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Die vorliegende Erfindung berichtet
von neuen Katalysatorsystemen für
die Polymerisation von Olefinen. Das Katalysatorsystem umfasst ein
Gemisch aus (i) einer Aluminiumalkyl-Verbindung und einer Dialkylmagnesium-Verbindung;
(ii) einem Alkylhalogenid; (iii) einem Übergangsmetallhalogenid, (iv)
einer Vanadiumverbindung; und (v) einem Dialkylaluminiumalkoxid.
Die Katalysatorsysteme sind besonders wertvoll als Katalysatorsysteme,
die in Lösungspolymerisationen
von Olefinen und speziell für
die Polymerisation von Co- und Homopolymeren von Ethylen verwendet
werden.
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Das kanadische Patent 849.081, ausgegeben
an C. T. Elston am 11. August 1970, offenbart die Lösungspolymerisation
von α-Olefinen,
wie z. B. Ethylen und Buten, in Gegenwart eines auf Magnesium und
Vanadium basierenden Übergangsmetall-Katalysators. Diese
Katalysatoren enthalten keinerlei Magnesiumverbindungen oder organische
Alkylhalogenide (-chloride).
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Die US-Patente 5.589.555 (Zboril
et al., ausgegeben am 31. Dezember 1996) und 5.519.098 (Brown et
al., ausgegeben am 21. Mai 1996), beide auf Novacor Chemicals (International)
S. A. (heute NOVA Chemicals (International) S. A.) übertragen,
offenbaren Katalysatoren für
die Lösungspolymerisation
von α-Olefinen. Die
Patente offenbaren ein Katalysatorsystem umfassend:
- (i) ein Gemisch aus einer Trialkylaluminium-Verbindung und einer
Dialkylmagnesium-Verbindung;
- (ii) ein reaktives Chlorid, welches ein Alkylhalogenid sein
kann;
- (iii) eine Übergangsmetallverbindung;
und
- (iv) ein Reaktionsprodukt einer Trialkylaluminium-Verbindung
mit einem Alkohol in Mengen bis zu stöchiometrischen Mengen, um ein
Dialkylaluminiumalkoxid zu erzeugen.
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Die vorliegende Erfindung hat den
Reaktionsschritt der Reaktion einer Trialkylaluminium-Verbindung mit
einem Alkohol der oben angeführten
Patente entfernt.
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Was wichtiger ist, lehren die Patente,
dass, wenn Vanadium gemeinsam mit Titan im Katalysator vorliegt,
Magnesium nicht enthalten sein muss. Weiters liegen in den Beispielen,
welche ein gemischtes Titan- und Vanadium-Katalysatorsystem beschreiben,
keine Magnesium- und Chlorid-Verbindungen vor. Eigentlich führen die
Patente vom Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung weg, welche
ausführt,
dass Magnesium im Katalysator enthalten sein muss.
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Das US-Patent 4.097.659, ausgegeben
am 27. Juni 1978 (und nunmehr abgelaufen) an Creemers et al., übertragen
an Stamicarbon, N. V., offenbart ein Verfahren zur Herstellung von
Polyolefinen, in welchem ein Vorläufer durch Reaktion eines Aluminiumalkylhalogenids
der Formel RmAlX3-m mit
einer organischen Magnesiumverbindung der Formel MgR'2,
wobei m einen Wert kleiner 3 hat, d. h. die Aluminiumverbindung
1, 2 oder 3 Halogenatome haben kann, hergestellt wird; R und R' können unabhängig voneinander
ein C1-30-Hydrocarbylrest sein. Das Patent
von Creemers lehrt nicht oder legt nicht nahe, dass die erste Verbindung
das Reaktionsprodukt einer Trialkylaluminium-Verbindung mit einer
Dialkylmagnesium-Verbindung sein könnte. Tatsächlich führt das Patent weg von einem
solchen System, wie es im Vergleichsbeispiel, in welchem die erste
Verbindung durch Reaktion von Trimethylaluminium mit Dibutylmagnesium
hergestellt wird, beschrieben wird. Das erhaltene Reaktionsprodukt
wird mit einer Übergangsmetall-Verbindung
umgesetzt. Das Molverhältnis
von Magnesium und Aluminium zu Übergangsmetall
kann zwischen 0,1 : 1 und 10 : 1 liegen. Der erhaltene Vorläufer wird
dann mit einem organischen Aluminium-Aktivator aktiviert, welcher
aus der aus Trialkylaluminium, einem Alkylaluminiumhalogenid und
einem Alkylaluminiumhydrid bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
Creemers lehrt weder noch legt er nahe, dass der Aktivator ein Dialkylaluminiumalkoxid
sein könnte.
Creemers bestätigt,
dass das Übergangsmetall
vorzugsweise eine Titanverbindung ist, aber dass die Titanverbindung
durch eine Vanadiumverbindung, VOCl3 eingeschlossen,
ersetzt bzw. oder in Verbindung damit verwendet werden kann. Jedoch
findet sich darin keine Lehre oder Offenbarung bezüglich des
Verhältnisses
der Titanverbindung zur Vanadiumverbindung. Kurz, das Patent führt weg
vom Inhalt der vorliegenden Erfindung.
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Die Europäische Patentanmeldung Nr. 0.280.353
von Coosemans et al., übertragen
an Stamicarbon B. V., veröffentlicht
am 31.08.1988, lehrt ein aus zwei Komponenten bestehendes Katalysatorsystem
für die Lösungspolymerisation
von Olefinen. Die erste Komponente umfasst ein Gemisch aus einer
oder mehreren Magnesiumverbindungen, einer oder mehreren Aluminiumverbindungen
und einer oder mehreren Übergangsmetall-Verbindungen,
gegebenenfalls in Gegenwart einer halogenhältigen Verbindung. Die zweite
Komponente ist ein Aktivator, welcher eine organische Aluminiumverbindung
der Formel R1
mAlX3-m ist. Bei der ersten Komponente ist das
Verhältnis
Al : Mg > 1 (Anspruch
1 und Seite 2, Zeile 26). Beim Katalysator der vorliegenden Erfindung
beträgt
das Verhältnis
von Magnesium zur ersten Aluminiumkomponente 4,0 : 1 bis 8,0 : 1
(daher beträgt
das Verhältnis
Aluminium zu Magnesium 0,25 : 1 bis 0,125 : 1), was deutlich unter
jenem liegt, das im Coosemans-Patent spezifiziert wurde. Nach Coosemans
ist klar, dass die bevorzugte Übergangsmetallverbindung
auf Titan basiert. Jedoch offenbart Coosemans, dass Vanadiumverbindungen
auch vorhanden sein können,
obwohl keine Lehre bezüglich
des Verhältnisses
zwischen der Titanverbindung und den anderen Übergangsmetallverbindungen
oder der Temper- bzw. Wärmebehandlung
der Katalysatoren enthalten ist. Angesichts der obigen Ausführungen
führt das
Coosemans-Patent weg vom Inhalt der vorliegenden Erfindung.
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Das US-Patent 4.314.912, ausgegeben
am 9. Februar 1982 an Lowery, Jr. et al., übertragen an The Dow Chemical
Company, lehrt einen Katalysator, der ein Reaktionsprodukt von einem Übergangsmetall,
einer organischen Magnesiumverbindung und einem Nichtmetall-Monohalogenid
ist. In diesem Katalysator beträgt das
Verhältnis
Mg : Übergangsmetall
5 : 1 bis 2000 : 1; Mg : X 0,1 : 1 bis 1 : 1 (z. B. 1 : 10 bis 1
: 1) und das Verhältnis
X : Übergangsmetall
ungefähr
40 : 1 bis 2000 : 1. Bei den Katalysatoren der vorliegenden Erfindung beträgt das Verhältnis X
: Mg ungefähr
2 : 1 und das Ver hältnis
Mg : Übergangsmetall
ungefähr
6 : 1. Demgemäß beträgt das Verhältnis X
: Übergangsmetall
ungefähr
12 : 1, was deutlich unter dem Wert liegt, der im Patent von Lowery
spezifiziert wurde.
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Der oben angeführte Stand der Technik lehrt
in keinem Fall, dass Katalysatoren, die Kombinationen von Titan
und Vanadiumoxytrichlorid enthalten, das Molekulargewicht sowohl
von Co- als auch von Homopolymeren von Ethylen erhöhen, speziell,
wenn der Katalysator einer Temper- bzw. Wärmebehandlung gemäß vorliegender
Erfindung unterzogen wird.
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Es ist eine große Herausforderung, bei der
Lösungspolymerisation
von Ethylen das Molekulargewicht des Polymers zu erhöhen, ohne
die Aktivität
des Katalysators zu verringern. In vielen Fällen ist es möglich, ein Katalysatorsystem
zu entwerfen, um ein hohes und nützliches
Molekulargewicht des Polymers zu erzeugen, aber die Aktivität des Katalysators
ist im industriellen Maßstab üblicherweise
unbrauchbar. Die vorliegende Erfindung offenbart ein Ti-V-Ziegler-Natta-Katalysatorsystem,
welches das Molekulargewicht von Homo- und Copolymeren von Ethylen
wesentlich erhöht,
ohne signifikante Verluste an Aktivität des Katalysators bei hohen Polymerisationstemperaturen
zu zeigen.
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Demgemäß strebt die vorliegende Erfindung
an, einen Katalysator bereitzustellen, der im Wesentlichen aus Folgendem
besteht:
- (i) einem Gemisch aus einer Alkylaluminium-Verbindung
der Formel (R1)3Al1 und (R2)2Mg, worin R1 ein C1-10-Alkylrest und R2 ein
C1-10-Alkylrest in einem Molverhältnis Mg
: Al von 4,0 : 1 bis 8,0 : 1 ist;
- (ii) einem Halogenid der Formel R3X,
worin R3 ein C1-8-Alkylrest
und X ein Halogenid, ausgewählt
aus der aus Chlor und Brom bestehenden Gruppe ist;
- (iii) Titantetrachlorid;
- (iv) VOCl3, um ein Molverhältnis Ti
: V von 95 : 5 bis 70 : 30 bereitzustellen; und
- (v) einer Alkylaluminiumalkoxid-Verbindung der Formel (R4)2Al2OR5, worin R4 und R5 unabhängig
voneinander aus der aus C1-10-Alkylresten
bestehenden Gruppe ausgewählt
sind, um folgende Molverhältnisse
zu ergeben: Mg : (Ti + V) = 4 : 1 bis 8,0 : 1; Al1 :
(Ti + V) = 0,9 : 1 bis 1,5 : 1; Halogenid : Mg = 1,9 : 1 bis 2,6
: 1; und Al2 : (Ti + V) = 2,0 : 1 bis 4,0
: 1.
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In einer weiteren Ausführungsform
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der oben
beschriebenen Katalysatoren bereit, entweder umfassend das Vermischen
der Komponenten (i) bis (iv) bei einer Temperatur zwischen 20°C und 100°C und Tempern
bzw. Wärmebehandeln über eine
Zeitspanne von 0,5 bis 30 Minuten sowie Zugabe von Komponente (v);
oder das In-line-Vermischen der Komponenten (i) bis (v) über eine
Zeitspanne von 0,5 bis 3 Minuten bei einer Temperatur zwischen 20°C und 50°C.
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Die vorliegende Endung stellt zusätzlich ein
Verfahren zur Polymerisation eines Monomergemischs bereit, das aus
zumindest 40 Gew.-% Ethylen und bis zu 60 Gew.-% eines oder mehrerer
Monomere, ausgewählt
aus der aus C3-12-Olefinen bestehenden Gruppe,
besteht, umfassend das In-Kontakt-Bringen des Monomergemischs in
einem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel
bei einer Temperatur von 105°C
bis 320°C
und einem Druck von 4 bis 20 MPa mit dem oben beschriebenen Katalysator.
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Die vorliegende Erfindung stellt
weiters Polymere bereit, welche unter Verwendung der oben erwähnten Katalysatoren
und Polymerisationsverfahren hergestellt wurden.
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Es gibt eine Reihe von herstellbaren
Polymeren von α-Olefinen.
Zum Beispiel kann das Polymer ein flüssiges oder wachsartiges Polymer
sein, das ein geringes Molekulargewicht aufweist. Auf der anderen
Seite kann das Polymer ein sehr hohes Molekulargewicht und exzellente
physikalische Eigenschaften aufweisen, kann aber schwierig zu verarbeiten
sein. Die vorliegende Erfindung zielt auf "nützliche" Polyme re von α-Olefinen
ab. Praktischerweise sollte das Polymer einen gemäß ASTM D-1238 (190°C/2,16 kg)
bestimmten Schmelzindex von bis zu 200 dg/min aufweisen. ASTM steht
für "American Standard
Test Method", und
die Bedingungen für
diesen Test sind bei 190°C
unter einer Last von 2,16 kg. Obwohl der Schmelzindex abgestuft
sein kann, ist der niedrigste Schmelzindex jener, der für extrudierbare
Polymere geeignet ist. Typische Bereiche umfassen Schmelzindices
von 0,1 bis 150, speziell 0,1 bis 120 dg/min.
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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung
kann verwendet werden, um Homopolymere von Ethylen und Copolymere
von Ethylen und höheren α-Olefinen,
die Dichten im Bereich von beispielsweise ungefähr 0,900 bis 0,970 g/cm3 und speziell 0,910 bis 0,965 g/cm3 aufweisen, herzustellen; wobei die Polymere
mit höherer
Dichte, z. B. ungefähr
0,960 und darüber,
Homopolymere sind. Solche Polymere können einen nach dem Verfahren
gemäß ASTM D-1238,
Bedingung E, bestimmten Schmelzindex im Bereich von zum Beispiel
0,1 bis 200 dg/min, typischerweise ungefähr 0,1 bis 150 dg/min und speziell
im Bereich von ungefähr
0,1 bis 120 dg/min, aufweisen. Die Polymere können mit einer engen oder einer
breiten Molekulargewichtsverteilung hergestellt werden. Zum Beispiel
können
Polymere einen Belastungsexponenten, ein Maß für die Molekulargewichtsverteilung,
im Bereich von ungefähr
1,1 bis 2,5 und speziell im Bereich von 1,3 bis 2,0 besitzen. Der
Belastungsexponent ("stress
exponent") wird
bestimmt durch Messen des Durchsatzes eines Schmelzindexmessgeräts bei zwei
Belastungen (2160 g und 6480 g Last) unter Anwendung der Vorgangsweise
der ASTM-Schmelzindex-Testverfahrens und der folgenden Formel:
Belastungsexponent
= 1/(0,477) × (Log.
des unter 6480 g Gewicht extrudierten Gewichts)/(des unter 2160
g Gewicht extrudierten Gewichts)
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Werte von Belastungsexponenten von
unter ungefähr
1,40 weisen auf enge Molekulargewichtsverteilungen hin, während Werte
von über
ungefähr
1,70 auf eine breite Molekulargewichtsverteilung hinweisen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von nützlichen Polymeren von α-Olefinen,
wobei solche Polymere für
die Fertigung von Gegenständen
durch Extrudieren, Spritzgießen,
Thermoformen, Rotationsformen und dergleichen bestimmt sind. Im
Besonderen sind Polymere von α-Olefinen
Homopolymere von Ethylen und Copolymere von Ethylen und höheren α-Olefinen,
das heißt α-Olefinen
der Ethylen-Reihe, speziell höheren α-Olefinen,
die 3 bis 12 Kohlenstoffatome besitzen, d. h. C3-12-α-Olefinen,
wofür Beispiele
1-Buten, 1-Hexen und 1-Octen umfassen. Die bevorzugten höheren α-Olefine
besitzen 4 bis 10 Kohlenstoffatome. Zusätzlich können dem Verfahren zyklische
endomethylenische Diene zusammen mit Ethylen oder Gemischen von
Ethylen und C3-12-α-Olefinen zugeführt werden.
Der Monomer-Feed
umfasst typischerweise zumindest 40 Gew.-% Ethylen und bis zu 60
Gew.-% eines oder mehrerer Comonomere, die aus der aus C3-12-Olefinen bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
Solche Polymere sind an sich bekannt.
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Im Verfahren der vorliegenden Erfindung
werden Monomere, im Allgemeinen ein oder mehrere Hydrocarbyl-Monomere,
ein Koordinationskatalysator und ein inerter Kohlenwasserstoff sowie
gegebenenfalls Wasserstoff dem Reaktor zugeführt. Das Monomer kann Ethylen
oder ein Gemisch aus Ethylen und zumindest einem C3-12-α-Olefin, bevorzugt
Ethylen oder ein Gemisch aus Ethylen und zumindest einem C4-10-α-Olefin,
sein.
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Das für die Herstellung des Koordinationskatalysators
verwendete Lösungsmittel
ist ein inerter C6-10-Kohlenwasserstoff,
der unsubstituiert oder gegebenenfalls mit einem C1-4-Alkylrest
substituiert ist, wie z. B. ein gegenüber dem Koordinationskatalysator
inerter Kohlenwasserstoff. Solche Lösungsmittel sind bekannt und
schließen
z. B. Hexan, Heptan, Octan, Cyclohexan, Methylcyclohexan und hydriertes
Naphtha ein. Das bei der Herstellung des Katalysators verwendete
Lösungsmittel
ist bevorzugt dasselbe wie das dem Reaktor für den Polymerisationsprozess
zugeführte.
Bei der Auswahl des Lösungsmittels
ist Vorsicht angesagt, da ein gesättigtes Monomer nicht als Lösungsmittel
für die
Reaktion erwünscht
ist (d. h., Hexan ist ein nicht bevorzugtes Lösungsmittel für ein Monomer,
das Hexen enthält).
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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung
kann über
einen weiten Bereich von Temperaturen praktiziert werden, welche
bei einem Polymerisationsprozess von α-Olefinen, der unter Lösungsbedingungen
durchgeführt
wird, eingesetzt werden können.
Zum Beispiel können
derartige Polymerisationstemperaturen im Bereich von 105°C bis 320°C, bevorzugt
im Bereich von 130°C
bis 250°C
und im Speziellen im Bereich von 140°C bis 230°C liegen. Jedoch ist ein Gesichtspunkt
bei der Wahl der Temperatur, dass das Polymer in Lösung bleiben
sollte.
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Die Drücke, die im Verfahren der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden, sind die für Lösungspolymerisations-Prozesse
bekannten, zum Beispiel Drücke
im Bereich von ungefähr
4 bis 20 MPa, bevorzugt von 8 bis 20 MPa.
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Im Verfahren der vorliegenden Erfindung
werden α-Olefin-Monomere
im Reaktor in Gegenwart eines Katalysators polymerisiert. Druck
und Temperatur werden so kontrolliert, dass das gebildete Polymer
in Lösung
bleibt.
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Gegebenenfalls können kleine Mengen Wasserstoff,
zum Beispiel 0 bis 100 ppm, bezogen auf den gesamten Lösungsfeed
zum Reaktor, dem Feed zugegeben werden, um die Kontrolle des Schmelzindex und/oder
des Molekulargewichts zu verbessern und daher die Bildung eines
einheitlicheren Produkts zu unterstützen, wie im kanadischen Patent
703.704 offenbart wird.
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Der Koordinationskatalysator wird
aus vier Komponenten gebildet. Die erste Komponente ist ein Gemisch
aus einer Alkylaluminium-Verbindung der Formel (R1)3Al, worin R1 ein
C1-10-, vorzugsweise ein C1-4-Alkylrest
ist, und einer Dialkylmagnesium-Verbindung der Formel (R2)2Mg, worin die
R2 jeweils unabhängig voneinander (d. h., jedes
R2 kann gleich oder unterschiedlich sein)
ein C1-10-, bevorzugt ein C2-6-Alkylrest sind.
Das Molverhältnis
der ersten Komponente kann 4,0 : 1 bis 8,0 : 1, bevorzugt 6 : 1
bis 8,0 : 1 betragen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Aluminiumverbindung Triethylaluminium.
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Die zweite Komponente im Katalysatorsystem
gemäß vorliegender
Erfindung ist ein reaktives Alkylhalogenid der Formel R3X
(reaktives Halogenid), worin R3 ein C1-8-,
bevorzugt ein C1-4-Alkylrest ist, und X
ein Halogenid, welches aus der aus Chlor und Brom bestehenden Gruppe
ausgewählt
ist. Die zweite Komponente ist bevorzugt t-Butylhalogenid, am meisten bevorzugt
t-Butylchlorid.
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Die dritte Komponente im Katalysator
der vorliegenden Erfindung ist TiCl4.
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Die vierte Komponente im Katalysator
der vorliegenden Erfindung ist VOCl3.
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Die fünfte Komponente der vorliegenden
Erfindung ist ein Alkylaluminiumalkoxid der Formel (R4)2AlOR5, worin R4 und R5 unabhängig voneinander
aus der aus C1-8-, bevorzugt C1-4-Alkylresten
bestehenden Gruppe ausgewählt
sind. Ein nützliches
Dialkylaluminiumalkoxid ist Diethylaluminiumethoxid.
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Die Komponenten des Katalysatorsystems
werden so vermischt, dass ein Molverhältnis Mg : (Ti + V) von 4 :
1 bis 8,0 : 1, bevorzugt von 6,0 : 1 bis 8,0 : 1; ein Molverhältnis zwischen
Aluminiumalkyl (Al1) und (Ti + V) von 0,9
: 1 bis 1,5 : 1, bevorzugt von 1 : 1 bis 1,3 : 1; ein Molverhältnis zwischen
(reaktivem) Halogenid und Mg von 1,9 : 1 bis 2,6 : 1, bevorzugt
von 1,9 : 1 bis 2,3 : 1; ein Molverhältnis zwischen Alkylaluminiumalkoxid
(Al2) und (Ti + V) von 2,0 : 1 bis 4 : 1,
bevorzugt von 3,0 : 1 bis 4,0 : 1; und ein Molverhältnis Ti
: V von 95 : 5 bis 70 : 30, bevorzugt 90 : 10 bis 75 : 25, bereitgestellt
wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung werden die Komponenten (i) bis (iv) bei Temperaturen von
20°C bis
100°C, bevorzugt
von 80°C
bis 100°C,
vermischt und bei dieser Temperatur für eine Zeitspanne von 0,5 bis
30 Minuten, bevor zugt von 5 bis 15 Minuten, gehalten oder getempert.
Dieses Vermischen und Tempern findet im Allgemeinen in einem kleinen
Reaktor (kontinuierlichen Rührreaktor "CSTR") statt, der dem Polymerisationsreaktor
vorgeschaltet ist. In Fall von Temperzeiten unter 5 Minuten kann
es "in-line" erfolgen (d. h.
in der Zufuhrleitung für
die Katalysator-Komponenten (i) bis (iv) zum Polymerisationsreaktor).
Dann kann der erhaltene Katalysator-Vorläufer mit Komponente (v) kombiniert
werden und mit einer Lösung
der Monomere in Kontakt gebracht werden, um unter den oben beschriebenen
Bedingungen zu polymerisieren. In einer alternativen Ausführungsform
wird der Katalysator-Vorläufer
mit einer Lösung
der Monomere und von Komponente (v) versetzt, und die Monomere werden
unter den wie oben dargelegten Bedingungen polymerisiert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung können
die Komponenten (i) bis (iv) in einer Zufuhrleitung zum Reaktor
vermischt werden ("In-line"-Vermischen von vier
Komponenten). In diesem Fall ist die Mischzeit kurz, typischerweise
0,5 bis 3 Minuten, und die Temperatur beträgt ungefähr 20°C bis ungefähr 50°C, im Allgemeinen weniger als
ungefähr
40°C. Die
vermischten Komponenten können
direkt dem Polymerisationsreaktor zugeführt werden, zu welchem Komponente
(v) direkt über
eine eigene Leitung zugeführt
wird. Die Komponenten (i) bis (iv) können einem CSTR zugeführt werden,
dem Komponente (v) zugeführt
wird, und das resultierende Gemisch kann gehalten und erhitzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform
kann Komponente (v) direkt der Mischleitung, die den Reaktor speist,
zugegeben werden ("In-line"-Vermischen von fünf Komponenten).
Beim "In-line"-Vermischen von fünf Komponenten
ist die Temperatur im Allgemeinen niedrig wie beim oben beschriebenen "In-line"-Vermischen von vier
Komponenten.
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Das Katalysatorsystem der vorliegenden
Endung wird im Verfahren der Erfindung ohne Abtrennung irgendeiner
Komponente des Katalysators eingesetzt. Im Speziellen werden weder
flüssige
noch feste Teile des Katalysators abgetrennt, bevor er dem Reaktor
zugeführt
wird. Zusätzlich
sind der Katalysator und seine Komponenten keine Aufschlämmungen.
Alle Komponenten sind leicht handzuhabende, lagerbare, stabile Flüssigkeiten.
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Das Lösungsmittel, das Monomer, Katalysator
oder Katalysatorkomponenten enthält,
und gegebenenfalls Wasserstoff werden dem Reaktor zugeführt und
reagieren bei guter Durchmischung für eine kurze Zeit, bevorzugt
weniger als 10 Minuten lang.
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Die Lösung, die den Polymerisationsreaktor
verlässt,
wird normalerweise behandelt, um jegliche in der Lösung zurückbleibende
Katalysatorrückstände zu deaktivieren.
Es ist eine Vielfalt von Katalysator-Deaktivatoren bekannt; Beispiele
umfassen Fettsäuren,
Erdalkalimetallsalze von aliphatischen Carbonsäuren und Alkoholen. Das Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel,
das für
den Deaktivator verwendet wird, ist bevorzugt dasselbe wie das Lösungsmittel,
welches im Polymerisationsprozess verwendet wird. Wird ein anderes
Lösungsmittel
verwendet, muss es mit dem Lösungsmittel,
das im Polymerisationsgemisch verwendet wird, verträglich sein
und darf zu keinen nachteiligen Effekten beim mit dem Polymerisationsprozess
verbundenen Lösungsmittel-Wiedergewinnungssystem
führen.
Das Lösungsmittel
kann dann vom Polymer abgedampft werden, welches anschließend in
Wasser extrudiert und in Pellets oder andere geeignete zerkleinerte
Formen geschnitten werden kann. Das rückgewonnene Polymer kann dann
mit gesättigetem
Dampf bei Atmosphärendruck
behandelt werden, um beispielsweise den Anteil an flüchtigen
Materialien zu verringern und die Farbe des Polymers zu verbessern.
Die Behandlung kann für
ungefähr
1 bis 6 Stunden ausgeführt
werden, wonach das Polymer für
1 bis 4 Stunden im Luftstrom getrocknet und gekühlt werden kann.
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Pigmente, Antioxidantien, UV-Absorber,
sterisch gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren und andere Additive
können
dem Polymer, entweder bevor oder nachdem das Polymer in Pellets
oder andere zerkleinerte Formen gebracht wurde, zugegeben werden.
Die Antioxidantien, die in die aus dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung erhaltenen Polymere eingebaut wurden, können, in
Ausführungsformen,
ein einzelnes Anti oxidans, z. B. ein sterisch gehindertes Phenol-Antioxidans,
oder ein Gemisch von Antioxidantien, z. B. ein sterisch gehindertes
Phenol-Antioxidans, kombiniert mit einem sekundären Antioxidans, z. B. Phosphit,
sein. Beide Arten von Antioxidantien sind in der Technik bekannt.
Zum Beispiel kann das Verhältnis
von Phenol-Antioxidans zu sekundärem
Antioxidans im Bereich von 0,1 : 1 bis 5 : 1 liegen, bei einer Gesamtmenge
an Antioxidans im Bereich von 200 bis 3000 ppm.
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Die vorliegende Efindung wird nun
anhand der folgenden nichteinschränkenden Beispiele beschrieben.
Sofern nicht anders angegeben, bedeuten Teile Gewichtsteile und
Prozent (%) Gew.-%. In den folgenden Beispielen war, sofern nicht
anders angegeben, die Verbindung, um Al' zu ergeben, Triethylaluminium; die
Magnesiumverbindung war n-Dibutylmagnesium; die Übergangsmetallverbindung war
TiCl4; die Vanadiumverbindung war VOCl3; die Halogenverbindung war t-Butylchlorid;
und die Verbindung, die Al2 ergab, war Diethylaluminiumethoxid.
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Die Daten in Beispiel 1 und 2 zeigen,
dass die Kombination von 75% Ti + 25% V (ohne Wärmebehandlung) das Molekulargewicht
des Polymers bei einer Polymerisationstemperatur von 140°C wesentlich
und bei 200 bis 230°C
unwesentlich erhöht.
Wenn jedoch der gemischte Katalysator aus 75% Ti + 25% V bei 100°C 10,9 Minuten
lang erhitzt wurde, wurde eine deutliche Erhöhung des gewichtsmittleren
Molekulargewichts von Homopolyethylen und der Ethylen/1-Octen-Copolymere
erzielt.