。此外，使用所述方法制备的苯乙烯聚合物具有高活性、优良立体规则性以及均匀分子分布。

主权项

1.一种制备苯乙烯聚合物之方法，包括：使用一高速均质化混合器，均匀混合一苯乙烯单体、一辅触媒混合物与一触媒混合物，以获得充分混合并精细的一均质化混合物，其中该辅触媒混合物包含第13族金属之有机金属化合物辅触媒与一惰性有机溶剂，而该触媒混合物包含一茂金属触媒与该惰性有机溶剂；以及提供该均质化混合物至一反应器，以起始一聚合作用，其中该高速均质化混合器之转速在1,000-50,000 rpm之范围内，其中该苯乙烯单体包含至少一种由下列各物所构成之族群中选出的材料：烷基苯乙烯(alkylstyrene)、卤化苯乙烯(halogenized styrene)、经卤素取代的烷基苯乙烯(halogen-substituted alkylstylene)、烷氧基苯乙烯(alkoxystyrene)、乙烯基联苯(vinylbiphenyl)、乙烯基苯基萘(vinylphenyl naphthalene)、乙烯基苯基芘(vinylphenylpyrene)、乙烯基苯基蒽(vinylphenylanthracene)、三烷基矽烷基乙烯基联苯(trialkylsilylvinylbiphenyl)、烷基矽烷基苯乙烯(alkylsilylstyrene)、羧甲基苯乙烯(carboxymethylstyrene)、烷基酯苯乙烯(alkylesterstyrene)、乙烯基苯磺酸酯(vinylbenzenesulfonic acid ester)、乙烯基苄基二烷氧基磷酸酯(vinylbenzyldialkoxyphosphate)、二乙烯基苯(divinylbenzene)、三乙烯基苯(trivinylbenzene)以及芳基苯乙烯(aryl styrene)，其中该茂金属触媒为第4族过渡金属化合物与由一或两种环烷基二烯基(cycloalkyldienyl group)以及其衍生物所构成之族群中选出的配位基之键结产物(bonding product)，其中对于该茂金属触媒以及该苯乙烯单体之总量而言，该茂金属触媒的量在0.00005-0.02莫耳%之范围内，其中该辅触媒包含至少一种由烷基铝氧烷(alkylaluminoxane)、烷基铝化合物(alkylaluminum compound)以及硼酸盐化合物(borate compound)所构成之族群中选出的材料。 ;2.如申请专利范围第1项所述之制备苯乙烯聚合物之方法，其中该烷基铝氧烷为甲基铝氧烷(methylaluminoxane，MAO)或改良甲基铝氧烷(modified MAO，MMAO)。 ;3.如申请专利范围第1项所述之制备苯乙烯聚合物之方法，其中该烷基铝化合物是由下列各物所构成之族群中选出：三甲基铝(trimethylaluminum)、三乙基铝(triethylaluminum)、二甲基铝氯化物(dimethylaluminiumchloride)、二乙基铝氯化物(diethylaluminiumchloride)、三异丁基铝(triisobutylaluminum)、三(正丁基)铝(tri(N-butyl)aluminium)、三(正丙基)铝(tri(A n-propyl)aluminium)以及三异丙基铝(triisopropylaluminium)。 ;4.如申请专利范围第1项所述之制备苯乙烯聚合物之方法，其中该硼酸盐化合物包含至少一种是由下列各物所构成之族群中选出的材料：硼烷(borane)、三苯基金炭四(五氟苯基)硼酸盐(triphenylcarboniumtetra(pentafluorophenyl)borate)、邻-氰基-N-甲基吡啶鎓四(五氟苯基)硼酸盐(o-cyano-N-methylpyridium tetra(pentafluorophenyl)borate)、三(五氟苯基)硼(tri(pentafluoro phenyl)boron)、1,1-二甲基二茂铁-四(五氟苯基)硼酸盐(1,1-dimethylferrocenium-tetra(pentafluorophenyl)borate)以及苄基二甲基二茂铁四(五氟苯基)硼酸盐(benzyldimethylferrocenium tetra(pentafluorophenyl)borate)。 ;5.如申请专利范围第1项所述之制备苯乙烯聚合物之方法，其中对于该茂金属触媒中所包含之1莫耳金属而言，以该辅触媒中所包含之金属的量计，该辅触媒的量可在10-1,000莫耳之范围内。 ;6.如申请专利范围第1项所述之制备苯乙烯聚合物之方法，其中该惰性有机溶剂包含至少一种是由下列各物所构成之族群中选出的材料：戊烷、己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、苯、五氟苯以及甲苯。 ;7.如申请专利范围第1项所述之制备苯乙烯聚合物之方法，其中对于该惰性有机溶剂而言，该触媒混合物之浓度在0.0001-0.1莫耳/公升之范围内。 ;8.如申请专利范围第1项所述之制备苯乙烯聚合物之方法，其中该聚合作用在0-120℃之温度下进行。 ;9.如申请专利范围第1项所述之制备苯乙烯聚合物之方法，其中在该均匀混合之步骤中，使用第一高速均质化混合器使该苯乙烯单体与该辅触媒混合物均质化，且接着使用第二高速均质化混合器使所得均质化混合物与该触媒混合物均质化。 ;10.如申请专利范围第1项所述之制备苯乙烯聚合物之方法，其中分别使用一对第一高速均质化混合器将该苯乙烯单体与该辅触媒混合物均质化以形成第一均质化产物并将该苯乙烯单体与该触媒混合物均质化以形成第二均质化产物，且接着使用第二高速均质化混合器将该第一以及第二均质化产物均质化。 ;11.如申请专利范围第1项所述之制备苯乙烯聚合物之方法，其中该反应器包括：一主体，具有一内部空间，该主体包括：一入口，以使该均质化混合物投入；一出口，以使该反应产物自其取出；一混合器，安装在该主体内用来混合该均质化混合物；以及一温度控制单元，与该主体相连接，藉由循环一加热油与一冷却油来控制一反应温度，其中一锚与该混合器连接，并使该锚与该反应器内壁间之间隔降至最小，且使该加热油及该冷却油沿该锚叶片循环。 ;12.如申请专利范围第1项所述之制备苯乙烯聚合物之方法，其中该反应器为粉床型反应器。;为让本发明之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，上文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明。;图1为说明使用根据本发明之一实施例之高速均质化混合器及反应器的制备苯乙烯聚合物之方法的示意图。;图2为说明使用根据本发明之另一实施例之多个串联连接高速均质化混合器的制备苯乙烯聚合物之方法的示意图。;图3为说明使用根据本发明之另一实施例之高速均质化混合器及反应器的制备苯乙烯聚合物之方法的示意图。;图4为说明使用根据本发明之另一实施例之多个串联以及并联连接高速均质化混合器的制备苯乙烯聚合物之方法的示意图。