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聚丙烯粘度改性剂及其润滑油的制作方法

  • 国知局
  • 2024-07-29 10:28:46

本公开内容涉及间同立构聚丙烯均聚物和包含间同立构聚丙烯均聚物的润滑油。

背景技术:

1、在移动的表面之间施加润滑液以减少摩擦,由此改进效率和减少磨损。润滑液还经常起到耗散由移动的表面产生的热的作用。

2、一种类型的润滑液是用于内燃机的基于石油的润滑油。润滑油含有在给定温度下帮助润滑油具有一定粘度的添加剂。通常,润滑油和润滑液的粘度与温度成反比。当润滑液的温度提高时,粘度通常降低,并且当温度降低时,粘度通常提高。对于内燃机而言,润滑油在低温下应具有较低的粘度以促进寒冷天气期间发动机启动,并且在当润滑性质通常衰退的较高环境温度下应具有较高的粘度。

3、用于润滑液和润滑油的添加剂包括流变改性剂例如粘度指数(vi)改进剂。vi改进组分(其许多衍生自乙烯-α-烯烃聚合物)改变润滑剂的流变行为从而提高粘度并促进使用润滑剂的温度范围内更恒定的粘度。

4、较高乙烯含量的共聚物高效地促进油增稠和剪切稳定性。然而,较高乙烯含量的共聚物还倾向在油配制物中聚集,从而导致极粘的配制物。聚集通常在受控和静态冷却的低于环境温度的条件或环境条件下发生。通过低温溶液流变学来测量在其他方面有利的较高乙烯含量的粘度改进剂的这种有害性质。对于这些较高乙烯含量的共聚物配制物,已经提出了各种补救方法来克服或减轻在低温下形成高粘度的倾向。

5、然而,需要改进的粘度指数改性剂和包含这样的粘度指数改性剂的润滑油,其表现出良好的测定粘度(viscometrics)、高增稠效率、良好的高温高剪切性能和可接受的剪切稳定性指数。

6、在信息披露声明中引用的参考文献(37c.f.r.1.97(h)):wo2010/016847,us9045574,us7589145,us 2007/0117941,us5272003,wo 2007/002177,us 2004/0127614,us2006/029424,wo 2000/12594,ep-351391,us 2007/0255028,us6143683,us 2005/0070669,us5476914,us 2003/0096896,sg-178810,ca2514426,us 2006/0057321,us2010/0000600,ep1900758,us 2012/0283399,us 2011/0003095,us 2011/0003916,us2003/0060584,pii:s0032-3861(97)10174-4(de rosa等人,polymer(1998)第39卷(25),第6219-6226页),wo 2016/018523,macromolecules,2006,39,249-256。

技术实现思路

1、在一些实施方案中,润滑油包括至少50重量%的基础油,基于润滑油的总重量。润滑油包括至少0.1重量%的具有外消旋二单元组(dyad)含量为约60%至约99%和数均分子量(通过gpc dri)为约10,000g/mol至约250,000g/mol的聚丙烯均聚物,其中基础油和聚丙烯均聚物的总量不超过100重量%。

2、在一些实施方案中,添加剂包包括具有外消旋二单元组含量为约50%至约99%和数均分子量为约10,000g/mol至约250,000g/mol的聚丙烯均聚物。添加剂包包括一种或多种独立地选自以下的添加剂:摩擦改性剂、倾点抑制剂、牵引改进添加剂、消泡剂、雾度抑制剂、压力添加剂、抗氧化剂、溶解度添加剂、分散剂、清洁剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、金属减活剂、抗磨损剂、防卡剂(anti-seizure agent)、蜡改性剂、粘度改性剂、流体损失添加剂、密封相容剂、润滑剂、抗污剂、发色剂(chromophoric agent)、破乳剂、乳化剂、稠化剂、润湿剂、凝胶化剂、增稠剂、着色剂和它们的组合(一种或多种)。

3、本公开内容的粘度改性剂的这些和其他特征和属性和它们的有利应用和/或用途将从以下详细描述显然可见。

4、附图简要描述

5、为了帮助制备和使用本文主题的相关领域普通技术人员,参考附图,其中:

6、图1是说明商购共聚物和根据实施方案的间同立构(syndiorich)聚丙烯均聚物的在150℃的温度和10^6s-1的剪切速率下获得的高温高剪切(hths)粘度相对在100℃和0.01s-1的剪切速率下的运动粘度(kv)的图。

7、图2是说明商购pe共聚物和根据实施方案的间同立构聚丙烯均聚物的te相对ssi的图。

8、详述

9、本公开内容涉及间同立构聚丙烯均聚物和包含间同立构聚丙烯均聚物的润滑油。本公开内容的间同立构聚丙烯聚合物改变遍及宽范围的发动机运行温度和剪切环境的粘度特性。间同立构聚丙烯均聚物有效促进油增稠和剪切稳定性。实际上,间同立构聚丙烯均聚物提供供选择的聚合物,其可用作润滑油的粘度指数改进剂,该润滑油表现出良好的测定粘度、高增稠效率、良好的高温高剪切性能和可接受的剪切稳定性指数。

10、具体地,通过适当和仔细控制vi改进剂的结构,可显著改进粘度指数(vi)改进剂的性能,如通过增稠效率(te)和剪切稳定性指数(ssi)测量。te和ssi两者与聚合物的分子量相关。例如,具有低分子量的聚合物通常具有比具有高分子量的聚合物更低的测量te和更低的ssi。然而,te和ssi也由聚合物结构和化学性质确定。例如,典型的商购粘度改性剂是乙烯含量大于40重量%的乙烯-丙烯(ep)共聚物。这样的商购聚合物显示在给定运动粘度(kv)下在高剪切高温条件(高hths)下相对高的粘性阻力。(较低的粘性阻力对应于在相同运动粘度下较低的hths。)在任何给定的kv下,hths越低,燃料经济性越好。相比之下,具有间同立构聚丙烯均聚物的本公开内容的润滑油提供了较低的粘性阻力,这减小了在柴油或汽油发动机的正常运行条件下的能量损失。较低粘性阻力比具有较高粘性阻力的润滑油提供了更好燃料经济性。另外,与商购ep共聚物相比,具有本公开内容的间同立构聚丙烯均聚物的润滑油的低温性质也得以改进。

11、另外,间同立构聚丙烯均聚物提供了降低hths而没有结晶或凝胶化。由于间同立构聚丙烯均聚物的聚丙烯的有利水平的间同立构规整度和有利的分子量所致可避免结晶或凝胶化。例如,如果间同立构规整度过高或分子量过高,则均聚物不溶于基础油。即使在不存在共聚单体含量的情况下,具有间同立构聚丙烯均聚物的本公开内容的润滑油也可具有可接受的te/ssi平衡。

12、如本文使用的,使用如在chemical and engineering news,63(5),27(1985)中列出的元素周期表的编号方案。

13、除非另外说明,以psi为单位所有压力是psig和所有分子量是g/mol。

14、就本公开内容的目的而言,当聚合物被称作包含烯烃时,在聚合物中存在的烯烃分别是该烯烃的经聚合的形式。

15、就本公开内容的目的而言,如本文使用的术语“聚丙烯”意为含有丙烯作为单体的聚合物。

16、“催化剂体系”是至少一种催化剂化合物、至少一种或活化剂、任选的助活化剂和任选的载体材料的组合。术语“催化剂化合物”、“催化剂络合物”、“过渡金属络合物”、“过渡金属化合物”、“前催化剂化合物”和“前催化剂络合物”可以互换使用。当使用“催化剂体系”来描述活化之前的这一对时,意指与活化剂和任选助活化剂一起的未活化的催化剂络合物(前催化剂)。当它用于描述活化之后的这一对时,意指活化的络合物和活化剂或其他电荷平衡的结构部分。过渡金属化合物可以是中性的(如在前催化剂中),或具有抗衡离子的带电物质(如在活化的催化剂体系中)。就本公开内容及其权利要求书的目的而言,当催化剂体系被描述为包括组分的中性稳定形式时,本领域普通技术人员将充分理解,组分的离子形式是与单体反应而产生聚合物的形式。聚合催化剂体系是可将单体聚合为聚合物的催化剂体系。此外,由本文化学式表示的催化剂化合物和活化剂意图包括催化剂化合物和活化剂的中性和离子形式两者。

17、在本文的描述中,可以将催化剂描述为催化剂、催化剂前体、前催化剂化合物、催化剂化合物或过渡金属化合物,并且这些术语可以互换使用。

18、“阴离子配体”是向金属离子提供一对或多对电子的带负电的配体。“路易斯碱”是向金属离子提供一对或多对电子的电中性的配体。路易斯碱的实例包括乙基醚、三甲基胺、吡啶、四氢呋喃、二甲基硫醚和三苯基膦。术语“杂环的路易斯碱”是指也为杂环的路易斯碱。杂环的路易斯碱的实例包括吡啶、咪唑、噻唑和呋喃。

19、清除剂是可添加从而通过清除杂质来促进聚合的化合物。一些清除剂还可以充当活化剂,并且可以被称作助活化剂。还可以结合活化剂使用助活化剂(其不是清除剂)以便形成活性催化剂。在至少一种实施方案中,助活化剂可与过渡金属化合物预混合以形成烷基化的过渡金属化合物。

20、非配位阴离子(nca)被定义为意指不与催化剂金属阳离子配位的或者与金属阳离子配位、但仅弱配位的阴离子。术语nca还被定义为包括多组分含有nca的活化剂例如四(五氟苯基)硼酸n,n-二甲基苯铵,其含有酸性阳离子基团和非配位阴离子。术语nca还被定义为包括中性路易斯酸例如三(五氟苯基)硼,其可与催化剂反应以通过夺取阴离子基团以形成活化物质。路易斯酸被定义为可与电子供体反应以形成键的化合物或元素。nca配位足够弱,使得路易斯碱例如烯烃单体可从催化剂中心将它置换。可以在非配位阴离子中使用或含有可形成相容的弱配位络合物的任何金属或准金属。合适的金属包括但不限于铝、金和铂。合适的准金属包括但不限于硼、铝、磷和硅。

21、本文描述了间同立构丙烯均聚物和包含该间同立构丙烯均聚物的润滑油组合物。不受理论的束缚,据信本文描述的间同立构丙烯均聚物由于它们的间同立构结构特别可用作粘度指数改进剂。

22、已知聚烯烃聚合物的立构规整度的程度和类型影响聚合物的物理性质。立构规整度还可与聚合物或共聚物能够获得的结晶度有关。如本文使用的,聚合物的立构规整度反映侧接到聚合物主链的烃基基团的立构化学规整性(regularity)(即聚合物的立构规整度)。已知立构规整度的若干类型,包括无规立构的、正常全同立构的、全同立构立体嵌段、间同立构的和半全同立构的。

23、间同立构聚丙烯(spp)的主链刚度大于无规立构和全同立构聚丙烯(app、ipp)的主链刚度,如通过其较高的特征比c∞(spp:约9mpa;app或ipp:约6mpa)计量。较高的主链刚度导致当它们具有类似的分子量时,间同立构聚丙烯相对于无规立构聚丙烯和全同立构聚丙烯具有更高的平台模量。不受理论的束缚,据信当这样的间同立构聚合物用作粘度改性剂时,这种属性提供间同立构聚合物在润滑剂应用中改进的测定粘度性质。因此,不受任何理论的束缚,据信与非间同立构丙烯-α-烯烃共聚物或非间同立构聚丙烯均聚物相比,本文提供的间同立构聚丙烯均聚物当用作粘度指数改进剂时具有改进的测定粘度性质,并且可在润滑应用中提供更好的增稠效率。

24、间同立构聚合物

25、间同立构聚合物是侧接到聚合物主链的烃基基团以从一侧或一面至相对聚合物主链的相对侧或面的顺序依次交替,如以下示出:

26、

27、在nmr命名法中,以上示出的五单元组(pentad)描述为“rrrr”,其中每个r表示“外消旋”二单元组,即在面的交替侧上连续的甲基基团(参见“catalytic polymerization ofolefins,proceedings of the international symposium on future aspects ofolefin polymerization,tokyo,japan,4-6jul.1995”,keii&soga编者,elsevier sciencepublishers b.v.,amsterdam,1986,第271页中j.a.ewen's章节(ewen方法))。链中的r二单元组的百分比确定聚合物的间同立构规整度程度,并与聚合物的结晶有关。

28、间同立构聚合物的分子链主链可被认为是具有交替的立构化学构型的烯烃的聚合物。高度间同立构聚合物可以是高度结晶的,因此可以具有与它们的全同立构多晶型体(polymorph)类似的限定的熔点并因此可以部分通过它们的熔点温度表征。

29、使用13c nmr根据“catalytic polymerization of olefins,proceedings of theinternational symposium on future aspects of olefin polymerization,tokyo,japan,4-6jul.1995”,keii&soga,编者,elsevier science publishers b.v.,amsterdam,1986的第271至292页描述的方法测定立构规整度(%[r]二单元组,%[m]二单元组等)。

30、聚合

31、本文描述了制备间同立构聚丙烯均聚物的方法。方法使用过渡金属催化剂连同一种或多种活化剂(例如非配位阴离子),例如在存在链转移剂(例如烷基铝化合物和/或氢气)的情况下。一些过渡金属催化剂含有cs-对称活性位点,这有利于形成具有丙烯单体的间同立构立体排列的聚丙烯均聚物。

32、生产间同立构聚丙烯均聚物的方法包括使丙烯与催化剂和活化剂例如非配位阴离子活化剂接触。催化剂可以具有结构例如由以下描述的式(1)、(1a)、(1b)、(2)、(3)或(3a)中任一表示的具有cs或伪-cs对称性的那些,或如由以下描述的式(4)表示的具有c2对称性的结构。聚合可以在链转移剂例如烷基铝化合物的存在下发生。

33、聚合可以发生在约-20℃至约160℃、或约0℃至约120℃、或约10℃至约100℃、或约60℃至约100℃的反应温度下。对于大多数催化剂体系而言,随着聚合温度提高,丙烯均聚物的间同立构规整度降低。可根据具体应用需要的间同立构规整度水平来优化期望的反应温度。聚合可以发生在约10psig至约2000psig、或约50至约1600psig、或约100psig至约500psig的反应压力下。

34、在一些实施方案中,氢气可以以约1000ppm或更少、或约750ppm或更少、或约500ppm或更少、或约250ppm或更少、或约100ppm或更少、或约50ppm或更少、或约25ppm或更少、或约10ppm或更少、或约5ppm或更少存在于反应器中。供选择地,氢气(如果存在)以约1000ppm或更少、或约750ppm或更少、或约500ppm或更少、或约250ppm或更少、或约100ppm或更少、或约50ppm或更少、或约25ppm或更少、或约10ppm或更少、或约5ppm或更少存在于进料中,以进料的重量计。

35、可在本公开内容中使用用于茂金属催化的聚合的许多聚合方法和反应器类型,例如溶液、淤浆和本体聚合方法。在一些实施方案中,如果使用固体或负载催化剂,则淤浆或连续固定床或塞流方法是合适的。在一些实施方案中,单体与茂金属化合物和活化剂在溶液相、本体相或淤浆相中,例如在连续搅拌釜反应器、连续管式反应器或间歇反应器中接触。单体(一种或多种)、茂金属和活化剂接触约1秒至约100小时、或约30秒至约50小时、或约2分钟至约6小时、或约1分钟至约4小时的停留时间,其中期望的范围可以包括从任何下限至任何上限的范围。在另一实施方案中,溶剂或稀释剂存在于反应器中并选自以下:丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯、异丙苯、和正丁苯;例如甲苯和/或二甲苯和/或乙苯、正链烷烃(例如可从德克萨斯州休斯顿exxonmobil chemical company得到的norpar溶剂)、或异链烷烃溶剂(例如可从德克萨斯州休斯顿exxonmobil chemical company得到的isopar溶剂)。这些溶剂或稀释剂通常采用与进料烯烃相同的方式进行预处理。

36、可以在聚合方法中使用一个或多个串联或并联的反应器。过渡金属化合物、活化剂和链转移剂(如果使用)可以作为在溶剂中或在α-烯烃进料料流中的溶液或淤浆/悬浮液分别输送至反应器,正好在反应器前在线活化,或者预混合为活化溶液或淤浆输送至反应器。可在单个反应器运行中(其中将丙烯、催化剂/活化剂、和链转移剂连续添加至单个反应器中)或在串联反应器运行中(其中将以上组分添加至串联连接的两个或更多个反应器的每个中)进行聚合。可将催化剂组分添加至串联的第一反应器。还可以将催化剂组分添加至两个反应器,其中一种组分添加至第一反应并且另一种组分添加至其他反应器。在至少一种实施方案中,在存在烯烃的情况下在反应器中使前催化剂活化。在一些实施方案中,将前催化剂例如茂金属的二氯化物形式用烷基铝试剂,尤其是三异丁基铝、三正己基铝和/或三正辛基铝预处理,之后装料至含有其他催化剂组分和进料烯烃的反应器中,或者之后用其他催化剂组分预活化以产生完全活化的催化剂,然后将其加入含有进料烯烃的反应器中。在另一种供选择的方案中,将前催化剂与活化剂和/或助活化剂混合,并且然后将这种活化的催化剂与含有一些清除剂或助活化剂的进料烯烃料流一起加入反应器。在另一种供选择的方案中,将助活化剂的整体或部分与进料烯烃预混合并与含有催化剂和活化剂和/或助活化剂的其他催化剂溶液同时加入反应器。

37、在一些实施方案中,完整的催化剂体系可另外包含一种或多种清除化合物。这里,术语清除化合物意指从反应环境去除杂质的化合物。这些杂质不利地影响催化剂活性和稳定性。通常,在将反应组分引入反应容器之前通常使用纯化过程。

38、还可采用均相溶液方法生产本文描述的间同立构聚丙烯均聚物。通常,均相溶液方法包括在连续反应器中聚合,其中搅动形成的聚合物和所供应的起始单体和催化剂材料以减小或避免浓度和/或温度梯度。常用反应器冷却平衡聚合的热量来获得反应器中的温度控制,所述反应器冷却通过反应器夹套或冷却盘管或反应物的冷却侧流以冷却反应器的内容物、自动制冷、预冷却进料、液体介质(稀释剂、单体或溶剂)的蒸发或以上的组合来进行。还可以使用绝热反应器与预冷却进料。反应器温度取决于使用的催化剂和期望的产物。较高的温度通常产生具有较低分子量的聚合物,而较低温度通常产生具有较高分子量的聚合物。为了生产具有窄的分子分布的聚合物,例如促进最高可能的剪切稳定性,有用的是控制反应温度以获得反应器中或反应时间过程中最小的温度波动。如果串联或并联使用多个反应器,有用的是保持温度恒定在预定值,以使分子量分布的任何变宽最小化。为了产生具有宽分子量分布的聚合物,可调整反应温度变化(swing)或波动,或者如在串联运行中,第二反应器温度可高于第一反应器温度。在并联反应器运行中,两个反应器的温度是独立的。一个反应器还可使用两种类型的催化剂。

39、反应时间或反应器停留时间通常取决于使用的催化剂类型、使用的催化剂量和期望的转化水平。催化剂例如二苯基甲叉基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、异丙叉基-(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、异丙叉基-(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化锆、二苯基亚甲硅烷基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、二甲基亚甲硅烷基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、亚乙基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(2,7-二叔丁基芴基)(环戊二烯基)二甲基合铪、和二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(2,7-二叔丁基芴基)(环戊二烯基)二甲基合锆,和它们的混合物特别可用于本文。

40、在一些实施方案中,非配位阴离子活化剂与催化剂的摩尔比可为约10至约0.1、或约5至约0.5、或约3至约0.5、或约5至约0.2、或约2至约0.5、或约1.5至约0.7、或约1.2至约0.8或约1.1至约0.9。

41、当使用固体负载催化剂时,淤浆聚合方法通常以与之前描述的类似温度、压力和停留时间范围运行。在淤浆聚合中,添加固体催化剂、促进剂、单体的悬浮液。从反应器间歇地或连续地去除包括稀释剂的悬浮液。然后分离丙烯均聚物以去除溶剂、任何未反应的组分。一部分的或全部的溶剂和未反应的组分可再循环从而再次使用。

42、在通常的溶液方法中,催化剂组分、溶剂、单体和氢气(当使用时)在压力下加料至一个或多个反应器。可通常用反应器冷却平衡聚合的热量来获得反应器中的温度控制,所述反应器冷却通过反应器夹套或冷却盘管以冷却反应器的内容物、自动制冷、预冷却进料、液体介质(稀释剂、单体或溶剂)的蒸发或所有三种的组合来进行。还可使用绝热反应器与预冷却的进料。在加入第一反应器或溶解在反应混合物中之前将单体溶解/分散在溶剂中。在进入反应器之前,通常将溶剂和单体纯化以去除潜在的催化剂毒物。在加入第一反应器之前可以加热或冷却原料。可以将另外的单体和溶剂添加至第二反应器,并可以将其加热或冷却。可将催化剂/活化剂加入第一反应器或在两个反应器之间分配(split)。在溶液聚合中,生产的聚合物在反应器条件下保持溶解在溶剂中,从而形成聚合物溶液(还称作流出物)。

43、本发明的溶液聚合方法使用搅拌釜反应器系统,其包含一个或多个搅拌聚合反应器。通常,反应器应在实现反应物彻底混合的条件下运行。在多反应器系统中,第一聚合反应器优选在较低温度下运行。在每个反应器中的停留时间将取决于反应器的容量和设计。可将催化剂/活化剂仅加入第一反应器或在两个反应器之间分配。在供选择的实施方案中,对于本发明可采用环路型反应器和塞流反应器。

44、然后从反应器排出聚合物溶液作为流出物料流并且通常用配合极性的化合物使聚合反应淬灭以防止进一步聚合。在离开反应器系统时,将聚合物溶液在至脱挥发分系统和聚合物精加工工艺的途中穿过热交换器系统。可将液相分离的下游去除的贫相和挥发物再循环为聚合进料的一部分。

45、可通过将聚合物与流出物的其他成分分离从而从任一反应器的流出物或合并流出物回收聚合物。可以使用常规分离手段。例如,可通过用非溶剂例如异丙醇、丙酮或正丁醇凝聚从流出物回收聚合物,或可通过用热或蒸汽的热和真空汽提溶剂或其他介质来回收聚合物。可在回收程序过程中将一种或多种常规的添加剂例如抗氧化剂并入聚合物中。还预想了其他回收方法例如通过使用下临界溶解温度(lcst)之后脱挥发分。

46、催化剂化合物

47、本文描述的催化剂化合物用于聚合丙烯。如本文使用的,在本公开内容中术语“烃基基团(hydrocarbyl radical)”、“烃基(hydrocarbyl)”和“烃基基团(hydrocarbylgroup)”可以互换使用。同样,在本公开内容中术语“基团(group)”、“基团(radical)”和“取代基”也可以互换使用。就本公开内容的目的而言,“烃基基团”被定义为c1-c100基团并可以是线性、支化或环状的。当环状时,烃基基团可以是芳族的或非芳族的。“烃基基团”被定义为包括取代的烃基基团、卤代烃基基团、取代的卤代烃基基团、甲硅烷基烃基基团和甲锗烷基烃基,以下定义这些术语。取代的烃基基团是这样的基团,其中至少一个氢原子已被至少一个官能团例如nr*2、or*、ser*、ter*、pr*2、asr*2、sbr*2、sr*、br*2、sir*3、ger*3、snr*3、pbr*3等取代或其中至少一个非烃原子或基团例如—o—、—s—、—se—、—te—、—n(r*)—、=n—、—p(r*)—、=p—、—as(r*)—、=as—、—sb(r*)—、=sb—、—b(r*)—、=b—、—si(r*)2—、—ge(r*)2—、—sn(r*)2—、—pb(r*)2—等已插入烃基基团内,其中r*独立地是烃基或卤代烃基基团,并且两个或更多个r*可以接合在一起以形成取代或未取代的饱和、部分不饱和或芳族的环状或多环环结构。

48、卤代烃基基团是其中一个或多个烃基氢原子已被至少一个卤素(例如f、cl、br、i)或含卤素基团(例如cf3)取代的基团。

49、取代的卤代烃基基团是这样的基团,其中至少一个卤代烃基氢或卤素原子已被至少一个官能团例如nr*2、or*、ser*、ter*、pr*2、asr*2、sbr*2、sr*、br*2、sir*3、ger*3、snr*3、pbr*3等取代,或其中至少一个非碳原子或基团例如—o—、—s—、—se—、—te—、—n(r*)—、=n—、—p(r*)—、=p—、—as(r*)—、=as—、—sb(r*)—、=sb—、—b(r*)—、=b—、—si(r*)2—、—ge(r*)2—、—sn(r*)2—、—pb(r*)2—等已插入卤代烃基基团内,其中r*独立地是烃基或卤代烃基,条件是至少一个卤素原子保持在原始卤代烃基基团上。另外,两个或更多个r*可以接合在一起以形成取代或未取代的饱和、部分不饱和或芳族的环状或多环的环结构。

50、烃基甲硅烷基(hydrocarbylsilyl)基团(还称作甲硅烷基烃基(silylcarbyl)基团)(还称作烃基甲硅烷基(hydrocarbyl silyl)基团)是这样的基团,其中一个或多个烃基氢原子已被至少一个含有sir*3的基团取代,或其中至少一个-si(r*)2-已插入烃基基团内,其中r*独立地是氢、烃基或卤代烃基,并且两个或更多个r*可以接合在一起以形成取代或未取代的饱和、部分不饱和或芳族的环状或多环的环结构。甲硅烷基烃基基团可通过硅原子或碳原子结合。

51、取代的甲硅烷基烃基基团是这样的甲硅烷基烃基基团,其中至少一个氢原子已被至少一个官能团例如nr*2、or*、ser*、ter*、pr*2、asr*2、sbr*2、sr*、br*2、ger*3、snr*3、pbr3等取代或其中至少一个非氢原子或基团例如--o--、--s--、--se--、--te--、--n(r*)--、=n--、--p(r*)--、=p--、--as(r*)--、=as--、--sb(r*)--、=sb--、--b(r*)--、=b--、--ge(r*)2--、--sn(r*)2--、--pb(r*)2--等已插入甲硅烷基烃基基团内,其中r*独立地是氢、烃基或卤代烃基,并且两个或更多个r*可以接合在一起以形成取代或未取代的饱和、部分不饱和或芳族的环状或多环环结构。

52、甲锗烷基烃基基团(germylcarbyl radical)(还称作甲锗烷基烃基基团(germylcarbyl group)(还称作烃基甲锗烷基基团)是这样的基团,其中一个或多个烃基氢原子已被至少一个含有ger*3的基团取代,或其中至少一个-ge(r*)2-已插入烃基基团内,其中r*独立地是氢、烃基或卤代烃基,并且两个或更多个r*可以接合在一起以形成取代或未取代的饱和、部分不饱和或芳族的环状或多环的环结构。甲锗烷基烃基基团可通过锗原子或碳原子结合。

53、取代的甲锗烷基烃基基团是这样的甲锗烷基烃基基团,其中至少一个氢原子已被至少一个官能团例如nr*2、or*、ser*、ter*、pr*2、asr*2、sbr*2、sr*、br*2、ger*3、snr*3、pbr3等取代或其中至少一个非氢原子或基团例如--o--、--s--、--se--、--te--、--n(r*)--、=n--、--p(r*)--、=p--、--as(r*)--、=as--、--sb(r*)--、=sb--、--b(r*)--、=b--、--ge(r*)2--、--sn(r*)2--、--pb(r*)2--等已插入甲锗烷基烃基基团内,其中r*独立地是氢、烃基或卤代烃基,并且两个或更多个r*可以接合在一起以形成取代或未取代的饱和、部分不饱和或芳族的环状或多环环结构。

54、“极性基团(polar radicals)”(或“极性基团(polar groups)”)是其中杂原子官能团直接结合至所指出一个或多个原子的基团。极性基团包括元素周期表的第1-17族的杂原子(除了碳和氢),其要么是单独的要么通过共价键或其他相互作用例如离子键、范德华力或氢键与其他元素连接。含有官能杂原子基团的实例包括羧酸、酰基卤、羧酸酯、羧酸盐、羧酸酐、醛和它们的硫属元素(第14族)类似物、醇和酚、醚、过氧化物和氢过氧化物、羧酰胺、酰肼和酰亚胺、脒和酰胺的其他氮类似物、腈、胺和亚胺、偶氮、硝基、其他氮化合物、硫酸、硒酸、硫醇、硫化物、亚砜、砜、膦、磷酸盐/酯、其他磷化合物、硅烷、硼烷、硼酸盐/酯、铝烷、铝酸盐/酯。极性基团的实例包括nr*2、or*、ser*、ter*、pr*2、asr*2、sbr*2、sr*、br*2、snr*3、pbr*3等,其中r*独立地为如以上定义的烃基、取代的烃基、卤代烃基或取代的卤代烃基基团,两个r*可以接合在一起以形成取代或未取代的饱和的、部分不饱和的或芳族的环状或多环环结构。

55、在使用术语“取代或未取代的环戊二烯基配体”、“取代或未取代的茚基配体”和“取代或未取代的四氢茚基配体”时,上述配体的取代可以是烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基。取代还可以在环内从而产生杂环戊二烯基配体、杂茚基配体或杂四氢茚基配体,其每个可另外是取代或未取代的。

56、烃基基团可以独立地选自甲基、乙基、乙烯基、和丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基、三十烷基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基、二十四碳烯基、二十五碳烯基、二十六碳烯基、二十七碳烯基、二十八碳烯基、二十九碳烯基、三十碳烯基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、庚炔基、辛炔基、壬炔基、癸炔基、十一碳炔基、十二碳炔基、十三碳炔基、十四碳炔基、十五碳炔基、十六碳炔基、十七碳炔基、十八碳炔基、十九碳炔基、二十碳炔基、二十一碳炔基、二十二碳炔基、二十三碳炔基、二十四碳炔基、二十五碳炔基、二十六碳炔基、二十七碳炔基、二十八碳炔基、二十九碳炔基、三十碳炔基、丁二烯基、戊二烯基、己二烯基、庚二烯基、辛二烯基、壬二烯基、和癸二烯基的异构体。还包括饱和的、部分不饱和的和芳族的环状和多环结构的异构体,其中基团可以另外经受以上描述类型的取代。实例包括苯基、甲基苯基、二甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、丙基苯基、二丙基苯基、苄基、甲基苄基、萘基、蒽基、环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基、甲基环己基、环庚基、环庚烯基、降冰片基、降冰片烯基、金刚烷基等。对于本公开内容而言,当列出基团时,它表示该基团类型和当该基团类型经受以上限定的取代时形成的所有其他基团。列出的烷基、烯基和炔基基团包括所有异构体(当合适时包括环状异构体),例如丁基包括正丁基、2-甲基丙基、1-甲基丙基、叔丁基和环丁基(和类似的取代的环丙基);戊基包括正戊基、环戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丙基和新戊基(和类似的取代的环丁基和环丙基);丁烯基包括1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基和2-甲基-2-丙烯基的e和z形式(和环丁烯基和环丙烯基)。具有取代基的环状化合物包括所有异构体形式,例如甲基苯基将包括邻甲基苯基、间甲基苯基和对甲基苯基;二甲基苯基将包括2,3-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、2,6-二苯基甲基、3,4-二甲基苯基和3,5-二甲基苯基。

57、以下作为阴离子配体说明环戊二烯基和茚基配体的实例。还说明环计数方案。当环戊二烯基配体具有一个桥连取代基时,桥连取代基在一位置。当环戊二烯基配体具有两个桥连取代基时,桥连取代基在一和二位置。当芴基配体具有桥连取代基时,桥连取代基在九位置。当二苯并[b,h]芴具有桥连取代基时,桥连取代基在十二位置。

58、

59、类似的计数和命名法方案用于杂环戊二烯并环戊二烯基(heterocyclopentapentalenyl)、杂芴基等,如以下说明。说明的每个结构被描绘为阴离子。

60、杂环戊二烯并环戊二烯基的非限制性实例包括以下,其中q表示杂原子o、s、se、或te、或杂原子基团nr**、pr**、asr**或sbr**,其中r**是氢、或烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基取代基。当杂环戊二烯并环戊二烯基配体具有桥连取代基时,桥连取代基在七位置。

61、

62、其中z表示杂原子n或p的杂芴基的非限制性实例包括以下。当杂芴基配体具有桥连取代基时,桥连取代基在九位置。

63、

64、“环杂原子”是环状环结构内的杂原子。“杂原子取代基”是与环结构通过杂原子直接结合的含有杂原子的基团。“桥连杂原子取代基”是与两个不同的环结构通过杂原子直接结合的杂原子或杂原子基团。以下说明术语“环杂原子”、“杂原子取代基”和“桥连杂原子取代基”,其中z和r′如以上限定。

65、

66、“环碳原子”是做为环状环结构的一部分的碳原子。例如,茚基配体具有九个环碳原子;环戊二烯基配体具有五个环碳原子。

67、过渡金属化合物具有对称元素并属于对称基团。这些元素和基团是众所周知的并可参考自f.albert cotton的chemical applications of group theory(第2版),wiley-interscience,1971年。具有cs对称性的化合物拥有镜面。例如,以下结构具有cs对称面,其平分锆中心、碳桥和环戊二烯基和芴基配体。

68、

69、对称取代基是保留过渡的cs对称性的取代基。例如,在芴基基团的2和7位置取代的叔丁基基团将是对称取代基。

70、具有伪-cs对称性的化合物是类似的,除了在确定化合物的对称性时不包括环戊二烯基配体或芴基配体上类似尺寸的桥连基团、不稳定配体和远端取代基。这些化合物,虽然不完全是cs-对称的,但是被认为具有用于烯烃聚合的cs-对称活性位点。因此,例如具有meetsi或mephsi桥连配体的化合物鉴于适当的剩余配体结构而被认为具有伪cs-对称面。同样,例如具一个me和一个cl不稳定配体的化合物鉴于适当的剩余配体结构而被认为具有伪cs-对称面。以下说明伪cs-对称化合物的非限制性实例:

71、

72、如果取代基远离活性位点,那么具有伪cs-对称性的化合物还可在稳定的配体(例如环戊二烯基或芴基配体)上具有不同的取代基。这种类型的取代基(称作伪对称性取代基)通常与桥连基团相邻并且彼此基本上没有尺寸差别。通常这些取代基彼此的尺寸差别在2个非氢原子内。因此,在2和5位置用甲基和乙基分别取代的环戊二烯基、或在2位置用甲基取代和在5位置未取代的环戊二烯基、或在1和8位置用己基和辛基分别取代的芴基,将被认为具有伪cs-对称性。

73、通常,能够生产间同立构聚丙烯和能够与气反应来结束生长的聚合物链的那些催化剂是可用于生产本文的间同立构聚丙烯均聚物的催化剂。

74、可用于制备间同立构聚丙烯均聚物的催化剂包括具有由式(1)表示的结构的具有cs或伪-cs对称性的茂金属化合物(前催化剂):

75、

76、其中:

77、m是锆或铪;

78、l1是未取代的芴基、杂环戊二烯并环戊二烯基、或杂芴基、或用一个或多个对称或伪对称取代基取代的芴基、杂环戊二烯并环戊二烯基或杂芴基配体,每个取代基独立地为以下基团:烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基,和任选两个或更多个相邻的取代基可以连接以形成取代或未取代的、饱和的、部分不饱和的或芳族的环状或多环取代基;

79、l2是环戊二烯基环或在环的2和5位置具有一个或多个对称或伪对称的取代基的取代的环戊二烯基环,每个取代基独立地为以下基团:烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基;

80、g是桥连基团;

81、每个x独立地为氢基基团、烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基;或两个x连接并键合到金属原子以形成含有约3-约20个碳原子的金属环状物环;或者两者一起可为烯烃、二烯烃或芳炔配体;两个x可以独立地为卤素、烷氧基、芳氧基、氨基(amide)、磷基或其他一价阴离子配体或两个x也可连接以形成二阴离子螯合配体。

82、在式(1)的一些实施方案中,l1是芴基或取代的芴基;例如芴基、2,7-二甲基芴基、2,7-二乙基芴基、2,7-二丙基芴基、2,7-二丁基芴基、2,7-二苯基芴基、2,7-二氯芴基、2,7-二溴芴基、3,6-二甲基芴基、3,6-二乙基芴基、3,6-二丙基芴基、3,6-二丁基芴基、3,6-二苯基芴基、3,6-二氯芴基、3,6-二溴芴基、2,7-二叔丁基芴基、或1,1,4,4,7,7,10,10-八甲基-八氢二苯并芴基,最优选2,7-二叔丁基芴基、或芴基。在一些实施方案中,l2是环戊二烯基。在一些实施方案中,g是亚甲基、二甲基亚甲基、二苯基亚甲基、二甲基亚甲硅烷基、二苯基亚甲硅烷基、二(4-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲硅烷基、亚乙基、或二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基、最优选二甲基亚甲基、二苯基亚甲基或二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基。在一些实施方案中,每个x独立地为烃基或卤基,例如甲基、苄基、氟基或氯基。在一些实施方案中,m是锆。在供选择实施方案中,m是铪。

83、可以使用的由式(1)表示具有cs或伪-cs对称性的茂金属化合物(前催化剂)的子集由式(1a)表示:

84、

85、其中m、g和x如式(1)中定义;

86、每个ra和rb独立地选自氢、卤素、烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基、甲锗烷基烃基或极性基团,和任选两个或更多个相邻的取代基可以连接以形成取代或未取代的、饱和的、部分不饱和的或芳族的、环状的或多环的取代基,前提是每个ra相同和每个rb相同,从而使化合物为cs-对称的或伪cs-对称的;

87、每个rc独立地为关于彼此对称或伪对称的取代基,并且选自氢或烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基、甲锗烷基烃基;

88、每个rd为关于彼此对称或伪对称的取代基,并且独立地选自氢或烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基、甲锗烷基烃基。

89、在式(1a)的一些实施方案中,每个rd、ra和rc是氢,和每个rb是氢、烃基、卤素、甲硅烷基烃基或极性基团;例如氢、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、基、氟基、氯基、溴基、二甲基氨基(dimethylamido)、二乙基氨基(diethylamido)或甲氧基;例如氢或丁基;例如氢或叔丁基;例如氢。

90、在式(1a)的其他实施方案中,每个rd、rb和rc是氢,和每个ra独立地为氢、烃基、卤素、或甲硅烷基烃基;例如氢、甲基、乙基、丙基、丁基、氟基、氯基、或溴基;例如氢或丁基;例如氢或叔丁基;例如氢。

91、此外,在式(1a)的其他实施方案中,每个rd和rc是氢,和每个ra和rb连接在一起以形成稠环的部分饱和的六元碳环,每个这样的稠环可以被四个甲基取代基取代。这样的配体结构在式(1b)中示出:

92、

93、此外,在式(1a)的其他实施方案中,rc和rd是氢;每个ra和rb独立地为氢、溴、氯、甲基、乙基、丙基、丁基或苯基,例如ra是氢和rb是氢、甲基、乙基、丙基或丁基,或rb是氢和ra是氢、甲基、乙基、丙基或丁基。在一些实施方案中,ra是甲基和rb是叔丁基或氢。g可为亚甲基、二甲基二亚甲基、二苯基亚甲基、二甲基亚甲硅烷基、二苯基亚甲硅烷基、二(4-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲硅烷基、亚乙基,例如二苯基亚甲基、二苯基亚甲硅烷基和二甲基亚甲硅烷基;例如二苯基亚甲基。每个x独立地为烃基或卤基,例如甲基、苄基、氟基或氯基,例如甲基或氯基。在一些实施方案中,m是锆。在其他实施方案中,m是铪。

94、在本发明的一些优选实施方案中,对于式(1)、(1a)和/或(1b)的茂金属化合物而言,m是锆。

95、由式(1)表示的前催化剂的实例可以包括:二苯基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化锆、亚甲基-(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化锆、二甲基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化锆、二甲基亚甲硅烷基(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化锆、二苯基亚甲硅烷基(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化锆、亚乙基-(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化锆、二苯基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、二甲基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、二甲基-亚甲硅烷基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、二苯基亚甲硅烷基-(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、亚乙基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(2,7-二叔丁基芴基)(环戊二烯基)二甲基合锆、二苯基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化铪、亚甲基-(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化铪、二甲基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化铪、二甲基亚甲硅烷基(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化铪、二苯基亚甲硅烷基(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化铪、亚乙基-(环戊二烯基)(9-芴基)二氯化铪、二苯基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合铪、亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合铪、二甲基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合铪、二甲基-亚甲硅烷基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合铪、二苯基亚甲硅烷基-(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合铪、亚乙基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合铪、和二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(2,7-二叔丁基芴基)(环戊二烯基)二甲基合铪。在一些实施方案中,由式(1)表示的前催化剂可为二苯基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合铪、二苯基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合铪、二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(2,7-二叔丁基芴基)(环戊二烯基)二甲基合铪、二苯基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、二苯基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、或二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(2,7-二叔丁基芴基)(环戊二烯基)二甲基合锆。在一些实施方案中,优选式1、1a和1b的基于锆的催化剂,例如二苯基亚甲基(环戊二烯基)(9-芴基)二甲基合锆、或二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(2,7-二叔丁基芴基)(环戊二烯基)二甲基合锆。

96、能够制备间同立构聚丙烯均聚物的催化剂还包括具有由式(2)表示的结构的具有cs或伪-cs对称性的茂金属化合物(前催化剂):

97、

98、其中:

99、m是铪、锆或钛;

100、l1是未取代的芴基、杂环戊二烯并环戊二烯基、或杂芴基、或用一个或多个对称或伪对称取代基取代的芴基、杂环戊二烯并环戊二烯基或杂芴基配体,每个取代基独立地为以下基团:烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基,和任选两个或更多个相邻的取代基可以连接以形成取代或未取代的、饱和的、部分不饱和的或芳族的环状或多环取代基;

101、g是桥连基团;

102、j是来自第15族的杂原子,例如n或p,例如n;

103、r′是以下基团:烃基、取代的烃基、卤代烃基、或取代的卤代烃基;

104、l′是中性路易斯碱和w表示与m结合的l′的数量,其中w是0、1或2和任选任何l′和任何x可以彼此结合;

105、每个x独立地为氢基(hydride)基团、烃基基团、取代的烃基基团、卤代烃基基团、取代的卤代烃基基团、甲硅烷基烃基基团、取代的甲硅烷基烃基基团、甲锗烷基烃基基团或取代的甲锗烷基烃基基团;或两个x连接并键合到金属原子以形成含有约3-约20个碳原子的金属环状物环;或者两者一起可为烯烃、二烯烃或芳炔配体;两个x可以独立地为卤素、烷氧基、芳氧基、氨基、磷基或其他一价阴离子配体或两个x也可连接以形成二阴离子螯合配体。

106、在式(2)的一些实施方案中,l1是芴基或取代的芴基;例如芴基、2,7-二甲基芴基、2,7-二乙基芴基、2,7-二丙基芴基、2,7-二丁基芴基、2,7-二苯基芴基、2,7-二氯芴基、2,7-二溴芴基、3,6-二甲基芴基、3,6-二乙基芴基、3,6-二丙基芴基、3,6-二丁基芴基、3,6-二苯基芴基、3,6-二氯芴基、3,6-二溴芴基、或1,1,4,4,7,7,10,10-八甲基-八氢二苯并芴基。在一些实施方案中,g是亚甲基、二甲基二亚甲基、二苯基亚甲基、二甲基亚甲硅烷基、甲基苯基亚甲硅烷基、二苯基亚甲硅烷基、二(4-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲硅烷基、亚乙基,例如二苯基亚甲基、二苯基亚甲硅烷基、甲基苯基亚甲硅烷基和二甲基亚甲硅烷基;例如二甲基亚甲硅烷基。在一些实施方案中,j是氮。在一些实施方案中,r′是烃基或卤代烃基,例如c3-c20烃基,例如丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、苄基、苯基和取代的苯基的所有异构体(包括环状化合物和多环化合物),例如叔丁基、新戊基、苄基、苯基、二异丙基苯基、金刚烷基、降冰片基、环己基、环辛基、环癸基和环十二烷基,例如叔丁基、金刚烷-1-基、降冰片-2-基、环己基、环辛基和环十二烷基。在一些实施方案中,x是烃基或卤基,例如甲基、苄基、氟基或氯基,例如甲基或氯基。在一些实施方案中,w是零(不存在l′)和m是锆或钛。

107、在一些实施方案中,式(2)的催化剂为:

108、

109、可用于制备间同立构聚丙烯均聚物的催化剂还可包括具有由式(3)表示的结构的具有cs或伪-cs对称性的茂金属化合物(前催化剂):

110、

111、其中:

112、m是铪或锆;

113、l3是在环的4位置任选取代的环戊二烯基环,取代基选自以下基团:烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基;

114、l4是在环的3和5位置具有对称或伪对称的取代基的取代的环戊二烯基环,每个取代基独立地为以下基团:烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基;

115、g′和g″是桥连基团;

116、每个x独立地为氢基基团、烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基;或两个x连接并键合到金属原子以形成含有约3-约20个碳原子的金属环状物环;或者两者一起可为烯烃、二烯烃或芳炔配体;两个x可以独立地为卤素、烷氧基、芳氧基、氨基、磷基或其他一价阴离子配体或两个x也可连接以形成二阴离子螯合配体。

117、在式(3)中,l3是环戊二烯基、或在环戊二烯基环的4位置上取代的烃基或甲硅烷基烃基取代的环戊二烯基,例如环戊二烯基、4-甲基环戊二烯基、4-乙基环戊二烯基、4-丙基环戊二烯基、4-丁基环戊二烯基、4-戊基环戊二烯基、4-己基环戊二烯基、4-庚基环戊二烯基、3-辛基环戊二烯基、或4-三甲基甲硅烷基环戊二烯基,例如环戊二烯基、4-异丙基环戊二烯基、4-叔丁基环戊二烯基、4-(2,2-二甲基戊-3-基)环戊二烯基、4-(2,2-二甲基丁-3-基)环戊二烯基或4-三甲基甲硅烷基环戊二烯基,例如环戊二烯基、4-异丙基环戊二烯基、或4-三甲基甲硅烷基环戊二烯基。在一些实施方案中,l4是在环戊二烯基环的3和5位置上取代的烃基或甲硅烷基烃基取代的环戊二烯基,例如3,5-二甲基环戊二烯基、3,5-二乙基环戊二烯基、3,5-二丙基环戊二烯基、3,5-二丁基环戊二烯基、3,5-二戊基环戊二烯基、3,5-二己基环戊二烯基、3,5-二苄基环戊二烯基、或3,5-双(三甲基甲硅烷基)环戊二烯基,例如3,5-二甲基环戊二烯基、3,5-二异丙基环戊二烯基、3,5-二叔丁基环戊二烯基、3,5-二环戊基环戊二烯基、3,5-二戊-3-基环戊二烯基、3,5-二环己基环戊二烯基、3,5-二苄基环戊二烯基、或3,5-双(三甲基甲硅烷基)环戊二烯基,例如3,5-二甲基环戊二烯基、3,5-二异丙基环戊二烯基、3,5-二叔丁基环戊二烯基、3,5-二苄基环戊二烯基、或3,5-双(三甲基甲硅烷基)环戊二烯基。在一些实施方案中,每个g′和g″是亚甲基、二甲基亚甲基、二甲基亚甲硅烷基,例如二甲基亚甲基或二甲基亚甲硅烷基;例如二甲基亚甲硅烷基。在一些实施方案中,每个x是烃基或卤基,例如甲基、苄基、氟基或氯基,例如甲基或氯基。在一些实施方案中,m是锆。在供选择实施方案中,m是铪。

118、可以使用的由式(3)表示的茂金属化合物(前催化剂)(包括具有cs或伪-cs对称性的那些)的子集由式(3a)表示:

119、

120、其中m、g′、g″、和x如式(3)中定义;

121、re选自氢或烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基基团;

122、每个rf和rg选自烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基,前提是选择每个rf和rg从而使化合物为cs-对称的或伪cs-对称的。

123、在式(3a)的一些实施方案中,每个rf和rg独立地为烃基或甲硅烷基烃基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、苄基、或三甲基甲硅烷基,例如甲基、异丙基、叔丁基、环戊基、戊-3-基、环己基、苄基、或三甲基甲硅烷基,例如甲基、异丙基、叔丁基、苄基或三甲基甲硅烷基。在一些实施方案中,re是氢、烃基或甲硅烷基烃基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、或三甲基甲硅烷基,例如氢、异丙基、叔丁基、2,2-二甲基戊-3-基、2,2-二甲基丁-3-基、或三甲基甲硅烷基,例如氢、异丙基、或三甲基甲硅烷基。

124、在一些实施方案中,式(3)的催化剂为:

125、

126、在式1、1a、1b、2、3或3a的一些实施方案中,g、g′和g″选自r*2c、r*2si、r*2ge、r*2ccr*2、r*c═cr*、r*2csir*2、r*2sisir*2、r*b、r*2c—br*、r*n、r*p、o、s和se,其中每个r*独立地选自氢、含有c1-c20的烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基取代基,任选两个或更多个相邻的r*可以连接以形成取代或未取代的、饱和的、部分不饱和的环状或多环的取代基。在一些实施方案中,g、g′和g″选自r*2c、r*2si、r*2ge、r*2ccr*2、r*b、r*n、r*p、o、s和se,其中每个r*独立地选自氢、含有c1-c20的烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基取代基,任选两个或更多个相邻的r*可以连接以形成取代或未取代的、饱和的、部分不饱和的环状或多环的取代基。在一些实施方案中,g、g′和g″独立地选自r*2c、r*2si和r*2ccr*2,其中每个r*独立地选自氢、含有c1-c20的烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基取代基,任选两个或更多个相邻的r*可以连接以形成取代或未取代的、饱和的、部分不饱和的环状或多环的取代基。

127、能够制备本文描述的间同立构丙烯-α-烯烃共聚物的催化剂还可以包括具有由式(4)表示的结构的具有c2对称性的化合物(前催化剂):

128、

129、其中:

130、m是锆或钛;

131、o是氧;

132、n是氮:

133、r1是烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基,例如r1是卤代烃基;

134、r2是烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基,例如r2是具有三个或更多个碳原子的烃基或具有三个或更多个碳原子的甲硅烷基烃基;

135、r3、r4和r5中每个独立地为氢或烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基,例如r3、r4和r5是氢。

136、每个x独立地为氢基基团、烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基、甲硅烷基烃基或甲锗烷基烃基;或两个x连接并键合到金属原子以形成含有约3-约20个碳原子的金属环状物环;或者两者一起可为烯烃、二烯烃或芳炔配体;两个x可以独立地为卤素、烷氧基、芳氧基、氨基、磷基或其他一价阴离子配体或两个x也可连接以形成二阴离子螯合配体。

137、在式(4)的一些实施方案中,r1是烃基或卤代烃基基团,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、苄基、苯基、甲基苯基、二甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、丙基苯基、二丙基苯基、全氟苯基、三氟苯基、二氟苯基、或氟代苯基,例如苯基、2-甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2-异丙基苯基、全氟苯基、2,4,6-三氟苯基、2,6-二氟苯基、3,5-二氟苯基或4-氟苯基,例如全氟苯基。在一些实施方案中,r2是烃基或甲硅烷基烃基基团,例如c3-c12烃基或c3-c12甲硅烷基烃基,例如丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、枯基或三甲基甲硅烷基,例如异丙基、叔丁基、枯基、或三甲基甲硅烷基,例如叔丁基或三甲基甲硅烷基。在一些实施方案中,r3、r4和r5独立地为氢或烃基基团。在一些实施方案中,每个x是烃基或卤基,例如甲基、苄基、氟基或氯基,例如甲基或氯基。在一些实施方案中,m是钛。

138、在一些实施方案中,式(4)的催化剂化合物为:

139、

140、活化剂和催化剂活化

141、术语“助催化剂”和“活化剂”在本文可互换使用并且被定义为任何这样的化合物,其可通过将中性前催化剂化合物转化为催化活性的阳离子化合物来活化以上描述的前催化剂化合物中任一种。非限制性活化剂例如包括铝氧烷、烷基铝、离子化活化剂(其可以是中性的(路易斯酸活化剂)或离子的(离子活化剂))和常规类型助催化剂。活化剂可以包括铝氧烷化合物、改性铝氧烷化合物、或离子化阴离子前体化合物,其夺取反应性σ-键合的金属配体,从而使金属络合物成为阳离子并提供电荷平衡的非配位或弱配位阴离子。

142、铝氧烷活化剂被用作本文描述的催化剂体系中的活化剂。铝氧烷通常是含有-al(r1)-o-子单元的低聚物化合物,其中r1是烷基基团。铝氧烷的实例包括甲基铝氧烷(mao)、改性的甲基铝氧烷(mmao)、乙基铝氧烷和异丁基铝氧烷。烷基铝氧烷和改性烷基铝氧烷适用作催化剂活化剂,特别是当可夺取的配体是烷基、卤基、烷氧基或氨基时。还可以使用不同铝氧烷和改性铝氧烷的混合物。可使用视觉上澄清的甲基铝氧烷。可过滤浑浊的或凝胶化的铝氧烷以产生澄清溶液或者可从浑浊溶液滗析澄清的铝氧烷。可用的铝氧烷是改性甲基铝氧烷(mmao)助催化剂类型3a(可从akzo chemicals,inc.以商品名modifiedmethylalumoxane类型3a商购得到,涵盖在专利号美国专利号5,041,584中)。另一种可用的铝氧烷是如us 9,340,630、us 8,404,880和us 8,975,209中描述的固体聚甲基铝氧烷。

143、当活化剂是铝氧烷(改性的或未改性的)时,至少一种实施方案选择相对于催化剂化合物(每个金属催化位点)通常至多5000倍摩尔过量al/m的最大活化剂量。最小的活化剂与催化剂化合物之比为1:1摩尔比。供选择的合适范围包括1:1-500:1、供选择地1:1-200:1、供选择地1:1-100:1、或供选择地1:1-50:1。

144、在供选择的实施方案中,在本文描述的聚合方法中很少或不使用铝氧烷。例如,铝氧烷以0摩尔%存在,供选择地铝氧烷以铝与催化剂化合物过渡金属的摩尔比小于500:1、例如小于300:1、例如小于100:1、例如小于1:1存在。

145、路易斯酸活化剂包括三苯基硼、三全氟苯基硼、三全氟苯基铝,但排除被称作铝氧烷的一类活化剂。离子活化剂包括四全氟苯基硼酸二甲基苯铵、四全氟苯基硼酸三苯基碳四全氟苯基铝酸二甲基苯铵。路易斯酸活化剂和离子活化剂被称作化学剂量活化剂,因为与铝氧烷活化剂(其相对于过渡金属化合物需要大幅过量活化剂)相比需要相对低的活化剂与过渡金属化合物摩尔比。

146、还可以使用中性或离子活化剂例如四(五氟苯基硼酸)三(正丁基)铵、三全氟苯基硼、三全氟萘基硼、多卤化杂硼烷阴离子、硼酸、或它们的组合。

147、可以在生产本文描述的间同立构聚丙烯聚合物中使用化学计量活化剂(在连同助活化剂使用时)。例如,使用活化剂例如[me2phnh][b(c6f5)4]、[ph3c][b(c6f5)4]、[me2phnh][b(c6h3-3,5-(cf3)2)4]、[ph3c][b(c6h3-3,5-(cf3)2)4]、[nh4][b(c6h5)4]、[me2phnh][b(c10f7)4]、[ph3c][b(c10f7)4]、[二(氢化牛脂)menh][b(c6f5)4]、[二(氢化牛脂)menh][b(c10f7)4]、[(c18h37)2menh][b(c6f5)4]、[(c18h37)2menh][b(c10f7)4]、或路易斯酸性活化剂例如b(c6f5)3或b(c6h5)3,其中ph是苯基,me是甲基。c18h37是十八烷基,c6f5是全氟苯基和c10f7是全氟萘基。另外可用的活化剂包括:

148、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-十九烷基-n-十八烷基苯铵,

149、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-十六烷基-n-十八烷基苯铵、

150、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-十四烷基-n-十八烷基苯铵、

151、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-十二烷基-n-十八烷基苯铵、

152、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-癸基-n-十八烷基苯铵、

153、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-辛基-n-十八烷基苯铵、

154、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-己基-n-十八烷基苯铵、

155、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-丁基-n-十八烷基苯铵、

156、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-十八烷基-n-癸基苯铵、

157、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-十九烷基-n-十二烷基苯铵、

158、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-十九烷基-n-十四烷基苯铵、

159、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-4-十九烷基-n-十六烷基苯铵、

160、[四(全氟苯基)硼酸]n-乙基-4-十九烷基-n-十八烷基苯铵、

161、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n,n-二(十八烷基)铵、

162、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n,n-二(十六烷基)铵、

163、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n,n-二(十四烷基)铵、

164、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n,n-二(十二烷基)铵、

165、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n,n-二癸基铵、

166、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n,n-二辛基铵、

167、[四(全氟苯基)硼酸]n-乙基-n,n-二(十八烷基)铵、

168、[四(全氟苯基)硼酸]n,n-二(十八烷基)甲苯基铵、

169、[四(全氟苯基)硼酸]n,n-二(十六烷基)甲苯基铵、

170、[四(全氟苯基)硼酸]n,n-二(十四烷基)甲苯基铵、

171、[四(全氟苯基)硼酸]n,n-二(十二烷基)甲苯基铵、

172、[四(全氟苯基)硼酸]n-十八烷基-n-十六烷基-甲苯基铵、

173、[四(全氟苯基)硼酸]n-十八烷基-n-十六烷基-甲苯基铵、

174、[四(全氟苯基)硼酸]n-十八烷基-n-十四烷基-甲苯基铵、

175、[四(全氟苯基)硼酸]n-十八烷基-n-十二烷基-甲苯基铵、

176、[四(全氟苯基)硼酸]n-十八烷基-n-癸基-甲苯基铵、

177、[四(全氟苯基)硼酸]n-十六烷基-n-十四烷基-甲苯基铵、

178、[四(全氟苯基)硼酸]n-十六烷基-n-十二烷基-甲苯基铵、

179、[四(全氟苯基)硼酸]n-十六烷基-n-癸基-甲苯基铵、

180、[四(全氟苯基)硼酸]n-十四烷基-n-十二烷基-甲苯基铵、

181、[四(全氟苯基)硼酸]n-十四烷基-n-癸基-甲苯基铵、

182、[四(全氟苯基)硼酸]n-十二烷基-n-癸基-甲苯基铵、

183、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n-十八烷基苯铵、

184、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n-十六烷基苯铵、

185、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n-十四烷基苯铵、

186、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n-十二烷基苯铵、

187、[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n-癸基苯铵和[四(全氟苯基)硼酸]n-甲基-n-辛基苯铵。

188、中性化学计量活化剂的实例包括三取代的硼、碲、铝、镓和铟或它们的混合物。三个取代基基团每个独立地选自烷基、烯基、卤素、取代的烷基、芳基、卤代芳基、烷氧基和卤基。例如,三个取代基基团独立地选自卤素、单或多环的(包括卤代的)芳基、烷基、和烯基化合物、和它们的混合物,例如可为具有1至20个碳原子的烯基基团、具有1至20个碳原子的烷基基团、具有1至20个碳原子的烷氧基基团和具有3至20个碳原子的芳基基团(包括取代的芳基)。在一些实施方案中,三个取代基基团是具有1至4个碳基团的烷基,苯基,萘基,或它们的混合物。在一些实施方案中,三个取代基基团是卤化的(例如氟化的)芳基基团。在一些实施方案中,中性化学计量活化剂是三(全氟苯基)硼或三(全氟萘基)硼。

189、离子性化学计量活化剂化合物可以含有活性质子,或一些与离子化化合物的剩余离子有关但不与离子化化合物的剩余离子配位或仅与离子化化合物的剩余离子松散配位的其他阳离子。这样的化合物描述于欧洲公开ep-a-0 570 982、ep-a-0 520 732、ep-a-0495 375、ep-b1-0500 944、ep-a-0 277 003和ep-a-0 277 004,和美国专利号5,153,157、5,198,401、5,066,741、5,206,197、5,241,025、5,384,299、5,502,124和us 5,972,823,和公开us2021079537、wo2021/086467、us2019/0330169和us2019/0330392,其全部通过引用并入本文。

190、可通过将过渡金属化合物与活化剂例如b(c6f6)3反应来制备离子催化剂,其在与过渡金属化合物的可水解配体(x′)反应时形成阴离子例如([b(c6f5)3(x′)]-),其稳定由反应产生的阳离子过渡金属物质。可用作为离子性化合物或组合物的活化剂组分制备催化剂。然而也涵盖了使用中性化合物制备活化剂。

191、在制备该方法中使用的离子性催化剂体系中可用作活化剂组分的化合物可以包含阳离子和相容的非配位阴离子,该阳离子可为能够提供质子的布朗斯台德酸,该阴离子相对大(大体积),能够稳定当结合两种化合物时形成的活性催化剂物质,并且所述阴离子将足够不稳定以被烯属、二烯属和炔属不饱和的底物或其他中性路易斯碱例如醚、腈等置换。例如在1988年公开的epa 277,003和epa 277,004中公开了两类相容非配位阴离子:1)包含多个与中心带电荷的金属或准金属核共价配位并屏蔽该金属或准金属核的亲脂性基团的阴离子配位络合物;和2)包含多个硼原子的阴离子,例如碳硼烷、金属碳硼烷和硼烷。

192、在至少一种实施方案中,离子化学计量活化剂包括阳离子和阴离子组分,并且可以由以下式表示:

193、(l**-h)d+(ad-)

194、其中l**是中性路易斯碱,h是氢,(l**-h)+是布朗斯台德酸;ad-是具有电荷d-的非配位阴离子;并且d是1-3的整数。

195、阳离子组分((l**-h)d+)可以包括布朗斯台德酸例如质子或质子化的路易斯碱或可还原的路易斯酸,其能够在烷基化之后质子化或夺取来自前催化剂的结构部分例如烷基或芳基。

196、活化阳离子(l**-h)d+可以是布朗斯台德酸,其能够向烷基化的过渡金属催化前体提供质子,从而产生过渡金属阳离子,包括铵、氧甲硅烷和它们的混合物,例如甲胺、苯胺、二甲胺、二乙胺、n-甲基苯胺、二苯胺、三甲胺、三乙胺、n,n-二甲基苯胺、甲基二苯胺、吡啶、对-溴-n,n-二甲基苯胺、对-硝基-n,n-二甲基苯胺的铵,来自三乙基膦、三苯基膦和二苯基膦的来自醚例如二甲醚、二乙醚、四氢呋喃和二氧六环的氧来自硫醚例如二乙硫醚和四氢噻吩的锍,和它们的混合物。活化阳离子(l**-h)d+还可以是以下结构部分,例如银、碳二茂铁和混合物,例如碳和二茂铁例如三苯基碳阴离子组分ad-包括具有式[mk+qn]d-的那些,其中k是1-3的整数;n是2-6的整数;n-k=d;m是选自元素周期表中第13族的元素例如硼或铝,和q独立地为氢基、桥连或未桥连的二烷基氨基、卤基、烷氧基、芳氧基、烃基、取代的烃基、卤代烃基、取代的卤代烃基和卤素取代的烃基基团,所述q具有至多20个碳原子,前提是q在不多于一次出现时为卤基。例如,每个q是具有1-20个碳原子的氟化烃基基团,例如每个q是氟化芳基基团,例如每个q是五氟芳基(pentafluoryl aryl)基团。合适的ad-的实例还包括如公开于美国专利号5,447,895的二硼化合物,其通过引用完全并入本文。

197、在一些实施方案中,在本公开内容的催化剂的制备中可以连同助活化剂用作非配位阴离子化合物的硼化合物是三取代的铵盐,例如:四苯基硼酸三甲基铵、四苯基硼酸三乙基铵、四苯基硼酸三丙基铵、四苯基硼酸三(正丁基)铵、四苯基硼酸三(叔丁基)铵、四苯基硼酸n,n-二甲基苯铵、四苯基硼酸n,n-二乙基苯铵、四苯基硼酸n,n-二甲基-(2,4,6-三甲基苯铵)、四(五氟苯基)硼酸三甲基铵、四(五氟苯基)硼酸三乙基铵、四(五氟苯基)硼酸三丙基铵、四(五氟苯基)硼酸三(正丁基)铵、四(五氟苯基)硼酸三(仲丁基)铵、四(五氟苯基)硼酸n,n-二甲基苯铵、四(五氟苯基)硼酸n,n-二乙基苯铵、四(五氟苯基)硼酸n,n-二甲基-(2,4,6-三甲基苯铵)、四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸三甲基铵、四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸三乙基铵、四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸三丙基铵、四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸三(正丁基)铵、四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸二甲基(叔丁基)铵、四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸n,n-二甲基苯铵、四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸n,n-二乙基苯铵、四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸n,n-二甲基-(2,4,6-三甲基苯铵)、四(全氟萘基)硼酸三甲基铵、四(全氟萘基)硼酸三乙基铵、四(全氟萘基)硼酸三丙基铵、四(全氟萘基)硼酸三(正丁基)铵、四(全氟萘基)硼酸三(叔丁基)铵、四(全氟萘基)硼酸n,n-二甲基苯铵、四(全氟萘基)硼酸n,n-二乙基苯铵、四(全氟萘基)硼酸n,n-二甲基-(2,4,6-三甲基苯铵)、四(全氟联苯基)硼酸三甲基铵、四(全氟联苯基)硼酸三乙基铵、四(全氟联苯基)硼酸三丙基铵、四(全氟联苯基)硼酸三(正丁基)铵、四(全氟联苯基)硼酸三(叔丁基)铵、四(全氟联苯基)硼酸n,n-二甲基苯铵、四(全氟联苯基)硼酸n,n-二乙基苯铵、四(全氟联苯基)硼酸n,n-二甲基-(2,4,6-三甲基苯铵)、四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸三甲基铵、四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸三乙基铵、四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸三丙基铵、四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸三(正丁基)铵、四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸三(叔丁基)铵、四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸n,n-二甲基苯铵、四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸n,n-二乙基苯铵、四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸n,n-二甲基-(2,4,6-三甲基苯铵)、和二烷基铵盐例如:四(五氟苯基)硼酸二-(异丙基)铵、和四(五氟苯基)硼酸二环己基铵;和其他盐例如四(五氟苯基)硼酸三(邻甲苯基)四(五氟苯基)硼酸三(2,6-二甲基苯基)四苯基硼酸四苯基硼酸三苯基碳四苯基硼酸三苯基四苯基硼酸三乙基甲硅烷四苯基硼酸苯(重氮)、四(五氟苯基)硼酸四(五氟苯基)硼酸三苯基碳四(五氟苯基)硼酸三苯基四(五氟苯基)硼酸三乙基甲硅烷四(五氟苯基)硼酸苯(重氮)、四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸三苯基碳四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸三苯基四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸三乙基甲硅烷四-(2,3,4,6-四氟苯基)硼酸苯(重氮)、四(全氟萘基)硼酸四(全氟萘基)硼酸三苯基碳四(全氟萘基)硼酸三苯基四(全氟萘基)硼酸三乙基甲硅烷四(全氟萘基)硼酸苯(重氮)、四(全氟联苯基)硼酸四(全氟联苯基)硼酸三苯基碳四(全氟联苯基)硼酸三苯基四(全氟联苯基)硼酸三乙基甲硅烷四(全氟联苯基)硼酸苯(重氮)、四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸三苯基碳四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸三苯基四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸三乙基甲硅烷和四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸苯(重氮)。

198、在一些实施方案中,非配位阴离子活化剂(l**-h)d+(ad-)是四(全氟苯基)硼酸n,n-二甲基苯铵、四(全氟萘基)硼酸n,n-二甲基苯铵、四(全氟联苯基)硼酸n,n-二甲基苯铵、四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸n,n-二甲基苯铵、四(全氟萘基)硼酸三苯基碳四(全氟联苯基)硼酸三苯基碳四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸三苯基碳或四(全氟苯基)硼酸三苯基碳

199、催化剂前体还可用包含非配位阴离子的助催化剂或活化剂活化,该非配位阴离子含有不含准金属的环戊二烯离子,如在美国专利公开2002/0058765a1中描述,并且出于本公开内容,需要添加助活化剂至催化剂前体。“相容的”非配位阴离子是当最初形成的络合物分解时未被降解至中性的那些。此外,阴离子将不会转移阴离子取代基或片段至阳离子从而使其形成中性过渡金属化合物和来自阴离子的中性副产物。按照本公开内容可用的实例非配位阴离子是那些,其是相容的,在以+1平衡其离子电荷的意义上稳定过渡金属络合物阳离子,并且还保持足够的不稳定性以允许在聚合过程中被烯属或炔属不饱和的单体置换。这些类型的助催化剂有时与清除剂(例如但不限于三异丁基铝、三正辛基铝、三正己基铝、三乙基铝或三甲基铝)一起使用。

200、公开内容方法还可采用助催化剂化合物或活化剂化合物,其初始为中性路易斯酸但在与烷基化的过渡金属化合物反应时形成阳离子金属络合物和非配位阴离子,或两性离子络合物。烷基化的茂金属化合物由催化剂前体和助活化剂的反应形成。例如,三(五氟苯基)硼或铝起到夺取烃基配体的作用以产生公开内容阳离子过渡金属络合物并稳定非配位阴离子,参见ep-a-0 427 697和ep-a-0 520 732用于说明类似的第4族茂金属化合物。此外,参见ep-a-0 495 375的方法和化合物。关于使用类似的第4族化合物形成两性离子络合物,参见美国专利号5,624,878、5,486,632和5,527,929。

201、另外的中性路易斯酸是本领域已知的并适合于夺取形式阴离子(formalanionic)配体。特别参见e.y.-x.chen和t.j.marks的综述文章“cocatalysts for metal-catalyzed olefin polymerization:activators,activation processes,andstructure-activity relationships”,chem.rev.,100,1391-1434(2000)。

202、当非配位阴离子活化剂的阳离子是布朗斯台德酸例如质子或质子化的路易斯碱(不包括水)或可还原的路易斯酸例如二茂铁或银阳离子、或碱金属或碱土金属阳离子例如钠、镁或锂的阳离子时,催化剂-前体与活化剂摩尔比可以为任何比率。描述的活化剂化合物的组合也可以用于活化。

203、当使用阴离子的或中性化学计量活化剂(例如nca)时,催化剂-前体与活化剂摩尔比为1:10-1:1、1:10-10:1、1:10-2:1、1:10-3:1、1:10-5:1、1:2-1.2:1、1:2-10:1、1:2-2:1、1:2-3:1、1:2-5:1、1:3-1.2:1、1:3-10:1、1:3-2:1、1:3-3:1、1:3-5:1、1:5-1:1、1:5-10:1、1:5-2:1、1:5-3:1、1:5-5:1、1:1-1:1.2。催化剂-前体与助活化剂摩尔比为1:500-1:1,1:100-100:1,1:75-75:1,1:50-50:1,1:25-25:1,1:15-15:1,1:10-10:1,1:5-5:1,1:2-2:1,1:100-1:1,1:75-1:1,1:50-1:1,1:25-1:1,1:15-1:1,1:10-1:1,1:5-1:1,1:2-1:1,1:10-2:1。

204、在一些实施方案中,活化剂和活化剂/助活化剂组合包括四(五氟苯基)硼酸二甲基苯铵或三(五氟苯基)硼,或三烷基铝与四(五氟苯基)硼酸二甲基苯铵或三(五氟苯基)硼的混合物。在一些实施方案中,清除化合物与活化剂一起使用。可用作清除剂的典型铝或硼烷基组分由通式rxj′z′2表示,其中j′是铝或硼,rx如以上之前定义,和每个z′独立地为rx或不同的一价阴离子配体例如卤素(cl、br、i)、烷氧基(orx)等。烷基铝可包括三乙基铝、二乙基氯化铝、三异丁基铝、三正辛基铝、三正己基铝、三甲基铝等。烷基硼可包括三乙基硼。清除化合物可为铝氧烷和改性铝氧烷,包括甲基铝氧烷和改性的甲基铝氧烷。

205、负载催化剂

206、负载催化剂或负载催化剂体系可以用于制备间同立构聚丙烯均聚物。为了制备均匀的负载催化剂,催化剂前体可以溶解在用于将催化剂(和活化剂)布置在载体上的溶剂中。术语“均匀的负载催化剂”意为催化剂前体、活化剂、和/或活化的催化剂在载体的可及表面区域(包括多孔载体的内部孔表面)上接近均匀分布。负载催化剂的一些实施方案具有均匀的负载催化剂。

207、可用的负载催化剂体系可以通过任何有效负载其他配位催化剂体系的方法制备,有效意味着如此制备的催化剂可用于非均相方法中聚合烯烃。可以以任何顺序或同时添加催化剂前体、活化剂、助活化剂(如果需要的话)、合适的溶剂和载体。

208、在一些实施方案中,溶解在适当溶剂例如甲苯中的活化剂(有或没有助活化剂)可以与载体材料一起搅拌1分钟至10小时从而制备负载催化剂。(催化剂溶液、活化剂溶液或两者的)总溶液体积可以大于载体的孔隙体积,但是一些实施方案限制总溶液体积低于形成凝胶或淤浆所需要的体积(孔隙体积的90%至400%,例如100-200%)。在这个时间过程中任选加热混合物30-200℃。可以将催化剂前体作为固体,如果在之前步骤中采用合适的溶解,或作为溶液添加至这种混合物。供选择地,可过滤混合物,并且所得固体与催化剂前体溶液混合。类似地,可以真空干燥混合物,并且与催化剂前体溶液混合。然后搅拌所得催化剂混合物1分钟至10小时,并且负载催化剂要么从溶液过滤并真空干燥要么经历蒸发以去除溶剂。

209、供选择地,可以在溶剂中合并催化剂前体和活化剂(和任选助活化剂)以形成溶液。然后将载体添加至溶液,并且将所得混合物搅拌1分钟至10小时。总活化剂/催化剂-前体溶液体积可以大于载体的孔隙体积,但是一些实施方案限制总溶液体积低于形成凝胶或淤浆所需要的体积(孔隙体积的90%至400%,例如100-200%)。在搅拌之后,在真空下去除残余的溶剂,通常在环境温度下并在10-16小时内;然而可以使用更多或更少的时间和更高或更低的温度。

210、催化剂前体还可以在没有活化剂的情况下负载,其中将活化剂(和如果需要的助活化剂)添加至淤浆方法的液相。例如,催化剂前体的溶液可以与载体材料混合1分钟至10小时的时间段。所得前催化剂混合物可以从溶液过滤并在真空下干燥或用蒸发处理以去除溶剂。总催化剂-前体溶液体积可以大于载体的孔隙体积,但是一些实施方案限制总溶液体积低于形成凝胶或淤浆所需要的体积(例如孔隙体积的90%至400%,例如100-200%)。

211、另外,两种或更多种不同的催化剂前体可以使用任何以上公开的负载方法布置在相同的载体上。同样,可以在同一载体上布置两种或更多种活化剂或者活化剂和助活化剂。

212、合适的固体颗粒载体通常包含聚合物或难熔氧化物材料,例如每种是多孔的。平均粒度大于10μm的任何合适的载体材料适合于在本公开内容中使用。各种实施方案包括多孔载体材料,例如滑石、无机氧化物、无机氯化物例如氯化镁和树脂载体材料例如聚苯乙烯聚烯烃或聚合物化合物或任何其他有机载体材料等。一些实施方案包括无机氧化物材料作为载体材料,包括第2、3、4、5、13或14族金属或准金属氧化物。一些实施方案包括催化剂载体材料以包括二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝和它们的混合物。可以单独地或与二氧化硅、氧化铝或二氧化硅-氧化铝组合采用其他无机氧化物例如氧化镁、二氧化钛、氧化锆等。路易斯酸性材料例如蒙脱石和类似的粘土也可以充当载体,其中载体可任选地兼作活化剂组分。还可以在这样的实施方案中使用另外的活化剂。在一些情况下,还可使用常被称为mcm-41的一类特殊的固体载体。mcm-41是一类独特的结晶载体并当用第二组分改性时可制备成具有可调节的孔隙尺寸和可调节的酸度。mcm-41类别材料和它们的改性的详细描述可见于美国专利号5,264,203。

213、可以通过任何数量的方法预处理载体材料。例如,可以煅烧无机氧化物或可以用脱羟基试剂例如烷基铝化学处理无机氧化物,或进行两者。

214、按照本公开内容聚合物载体也将是合适的,例如参见wo 95/15815和美国专利号5,427,991中的描述。公开的方法可以结合本公开内容的催化剂化合物、活化剂或催化剂体系使用,来将它们吸附或吸收在聚合物载体(特别是如果由多孔颗粒构成)上,或者可以通过与聚合物链键合的或在聚合物链中的官能团化学键合。

215、可用的催化剂载体通常具有的表面积为10-700m2/g,和/或孔隙体积为0.1-4.0cc/g,和/或平均粒度为10-500μm。一些实施方案选择的表面积为50-500m2/g,和/或孔隙体积为0.5-3.5cc/g,和/或平均粒度为20-200μm。其他实施方案选择的表面积为100-400m2/g,和/或孔隙体积为0.8-3.0cc/g,和/或平均粒度为30-100μm。在一些实施方案中,载体具有的孔隙尺寸为10-1000埃、供选择地50-500埃、或75-350埃。

216、前催化剂和/或前催化剂/活化剂组合通常以10-100微摩尔的催化剂前体/克的固体载体、供选择地20-80微摩尔的催化剂前体/克的固体载体、或40-60微摩尔的催化剂前体/克的载体的装载水平沉积在载体上。但是可以使用更大或更小的值,条件是固体催化剂前体的总量不超过载体的孔隙体积。

217、前催化剂和/或前催化剂/活化剂组合可负载用于气相、本体或淤浆聚合,或根据需要以其他方式进行。许多负载方法已知用于烯烃聚合领域中的催化剂,特别是铝氧烷活化的催化剂;全部适合在本文中使用。参见例如美国专利号5,057,475和5,227,440。负载离子催化剂的实例可见于wo 94/03056。美国专利号5,643,847和wo 96/04319a,其描述了特别有效的方法。聚合物和无机氧化物都可以充当载体,例如美国专利号5,422,325、5,427,991、5,498,582和5,466,649,和国际公开wo 93/11172和wo 94/07928。

218、在一些实施方案中,在进入反应器前,前催化剂和/或活化剂(有或没有载体)与烷基铝化合物例如三烷基铝化合物组合。例如,烷基铝化合物可由下式表示:r3al,其中r独立地为c1-c20烷基基团,例如r基团独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、正丁基、戊基、异戊基、正戊基、己基、异己基、正己基、庚基、辛基、异辛基、正辛基、壬基、异壬基、正壬基、癸基、异癸基、正癸基、十一烷基、异十一烷基、正十一烷基、十二烷基、异十二烷基、和正十二烷基,例如异丁基、正辛基、正己基和正十二烷基。在一些实施方案中,烷基铝化合物选自三异丁基铝、三正辛基铝、三正己基铝和三正十二烷基铝。

219、链转移剂

220、本公开内容的聚合方法可以包括在存在链转移剂或链穿梭剂(chain shuttlingagent)的情况下聚合。

221、链转移剂包括由下式表示的烷基铝化合物:r3al,其中r独立地为c1-c18烷基基团,例如每个r独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、异丁基、正丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、正庚基、异庚基、正辛基、异辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、和它们的异类似物。

222、在该过程中,氢气也可用作反应中可用的链转移剂。在一些实施方案中,可在本文描述的方法中使用供选择的链转移剂,从而减少对氢气的需要,其中氢气不存在或以有限量使用。在一些实施方案中,链转移剂包括二乙基锌,和三烷基铝例如三异丁基铝、三正辛基铝、三乙基铝等、或它们的混合物。

223、在一些实施方案中,可以以链转移剂与过渡金属化合物的摩尔比为1:1-150:1使用链转移剂。在至少一种实施方案中,链转移剂与过渡金属化合物的摩尔比可大于5:1、或大于10:1、或大于20。同样,链转移剂与过渡金属化合物的摩尔比可小于120:1、或小于100:1、或小于80:1。

224、间同立构聚丙烯均聚物的性质

225、在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有100摩尔%丙烯衍生单元。

226、在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的如通过astm d-1238(230℃,2.16kg)测定的熔体流动速率(mfr)为约0.1至约700g/10min、例如约0.1至约450g/10min、或约0.1至约20g/10min、或约0.2至约18g/10min、或约0.5至约15g/10min、或约0.8至约12g/10min、或约1至约10g/10min、或约2to 10g/10min、或约2.5to 8g/10min、供选择地约25g/10min至约200g/10min、或约50g/10min至约150g/10min、或约100g/10min至约130g/10min、供选择地约400g/10min至约700g/10min、例如约500g/10min至约700g/10min、例如约600g/10min至约700g/mol。在本发明的一些实施方案中,如通过astm d-1238(230℃,2.16kg)测定的mfr太高以至于难以测量。

227、可通过催化剂、总单体浓度和反应器温度来确定间同立构聚丙烯均聚物的立构规整度。据信根据本公开内容的方法制成的间同立构聚丙烯均聚物可以包含至多99%r-二单元组,基于聚合物中存在的二单元组的总数,例如外消旋二单元组(r-二单元组)含量(r%)为约60%至约95%、例如约70%至约90%、例如约65%至约85%。在一些实施方案中,r%大于60%、供选择地大于65%、供选择地大于70%,并且上限为90%或更小、供选择地85%或更小、供选择地80%或更小。在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的r%为约65%至约80%、例如约65%至约75%、例如约68%至约73%、例如约69%至约71%,如通过13c nmr测定。

228、在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的[mmmm]五单元组含量为约0.1%至约1.5%、例如约0.2%至约1.2%、例如约0.6%至约1%,如通过13c nmr测定。供选择地,间同立构聚丙烯均聚物具有的[mmmm]五单元组含量为约2.0%或更小。在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的[mmmr]五单元组含量为约0.7%至约5%、例如约2%至约5%、例如约2.5%至约4.5%、例如约3%至约4%,如通过13c nmr测定。在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的[rmmr]五单元组含量为约2%至约5%、例如约3.5%至约5%、例如约4%至约5%,如通过13cnmr测定。在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的[mmrr]五单元组含量为约4%至约10%、例如约7.5%至约10%、例如约7.5%至约8.5%、供选择地约8.5%至约10%、供选择地约8%至约9%,如通过13c nmr测定。在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的[mmrm+rmrr]五单元组含量为约9%至约25%、例如约18%至约25%、例如约20%至约23%、例如约20%至约21.5%、供选择地约21.5%至约23%,如通过13c nmr测定。在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的[rmrm]五单元组含量为约2%至约10%、例如约7%至约10%、例如约7%至约8%、供选择地约8%至约9%、供选择地约9%至约10%,如通过13c nmr测定。在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的[rrrr]五单元组含量为约20%至约65%、例如约35%至约65%、供选择地约20%至约35%、例如约20%至约27%、供选择地约25%至约32%、供选择地约27%至约35%,如通过13c nmr测定。供选择地,间同立构聚丙烯均聚物具有的[rrrr]五单元组含量为约20%或更大。在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的[mrrr]五单元组含量为约14%至约23%、例如约17%至约23%、例如约19%至约20%、供选择地约20%至约21%、供选择地约19.5%至约20.5%,如通过13c nmr测定。在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的[mrrm]五单元组含量为约2%至约7%、例如约3%至约7%、例如约4%至约6%、例如约4.5%至约5.5%,如通过13c nmr测定。

229、间同立构聚丙烯均聚物的数均分子量(mn)(dri)可为约10,000至约250,000g/mol、例如约20,000至约150,000g/mol、例如约30,000至约100,000g/mol、例如约30,000至约70,000g/mol、供选择地约10,000至约70,000g/mol、供选择地约100,000至约250,000g/mol、例如约110,000至约180,000g/mol。

230、间同立构聚丙烯均聚物的重均分子量(mw)(dri)可为约10,000至约500,000g/mol、例如约20,000至约200,000g/mol、例如约30,000至约100,000g/mol、例如约50,000至约90,000g g/mol、供选择地约10,000至约200,000g/mol、供选择地约200,000至约350,000g/mol、例如约250,000至约300,000g/mol。

231、间同立构聚丙烯均聚物的分子量分布mwd(mw/mn)(dri)可小于约5、例如约1至约3.0、例如约1.2至约2.5、例如约1.8至约2、供选择地约1.8至约2.5、例如约2至约2.3。

232、间同立构聚丙烯均聚物的z均分子量(mz)(ls)可为约30,000至约800,000g/mol、例如约30,000至约100,000g/mol、供选择地约200,000至约300,000g/mol、供选择地约300,000至约400,000g/mol、供选择地约400,000至约500,000g/mol。

233、间同立构聚丙烯均聚物的z均分子量(mz)(dri)可为约30,000至约800,000g/mol、例如约30,000至约100,000g/mol、供选择地约100,000至约300,000g/mol、供选择地约300,000至约500,000g/mol、供选择地约500,000至约700,000g/mol。

234、丙烯在聚合物链上的间同立构布置对间同立构聚丙烯的线圈尺寸有影响。大的回转半径与润滑油的粘度改性剂的增稠效率直接相关。在至少一种实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的回转半径为约2nm至约70nm、例如约5nm至约50nm。回转半径(rg)可根据astm d4001通过测量散射光强度随观察角度改变来直接确定。例如,可使用配备有多角度激光散射(“malls”)检测器、粘度检测器和差示折射率检测器的waters 150凝胶渗透色谱来测量回转半径。还可使用间同立构丙烯均聚物的特性粘度与相同分子量的全同立构聚丙烯的特性粘度的特性粘度比(g’vis)来测量线圈尺寸的膨胀。在至少一种实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的特性粘度比(g’vis)为1.05至1.6、例如1.1至1.5。在一些实施方案中,g’vis具有1.05或更大,例如1.1或更大,例如1.3或更大,例如1.4的下限和1.6或更小,例如1.5或更小,例如1.4或更小的上限。

235、在至少一种实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有约-20℃至约10℃、例如约-10℃至约0℃的玻璃化转变温度。tg可根据astm d7426以10℃/min的扫描速率测量。

236、在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物具有的复数粘度(在0.1rad/s,190℃下)为约50000pa*s或更小,例如约300pa*s至约50000pa*s,例如约400pa*s至约40000pa*s,供选择地约500pa*s至约10000pa*s,供选择地约500pa*s至约10000pa*s。复数粘度可通过动态频率扫描(dfs)测量来测量。复数粘度可使用ta instruments型号ares-g2流变仪经由小幅度振荡剪切(saos)测试在190℃下测定。测试试样可使用190℃下加热的压机压塑。测试试样可具有25mm的直径和约2mm的厚度。将试样装入已预加热至190℃的流变仪中并修整为1.5mm的测量间隙。在测试前在190℃的测试温度下将装载的修整的试样平衡5分钟。测试角频率为0.01-628rad/s。

237、差示扫描量热法(dsc)

238、根据astm d3418-03使用以下dsc程序来测定峰值熔点tm(还称作熔点)、峰值结晶温度tc(还称作结晶温度)、玻璃化转变温度(tg)、熔化热(△hf或hf)和百分比结晶度。使用ta instruments q200型机器获得差示扫描量热法(dsc)数据。将重量为大约5-10mg的样品密封在铝气密样品盘中。通过首先以10℃/分钟的速率逐渐加热样品至200℃来记录dsc数据。样品保持在约200℃下2分钟,然后以10℃/分钟的速率冷却至-90℃,之后恒温2分钟并以10℃/分钟加热至200℃。记录第一和第二循环的热事件。测量吸热峰下方面积并用于确定熔化热和结晶度百分比。使用式:[熔融峰下方面积(焦耳/克)/b(焦耳/克)]*100来计算百分比结晶度,其中b是主要单体组分的100%结晶均聚物的熔化热。从例如john wileyand sons(纽约)于1999年出版的polymer handbook(第四版)获得这些b值;然而,使用207j/g的值(b)作为100%结晶聚丙烯的熔化热,使用290j/g的值用于100%结晶聚乙烯的熔化热。除非另外指出,在第二加热/冷却循环过程中获得此处报道的熔融温度和结晶温度。

239、对于显示多个吸热和放热峰的聚合物而言,报道了所有的峰值结晶温度和峰值熔融温度。单独计算每个吸热峰的熔化热。使用来自所有吸热峰的熔化热之和计算百分比结晶度。所制备的聚合物共混物中一些显示与主峰重叠的次熔融/冷却峰,将这些峰共同视为单个熔融/冷却峰。这些峰中最高的被认为是峰值熔融温度/结晶点。对于具有相对低结晶度水平的聚合物而言,通常在第一加热循环过程中测量和报道熔融温度。在dsc测量之前,使样品老化(通常通过将其保持在环境温度下持续2天时间)或退火以使结晶度水平最大化。

240、具有三个检测器的凝胶渗透色谱法(gpc-3d)

241、通过使用配备有三个在线检测器:差示折射率检测器(dri)、光散射(ls)检测器和粘度计的高温凝胶渗透色谱(agilent pl-220)来测定mw、mn和mw/mn。实验细节(包括检测器校正)描述于t.sun,p.brant,r.r.chance和w.w.graessley,macromolecules,第34卷,第19期,第6812-6820页(2001)和其中的参考文献中。使用三个agilent plgel 10μm混合-bls柱。标称流动速率为0.5ml/分钟,并且标称注射体积为300μl。在维持在145℃的温度下的烘箱中容纳各种转移管线、柱、粘度计和差示折射仪(dri检测器)。通过将6克作为抗氧化剂的丁基化羟基甲苯溶解在4升aldrich试剂级1,2,4-三氯苯(tcb)中来制备用于实验的溶剂。然后将tcb混合物通过0.1μm的teflon过滤器过滤。然后在进入gpc-3d之前用在线脱气器对tcb脱气。通过将干燥的聚合物放置在玻璃容器中,添加期望量的tcb,然后在160℃下加热该混合物并连续震荡约2小时制备聚合物溶液。所有量都是重力法测量的。用于以质量/体积单位表示聚合物浓度的tcb密度在室温下为1.463g/ml并且在145℃下为1.284g/ml。注射浓度为0.5-2.0mg/ml,其中较低浓度用于较高分子量样品。在运行每个样品之前吹扫dri检测器和粘度计。然后将仪器中的流动速率提高至0.5ml/分钟,并在注射第一样品之前使dri稳定8小时。在运行样品之前至少1至1.5小时打开ls激光器。从减去基线的dri信号(idri)使用以下等式计算色谱图中每个点处的浓度(c):

242、c=kdriidri/(dn/dc)

243、其中kdri是通过校准dri确定的常数,和(dn/dc)是系统的折射率增量。通过将通用校正关系与柱校正(其采用一系列单分散聚苯乙烯(ps)标准物进行)结合来确定dri分子量(或常规分子量)。采用以下等式计算在每个淋洗体积的mw:

244、

245、其中具有下标“ps”的变量代表聚苯乙烯,而没有下标的那些代表测试样品。在这个方法中,αps=0.67和kps=0.000175dl/g。α=0.705和k=0.0002288dl/g用于本文描述的丙烯均聚物。

246、ls检测器是wyatt technology high temperature dawn heleosii。通过使用用于静态光散射的zimm模型分析ls的输出从而确定在色谱图中每个点处的分子量m(m.b.huglin,light scattering from polymer solutions,academic press,1971):

247、

248、这里,δr(θ)是在散射角θ处测量的过量瑞利散射强度,c是从dri分析测定的聚合物浓度,a2是第二维里系数。p(θ)是单分散无规线圈的形状因子,和ko是系统的光学常数:

249、

250、其中na是阿伏伽德罗常数,并且(dn/dc)是系统的折射率增量,其取与dri方法获得的值相同的值。对于tcb而言在145℃下和λ=657nm,折射率n=1.500。出于本公开内容和所附权利要求书的目的,对于所有聚丙烯聚合物而言(dn/dc)=0.1048,和第二维里系数a2=0.0006。gpc方法的该整个描述中使用的参数单位为:浓度以g/cm3为单位表示,分子量以g/mol为单位表示。

251、使用来自viscotek corporation的高温粘度计测定比粘度。粘度计具有以惠斯通电桥结构布置的四个毛细管,以及两个压力传感器。一个传感器测量横跨检测器的总压降,放置在电桥的两侧之间的另一个传感器测量压差。通过它们的输出计算流过粘度计的溶液的比粘度(ηs)。由以下等式计算色谱图中每个点处的特性粘度[η]:

252、ηs=c[η]+0.3(c[η])2

253、其中c是浓度并且由dri输出测定。

254、g’vis定义为间同立构丙烯均聚物的特性粘度与具有相同分子量的全同立构聚丙烯的特性粘度之比,并使用如下sec-dri-ls-vis方法的输出计算。样品的平均特性粘度[η]avg通过以下计算:

255、

256、其中总和取自积分限之间的所有色谱切片i。

257、g'vis定义为:

258、

259、ηipp是与间同立构丙烯均聚物样品具有相同分子量的全同立构pp的特性粘度。使用mark-houwink等式使用k=0.0002288dl/g、α=0.705和基于通过ls检测器测定的分子量的粘均分子量来计算相同分子量的全同立构pp的特性粘度。

260、润滑油

261、本文描述了包括一种或多种间同立构聚丙烯均聚物和一种或多种基础油(还称作“基础油料”)的润滑油。基础油或基础油料可以包括具有100℃下粘度范围为1.5-100cst的第i组至第v组基础油。

262、通常,润滑油的粘度指数提供润滑油的粘度随温度改变而改变的程度的指示。拥有高粘度指数的润滑油将比拥有低粘度指数的润滑油经历其粘度随温度的更小改变。因此,用于在大范围环境条件例如极高和极低温度条件下运行的设备的润滑油应拥有高粘度指数。虽然可以通过在润滑油的配方中包括特定粘度改性剂来实现高粘度指数,但是使用这样的添加剂不总是有益的。例如,在发动机、机构和泵方面的技术进步已导致比它们的前身产生更大动力的更小发动机,以更快速度运行的机构和产生更高压力的更小的泵。这样的运行改进增加了对润滑油在更高温度、更高压力下和在更苛刻剪切条件下有效运行的需要。例如,减速齿轮箱可以与快速旋转的部件一起运行,从而可能造成对润滑油中的粘度指数改进剂的有害剪切。一旦剪切了粘度改性剂分子,它可能不再有效,并因此润滑油的粘度分布和效力变差,最终损坏设备。因此,可以期望配制具有高粘度指数的润滑油,该高粘度指数至少部分源自于粘度改性剂(一种或多种)的固有性质。

263、低温下流体流变性可以被认为关乎“流动性”或“可泵性”—低温下泵送流体容易(或困难)的量度。低温流变性能对于在寒冷环境中运行的机械装置例如机器和交通工具是最关键的,并且特别当这样的机械装置从静止开始运动时。当静止时,机械装置可能不具有有效地分配到其移动部件的润滑油,并且因此接触表面可能在机械装置启动时经历比正常运行期间经历的摩擦和磨损水平更大的摩擦和磨损水平。这样更大的摩擦和磨损水平可能对机械装置的运行效率和寿命有害。润滑油对抗这种磨损的能力可能在低温下受损。首先,润滑油的粘度倾向随着温度降低而提高,因此变得在低温下难以有效分配润滑油。其次,润滑油可能在低温下经历蜡结晶的开始,这可能加重有效分配的问题。第三,这两个影响阻碍添加剂化学品迁移通过润滑油。设计来减轻金属对金属磨损的许多抗磨损和极压添加剂通过与金属表面反应来工作。因此,添加剂的有效性至少部分取决于与金属表面接触的添加剂。阻碍添加剂在流体内迁移抑制添加剂接触金属表面,并因此添加剂与当在更高温度下运行时相比可能不那么有效。

264、为了克服以上影响,可以配制润滑油,使得在机械装置的冷启动时它可相对容易泵送,使得润滑油和添加剂可以在短时间间隔内变得有效分布至移动部件。润滑油的典型流变量度是它在低温下的粘度。通常,在给定低温下粘度越低,在机械装置启动时将越有效地分布润滑油,并且冷启动对该装置的损害将越小。对于依赖于来自电池的电能启动的机器如机动车辆发动机而言,可存在的问题在于在低温下启动需要的能量因泵送高粘度润滑油需要的能量而增加,但是电池自身在低温下遭受降低的功率输出。因此,在低温下具有较低粘度的润滑油可以至少部分补偿低温下电池的降低的功率输出。

265、在一些实施方案中,润滑油可以具有至少50重量%的基础油,基于润滑油组合物的重量。例如,基础油可以以至少60重量%、或至少70重量%、或至少80重量%、或至少90重量%、或甚至至少95重量%、或至少96重量%、或至少97重量%、或至少98重量%的量存在于润滑油组合物中,基于润滑油的重量。

266、在一些实施方案中,润滑油组合物中存在的间同立构聚丙烯均聚物的量可以为约0.1重量%或更大、例如约0.1重量%至约15重量%、例如约0.1重量%至约10重量%、或约0.2重量%至约8重量%、或约0.3重量%至约7重量%、或约0.4重量%至约5重量%、或约0.5重量%至约3重量%、例如约1重量%至约2重量%,基于润滑油的重量。

267、本文生产的间同立构聚丙烯均聚物可任选与一种或多种其他添加剂组合,所述添加剂包括但不限于分散剂、清洁剂、摩擦改性剂、牵引改进添加剂、破乳剂、消泡剂、发色材料(染料)和/或雾度抑制剂。汽车发动机润滑剂配制物和添加剂的实例可见于美国专利号6,713,438,其通过引用并入本文。完全配制的润滑剂可在汽车曲轴箱油(发动机油)、工业油、油脂、或汽轮机发动机油中使用。这些是成品润滑剂配制物中使用的添加剂的实例。

268、在一些实施方案中,间同立构聚丙烯均聚物可单独使用或与其他传统vi改进剂(例如ocp(烯烃-共聚物)或聚甲基丙烯酸酯)一起使用。

269、可通过合适的共混不同粘度的组分来调节润滑油的粘度等级。在本文的润滑油中,还可通过添加适合量的间同立构聚丙烯均聚物来调节润滑油的粘度等级。如此,含有间同立构聚丙烯均聚物的润滑油组合物可具有格外好的测定粘度、高增稠效率、良好的高温高剪切性能和可接受的剪切稳定性指数。

270、不受理论的束缚,据信可通过控制粘度改性剂的丙烯的间同立构立体布置来大幅改进粘度改性剂(粘度指数(vi)改进剂)的性能,如通过测定粘度和增稠效率(te)测量。te可定义为将100℃下基础油运动粘度提高到2倍所需要的给定聚合物的量的效率,并可通过以下等式测量:

271、te=2*c*ln(v聚合物+油/v油)/ln2

272、其中v是100℃下运动粘度,c是以g/100g溶液为单位的浓度。

273、包括间同立构聚丙烯均聚物的润滑油可以具有的增稠效率为约1至约4、例如约1.25至约3、例如约1.25至约2.5、例如约1.7至约2.4。

274、包括间同立构聚丙烯均聚物的润滑油可具有的40℃下运动粘度为约40cst至约100cst、例如约40cst至约80cst、例如约40cst至约60cst、例如约45cst至约55cst、供选择地约80cst至约100cst、例如约85cst至约95cst,按照astm d445-3测量。

275、包括间同立构聚丙烯均聚物的润滑油可具有的100℃下运动粘度为约5cst至约20cst、例如约8cst至约15cst、例如约9cst至约11cst、供选择地约11cst至约14cst、例如约12cst至约13.5cst,如通过astm d445-5测量。

276、包括间同立构聚丙烯均聚物的润滑油可具有的高温高剪切(hths)粘度(在150℃和10^6s-1)为约1厘泊(cp)-约4cp、例如约1.25cp-约3.75cp、例如约1.5cp-约3.5cp、例如约1.75cp-约3.5cp、例如约2.5cp-约3.5cp、例如约3cp-约3.4cp,如在150℃的温度下和106s-1的剪切速率下根据astm d4683在tapered bearing simulator中测量,并具有单位厘泊(cp)。

277、包括间同立构聚丙烯均聚物的润滑油可具有小于约70、例如约20至约50、例如约20至约30、供选择地约30至约40、供选择地约40至约50的剪切稳定性指数(ssi),如以30次循环(astm d6278)使用kurt orbahn(ko)柴油喷射装置测定。对于大多数粘度改性剂而言,ssi值与聚合物链长度直接相关。较高的ssi值对应于间同立构聚丙烯均聚物的较高的分子量。同样,较低的ssi值对应于间同立构聚丙烯均聚物的较低的分子量。ssi值基于100℃下测量的粘度值。ssi可表示剪切期间损失的粘度改性剂(ocp或epr)贡献的粘度的分数,并可通过以下等式测量:

278、ssi=100×(v0-vs)/(v0-vb)

279、其中v0=未剪切油的粘度,vs=剪切油的粘度,和vb=基础油的粘度(没有聚合物)。只有增稠程度(“dt”=v0/vb)大于或等于1.2,以上等式才有效。如果增稠程度小于1.2,则ssi不可由数据确定,因为vb值太接近v0,从而使ssi等式中的分母接近0。

280、可通过使用任何合适的技术将间同立构聚丙烯均聚物溶解在基础油来制备本公开内容的润滑油。可通过例如造粒、切碎、研磨或粉碎均聚物来提高固体均聚物的表面积。还可通过使用例如蒸汽或热油加热来提高基础油的温度。当大幅提高基础油温度(例如至高于约100℃的温度)时,可在非反应性气体(例如n2)层下进行加热。还可使用例如在挤出机或捏炼机中赋予聚合物的机械能来升高均聚物的温度。均聚物的温度可升高至高于约150℃;可在非反应性气体(例如n2)层下升高聚合物温度。还可通过搅动均聚物和基础油的混合物,例如通过(在例如反应器或罐中)搅拌或搅动,或通过使用再循环泵,来帮助均聚物的溶解。还可组合使用前述技术中的任何两种或更多种。还可通过使用基础油料作为溶液或淤浆聚合反应中的聚合溶剂来形成润滑油。可通过例如使用蒸馏柱来完成这种交换以确保均聚物基本上不含聚合溶剂。

281、实例基础油

282、可用作本公开内容的基础油的润滑油可以选自天然油、合成油和/或它们的混合物,并可使用未精炼的、精炼的或再精炼的(后者也称为再生的或再加工的油)。未精炼的油可包括直接从天然或合成来源获得的并且在没有另外纯化的情况下使用的那些。这些可包括直接从干馏操作获得的页岩油,直接从初级蒸馏获得的石油和直接从酯化工艺获得的酯油。精炼的油与关于未精炼的油讨论的油类似,区别在于精炼的油经受一个或多个纯化过程以改进至少一种润滑油性质。本领域技术人员熟知许多纯化工艺。这些工艺可包括溶剂提取、二次蒸馏、酸萃取、碱萃取、过滤和渗滤。再精炼的油包括通过与精炼油类似的工艺获得,但使用之前已经用作原料的油。

283、天然油可包括动物油和植物油(例如蓖麻油、猪油);煤油(liquid petroleumoil)和加氢精炼的、溶剂处理的或酸处理的链烷、环烷或混合的链烷-环烷类型的矿物油。衍生自煤或页岩的具有润滑粘度的油也可作为有用的基础油。

284、合成基础油可包括烃油和卤素取代的烃油例如聚合的和互聚的烯烃(例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯-异丁烯共聚物、氯化的聚丁烯、聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯));烷基苯(例如十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二(2-乙基己基)苯);多苯基(例如二联苯、三联苯、烷基化的多元酚)和烷基化的二苯醚和烷基化的二苯硫醚和它们的衍生物、类似物和同系物。

285、环氧烷聚合物和互聚物和它们的衍生物(其中端羟基基团已通过酯化、醚化等改性)可构成另一类型的已知的合成基础油。这些由以下举例说明:通过环氧乙烷或环氧丙烷的聚合制备的聚氧化烯聚合物,和聚氧化烯聚合物的烷基和芳基醚(例如具有分子量为1000的甲基-聚异丙二醇醚或具有分子量为1000至1500的聚乙二醇的二苯醚);和它们的单-和多羧酸酯,例如四乙二醇的乙酸酯、混合的c3–c8脂肪酸酯和c13含氧酸二酯。

286、另一合适类型的合成润滑油可包括二羧酸(例如邻苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸和烯基琥珀酸、马来酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸(sebasic acid)、富马酸、己二酸、亚油酸二聚体、丙二酸、烷基丙二酸、烯基丙二酸)与各种醇(例如丁醇、己醇、十二烷醇、2-乙基己醇、乙二醇、二乙二醇单醚、丙二醇)的酯。这样的酯的非限制性实例可包括己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己酯)、富马酸二正己酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二异辛酯、壬二酸二异癸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二癸酯、癸二酸二(二十烷基)酯、亚油酸二聚体的2-乙基己基二酯,和通过使一摩尔的癸二酸与两摩尔的四乙二醇和两摩尔的2-乙基己酸反应形成的复合酯。

287、可用作合成油的酯还可包括由c5-c12单羧酸和多元醇和多元醇酯例如新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇和三季戊四醇形成的那些。

288、基于硅的油例如聚烷基-、聚芳基-、聚烷氧基-或聚芳氧基硅氧烷油和硅酸酯(盐)油可包含另一可用类型的合成润滑剂;这样的油包括硅酸四乙酯、硅酸四异丙酯、硅酸四(2-乙基己酯)、硅酸四(4-甲基-2-乙基己酯)、硅酸四(对叔丁基苯酯)、六(4-甲基-2-乙基己基)二硅氧烷、聚(甲基)硅氧烷和聚(甲基苯基)硅氧烷。其他合成润滑油可包括含磷酸的液体酯(例如磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、癸基膦酸二乙酯)和聚合四氢呋喃。

289、在一些实施方案中,基础油可包括第i组、第ii组、第iii组、第iv组、或第v组油或前述油的共混物。例如,基础油可包括第i组油和第ii组、第iii组、第iv组、或第v组油中的一种或多种的共混物。在一些实施方案中,基础油可为第i组油和第ii组、第iii组、第iv组中的一种或多种的混合物,例如第i组油和一种或多种第ii组或第iii组油的混合物。

290、如本文使用的油的定义与美国石油协会(api)出版物“engine oil licensingand certification system”,industry services department,第14版,1996年12月,附录1,1998年12月中可见的那些相同。第i组基础油具有在80至120之间的粘度指数并含有大于0.03%硫和小于90%饱和物。第ii组基础油具有在80至120之间的粘度指数并含有小于或等于0.03%硫和大于或等于90%饱和物。第iii组基础油具有大于120的粘度指数并含有小于或等于0.03%硫和大于90%饱和物。第iv组基础油包括聚α-烯烃(pao)。第v组基础油包括未包括在第i-iv组中的基础油。以下表1总结了这五组每个的性质。

291、表1

292、

293、

294、润滑油添加剂

295、在一些实施方案中,润滑油可包括一种或多种另外的添加剂(作为间同立构聚丙烯均聚物(一种或多种)的补充)。这样的添加剂可包括但不限于极压添加剂、抗氧化剂、溶解性添加剂、摩擦改性剂、消泡剂、分散剂、清洁剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、金属减活剂、抗磨损剂、防卡剂、蜡改性剂、粘度指数改进剂、粘度改性剂、流体损失添加剂、密封相容剂、润滑剂、抗污剂、发色剂、破乳剂、乳化剂、稠化剂、润湿剂、凝胶化剂、增稠剂、着色剂、或它们的组合。

296、在一些实施方案中,润滑油可包括一定量的另外的添加剂(一种或多种)(除了间同立构聚丙烯均聚物(一种或多种)之外),其量为约20重量%或更小、或约0.1重量%或更大,基于润滑油的总重量。在至少一种实施方案中,这样添加剂(一种或多种)在润滑油中的量可为约0.1重量%至约20重量%、例如约0.1重量%至约10重量%、例如约0.1重量%至约5重量%、例如约0.1重量%至约1重量%、供选择地约10重量%至约20重量%、例如约10重量%至约15重量%、供选择地约15重量%至约19重量%。

297、其他添加剂-清洁剂

298、可用于润滑油中的说明性清洁剂包括例如碱金属清洁剂、碱土金属清洁剂、或一种或多种碱金属清洁剂和一种或多种碱土金属清洁剂的混合物。典型的清洁剂是含有分子的长链疏水部分和分子的较小阴离子或疏油亲水部分的阴离子材料。清洁剂的阴离子部分通常衍生自有机酸例如硫酸、羧酸、亚磷酸(phosphorous acid)、酚或它们的混合物。反离子通常是碱土或碱金属。

299、含有基本上化学计量量的金属的盐描述为中性盐并具有0-80的总碱值(tbn,如通过astm d2896测量)。盐可为高碱性的,含有通过将过量的金属化合物(例如金属氢氧化物或氧化物)与酸性气体(例如二氧化碳)反应实现的大量的金属碱。可用的清洁剂可为中性的、温和高碱性的或高度高碱性的。清洁剂可在中性的、高碱性的、高度高碱性的钙水杨酸盐、磺酸盐、酚盐和/或镁水杨酸盐、磺酸盐、酚盐的混合物中使用。tbn范围可从低、中至高tbn产品变化,包括低至0至高至600。可使用低、中、高tbn的混合物,连同基于钙和镁金属的清洁剂的混合物,并包括磺酸盐、酚盐、水杨酸盐和羧酸盐。可使用金属比为1的清洁剂混合物,连同金属比为2的清洁剂,和高达金属比为5的清洁剂。还可使用硼酸化的清洁剂。

300、碱土酚盐是另一可用类别的清洁剂。可通过使碱土金属氢氧化物或氧化物(例如cao、ca(oh)2、bao、ba(oh)2、mgo、mg(oh)2)与烷基酚或硫化的烷基酚反应制备这些清洁剂。可用的烷基基团包括直链或支化的c1-c30烷基基团,例如c4-c20或它们的混合物。合适的酚的实例包括异丁基苯酚、2-乙基己基苯酚、壬基苯酚或癸基苯酚。应注意起始烷基酚可以含有多于一个烷基取代基,其每个独立地为直链或支化的并可以0.5-6重量%使用。当使用未硫化的烷基酚时,可以通过任何合适的方法例如加热烷基酚和硫化剂(包括单质硫、硫卤化物例如二氯化硫)的混合物并然后将硫化酚与碱土金属碱反应来获得硫化产物。

301、羧酸的金属盐也可用作清洁剂。可以通过使碱性金属化合物与至少一种羧酸反应并从反应产物去除游离水来制备这些羧酸清洁剂。这些化合物可以是高碱性的以产生期望tbn水平。由水杨酸制成的清洁剂是一类衍生自羧酸的清洁剂。可用的水杨酸盐包括长链烷基水杨酸盐。一类可用的清洁剂具有下式

302、

303、其中r是具有1至30个碳原子的烷基基团,n是1-4的整数,和m是碱土金属。实例r基团包括至少c11、例如c13或更大的烷基链。r可以被不干扰清洁剂的功能的取代基取代。m可为钙、镁或钡。在一些实施方案中,m是钙。

304、可以通过kolbe反应由酚制备烃基取代的水杨酸(参见美国专利号3,595,791)。可以通过金属盐在极性溶剂例如水或醇中的复分解来制备烃基取代的水杨酸的金属盐。

305、也可以使用碱土金属磷酸盐。

306、清洁剂可以是简单的清洁剂或被称为混合或复合清洁剂的那些。混合清洁剂可提供两种清洁剂的性质而不需要共混单独的材料。参见例如美国专利号6,034,039。

307、实例清洁剂包括钙酚盐、钙磺酸盐、钙水杨酸盐、镁酚盐、镁磺酸盐、镁水杨酸盐和其他相关组分(包括硼酸化的清洁剂)和它们的混合物。实例清洁剂混合物包括磺酸镁和水杨酸钙、磺酸镁和磺酸钙、磺酸镁和苯酚钙、苯酚钙和水杨酸钙、苯酚钙和磺酸钙、苯酚钙和水杨酸镁、苯酚钙和苯酚镁。

308、另一大类清洁剂是可溶于油的无灰非离子清洁剂。典型的非离子清洁剂是聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧丁烯烷基醚或壬基酚乙氧基化物。供参考,参见“nonionicsurfactants:physical chemistry”martin j.schick,crc出版社;第2版(1987年3月27日)。非离子清洁剂在发动机润滑油配制物中不那么常见,但是提供许多优点例如在酯基础油料中改进的溶解度。可溶于烃的非离子清洁剂通常具有10或以下的亲水亲油平衡(hlb)值。

309、为了最小化积灰对发动机爆震和预点火(包括低速预点火)的影响,清洁剂可为具有10或以下的亲水亲油平衡(hlb)值的无灰非离子清洁剂。这些清洁剂可从例如crodainc.以商标名称“alarmol ps11e”和“alarmol ps15e”,从例如dow chemical co.商标名称“ecosurf eh-3”、“tergitol 15-s-3”、“tergitol l-61”、“tergitol l-62”、“tergitolnp-4”、“tergitol np-6”、“tergitol np-7”、“tergitol np-8”、“tergitol np-9”、“tritonx-15”和“triton x-35”商购得到。

310、本公开内容的润滑油中清洁剂浓度可范围为0.5-6.0重量%,例如0.6至5.0重量%或0.8重量%至4.0重量%,基于润滑油的总重量。

311、其他添加剂-分散剂

312、在发动机运转期间,产生不溶于油的氧化副产物。分散剂帮助将这些副产物保持在溶液中,由此减少它们沉积在金属表面上。在润滑油的配制中使用的分散剂可以本质上是无灰的或成灰的。在一些实施方案中,分散剂是无灰的。无灰分散剂是在燃烧时基本上不形成灰的有机材料。例如,含有非金属或不含硼酸化金属的分散剂被认为是无灰的。相比之下,以上讨论的含有金属的清洁剂在燃烧时形成灰。

313、合适的分散剂通常含有与相对高分子量烃链连接的极性基团。极性基团通常含有氮、氧或磷中至少一种元素。典型的烃链含有50至400个碳原子。

314、一类分散剂是烯基琥珀酸类衍生物,通常由长链烃基取代的琥珀酸类化合物(通常烃基取代的琥珀酸酐)与多羟基或多氨基化合物的反应产生。构成分子的亲油部分的长链烃基基团(其赋予在油中的溶解性)通常是聚异丁烯基团。

315、烃基取代的琥珀酸和烃基取代的琥珀酸酐衍生物是可用的分散剂。具体地,通过在烃取代基中具有至少50个碳原子的烃取代的琥珀酸化合物与至少一当量的亚烷基胺的反应制备的琥珀酰亚胺、琥珀酸酯、或琥珀酸酯酰胺是特别有用的,虽然有时具有在20-50个碳原子之间的烃取代基可以是有用的。

316、通过烃基取代的琥珀酸酐和胺之间的缩合反应形成琥珀酰亚胺。摩尔比可根据多元胺变化。例如,烃基取代的琥珀酸酐与tepa的摩尔比可从1:1至5:1变化。

317、通过烃基取代的琥珀酸酐和醇或多元醇之间的缩合反应形成琥珀酸酯。摩尔比可根据使用的醇或多元醇变化。例如,烃基取代的琥珀酸酐和季戊四醇的缩合产物是可用的分散剂。

318、通过烃基取代的琥珀酸酐和(链)烷醇胺之间的缩合反应形成琥珀酸酯酰胺。例如,合适的(链)烷醇胺包括乙氧基化的聚烷基多元胺、丙氧基化的聚烷基多元胺和聚烯基多元胺例如聚乙烯多元胺。一个实例是丙氧基化的己二胺。

319、前述段落中使用的烃基取代的琥珀酸酐的分子量将通常范围在800和2,500之间或更大。以上产品可用各种试剂例如硫、氧、甲醛、羧酸例如油酸后处理。以上产品还可用硼化合物例如硼酸、硼酸酯或高度硼酸化的分散剂后处理,从而形成通常具有0.1-5摩尔的硼/摩尔的分散剂反应产物的硼酸化的分散剂。

320、曼尼希碱分散剂由烷基酚、甲醛和胺的反应制成。参见美国专利号4,767,551。加工助剂和催化剂例如油酸和磺酸也可为反应混合物的一部分。烷基酚的分子量范围为800-2,500。

321、可由高分子量烷基取代的羟基芳族化合物来制备可用于本公开内容的典型的高分子量脂族酸改性的曼尼希缩合产物。

322、示例性分散剂包括硼酸化的和非硼酸化的琥珀酰亚胺,包括来自单琥珀酰亚胺、双琥珀酰亚胺和/或单和双琥珀酰亚胺的混合物的那些衍生物,其中烃基琥珀酰亚胺衍生自亚烃基基团(hydrocarbylene)例如具有mn为500-5000、或1000-3000、或1000-2000的聚异丁烯,或这样的亚烃基基团的混合物,常具有高的端乙烯式基团。其他分散剂包括琥珀酸酯和酰胺、烷基酚-多元胺偶联的曼尼希加合物,它们的封端衍生物和其他相关组分。

323、聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯衍生物是另一类分散剂。这些分散剂通常通过使含氮单体和酯基团中含有5-25个碳原子的甲基丙烯酸或丙烯酸酯反应来制备。在美国专利号2,100,993和6,323,164中示出代表性实例。聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸酯分散剂通常用作多功能粘度指数改进剂。较低分子量形式可用作润滑剂分散剂或燃料清洁剂。

324、聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯分散剂的使用在非芳族二羧酸的极性酯例如己二酸酯中可以是优选的,因为许多其他常规分散剂不那么可溶。本公开内容中多元醇酯的分散剂可以包括聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸酯分散剂。

325、可以以0.1至20重量%、例如0.5至8重量%或0.5至4重量%的量使用这样的分散剂。分散剂原子的烃数可范围为c60-c1000、或c70-c300、或c70-c200。这些分散剂可以含有中性和碱性氮,和两者的混合物。分散剂可通过硼酸酯(盐)和/或环状碳酸酯(盐)端部封端。

326、再其他可能的分散剂可包括聚烯基(polyalkenyl),例如具有分子量为至少900和平均1.3至1.7个官能团/聚烯基结构部分的聚烯基。另一些合适的聚合物可包括由单体例如异丁烯和/或苯乙烯的阳离子聚合形成的聚合物。

327、其他添加剂-抗磨损剂

328、金属烷基硫代磷酸盐和更具体地金属二烷基二硫代磷酸盐(其中金属成分是锌)或二烷基二硫代磷酸锌(zddp)是本公开内容的润滑油的可用组分。zddp可衍生自伯醇、仲醇或它们的混合物。zddp化合物通常具有下式

329、zn[sp(s)(or1)(or2)]2

330、其中r1和r2是c1-c18烷基基团例如c2-c12烷基基团。这些烷基基团可以是直链或支化的。zddp中使用的醇可为2-丙醇、丁醇、仲丁醇、戊醇、己醇例如4-甲基-2-戊醇、正己醇、正辛醇、2-乙基己醇、烷基化的酚等。可以使用仲醇的混合物或伯醇和仲醇的混合物。可以使用烷基芳基基团。

331、可商购得到的示例性二硫代磷酸锌包括仲(secondary)二硫代磷酸锌,例如可从例如the lubrizol corporation以商品名称“lz 677a”、“lz 1095”和“lz 1371”,从例如chevron oronite以商品名称“oloa 262”和从例如afton chemical以商品名称“hitec7169”商购得到的那些。

332、zddp通常以0.4重量%-1.2重量%、例如0.5重量%-1.0重量%、例如0.6重量%-0.8重量%的量使用,基于润滑油的总重量,虽然经常可有利地使用更多或更少。在一些实施方案中,zddp是仲zddp并以润滑油的总重量的0.6-1.0重量%的量存在。

333、更通常,其他类型的合适的抗磨损添加剂可包括例如羧酸的金属盐。金属可为过渡金属或过渡金属的混合物,例如来自周期表的第10、11或12族的一种或多种金属。羧酸可为脂族羧酸、脂环族羧酸、芳族羧酸、或它们的混合物。

334、本公开内容中包括低磷发动机油配制物。对于这样的配制物,磷含量通常小于0.12重量%、例如小于0.10重量%、或小于0.085重量%。发动机油的低磷含量在与摩擦改性剂组合时可以是优选的。

335、其他添加剂-极压添加剂

336、极压添加剂可以并入本公开内容的润滑油。极压添加剂可以包括有机硫化合物、有机磷化合物、有机硼化合物、有机硫-磷化合物、有机硫-磷-硼化合物、有机氯化物化合物、或它们的任何组合。这样的有机化合物的一些实例包括酯、甘油三酯、链烷烃和烯烃。用于在本公开内容的润滑油中使用的合适的极压添加剂包括配置为在可以在机构中存在的局部高温条件下与金属表面反应的温度依赖的极压添加剂,在所述机构中机构的一个部件在另一部件上施加足够的压力以产生润滑的边界条件。用于在本公开内容的润滑油中使用的合适的极压添加剂包括非温度依赖的极压添加剂。在一些实施方案中,本公开内容的润滑油的极压添加剂含量可以为约0.1重量%-约30重量%、或约0.1重量%-约25重量%、或约0.1重量%-约20重量%。

337、其他添加剂-粘度指数改进剂

338、粘度指数改进剂(也称为vi改进剂、粘度改性剂和粘度改进剂)可包括在本公开内容的润滑油中,从而为了使用润滑油的期望目的调节润滑油的粘度(更高或更低)。粘度指数改进剂为润滑剂提供高温和低温可操作性。这些添加剂赋予升高温度下的剪切稳定性和低温下的可接受的粘度。

339、合适的粘度指数改进剂包括高分子量烃、聚酯和充当粘度指数改进剂和分散剂两者的粘度指数改进剂分散剂。这些聚合物的典型分子量为约10,000至1,500,000,更优选约20,000至1,200,000之间,甚至更典型地在约50,000和1,000,000之间。聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯粘度指数改进剂的典型分子量小于约50,000。

340、粘度指数改进剂的实例是甲基丙烯酸酯、丁二烯、烯烃或烷基化苯乙烯的线性或星型聚合物和共聚物。聚异丁烯是常使用的粘度指数改进剂。另一粘度指数改进剂是聚甲基丙烯酸酯(例如各种链长度的甲基丙烯酸烷基酯的共聚物),其一些配制物也充当倾点抑制剂。其他粘度指数改进剂包括乙烯和丙烯的共聚物、苯乙烯和异戊二烯的加氢嵌段共聚物,和聚丙烯酸酯(例如各种链长度的丙烯酸酯的共聚物)。一些实例包括50,000至200,000分子量的基于苯乙烯-异戊二烯或苯乙烯-丁二烯的聚合物。

341、在本公开内容的实施方案中,可以以1.0-约20重量%、例如5至约15重量%或8.0至约12重量%的量使用粘度指数改进剂,基于配制油或润滑发动机油的总重量。

342、其他添加剂-抗氧化剂

343、抗氧化剂在服役期间延缓润滑油的氧化降解。这样的降解可以导致金属表面上的沉积物,油泥的存在,或润滑油中粘度提高。

344、抗氧化剂可包括位阻酚。这些酚类抗氧化剂可以是无灰的(不含金属的)酚类化合物或一些酚类化合物的中性或碱性金属盐。典型的酚类抗氧化剂化合物是含有空间位阻羟基基团的位阻酚,并且这些包括羟基基团在彼此邻位或对位的二羟基芳基化合物的那些衍生物。典型酚类抗氧化剂包括用c6+烷基基团取代的位阻酚和这些位阻酚的亚烷基偶联衍生物。这种类型的酚类材料的实例:2-叔丁基-4-庚基苯酚、2-叔丁基-4-辛基苯酚、2-叔丁基-4-十二烷基苯酚、2,6-二-叔丁基-4-庚基苯酚、2,6-二-叔丁基-4-十二烷基苯酚、2-甲基-6-叔丁基-4-庚基苯酚和2-甲基-6-叔丁基-4-十二烷基苯酚。其他可用的位阻单酚类抗氧化剂可以包括例如位阻2,6-二烷基酚类丙酸酯衍生物。双酚类抗氧化剂也可以有利地结合本公开内容使用。邻位偶联的酚的实例包括:2,2′-双(4-庚基-6-叔丁基-苯酚),2,2′-双(4-辛基-6-叔丁基-苯酚),和2,2′-双(4-十二烷基-6-叔丁基-苯酚)。对位偶联的双酚包括例如4,4′-双(2,6-二-叔丁基苯酚)和4,4′-亚甲基-双(2,6-二-叔丁基苯酚)。

345、润滑油中还可以包括一种或多种催化抗氧化剂。催化抗氧化剂包含a)一种或多种可溶于油的多金属有机化合物;和b)一种或多种取代的n,n′-二芳基-邻苯二胺化合物或c)一种或多种位阻酚化合物;或b)和c)的组合。

346、可以使用的非酚类氧化抑制剂包括芳族胺抗氧化剂,并且这些可以本身或与酚类组合使用。非酚类抗氧化剂的典型实例包括:烷基化的和非烷基化的芳族胺例如式r8r9r10n的芳族一元胺,其中r8是脂族、芳族或取代的芳族基团,r9是芳族或取代的芳族基团,和r10是h、烷基、芳基、或r11s(o)xr12,其中r11是亚烷基、亚烯基、或亚炔基基团,r12是高级烷基基团、或烯基、芳基、或烷芳基基团,和x是0、1或2。脂族基团r8可以含有1-20个碳原子,例如6-12个碳原子。脂族基团是脂族基团。在一些实施方案中,r8和r9都是芳族或取代的芳族基团,和芳族基团可以是稠环芳族基团例如萘基。芳族基团r8和r9可以与其他基团例如s连接在一起。

347、典型的芳族胺抗氧化剂具有至少6个碳原子的烷基取代基基团。脂族基团的实例包括己基、庚基、辛基、壬基和癸基。通常,脂族基团将不含有多于14个碳原子。可用于本发明组合物中的胺抗氧化剂的一般类型包括二苯胺、苯基萘基胺、吩噻嗪、亚氨基二苄(imidodibenzyl)和二苯基苯二胺。两种或更多种芳族胺的混合物也是可用的。还可使用聚合的胺抗氧化剂。可用于本公开内容的芳族胺抗氧化剂的具体实例包括:p,p′-二辛基二苯胺、t-辛基苯基-α-萘胺、苯基-α-萘胺、和对辛基苯基-α-萘胺。

348、本公开内容中示例性胺抗氧化剂包括聚合的或低聚的胺,其为一种或多种取代的或烃基取代的二苯胺、一种或多种未取代的或烃基取代的苯基萘基胺、或一种或多种未取代的或烃基取代的二苯胺与一种或多种未取代的或烃基取代的苯基萘基胺两者的聚合反应产物。

349、聚合的或低聚的胺可从nyco s.a.以nycoperf ao337的商品名称商购得到。聚合的或低聚的胺抗氧化剂以0.5至10重量%(活性成分)、例如2至5重量%(活性成分)的聚合的胺类抗氧化剂范围内的量存在,不包括可能存在的任何未聚合的芳族胺或任何抗氧化剂例如硫化的烷基酚或其碱金属盐或其碱土金属盐。

350、示例性抗氧化剂还包括位阻酚或芳基胺。这些抗氧化剂可以按类型单独使用或彼此组合使用。可以以0.01至5重量%、例如0.01至1.5重量%、0.01至1.0重量%或0.01至0.5重量%的量使用这样的添加剂。

351、其他添加剂-倾点抑制剂(ppds)

352、如果需要,可以将一种或多种倾点抑制剂(也称为润滑油流动改进剂)添加至本公开内容的润滑油。可以将倾点抑制剂添加至本公开内容的润滑油以降低润滑油将流动或可倾倒的最低温度。合适的倾点抑制剂的实例包括聚甲基丙烯酸烷基酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚芳基酰胺、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、酯化的烯烃共聚物、烷基化的聚苯乙烯、乙酸乙烯酯-富马酸酯共聚物、卤代链烷烃蜡和芳族化合物的缩合产物、乙烯基羧酸酯聚合物、和富马酸二烷基酯、脂肪酸的乙烯基酯和烯丙基乙烯基醚的三元共聚物。可以以约0.01至5重量%、例如约0.01至1.5重量%的量使用这样的添加剂。

353、其他添加剂-密封相容剂

354、密封相容剂通过引起润滑油中的化学反应或弹性体中的物理改变来帮助使弹性体密封件膨胀。用于润滑油的合适的密封相容剂包括有机磷酸酯、芳族酯、芳族烃、酯(例如邻苯二甲酸丁基苄基酯)和聚丁烯基琥珀酸酐。可以以约0.01至3重量%、例如约0.01至2重量%的量使用这样的添加剂。

355、其他添加剂-消泡剂

356、可以有利地将消泡剂添加至润滑剂组合物。这些试剂阻止稳定泡沫的形成。有机硅和有机聚合物是典型的消泡剂。例如,聚硅氧烷例如硅油或聚二甲基硅氧烷提供抑泡性质。消泡剂可商购得到并可以以一定量与其他添加剂例如破乳剂一起使用;通常消泡剂的量小于1重量%和通常小于0.1重量%,基于润滑油的总重量。

357、其他添加剂-抑制剂和抗锈添加剂

358、抗锈添加剂(或腐蚀抑制剂)是保护润滑的金属表面免于受水或其他污染物化学侵蚀的添加剂。各种各样的这些抗锈添加剂可商购得到。

359、一种类型的抗锈添加剂是优先润湿金属表面,从而用油膜保护它的极性化合物。另一类型的抗锈添加剂通过将它掺入到油包水乳液中从而吸收水,使得仅油接触金属表面。又一类型的抗锈添加剂化学附着至金属以产生非反应性表面。合适的添加剂的实例包括二硫代磷酸锌、金属酚盐、碱性金属磺酸盐、脂肪酸和胺。可以以约0.01至5重量%、例如约0.01至1.5重量%的量使用这样的添加剂。

360、其他添加剂-摩擦改性剂

361、摩擦改性剂是可改变通过含有这样的材料(一种或多种)的润滑油润滑的表面的摩擦系数的任何一种或多种材料。如果需要,摩擦改性剂,也称为减摩剂,或润滑剂或油性剂,和改变基础油料或配制的润滑油改变润滑的表面的摩擦系数的能力的其他这类试剂可以有效地与本公开内容的基础油料或润滑剂组合物组合使用。降低摩擦系数的摩擦改性剂与本公开内容的润滑油组合时是有利的。

362、说明性的摩擦改性剂可以包括例如有机金属化合物。说明性的有机金属摩擦改性剂包括例如钼胺、钼二胺、钨化合物(例如有机钨酸盐)、二硫代氨基甲酸钼、二硫代磷酸钼、钼胺络合物、钼羧酸盐和它们的混合物。

363、可用于本公开内容的润滑发动机油配制物中的其他说明性摩擦改性剂包括例如烷氧基化的脂肪酸酯、(链)烷醇酰胺、多元醇脂肪酸酯、硼酸化的甘油脂肪酸酯、脂肪醇醚和它们的混合物。

364、说明性的烷氧基化的脂肪酸酯包括例如聚氧乙烯硬脂酸酯、脂肪酸聚乙二醇酯等。这些可包括聚氧丙烯硬脂酸酯、聚氧丁烯硬脂酸酯、聚氧乙烯异硬脂酸酯、聚氧丙烯异硬脂酸酯、聚氧乙烯棕榈酸酯等。

365、说明性的(链)烷醇酰胺例如月桂酸二乙基(链)烷醇酰胺和棕榈酸二乙基(链)烷醇酰胺。这些可包括油酸二乙基(链)烷醇酰胺、硬脂酸二乙基(链)烷醇酰胺、油酸二乙基(链)烷醇酰胺、聚乙氧基化的烃基酰胺或聚丙氧基化的烃基酰胺。

366、说明性的多元醇脂肪酸酯包括例如单油酸甘油酯、饱和的单-、二-和三-甘油酯、或单硬脂酸甘油酯。这些可包括多元醇酯或含有羟基的多元醇酯。

367、说明性的硼酸化的甘油脂肪酸酯包括例如硼酸化的单油酸甘油酯、硼酸化的饱和的单-、二-和三-甘油酯、硼酸化的单硬脂酸甘油酯等。作为甘油多元醇的补充,硼酸化的甘油脂肪酸酯可包括三羟甲基丙烷、季戊四醇或脱水山梨醇。酯可为多元醇单羧酸酯、多元醇二羧酸酯、或多元醇三羧酸酯。酯可为单油酸甘油酯、二油酸甘油酯、三油酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯和对应的单棕榈酸甘油酯、二棕榈酸甘油酯和三棕榈酸甘油酯、或各自的异硬脂酸酯、亚油酸酯(linoleate)。还可以使用酯的混合物。可以使用多元醇的乙氧基化的、丙氧基化的、丁氧基化的脂肪酸酯,尤其是使用甘油作为基础的多元醇。说明性的脂肪醇醚包括例如硬脂基醚、肉豆蔻基醚等。醇,包括具有碳数c3-c5的那些,可经乙氧基化、丙氧基化或丁氧基化从而形成相应的脂肪烷基醚。基础的醇部分可为硬脂基、肉豆蔻基、c11-c13烃、油烯基或异硬脂基(isosteryl)。

368、润滑油中摩擦改性剂的可用浓度可以为约0.01重量%至约5重量%、或约0.1重量%至约2.5重量%、或约0.1重量%至约1.5重量%、或约0.1重量%至约1重量%。含钼材料的浓度经常在mo金属浓度方面描述。mo的有利浓度可以范围为25ppm-2000ppm或更多,并且有时具有50-1500ppm的范围。可以单独或在与本公开内容的材料的混合物中使用所有类型的摩擦改性剂。经常使用两种或更多种摩擦改性剂的混合物、或摩擦改性剂(一种或多种)与供选择的表面活性材料(一种或多种)的混合物。

369、当润滑油含有一种或多种添加剂时,将每种添加剂以足以使其发挥其针对应用的预期功能的量共混至润滑油中。添加剂通常作为次要组分存在于润滑油中,经常以小于50重量%、例如小于约30重量%、例如小于约15重量%的总添加剂含量,基于润滑油的总重量。每种添加剂通常以至少0.01重量%、例如至少1重量%、例如至少5重量%的量存在于成品润滑剂组合物中。一些添加剂例如清洁剂包可以以至少10重量%的量存在于成品润滑剂组合物中。以下表2中示出可以可用于本公开内容的润滑油的一些实施方案中的添加剂的量。

370、前述添加剂通常作为可商购得到的材料得到。这些添加剂可以独立添加,但是通常组合成添加剂包,添加剂包可从润滑油添加剂的供应商获得。具有各种成分、比例和特性的添加剂包是可得的;选择适当的包将考虑期望的润滑油的必要用途。

371、润滑油的用途

372、本公开内容的润滑油可以适用于作为汽车曲轴箱润滑剂、汽车齿轮油、传动油、船用汽缸油、船用筒状活塞发动机油、客车发动机油、商用车发动机油、混合动力车辆的润滑剂、插电式混合动力车量的润滑剂、电池电动车量的润滑剂、汽车油脂、和许多工业润滑剂例如循环润滑剂、工业齿轮润滑剂、陆上风力涡轮机润滑剂、海上风力涡轮机润滑剂、造纸机油、工业油脂、压缩器油、泵油、冷冻润滑剂、液压润滑剂和金属加工流体。

373、在一些实施方案中,本公开内容的润滑油用作基础油、工艺流体、液压流体、工业流体或作为汽车齿轮油。

374、在一些实施方案中,本公开内容的润滑油用作发动机油。发动机油意图在汽油发动机或柴油发动机中使用,并通常含有基础油料(一种或多种)和添加剂。通常,基础油料是这些润滑油中的主要组分,并因此对发动机油的性质有重要贡献。通常,各种各样的当今的发动机油含有少数量的各个润滑剂基础油料的各个添加剂的共混物。发动机油通常含有80重量%或更多基础油,余量为各种添加剂。发动机油可以含有85重量%或更多基础油、90重量%或更多基础油、或95重量%或更多基础油。

375、另外的方面

376、本公开内容除了其他之外提供了以下方面,其每个可以被认为任选地包括任何供选择的方面。

377、条款1.润滑油,包含:

378、至少50重量%的基础油,基于润滑油的总重量;和

379、至少0.1重量%的具有外消旋二单元组含量为约60%至约99%和数均分子量(通过gpc dri)为约10,000g/mol至约250,000g/mol的聚丙烯均聚物,其中基础油和聚丙烯均聚物的总量不超过100重量%。

380、条款2.条款1的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有100摩尔%丙烯-衍生单元。

381、条款3.条款1或2的润滑油,其中润滑油包含约0.1重量%至约15重量%的聚丙烯均聚物。

382、条款4.条款1至3中任一项的润滑油,其中润滑油包含约0.5重量%至约3重量%的聚丙烯均聚物。

383、条款5.条款1至4中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有的外消旋二单元组含量为约65%至约90%,如通过13c nmr测定。

384、条款6.条款1至5中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有的外消旋二单元组含量为约68%至约73%,如通过13c nmr测定。

385、条款7.条款1至6中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有:

386、[rrrr]五单元组含量为约20%至约65%,如通过13c nmr测定;和

387、[mrrr]五单元组含量为约14%至约23%,如通过13c nmr测定。

388、条款8.条款1至7中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有:

389、[rrrr]五单元组含量为约20%至约35%,如通过13c nmr测定;和

390、[mrrr]五单元组含量为约14%至约20.5%,如通过13c nmr测定。条款9.条款1至8中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有:

391、[rrrr]五单元组含量为约35%至约65%,如通过13c nmr测定;和

392、[mrrr]五单元组含量为约14%至约20.5%,如通过13c nmr测定。

393、条款10.条款1至9中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有:

394、[mmmm]五单元组含量为约0.1%至约1.5%,如通过13c nmr测定;

395、[mmmr]五单元组含量为约0.7%至约5%,如通过13c nmr测定;

396、[rmmr]五单元组含量为约2%至约5%,如通过13c nmr测定;

397、[mmrr]五单元组含量为约4%至约10%,如通过13c nmr测定;

398、[mmrm+rmrr]五单元组含量为约9%至约25%,如通过13c nmr测定;

399、[rmrm]五单元组含量为约2%至约10%,如通过13c nmr测定;和

400、[mrrm]五单元组含量为约2%至约7%,如通过13c nmr测定。

401、条款11.条款1至10中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有的数均分子量(gpcdri)为约100,000g/mol至约250,000g/mol。

402、条款12.条款1至11中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有的重均分子量(gpcdri)为约30,000至约310,000g/mol。

403、条款13.条款1至12中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有:

404、重均分子量(gpc dri)为约10,000至约400,000g/mol;和分子量分布(mw,dri/mn,dri)为约1.2至约2.5。

405、条款14.条款1至13中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有的特性粘度比(g’vis)为约1.1至约1.6。

406、条款15.条款1至14中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有的熔体流动速率为约0.1g/10min至约700g/10min,如通过astm d-1238(230℃,2.16g)测定。

407、条款16.条款1至15中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有的熔体流动速率为约2g/10min至约600g/10min,如通过astm d-1238(230℃,2.16g)测定。

408、条款17.条款1至16中任一项的润滑油,其中聚丙烯均聚物具有约-30℃至约10℃的玻璃化转变温度,如通过astm d7426以10℃/min的扫描速率测定。

409、条款18.条款1至17中任一项的润滑油,其中基础油具有约1.5cst至100cst的100℃下粘度并选自以下:第i组基础油、第ii组基础油、第iii组基础油、第iv组基础油、或它们的组合(一种或多种)。

410、条款19.条款1至18中任一项的润滑油,还包含选自以下的添加剂:摩擦改性剂、倾点抑制剂、牵引改进添加剂、消泡剂、雾度抑制剂、压力添加剂、抗氧化剂、溶解度添加剂、分散剂、清洁剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、金属减活剂、抗磨损剂、防卡剂、蜡改性剂、粘度改性剂、流体损失添加剂、密封相容剂、润滑剂、抗污剂、发色剂、破乳剂、乳化剂、稠化剂、润湿剂、凝胶化剂、增稠剂、着色剂和它们的组合(一种或多种)。

411、条款20.条款1至19中任一项的润滑油,其中润滑油包含选自以下的粘度改性剂:烯烃-共聚物、聚甲基丙烯酸酯、或它们的组合(一种或多种)。

412、条款21.条款1至20中任一项的润滑油,其中润滑油具有的增稠效率为约0.5至约4。

413、条款22.条款1至21中任一项的润滑油,其中润滑油具有的增稠效率为约0.7至约2.4。

414、条款23.条款1至22中任一项的润滑油,其中润滑油具有的40℃下运动粘度为约40cst至约100cst,按照astm d445-3测量。

415、条款24.条款1至23中任一项的润滑油,其中润滑油具有的100℃下运动粘度为约5cst至约20cst,如通过astm d445-5测量。

416、条款25.条款1至24中任一项的润滑油,其中润滑油具有的高温高剪切(hths)粘度(在150℃和10^6s-1下)为约1cp至约4cp,如通过astm d4683测量。

417、条款26.条款1至25中任一项的润滑油,其中润滑油具有的高温高剪切(hths)粘度(在150℃和10^6s-1下)为约2cp至约3.6cp,如通过astm d4683测量。

418、条款27.条款1至26中任一项的润滑油,其中润滑油具有的剪切稳定性指数(ssi)为约1至约50,如以30次循环(astm d6278)使用kurt orbahn(ko)柴油喷射装置测定。

419、条款28.添加剂包,包含:

420、具有外消旋二单元组含量为约50%至约99%和数均分子量为约10,000g/mol至约250,000g/mol的聚丙烯均聚物;和

421、一种或多种独立地选自以下的添加剂:摩擦改性剂、倾点抑制剂、牵引改进添加剂、消泡剂、雾度抑制剂、压力添加剂、抗氧化剂、溶解度添加剂、分散剂、清洁剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、金属减活剂、抗磨损剂、防卡剂、蜡改性剂、粘度改性剂、流体损失添加剂、密封相容剂、润滑剂、抗污剂、发色剂、破乳剂、乳化剂、稠化剂、润湿剂、凝胶化剂、增稠剂、着色剂和它们的组合(一种或多种)。

422、条款29.条款28的添加剂包,其中添加剂包包含分散剂、清洁剂、摩擦改性剂、抗氧化剂、倾点抑制剂、消泡剂、粘度改性剂、抗磨损剂、和防锈剂。

423、实施例

424、制备间同立构丙烯聚合物

425、使用表4中列出的聚合条件制备一些间同立构聚丙烯均聚物。在连续搅拌釜反应器系统中进行这些聚合。1升高压釜反应器配备有搅拌器、压力控制器和具有温度控制器的水冷却/蒸汽加热元件。反应器在充液条件下在超过反应物混合物的起泡点压力(从而保持反应物处于液相)的反应器压力下操作。通过pulsa进料泵将异己烷和丙烯泵入反应器。h2在其自有压力下作为气体流过brooks流动控制器。将丙烯和h2进料合并成一个料流并然后与已冷却到至少0℃的预冷却的异己烷料流混合。然后通过单个管线将混合物加料至反应器。就在它进入反应器之前向合并的溶剂和单体料流加入清除剂溶液(三正辛基铝(tnoa)的异己烷溶液(己烷中25重量%,sigma aldrich通常以3.70e-06mol/min的速率加入)以进一步减少任何催化剂毒物。类似地,使用isco注射器泵通过单独的管线将催化剂溶液加入反应器中。异己烷(用作溶剂)和单体(例如丙烯)通过氧化铝床和分子筛纯化。通过相同的技术纯化用于制备催化剂溶液的甲苯。

426、将反应器中产生的聚合物通过减小压力至大气压的背压控制阀离开。这引起溶液中未转化的单体闪蒸为气相,其从气液分离器的顶部排出。收集主要包含聚合物和溶剂的液相用于聚合物回收。首先将收集的样品在通风橱中空气干燥以蒸发大部分溶剂,并然后在约90℃温度下的真空烘箱中干燥约12小时。称重真空烘箱干燥的样品从而获得收率。表4中还示出聚合物性质。

427、对于间歇聚合,如以上描述纯化包括氮气、丙烯、异己烷和甲苯的进料。在配备有桨式搅拌器、用于温度控制的外部水套、干燥的氮气、丙烯和异己烷的调节供应和用于引入清除剂和催化剂的隔膜入口的2升高压釜反应器中进行聚合。在聚合之前使用热和干燥氮气流将反应器彻底干燥和脱气。典型的运行由以下组成:添加异己烷、清除剂(三正辛基铝)和丙烯,然后使反应器达到加工温度同时以700rpm搅拌。在干燥箱中在4ml的甲苯中预混合前催化剂和活化剂并装入催化剂添加管。将管连接至反应器装置,并使用加压的异己烷将催化剂溶液推入反应器。在20分钟之后通过快速冷却和排空系统来停止聚合反应。将反应器内容物倒入大烧杯,加入5ml的抗氧化剂溶液(1l的甲苯中20克的irganox1076)并混合其中。借助于氮气流使溶剂蒸发掉。然后在约90℃的温度下的真空烘箱中干燥聚合物约12小时。称重真空烘箱干燥的样品从而获得收率。表5中列出间歇聚合条件和表征。

428、对于所有聚合实验,使用的催化剂要么是二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(2,7-二-叔丁基芴基)(环戊二烯基)二甲基合铪(1号催化剂)要么是二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(2,7-二-叔丁基芴基)(环戊二烯基)二甲基合锆(2号催化剂)。四(七氟-2-萘基)硼酸n,n-二甲基苯铵用作1号至4号vi添加剂的活化剂。四(五氟苯基)硼酸n,n-二甲基苯铵用作5号至28号vi添加剂的活化剂。

429、表4连续反应器聚合运行

430、

431、

432、表4(续)

433、

434、

435、表4(续)

436、

437、表4(续)

438、

439、

440、表5间歇反应器聚合运行

441、

442、

443、表6对比例

444、

445、制备润滑油

446、配制使用以上描述的方法生产的所选择的间同立构聚丙烯并作为润滑剂中的粘度指数改性剂进行测试。在高温例如130℃下将间同立构丙烯以约1.15重量%浓度(基于最终共混溶液的重量)和0.15重量%irgonox 1076和0.05重量%irgofas 168抗氧化剂与第i组矿物基础油amer icas core 150tm(ac-150tm基础油)共混。搅拌混合物直至丙烯聚合物完全溶解并然后冷却至室温。在室温下记录溶解度行为,除非另外说明。目视检查聚合物溶液,并且仅聚合物完全溶解的聚合物溶液进行进一步测量。然后根据本文描述的程序测试所配制的油的运动粘度(kv40和kv100)、增稠效率、ssi和hths粘度。americas core 150tm(ac-150tm)是可从exxonmobil chemical company得到的基础油料。

447、此外,本公开内容提供了方法,该方法包括将油和本发明的间同立构pp均聚物共混从而形成组合物,并在约150℃或更低、例如约130℃或更低、例如约100℃或更低、例如约50℃-约150℃、例如约50℃-约100℃的温度下加热组合物。

448、表7分别说明商购乙烯丙烯共聚物和合成的pp均聚物的粘度改性剂共混组合物和性能。

449、表7在ac-150中具有1.15重量%的vi添加剂的vm性能测试数据

450、

451、图1是分别说明商购ep共聚物和间同立构聚丙烯均聚物的在150℃的温度和10^6s-1的剪切速率下获得的高温高剪切(hths)粘度相对在100℃和0.01s-1的剪切速率下的运动粘度(kv)的图。hths的值用作燃料效率的实验室预测值。在相同kv下,hths越低,燃料效率越好。在类似的kv下大多数间同立构聚丙烯均聚物样品与商购乙烯-丙烯共聚物相比显示更低的hths,表明更低的粘性阻力和潜在增强的燃料经济性。

452、图2是分别说明商购ocp和合成的间同立构聚丙烯均聚物的te相对ssi的图。与商购ep相比,大多数合成的间同立构聚丙烯均聚物显示防御的(defensive)但可接受的te/ssi。

453、总体上,本公开内容的间同立构聚丙烯均聚物促进油配制物中减小的或消除的聚集(例如凝胶或结晶),这在广泛的温度下维持油配制物的可用粘度。实际上,间同立构聚丙烯均聚物提供了供选择的聚合物,其可用作表现出良好的测定粘度、高增稠效率、良好高温高剪切性能和可接受的剪切稳定性指数的润滑油的粘度指数改进剂。

454、除非另外规定,否则措辞“基本上由...组成”和“基本上由...组成的”不排除其他步骤、要素或材料的存在,不论是否在本说明书中具体提到,只要这样的步骤、要素或材料不影响本公开内容的基础和新颖特性,另外,它们不排除与所使用要素和材料通常有关的杂质和变化。

455、出于简洁的目的,本文仅明确地公开了某些范围。然而,可以将从任何下限的范围与任何上限结合从而记载未明确记载的范围,以及可以将从任何下限的范围与任何其他下限结合从而记载未明确记载的范围,以相同的方式,可以将从任何上限的范围与任何其他上限结合从而记载未明确记载的范围。另外,即使未明确记载,在范围内包括在它的端点之间的每个点或个别值。因此,每个点或个别值可以充当它们自己的下限或上限,与任何其他点或个别值或任何其他下限或上限结合,从而记载未明确记载的范围。

456、在本文详细描述内的所有数值都是由“约”所指出的值修饰,并考虑了本领域普通技术人员所预期的实验误差和偏差。

457、本文所述的所有文件通过引用并入本文,包括任何优先权文件和/或测试程序,只要它们不与本文相矛盾。如从前面一般性的描述和具体实施方案显而易见的,虽然已经阐述和描述了本公开内容的形式,但是在不背离本公开内容的精神和范围的情况下可进行各种改变。因此,不意在由此限制本公开内容。同样地,就美国法律的目的而言,术语“包含”被认为与术语“包括”同义。同样,无论何时,组成、要素或要素的组前面带有连接词“包含”,应该理解我们也考虑了在所述组成、一种或多种要素的记载前面带有连接词“基本上由...组成”、“由...组成”、“选自由...组成的组”或“是”的相同的组成或要素的组,反之亦然。

458、虽然关于许多实施方案和实施例已经描述了本公开内容,但是受益于本公开内容的本领域技术人员将领会可设计没有背离本公开内容的范围和精神的其他实施方案。

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