[go: up one dir, main page]

CS273318B2 - Method of catalyst preparation on a carrier for olefin polymerization - Google Patents

Method of catalyst preparation on a carrier for olefin polymerization Download PDF

Info

Publication number
CS273318B2
CS273318B2 CS458086A CS458086A CS273318B2 CS 273318 B2 CS273318 B2 CS 273318B2 CS 458086 A CS458086 A CS 458086A CS 458086 A CS458086 A CS 458086A CS 273318 B2 CS273318 B2 CS 273318B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
catalyst
polymerization
zirconium
silica
bis
Prior art date
Application number
CS458086A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS458086A2 (en
Inventor
Howard C Welborn Jr
Original Assignee
Exxon Chemical Patents Inc
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 Exxon Chemical Patents Inc filed Critical Exxon Chemical Patents Inc
Publication of CS458086A2 publication Critical patent/CS458086A2/en
Publication of CS273318B2 publication Critical patent/CS273318B2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/72Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from metals not provided for in group C08F4/44
    • C08F4/74Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from metals not provided for in group C08F4/44 selected from refractory metals
    • C08F4/76Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from metals not provided for in group C08F4/44 selected from refractory metals selected from titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/16Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
    • C08F210/18Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers with non-conjugated dienes, e.g. EPT rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/02Ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/16Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/639Component covered by group C08F4/62 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/63912Component covered by group C08F4/62 containing a transition metal-carbon bond in combination with an organoaluminium compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/639Component covered by group C08F4/62 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/63916Component covered by group C08F4/62 containing a transition metal-carbon bond supported on a carrier, e.g. silica, MgCl2, polymer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/639Component covered by group C08F4/62 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6392Component covered by group C08F4/62 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65912Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an organoaluminium compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65916Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond supported on a carrier, e.g. silica, MgCl2, polymer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6592Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

A process is described for the polymerisation of olefins in which a supported catalyst is used, which catalyst comprises a support and the product of the reaction of a metallocene of a metal in group 4b of the periodic table and an alumoxane, forming the product of the said reaction in the presence of the support.

Description

(54)(54)

Způsob přípravy katalyzátoru na nosiči pro polymeraci olefinú (57) Způsob přípravy katalyzátoru na nosiči pro polymeraci olefinú obsahujícího oxid křemičitý, jako nosič a reakční produkt alespoň jednoho zirkonocenu a methylalumoxanu, při němž se k suspenzi oxidu křemičitého v uhlovodíku přidá methylalumoxan a zirkonocen. Molární poměr hliníku k zirkonu je v rozmezí od 100 : 1 do 1 : 1 a alumoxan se přidává k nosiči v množství od 0,1 do 10 mmolů na gram nosiče.(57) A process for preparing a supported olefin polymerization catalyst comprising silica, as a carrier and a reaction product of at least one zirconocene and methylalumoxane, wherein methylalumoxane and zirconocene are added to a slurry of silica in a hydrocarbon. The molar ratio of aluminum to zirconium ranges from 100: 1 to 1: 1 and the alumoxane is added to the carrier in an amount of from 0.1 to 10 mmol per gram of carrier.

CM coCM co

CD r-HCD r-H

ΓΛ fA r—ΓΛ fA r—

CM cnCM cn

CJCJ

CS 273 318 B2CS 273 318 B2

Vynález se týká způsobu přípravy nového zlepšeného katalyzátoru vhodného pro polymeraci a kopolymeraci olefinů, zejména pro polymeraci ethylenu a kopolymeraci ethylenu s 1-olefiny obsahujícími 3 nebo více atomů uhlíku, jako je například propylen, isobuten, 1-buten, 1-penten, 1-hexen a 1-okten; dieny, jako je butadien, 1,7-oktadien a 1,4-hexadien a cyklickými olefiny, jako je norbornen. Vynález se zejména týká způsobu přípravy nového a zlepšeného heterogenního nosičového katalyzátoru obsahujícího přechodový kov, kterého je možno používat při polymeraci olefinů bez spolupeužití organokovového kokatalyzátoru. V popisu je dále popsán i způsob polymerace ethylenu buá samotného nebo ve směsi s jinými 1-olefiny nebo diolefiny v přítomnosti nového nosičového katalyzátoru obsahujícího přechodový kov, který je reakčním produktem zirkonocenu a alumoxanu v přítomnosti nosičové látky, jako je oxid křemičitý.The invention relates to a process for the preparation of a novel improved catalyst suitable for the polymerization and copolymerization of olefins, in particular for the polymerization of ethylene and copolymerization of ethylene with 1-olefins containing 3 or more carbon atoms, such as propylene, isobutene, 1-butene, 1-pentene, 1- hexene and 1-octene; dienes such as butadiene, 1,7-octadiene and 1,4-hexadiene; and cyclic olefins such as norbornene. In particular, the invention relates to a process for the preparation of a novel and improved heterogeneous transition metal-containing supported catalyst which can be used in olefin polymerization without the use of an organometallic cocatalyst. Also described herein is a process for polymerizing ethylene either alone or in admixture with other 1-olefins or diolefins in the presence of a new transition metal containing catalyst, which is the reaction product of zirconocene and alumoxane in the presence of a carrier such as silica.

Ethylen a 1-olefiny se tradičně polymerují nebo kopolymérují v přítomnosti katalytických systémů nerozpustných v uhlovodících, které obsahují sloučeniny přechodového kovu a alkylhliník. Nedávno byly pro polymeraci ethylenu vyvinuty aktivní homogenní katalytické systémy obsahující bis(cyklopentadienyl)titaniumdialkyl nebo bis(cyklopentadienyl)zirkoniumdialkyl, trialkylhliník a vodu. Tyto katalytické systémy se obvykle označuji jako katalyzátory Zieglerova typu.Ethylene and 1-olefins are traditionally polymerized or copolymerized in the presence of hydrocarbon-insoluble catalyst systems containing transition metal compounds and alkyl aluminum. Recently, active homogeneous catalyst systems containing bis (cyclopentadienyl) titanium dialkyl or bis (cyclopentadienyl) zirconium dialkyl, trialkyl aluminum and water have been developed for ethylene polymerization. These catalyst systems are commonly referred to as Ziegler-type catalysts.

V patentové přihlášce NSR č. 2 608 B63 je popsáno použití katalytického systému sestávajícího z bis(cyklopentadienyl)titaniumdiaikylu, trialkylhliníku a vody pro polymeraci ethylenu.German Patent Application No. 2,608 B63 discloses the use of a catalytic system consisting of bis (cyclopentadienyl) titanium dialkyl, trialkyl aluminum and water for the polymerization of ethylene.

Patentová přihláška NSR č. 2 608 933 uvádí katalytický systém pro polymeraci ethylenu sestávající z metalocenů zirkonu obecného vzorce (cyklopentadienyl)n ZrY4_n kde n představuje číslo o hodnotě v rozmezí od 1 do 4,German Patent Application No. 2,608,933 discloses a catalyst system for ethylene polymerization consisting of zirconium metallocenes of the general formula (cyclopentadienyl) n ZrY 4 - n wherein n represents a number ranging from 1 to 4,

Y představuje R, CH2A1R2, CH2CH2A1R2 nebo CH2CH(ALR2)2 aY represents R, CH 2 AlR 2 , CH 2 CH 2 AlR 2 or CH 2 CH (ALR 2 ) 2 and

R představuje alkylskupinu nebo metaloalkylskupinu, trialkylhlinitého kokatalyzátoru a vody·.R is alkyl or metalloalkyl, trialkylaluminum cocatalyst and water.

Evropská patentová přihláška č. 0035242 uvádí způsob přípravy polymerů ethylenu a ataktického polypropylenu v přítomnosti Zieglerova katalytického systému neobsahujícího halogen, který se skládá zEuropean Patent Application No. 0035242 discloses a process for the preparation of ethylene and atactic polypropylene polymers in the presence of a halogen-free Ziegler catalyst system consisting of:

1) cyklopentadíenylsloučeniny obecného vzorce (cyklopentadienyl)nMeY4_n , kde n představuje celé číslo s hodnotou v rozmezí od 1 do 4,(1) cyclopentadienyl compounds of general formula (cyclopentadienyl) n MeY 4 -n , wherein n is an integer ranging from 1 to 4;

Me představuje přechodový kov, zejména zirkon aMe represents a transition metal, in particular zirconium and

Y představuje buď vodík, alkylskupinu s 1 až 5 atomy uhlíku nebo metaloalkylskupinu nebo zbytek obecného vzorce CH2A1R2, CH2CH2AIR2 nebo CH2CH(A1R2)2, kde R představuje alkylskupinu s 1 až 5 atomy uhlíku nebo metaloalkylskupinu aY is either hydrogen, (C 1 -C 5) alkyl or metalloalkyl or a radical of CH 2 Al R 2 , CH 2 CH 2 AIR 2 or CH 2 CH (Al R 2 ) 2 , wherein R is C 1 -C 5 alkyl, or metalloalkyl and

2) z alumoxanu.2) alumoxane.

Jako další citace pramenů, ve kterých jsou popisovány homogenní katalytické systémy obsahující metalocen a alumoxan, je možno uvést evropskou patentovou přihlášku č. 0069951 (Kaminsky a další), patent USA č. 4 404 344 (z 13. září 1983, Sinn a další) a patentové přihlášky USA č. 697 308 (datum podáni 1. únor 1985); 501 588 (27. května 1983), 728 111 (29. dubna 1985) a 501 740 (6. června 1983), které byly všechny převedeny na Exxon Research and Engineering Company.Further references to sources describing homogeneous metallocene and alumoxane containing catalyst systems include European Patent Application No. 0069951 (Kaminsky et al.), U.S. Patent No. 4,404,344 (September 13, 1983, Sinn et al.) and US Patent Application Publication No. 697,308 (filed February 1, 1985); 501,588 (May 27, 1983), 728,111 (April 29, 1985), and 501,740 (June 6, 1983), all of which were transferred to Exxon Research and Engineering Company.

Výhodou homogenních katalytických systémů na bázi metalocenů a alumoxanu je velmiThe advantage of homogeneous metallocene-alumoxane-based catalyst systems is great

CS 273 318 82 vysoká aktivita při polymeraci ethylenu. Další podstatnou výhodou je, že polymery vyrobené v přítomnosti těchto homogenních katalyzátorů obsahují na rozdíl od olefinových polymerů vyrobených v přítomnosti běžných heterogenních Zieglerových katalyzátorů terminální nenasycenost. Tyto katalyzátory mají nicméně nevýhodu v tom, že mají vysoký poměr alumoxanu k metalocenu, řádově například 1000 : 1 nebo vyšší. Taková objemná množství alumoxanu si vynucují důkladné zpracování získaného polymerního produktu za účelem odstranění nežádoucího hliníku. Druhou nevýhodou homogenního katalytického systému, kterou mají také tradiční heterogenní Zieglerovy katalyzátory, je, že pro zavádění jednotlivých složek musí být polymerační reaktor vybaven několikanásobným dávkovacím systémem.CS 273 318 82 high ethylene polymerization activity. Another significant advantage is that the polymers produced in the presence of these homogeneous catalysts, in contrast to olefin polymers produced in the presence of conventional heterogeneous Ziegler catalysts, contain terminal unsaturation. However, these catalysts have the disadvantage that they have a high alumoxane to metallocene ratio of the order of, for example, 1000: 1 or higher. Such bulky amounts of alumoxane require thorough processing of the obtained polymer product to remove unwanted aluminum. A second disadvantage of the homogeneous catalyst system, which also has traditional heterogeneous Ziegler catalysts, is that the polymerization reactor must be equipped with a multiple feed system to introduce the individual components.

8ylo by vysoce žádoucí vyvinout katalyzátor na bázi metalooenu, který by byl použitelný pro průmyslovou polymeraci olefinů, á ve kterém by poměr hliníku k přechodovému kovu ležel v určitém rozumném rozmezí, přičemž žádoucí vlastnosti takového katalyzátoru by dále mělo být, aby nevyžadoval přítomnost kokatalyzátoru. Posledně uvedená vlastnost by umožnila snížit počet dávkovačích systémů pro uvádění katalyzátoru do polymeračniho reaktoru.It would be highly desirable to provide a metallooene-based catalyst useful for industrial olefin polymerization, wherein the ratio of aluminum to transition metal is within a reasonable range, and the desirable properties of such a catalyst should furthermore not require the presence of a cocatalyst. The latter property would make it possible to reduce the number of feed systems for introducing the catalyst into the polymerization reactor.

Předmětem vynálezu je způsob přípravy katalyzátoru na nosiči pro polymeraci olefinů obsahujícího oxid křemičitý, jako nosič a reakční produkt alespoň jednoho zirkonocenu a methyl alumoxanu, při němž se k suspenzi oxidu'křemičitého v uhlovodíku přidá methylalumoxan a zirkonocen, vyznačující se tím, že molární poměr hliníku k zirkonu je v rozmezí od 100 : 1 do 1:1a alumoxan se přidává k nosiči v množství od 0,1 do 10 mmolů na gram nosiče.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for preparing a supported olefin polymerization catalyst comprising silica, as a carrier and the reaction product of at least one zirconocene and methyl alumoxane, wherein methylalumoxane and zirconocene are added to the silicon dioxide slurry in a hydrocarbon. to the zirconium ranging from 100: 1 to 1: 1 and the alumoxane is added to the carrier in an amount of from 0.1 to 10 mmol per gram of carrier.

Nosičový reakční produkt polymeruje olefiny z průmyslového hlediska přijatelnou rychlostí, aniž by byla nutná přítomnost nevýhodného přebytku alumoxanu, jako je tomu u homogenního systému.The carrier reaction product polymerizes olefins from an industrial point of view at an acceptable rate without requiring the presence of a disadvantageous excess of alumoxane, as in a homogeneous system.

Katalyzátor vyrobený způsobem podle vynálezu se hodí pro polymeraci ethylenu a jiných olefinů a zejména pro výrobu homopolymerů ethylenu a kopolymerů ethylenu s vyššími alfa-olefiny a/nebo diolefiny a/nebo cyklickými.olefiny, jako je morborden.The catalyst prepared by the process according to the invention is suitable for the polymerization of ethylene and other olefins and in particular for the production of ethylene homopolymers and ethylene copolymers with higher alpha-olefins and / or diolefins and / or cyclic olefins such as morborene.

Zirkonoceny používané při výrobě nosičového reakčního produktu jsou organokovové koordinační sloučeniny. Jedná se o cyklopentadienylderiváty zirkonu a zahrnují mono-, di- a tricyklopentadienylové sloučeniny a jejich deriváty. Methylalumoxan používaný při výrobě reakčního produktu se zirkonooenem je reakčním produktem trimethylhliníku s vodou.The zirconiums used in the production of the carrier reaction product are organometallic coordination compounds. These are zirconium cyclopentadienyl derivatives and include mono-, di- and tricyclopentadienyl compounds and derivatives thereof. The methylalumoxane used in the preparation of the reaction product with zirconium is the reaction product of trimethyl aluminum with water.

Methylalumoxan je v tomto oboru dobře známý a zahrnuje lineární a/nebo cyklické produkty obecného vzorce IMethylalumoxane is well known in the art and includes linear and / or cyclic products of formula (I)

R - CAl-0)n - A1R2 (I)R - Cal-0) n - A1R 2 (I)

R v případě oligomerních lineárních alumoxanů a obecného vzorce II (¢1-0-). (II)R for oligomeric linear alumoxanes and formula II (II 1-O-). (II)

R v případě oligomerních cyklických alumoxanů, kdo n představuje číslo s hodnotou L až 40, s výhodou 10 až 20, m představuje číslo s hodnotou 3 až 40, s výhodou 3 až 20 aR in the case of oligomeric cyclic alumoxanes, wherein n represents a number of L to 40, preferably 10 to 20, m represents a number of 3 to 40, preferably 3 to 20, and

E představuje methylskupinu. ,E is methyl. ,

Obvykle se při přípravě methylalumoxanu, z trimethylhliníku'a vody, získá směs lineárních a cyklických sloučenin.Usually, in the preparation of methylalumoxane, from trimethyl aluminum and water, a mixture of linear and cyclic compounds is obtained.

Methylalumoxan je možno připravit různými způsoby. Přednostně se připravuje působením vody na roztok trimethylhliníku, ve vhodném organickém rozpouštědle, jako v benzenu neboMethylalumoxane can be prepared in various ways. Preferably, it is prepared by treating water with a solution of trimethyl aluminum in a suitable organic solvent such as benzene or benzene;

CS 273 318 82 alifatickém uhlovodíku. Tak například se na trimethylhliník působí vodou ve formě vlhkého rozpouštědla. Při přednostní metodě se trimethylhliník uvádí do styku s hydratovanou sol-í, jako s hydratovaným síranem železnatým. Při této metodě se postupuje tak, že se na zředěný roztok trimethylhliníku, například v toluenu, působí heptahydrátem síranu železnatého.CS 273 318 82 aliphatic hydrocarbon. For example, trimethyl aluminum is treated with water as a wet solvent. In a preferred method, trimethyl aluminum is contacted with a hydrated salt such as hydrated ferrous sulfate. In this method, a dilute solution of trimethyl aluminum, for example in toluene, is treated with ferrous sulfate heptahydrate.

Katalyzátor obsahujíc! přechodový kov podlo tohoto vynálezu se získává reakcí alumoxanu a zírkonocenu v přítomnosti pevného nosiče. Reakčniho produktu na nosiči se může používat jako jediné katalytické složky pro polymeraci olefinů nebo se ho alternativně může používat ve spojení s organokovovým kokatalyzátorem.Catalyst containing: The transition metal of the present invention is obtained by reacting alumoxane and zirconocene in the presence of a solid support. The supported reaction product may be used as the sole olefin polymerization catalyst component or alternatively may be used in conjunction with an organometallic cocatalyst.

Jako nosiče se při způsobu podle vynálezu používá oxidu křemičitého. Tento oxid křemičitý obvykle obsahuje kyselé povrchové hydroxylové skupiny, které reagují s methylalumoxanem nebo sloučeninou přechodového kovu při prvním přidání k reakčnímu rozpouštědlu. Před použitím se oxid křemičitý dehydratuje, tj. podrobí se tepelnému zpracování, aby se z něho odstranila voda a aby se snížila koncentrace povrchových hydroxylových skupin. Zpracování se provádí za vakua nebo za proplachování nosiče suchým inertním plynem, jako dusíkem, při teplotě od asi 100 do asi 1000 °C a přednostně od asi 300 do asi 800 °C, Použitý tlak nemá rozhodující význam. Trváni tepelného zpracování může být od asi 1 do asi 24 hodin. Může se však použít i kratších nebo delších časů, za předpokladu, že se dosáhne rovnovážného obsahu povrchových hydroxylových skupin.Silica is used as carrier in the process of the invention. The silica typically contains acidic surface hydroxyl groups that react with methylalumoxane or a transition metal compound upon first addition to the reaction solvent. Prior to use, the silica is dehydrated, i.e. subjected to a heat treatment to remove water therefrom and reduce the surface hydroxyl concentration. The treatment is carried out under vacuum or by purging the carrier with a dry inert gas, such as nitrogen, at a temperature of from about 100 to about 1000 ° C, and preferably from about 300 to about 800 ° C. The duration of the heat treatment may be from about 1 to about 24 hours. However, shorter or longer times may be used, provided that an equilibrium content of the surface hydroxyl groups is achieved.

Jako alternativního způsobu dehydratace oxidu křemičitého, který tvoří nosič, se může s výhodou použít chemické dehydratace. Při chemické dehydrataci se veškerá voda a povrchové hydroxyskupiny oxidického nosiče převedou- na inertní látky. Vhodnými chemickými činidly pro tento účel jsou například chlorid křemičitý, chlorsilany, jako je trimethylchlorsilan, dimethylaminotrimethylsilan apod. Chemická dehydratace se provádí tak, že se oxid křemičitý, ve formě částic, suspenduje v inertním nizkovroucim uhlovodíku, jako například v hexanu.As an alternative method of dehydrating the carrier silica, chemical dehydration may advantageously be used. In the chemical dehydration, all the water and the surface hydroxyl groups of the oxidic carrier are converted into inert substances. Suitable chemical reagents for this purpose are, for example, silicon tetrachloride, chlorosilanes such as trimethylchlorosilane, dimethylaminotrimethylsilane and the like. Chemical dehydration is carried out by suspending the particulate silica in an inert low boiling hydrocarbon such as hexane.

Během chemické dehydratačni reakce by se měl oxid křemičitý udržovat v atmosféře neobsahující vlhkost a kyslík. K suspenzi oxidu křemičitého se pak přidá roztok chemického dehydratačního činidla, jako je například dichlordimethylsilan v nizkovroucim inertním uhlovodíku.During the chemical dehydration reaction, the silica should be maintained in an atmosphere free of moisture and oxygen. A solution of a chemical dehydrating agent such as dichlorodimethylsilane in a low boiling inert hydrocarbon is then added to the silica slurry.

Roztok se pomalu přidává k suspenzi. Teplotní rozmezí během chemické dehydratačni reakce může ležet od asi 25 do asi 120 °C, může se však pracovat i při vyšší a nižší teplotě. Přednostně leží teplota od asi 50 do asi 70 °C. V chemické dehydrataci by se mělo pokračovat do té doby, dokud se z nosičové látky ve formě částic neodstraní všechna vlhkost, což se pozná z přerušení vývinu plynu. Obvykle se chemická dehydratačni reakce nechává probíhat po dobu od asi 30 minut ďo asi 16 hodin, přednostní časové rozmezí je 1 až 5 hodin. Po skončení chemické dehydratace se látka ve formě částic odfiltruje pod atmosférou dusíku a promyje jednou nebo vícekrát suchým inertním uhlovodíkovým rozpouštědlem, které neobsahuje kyslík. Jako promývacích rozpouštědel a jako ředidel pro tvorbu suspenze a roztoku chemického dehydratačního činidla se může použít jakýchkoliv vhodných inertních uhlovodíků. Jako příklady takových uhlovodíků je možno uvést heptan, hexan, toluen, isopentan apod.The solution is slowly added to the suspension. The temperature range during the chemical dehydration reaction may range from about 25 ° C to about 120 ° C, but may be operated at higher and lower temperatures. Preferably, the temperature is from about 50 to about 70 ° C. Chemical dehydration should be continued until all moisture has been removed from the particulate carrier, as evidenced by the interruption of gas evolution. Typically, the chemical dehydration reaction is allowed to proceed for from about 30 minutes to about 16 hours, preferably about 1 to 5 hours. After the chemical dehydration is complete, the particulate matter is filtered off under a nitrogen atmosphere and washed one or more times with a dry, inert, non-oxygen hydrocarbon solvent. Any suitable inert hydrocarbon may be used as the washing solvent and as the diluent to form a suspension and solution of the chemical dehydrating agent. Examples of such hydrocarbons include heptane, hexane, toluene, isopentane and the like.

Zirkonocen a methylalumoxan, které jsou za normálních podmínek rozpustné v uhlovodících se převádějí na heterogenní nosičové katalyzátory uložením ha dehydratovaném oxidu křemičitém. Pořadí přidávání zírkonocenu a methylalumoxanu se může měnit. Tak například se může postupovat tak, že se k oxidu křemičitému nejprve přidá zirkonocen (jako takový nebo ve formě roztoku ve vhodném uhlovodíkovém rozpouštědle) a pak se přidá methylalumoxan. Methylalumoxan a zirkonocen se však mohou přidat k oxidu křemičitému také současně nebo se může k oxidu křemičitému nejprve přidat methylalumoxan a pak teprve se přidá zirkonocen. Podle přednostního provedení vynálezu se tato operace provádí tak, že se k oxidu křemičitému suspendovanému ve vhodném inertním uhlovodíkovém rozpouštědle přidá methylalumoxan rozpuštěný ve stejném nebo odlišném vhodném inertním uhlovodíkovém rozpouštědle a ke vzniklé suspensi se pak přidá zirkonocen.Zirconocene and methylalumoxane, which are normally soluble in hydrocarbons, are converted to heterogeneous supported catalysts by deposition of dehydrated silica. The order of addition of zirconocene and methylalumoxane may vary. For example, zirconocene (as such or in the form of a solution in a suitable hydrocarbon solvent) may be added to the silica, followed by addition of methylalumoxane. However, the methylalumoxane and the zirconocene may also be added simultaneously to the silica, or the methylalumoxane may be added to the silica first before the zirconocene is added. According to a preferred embodiment of the invention, this operation is carried out by adding methylalumoxane dissolved in the same or a different suitable inert hydrocarbon solvent to the silica suspended in a suitable inert hydrocarbon solvent and then adding zirconocene to the resulting suspension.

Zpracování nosiče, popsané shora, se provádí v inertním rozpouštědle. Rovněž pro rozpuštění zírkonocenu a methylalumoxanu se může používat stejných nebo odlišných inertních rozpouštědel. Přednostními rozpouštědly jsou minerální oleje a různé uhlovodíky, které jsou kaCS 273 318 82 palné při reakčních teplotách a ve kterých jsou jednotlivé složky rozpustné. Jako ilustrativní příklady vhodných rozpouštědel je možno uvést alkany, jako je pentan, iso-pentan, hexan, heptan, oktan a nonan; cykloalkany, jako je cyklopentan a cyklohexan; a aromatické uhlovodíky, jako je benzen, toluen, ethylbenzen a diethylbenzen. Přednostně se oxid křemičitý suspenduje v toluenu a zirkonocen a methylalumoxan se ke vzniklé suspensi přidají ve formě toluenových roztoků, Množství použitého rozpouštědla nemá rozhodující význam. Nicméně by se mělo používat takového množství rozpouštědla, aby se zajistil vhodný odvod tepla z katalytických složek během reakce a aby se umožnilo dobré míchání.The support described above is carried out in an inert solvent. The same or different inert solvents may also be used to dissolve zirconocene and methylalumoxane. Preferred solvents are mineral oils and various hydrocarbons which are flammable at reaction temperatures and in which the individual components are soluble. Illustrative examples of suitable solvents include alkanes such as pentane, iso-pentane, hexane, heptane, octane and nonane; cycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane; and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene and diethylbenzene. Preferably the silica is suspended in toluene and zirconocene and methylalumoxane are added to the resulting suspension in the form of toluene solutions. The amount of solvent used is not critical. However, an amount of solvent should be used to ensure appropriate heat dissipation from the catalyst components during the reaction and to allow good mixing.

Nosičový katalyzátor podle vynálezu se připraví jednoduše tak, že se reakčni složky ve vhodném rozpouštědle a přednostně v toluenu přidají k oxidu křemičitému suspendovanému v toluenu. Složky se mohou do reakčni nádoby přidávat rychle nebo pomalu. Teplota udržovaná během styku reakčních složek může ležet v širokém rozmezí, například od 0 do 100 °C.The supported catalyst according to the invention is prepared simply by adding the reactants in a suitable solvent and preferably in toluene to the silica suspended in toluene. The components may be added rapidly or slowly to the reaction vessel. The temperature maintained during contact of the reactants may be within a wide range, for example from 0 to 100 ° C.

Může se použít i vyšších nebo nižších teplot. Methylalumoxan a zirkonocen se přidává k oxidu křemičitému při teplotě místnosti. Reakce mezi methylalumoxanem a oxidem křemičitým je rychlá, je však vhodné udržovat alumoxari. ve styku s oxidem křemičitým po dobu od asi jedné do asi 18 hodin nebo po dobu vyšší.Higher or lower temperatures can also be used. Methylalumoxane and zirconocene are added to the silica at room temperature. The reaction between methylalumoxane and silica is rapid but it is advisable to maintain alumoxari. in contact with the silica for a period of about one to about 18 hours or more.

Přednostně se reakce provádí po dobu asi jedné hodiny. Reakce methylalumoxanu, zirkonocenu a oxidu křemičitého se projevuje^exothermickým vývojem tepla a barevnou změnou.Preferably, the reaction is carried out for about one hour. The reaction of methylalumoxane, zirconocene and silica is manifested by exothermic heat development and color change.

Ve všech případech se jednotlivé složky, stejně tak jako získaná katalytická složka, chrání před kyslíkem a vlhkostí. Reakce,-se proto musí provádět v atmosféře prosté kyslíku a vlhkosti a za stejných podmínek se muší provádět i izolace reakčního produktu. Přednostně se proto reakce provádějí v přítomnosti suchého inertního plynu, jako například dusíku. Izolovaný pevný katalyzátor se udržuje pod atmosférou dusíku.In all cases, the individual components as well as the catalyst component obtained are protected from oxygen and moisture. The reaction must therefore be carried out in an oxygen and moisture-free atmosphere, and the reaction product must be isolated under the same conditions. Preferably, therefore, the reactions are carried out in the presence of a dry inert gas such as nitrogen. The isolated solid catalyst is maintained under a nitrogen atmosphere.

Po skončení reakce zirkonocenu a methylalumoxanu s oxidem křemičitým se pevná látka o sobě známým způsobem izoluje. Pevná látka se může z kapalného prostředí získat například odpařením kapaliny za vakua nebo dekantací. Nakonec se pevná látka vysuší v proudu čistého suchého dusíku nebo za vakua.After the reaction of zirconocene and methylalumoxane with silica is complete, the solid is isolated in a manner known per se. The solid may be recovered from the liquid medium by, for example, evaporating the liquid under vacuum or decanting. Finally, the solid is dried in a stream of pure dry nitrogen or under vacuum.

Množství methylalumoxanu a zirkonodenu, kterých se účelně používá při přípravě pevného nosičového katalyzátoru, mohou kolísat v širokém rozmezí. Koncentrace methylalumoxanu přidávaného k v podstatě suchému oxidu křemičitému může ležet v rozmezí od asi Q,1 do asi 10 mmolů/g nosiče, může se však použít 1 množství vyššího nebo nižšího. Přednostně je koncentrace methylalumoxanu v rozmezí od 0,5 do 10 mmolů/g nosiče, s výhodou od 1 do 5 mmolů/g nosiče. Zirkonocen se obvykle přidává v takovém množství, aby se dosáhlo molárního poměru hliníku k zirkonu od asi 1 : 1 do asi 100 : 1. Přednostně je tento poměr v rozmezí od asi 5 : 1 do asi 50 : 1 a nejvýhodněji v rozmezí od asi 10 : 1 do asi 20 : 1. Tento poměr je podstatně nižší než poměr potřebný v homogenním systému.The amounts of methylalumoxane and zirconodene useful in the preparation of the solid supported catalyst may vary within wide limits. The concentration of methylalumoxane added to the substantially dry silica may range from about 0.1 to about 10 mmol / g of carrier, but may be 1 or more. Preferably, the concentration of methylalumoxane is in the range of from 0.5 to 10 mmol / g of carrier, preferably from 1 to 5 mmol / g of carrier. Typically, the zirconocene is added in an amount to achieve a molar ratio of aluminum to zirconium of from about 1: 1 to about 100: 1. Preferably, the ratio is in the range of about 5: 1 to about 50: 1, and most preferably in the range of about 10: 1. This ratio is substantially lower than that required in a homogeneous system.

Při přípravě nosičového katalyzátoru se podle vynálezu používá alespoň jednoho zirkonocenu, Zirkonocen je zirkonovým derivátem cyklopentadienu. Zirkonoceny, kterých se s výhodou používá podle vynálezu, obsahují alespoň jeden cyklopentadienový kruh. Cyklopentadienylový kruh může být nesubstituovaný nebo může obsahovat substituenty, jako například uhlovodíkový substituent. Zirkonocen může obsahovat jeden, dva nebo tři cyklopentadlenylové kruhy, dvěma kruhům se však dává přednost.According to the invention, at least one zirconocene is used in the preparation of the supported catalyst, Zirconocene is a zirconium derivative of cyclopentadiene. The zirconocenes preferably used according to the invention contain at least one cyclopentadiene ring. The cyclopentadienyl ring may be unsubstituted or may contain substituents such as a hydrocarbon substituent. Zirconocene may contain one, two or three cyclopentadlenyl rings, but two rings are preferred.

Přednostní zirkonoceny spadají do rozsahu obecného vzorce IPreferred zirconiums are within the scope of Formula I

(I) kde(I) where

Cp představuje cyklopentadienylový kruh, představuje uhlovodíkový zbytek nebo hydrokarbyloxyskupinu, kde pod označením hydrokarbylskupina se rozumí uhlovodíkový zbytek obsahující 1 až 20 atomů uhlíku ,Cp represents a cyclopentadienyl ring, represents a hydrocarbon radical or a hydrocarbyloxy radical, in which the term hydrocarbyl radical denotes a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms,

CS 273 318 B2CS 273 318 B2

X představuje halogen,X is halogen,

m m představuje represents číslo number s with hodnotou value 1 1 to 3, 3, n n představuje represents číslo number s with hodnotou value 0 0 to 3. 3. q q představuje represents číslo number s with hodnotou value 0 0 to 3, přičemž 3, wherein

(m+n+q) má hodnotu odpovídající oxidačnímu stavu zirkonu, obecného vzorce II nebo III ^C5R k\Rs^C5R k^ZrC|3-g Rs(C5R'k)2ZrQ' (III) kde (CjRjP představuje cyklopentadienylskupinu nebo substituovanou cyklopentadienylskupinu, každý ze substituentů(m + n + q) has a value corresponding to the oxidation state of zirconium, of formula II or III ^ C 5 R k \ R ^ C ^ R k 5 ZrC | 3-g R s (C5 R 'k) 2 ZrQ' (III) wherein (C 1 R 3 P) is cyclopentadienyl or substituted cyclopentadienyl, each of the substituents

R', které jsou stejné nebo různé, představují vodík nebo uhlovodíkový zbytek zvolený ze souboru zahrnujícího alkyl-, alkenyl-, aryl-, alkylaryl- nebo arylalkylskupiny obsahující 1 až 20 atomů uhlíku, nebo jsou dva atomy uhlíku spojeny dohromady za vzniku kruhu obsahujícího 4 až 6 atomů uhlíku,R ', which may be the same or different, represent a hydrogen or a hydrocarbon radical selected from the group consisting of alkyl, alkenyl, aryl, alkylaryl or arylalkyl of 1 to 20 carbon atoms, or two carbon atoms are joined together to form a 4-ring up to 6 carbon atoms,

R představuje alkylenskupinu s 1 až 4 atomy uhlíku, dialkylgermanium nebo křemík nebo alkylfosfino- nebo aminoskupinu přemosťující dva kruhy CjR”^,R is (C 1 -C 4) alkylene, dialkylgermanium or silicon, or an alkylphosphino- or amino group bridging two C 1 R 4 rings,

Q představuje uhlovodíkový zbytek, zvolený ze souboru zahrnujícího aryl-, alkyl-, • alkenyl-, alkylaryl- nebo arylalkylskupiny obsahující 1 až 20 atomů uhlíku, hydrokarbyloxyskupinu, ve které hydrokarbyl představuje uhlovodíkový zbytek s 1 až 20 atomy uhlíku, nebo halogen, přičemž jednotlivé substituenty Q jsou stejné nebo různé,Q is a hydrocarbon radical selected from the group consisting of aryl, alkyl, alkenyl, alkylaryl or arylalkyl of 1 to 20 carbon atoms, hydrocarbyloxy in which hydrocarbyl is a hydrocarbon radical of 1 to 20 carbon atoms, or halogen, each the substituents Q are the same or different,

Q’ představuje alkylidenový zbytek obsahující 1 až 20 atomů uhlíku, s představuje číslo s hodnotou 0 nebo 1, g představuje číslo s hodnotou 0, 1 nebo 2, přičemž s je rovno 0, když g je rovno aQ představuje represents an alkylidene radical containing 1 to 20 carbon atoms, s is an integer of 0 or 1, g is an integer of 0, 1 or 2, with s equal to 0 when g is equal to and

k představuje číslo 4, v případě, že s je rovno 1 a číslo 5, v případě že s je rovno 0 ak represents 4 when s is 1 and 5 when s is 0 and

M má shora uvedený význam.M is as defined above.

Jako příklady uhlovodíkových zbytků je možno uvést methyl-, ethyl-, propyl-, butyl-, amyl-, isoamyl-, hexyl-, isobutyl-, heptyl-, oktyl-, nonyl-, decyl-, cetyl·-, 2-ethylhexyl-, fenylskupinu apod.Examples of hydrocarbon radicals include methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, isoamyl, hexyl, isobutyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, cetyl-, 2-ethylhexyl -, phenyl, and the like.

Jako příklady halogenových atomů je možno uvést chlor, brom, fluor a jod a z těchto halogenových atomů se dává přednost chloru.Examples of halogen atoms include chlorine, bromine, fluorine and iodine, and chlorine is preferred.

Jako příklady hydrokarbyloxyskupin je možno uvést methoxy-, ethoxy-, propoxy-, butoxy-, amyloxyskupinu a pod.Examples of hydrocarbyloxy groups include methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, amyloxy and the like.

Jako příklady alkylidenových zbytků je možno uvést methyliden-, ethyliden- a propylidenskupinu.Examples of alkylidene radicals include methylidene, ethylidene and propylidene.

Jako ilustrativní, ale neomezující příklady zírkonocenů obecného vzorce I je možno uvést dialkylzirkonoceny jako je bis(cyklopentadíenyl)zirkoniumdimethyl, bísCcyklopentadienyDzirkoniumdifenyl, bis(cyklopentadienyl)zirkoniumdineopentyl, bis(cyklopentadienyl)zirkoniumdibenzyl, monoalkylzirkonoceny, jako je bis(cyklopentadienyl)zirkoniummethylchlorid, bis(cyklopentadienyl)zirkoniumethylchlorid, bisCcyklopentadienyDzirkoniumfenylchlorid,Illustrative but not limiting examples of zirconocenes of formula I include dialkylzirconenes such as bis (cyclopentadienyl) zirconium dimethyl, bis (cyclopentadienyl) zirconium diphenyl, bis (cyclopentadienyl) zirconium dinine, bis (cyclopentadienyl) zirconium zirconium zirconium dibenzyl, zirconium ethyl chloride, bisCyclopentadienesDzirconiumphenyl chloride,

CS 273 318 82 bis(cyklopentadienyl)zirkoniummethylbromid, bis(cyklopentadienyDzirkoniummethyljodid, bis(cyklopentadienyl)zirkoniumethylbromíd, bis (cyklopentadienyl)zirkoniumethyljodid bis(cyklopentadienyl)zirkoniumfenylbromid, bis(cyklopentadienyl)zlrkoniumfenyljodid; trialkyl metaloceny, jako je cyklopentadienýlzirkoniumtrifenyl a cyklopentadienylzirkoniumtrlneopentyl a cyklopentadienylzirkoniumtrimethyl.E 273 318 82 bis (cyclopentadienyl) zirkoniummethylbromid, bis (cyklopentadienyDzirkoniummethyljodid, bis (cyclopentadienyl) zirkoniumethylbromíd, bis (cyclopentadienyl) zirkoniumethyljodid bis (cyclopentadienyl) zirkoniumfenylbromid, bis (cyclopentadienyl) zlrkoniumfenyljodid; trialkyl metallocenes such as cyklopentadienýlzirkoniumtrifenyl and cyklopentadienylzirkoniumtrlneopentyl and cyklopentadienylzirkoniumtrimethyl.

Jako ilustrativní, ale neomezující příklady zirkonocenů obecného vzorce II a III, kterých je možno účelně použít podle vynálezu, lze uvést, pentamethylcyklopentadienylzirkoniumtrichlorid, pentaethylcyklopentadienylzirkoniumtrichlorid, bisCpentamethylcyklopentadienyDzirkoniumdifenyl, alkyl substituované cyklopentadieny, jako je bis(ethylcyklopentadienyDzirkoniumdimethyl, bis(8-fenylpropylcyklopentadienyl)zirkoniumdimethyl, bis(methylcyklopentadienyl)zirkoniumdime.thyl, bis(n-butylcyklopentadienyl)zirkoniumdimethyl, bis(cyklohexylmethylcyklopentadienyl)zirkoniumdimethyl, bis(n-oktylcyklopentadienyl)zirkoniumdimethyl a halogenalkylové a dihalogenidové komplexy shora uvedených sloučenin; dialkyl-, trialkyl-, tetraalkyl- a pentaalkylcyklopentadieny, jako je bis(pentamethylcyklopentadienyDzirkoniumdimethyl, bis(l,2-dimethylcyklopentadienyl)zirkoniumdimethyl a dihalogenidové komplexy shora uvedených sloučenin; křemíkem, fosforem a uhlíkem přemostěné cyklopentadienové komplexy, jako je dimethylsilyldicyklopentadienylzirkoniumdimethyl nebo -dihalogenid a methylendicyklopentadienylzirkoniumdimethyl nebo -dihalogenid a methylondicyklopentadienylzirkoniumdimethyl nebo -dihalogenid, karbeny vzorceIllustrative, but non-limiting, examples of zirconocenes of formula II and III useful in the present invention include pentamethylcyclopentadienylzirconium trichloride, pentaethylcyclopentadienylzirconium trichloride, bisCpentamethylcyclopentadienylDisirconium diphenyl, phenyl substituted with cyclopentadiene, phenyl cyclopentadiene, phenyl cyclopentadiene, methylcyclopentadienyl) zirconium dimethyl, bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dimethyl, bis (cyclohexylmethylcyclopentadienyl) zirconium dimethyl, bis (n-octylcyclopentadienyl) zirconium dimethyl and haloalkyl and dihalogenalkyl alkyl complexes of the above-mentioned compounds; (pentamethylcyclopentadienes) Zirconium dimethyl, bis (1,2-dimethylcyclopentadienyl) zirconium dimethyl and dihalide complexes of the above compounds; silicon, phosphorus and carbon-bridged cyclopentadiene new complexes such as dimethylsilyldicyclopentadienylzirconium dimethyl or -dihalide and methylenedicyclopentadienylzirconium dimethyl or -dihalide and methylondicyclopentadienylzirconium dimethyl or -dihalide, carbenes of the formula

Cp2Zr=CHP(C6H5)2CH3 , a deriváty těchto sloučenin, jako jsou sloučeniny vzorceCp 2 Zr = CHP (C 6 H 5 ) 2 CH 3 , and derivatives of these compounds, such as compounds of formula

Cp2ZrCH2CH(CH3)3CH2 .Cp 2 ZrCH 2 CH (CH 3 ) 3 CH 2 .

Určitá specifická velikost částic oxidu křemičitého, měrný povrch, objem pórů a počet povrchových hydroxyskupin, což jsou charakteristické vlastnosti tohoto nosiče, nemají rozhodující význam pro jeho použitelnost při provádění vynálezu. Poněvadž však tyto vlastnosti určují, jakého množství oxidu křemičitého je vhodné použít při přípravě katalytických ' systémů a mají dále vliv na vlastnosti polymerů vyrobených pomocí těchto katalytických systémů, je často nutno při volbě oxidu křemičitého při určité specifické aplikaci podle vynálezu brát tyto vlastnosti v úvahu. Tak například, když se má katalytického systému používat při polymeraci vplynné fázi, což je typ postupu, u kterého je známo, že se může měněním velikosti částic nosiče měnit velikost částic polymeru, má mít oxid křemičitý použitý pro přípravu katalytického systému velikost částic, která je vhodná pro výrobu polymeru s požadovanou velikostí částic. Obvykle se optimálních výsledků dosáhne za použití oxidu křemičitého, který má střední velikost částic v rozmezí od asi 30 do 600 nm, před2 -1 nostně od asi 30 do 100 /jm; měrný povrch v rozmezí od asi 50 do 1000 m ,g , přednostně od asi 100 do 400 m2.g-'1' a objem pórů v rozmezí od asi 0,5 do 3,5 cm^.g-'1', přednostně od asi 0,5 do asi 2 cm^.g-'1'.Certain specific silica particle size, specific surface area, pore volume, and number of surface hydroxy groups, which are the characteristics of the support, are not critical to its utility in the practice of the invention. However, since these properties determine the amount of silica to be used in the preparation of the catalyst systems and further affect the properties of the polymers produced by these catalyst systems, it is often necessary to take these properties into consideration when selecting silica for a particular application. For example, when the catalytic system is to be used in the impact phase polymerization, a type of process known to vary the particle size of the polymer by varying the carrier particle size, the silica used to prepare the catalyst system should have a particle size that is suitable for producing a polymer having the desired particle size. Usually, optimum results are obtained using silica having a mean particle size in the range of about 30 to 600 nm, preferably about 30 to 100 µm; surface area ranging from about 50 to 1000 m g, preferably from about 100 to 400 m 2 .g - '1' and a pore volume of from about 0.5 to 3.5 centimeters .g ^ - '1' preferably from about 0.5 to about 2 cm .g ^ - '1'.

Polymerace se může provádět postupem v roztoku, suspenzi nebo v plynné fázi, obvykle při teplotě v rozmezí od asi 0 do 160 °C' nebo při teplotě ještě vyšší a za tlaku atmosferického nebo za tlaku sníženého nebo zvýšeného. Může se používat běžných polymeračních pomocných látek, jako je například vodík. Při polymeraci samotného ethylenu nebo při jeho kopolymeraci s jedním nebo více vyššími alfa-olefiny se obvykle přednostně používá katalytických systémů v takovém množství, aby se dosáhlo koncentrace asi 0,000001 až 0,005 %, s výhodou asi 0,00001 až 0,0003 % hmotngstního přechodového kovu, vztaženo na hmotnost monomeru nebo monomerů.The polymerization can be carried out in solution, suspension or gas phase, usually at a temperature in the range of about 0 to 160 ° C or even higher and at atmospheric or reduced or elevated pressure. Conventional polymerization excipients such as hydrogen can be used. In the polymerization of ethylene alone or in copolymerization thereof with one or more higher alpha-olefins, it is generally preferred to use catalytic systems in an amount to achieve a concentration of about 0.000001 to 0.005%, preferably about 0.00001 to 0.0003% by weight. % of the transition metal, based on the weight of the monomer or monomers.

Při polymeraci v suspenzi se může pracovat za tlaku nižšího nebo vyššího než je tlak atmosferický a při teplotě v rozmezí od '40 do 110 °C. Při suspenzní polymeraci se v kapalném polymeračním prostředí, ke kterému se přidává ethylen, alfa-olefinový komonomer, vodík a katalyzátor, vytváří suspenze částic pevného polymeru. Jako kapaliny, která sloužíThe slurry polymerization can be carried out at a pressure lower than or higher than atmospheric pressure and at a temperature in the range of 40 to 110 ° C. In suspension polymerization, a suspension of solid polymer particles is formed in a liquid polymerization medium to which ethylene, an alpha-olefin comonomer, hydrogen and a catalyst are added. Like a liquid that serves

CS 273 318 B2 jaká polymerační prostředí, se může použít alkanu nebo cykloalkanu, jako butanu, pentanu, hexanu nebo cyklohexanu nebo aromatického uhlovodíku, jako toluenu, ethylbenzenu nebo xylenu. Použité prostředí by mělo být za podmínek polymerace kapalné a poměrně inertní. Přednostně se používá hexanu nebo toluenu.As a polymerization medium, an alkane or cycloalkane such as butane, pentane, hexane or cyclohexane or an aromatic hydrocarbon such as toluene, ethylbenzene or xylene may be used. The medium used should be liquid and relatively inert under polymerization conditions. Hexane or toluene is preferably used.

Při polymeraoi v plynné fázi se pracuje za tlaku vyššího než je tlak atmosferický a při teplotě v rozmezí od asi 50 do asi 120 °C. Polymerace v plynné fázi se může provádět v míchaném nebo fluidním loži katalyzátoru a částic produktu umístěném v tlakové nádobě, která je upravena tak, že umožňuje oddělování částic produktu od nezreagovaných plynů. Do lože se může uvádět nebo reoirkulovat thermostatovaný ethylen, komonomer, vodík a inertní zřeďovací plyn, jako dusík, aby se částice udržely při teplotě od 50 do 120 °C. Pro zachycení případných nečistot, jako je voda, kyslík a jiné látky se může podle potřeby přidat trimethylhliník. Polymerní produkt se může odebírat kontinuálně nebo polokontinuálně takovou rychlostí, aby se v reaktoru udržovalo konstantní složeni. Po polymeraoi a deakti- . vaci katalyzátoru se vyrobený polymer může izolovat jakýmkoliv vhodným postupem. V průmyslové praxi se polymerní produkt získává přímo z reaktoru pro polymeraoi v plynné fázi, zbaví se zbytkového monomeru profouknutím dusíkem a používá se ho bez další deaktivace nebo odstraňování katalyzátoru. Získaný polymer.se může vytlačovat do vody a řezat na pelety nebo jiné vhodné malé tvářené částice. K polymeru se mohou přidávat pigmenty, antioxidanty nebo jiné přísady známé v tomto oboru.The gas phase polymerization is carried out at a pressure above atmospheric pressure and at a temperature in the range of about 50 to about 120 ° C. The gas phase polymerization can be carried out in a stirred or fluidized bed of catalyst and product particles placed in a pressure vessel which is adapted to allow separation of product particles from unreacted gases. Thermostatic ethylene, comonomer, hydrogen and an inert diluent such as nitrogen may be introduced or re-circulated into the bed to maintain the particles at a temperature of from 50 to 120 ° C. Trimethyl aluminum may be added as needed to trap any impurities such as water, oxygen and other substances. The polymer product may be withdrawn continuously or semi-continuously at a rate such that a constant composition is maintained in the reactor. After polymerization and deactivation. The catalyst can be isolated by any suitable method. In industrial practice, the polymer product is obtained directly from the gas-phase polymerization reactor, freed of residual monomer by purging with nitrogen and used without further deactivation or catalyst removal. The obtained polymer can be extruded into water and cut into pellets or other suitable small molded particles. Pigments, antioxidants or other additives known in the art may be added to the polymer.

Molekulová hmotnost polymerního produktu získaného podle tohoto vynálezu se může měnit v širokém rozmezí od 500 až do 2 000?000 nebo i do vyšších hodnot, přičemž přednostně leží v rozmezí od 1000 do asi 500 000.The molecular weight of the polymer product obtained according to the invention may vary within a wide range of from 500 to 2000,000 or even higher, preferably from 1000 to about 500,000.

Má-li se vyrobit polymerní produkt s úzkou distribucí molekulových hmotností, přednostně se na inertní porézní nosič ukládá pouze jeden zirkonocen a jako katalyzátoru se při polymeraci používá tohoto zirkonaceriu na nosiči spolu s alumoxanem.If a polymer product with a narrow molecular weight distribution is to be produced, preferably only one zirconocene is deposited on the inert porous support, and the supported zirconium on the support together with the alumoxane is used as the polymerization catalyst.

Pro mnohé aplikace, jako například 'pro vytlačení nebo lisování či jiné tváření je vysoce žádoucí používat polyethylenů se širokou distribucí molekulových hmotností, která může být unimodálního a/nebo multimodálního typu. Tyto polyethyleny mají výbornou zpracovatelnost, tj. je možno je zpracovávat s rychlejším prosazením a nižšími nároky na spotřebu energie a současně vykazují méně poruch 'při toku taveniny. Takové polyethyleny by bylo možno získat pomocí katalytické složky obsahující alespoň dva různé zirkonoceny, z nichž každý má jinou rychlostní konstantu propagace a terminace při polymeraci ethylenu.' Tyto rychlostní konstanty může odborník v daném oboru snadno určit.For many applications, such as extrusion or molding or other forming, it is highly desirable to use polyethylenes with a broad molecular weight distribution, which may be of the unimodal and / or multimodal type. These polyethylenes have excellent processability, i.e. they can be processed with faster throughput and lower energy consumption, while exhibiting fewer disturbances in the melt flow. Such polyethylenes could be obtained by using a catalyst component comprising at least two different zirconocenes, each having a different propagation and termination rate constant in ethylene polymerization. These rate constants can be readily determined by one skilled in the art.

Molární poměr zirkonocenů v těchto katalyzátorech se může měnit v ěirokém rozmezí a jediným omezením tohoto molárního poměru je šířka distribuce molekulových hmotností nebo stupeň bimodality, které jsou požadovány u polymerního produktu. Žádoucí molární poměr bývá v rozmezí od asi 1 : 100 do asi 100 : 1 a přednostně ad 1 : 10 do asi 10 : 1.The molar ratio of zirconocenes in these catalysts may vary over a wide range, and the only limitation of this molar ratio is the width of the molecular weight distribution or the degree of bimodality required for the polymer product. The desired molar ratio is in the range of about 1: 100 to about 100: 1, and preferably about 1: 10 to about 10: 1.

Katalyzátoru vyrobeného způsobem podle tohoto vynálezu je rovněž možno použít 'při výrobě polymerních směsí na bázi (ko)polyolefinů, vyráběných přímo v reaktoru. Tyto reaktorové polymerní směsi se získávají přímo v průběhu jediného polymeračního postupu. Takové směsi se totiž připravují v jediném reaktoru současně polymeraci ethylenu a kopolymerací ethylenu s alfa-olefinem a tím se eliminůjí nákladné mísicí opBiace. Způsob výroby reaktorových směsí se může použít ve spojení s jinými známými technologiemi míšení.The catalyst produced by the process of the present invention can also be used in the manufacture of (co) polyolefin polymer blends produced directly in the reactor. These reactor polymer blends are obtained directly in a single polymerization process. Indeed, such mixtures are prepared in a single reactor at the same time by the polymerization of ethylene and the copolymerization of ethylene with an alpha-olefin, thereby eliminating the costly mixing opacity. The process for producing reactor blends can be used in conjunction with other known mixing technologies.

Tak například směsi vyrobené v prvním reaktoru se mohou podrobit dalšímu míšení ve druhém stupni za použiti serie reaktorů.For example, the mixtures produced in the first reactor may be subjected to further mixing in the second stage using a series of reactors.

Aby se získaly reaktorové směsi, musí katalytická složka obsahující metalocen na nosiči obsahovat alespoň dva odlišné metaloceny, z nichž každý má odlišný poměr reaktivit vůči jednotlivým komonomerům.To obtain reactor mixtures, the supported metallocene-containing catalyst component must contain at least two different metallocenes, each having a different reactivity ratio to the individual comonomers.

Hodnoty poměru reaktivit vůči komonomerům se v případě metalocenů zjišíují obecnými dobře známými postupy, jako jsou například metody popsané v Linear Method for Determining Monomer Reactivity Ratios in Copolymerization, M. Fineman a S. 0. Ross. 3. Polymer ScienceThe values of the ratio of reactivities to comonomers for metallocenes are determined by well known methods, such as those described in the Linear Method for Determining Monomer Reactivity of Ratios in Copolymerization, M. Fineman and S. 0. Ross. 3. Polymer Science

CS 273'318 B2 £, 259 (1950) nebo Copolymerization, F. R. Mayo a C. Walling, Chem. Rev. 46, 191 (1950). Nejčastěji používaný model kopolymerace pro určování poměrů reaktivit je založen na násle^ dujících rovnicích (1) - (4)CS 273-318 B2, 259 (1950) or Copolymerization, F.R. Mayo and C. Walling, Chem. Roar. 46, 191 (1950). The most commonly used copolymerization model for determining reactivity ratios is based on the following equations (1) - (4)

Μ, + M.Μ, + M.

411(1) M1 + M2411 (1) M 1 + M 2

412(2)412 (1)

Μ,* + M,*, * + M

421(3)421 (2)

M„ +M +

422(4) kde422 (4) where

NL představuje molekulu monomeru nahodile označovaného indexem £, kde £ nabývá hodnoty 1 nebo 2,NL represents a monomer molecule randomly referred to as index £, where £ is 1 or 2,

M* představuje řetězec rostoucího polymeru, jehož posledně připojená monomerní jednotka je odvozena od monomeru £ aM * represents a chain of growing polymer whose last linked monomer unit is derived from monomer 6a

k.j představují rychlostní konstanty uvedených reakcí.k.j represent the rate constants of said reactions.

V daném případě znamená k·^^ rychlostní konstantu reakce, při které jednotka ethylenu přistupuje k řetězci rostoucího polymeru, v němž je posledně přistoupivší monomerní jednotkou rovněž jednotka ethylenu. Poměry reaktivit (kopolymeraění parametry) jsou vyjádřeny vztahy rl = kll//k12 a r2 = k22^k21 kde ' kll’ k12’ k22 a k21 3SQU rychlostní konstanty reakcí, při kterých se váže jednotka ethylenu (1) nebo komonomeru (2) na reaktivní konec katalyzovaného řetězce, na kterém je poslední zpolymerovanou monomerní jednotkou ethylen (k·^) nebo komonomer (2)In the present case, k is the rate constant of the reaction at which the ethylene unit approaches the growing polymer chain, in which the last monomer unit accessed is also the ethylene unit. The ratios of reactivities (copolymerization parameters) are expressed by the relations r 1 = k 11 // k 12 and r 2 = k 22 ^ k 21 where ' k 11' k 12 ' k 22 and 21 3 SQU rate constants of reactions in which the ethylene unit binds (1) or a comonomer (2) to the reactive end of a catalyzed chain on which the last polymerized monomer unit is ethylene (k · ^) or a comonomer (2)

Poněvadž je podle vynálezu možno vyrábět polymerní produkty s vysokou viskozitou při poměrně vysoké teplotě, nepředstavuje teplota omezující parametr, jako tomu bylo u až dosud známých katalyzátorů na bázi kombinace metalocen/alumoxan. Katalytické systémy podle vynálezu se proto hodí pro polymeraci olefinů postupem v roztoku, suspenzi nebo v plynné fázi, který se provádí v širokém rozmezí.pracovních teplot a tlaků. Tak například pracovní teplota může ležet v rozmezí od asi -60 do asi 280 °C, zejména v rozmezí od asi 0 do asi 160 °C. Způsob podle tohoto vynálezu.se může provádět za dobře známých tlakových podmínek, například v rozmezí od asi 0,1 do-asi 50 MPa, může se však pracovat i za vyšších tlaků.Since it is possible according to the invention to produce high viscosity polymer products at a relatively high temperature, it is not a temperature limiting parameter, as was the case with the prior art metallocene / alumoxane catalysts. The catalyst systems of the present invention are therefore suitable for polymerization of olefins in a solution, suspension or gas phase process that is carried out over a wide range of operating temperatures and pressures. For example, the operating temperature may range from about -60 to about 280 ° C, particularly from about 0 to about 160 ° C. The process of the invention may be carried out under well-known pressure conditions, for example in the range of from about 0.1 to about 50 MPa, but may also be carried out at higher pressures.

Polymery vyrobené způsobem podle vynálezu mohou sloužit pro zhotovení široké palety předmětů, podobně jako známé homopolymery ethylenu a kopolymery ethylenu a vyšších alfa-olefinů.The polymers produced by the process of the invention can serve to produce a wide variety of articles, similar to the known ethylene homopolymers and copolymers of ethylene and higher alpha-olefins.

Při suspenzni polymeraci se alkylhliník, který slouží pro zachycování nečistot, přednostně rozpouští ve vhodném rozpouštědle, obvykle v inertním uhlovodíkovém rozpouštědle,· jako je toluen, xylen apod. v molární koncentraci asi 5.103 M. Může se ho však použít i ve větších nebo menších množstvích.In suspension polymerization, the alkyl aluminum which serves to trap the impurities is preferably dissolved in a suitable solvent, usually an inert hydrocarbon solvent, such as toluene, xylene and the like, at a molar concentration of about 5 x 10 3 M. However, it can also be used in larger or smaller quantities.

Vynález je blíže objasněn v následujících příkladech provedení. Příklady mají ilustraThe invention is illustrated by the following examples. Examples have illustrations

CS 273 318 B2 tivní charakter a rozsah vynálezu v Žádném směru neomezují.The present invention is not to be construed as limiting the scope and scope of the invention.

PříkladyExamples

V následujících příkladech se použitý alumoxan připraví tak, že se 76,5 g heptahydrátu síranu železnatého přidá v průběhu dvou hodin ve čtyřech časově rovnoměrně rozdělených dávkách za rychlého míchání do dvoulitrové banky s kulatým dnem obsahující 1 litr roztoku trimethylhliníku (TMA) v toluenu o koncentraci 13,1 % hmotnostního. Baňka se udržuje při 50 °C a pod atmosférou dusíku. Vzniklý methan se kontinuálně vypouští. Po přidání veškerého heptahydrátu síranu železnatého se obsah baňky kontinuálně míchá po dobu 6 hodin, přičemž se udržuje při teplotě 50 °C. Pak se reakční směs ochladí na teplotu místnosti a nechá se usadit. Čirý roztok obsahující alumoxan se oddělí od nerozpustných pevných látek dekantací.In the following examples, the alumoxane used is prepared by adding 76.5 g of ferrous sulfate heptahydrate over two hours in four equally divided portions with rapid stirring to a 2 liter round bottom flask containing 1 liter of trimethyl aluminum (TMA) in toluene at a concentration of 13.1% by weight. The flask was maintained at 50 ° C and under a nitrogen atmosphere. The methane formed is continuously discharged. After the addition of all ferrous sulfate heptahydrate, the contents of the flask were continuously stirred for 6 hours while maintaining the temperature at 50 ° C. The reaction mixture was cooled to room temperature and allowed to settle. The clear alumoxane-containing solution is separated from the insoluble solids by decantation.

Molekulová hmotnost se stanoví gelovou permeační chromatografií na zařízení Water s Associates Model No. 150 C GPC. Měření se provádějí tak, že se vzorky polymeru rozpustí v horkém trichlorbenzenu a přefiltrují. Stanovení GPC se provádějí při 145 °C v trichlorbenzenu při průtoku 1,0 ml/min za použití styrogelavého sloupce (Perkin Elmer lne.). Koncentrace nastřikovaného vzorku v trichlorbenzenu je 3,1 %, jeho objem 300 yul. Každé měření se provádí dvakrát. Integrace parametrů se provede pomocí Hewlett-Packard Data Module.Molecular weight was determined by gel permeation chromatography on a Water apparatus with Associates Model No. 1. 150 C GPC. Measurements are made by dissolving the polymer samples in hot trichlorobenzene and filtering. GPC assays were performed at 145 ° C in trichlorobenzene at a flow rate of 1.0 ml / min using a styrogelave column (Perkin Elmer Inc). The concentration of the injected sample in trichlorobenzene is 3.1% and its volume is 300 [mu] l. Each measurement is performed twice. Parameter integration is performed using the Hewlett-Packard Data Module.

Příprava katalyzátoruPreparation of the catalyst

Katalyzátor A g oxidu křemičitého o vysokém měrném povrchu (Davison 952), dehydratovaného pětihodinovým zahříváním na 800 °C v proudu suchého dusíku se pod dusíkem suspenduje při teplotě 25 °C v 50 ml toluenu umístěného ve 250 ml baňce s kulatým dnem vybavené magnetickým míchadlem. K suspenzi oxidu křemičitého se v průběhu 5 minut za konstantního míchání přikape 25 ml methylalumoxanu v toluenu (1,03 molu/1, počítáno jako hliník). V míchání se pokračuje po dobu 30 minut, přičemž teplota se udržuje na 25 °C a pak se oddělí pevná látka dekantací toluenu. K oxidu křemičitému zpracovanému alumoxanem se během pěti minut přikape za stálého míchání 25,0 ml toluenového roztoku obsahujícího 0,200 g dicyklopentadienylzirkoniumdichloridu. Suspenze se míchá další půlhodinu, přičemž teplota se udržuje na 25 °C, pak se toluen dekantuje, pevné látky se oddělí a suší za vakua po dobu 4 hodin. Izolovaná pevná látka není rozpustná ani extrahovatelná v hexanu. Analýza katalyzátoru ukazuje, že produkt obsahuje 4,5 % hmotnostního hliníku a 0,63 % hmotnostního zirkonu.Catalyst A g of high surface area silica (Davison 952), dehydrated by heating at 800 ° C for five hours under a stream of dry nitrogen, was suspended under nitrogen at 25 ° C in 50 ml of toluene in a 250 ml round bottom flask equipped with a magnetic stirrer. 25 ml of methylalumoxane in toluene (1.03 mol / l, calculated as aluminum) was added dropwise to the silica slurry over 5 minutes with constant stirring. Stirring was continued for 30 minutes while maintaining the temperature at 25 ° C and then separating the solid by decanting toluene. 25.0 ml of a toluene solution containing 0.200 g of dicyclopentadienylzirconium dichloride was added dropwise to the alumoxane-treated silica over five minutes. The suspension is stirred for another half hour while maintaining the temperature at 25 ° C, then the toluene is decanted, the solids are separated and dried under vacuum for 4 hours. The isolated solid is neither soluble nor extractable in hexane. Analysis of the catalyst showed that the product contained 4.5 wt% aluminum and 0.63 wt% zirconium.

Katalyzátor BCatalyst B

Tento katalyzátor ukazuje, že použití katalyzátoru podle tohoto vynálezu při výrobě kopolyméru ethylenu a 1-butenu se projevuje účinnějším zabudováním 1-butenu. Tento efekt je dokumentován hustotou polymerního produktu.This catalyst shows that the use of the catalyst of the present invention in the production of a copolymer of ethylene and 1-butene results in more efficient incorporation of 1-butene. This effect is documented by the density of the polymer product.

Při výrobě katalyzátoru B se postupuje stejným způsobem jako při výrobě katalyzátoru A pouze s tím rozdílem, že se vypustí zpracování nosiče methylalumoxanem. Získaná pevná látka obsahuje podle analýzy 0,63 % hmotnostního zirkonu a 0 % hmotnostního hliníku.Catalyst B is prepared in the same manner as Catalyst A, except that the treatment of the support with methylalumoxane is omitted. The solid obtained contained 0.63% zirconium and 0% aluminum by analysis.

Katalyzátor CCatalyst C

Opakuje se postup přípravy katalyzátoru A s tím rozdílem, že se použije 0,300 g bis(cyklopentadienyl)zirkoniumdimethylu místo bis(cyklopentadienyl)zirkoniumdichloridu.The procedure for preparing Catalyst A was repeated except that 0.300 g of bis (cyclopentadienyl) zirconium dimethyl was used in place of bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride.

Podle analýzy obsahuje získaná pevná látka 4,2 % hmotnostního aluminia a 1,1 % hmotnostního zirkonu.According to the analysis, the solid obtained contained 4.2% by weight aluminum and 1.1% by weight zirconium.

Katalyzátor DCatalyst D

Opakuje se postup přípravy katalyzátoru A s tím rozdílem, že se použije 0,270 gThe procedure for preparing Catalyst A was repeated except that 0.270 g was used

CS 273 318 B2 bis(n-butylcyklopentadienyl)zirkoniumchloridu místo bis(cyklopentadienyl)zirkoniumdichloridu a všechny operace se provádějí při teplotě 80 °C. Podle analýzy obsahuje získaná pevná látka 0,61 % hmotnostního zirkonu a 4,3 % hmotnostního hliníku.CS 273 318 B2 bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium chloride instead of bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride and all operations are carried out at 80 ° C. The solid obtained contained 0.61% zirconium and 4.3% aluminum by analysis.

Katalyzátor ECatalyst E

Postupuje se stejným způsobem jako při přípravě katalyzátoru D pouze s tím rozdílem, že se použije 0,250 g bis(n-butylcyklopentadienyl)zirkoriiumdimethylu místo metalocendichloridu podle příkladu 0. Analýza získané pevné látky ukazuje, že produkt obsahuje 0,63 % hmot nostního zirkonu a 4,2 % hmotnostního hliníku.The procedure is the same as for the preparation of Catalyst D except that 0.250 g of bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dimethyl is used instead of the metallocene dichloride according to Example 0. Analysis of the solid obtained shows that the product contains 0.63% zirconium by weight and 4% by weight. 2% by weight of aluminum.

Katalyzátor FCatalyst F

Postupuje se stejným způsobem jako při přípravě katalyzátoru D pouze s tím rozdílem, že se použije 0,500 g bis(pentamethylcyklopentadienyl)zirkoniumdichloridu místo metalocenu podle příkladu 0. Analýza získané pevné látky ukazuje, že produkt obsahuje 0,65 % hmotnostních zirkonu a 4,7 % hmotnostní hliníku.The procedure is the same as for the preparation of Catalyst D, except that 0.500 g of bis (pentamethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride is used in place of the metallocene of Example 0. Analysis of the solid obtained shows that the product contains 0.65% by weight of zirconium and 4.7% by weight. weight aluminum.

Příklad 1Example 1

Polymerace za použití katalyzátoru APolymerization using Catalyst A

Polymerace se provádí v plynné fázi v jednolitrovém reakčním autoklávu vybaveném lopatkovým michadlem, vnějším vodním pláštěm pro regulaci teploty a přívodem s přepážkou, do kterého lze regulovaně uvádět suchý dusík, ethylen, vodík a 1-buten. Reaktor obsahující 40,0 g rozemletého polystyrenu o průměru částic 10 mesh (2,0 mm), který byl přidán pro usnadnění míchání v plynné fázi se vysuší a důkladně odplyni při 85 °C. Pro odstranění stop kyslíku a vody se do nádoby vstřikne pomocí plynotěsné injekční stříkačky přes přepážku 2,00 ml roztoku methylalumoxanu (0,64 molárního, vztaženo na obsah hliníku). Obsah reaktoru se míchá při frekvenci otáček 120 min-1 1 minutu při 85 °C a za přetlaku dusíku 6,87 kPa, Do reaktoru se vstřikne 500,0 Aig katalyzátoru A a pak se do něj uvede ethylen až do dosažení přetlaku 1,374 MPa. Polymerace se provádí po dobu 10 minut a během této doby se teplota v reaktoru udržuje na 85 °C a tlak na 1,374 MPa konstantním přívodem ethylenu. Reakce se ukončí rychlým ochlazením a odvětráním. Získá se 12,3 g polyethylenu.The polymerization is carried out in the gas phase in a 1 liter reaction autoclave equipped with a paddle stirrer, an outer water jacket for temperature control and a septum feed to which dry nitrogen, ethylene, hydrogen and 1-butene can be controlled. The reactor containing 40.0 g of ground 10 mesh (2.0 mm) ground polystyrene, which was added to facilitate gas phase stirring, was dried and degassed thoroughly at 85 ° C. To remove traces of oxygen and water, inject 2.00 mL of methylalumoxane solution (0.64 molar, based on aluminum content) into the vessel via a gas tight syringe. The reactor contents were stirred at a speed of 120 min -1 for 1 minute at 85 ° C and a pressure of 6.87 kPa of nitrogen, injected into the reactor with 500.0 Aig catalyst A, and then to it shall ethylene until an overpressure of 1.374 MPa. The polymerization is carried out for 10 minutes, during which time the temperature in the reactor is maintained at 85 ° C and the pressure at 1,374 MPa with a constant feed of ethylene. The reaction is quenched by rapid cooling and venting. 12.3 g of polyethylene are obtained.

Polyethylen se izoluje tak, že se produkt rozmíchá v 1 litru dichlormethanu o teplotě 40 °C, směs se přefiltruje a filtrační koláč se promyje dichlormethanem. Tím se oddělí nerozpustný polyethylenový produkt od rozpustné polystyrénové pomocné míchací látky. Polyethylen má molekulovou hmotnost 146000.The polyethylene is isolated by stirring the product in 1 liter of dichloromethane at 40 ° C, filtering and washing the filter cake with dichloromethane. This separates the insoluble polyethylene product from the soluble polystyrene mixing aid. Polyethylene has a molecular weight of 146,000.

Příklad 2Example 2

Polymerace za použití katalyzátoru APolymerization using Catalyst A

Polymerace se provádí stejným způsobem jako v příkladu 1 v přítomnosti katalyzátoru A, pouze s tím rozdílem, že se do reaktoru před uváděním ethylenu natlačí 20,61 kPa vodíku. Získá se 13,2 g polyethylenu o molekulové hmotnosti 29000.The polymerization is carried out in the same manner as in Example 1 in the presence of Catalyst A, except that 20.61 kPa of hydrogen are pressurized into the reactor before the ethylene feed. 13.2 g of polyethylene having a molecular weight of 29000 are obtained.

Příklad 3Example 3

Polymerace za použiti katalyzátoru APolymerization using Catalyst A

Polymerace se provádí stejným způsobem jako v příkladu 1 v přítomnosti katalyzátoru A pauze s tím rozdílem, že se do reaktoru po vstřiknutí katalyzátoru natlač! 13,0 ml (0,137 molu) 1-butenu spolu s ethylenem. Získá se 13,8 g polyethylenu o molekulové hmotnosti 39000 a hustotě 918 kg/m5.The polymerization is carried out in the same manner as in Example 1 in the presence of the catalyst A pause, except that after the catalyst has been injected the catalyst is pressed. 13.0 ml (0.137 mol) of 1-butene together with ethylene. 13.8 g of polyethylene having a molecular weight of 39000 and a density of 918 kg / m < 5 > are obtained.

CS 273 318 B2CS 273 318 B2

Srovnávací příklad 3AComparative Example 3A

Polymerace za použití katalyzátoru BPolymerization using Catalyst B

Polymerace se provádí stejným způsobem jako v příkladu 3, pouze s tím rozdílem, že se použije katalyzátoru B místo katalyzátoru A. Získá se 17,3 g polyethylenu o molekulové hmotnosti 67000 a hustotě 935 kg/m3. Vyšší hustota ve srovnání s hustotou polymeru získaného v příkladu 3 ukazuje, že zabudováni komonomeru bylo méně účinné.The polymerization was carried out in the same manner as in Example 3, except that catalyst B was used instead of catalyst A. 17.3 g of polyethylene having a molecular weight of 67000 and a density of 935 kg / m 3 were obtained . A higher density compared to the density of the polymer obtained in Example 3 shows that comonomer incorporation was less effective.

Příklad 4Example 4

Polymerace za použití katalyzátoru CPolymerization using Catalyst C

Polymerace se provádí stejným způsobem jako v příkladu 1, pouze s tím rozdílem, že se použije katalyzátor C místo katalyzátoru A. Získá se 9,8 g polyethylenu o molekulové hmotnosti 189000 a hustotě 9'60 kg/m3.The polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that catalyst C was used instead of catalyst A. 9.8 g of polyethylene having a molecular weight of 189000 and a density of 9'60 kg / m 3 were obtained .

Příklad 5Example 5

Polymerace za použití katalyzátoru CPolymerization using Catalyst C

Polymerace se provádí způsobem popsaným v příkladu 4, pouze s tím rozdílem, že se do reaktoru uvede po vstříknutí katalyzátoru spolu s ethylenem 13,0 ml (0,123 molu) 1-butenu a 4,122 kPa (1,66 mmolu) vodíku. Získá se 6,5 g polyethylenu o molekulové hmotnosti 41000 a hustotě 926 kg/m3.The polymerization was carried out as described in Example 4, except that 13.0 ml (0.123 mol) of 1-butene and 4.122 kPa (1.66 mmol) of hydrogen were introduced into the reactor together with ethylene after injection of the catalyst. 6.5 g of polyethylene having a molecular weight of 41000 and a density of 926 kg / m @ 3 are obtained .

Příklad 6Example 6

Polymerace za použití katalyzátoru CPolymerization using Catalyst C

Polymerace se provádí způsobem popsaným v příkladu 4, pouze s tím rozdílem, že se nepoužívá methylalumoxanu k odstranění nečistot a nepoužívá se ani jiného alkylhlinitého lapače nečistot. Získá se 10,2 g polyethylenu o molekulové hmotnosti 120000 a hustotě 960 kg/m3.The polymerization is carried out as described in Example 4, except that methylalumoxane is not used to remove impurities and no other alkyl aluminum dirt trap is used. 10.2 g of polyethylene having a molecular weight of 120000 and a density of 960 kg / m @ 3 are obtained .

Příklad 7Example 7

Polymerace za použití katalyzátoru DPolymerization using Catalyst D

Polymerace se provádí způsobem popsaným v příkladu 1, pouze s tím rozdílem, že se místo methylalumoxanového roztoku z příkladu 1 použije 0,6 ml roztoku triethylhliníku v hexanu o koncentraci 25 % hmotnostních a katalyzátoru D místo katalyzátoru A. Získá se 50,5 g polyethylenu o molekulové hmotnosti 196000 a hustotě 958 kg/m3.The polymerization was carried out as described in Example 1 except that 0.6 ml of a 25% by weight solution of triethylaluminum in hexane and catalyst D were used instead of catalyst A. 50.5 g of polyethylene were obtained. with a molecular weight of 196000 and a density of 958 kg / m 3 .

Příklad BExample B

Polymerace za použití katalyzátoru DPolymerization using Catalyst D

Polymerace se provádí způsobem popsaným v příkladu 1, pouze s tím rozdílem, že se vypustí methylalumoxan, jakožto akceptor nečistot, použije se katalyzátoru D místo katalyzátoru A a polymerace se zastaví na konci 5 minut. Získá se 28,8 g polyethylenu o molekulové hmotnosti 196000 a hustotě 958 kg/m3.The polymerization was carried out as described in Example 1, except that the methylalumoxane was discharged as an impurity acceptor, catalyst D was used instead of catalyst A, and the polymerization was stopped at the end of 5 minutes. 28.8 g of polyethylene having a molecular weight of 196000 and a density of 958 kg / m @ 3 are obtained .

CS 273 318 B2CS 273 318 B2

Příklad 9Example 9

Polymerace za použití katalyzátoru EPolymerization using Catalyst E

Polymerace se provádí způsobem popsaným v příkladu 8 za použití katalyzátoru E a bez použití hlinitého akceptoru nečistot. Získá se 24,0 g polyethylenu s hmotnostní střední mo lekulovou hmotností 190000, číselnou střední molekulovou hmotností 76000 a hustotou 958 kg/m3.The polymerization was carried out as described in Example 8, using catalyst E and without using an aluminum impurity acceptor. 24.0 g of polyethylene having a weight average molecular weight of 190000, a number average molecular weight of 76000 and a density of 958 kg / m 3 are obtained .

Příklad 10Example 10

Polymerace za použití katalyzátoru FPolymerization using Catalyst F

Při polymeraci se postupuje způsobem popsaným v příkladu 7, pouze s tím rozdílem, že se použije 0,500 g katalyzátoru F místo katalyzátoru D. Získá se 8,1 g polyethylenu o molekulové hmotnosti 137000 a hustotě 960 kg/m3.The polymerization was carried out as described in Example 7 except that 0.500 g of catalyst F was used instead of catalyst D. 8.1 g of polyethylene having a molecular weight of 137000 and a density of 960 kg / m @ 3 were obtained .

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims (3)

1. Způsob přípravy katalyzátoru na nosiči pro polymeraci olefinů obsahujícího oxid křemičitý, jako nosič a reakčni produkt alespoň jednoho zirkonocenu a methylalumoxanu, při němž se k suspenzi oxidu křemičitého v uhlovodíku přidá methylalumoxan a zirkonocen, vyzná Čující se tím, že molární poměr hliníku k zirkonu je v rozmezí od 100 : 1 do 1 : 1 a alumoxan se přidává k nosiči v množství od 0,1 do 10 mmolů na gram nosiče.A process for the preparation of a supported olefin polymer of silica-containing olefins as a carrier and a reaction product of at least one zirconocene and methylalumoxane, wherein methylalumoxane and zirconocene are added to the silica suspension in a hydrocarbon, characterized in that the molar ratio of aluminum to zirconium it is in the range of 100: 1 to 1: 1 and the alumoxane is added to the carrier in an amount of from 0.1 to 10 mmol per gram of carrier. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že molární poměr hliníku k zirkonu je v rozmezí od 50 : 1 do 5 : 1.2. The process of claim 1 wherein the molar ratio of aluminum to zirconium is in the range of 50: 1 to 5: 1. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že zirkonocen je zvolen ze souboru zahrnu jícího bis(cyklopentadienyl)zirkoniumdichlorid, bis(cyklopentadienyl)zirkoniumdimethyl, bis(pentamethylcyklopentadienyl)zirkoniumdichlorid, bis(n-butylcyklopentadienyl)zirkoniumdichlorid a bis(n-butylcyklopentadienyl)zirkoniumdimethyl.3. The method of claim 1 wherein the zirconocene is selected from the group consisting of bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (cyclopentadienyl) zirconium dimethyl, bis (pentamethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dichloride dichloride. ) zirconium dimethyl.
CS458086A 1985-06-21 1986-06-20 Method of catalyst preparation on a carrier for olefin polymerization CS273318B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US74761585A 1985-06-21 1985-06-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS458086A2 CS458086A2 (en) 1990-07-12
CS273318B2 true CS273318B2 (en) 1991-03-12

Family

ID=25005881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS458086A CS273318B2 (en) 1985-06-21 1986-06-20 Method of catalyst preparation on a carrier for olefin polymerization

Country Status (15)

Country Link
KR (1) KR940000788B1 (en)
AT (1) ATE96812T1 (en)
BR (1) BR8602880A (en)
CS (1) CS273318B2 (en)
DK (1) DK292486A (en)
ES (1) ES8802395A1 (en)
FI (1) FI862625L (en)
HU (1) HU205956B (en)
IL (1) IL79169A (en)
IN (1) IN166774B (en)
MX (1) MX168652B (en)
NO (1) NO169015C (en)
PL (1) PL150405B1 (en)
YU (1) YU45786B (en)
ZA (1) ZA864568B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI96866C (en) 1993-11-05 1996-09-10 Borealis As Support olefin polymerization catalyst, its preparation and use

Also Published As

Publication number Publication date
IL79169A (en) 1991-07-18
FI862625L (en) 1986-12-22
MX168652B (en) 1993-06-02
NO169015C (en) 1992-04-29
NO169015B (en) 1992-01-20
YU45786B (en) 1992-07-20
NO862447L (en) 1986-12-22
HUT42103A (en) 1987-06-29
KR870000099A (en) 1987-02-16
KR940000788B1 (en) 1994-01-31
HU205956B (en) 1992-07-28
DK292486D0 (en) 1986-06-20
FI862625A0 (en) 1986-06-19
CS458086A2 (en) 1990-07-12
DK292486A (en) 1986-12-22
BR8602880A (en) 1987-03-17
NO862447D0 (en) 1986-06-19
YU108086A (en) 1988-08-31
PL150405B1 (en) 1990-05-31
ZA864568B (en) 1988-02-24
IL79169A0 (en) 1986-09-30
ES556357A0 (en) 1988-05-16
IN166774B (en) 1990-07-14
ES8802395A1 (en) 1988-05-16
ATE96812T1 (en) 1993-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4808561A (en) Supported polymerization catalyst
EP0206794B1 (en) Supported polymerization catalyst
US4897455A (en) Polymerization process
US5077255A (en) New supported polymerization catalyst
EP0232595B1 (en) Supported polymerization catalyst (p-1180)
EP0586168B1 (en) Catalyst compositions and process for preparing polyolefins
EP0226463B2 (en) Polymerization catalyst
JP4298794B2 (en) Highly active metallocene polymerization method
US8569194B2 (en) Catalyst composition for polymerization of olefins, polymerization process using the same, and method for its preparation
JPH11501339A (en) Borabenzene olefin polymerization catalyst
WO1992001005A1 (en) Metallocene, hydrocarbylaluminum and hydrocarbylboroxine olefin polymerization catalyst
EP3031832A1 (en) Method for preparing polyolefin and polyolefin prepared thereby
JP2007521380A (en) Olefin polymerization using single-site catalyst containing pyridine moiety
US5670589A (en) Organoaluminoxy product, catalyst systems, preparation, and use
KR101412846B1 (en) Method For Preparing Polyolefin And Polyolefin Therefrom
CS273318B2 (en) Method of catalyst preparation on a carrier for olefin polymerization
WO1999032531A1 (en) Slurry polymerization process with alkyl-substituted biscyclopentadienyl metallocenes