ES2256011T3 - Metodo de polimerizacion. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de polimerización que comprende combinar, en fase gas a una temperatura del reactor de 60ºC a 115ºC o en fase de suspensión como polimerización en forma de partículas a una temperatura de 85ºC a 110ºC, etileno y 1-hexeno o 1-buteno con un agente activante, un soporte y un compuesto representado por la fórmula general siguiente: en la que M es zirconio o hafnio, cada X es, independientemente, un grupo saliente aniónico, n es el estado de oxidación de M, m es la carga formal del ligando YZL, Y es un elemento del grupo 15, Z es un elemento del grupo 15, L es un elemento del grupo 15 o 16, R1 y R2 son, independientemente, un grupo hidrocarburo C1-20, un grupo que contiene un heteroátomo que tiene hasta 20 átomos de carbono, estaño, plomo, fósforo, R1 y R2 también pueden estar conectados entre sí, R3 no está presente o es hidrógeno, un grupo que contiene un átomo del grupo 14, un halógeno, un grupo que contiene un heteroátomo, R4 y R5 son, independientemente, un grupo arilo, ungrupo arilo sustituido, un grupo alquilo cíclico, un grupo alquilo cíclico sustituido, o un sistema de anillos múltiples, R6 y R7, independientemente, no están presentes o son hidrógeno, halógeno, heteroátomo, un grupo hidrocarbilo, o un grupo que contiene un heteroátomo, y en el que el reactor utilizado produce más de 227 kg de polímero/hora.
Description
Método de polimerización.
Esta invención se refiere a catalizadores de
polimerización de olefinas, que contienen un metal unido a al menos
dos átomos del grupo 15 y a su uso en fase gas o en suspensión para
producir poliolefinas.
La intensa comercialización de catalizadores de
metaloceno para olefinas (siendo los metalocenos compuestos
catalizadores de un metal de transición basados en
ciclopentadienilo) ha conducido a un interés muy extendido por el
diseño de catalizadores homogéneos no metalocénicos, en particular
para el uso en los procedimientos económicos en fase gas y en
suspensión. Este campo es más que una curiosidad académica, puesto
que los nuevos catalizadores no metalocénicos en fase gas o en
suspensión pueden proporcionar una vía más fácil, más económica a
productos actualmente disponibles y también pueden proporcionar
oportunidades de procedimientos que rebasan la capacidad de los
catalizadores de metaloceno en fase gas o en suspensión.
Los ligandos multidentados, aniónicos, de
heteroátomos han recibido la máxima atención en la catálisis no
metalocénica de poliolefinas. Entre las clases notables de ligandos
aniónicos bidentados que forman catalizadores activos de
polimerización están incluidas las series de ligandos
N-N^{-} y N-O^{-}. Entre los
ejemplos de estos tipos de catalizadores no metalocénicos figuran
amidopiridinas (Kempe, R., Aminopyridinato Ligands – New
Directions and Limitations, 80^{th} Canadian Society for
Chemistry Meeting, Windsor, Ontario, Canadá, 1-4 de
junio de 1997. Kempe, R. y otros, Inorg. Chem. 196, vol. 35, 6742).
Análogamente, han sido interesantes publicaciones recientes de
Jordan y otros, sobre catalizadores de poliolefinas basados en
hidroxiquinolinas (Bei, X., Swenson, D.C., Jordan, R.F.,
Organometallics, 1997, 16, 3282), aunque las actividades catalíticas
de los catalizadores de hidroxiquinolina de Jordan son bajas.
Schrock y otros, en la patente U.S. nº.
5.889.128, describen un procedimiento para la polimerización viva de
olefinas en solución usando inciadores, que tienen un átomo de un
metal y un ligando que tiene dos átomos del grupo 15 y un átomo del
grupo 16 o tres átomos del grupo 15. En particular, en los ejemplos
9 y 10 se describe la polimerización de etileno usando
{[NON]ZrMe}[MeB(C_{6}F_{5})_{3}] o
{[NON]ZrMe(PhNMe_{2})]}[B(C_{6}F_{5})_{4}].
El documento EP 893 454 A1 describe compuestos
amida de un metal de transición, sin soporte, usados en combinación
con agentes activantes para polimerizar olefinas en fase de
solución.
Para polimerizar etileno, Repo y otros,
(Macromolecules 1997, 30, 171-175) usaron dicloruro
de etilenbis(salicilideniminato)zirconio combinado con
metilalumoxano de metilo sobre soporte o en versiones sin
soporte.
Hay así necesidad en la técnica de procedimientos
en fase gas o en suspensión para producir poliolefinas usando nuevos
y diferentes sistemas de catalizadores sobre soporte.
Esta invención se refiere a una molécula
catalítica y un sistema de catalizador que comprende un soporte, un
agente activante y un compuesto catalizador de un metal.
En un aspecto, la invención se refiere a un
sistema de catalizador que comprende un soporte, un agente activante
y un compuesto catalizador de un metal que comprende un átomo de un
metal del grupo 3 al 14 unido a al menos un grupo saliente aniónico
y unido también a al menos dos átomos del grupo 15, de los que al
menos uno está unido también a un átomo del grupo 15 o 16 a través
de otro grupo que puede ser un grupo hidrocarburo
C_{1-20}, un grupo que contiene un heteroátomo,
silicio, germanio, estaño, plomo, fósforo o un halógeno, en el que
el átomo del grupo 15 o 16 puede estar unido también a nada o a un
hidrógeno, un grupo que contiene un átomo del grupo 14, un halógeno,
o un grupo que contiene un heteroátomo, y en el que cada uno de los
dos átomos del grupo 15 está también unido a un grupo cíclico y
opcionalmente puede estar unido a un hidrógeno, un halógeno, un
heteroátomo o un grupo hidrocarbilo, o un grupo que contiene un
heteroátomo.
Esta invención se refiere a la polimerización de
etileno y 1-hexeno o 1-buteno en
fase gas o en suspensión usando un sistema catalizador de
polimerización de olefinas que comprende un agente activante, un
soporte y un compuesto de un metal de transición representado por la
fórmula:
en la
que
M es zirconio o hafnio,
cada X es, independientemente, un grupo saliente
aniónico,
n es el estado de oxidación de M,
m es la carga formal del ligando YZL,
Y es un elemento del grupo 15,
Z es un elemento del grupo 15,
L es un elemento del grupo 15 o 16,
R^{1} y R^{2} son, independientemente, un
grupo hidrocarburo C_{1-20}, un grupo que contiene
un heteroátomo que tiene hasta 20 átomos de carbono, estaño, plomo,
fósforo,
R^{1} y R^{2} también pueden estar conectados
entre sí,
R^{3} no está presente o es hidrógeno, un grupo
que contiene un átomo del grupo 14, un halógeno, un grupo que
contiene un heteroátomo,
R^{4} y R^{5} son, independientemente, un
grupo arilo, un grupo arilo sustituido, un grupo alquilo cíclico, un
grupo alquilo cíclico sustituido, o un sistema de anillos múltiples,
y
R^{6} y R^{7}, independientemente, no están
presentes o son hidrógeno, halógeno, heteroátomo o un grupo
hidrocarbilo, o un grupo que contiene un heteroátomo.
Por "carga formal del ligando YZL" se
entiende la carga del ligando entero sin el metal y los grupos
salientes X.
Por "R^{1} y R^{2} también pueden estar
conectados entre sí" se entiende que R^{1} y R^{2} pueden
estar unidos directamente entre sí o pueden estar unidos entre sí a
través de otros grupos.
Preferiblemente, el agente activante es un
aluminio-alquilo, un alumoxano, un alumoxano
modificado, un anión no coordinante, un borano, un borato o una
combinación de ellos.
En otro aspecto, la invención se refiere a una
molécula catalítica que comprende un compuesto de un metal de
transición representado por la fórmula dada antes.
La presente invención se refiere a una molécula
catalítica (catalizador metálico) y a un sistema de catalizador que
comprende un soporte, un agente activante y un catalizador metálico.
El catalizador metálico presenta una sorprendente capacidad de ser
inmovilizado sobre un soporte, ser activado por un agente activante
y una robustez y una actividad sorprendentes cuando se inmoviliza
sobre el soporta y se activa. Más adelante se describe la molécula
de catalizador en sí haciendo referencia a su combinación con un
agente de activación.
En una realización preferente, el agente
activante se combina con un compuesto representado por la
fórmula
en la
que
M es zirconio o hafnio,
cada X es, independientemente, un grupo saliente
aniónico, preferiblemente hidrógeno, un grupo hidrocarbilo, un
heteroátomo o un halógeno,
n es el estado de oxidación de M, preferiblemente
+3, +4 o +5, preferiblemente +4,
m es la carga formal del ligando YZL,
preferiblemente 0, -1, -2 o -3, preferiblemente -2,
L es un elemento del grupo 15 o 16,
preferiblemente nitrógeno,
Y es un elemento del grupo 15, preferiblemente
nitrógeno o fósforo,
Z es un elemento del grupo 15, preferiblemente
nitrógeno o fósforo,
R^{1} y R^{2} son, independientemente, un
grupo hidrocarburo C_{1-20}, un grupo que contiene
un heteroátomo que tiene hasta un máximo de 20 átomos de carbono,
estaño, plomo, fósforo, preferiblemente un grupo hidrocarburo
C_{2-6}, preferiblemente un grupo alquilo
C_{2-20}, arilo o arilalquilo, preferiblemente un
grupo alquilo C_{2-20} lineal, ramificado o
cíclico, pudiendo también estar conectados entre sí R^{1} y
R^{2},
R^{3} no está presente o es un grupo
hidrocarburo, hidrógeno, un grupo que contiene un heteroátomo,
preferiblemente un grupo alquilo lineal, cíclico o ramificado que
tiene de 1 a 20 átomos de carbono, más preferiblemente, R^{3} no
está presente o es hidrógeno,
R^{4} y R^{5} son, independientemente, un
grupo arilo, un grupo arilo sustituido, un grupo alquilo cíclico, un
grupo alquilo cíclico sustituido, un grupo arilalquilo cíclico, un
grupo arilalquilo cíclico sustituido o un sistema de anillos
múltiples que, preferiblemente, tiene hasta 20 átomos de carbono,
preferiblemente entre 3 y 10 átomos de carbono, preferiblemente un
grupo hidrocarburo C_{1-20}, u grupo arilo
C_{1-20} o un grupo arilalquilo
C_{1-20}, y,
R^{6} y R^{7} independientemente, no están
presentes o son hidrógeno, halógeno, heteroátomo o un grupo
hidrocarbilo, preferiblemente un grupo alquilo lineal, cíclico o
ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono; más
preferiblemente, no están presentes.
Un grupo arilalquilo se define como un grupo
arilo sustituido.
En una realización preferente, L está unido a uno
de Y o Z, y uno de R_{1} o R_{2} está unido a L y no a Y o
Z.
En una realización alternativa, R^{1} y L no
forman un anillo heterocíclico.
En una realización preferente, R^{4} y R^{5}
son, independientemente, un grupo representado por la fórmula
siguiente:
siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que
cada uno de R^{8} a R^{12} es,
independientemente, hidrógeno, un grupo alquilo
C_{1-40}, un heteroátomo, un grupo que contiene un
heteroátomo y que contiene hasta 40 átomos de carbono,
preferiblemente un grupo alquilo C_{1-20} lineal o
ramificado, preferiblemente un grupo metilo, etilo, propilo o
butilo, pudiendo formar cualesquier dos grupos R un grupo cíclico
y/o un grupo heterocíclico. Los grupos cíclicos pueden ser
aromáticos. En una realización preferente, R^{9}, R^{10} y
R^{12} son, independientemente, un grupo metilo, etilo, propilo o
butilo; en una realización preferente, R^{9}, R^{10} y R^{12}
son grupos metilo y R^{8} y R^{11} son hidrógeno.
\newpage
En una realización particularmente preferente,
R^{4} y R^{5} son, ambos, un grupo representado por la siguiente
fórmula general:
En esta realización, preferiblemente, M es
zirconio o hafnio, muy preferiblemente es zirconio; cada uno de L, Y
y Z es nitrógeno; cada uno de R^{1} y R^{2} es
–CH_{2}-CH_{2}-; R^{3} es hidrógeno; y R^{6}
y R^{7} no están presentes.
Estos compuestos metálicos se preparan por
métodos bien conocidos en la técnica, tales como los descritos en la
patente U.S. nº. 5.889.128 y las referencias citadas en ella.
Una síntesis directa preferida de estos
compuestos implica hacer reaccionar el ligando neutro con
M^{n}X_{n} (M es zirconio o hafnio), n es el estado de oxidación
de M, X es un grupo aniónico, tal como un haluro), en un disolvente
no coordinador o débilmente coordinador, tal como éter, tolueno,
xileno, benceno, cloruro de metileno y/o hexano, u otro disolvente
que tiene un punto de ebullición superior a 60ºC, a
20-150ºC (preferiblemente a
20-100ºC), preferiblemente durante 24 horas o más;
tratar luego la mezcla con un exceso (tal como cuatro equivalentes)
de un agente de alquilación tal como bromuro de metilmagnesio en
éter. Las sales magnésicas se eliminan por filtración y el complejo
metálico se aísla por técnicas estándar.
En una realización preferente, esta invención se
refiere a un procedimiento para preparar un compuesto metálico, que
comprende hacer reaccionar un ligando neutro con un compuesto
representado por la fórmula M^{n}X_{n} (en la que M es zirconio
o hafnio, n es el estado de oxidación de M, X es un grupo saliente
aniónico) en un disolvente no coordinador o débilmente coordinador,
a 20ºC o más, preferiblemente entre 20ºC y 100ºC, tratar luego la
mezcla con un exceso de un agente de alquilación, y recuperar luego
el complejo metálico. En una realización preferente, el disolvente
tiene un punto de ebullición por encima de 60ºC, tal como éter,
tolueno, xileno, benceno, cloruro de metileno y/o hexano.
Esta invención se refiere además a un
procedimiento para preparar un aducto de un metal, que comprende
hacer reaccionar un ligando neutro con un compuesto representado por
la fórmula M^{n}X_{n} (en la que M es zirconio o hafnio, n es el
estado de oxidación de M, X es un halógeno) en un disolvente no
coordinador o débilmente coordinador, a 20ºC o más, preferiblemente
entre 20ºC y 100ºC y recuperar luego el aducto metálico.
Esta invención se refiere además al producto de
reacción de un ligando neutro que ha reaccionado con un compuesto
representado por la fórmula M^{n}X_{n} (en la que M es Zr o Hf,
n es el estado de oxidación de M, X es un grupo saliente aniónico)
en un disolvente no coordinador o débilmente coordinador, a 20ºC o
más, preferiblemente entre 20ºC y 100ºC.
En una realización preferente, el ligando neutro
está representado por la fórmula
en la
que
Y es un elemento del grupo 15, preferiblemente
nitrógeno o fósforo,
Z es un elemento del grupo 15, preferiblemente
nitrógeno o fósforo,
L es un elemento del grupo 15 o 16,
preferiblemente nitrógeno,
R^{1} y R^{2} son, independientemente, un
grupo hidrocarburo C_{1-20}, un grupo que contiene
un heteroátomo que tiene hasta 20 átomos de carbono, estaño, plomo,
fósforo,
R^{1} y R^{2} también pueden estar conectados
entre sí,
R^{3} no está presente, o es hidrógeno, un
grupo que contiene un átomo del grupo 14, un halógeno, un grupo que
contiene un heteroátomo,
R^{4} y R^{5} son, independientemente, un
grupo arilo, un grupo arilo sustituido, un grupo alquilo cíclico, un
grupo arilo cíclico sustituido o un sistema de múltiples
anillos,
R^{6} y R^{7}, independientemente, no están
presentes o son hidrógeno, halógeno, un heteroátomos o un grupo
hidrocarbilo, o un grupo que contiene un heteroátomo.
Preferiblemente, los compuestos de un metal de
transición descritos aquí se combinan con uno o más agentes
activantes para formar un sistema catalizador de polimerización de
olefinas. Entre los agentes activantes preferidos están incluidos
compuestos de alquil-aluminio (tales como cloruro de
dietilaluminio), alumoxanos, alumoxanos modificados, aniones no
coordinadores, aniones no coordinadores de metaloides o metales del
grupo 13, boranos, boratos, etc. Está dentro del ámbito de esta
invención el uso de alumoxano o alumoxano sustituido como agente
activante, y/o el uso de agentes activantes ionizantes, neutros o
iónicos, tales como tri(n-butil)amonio
tetraquis(pentafluorofenil)boro o un precursor
metaloide de trisperfluorofenilboro, que ionizan el compuesto
metaloceno neutro. Entre otros compuestos útiles están incluidos
trifenilboro, trietilboro, tetraetilborato de
tri-n-butilaminio, triarilborano,
etc. Entre otros compuestos útiles figuran también sales
aluminato.
Hay una variedad de procedimientos para preparar
alumoxano y alumoxanos modificados, de los que son ejemplos no
limitativos los descritos en las patentes U.S. n^{os}. 4.665.208,
4.952.540, 5.091.352, 5.206.199, 5.204.419, 4.874.734, 4.924.018,
4.908.463, 4.968.827, 5.308.815, 5.329.032, 5.248.801, 5.235.081,
5.157.137, 5.103.031, 5.391.793,
5.391.529, 5.693.838, 5.731.253 y 5.731.451, y las publicaciones europeas EP-A-0 561 476, EP-B1-0 279 586 y EP-A 0 594 218, y la publicación de PCT WO 94/10180.
5.391.529, 5.693.838, 5.731.253 y 5.731.451, y las publicaciones europeas EP-A-0 561 476, EP-B1-0 279 586 y EP-A 0 594 218, y la publicación de PCT WO 94/10180.
Los compuestos ionizantes pueden contener un
protón activo o algún otro catión asociado, pero no coordinado, o
coordinado sólo flojamente, al ión remanente del compuesto
ionizante. Tales compuestos y similares se describen en las
publicaciones europeas EP-A-0 570
982, EP-A-0 520 732,
EP-A-0 495 375,
EP-A-0 426.637,
EP-A-500 944,
EP-A-0 277 003 y
EP-A-0 277 004, y en las patentes
U.S. n^{os}. 5.153.157, 5.198.401, 5.066.741, 5.206.197,
5.241.025, 5.387.568, 5.384.299 y 5.502.124. Entre otros agentes
activantes están incluidos los descritos en la publicación de PCT WO
98/07515, tales como
tris(2,2',2''-nonafluorobifenil)-fluoroaluminato.
La invención contempla también combinaciones de agentes activantes,
por ejemplo, alumoxanos y agentes activantes ionizantes; véase, por
ejemplo, publicaciones de PCT WO 94/07928 y WO 95/14044, y las
patentes U.S. n^{os}. 5.153.157 y 5.453.410. A los fines de la
presente invención, se contemplan también como agentes activantes
procedimientos de activación tales como el uso de radiaciones y
similares.
Por lo general, el compuesto de metal de
transición y el agente activante se combinan en proporciones de
1000:1 a 0,5:1. En una realización preferente, el compuesto del
metal de transición y el agente activante se combinan en una
proporción de 300:1 a 1:1, preferiblemente de 10:1 a 1:1; para
boranos, boratos, aluminatos, etc., preferiblemente, la proporción
es de 1:1 a 10:1; y para compuestos alquíl-aluminio
(tales como cloruro de dietilaluminio combinado con agua),
preferiblemente, la proporción es de aproximadamente 0,5:1 a
aproximadamente 10:1.
Los catalizadores y sistemas de catalizadores
descritos en lo que antecede son adecuados para uso en el
procedimiento de polimerización de la invención. El procedimiento de
polimerización de la invención incluye el procedimiento en fase gas
o en suspensión, o una combinación de ellos.
En una realización, esta invención está dirigida
a reacciones de polimerización o copolimerización, en fase gas o en
suspensión, que implican la polimerización de un monómero o varios
monómeros que tienen de 2 a 30 átomos de carbono, preferiblemente de
2 a 12 átomos de carbono y, más preferiblemente, de 2 a 8 átomos de
carbono. La invención es particularmente adecuada para reacciones de
copolimerización que implican la polimerización de uno o más
monómeros olefínicos de etileno, propileno,
buteno-1, penteno-1,
4-metil-penteno-1,
hexeno-1, octeno-1,
deceno-1,
3-metil-penteno,
3,5,5-trimetil-hexeno-1
y olefinas cíclicas. O una combinación de ellos. Otros monómeros
pueden incluir los monómeros vinílicos, diloefinas tales como
dienos, polienos, norborneno, monómeros de norbornadieno.
Preferiblemente, se produce un copolímero de etileno, siendo el
comonómero al menos una alfa-olefina que tiene de 4
a 15 átomos de carbono, preferiblemente de 4 a 12 átomos de carbono,
más preferiblemente de 4 a 8 átomos de carbono y, muy
preferiblemente, de 4 a 7 átomos de carbono. En una realización
alternativa, se pueden polimerizar o copolimerizar, usando la
invención aquí descrita, las olefinas germinalmente sustituidas
descritas en el documento WO 98/37109.
En otra realización, se polimeriza etileno o
propileno con al menos dos diferentes comonómeros para formar un
terpolímero. Los comonómeros preferidos son una combinación de
monómeros de alfa-olefinas que tienen de 4 a 10
átomos de carbono, más preferiblemente de 4 a 8 átomos de carbono,
opcionalmente con al menos un monómero dieno. Entre los terpolímeros
preferidos están incluidas combinaciones tales como
etileno/buteno-1/hexeno-1,
etileno/propileno/buteno-1,
propileno/etileno/hexeno-1,
etileno/propileno/norborneno, etc.
En una realización particularmente preferente, el
procedimiento de la invención se refiere a la polimerización de
etileno y al menos un comonómero que tiene de 4 a 8 átomos de
carbono, preferiblemente de 4 a 7 átomos de carbono. En particular,
los comonómeros son buteno-1,
4-metil-penteno-1,
hexeno-1 y octeno-1, siendo el más
preferido hexeno-1 y/o buteno-1.
Típicamente, en un procedimiento de
polimerización en fase gas se emplea un ciclo continuo en el que, en
una parte del ciclo de un sistema de reactor, se calienta en el
reactor por el calor de polimerización una corriente de gas del
ciclo, denominada también corriente de reciclado o medio de
fluidización. Este calor se elimina de la composición de reciclado
en otra parte del ciclo mediante un sistema de enfriamiento externo
al reactor. Por lo general, en un procedimiento en fase gas en lecho
fluidizado para producir polímeros, se hace pasar continuamente una
corriente gaseosa que contiene uno o más monómeros a través del
lecho fluidizado en presencia de un catalizador en condiciones
reactivas. La corriente gaseosa se extrae del lecho fluidizado y
retorna al reactor. Simultáneamente, el producto polímero se saca
del reactor y se añade monómero fresco para reemplazar el monómero
polimerizado. (Véase, por ejemplo, las patentes U.S. n^{os}.
4.543.399, 4.588.790, 5.028.670. 5.317.036, 5.352.749, 5.405.922,
5.436.304, 5.453.471, 5.462.999, 5.616.661 y 5.668.228.
En un proceso en fase gas, la presión en el
reactor puede variar de aproximadamente 69 kPa a aproximadamente
3448 kPa, preferiblemente está en el intervalo de aproximadamente
690 kPa a aproximadamente 2759 kPa, preferiblemente en el intervalo
de aproximadamente 1379 kPa a aproximadamente 2759 kPa, más
preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 1724 kPa a
aproximadamente 2414 kPa.
La temperatura en el reactor en el procedimiento
en fase gas varía de 60ºC a 115ºC, más preferiblemente en el
intervalo de 70ºC a 110ºC y, muy preferiblemente, en el intervalo de
70ºC a 95ºC.
La productividad del catalizador del sistema
catalítico está influida por la presión parcial del monómero
principal. El porcentaje molar preferido del monómero principal,
etileno o propileno, preferiblemente etileno, es de aproximadamente
25 a 90% en moles, y la presión parcial del monómero está en el
intervalo de 517 kPa a aproximadamente 2069 kPa, que son condiciones
típicas en un procedimiento de polimerización en fase gas.
El reactor utilizado en la presente invención y
el procedimiento de la invención producen de más de 227 kg/h a
aproximadamente 90.900 kg/h de polímero o más, preferiblemente más
de 455 kg/h, más preferiblemente más de 4540 kg/h, aún más
preferiblemente más de 11.300 kg/h de polímero, incluso aún más
preferiblemente más de 15.900 kg/h, todavía más preferiblemente más
de 22.700 kg/h y, muy preferiblemente, de más de 29000 kg/h a no más
de 45.500 kg/h de polímero.
Entre otros procedimientos en fase gas
contemplados por la presente invención están incluidos los descritos
en las patentes U.S. n^{os}. 5.627.242, 5.665.818 y 5.677.375, y
en las publicaciones europeas EP-A-0
794 200, EP-A-0 802 202 y
EP-B-634 421.
Generalmente, un procedimiento de polimerización
en suspensión usa presiones en el intervalo de aproximadamente 1 a
aproximadamente 50 atmósferas e incluso más altas, y temperaturas en
el intervalo de 85ºC a 110ºC. En una polimerización en suspensión,
se forma una suspensión de polímero sólido en partículas en un medio
diluyente de polimerización al que se añaden etileno y comonómeros
y, frecuentemente, hidrógeno junto con el catalizador. La suspensión
que incluye el diluyente se elimina intermitente o continuamente del
reactor, en el que se separan los volátiles del polímero, y se
recicla al reactor, opcionalmente después de una destilación.
Típicamente, el diluyente líquido empleado en el medio de
polimerización es un alcano que tiene de 3 a 7 átomos de carbono,
preferiblemente un alcano ramificado. El medio empleado debe ser
líquido en las condiciones de polimerización y relativamente inerte.
Cuando se usa como medio propano, el procedimiento se debe realizar
por encima de la temperatura crítica y la presión del diluyente de
reacción. Preferiblemente, se emplea como medio hexano o
isobutano.
En una realización, se considera una técnica de
polimerización de la invención preferida, una polimerización en
forma de partículas, o un procedimiento en suspensión en el que la
temperatura se mantiene por debajo de la temperatura a la que el
polímero se disuelve. Tal método es bien conocido en la técnica y es
descrito, por ejemplo, en la patente U.S. nº. 3.248.179. La
temperatura preferida en el procedimiento en forma de partículas
está dentro del intervalo de 85ºC a 110ºC. Dos métodos de
polimerización preferidos para el procedimiento en suspensión son
los que emplean un reactor de espiral y los que utilizan unas
pluralidad de reactores con agitación en serie, en paralelo o
combinaciones de ambos. Entre los ejemplos no limitativos de
procedimientos en suspensión están los de espiral continua o en
tanque agitado. En la patente U.S. nº. 4.613.484 se describen
también otros ejemplos de procedimientos en suspensión.
En otra realización, el procedimiento en
suspensión se lleva a cabo continuamente en un reactor de espiral.
Se inyecta regularmente el catalizador como suspensión en isobutano
o como polvo de deslizamiento libre, a la espiral del reactor, que
está lleno con una suspensión en circulación de partículas de
polímero en crecimiento en un diluyente de isobutano que contiene
monómero y comonómero. Opcionalmente, se puede añadir hidrógeno
como control del peso molecular. El reactor se mantiene a una
presión de aproximadamente 3620 kPa a 4309 kPa y una temperatura
hasta de 104ºC dependiendo de la densidad del polímero deseada. El
calor de reacción se elimina a través de la pared de la espira,
puesto que gran parte del reactor está en forma de un tubo de doble
camisa. Se deja que la suspensión salga del reactor a intervalos
regulares o continuamente a un recipiente caliente a baja presión,
una secadora rotatoria y una columna de purga de nitrógeno,
secuencialmente, para eliminar el isobutano y la totalidad de
monómero y comonómeros sin reaccionar. El polvo exento de
hidrocarburos resultante se compone luego para uso en varias
aplica-
ciones.
ciones.
En una realización, el reactor usado en el
procedimiento en suspensión de la invención es capaz de producir de
acuerdo con la invención más de 907 kg/h de polímero, más
preferiblemente más de 2268 kg/h y, muy preferiblemente, más de 4540
kg/h. En otra realización, el reactor usado en el procedimiento de
la invención está produciendo más de 6804 kg/h, preferiblemente más
de 11.340 kg/h hasta 45.500 kg/h de polímero.
En otra realización del procedimiento en
suspensión de la invención, la presión total del reactor está en el
intervalo de 2758 kPa a 5516 kPa, preferiblemente de 3103 kPa a 4827
kPa, más preferiblemente de 3448 kPa a 4482 kPa, muy preferiblemente
de 3620 kPa a 4309 kPa.
En otra realización más del procedimiento en
suspensión de la invención, la concentración de etileno en el medio
líquido de la invención está en el intervalo de 1 a 10% en peso,
preferiblemente de 2 a 7% en peso, más preferiblemente de 2,5 a 6%
en peso, muy preferiblemente, de 3 a 6% en peso.
Un procedimiento de la invención preferido es
aquél en el que se opera en ausencia, o esencialmente exento, de
cualesquier secuestradores, tales como trietilaluminio,
trimetilaluminio, tri-isobutilaluminio y
tri-n-hexil-aluminio,
y cloruro de dietilaluminio, dibutilzinc, etc. Este procedimiento
preferido se describe en la publicación de PCT WO 96/08520 y la
patente U.S. nº. 5.712.352.
En otra realización preferente, el catalizador o
la totalidad de catalizadores se combina con hasta 10% en peso de un
estearato metálico (preferiblemente un estearato de aluminio, más
preferiblemente diestearato de aluminio) en relación al peso del
catalizador, cualquier soporte, y el estearato, preferiblemente 2 a
3% en peso. En una realización alternativa, se suministra al reactor
una solución del estearato metálico. En otra realización, el
estearato metálico se mezcla con el catalizador y se suministra
separadamente al reactor. Estos agentes se pueden mezclar con el
catalizador o se pueden suministrar al reactor en solución con o sin
el sistema de catalizador o sus componentes.
El catalizador y/o el agente activante se pueden
poner o depositar sobre un soporte, poner en contacto con el
soporte, incorporar dentro de un soporte o se puede hacer que el
soporte los adsorba o absorba. Típicamente, el soporte puede ser
cualquiera de los soportes sólidos porosos, incluidos los soportes
microporosos. Entre los materiales de soporte típicos están
incluidos talco; óxidos inorgánicos tales como sílice, cloruro
magnésico, alúmina, sílice-alúmina; soportes
polímeros tales como polietileno, polipropileno, poliestireno,
poliestireno reticulado, etc. Preferiblemente, el soporte se usa en
forma finamente dividida. Antes de usarlo, es preferible deshidratar
el soporte parcial o completamente. La deshidratación se puede hacer
físicamente por calcinación o por conversión química de parte o la
totalidad de los hidroxilos activos. Para más información sobre cómo
soportar los catalizadores, véase la patente U.S. nº. 4.808.561, que
describe cómo soportar un sistema de catalizador de metaloceno.
En una realización preferente, la olefina
recuperada tiene típicamente un índice de fusión, medido según ASTM
D-1238, Condición E, a 190ºC, de 3000 g/10 min o
menos. En una realización preferente, la poliolefina es homopolímero
o copolímero de etileno. En una realización preferente para ciertas
aplicaciones tales como películas, artículos moldeados, etc., se
prefiere un índice de fusión de 100 g/10 min o menos. Para algunas
películas y artículos moldeados se prefiere un índice de fusión de
10 g/10 min. En una realización preferente, el polímero producido
tiene un peso molecular de 200.000 daltons o más.
En una realización preferente, el sistema de
catalizador descrito se usa para hacer un polietileno que tiene una
densidad de entre 0,88 y 0,970 g/cm^{3} (medida según ASTM 2839),
un índice de fusión de 1,0 g/10 min o menos (según ASTM
D-1238, Condición E, a 190ºC). Preferiblemente se
produce polietileno que tiene un índice de fusión de entre 0,01 y 10
dg/min. En algunas realizaciones se preferiría una densidad de 0,915
a 0,940 g/cm^{3}, en otras realizaciones se prefieren densidades
de 0,930 a 0,960 g/cm^{3}.
Las poliolefinas se pueden transformar en
películas, artículos moldeados, hojas, alambre, revestimientos de
cables, etc. Las películas se pueden formar por cualquier método
conocido en la técnica, incluidos extrusión, coextrusión,
laminación, soplado y colada. La película se puede obtener por el
procedimiento de película plana o tubular, seguido de orientación en
una dirección uniaxial o en dos direcciones perpendiculares entre sí
en el plano de la película en cuantías iguales o diferentes. La
orientación puede ser de la misma cuantía en ambas direcciones o
puede ser diferente. Entre los métodos particularmente preferidos
para transformar los polímeros en películas están incluidas la
extrusión o coextrusión en una línea de película soplada o
colada.
Las películas producidas pueden contener además
aditivos tales como agentes de deslizamiento, antibloqueantes,
antioxidantes, pigmentos, cargas, agentes antiturbidez,
estabilizadores frente a la luz UV, antiestáticos, coadyuvantes para
procesar polímeros, lubricantes, tensioactivos, pigmentos,
colorantes y agentes nucleantes. Entre los aditivos preferidos están
incluidos dióxido de silicio, sílice sintética, dióxido de titanio,
polidimetilsiloxano, carbonato cálcico, estearatos de metales,
estearato cálcico, estearato de zinc, talco, sulfato bárico, tierra
de diatomeas, cera, negro de carbón, aditivos ignífugos, resinas de
bajo peso molecular, resinas de hidrocarburos, perlitas de vidrio,
etc. Los aditivos pueden estar presentes en cantidades típicamente
efectivas, bien conocidas en la técnica, tales como de 0,001% en
peso a 10% en peso.
La invención se refiere además a una relación de
una pluralidad de compuestos metálicos representados por la fórmula
dada antes. Esta relación se puede usar para la exploración paralela
simultánea de catalizadores combinando la relación con una o más
olefinas, preferiblemente con la finalidad de determinar las
capacidades relativas de diferentes compuestos.
Los pesos moleculares numérico y ponderal (Mn y
Mw) se midieron por cromatografía de penetración en gel en un
instrumento de GPC a 150ºC equipado con detectores diferenciales del
índice de refracción. Las columnas de GPC se calibraron con una
serie de patrones ajustados de polieastireno y los pesos moleculares
se calcularon usando los coeficientes de Mark Houwink para el
polímero en cuestión.
La densidad se midió de acuerdo con ASTM D
1505.
Los índices de fusión (MI) I_{2} e I_{21} se
midieron de acuerdo con ASTM D-1238, Condición E, a
190ºC.
La relación de índices de fusión (MIR) es la
relación de I_{21} a I_{2} determinada según ASTM
D-1238.
El porcentaje ponderal de comonómero se midió por
RMN con protón.
MWD = Mw/Mn.
Un matraz de 250 ml, de una boca, se cargó con
acetona (15 ml),
[H_{2}N(o-C_{6}H_{4}]_{2}O
(10,0 g, 50 mmol), polvo de Zn activado (25,0 g, 382 mmol) y ácido
acético glacial (100 ml). El matraz se cubrió con un diafragma de
goma, se conectó a un borboteador de aceite mediante una aguja y
luego se calentó a 60ºC durante 24 h, mientras que se agitaba
rápidamente. Después de enfriar a temperatura ambiente, la mezcla de
reacción se vertió sobre hielo (200 ml), amoniaco acuoso
concentrado (200 ml) y cloruro de metileno (150 ml). Se separaron
las capas y la capa acuosa se sometió a extracción con cloruro de
metileno (2 x 100 ml). La combinación de las capas de cloruro de
metileno se secó sobre MgSO_{4}. La eliminación del cloruro de
metilano en vacío dio el material en bruto como un aceite de color
naranja. El aceite se disolvió en acetona (150 ml) y se añadió HCl
conc. (10 ml). Al cabo de 1 min empezaron a formarse cristales
amarillos. La mezcla se dejó en reposo durante la noche y el sólido
cristalino incoloro se recogió por filtración, se lavó con acetona y
se secó durante la noche en vacío. Se añadió a este sólido una
mezcla de NaOH acuoso (100 ml, 10%) y éter (100 ml). La mezcla se
agitó hasta que se disolvió el sólido. Se separaron las capas y la
capa acuosa se sometió a extracción con éter (3 x 50 ml). Se
combinaron las capas orgánicas y la combinación se secó sobre
MgSO_{4}. Se añadió carbón activo antes de filtrar a través de un
lecho de celita. Se eliminó en vacío el éter, quedando un aceite
amarillo pálido (13,2 g, rend. de 93%).
RMN ^{1}H (C_{6}D_{6}) \delta 6,98 (t,
2), 6,63 (d, 2), 6,55 (t, 2), 4,14 (s anc, 2), 3,37 (m anc, 2), 0,89
(d, 12).
RMN ^{13}C (C_{6}D_{6}) \delta 144,8,
140,0, 125,1, 118,8, 117,1, 112,5, 44,4, 23,2.
Se disolvieron en pentano (40 ml)
[PrNH(o-C_{6}H_{4})]_{2}O (3,02 g, 10,6
mmol) y Zr(NMe_{2})_{4} (2,84 g, 10,6 mmol). La
solución se agitó a temperatura ambiente durante 3 h. Se eliminaron
en vacío todos los componentes volátiles, obteniéndose un aceite. A
este aceite se añadió tolueno (40 ml) y Me_{2}SiCl (2,9 g, 26,7
mmol). La solución adquirió rápidamente un color naranja brillante y
se dejó en reposo a temperatura ambiente durante 14 h. Se eliminaron
por filtración cantidades pequeñas de sólido y se añadió pentano (40
ml). La solución se enfrió a -25ºC durante 24 h. Se aisló por
filtración un sólido (4,11 g, 72%). Según espectroscopía de RMN de
^{1}H, estaba presente un equivalente de tolueno.
RMN ^{1}H (CD_{2}Cl_{2}, no se dan las
resonancias para el tolueno) \delta 7,67 (d, 2), 7,08 (t, 2), 6,83
(d, 2), 6,77 (t, 2), 4,66 (septete, 2), 1,52 (d, 12).
RMN ^{13}C (CD_{2}Cl_{2}, no se dan las
resonancias para tolueno) \delta 148,2, 143,4, 126,1, 117,7,
114,7, 113,8, 48,9, 20,0.
Análisis:
- calculado para C_{25}H_{30}Cl_{2}N_{2}OZr: C 55,95; H 5,63; N 5,22.
- hallado: C 55,84; H 5,61; N 5,27.
A 1,239 g de MAO (4,131 g de una solución al 30%
en peso en tolueno, Albemarle) y 4,274 g de tolueno en un matraz de
fondo redondo de 250 ml, se añadieron 0,037 g de
{[iPrN(o-C_{6}H_{3})]_{2}O}ZrCl_{2}\cdotC_{7}H_{8}.
La solución se agitó durante 15 min. Se añadieron 3,098 g de sílice
(Davison 948, calcinada a 800ºC) y seguidamente se mezcló. La
mezcla se secó durante la noche en vacío, obteniéndose 4,114 g de
catalizador acabado con una carga de 0,14 por ciento en peso de
zirconio y una relación Al/Zr de 310:1.
La polimerización se realizó en suspensión en un
reactor autoclave de 1 litro equipado con agitador mecánico, una
camisa exterior de agua para el control de la temperatura, una
entrada de diafragma y una tubería de purga, con un suministro
regulado de nitrógeno seco y etileno. Se secó el reactor y se
desgaseó a 160ºC. Se añadió isobutano como diluyente (400 ml), se
añadieron como secuestrador 35 ml de 1-hexeno y 0,4
ml de una solución de triisobutilaluminio al 25% en peso en hexano
usando una jeringa impermeable a gases. El reactor se calentó a
60ºC. Se añadieron 0,256 g del catalizador A acabado con presión de
etileno y el reactor se puso a una presión de etileno de 545 kPa. La
polimerización se continuó durante 30 min mientras que el reactor se
mantenía a 60ºC y 545 kPa con un flujo constante de etileno. La
reacción se paró enfriando rápidamente y aireando. No se recuperó
polímero.
A 1,902 g de MAO (6,340 g de una solución al 30%
en peso en tolueno, Albemarle) y 6,521 g de tolueno en un matraz de
fondo redondo de 250 ml, se añadieron 0,126 g de
{[(CD_{3})_{2}MeCN(o-C_{6}H_{3})]_{2}O}ZrCl_{2}.
La solución se agitó durante 15 min. Se añadieron 5,003 g de sílice
(Davison 948, calcinada a 600ºC) y seguidamente se mezcló. La
mezcla se secó durante la noche en vacío, resultando 6,869 de
catalizador acabado con una carga de 0,35% en peso de zirconio y una
relación Al/Zr de 123:1. Se preparó el
{[(CD_{3})_{2}MeCN(o-C_{6}H_{3})]_{2}O}ZrCl_{2}
de acuerdo con el método de Baumann, Journal of the American
Chemical Society, vol 119, pág. 3830, 1997.
La polimerización se realizó en suspensión en un
reactor autoclave de 2 litros equipado con agitador mecánico, una
camisa externa de agua para control de la temperatura, una entrada
de diafragma y una tubería de purga, con un suministro regulado de
nitrógeno seco y etileno. El reactor se secó y se desgaseó a 100ºC.
Se añadió hexano como diluyente (800 ml), se añadieron como
secuestrador 90 ml de 1-hexeno y 0,2 ml de una
solución de trietilaluminio al 25% en peso en heptano usando una
jeringa impermeable a gases. El reactor se calentó a 60ºC. Se
añadieron 0,400 g del catalizador B acabado con presión de nitrógeno
y el reactor se puso a una presión de etileno de 545 kPa. La
polimerización se continuó durante 30 min mientras que el reactor se
mantenía a 60ºC y 545 kPa con un flujo constante de etileno. La
reacción se paró enfriando rápidamente y aireando. Se recuperaron
8,8 g de copolímero de etileno-hexeno (MW = 281.799,
MWD = 4,68, 5,6% en peso de hexeno, actividad = 229 g de PE/mmol
de
cat.\cdotatm\cdoth).
cat.\cdotatm\cdoth).
A 2,034 g de MAO (6,783 g de una solución al 30%
en peso en tolueno, Albemarle) y 7,216 g de tolueno en un matraz de
fondo redondo de 250 ml, se añadieron 0,130 g de
{[(2,6-Me_{2}C_{6}H_{3})NCH_{2}CH_{2}]_{2}O}ZrCl_{2}.
La solución se agitó durante 15 min. Se añadieron 5,024 g de sílice
(Davison 948, calcinada a 800ºC) y seguidamente se mezcló. La
mezcla se secó durante la noche en vacío, resultando 7,131 de
catalizador acabado con una carga de 0,35% en peso de zirconio y una
relación Al/Zr de 127:1. Se sintetizó
{[(2,6-Me_{2}C_{6}H_{3})NCH_{2}CH_{2}]_{2}O}ZrCl_{2}
de acuerdo con el método de Aizenberg, Organometallics, vol. 17,
pág. 4795, 1998.
La polimerización se realizó como en el Ejemplo
4. 0,200 g del catalizador C acabado dieron 37,4 g de copolímero de
etileno-hexeno (MW = 2599900, MWD = 6,63, 5,6% en
peso de hexeno, actividad = 1950 g de PE/mmol de
cat\cdotatm\cdoth).
Un matraz Schlenk de un brazo, de 2 l, se cargó
con una barra de agitación magnética, dietilentriamina (23,450 g,
0,227 mmol), bromuro de mesitilo (90,51 g, 0,455 mol),
tris(dibencilidenacetona)dipaladio (1,041 g, 1,14
mmol),
2,2’-bis(difenilfosfino)-1,1’-binaftilo
(2,123 g, 3,41 mmol), t-butóxido sódico (65,535 g,
0,682 mol) y tolueno (800 ml). La mezcla de reacción se calentó a
95ºC y se agitó. Después de 4 días, la reacción había sido completa,
según lo reveló la espectroscopía de RMN con protón. Se eliminó todo
el disolvente en vacío y el residuo se disolvió en dietil éter (1
l). El éter se lavó tres veces con agua (1 l) y solución acuosa
saturada de NaCl (500 ml) y se secó sobre sulfato magnésico. La
eliminación del éter en vacío dio un aceite de color rojo que se
secó en vacío a 70ºC durante 12 h (71,10 g, rend. de 92%).
RMN ^{1}H \delta 6,83 (s, 4), 3,39 (s anc,
2), 2,86 (t, 4), 2,49 (t, 4), 2,27 (s, 12), 2,21 (s, 6), 0,68 (s
anc, 1).
RMN ^{13}C \delta 143,74, 131,35, 129,83,
129,55, 50,17, 48,56, 20,70, 18,51.
Se disolvieron 10,798 g de
[(2,4,6-Me_{3}C_{6}H_{2})NHCH_{2}CH_{2}]_{2}NH
(31,8 mmol) en 250 ml de tolueno en un matraz de fondo redondo de
500 ml. Se añadieron como sólido 7,411 g de ZrCl_{4} (31,8 mmol) y
la mezcla se calentó a 80ºC mientras que se agitaba durante 24 h. La
mezcla se enfrió a temperatura ambiente (se puede aislar por
filtración el producto insoluble {[(2,4,6-
Me_{3}C_{6}H_{2})NHCH_{2}CH_{2}]_{2}NH}ZrCl_{4}
y almacenarlo para uso posterior) y se añadieron a gotas, mientras
que se agitaba a lo largo de 30 min, 43,5 ml de MeMgBr (3,0 M en
éter, 130,3 mmol). La mezcla se agitó durante 60 min y seguidamente
se filtró para eliminar MgClBr. Se eliminaron el éter y el tolueno
en vacío y los sólidos se extrajeron con tolueno (200 ml). El
volumen de tolueno se redujo a 10 ml y se añadieron 250 ml de
penteno, lo que causó la precipitación de un sólido marrón claro. El
producto sólido se aisló por filtración, se lavó con 50 ml de
pentano frío y se secó en vacío (15,201 g, rend. de 86%).
RMN ^{1}H (C_{6}D_{6}, \delta) 6,98 (s,
2), 6,96 (s, 2), 3,32 (m, 2), 3,12 (m, 2), 2,54 (s, 6), 2,42 (s, 6),
2,36 (m, 4), 2,21 (s, 6), 1,16 (s, 1), 0,24 (s, 3), 0,07 (s, 3).
RMN ^{13}C (C_{6}D_{6}, \delta) 146,56,
136,07, 135,55, 134,23, 130,29, 129,98, 57,46, 51,27, 42,45, 39,63,
21,44, 19,39, 19,28.
Análisis:
- calculado para C_{24}H_{37}N_{3}Zr: C 62,83; H 8,13; N 9,16.
- hallado: C 62,91; H 8,02; N 9,04.
A 0,617 g de MAO (2,058 g de una solución al 30%
en peso en tolueno, Albemarle) y 3,009 g de tolueno en un matraz de
fondo redondo de 250 ml se añadieron 0,080 g de
{[(2,4,6-Me_{3}C_{6}H_{2})NCH_{2}CH_{2}]_{2}NH}ZrMe_{2}.
La solución se agitó durante 15 min y seguidamente se añadieron
3,000 g de sílice (Davison 948, calcinada a 800ºC); luego se
mezcló. La mezcla se secó durante la noche en vacío, obteniéndose
3,528 g de catalizador acabado con una carga de 0,43% en peso de
zirconio y una relación Al/Zr de 61:1.
La polimerización se realizó en suspensión en un
reactor autoclave de 1 litro equipado con agitador mecánico, una
camisa externa de agua para control de la temperatura, una entrada
de diafragma y una tubería de purga, con un suministro regulado de
nitrógeno seco y etileno. El reactor se secó y se desgaseó a 160ºC.
Se añadió isobutano (400 ml) como diluyente, y se añadieron 35 ml de
1-hexeno y 0,7 ml de una solución de
trioctilaluminio al 25% en peso en hexano como secuestrador, usando
una jeringa impermeable a gases. El reactor se calentó a 60ºC. Se
añadieron 0,078 g del catalizador D acabado con presión de nitrógeno
y el reactor se puso a una presión de etileno de 510 kPa. La
polimerización se continuó durante 30 min mientras que el reactor se
mantenía a 60ºC y 510 kPa con un flujo constante de etileno. La
reacción se paró enfriando rápidamente y aireando. Se recuperaron
59,2 g de copolímero de etileno-hexeno (MW =
578.900, MWD = 5,40, 11,8% en peso de hexeno, actividad = 6530 g de
PE/mmol de cat.\cdotatm\cdoth).
A 11,230 g de MAO (37,434 g de una solución al
30% en peso en tolueno, Abemarle) y 43,002 g de tolueno en un matraz
de fondo redondo de 500 ml, se añadieron 0,742 g de
{[(2,4,6-Me_{3}C_{6}H_{2})NCH_{2}CH_{2}]_{2}NH}ZrMe_{2}
(sintetizado de acuerdo con el procedimiento del Ejemplo 7). La
solución se agitó durante 15 min. Se añadieron 30,002 g de sílice
(Davison 948, calcinada a 600ºC) y seguidamente se mezcló. La mezcla
se secó durante la noche en vacío, obteniéndose 41,002 g de
catalizador acabado con una carga de 0,35% en peso de zirconio y una
relación de Al/Zr de 120:1.
Se usó el catalizador E descrito antes para los
estudios de copolimerización de etileno-hexeno
descritos seguidamente. Se usó un reactor de lecho fluido en fase
gas en continuo que operaba a una presión total de 2,07 MPa) y una
velocidad de gas de ciclo de 0,5 m/s para determinar la eficiencia
del catalizador, la capacidad para incorporar comonómero
(1-hexeno) y la capacidad del peso molecular. Las
propiedades del polímero eran las siguientes: 8,4% en peso de
hexeno, MI_{2} = 0,31, MI_{2} = 13,53, MIR = 43,65, densidad
0,9243 g/cm^{3}. En la Tabla 1 se presenta un resumen de los datos
del proceso.
Concentración de H_{2} (ppm) | 6451 |
Concentración de C (% molar) | 35,0 |
Concentración de hexeno (% molar) | 0,40 |
Relación H_{2}/C_{2} | 184,5 |
Relación C_{6}/C_{2} | 0,087 |
Temperatura del reactor (ºC) | 62,8 |
Peso medio del lecho (g) | 1891 |
Producción (g/h) | 315 |
Tiempo de permanencia (h) | 6,0 |
Productividad (g/g) - MB^{1} | 696 |
Productividad (g/g) - XRF^{2} | 1171 |
Total ciclos de utilización del lecho | 3,0 |
MB^{1} = Balance de materiales | |
XRF^{2} = fluorescencia de rayos X |
Claims (23)
1. Un procedimiento de polimerización que
comprende combinar, en fase gas a una temperatura del reactor de
60ºC a 115ºC o en fase de suspensión como polimerización en forma de
partículas a una temperatura de 85ºC a 110ºC, etileno y
1-hexeno o 1-buteno con un agente
activante, un soporte y un compuesto representado por la fórmula
general siguiente:
en la
que
M es zirconio o hafnio,
cada X es, independientemente, un grupo saliente
aniónico,
n es el estado de oxidación de M,
m es la carga formal del ligando YZL,
Y es un elemento del grupo 15,
Z es un elemento del grupo 15,
L es un elemento del grupo 15 o 16,
R^{1} y R^{2} son, independientemente, un
grupo hidrocarburo C_{1-20}, un grupo que contiene
un heteroátomo que tiene hasta 20 átomos de carbono, estaño, plomo,
fósforo,
R^{1} y R^{2} también pueden estar conectados
entre sí,
R^{3} no está presente o es hidrógeno, un grupo
que contiene un átomo del grupo 14, un halógeno, un grupo que
contiene un heteroátomo,
R^{4} y R^{5} son, independientemente, un
grupo arilo, un grupo arilo sustituido, un grupo alquilo cíclico, un
grupo alquilo cíclico sustituido, o un sistema de anillos
múltiples,
R^{6} y R^{7}, independientemente, no están
presentes o son hidrógeno, halógeno, heteroátomo, un grupo
hidrocarbilo, o un grupo que contiene un heteroátomo, y
en el que el reactor utilizado produce más de 227
kg de polímero/hora.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que cada X es, independientemente, hidrógeno, halógeno o un grupo
hidrocabilo.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que R^{1} y R^{2} son, independientemente, un grupo hidrocarburo
C_{1-6}.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que R^{1} y R^{2} son un grupo alquilo, arilo o arilalquilo
C_{1-20}.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que m es 0, -1, -2 o –3 y n es +3, +4 o +5.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que R^{3} no está presente o es hidrógeno o metilo.
7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que R^{4} y R^{5} son, independientemente, un grupo hidrocarburo
que tiene hasta 20 átomos de carbono.
8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que R^{4} y R^{5} son, independientemente, un grupo arilo o un
grupo arilalquilo.
9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que R^{4} y R^{5} son, independientemente, un grupo
arilalquilo.
10. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que R^{4} y R^{5} son, independientemente, un grupo
representado por la siguiente fórmula:
en la
que
cada uno de R^{8} a R^{12} es,
independientemente, hidrógeno, un grupo alquilo
C_{1-20}, un heteroátomo, o un grupo que contiene
un heteroátomo y que tiene hasta 40 átomos de carbono, y cualesquier
dos grupos R se pueden combinar para formar un grupo cíclico o un
grupo heterocíclico.
11. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que
R^{8} es metilo, etilo, propilo o butilo,
R^{9} es metilo, etilo, propilo o butilo,
R^{10} es metilo, etilo, propilo o butilo,
R^{11} es metilo, etilo, propilo o butilo,
R^{12} es metilo, etilo, propilo o butilo, o
cualquier combinación de ellos.
12. El procedimiento de la reivindicación 11, en
el que R^{9}, R^{10} y R^{11} son metilo y R^{8} y R^{11}
son hidrógeno.
13. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el agente activante comprende alumoxanos o alumoxanos
modificados.
14. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la olefina comprende etileno.
15. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el polímero producido tiene un peso molecular de 200.000
daltons o más.
16. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el compuesto de un metal de transición, el agente activante,
o ambos, se colocan sobre un soporte antes de ser puestos en la fase
gas o en suspensión.
17. El procedimiento de la reivindicación 16, en
el que el soporte es una poliolefina finamente dividida, talco o un
óxido de silicio, magnesia, óxido de titanio, alúmina o
sílice-alúmina.
18. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el compuesto de un metal de transición y el agente activante
se combinan, luego se colocan sobre un soporte y luego se ponen en
la fase gas o en suspensión.
19. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que se combina un estearato de un metal con el compuesto de metal
de transición, o el agente activante, o un soporte, o cualquier
combinación.
20. El procedimiento de la reivindicación 19, en
el que el estearato de un metal es un estearato de aluminio.
21. El procedimiento de la reivindicación 19, en
el que el estearato de aluminio es diestearato de aluminio.
22. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la temperatura del reactor de fase gas es de 70ºC a
110ºC.
23. Una película hecha con el polímero obtenido
por el procedimiento de la reivindicación 1.
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