[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

PL161960B1 - Method of polymerizing and copolymerizing olefins - Google Patents

Method of polymerizing and copolymerizing olefins

Info

Publication number
PL161960B1
PL161960B1 PL89291978A PL29197889A PL161960B1 PL 161960 B1 PL161960 B1 PL 161960B1 PL 89291978 A PL89291978 A PL 89291978A PL 29197889 A PL29197889 A PL 29197889A PL 161960 B1 PL161960 B1 PL 161960B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
alumoxane
catalyst
aluminum
group
polymerization
Prior art date
Application number
PL89291978A
Other languages
Polish (pl)
Inventor
Toshiyuki Tsutsui
Kazunori Okawa
Akinori Toyota
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Ind
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Petrochemical Ind filed Critical Mitsui Petrochemical Ind
Publication of PL161960B1 publication Critical patent/PL161960B1/en

Links

Landscapes

  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

1. Method for polymerization or copolymerization of olefins in the presence of a catalyst containing a compound of a transition metal from group IV B of the periodic table and alumoxane, characterized in that the catalyst used is made from A) a compound of a transition metal with general formula 1, where R<1> denotes a cyclopentadienyl group, possibly substituted with C1-C4-alkyl, or an indenyl group, R<2>, R<3> and R<4> independently denote a cyclopentadienyl group, possibly substituted with C1-C4-alkyl, an indenyl group or a halogen atom, where if two of the symbols R<1>-R<4> denote indenyl groups they may be connected by C1-C4-alkylene, and at least one of the symbols R<2>, R<3> and R<4> denotes a halogen atom, M denotes a zirconium or hafnium atom, k is 1 or 2, l, m and n are 0, 1 or 2, and k+l+m+n is equal to 4; B) alumoxane; C) water; and D) trialkylaluminium, where the molar ratio of aluminium atoms from alumoxane to water is from 0.5 to 50, the number of aluminium atoms from trialkylaluminium is 30-99% of the total number of aluminium atoms from alumoxane and trialkylaluminium, and the ratio of aluminium atoms from alumoxane and trialkylaluminium to transition metal atoms is in the range 20 to 1x10<4>.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób polimeryzacji olefin z użyciem nowego katalizatora polimeryzacji olefin. Nowy katalizator ma doskonałą aktywność katalityczną, umożliwiając wytwarzanie polimerów olefin o wysokiej masie cząsteczkowej. W szczególności katalizator polimeryzacji olefin umożliwia wytwarzanie polimerów olefin o wąskim rozrzucie masy cząsteczkowej w przypadku, gdy wytwarza się homopolimery olefin oraz umożliwiają wytwarzanie kopolimerów olefin o wąskim rozrzucie masy cząsteczkowej i o wąskim rozrzucie składu w przypadku, gdy wytwarza się kopolimery dwóch lub większej liczby olefin.The present invention relates to a method of olefin polymerization using a new olefin polymerization catalyst. The new catalyst has excellent catalytic activity, enabling the production of high molecular weight olefin polymers. In particular, the olefin polymerization catalyst enables the production of olefin polymers with a narrow molecular weight distribution when producing olefin homopolymers, and allows the production of olefin copolymers with a narrow molecular weight distribution and a narrow composition distribution when producing copolymers of two or more olefins.

Wiadomo, że polimery α-olefin, w szczególności polimery etylenu lub kopolimery etylenu z α-olefinami wytwarza się sposobem, zgodnie z którym etylen polimeryzuje się albo etylen i α-olefinę kopolimeryzuje się w obecności katalizatora opartego na tytanie, złożonego ze związku tytanu i związku glinoorganicznego, albo katalizatora opartego na wanadzie, złożonego ze związku wanadu i związku glinoorganicznego.It is known that polymers of α-olefins, in particular polymers of ethylene or copolymers of ethylene with α-olefins, are prepared by a method in which ethylene is polymerized or ethylene and α-olefin are copolymerized in the presence of a titanium-based catalyst consisting of a titanium compound and a compound an organoaluminum or vanadium catalyst composed of a vanadium compound and an organoaluminium compound.

Na ogół kopolimery etylenu z α-olefinami, otrzymane z użyciem katalizatorów opartych na tytanie, mają szeroki rozrzut masy cząsteczkowej, a ponadto mają niezadawalające właściwości, takie jak przezroczystość, powierzchniowa niekleistość i dynamiczne właściwości mechaniczne. Kopolimery etylenu z α-olefinami otrzymane z użyciem katalizatorów opartych na wanadzie, mają wyższy rozrzut masy cząsteczkowej i węższy rozrzut składu w porównaniu z kopolimerami etylenu z α-olefinami otrzymanymi z użyciem katalizatorów na tytanie, a ponadto wykazują nieco lepsze właściwości, takie jak przezroczystość, niekleistość powierzchniowa i dynamiczne właściwości mechaniczne, z tym że stwierdzono, iż właściwości takie nie są w sposób zadawalający spełniane. Z tego względu pożądane jest opracowanie sposobu wytwarzania kopolimerów etylenu z α-olefinami, mających jeszcze lepsze wyżej wymienione właściwości.In general, ethylene-α-olefin copolymers prepared with titanium-based catalysts have a wide molecular weight distribution and, moreover, have unsatisfactory properties such as transparency, surface non-stickiness, and dynamic mechanical properties. Ethylene-α-olefin copolymers made using catalysts based on vanadium have a higher molecular weight distribution and a narrower composition distribution compared to ethylene-α-olefin copolymers made with titanium catalysts, and also show slightly better properties such as transparency, non-sticky surface and dynamic mechanical properties, but it has been found that these properties are not satisfactorily met. Therefore, it is desirable to develop a process for the preparation of ethylene-α-olefin copolymers having even better the above-mentioned properties.

161 960161 960

Biorąc to pod uwagę opracowano ostatnio sposoby wytwarzania kopolimerów etylenu z α-olefinami z wykorzystaniem katalizatorów złożonych ze związków cyrkonu i alumoksanów, stanowiących nowy typ katalizatorów Zieglera do polimeryzacji olefin. Tak np. w opublikowanym japońskim zgłoszeniu patentowym nr 19 309/1983 ujawniono sposób wytwarzania kopolimerów etylenu z α-olefinami, polegający na polimeryzacji etylenu i jednej lub co najmniej dwóch C3-Ci2-a-olefin w temperaturze od -50 do 200°C, w obecności katalizatora złożonego ze związku zawierającego metal przejściowy, określonego wzorem (cyklopentadienylhMeRHHal, w którym R oznacza grupę cyklopentadienylową, grupę Ci-Ce-alkilową lub atom chlorowca, Me oznacza atom metalu przejściowego, a Hal oznacza atom chlorowca, oraz liniowego alumoksanu określonego wzorem Al2[A/R/-O]n, w którym R oznacza grupę metylową lub etylową, a n oznacza liczbę od 4 do 20, albo cyklicznego alumoksanu określonego wzorem 7, w którym R i n mają wyżej podane znaczenie. W opisie tym stwierdzono, że w celu regulacji gęstości uzyskiwanego polimeru polimeryzację etylenu należy prowadzić w obecności niewielkich ilości, do 10% wagowych, α-olefin o względnie długim łańcuchu, albo ich mieszanin.With this in mind, recently, methods have been developed to make ethylene-α-olefin copolymers using zirconium-alumoxane catalysts, a new type of Ziegler olefin polymerization catalyst. For example, published Japanese Patent Application No. 19 309/1983 discloses a process for the production of ethylene-α-olefin copolymers by polymerizing ethylene and one or at least two C3-C12-α-olefins at a temperature of -50 to 200 ° C, in the presence of a catalyst consisting of a transition metal compound represented by the formula (cyclopentadienylhMeRHHal, where R is a cyclopentadienyl group, a C1-C6-alkyl group or a halogen atom, Me is a transition metal atom, and Hal is a halogen atom, and a linear alumoxane represented by the formula Al2 [A / R / -O] n , where R is a methyl or ethyl group, and n is a number from 4 to 20, or a cyclic alumoxane represented by the formula 7 in which R and n are as defined above. In order to regulate the density of the resulting polymer, the polymerization of ethylene should be carried out in the presence of small amounts, up to 10% by weight, of relatively long chain α-olefins or mixtures thereof.

W opublikowanym japońskim zgłoszeniu patentowym nr 95 292/1984 ujawniono wynalazek dotyczący sposobów wytwarzania liniowych alumoksanów określonych wzorem 8, w którym n oznacza liczbę od 2 do 40, a R oznacza grupę Ci-Cć-alkilową, oraz cyklicznych alumoksanów określonych wzorem 7, w którym n i R mają wyżej podane znaczenie.Published Japanese Patent Application No. 95 292/1984 discloses an invention relating to methods for the preparation of linear alumoxanes represented by the formula 8, where n is a number from 2 to 40 and R is a C1-C6-alkyl group, and cyclic alumoxanes represented by the formula 7, wherein n and R are as defined above.

W opisie tym stwierdzono, że jeśli polimeryzację etylenu prowadzi się w obecności mieszaniny zawierającej alumoksan wytworzony opisanym sposobem, np. metyloalumoksan, oraz związek bis(cyklopentadienylo)cyrkonu lub związek bis(cyklopentadienylo)tytanu, uzyskuje się co najmniej 25 000 000 g polietylenu na 1 g metalu przejściowego na 1 godzinę.This specification states that if the polymerization of ethylene is carried out in the presence of a mixture containing an alumoxane prepared by the described process, e.g. methylalumoxane, and a bis (cyclopentadienyl) zirconium compound or a bis (cyclopentadienyl) titanium compound, at least 25,000,000 g of polyethylene per 1 is obtained. g of transition metal per hour.

W opublikowanym japońskim zgłoszeniu patentowym nr 35 005/1985 ujawniono sposób wytwarzania katalizatora polimeryzacji olefin, polegający na reakcji związku alumoksanowego określonego wzorem 9, w którym R1 oznacza grupę Ci-Cio-alkilową, a R° oznacza R1 lub wiązanie poprzez atom tlenu, ze związkiem magnezowym, a następnie chlorowaniu produktu reakcji i traktowaniu związkiem Ti, V, Zr lub Cr. W opisie tym stwierdzono, że katalizator wytworzony ujawnionym sposobem jest szczególnie przydatny do stosowania w kopolimeryzacji etylenu z a-C3-Ci2-olefinami. W opublikowanym japońskim zgłoszeniu patentowym nr 35 006/1985 ujawniono mieszaninę (a) dwóch lub większej liczby różnych związków metalu przejściowego zawierających jeden, dwa lub 3 pierścienie cyklopentadienylowe albo ich pochodne oraz (b) alumoksanu, jako katalizator do wytwarzania polimerów w postaci mieszanek reaktorowych.Published Japanese Patent Application No. 35 005/1985 discloses a process for the preparation of an olefin polymerization catalyst by reacting an alumoxane compound represented by formula 9, wherein R 1 is a C 1 -C 10 alkyl group and R 0 is R 1 or an oxygen bond, with with a magnesium compound followed by chlorination of the reaction product and treatment with a Ti, V, Zr or Cr compound. It is found in this specification that the catalyst prepared by the disclosed process is particularly suitable for use in the copolymerization of ethylene with α-C3-C12-olefins. Published Japanese Patent Application No. 35 006/1985 discloses a mixture of (a) two or more different transition metal compounds containing one, two or 3 cyclopentadienyl rings or derivatives thereof, and (b) alumoxane as a catalyst for making polymers in the form of reactor blends.

W przykładzie 1 w tym opisie podano, że etylen i propylen polimeryzuje się w obecności katalizatora złożonego z bis(pięciometylocyklopentadienylo)dwumetylocyrkonu i alumoksanu, z wytworzeniem polietylenu o liczbowo średniej masie cząsteczkowej 15 300, o wagowo średniej masie cząsteczkowej 36 400 i o zawartości propylenu 3,4%. W przykładzie 2 w tym opisie etylen i propylen polimeryzuje się w obecności katalizatora złożonego z dwuchlorku bis(pięciometylocyklopentadienylojcyrkonu, dwuchlorku bis(metylocyklopentadienylo)cyrkonu i alumoksanu, uzyskując mieszaninę polietylenu z kopolimerem etylenu z propylenem, zawierającą rozpuszczalną w toluenie frakcję o liczbowo średniej masie cząsteczkowej 2 200 i o wagowo średniej masie cząsteczkowej 11 900 i o zawartości propylenu 30% molowych, oraz frakcję nierozpuszczalną w toluenie, o liczbowo średniej masie cząsteczkowej 3 000, o wagowo średniej masie cząsteczkowej 7 400 i o zawartości składnika propylenowego 4,8% molowych.In Example 1 of this description, ethylene and propylene are polymerized in the presence of a bis (pentomethylcyclopentadienyl) dimethyl zirconium alumoxane catalyst to produce a 15,300 number average molecular weight polyethylene with a weight average molecular weight of 36,400 and a propylene content of 3. 4%. In Example 2 of this specification, ethylene and propylene are polymerized in the presence of a catalyst consisting of bis (pentomethylcyclopentadienyl] zirconium dichloride, bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride and alumoxane to give a mixture of polyethylene with an ethylene-propylene copolymer having a molecular weight fraction of 2% soluble in tolu 200 with a weight average molecular weight of 11,900 and a propylene content of 30 mol%, and a toluene insoluble fraction with a number average molecular weight of 3,000, a weight average molecular weight of 7,400 and a propylene content of 4.8 mol%.

Dla całej mieszanki liczbowo średnia masa cząsteczkowa wynosiła 2 000, wagowo średnia masa cząsteczkowa 8 300, a zawartość składnika propylenowego 7,1% molowych. W przykładzie 3 wytworzono mieszankę LLDPE (liniowego polietylenu małej gęstości) i kopolimeru etylenu z propylenem, zawierającą frakcję rozpuszczalną o rozrzucie masy cząsteczkowej (Mw/Mn) 4,57 i zawartości składnika propylenowego 20,6% molowych oraz frakcję nierozpuszczalną o rozrzucie masy cząsteczkowej 3,04 i zawartości składnika propylenowego 2,9% molowych.For the entire blend, the number average molecular weight was 2,000, the weight average molecular weight was 8,300 and the propylene content was 7.1 mol%. In Example 3, a blend of LLDPE (linear low density polyethylene) and ethylene propylene copolymer was prepared containing a soluble fraction with a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 4.57 and a propylene component content of 20.6 mol% and an insoluble fraction with a molecular weight distribution of 3 , 04 and a propylene component content of 2.9 mol%.

W opublikowanym japońskim zgłoszeniu patentowym nr 35 007/1985 ujawniono sposób polimeryzacji samego etylenu lub kopolimeryzacji etylenu z α-olefiną o 3 lub większej liczbie atomów węgla w obecności układu katalitycznego zawierającego metalocen i cykliczny alumoksan określony wzorem 7, w którym R oznacza grupę alkilową o 1-5 atomach węgla, a n oznacza liczbę całkowitą od 1 do około 20, albo liniowy alumoksan określony wzorem 10, w którym R i n mają wyżej podane znaczenie. Polimery otrzymane w ten sposób miały wagowo średnią masę cząsteczkową od około 500 do około 1 400 000 i rozrzut masy cząsteczkowej w zakresie 1,5-4,0.Published Japanese Patent Application No. 35 007/1985 discloses a method of polymerizing ethylene alone or copolymerizing ethylene with an α-olefin of 3 or more carbon atoms in the presence of a metallocene and cyclic alumoxane catalyst system represented by formula 7, wherein R is an alkyl group of 1 -5 carbon atoms, and n is an integer from 1 to about 20, or a linear alumoxane represented by the formula where R and n are as defined above. The polymers thus prepared had a weight average molecular weight of from about 500 to about 1,400,000 and a molecular weight distribution in the range of 1.5-4.0.

W opublikowanym japońskim zgłoszeniu patentowym nr 35 008/1985 ujawniono, że polietylen lub kopolimery etylenu z C3-C10- olefinami o szerokim rozrzucie masy cząsteczkowej wytwarza się z zastosowaniem układu katalitycznego zawierającego co najmniej dwa metaloceny i alumoksan. W opisie tym stwierdzono, że kopolimery otrzymane w ten sposób mają rozrzut masy cząsteczkowej (Mw/Mn) w zakresie 2-50. W opublikowanych japońskich zgłoszeniach patentowych nr 260 602/1985 i 130 604/1985 zaproponowano sposoby polimeryzacji olefin z zastosowaniem katalizatorów wytworzonych z mieszanego związku glinoorganicznego, zawierających związek metalu przejściowego, alumoksan i związek glinoorganiczny, oraz ujawniono, że aktywność katalityczna w przeliczeniu na jednostkę metalu przejściowego ulega zwiększeniu w wyniku dodania związku glinoorganicznego.Published Japanese Patent Application No. 35,008/1985 discloses that polyethylene or copolymers of ethylene with C3-C10 olefins having a broad molecular weight distribution are produced using a catalyst system comprising at least two metallocenes and an alumoxane. In this specification it is stated that the copolymers obtained in this way have a molecular weight distribution (Mw / Mn) in the range of 2-50. Published Japanese Patent Applications Nos. 260 602/1985 and 130 604/1985 propose methods of olefin polymerization using mixed organoaluminum catalysts containing a transition metal compound, alumoxane and an organoaluminum compound, and disclose that the catalytic activity per transition metal unit it is increased by adding the organoaluminium compound.

Wadą wszystkich wymienionych wyżej sposobów jest jednak to, że aktywność w przeliczeniu na jednostkę alumoksanu w stosowanym katalizatorze jest w dalszym ciągu mała. Innym problemem jest to, że występują trudności w uzyskaniu polimerów o wystarczająco wysokiej masie cząsteczkowej, jeśli olefiny, np. etylen i propylen, kopolimeryzuje się w obecności katalizatorów wytworzonych ze związków metali przejściowych i znanych dotychczas alumoksanów.A drawback of all of the above-mentioned processes, however, is that the activity per alumoxane unit in the catalyst used is still low. Another problem is that it is difficult to obtain polymers of sufficiently high molecular weight if olefins, e.g. ethylene and propylene, are copolymerized in the presence of catalysts made of transition metal compounds and heretofore known alumoxanes.

Celem wynalazku było rozwiązanie problemów związanych ze znanymi sposobami opisanymi powyżej, oraz opracowanie katalizatora polimeryzacji olefin, w obecności którego można uzyskać polimery olefin o wąskim rozrzucie masy cząsteczkowej w przypadku, gdy wytwarza się homopolimery olefin, albo kopolimery olefin o wąskim rozrzucie masy cząsteczkowej i wąskim rozrzucie składu w przypadku, gdy wytwarza się kopolimery dwóch lub większej liczby olefin, a ponadto wykazującego doskonałą aktywność katalityczną nawet wówczas, gdy stosowana w nich ilość alumoksanu jest niewielka oraz takiego, w obecności którego można łatwo otrzymać polimery olefin o wysokiej masie cząsteczkowej.The object of the invention was to solve the problems associated with the known processes described above, and to develop an olefin polymerization catalyst in the presence of which olefin polymers with a narrow molecular weight distribution can be obtained when olefin homopolymers or olefin copolymers with a narrow molecular weight distribution and narrow distribution are produced. composition when copolymers of two or more olefins are produced and, moreover, having excellent catalytic activity even when the amount of alumoxane used therein is low, and such in the presence of which polymers of high molecular weight olefins can be readily obtained.

Głównym celem wynalazku było opracowanie sposobu polimeryzacji olefin z zastosowaniem wyżej wspomnianego katalizatora polimeryzacji olefin. Tak więc zgodnie z wynalazkiem opracowano sposób polimeryzacji lub kopolimeryzacji olefin w obecności katalizatora zawierającego związek metalu przejściowego należącego do grupy IV B układu okresowego i alumoksan, a cechą tego sposobu jest to, że stosuje się katalizator wytworzony z A) związku metalu przejściowego o ogólnym wzorze 1, w którym R? oznacza grup^ cyklopentadienylową ewentualnie podstawioną Ci-C4-alkilem lub grupę indenylową.R2, R3 i R4 niezależnie oznaczają grupę cyklopentadienylową ewentualnie podstawioną Ci-C4-ałkilem, grupę indenylową lub atom chlorowca, przy czym gdy dwa z symboli R1 - R4 oznaczają grupy indenylowe, to ewentualnie są one połączone poprzez Ci-C^-alkilen, zaś co najmniej jeden z symboli R2, r3 i R4 oznacza atom chlorowca, M oznacza atom cyrkonu lub hafnu, k oznacza 1 lub 2,1, m i n oznaczają 0, ł lub 2, ak + l + m + n wynosi 4, B) alumoksanu, C) wody i D) trójalkiloglinu, przy czym stosunek molowy atomów glinu pochodzących z alumoksanu do wody wynosi 0,5 do 50, korzystnie 1 do 40, liczba atomów glinu pochodzących z trójalkiloglinu stanowi 30-99% łącznej liczby atomów glinu pochodzących z alumoksanu i trójalkiloglinu, a stosunek atomów glinu pochodzących z alumoksanu i trójalkiloglinu do atomów metalu przejściowego wynosi 20 do 1 x 104. Poniżej szczegółowo przedstawiono katalizator polimeryzacji olefin oraz sposób polimeryzacji olefin z zastosowaniem takiego katalizatora.The main object of the invention was to develop an olefin polymerization process using the above-mentioned olefin polymerization catalyst. Thus, according to the invention, a method for the polymerization or copolymerization of olefins in the presence of a catalyst comprising a transition metal compound belonging to group IV B of the periodic table and an alumoxane has been developed, and a feature of this process is that a catalyst made of A) a transition metal compound of general formula 1 is used. where R? ^ is a cyclopentadienyl group optionally substituted by Ci-C4-alkyl group or a indenylową.R 2, R 3 and R 4 independently represent a cyclopentadienyl group optionally substituted Ci-C4 alkyl, an indenyl group or a halogen, wherein when two of the symbols R1 - R4 indenyl groups, they are optionally linked via C 1 -C 6 -alkylene, and at least one of the symbols R 2, R 3 and R 4 is a halogen atom, M is a zirconium or hafnium atom, k is 1 or 2.1, m and n are 0, i or 2, ak + 1 + m + n is 4, B) alumoxane, C) water and D) aluminum trialkyl, the molar ratio of aluminum atoms derived from alumoxane to water being 0.5 to 50, preferably 1 to 40, 30-99% of the total number of aluminum atoms derived from alumoxane and trialkylaluminum, and the ratio of aluminum atoms derived from alumoxane and trialkylaluminum to transition metal atoms is 20 to 1 x 104. The polymerization catalyst is detailed below olefins, and a method of olefin polymerization using such a catalyst.

W opisie wynalazku określenie polimeryzacja stosuje się czasami w tym znaczeniu, że obejmuje ono nie tylko homopolimeryzację, ale równieżkopolimeryzację, a określenie polimer stosuje się czasami w takim znaczeniu, że oznacza ono nie tylko homopoEmer, ale również kopolimer. Poniżej szczegółowo opisano kataEzator polimeryzacji olefin, wytworzony ze składników katalizatora A), B), C) i D) wspomnianych powyżej.In the description of the invention, the term polymerization is sometimes used to mean that it includes not only homopolymerization but also copolymerization, and the term polymer is sometimes used to mean not only homopoEmer but also copolymer. The olefin polymerization catalytic converter prepared from the catalyst components A), B), C) and D) mentioned above is described in detail below.

Składnik katalityczny A) stosowany w katalizatorze polimeryzacji olefin stanowi związek metalu przejściowego należącego do grupy IV B układu okresowego wybranego z grupy obejmującej cyrkon i hafn, a korzystnie związek cyrkonu, zawierający grupę ze sprzężonymi elektronami π jako ligand.Catalyst component A) used in the olefin polymerization catalyst is a transition metal compound belonging to group IV B of the periodic table selected from the group consisting of zirconium and hafnium, and preferably a zirconium compound containing a group with conjugated π electrons as ligand.

Grupa cyklopentadienylowa podstawiona Ci-C4-alkilem stanowi np. grupę metylocyklopentadienylowa, etylocyklopentadienylową, ΠΙ-γζ. butylocyklopentadienylową, dwumetylocyklopentadienylową lub pięciometylocyklopentadienylową. Atomem chlorowca może być np. atom fluoru, chloru lub bromu.A C 1 -C 4 -alkyl substituted cyclopentadienyl group is, for example, methylcyclopentadienyl, ethylcyclopentadienyl, Πζ-γζ. butylcyclopentadienyl, dimethylcyclopentadienyl or pentomethylcyclopentadienyl. The halogen atom can be, for example, a fluorine, chlorine or bromine atom.

Do przykładowych związków cyrkonu zawierających jako ligand grupę ze sprzężonymi elektronami π należą: dwuchlorek bis(cyklopentadienylo)cyrkonu, dwubromek bis(cyklopentadienylo)cyrkonu, dwuchlorek bis(metylocyklopentadienylo)cyrkonu, dwuchlorek bis(III-rz:-butylocyklopentadienylo)cyrkonu, dwuchlorek bis(pięciometylocyklopentadienylojcyrkonu, dwuchlorek bis(indenylo)cyrkonu i dwubromek bis(indenylocyrkonu). Do związków cyrkonu stosowanych jako składnik katalityczny A) katalizatora polimeryzacji olefin mogą należeć również związki cyrkonu zawierające jako ligand związek wielordzeniowy, w którym co najmniej dwie grupy indenylowe połączone są ze sobą poprzez niższą grupę alkilenową. Do takich związków cyrkonu przykładowo należą dwuchlorek etylenobis(indenylo)cyrkonu i dwubromek etylenobis(indenylo)cyrkonu. Można również stosować takie związki metalu przejściowego, w których atom cyrkonu w wyżej wymienionych związkach cyrkonu został zastąpiony atomem hafnu.Examples of zirconium compounds having a π-conjugated group as a ligand include: bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (cyclopentadienyl) zirconium dibromide, bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (tertiary: bis (tertiarybutyrylcyclopentyl) cyclopentylcyclopentide) pentamethylcyclopentadienyl zirconium, bis (indenyl) zirconium dichloride and bis (indenyl zirconium) dibromide Zirconium compounds used as catalytic component A) of the olefin polymerization catalyst may also include zirconium compounds having as a ligand via a polynuclear compound in which at least two indenyl groups are linked together a lower alkylene group. Examples of such zirconium compounds are ethylene bis (indenyl) zirconium dichloride and ethylene bis (indenyl) zirconium dibromide. Transition metal compounds can also be used in which the zirconium atom in the above-mentioned zirconium compounds has been replaced by hafnium.

Składnikiem katalitycznym B) stosowanym w katalizatorze polimeryzacji olefin jest alumoksan. Alumoksanem stosowanym jako ten składnik może być np. związek glinoorganiczny określony ogólnym wzorem 2 lub 3.The catalytic component B) used in the olefin polymerization catalyst is alumoxane. The alumoxane used as this component can be, for example, an organoaluminum compound represented by the general formula 2 or 3.

W alumoksanie o wzorze 2 lub 3 R oznacza grupę węglowodorową, taką jak grupa metylowa, etylowa, propylowa lub butylowa, korzystnie grupę metylową lub etylową, a jeszcze korzystniej grupę metylową, a m oznacza liczbę całkowitą równą co najmniej 2, a korzystnie 5-40.In an alumoxane of formula 2 or 3, R is a hydrocarbyl group such as a methyl, ethyl, propyl or butyl group, preferably a methyl or ethyl group, more preferably a methyl group, and m is an integer of at least 2 and preferably 5-40.

Przedstawiony wyżej alumoksan może składać się z mieszanych grup aUiloksyglinowych zawierać grupę alkoksylową o wzorze 4 oraz grupę alkoksyglinową o wzorze 5, przy czym we wzorach tych Ri i R2 mogą oznaczać takie same grupy węglowodorowe jak grupa R we wzorze lub 3, z tym że R1 i R2 oznaczają różne grupy węglowodorowe. W tym przypadku korzystne są te alumoksany, które tworzą mieszane grupy alkoksyglinowe zawierające co najmniej 30% molowych, korzystnie co najmniej 50% molowych, a jeszcze korzystniej co najmniej 70% molowych grup metyloksyglinowych o wzorze 6.The alumoxane presented above may consist of mixed alkoxy aluminum groups, contain an alkoxy group of formula 4 and an alkoxy aluminum group of formula 5, where in these formulas R 1 and R 2 may be the same hydrocarbyl groups as the R group in the formula or 3, except that R 1 and R2 are different hydrocarbon groups. In this case, those alumoxanes which form mixed alkoxy aluminum groups containing at least 30 mole%, preferably at least 50 mole%, and even more preferably at least 70 mole% of methyloxyaluminum groups of the formula 6 are preferred.

Alumoksan taki jak opisany powyżej wytwarzać można np. sposobami opisanymi poniżej.The alumoxane as described above can be prepared, e.g., by the methods described below.

Pierwszy sposób polega na reakcji zawiesiny związku zawierającego wodę adsorpcyjną lub soli zawierającej wodę krystalizacyjną, takiej jak hydrat chlorku magnezowego, hydrat siarczanu miedzi, hydrat siarczanu glinu, hydrat siarczanu niklu lub hydrat chlorku cerawego, w środowisku węglowodorów, z trójalkiloglinem.The first method is to react a slurry of a compound containing adsorption water or a salt containing water of crystallization, such as magnesium chloride hydrate, copper sulfate hydrate, aluminum sulfate hydrate, nickel sulfate hydrate or cerave chloride hydrate, in a hydrocarbon medium, with aluminum trialkyl.

Drugi sposób polega na reakcji trójalkiloglinu bezpośrednio z wodą w środowiskutakim jak benzen, toluen, eter etylowy lub tetrahydrofuran.The second method is to react the aluminum trialkyl directly with water in an environment such as benzene, toluene, ethyl ether or tetrahydrofuran.

Ze sposobów wspomnianych powyżej korzystny jest sposób pierwszy. Alumoksan wytworzony podanymi sposobami może zawierać niewielkie ilości składników metaloorganicznych.Of the methods mentioned above, the first method is preferable. The alumoxane prepared by the methods described may contain small amounts of organometallic components.

Składnikiem C) stosowanym w katalizatorze polimeryzacji olefin jest woda, przy czym wodą tą może być np. woda rozpuszczona lub zdyspergowana w rozpuszczalnikach polimeryzacji, wymienionych poniżej, albo też woda zawarta w związkach lub solach stosowanych do wytwarzania składnika B) katalizatora.Component C) used in the olefin polymerization catalyst is water, which water can be, for example, water dissolved or dispersed in the polymerization solvents listed below, or water contained in the compounds or salts used to prepare component B) of the catalyst.

Jako składnik D) użyteczne są związki trójalkiloglinowe, takie jak trójmetyloglin, trójetyloglin, trójizobutyloglin, trój(2-metylobutylo)glin, trój(3-metylobutylo)glin, trój(2-metylopentylojglin, trój(3-metylopentylo)glin, trój(4-metyiopentylo)glin, trój(2-metyloheksylo)glin, trój(3-metyloheksylo)glin itp.As component D), trialkyl aluminum compounds such as trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, tri (2-methylbutyl) aluminum, tri (3-methylbutyl) aluminum, tri (2-methylpentyl) aluminum, tri (3-methylpentyl) aluminum, tri (4) -methiopentyl) aluminum, tri (2-methylhexyl) aluminum, tri (3-methylhexyl) aluminum etc.

Spośród związków wymienionych powyżej korzystne są związki trójalkiloglinowe zawierające grupy węglowodorowe inne niż grupy n-alkilowe. W szczególności do korzystnych związków należą trójizopropyloglin, trójizobutyloglin, trój^-metylobutylojglin, trój(3-metylobutylojglin, trój(2-metylopentylo)glin, trój(3- metylopentylo)glin, trój(4-metylopentylo)glin, trój(2-metyloheksylo)glin, trój(3-metyioheksylo)giin i trój(2-etyloheksylo)glin.Of the compounds mentioned above, trialkylaluminum compounds containing hydrocarbon groups other than n-alkyl groups are preferred. Particularly preferred compounds include triisopropyl aluminum, triisobutyl aluminum, trimethylbutylj aluminum, tri (3-methylbutyloyl), tri (2-methylpentyl) aluminum, tri (3-methylpentyl) aluminum, tri (4-methylpentyl) aluminum, tri (2-methylhexyl) ) aluminum, tri (3-methylhexyl) aluminum and tri (2-ethylhexyl) aluminum.

161 960161 960

Jako składnik D) katalizatora stosować można również takie związki, z których wyżej wspomniane związki glinoorganiczne tworzą się w układzie polimeryzacyjnym, np. halogenki glinu i związki alkilolitowe albo halogenki glinu i związki alkilomagnezowe.Compounds from which the abovementioned organoaluminum compounds are formed in the polymerization system, for example aluminum halides and alkyl lithium compounds or aluminum halides and alkylmagnesium compounds, can also be used as catalyst component D).

Katalizator tego typu wytworzyć można sposobem polegającym na równoczesnym mieszaniu wszystkich składników katalizatora, A, B, C i D, w środowisku węglowodoru lub olefin, sposobem polegającym na wstępnym zmieszaniu dwóch składników katalizatora w celu otrzymania mieszaniny, a następnie zmieszaniu tej mieszaniny z dwoma pozostałymi składnikami katalizatora, albo sposobem polegającym na wstępnym zmieszaniu trzech składników katalizatora w celu otrzymania mieszaniny, a następnie zmieszaniu tej mieszaniny z pozostałym czwartym składnikiem katalizatora. W tych przypadkach korzystne jest wstępne zmieszanie składnika B katalizatora ze składnikiem C katalizatora.This type of catalyst can be prepared by a method of simultaneous mixing of all catalyst components, A, B, C and D, in a hydrocarbon or olefin medium, by a method of pre-mixing two catalyst components to obtain a mixture, and then mixing this mixture with the other two components. catalyst, or a method of pre-mixing the three catalyst components to form a mixture and then mixing this mixture with the remaining fourth catalyst component. In these cases, it is preferable to premix catalyst component B with catalyst component C.

Stężenie alumoksanu w przeliczeniu na atomy glinu przy wstępnym mieszaniu składników B i C katalizatora wynosi zazwyczaj od 5 χ 10’4 do 3 gramoatomów/Utr, korzystnie od 1 χ 10'3 do 2 gramoatomów/litr, a stężenie wody wynosi zazwyczaj od 2,5 x 10’5 do 2 moli/łitr, a korzystnie od 5 χ 105 do 1,5 mola/litr. przy stosunku molowym atomów glinu do wody (AI/H2O) 0,5 do 50, korzystnie 1 do 40. Temperatura, w której przeprowadza się wstępne mieszanie, wynosi zazwyczaj -50 do 100°C, a czas mieszania od 0,1 minuty do 200 godzin.The concentration of alumoxane, calculated as aluminum atoms in pre-mixing components B and C of the catalyst, is usually from 5 × 10 ' 4 to 3 gram atoms / Utr, preferably from 1 × 10' 3 to 2 gram atoms / liter, and the water concentration is usually from 2. 5 x 10 5 to 2 mol / liter, and preferably from 5 χ 10 5 to 1.5 mole / liter. with a molar ratio of aluminum atoms to water (Al / H20) of 0.5 to 50, preferably 1 to 40. The temperature at which premixing is carried out is usually -50 to 100 ° C and the mixing time is from 0.1 minutes to 200 hours.

Przy mieszaniu składnika A katalizatora ze wstępnie zmieszanymi składnikami B i C katalizatora, składnik A katalizatora stosuje się w takiej ilości, aby stężenie metalu przejściowego wchodzącego w skład składnika A katalizatora wynosiło zazwyczaj 5 χ 10’6 - 1,5 x 10’ 'gramoatomu/litr, a korzystnie lxl05 - 1x10_1 gramoatomu/Utr. Temperatura, w której składnik A katalizatora miesza się ze wstępnie przygotowaną mieszaniną składników B i C katalizatora, wynosi zazwyczaj -50 - 100°C, a czas mieszania od 0,1 minuty do 50 godzin.When mixing catalyst component A with premixed catalyst components B and C, catalyst component A is used in such an amount that the concentration of the transition metal component of component A of the catalyst is typically 5 × 10 ' 6 - 1.5 × 10 "gram atom / liter, and preferably lxl0 5 - 1x10 _1 gram atom / Utr. The temperature at which catalyst component A is mixed with the pre-mixed catalyst component B and C is typically -50-100 ° C and the mixing time is from 0.1 minutes to 50 hours.

Składnik D katalizatora stosuje się w takiej ilości, aby ilość atomów glinu pochodzących od składnika D katalizatora stanowiła 30-99%, korzystnie 40-99%, a jeszcze korzystniej 50-99% łącznej ilości atomów glinu pochodzących z alumoksanu jako składnika B katalizatora i atomów glinu pochodzących ze związku glinoorganicznego jako składnika D katalizatora. Innymi słowy składnik B katalizatora stosuje się w takiej ilości, aby atomy glinu pochodzące ze składnika B katalizatora stanowiły 1-70%, korzystnie 2-60%, a jeszcze korzystniej 5-50% łącznej sumy atomów pochodzących ze składników B i D katalizatora.The catalyst component D is used in such an amount that the amount of aluminum atoms derived from component D of the catalyst is 30-99%, preferably 40-99%, and even more preferably 50-99% of the total amount of aluminum atoms derived from alumoxane as component B of the catalyst and atoms aluminum derived from an organoaluminum compound as component D of the catalyst. In other words, the catalyst component B is used in such an amount that the aluminum atoms derived from component B of the catalyst constitute 1-70%, preferably 2-60%, and even more preferably 5-50% of the total sum of atoms derived from components B and D of the catalyst.

W katalizatorze polimeryzacji olefin stosunek sumy atomów glinu pochodzących ze składników B i D katalizatora do atomów metalu przejściowego pochodzących ze składnika A katalizatora wynosi zazwyczaj 20-10 000, korzystnie 50-5 000, a jeszcze korzystniej 100-2 000. Gdy polimeryzację olefin prowadzi się z zastosowaniem wyżej wymienionego katalizatora polimeryzacji olefin, składnik A katalizatora w układzie polimeryzacyjnym stosuje się w takich ilościach, aby stężenie metalu przejściowego pochodzącego z tego składnika A katalizatora w układzie do polimeryzacji wynosiło 1 χ 10’8 do około 1 χ 10’2 gramoatomu/litr, a korzystnie od 1 x 10‘7 do około 1 χ 10’3 gramoatomu/litr, oraz aby składnik B katalizatora występował w układzie polimeryzacyjnym w takiej ilości, aby stężenie atomów glinu pochodzących z tego składnika B katalizatora w układzie polimeryzacyjnym wynosiło mniej niż 3 miligramoatomy/litr, korzystnie 0,01-2 miligramoatomy/litr, a jeszcze korzystniej 0,02-1 miligramoatomu/litr.In an olefin polymerization catalyst, the ratio of the sum of the aluminum atoms derived from catalyst components B and D to the transition metal atoms derived from component A of the catalyst is typically 20-10,000, preferably 50-5,000, and even more preferably 100-2,000. using the aforementioned olefin polymerization catalyst, catalyst component A in the polymerization system is used in such amounts that the concentration of the transition metal derived from that catalyst component A in the polymerization system is 1 × 10 ' 8 to about 1 × 10 × 2 gram atom / liter , and preferably from 1 x 10 ' 7 to about 1 × 10' 3 gram atom / liter, and that the catalyst component B is present in the polymerization system in such an amount that the concentration of aluminum atoms derived from that catalyst component B in the polymerization system is less than 3 milligramatoms / liter, preferably 0.01-2 milligramatoms / liter, even more preferably 0.02-1 milligramatoms / liter.

Wyżej opisane katalizatory polimeryzacji olefin stosować można jako katalizatory stałe, osadzając składniki katalizatora na rozdrobnionych związkach nieorganicznych, takich jak krzemionka lub tlenek glinu, albo na związkach organicznych, takich jak polietylen, polipropylen i polistyren.The above-described olefin polymerization catalysts can be used as solid catalysts by depositing the catalyst components on particulate inorganic compounds such as silica or alumina, or on organic compounds such as polyethylene, polypropylene and polystyrene.

Opisane powyżej katalizatory polimeryzacji olefin stosowane są do wytwarzania polimerów olefin. Do olefin, które można polimeryzować z użyciem takich katalizatorów, należą etylen i a-olefiny zawierające 3-20 atomów węgla, takie jak propylen, buten- 1, pentan-1, heksen-1,The olefin polymerization catalysts described above are used to prepare olefin polymers. Olefins which can be polymerized using such catalysts include ethylene and 3-20 carbon alpha-olefins, such as propylene, butene-1, pentane-1, hexene-1,

4-metylopenten-l, okten-1, decen-1, dodecen-1, tetradecen-1, heksadecen-1, oktadecen-1 i eikocen-1. W razie potrzeby ze wspomnianymi wyżej olefinami kopolimeryzować można takie polleny jak dien.4-methylpentene-1, octene-1, decene-1, dodecene-1, tetradecene-1, hexadecene-1, octadecene-1 and eicocene-1. If desired, pollens such as diene can be copolymerized with the above-mentioned olefins.

Reakcję polimeryzacji olefin z zastosowaniem takich nowych katalizatorów polimeryzacji olefin prowadzi się zazwyczaj w fazie gazowej lub w fazie ciekłej, np. w roztworze. Jeśli reakcję polimeryzacji prowadzi się w fazie ciekłej, jako rozpuszczalnik zastosować można obojętny węglowodór, albo też same olefiny mogą służyć jako rozpuszczalniki.The olefin polymerization reaction using such new olefin polymerization catalysts is generally carried out in the gas phase or in a liquid phase, e.g. in solution. When the polymerization reaction is carried out in the liquid phase, a neutral hydrocarbon can be used as the solvent, or the olefins themselves can serve as solvents.

Do węglowodorów stosowanych jako rozpuszczalniki w powyższej reakcji polimeryzacji należą w szczególności węglowodory alifatyczne, takie jak butan, izobutan, pentan, heksan, heptan, oktan, dekan, dodekan, heksadekan i oktadekan, węglowodory alicykiiczne, takie jak cyklopentan, metylocyklopentan, cykloheksan i cyklooktan, węglowodory aromatyczne, takie jak benzen, toluen i ksylen, oraz frakcje naftowe, takie jak benzyna, nafta i olej lekki.The hydrocarbons used as solvents in the above polymerization reaction include, in particular, aliphatic hydrocarbons such as butane, isobutane, pentane, hexane, heptane, octane, decane, dodecane, hexadecane and octadecane, alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane and cyclooctane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and petroleum fractions such as gasoline, kerosene, and light oil.

Temperatura, w której prowadzi się polimeryzację olefin z zastosowaniem nowego katalizatora polimeryzacji olefin wynosi zazwyczaj -50-200°C, korzystnie 0-120°C. Ciśnienie stosowane w czasie polimeryzacji wynosi zazwyczaj od 0,1 MPa (ciśnienie atmosferyczne) do 10 MPa, a korzystnie 0,1-5,0 MPa, przy czym polimeryzację można prowadzić w sposób periodyczny, półciągły lub ciągły. Reakcję można prowadzić również w dwóch lub większej liczbie etapów, w różnych warunkach. Masę cząsteczkową wytwarzanych polimerów olefinowych można regulować za pomocą wodoru i/lub zmieniając temperaturę polimeryzacji.The temperature at which olefin polymerization is carried out using the novel olefin polymerization catalyst is usually -50-200 ° C, preferably 0-120 ° C. The pressure used during the polymerization is generally from 0.1 MPa (atmospheric pressure) to 10 MPa, preferably 0.1-5.0 MPa, and the polymerization may be carried out batchwise, semi-continuously or continuously. The reaction can also be carried out in two or more steps under different conditions. The molecular weight of the olefinic polymers produced can be adjusted with hydrogen and / or by changing the polymerization temperature.

W przypadku, gdy olefiny homopolimeryzują się z zastosowaniem nowych katalizatorów polimeryzacji olefin otrzymać można polimery olefin o wysokiej masie cząsteczkowej i wąskim rozrzucie masy cząsteczkowej. W przypadku gdy kopolimeryzuje się dwie lub większą liczbę olefin z zastosowaniem katalizatorów polimeryzacji olefin określonych powyżej, otrzymać można kopolimery olefin o wąskim rozrzucie masy cząsteczkowej, o wąskim rozrzucie składu i o wysokiej masie cząsteczkowej. Katalizatory według wynalazku mają ponadto wysoką aktywność katalityczną, dzięki czemu zmniejszyć można w nich ilość alumoksanu.When olefins are homopolymerized with the new olefin polymerization catalysts, olefin polymers with a high molecular weight and a narrow molecular weight distribution can be obtained. When two or more olefins are copolymerized using the olefin polymerization catalysts defined above, olefin copolymers having a narrow molecular weight distribution, a narrow composition distribution, and a high molecular weight can be obtained. Moreover, the catalysts according to the invention have a high catalytic activity, so that the amount of alumoxane in them can be reduced.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady. _The following examples illustrate the invention. _

W poniższych przykładach wielkość Mw/Mn oznaczano w następujący sposób, zgodnie z metodyką Takeuchi, Gel Permeation Chromatography, Maruzen, Tokio.In the examples below, the Mw / Mn values were determined as follows according to the methodology of Takeuchi, Gel Permeation Chromatography, Maruzen, Tokyo.

1. Stosując wzorcowy polistyren o znanej masie cząsteczkowej (monodyspersyjny polistyren wytwarzany i sprzedawany przez Toyo Soda K.K.) mierzy się masy cząsteczkowe i odpowiadające im odczyty chromatografu żelowego (GPC) próbki w celu wyznaczenia diagramu korelacyjnego krzywej kalibracyjnej masy cząsteczkowej M w funkcji objętości eluatu (EV). Stężenie polimeru w próbce wynosi 0,02% wagowych.1.Using a standard polystyrene of known molecular weight (monodisperse polystyrene manufactured and sold by Toyo Soda KK), the molecular weights and the corresponding gel permeation chromatograph (GPC) readings of the sample are measured to establish a correlation diagram of the molecular weight calibration curve M as a function of the eluate volume (EV ). The concentration of the polymer in the sample is 0.02% by weight.

2. Wyznacza się chromatogram próbki na podstawie pomiarów GPC, po czym wylicza się liczbowo średnią masę cząsteczkową Mn i wagowo średnią masę cząsteczkową Mw w jednostkach dla polistyrenu, w oparciu o krzywą kalibracyjną wspomnianą w punkcie 1, w celu ustalenia wielkości Mw/Mn. Warunki przygotowania próbki oraz warunki wykonania pomiaru są następujące:2. The sample chromatogram is determined from the GPC measurements, and the number average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw in polystyrene units are calculated based on the calibration curve mentioned in 1 to determine the Mw / Mn. The sample preparation conditions and the measurement conditions are as follows:

Przygotowanie próbki:Sample preparation:

a) Próbkę umieszcza się w kolbie Erlenmeyera wraz z o- dwuchlorobenzenem tak, aby stężenie próbki wynosiło 0,1% wagowego.a) The sample is placed in the Erlenmeyer flask together with the O-dichlorobenzene so that the concentration of the sample is 0.1% by weight.

b) Kolbę Erlenmeyera ogrzewa się w 140°C mieszając jej zawartość przez około 30 minut, w celu rozpuszczenia próbki w o- dwuchlorobenzenie.b) The Erlenmeyer flask is heated at 140 ° C with stirring its contents for about 30 minutes in order to dissolve the sample in o-dichlorobenzene.

c) Przesączony roztwór w o- dwuchlorobenzenie wprowadza się do aparatu GPC.c) Load the filtered o-dichlorobenzene solution into the GPC apparatus.

Warunki wykonania pomiaru w GPCConditions for the measurement in GPC

a) Urządzenie 1500-ALC/GPC produkcji Waters Co.a) 1500-ALC / GPC device by Waters Co.

b) Kolumna typu GMH produkcji Toyo Soda K.K.b) GMH column by Toyo Soda K.K.

c) Wielkość próbki 400 μΐc) Sample size 400 μΐ

d) Temperatura 140°Cd) Temperature 140 ° C

e) Szybkość przepływu 1 ml/minutę.e) Flow rate 1 ml / minute.

Wielkość B dla kopolimeru etylenu wytworzonego sposobem według wynalazku określa się z następującego wzoru:The value of B for the ethylene copolymer according to the invention is given by the following formula:

B = PQE B = P QE

Po · Pe w którym Pe oznacza frakcję molową składnika etylenowego w kopolimerze, Po oznacza frakcję molową α-olefiny w kopolimerze, a Poe oznacza frakcję molową łańcuchów a-olefina/etylen w diadach w łańcuchu.Po · Pe in which Pe is the molar fraction of the ethylene component in the copolymer, Po is the molar fraction of the α-olefin in the copolymer and Poe is the molar fraction of the a-olefin / ethylene chains in the diads in the chain.

Wielkość B stanowi wskaźnik rozrzutu merów w łańcuchu kopolimeru. Wyznacza się go w oparciu o wyżej wspomniane wielkości Pe, Po i Poe sposobem podanym w następujących publikacjach: G.J.Ray, Macromolecules, 10,773 (1977), J.C.Randall, Macromolecules, 15,353 (1982), J.Polymer Science, Polymer Physics Ed., 11, 275 (2973) oraz K.Kimura, Polymer, 25, 441 (1984). Im większa jest wielkość wskaźnika B dla kopolimeru, tym mniejsza jest zawartość bloków w łańcuchu tego kopolimeru, a rozrzut merów etylenowych i α-olefinowych jest bardziej równomierny , co oznacza:, że kopolimery o większych wskaźnikach B wykazują wąski rozrzut składu.The value of B is an index of the distribution of mers in the copolymer chain. It is determined based on the aforementioned Pe, Po and Poe values by the method given in the following publications: GJRay, Macromolecules, 10,773 (1977), JCRandall, Macromolecules, 15.353 (1982), J. Polymer Science, Polymer Physics Ed., 11, 275 (2973) and K. Kimura, Polymer, 25, 441 (1984). The higher the B index value for a copolymer, the lower the block content in the copolymer chain, and the more even distribution of ethylene and α-olefin units, which means: that copolymers with higher B indexes show a narrow composition distribution.

Wielkość B wyznacza się na podstawie widma 13C-NMR. Próbkę przygotowuje się rozpuszczając dokładnie około 200 mg kopolimeru w 1ml sześciochlorobutadienu w probówce o średnicy 10 mm. Warunki pomiaru są zazwyczaj następujące: temperatura pomiaru 120°C, częstotliwość 25,05 MHz, szerokość widma 1500 Hz, szerokość widmowa filtru 1500 Hz, czas powtarzania impulsu 4,2 s, szerokość impulsu 7 |is, ilość cykli 2000-5000. Na podstawie uzyskanego widma wyznacza się wielkości Pe, Po i PoeOznacza się również zawartość frakcji kopolimeru etylenu wytworzonego sposobem według wynalazku, rozpuszczalnej w n- dekanie (gdyż im mniejsza jest zawartość frakcji rozpuszczalnej w n-dekanie, tym węższy jest rozrzut składu kopolimeru). Około 3 g kopolimeru etylenu rozpuszcza się w 450 ml n-dekanu w 145°C, schładza się do 23°C, odsącza się frakcję nierozpuszczalną w n-dekanie, po czym z przesączu wydziela się frakcję rozpuszczalną w n-dekanie.The size of B is determined from the 13 C-NMR spectrum. The sample is prepared by thoroughly dissolving about 200 mg of the copolymer in 1 ml of hexachlorobutadiene in a 10 mm diameter tube. The measurement conditions are generally as follows: measurement temperature 120 ° C, frequency 25.05 MHz, spectral width 1500 Hz, spectral width of the filter 1500 Hz, pulse repetition time 4.2 s, pulse width 7 µs, number of cycles 2000-5000. On the basis of the spectrum obtained, the values of Pe, Po and Poe are determined. The content of the n-decane-soluble ethylene copolymer fraction produced by the method according to the invention is also determined (because the lower the content of the n-decane-soluble fraction, the narrower the distribution of the copolymer composition). About 3 g of the ethylene copolymer is dissolved in 450 ml of n-decane at 145 ° C, cooled to 23 ° C, the n-decane insoluble fraction is filtered off, and the n-decane soluble fraction is separated from the filtrate.

Przykład I. Wytwarzanie alumoksanu.Example I. Preparation of alumoxane.

Do kolby o pojemności 400 ml, dokładnie przedmuchanej azotem, wprowadzono 37 g AfSOi 3 · MH2O i 125 ml toluenu, po czym całość ochłodzono do 0°C. Następnie wkroplono 500 mmoli trójmetyloglinu rozcieńczonego 125 ml toluenu. Temperaturę kolby podwyższono do 40°C, po czym reakcję kontynuowano w tej temperaturze przez 10 godzin. Po zakończeniu reakcji mieszaninę przesączono, w celu oddzielenia frakcji stałej od ciekłej. Toluen usunięto z przesączu, uzyskując 12 g alumoksanu w postaci białej substancji stałej. Uzyskany w ten sposób alumoksan rozpuszczono ponownie w toluenie, a powstały roztwór użyto do wytwarzania katalizatora i do prowadzenia polimeryzacji. Masa cząsteczkowa alumoksanu, oznaczona na podstawie pomiaru obniżenia temperatury krzepnięcia benzenu, wynosiła 870. Oznacza to, że w składniku B katalizatora m oznacza 13.37 g of AfSOi 3 · MH2O and 125 ml of toluene were introduced into a 400 ml flask, thoroughly purged with nitrogen, and cooled to 0 ° C. Then 500 mmol of trimethylaluminum diluted with 125 ml of toluene were added dropwise. The temperature of the flask was increased to 40 ° C and the reaction was continued at this temperature for 10 hours. After completion of the reaction, the mixture was filtered to separate the solids from the liquid. The toluene was removed from the filtrate to give 12 g of the alumoxane as a white solid. The thus obtained alumoxane was redissolved in toluene and the resulting solution was used for the preparation of the catalyst and for the polymerization. The molecular weight of alumoxane, determined by measuring the freezing point depression of benzene, was 870. This means that m is 13 in the catalyst component B.

Wytwarzanie katalizatora i polimeryzacja.Preparation of the catalyst and polymerization.

Do kolby szklanej o pojemności 400 ml przedmuchanej dokładnie azotem, wprowadzono 57 ml toluenu, 0,94 g silnie rozdrobnionego AI2 SO4.3 · I3H2O i 50 ml toluenowego roztworu alumoksanu otrzymanego powyżej (stężenie Al 2,14 mola/litr), po czym temperaturę podwyższono do 40°C i prowadzono reakcję przez 72 godziny. Uzyskaną w ten sposób zawiesinę zastosowano w poniższym procesie polimeryzacji.57 ml of toluene, 0.94 g of finely divided Al2SO4.3 · I3H2O and 50 ml of toluene alumoxane solution obtained above (Al concentration 2.14 mol / liter) were introduced into a 400 ml glass flask, purged thoroughly with nitrogen, and then the temperature increased to 40 ° C and reacted for 72 hours. The suspension obtained in this way was used in the following polymerization process.

Do 2-litrowego autoklawu ze stali nierdzewnej, dokładnie przedmuchanego azotem, wprowadzono 900 ml 4-metylopentenu-l i 1 mraol trójizobutyloglinu, po autoklawu podwyższono do 100°C. Następnie 0,2 ml zawiesiny otrzymanej mmola dwuchlorku bis(metylocyklopentadienylo)cyrkonu połączono w 40 ml cykloheksanu, wymieszano przez 2 minuty w temperaturze ' pokojowej i wprowadzono wraz z etylenem do układu polimeryzacyjnego w celu zainicjowania polimeryzacji. Polimeryzację prowadzono pod ciśnieniem 2,1 MPa przez 40 minut, wprowadzając w sposób ciągły etylen do układu. Dodano niewielką ilość metanolu w celu przerwania polimeryzacji.900 ml of 4-methylpentene-1 and 1 mraol of triisobutylaluminum were introduced into a 2-liter stainless steel autoclave, thoroughly purged with nitrogen, and increased to 100 ° C after the autoclave. Then 0.2 ml of a suspension of the obtained mmole of bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride was combined in 40 ml of cyclohexane, stirred for 2 minutes at room temperature and introduced with ethylene into the polymerization system to initiate polymerization. The polymerization was carried out at a pressure of 2.1 MPa for 40 minutes, continuously introducing ethylene into the system. A small amount of methanol was added to stop the polymerization.

Roztwór polimeru dodano do dużego nadmiaru metanolu w celu wytrącenia polimeru, który następnie wysuszono w 80°C przez 12 godzin pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymano 111 g polimeru o wskaźniku płynięcia 1,6 g/10 minut, gęstości 0,902 g/cm3, Mw/Mn=2,14 oraz o zawartości frakcji rozpuszczalnej w n-dekanie 1,6% wagowych.The polymer solution was added to a large excess of methanol to precipitate the polymer, which was then dried at 80 ° C for 12 hours under reduced pressure. 111 g of polymer with a melt index of 1.6 g / 10 minutes, a density of 0.902 g / cm3, Mw / Mn = 2.14 and a n-decane soluble fraction of 1.6% by weight were obtained.

Przykład Π (porównawczy). Przeprowadzono polimeryzację w taki sam sposób jak w przykładzie I, z tym że zastosowano alumoksan otrzymany w przykładzie I w ilości odpowiadającej 0,2 mg atomom glinu, bez kontaktowania go z wodą, to znaczy bez dodawania Ah(SO4)3 · 13H;>O._JDtrzymano 75 g polimeru o wskaźniku płynięcia 6,2 g/10 minut, gęstości 0,904 g/cm , Mw/Mn=2,20 oraz o zawartości frakcji rozpuszczalnej w n-dekanie 1,6% wagowych.Example Π (comparative). The polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the alumoxane obtained in Example 1 was used in an amount corresponding to 0.2 mg of aluminum atoms, without contacting it with water, i.e. without adding Ah (SO4) 3 · 13H;> O 75 g of polymer with a melt index of 6.2 g / 10 minutes, a density of 0.904 g / cm, Mw / Mn = 2.20 and a n-decane soluble fraction of 1.6% by weight were kept.

;zym temperaturę powyżej i 8x10'4 ; winter temperature above i 8x10 ' 4

TabelaTable

cr ładu cr order Składnik A katalizatora Component A of the catalyst Alumo- ksan (ml) Alumo- priest (ml) Związek glinoorgamczny Alumina compound Wydajność (8) Performance (8) Wskaźnik płynięcia (g/10 minut) Melt Index (g / 10 minutes) Gęstość (g/cm3) Density ( g / cm 3) Mw/Mn Mw / Mn Ilo roz{ w Ilo pink{ in Rodzaj Type Ilość (mmole) Quantity (mmoles) Rodzaj Type Ilość (mmole) Quantity (mmoles) Dwuchlorek bis/cyklopentadienylo/cyrkonu Bis / cyclopentadienyl / zirconium dichloride 2xl0'3 2xl0'3 0,2 0.2 Trójizobutyloglin Triazobutylaluminum 1 1 74 74 2,8 2.8 0,903 0.903 2,29 2.29 Dwuchlorek bis/cyklo pentadienylo/cyrkonu Bis / cyclo pentadienyl / zirconium dichloride 2xl0’3 2xl0'3 0,2 0.2 Trój/2-etyloheksylo/glin Tri (2-ethylhexyl) aluminum 1 1 69 69 2,5 2.5 0,902 0.902 2,34 2.34 Dwuchlorek bis/indenylo/cyrkonu Bis / indenyl / zirconium dichloride 8xl0'4 8xl0 ' 4 0,2 0.2 Trójizobutyloglin Triazobutylaluminum 0,5 0.5 76 76 4,1 4.1 0,904 0.904 2,45 2.45

161 960161 960

Przykłady IH-V. Polimeryzację 4-metylopentenu-1 przeprowadzono w taki sam sposób jak w przykładzie I, z tym że w każdym przypadku zastosowano katalizator zawierający składniki podane w tabeli i otrzymano polimery przedstawione w tabeli.Examples IH-V. The polymerization of 4-methylpentene-1 was carried out in the same manner as in Example 1, except that in each case a catalyst containing the ingredients listed in the table was used to give the polymers shown in the table.

Przykład V. Do kolby szklanej o pojemności 400 ml, dokładnie przedmuchanej azotem, wprowadzono 57 ml toluenu otrzymanego w przykładzie I, po czym prowadzono reakcję w 40°C przez 48 godzin. Do 10 ml uzyskanej w ten sposób zawiesiny dodano 40 ml toluenu i 0,1 mmola dwuchlorku bis(cyklopentadienylo)cyrkonu. Obydwa składniki kontaktowano w temperaturze pokojowej przez 10 minut. Polimeryzację prowadzono w taki sam sposób jak w przykładzie I, stosując 1,0 ml zawiesiny poddanej opisanej wyżej obróbce i 1 mmol trójizobutyloglinu. Otrzymano 88 g polimeru o wskaźniku płynięcia 2,1 g/10 minut, gęstości 0,903 g/cm3, Mw/Mn=2,31 oraz o zawartości frakcji rozpuszczalnej w n-dekanie 1,6% wagowych.EXAMPLE 5 57 ml of toluene prepared in Example 1 were introduced into a 400 ml glass flask, thoroughly purged with nitrogen, followed by reaction at 40 ° C for 48 hours. To 10 ml of the suspension thus obtained were added 40 ml of toluene and 0.1 mmol of bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride. Both components were contacted at room temperature for 10 minutes. Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, using 1.0 ml of the suspension treated as described above and 1 mmol of triisobutylaluminum. 88 g of polymer with a melt index of 2.1 g / 10 minutes, a density of 0.903 g / cm 3 , Mw / Mn = 2.31 and a n-decane soluble fraction of 1.6% by weight were obtained.

Przykład VI. Polimeryzację prowadzono w taki sam sposób jak w przykładzie I, z tym że zamiast dwuchlorku bis(metylocyklopentadienylo)cyrkonu użyto 5x10'4 mmola dwuchlorku etylenobis(indenylo)cyrkonu, a zamiast 900 ml 4-metylopentenu-1 użyto tworzącą roztwór mieszaninę 300 ml 4-metylopentenu-1 i 600 ml cykloheksanu, przy czym polimeryzację prowadzono przez 20 minutJDrzymano 129 g polimeru o wskaźniku płynięcia 8,9 g/10 minut, gęstości 0,907 g/cm3 i Mw/Mn=2,31.Example VI. Polymerization was carried out in the same manner as in Example I, except that instead dichloride, bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride was used 5x10 '4 mmol of ethylenebis (indenyl) zirconium dichloride, and instead 900 ml of 4-methylpentene-1 was used to form a solution mixture of 300 ml of 4- methylpentene-1 and 600 ml of cyclohexane, while the polymerization was carried out for 20 minutes. 129 g of polymer with a melt index of 8.9 g / 10 minutes, density 0.907 g / cm3 and Mw / Mn = 2.31 were kept.

Przykład VII. Polimeryzację przeprowadzono w taki sam sposób jak w przykładzie I, z tym że zamiast dwuchlorku bis(metylocyklopentadienylo)cyrkonu użyto dwuchlorek bis(cyklopentadienylo)hafnu. Otrzymano 15 g polimeru o wskaźniku płynięcia 1,3 g/10 minut, gęstości 0,906 g/cm3 i Mw/Mn=2,41.Example VII. Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that bis (cyclopentadienyl) hafnium dichloride was used in place of bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride. 15 g of a polymer with a melt index of 1.3 g / 10 minutes, a density of 0.906 g / cm3 and Mw / Mn = 2.41 was obtained.

RjAI ~(0AI R2 RjAI ~ (0AI R 2

Wzór 2Formula 2

Wzór 1Formula 1

RR

Wzór ίFormula ί

Wzór 8Formula 8

Wzór 3Formula 3

Wzór 9 R- o air2Formula 9 R - £ - o a and r 2

RR

Wzór 10Formula 10

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price: PLN 10,000

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Sposób polimeryzacji lub kopolimeryzacji olefin w obecności katalizatora zawierającego związek metalu przejściowego należącego do grupy IV B układu okresowego i alumoksan, znamienny tym, że stosuje się katalizator wytworzony z A) związku metalu przejściowego o ogólnym wzorze 1, w którym R1 oznacza grupę cyklopentadienylową ewentualnie podstawioną Ci-CU-alkilem lub grupę indenylową, R2, R3 i R4 niezależnie oznaczają grupę cyklopentadienylową ewentualnie podstawionąCi-CU-aikilem, grupę indenylową lub atom chlorowca, przy czym gdy dwa z symboli Ri - R4 oznaczają grupy indenylowe, to ewentualnie są one połączone poprzez Ci- C4-alkilen, zaś co najmniej jeden z symboli R2, r3 i r4 oznacza atom chlorowca, M oznacza atom cyrkonu lub hafnu, k oznacza 1 lub 2,1, m i n oznaczają 0,1 lub 2, ak+l+m+n wynosi 4, B) alumoksanu, C) wody i D) trójalkiloglinu, przy czym stosunek molowy atomów glinu pochodzących z alumoksanu do wody wynosi 0,5 do 50, liczba atomów glinu pochodzących z trójalkiloglinu stanowi 30-99% łącznej liczby atomów glinu pochodzących z alumoksanu i trójalkiloglinu, a stosunek atomów glinu pochodzących z alumoksanu i trójalkiloglinu do atomów metalu przejściowego wynosi 20 do 1 χ 104.A method of polymerization or copolymerization of olefins in the presence of a catalyst comprising a transition metal compound belonging to group IV B of the periodic table and an alumoxane, characterized by the use of a catalyst prepared from A) a transition metal compound of general formula 1, in which R 1 is a cyclopentadienyl group optionally substituted Ci-CU-alkyl or indenyl group, R 2, R 3 and R 4 independently represent a cyclopentadienyl group optionally podstawionąCi-CU-aikilem, an indenyl group or a halogen, wherein when two of the symbols Ri - R4 are indenyl that optionally they are linked via Ci-C4-alkylene, and at least one of R2, R3 and R4 is halogen, M is zirconium or hafnium, k is 1 or 2.1, m and n are 0.1 or 2, and k + l + m + n is 4, B) alumoxane, C) water and D) trialkylaluminum, where the molar ratio of aluminum atoms derived from alumoxane to water is 0.5 to 50, the number of aluminum atoms derived from trialkylaluminum u represents 30-99% of the total number of aluminum atoms derived from alumoxane and aluminum trialkyl, and the ratio of aluminum atoms derived from alumoxane and trialkyl aluminum to transition metal atoms is 20 to 1 × 104. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się katalizator, w którym stosunek molowy atomów glinu do wody wynosi 1 do 40.2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the catalyst has a molar ratio of aluminum atoms to water of 1 to 40. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się katalizator wytworzony z użyciem trójalkiloglinu, w którym grupa alkilowa stanowi grupę izopropylową, izobutylową, 2metylobutylową, 3-metylobutylową, 2-metylopentylową, 3- metylopentylową, 4-metylopentylową, 2-metyloheksylową, 3- metyloheksylową lub 2-etyloheksylową, a zwłaszcza grupę izobutylową lub 2-etyloheksylową.3. The method according to p. 3. The process of claim 1, wherein the catalyst is prepared with aluminum trialkyl, in which the alkyl group is isopropyl, isobutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 2-methylhexyl, 3-methylhexyl or 2-ethylhexyl, especially isobutyl or 2-ethylhexyl.
PL89291978A 1988-02-26 1989-02-10 Method of polymerizing and copolymerizing olefins PL161960B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4367188 1988-02-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL161960B1 true PL161960B1 (en) 1993-08-31

Family

ID=12670306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL89291978A PL161960B1 (en) 1988-02-26 1989-02-10 Method of polymerizing and copolymerizing olefins

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL161960B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0324856B1 (en) Process for polymerizing olefin
EP1060198B1 (en) Noncoordinating anions for olefin polymerization
US6211105B1 (en) Nitrogen-containing group 13 anionic complexes for olefin polymerization
EP0200351B2 (en) Liquid ethylene-type random copolymer, process for production thereof, and use thereof
EP0868445B1 (en) High temperature olefin polymerization process
KR100463090B1 (en) Propylene-1-butene Copolymer
EP0287666A1 (en) Process for polymerizing olefins
US5340786A (en) Olefin polymerization catalyst and process for the polymerization of olefins
US6100213A (en) Aluminum compound-containing solid catalyst component, catalyst for olefin polymerization and method for producing olefin polymer
BRPI0615768A2 (en) catalyst system, method of preparing said catalyst system and process for olefin polymerization
US5321107A (en) Olefin polymerization catalyst and process for the polymerization of olefins
PL161621B1 (en) Method of polimerizing or copolimerizing olefins
CN106366226B (en) A kind of transition-metal catalyst composition and its application
JPS61236804A (en) Production of ethylene wax
JPS6389505A (en) Polymerization of olefin
US5700749A (en) Process for polymerizing olefins
Lee et al. Polymerization of ethene initiated with a mixture of siloxane‐bridged mono‐and dinuclear zirconocenes
PL161960B1 (en) Method of polymerizing and copolymerizing olefins
JP2720392B2 (en) Olefin polymerization catalyst and olefin polymerization method
JPH03203904A (en) Olefin-polymerization catalyst and polymerization of olefin
JP2823122B2 (en) Olefin polymerization catalyst and olefin polymerization method
JP2610796B2 (en) Olefin polymerization method
KR910005673B1 (en) Polymerization of olefing
JPS63178108A (en) Polymerization of olefin
JP2746274B2 (en) Olefin polymerization catalyst and olefin polymerization method