BR112016025378B1 - Solução de haleto de magnésio, seu método de preparação e uso - Google Patents
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Abstract
solução de haleto de magnésio, seu método de preparação e uso. trata-se de uma solução de haleto de magnésio que é revelada. a solução de haleto de magnésio compreende um haleto de magnésio, um composto de titânio orgânico que contém oxigênio, um composto que contém hidroxila e um solvente orgânico. a solução de haleto de magnésio compreende adicionalmente um composto heterocíclico orgânico. o solvente orgânico é um hidrocarboneto e/ou um hidrocarboneto halogenado. o composto heterocíclico orgânico é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em um composto heterocíclico orgânico que contém enxofre, um composto heterocíclico orgânico que contém nitrogênio e um composto de epóxi orgânico. a solução de haleto de magnésio tem uma boa estabilidade e pode ser usada para preparar um catalisador para polimerização de olefina e reações de copolimerização. a matéria-prima da solução de haleto de magnésio é barata e fácil de ser obtida. o método de preparação é fácil de ser realizado, além de ser ambientalmente correto.
Description
[001] O presente pedido reivindica a prioridade dos pedidos de patente CN201410180571.8, CN201410176196.X e CN20141017 6117.5 depositados em 29 de abril de 2014, em que a sua totalidade é incorporada no presente documento a título de referência.
[002] A presente revelação se refere a uma solução de haleto de magnésio, a um método de preparação e ao uso dela.
[003] Com o desenvolvimento de tecnologia de polimerização de olefina, a pesquisa sobre o catalisador que é usado na reação de polimerização fez um grande progresso, dentre os quais o catalisador de alta eficiência mantém uma posição importante no campo de catalisador de poliolefina, em virtude de seu bom desempenho de polimerização e de suas técnicas de aplicação completamente desenvolvidas. Em particular, a produção e o desenvolvimento de resina de poliolefina com nova estrutura estão chamando a atenção de modo crescente e, desse modo, a exigência do desempenho geral do catalisador usado na reação de polimerização de olefina está se tornando altamente crescente. Por um lado, o catalisador deve se adaptar ao equipamento de produção e, por outro lado, a estrutura da resina produzida nele pode ser regulada e controlada. Após anos de pesquisa, foi demonstrado que os catalisadores de alta eficiência da série Mg-Ti podem atender à exigência.
[004] Atualmente, os catalisadores de alta eficiência da série Mg-Ti são preparados principalmente através de um método de dissolução e precipitação. Ou seja, um composto de magnésio é dissolvido em um solvente, e um catalisador correspondente pode ser obtido após a precipitação. Por exemplo, a patente JP 54-40293 revela que um composto de magnésio é dissolvido em um composto de titanato, as patentes JP 56-811 e JP 58-83006 revelam que um composto de magnésio é dissolvido em álcool, aldeído, amina ou compostos de ácido carboxílico, a patente JP 58-19307 revela que um composto de magnésio é dissolvido em um composto de fósforo orgânico e a patente JP 58-183708 revela que um composto de magnésio é dissolvido em um solvente misturado de um composto de epóxi orgânico e um composto de fósforo orgânico (um composto de éster de fosfato).
[005] As desvantagens do método de trituração podem ser superadas, de certa forma, pelo método de dissolução de composto de magnésio mencionado acima, mas ainda há várias desvantagens nesse método. A atividade do catalisador que é precipitado a partir da solução de composto de magnésio revelada pela patente JP 54-40293, patente JP 58-19307 e patente JP 58-183708, é relativamente baixa. Além disso, a atividade do catalisador cai aparentemente quando o tempo de polimerização é prolongado. Ademais, a densidade aparente do polímero obtido nele é relativamente baixa.
[006] Como um resultado, ainda há uma necessidade do catalisador de alta eficiência da série Mg-Ti com um bom desempenho geral e uma solução de haleto de magnésio usada para preparar o catalisador, de modo a aprimorar adicionalmente o efeito da técnica da reação de polimerização de olefina.
[007] Foi constatado, após experimentos repetidos, que uma solução de haleto de magnésio apropriada pode ser usada para preparar um catalisador de alta eficiência da série Mg-Ti, com um bom desempenho catalítico, que pode ser usado na reação de polimerização de olefina.
[008] A presente revelação tem como objetivo fornecer uma solução de haleto de magnésio. A condição de preparação da solução de haleto de magnésio é suave, e a matéria-prima é barata e fácil de ser obtida. A solução de haleto de magnésio pode ser usada para preparar um catalisador da série Mg-Ti, com um bom desempenho catalítico na reação de polimerização de olefina, tal como a reação de polimerização de etileno.
[009] A presente revelação fornece um método para preparar a solução de haleto de magnésio. A condição de preparação é suave e a sua taxa de utilização de equipamento é alta. O método é fácil de ser realizado, além de ser ambientalmente correto.
[010] A presente revelação fornece adicionalmente um uso da solução de haleto de magnésio mencionada acima.
[011] A presente revelação fornece uma solução de haleto de magnésio. A solução de haleto de magnésio compreende um haleto de magnésio, um composto de titânio orgânico que contém oxigênio, um composto que contém hidroxila e um solvente orgânico. A solução de haleto de magnésio compreende adicionalmente um composto heterocíclico orgânico. O solvente orgânico é um hidrocarboneto e/ou um hidrocarboneto halogenado . A solução de haleto de magnésio pode ser usada para preparar um catalisador para a reação de polimerização de olefina.
[012] De acordo com a presente revelação, um haleto de magnésio anidro de matéria-prima é preferencialmente um haleto de magnésio cristalino, que pode ter formato de cristal α, β ou Y. Na solução de haleto de magnésio, de acordo com a presente revelação, o haleto de magnésio está em um estado amorfo. Ou seja, de acordo com a presente revelação, a solução de haleto de magnésio não contém haleto de magnésio cristalino, que é uma vantagem proeminente da presente revelação. Em geral, o haleto de magnésio é difícil de ser absolutamente dissolvido no solvente orgânico e pelo menos parte do haleto de magnésio cristalino estaria contida no solvente orgânico, o que facilitaria a sua utilização eficaz. Durante a preparação do catalisador, o haleto de magnésio deve ser convertido em um estado amorfo, a partir de um estado cristalino, pelo qual o catalisador pode ter uma alta atividade. Foi constatado, após longos períodos de experimentos, que o haleto de magnésio anidro, no estado cristalino, pode ser totalmente dissolvido em alguns solventes orgânicos misturados específicos, de modo a formar uma solução amorfa de haleto de magnésio, que pode ser usada para preparar o catalisador para a reação de polimerização de olefina.
[013] De acordo com algumas modalidades, a solução de haleto de magnésio é composta de um haleto de magnésio, um composto de titânio orgânico que contém oxigênio, um composto que contém hidroxila, um solvente orgânico e um composto heterocíclico orgânico. O solvente orgânico é um hidrocarboneto e/ou um hidrocarboneto halogenado. Ou seja, a solução de haleto de magnésio é composta de haleto de magnésio e um solvente misturado que consiste em quatro solventes, isto é, o composto de titânio orgânico que contém oxigênio, o composto heterocíclico orgânico, o composto que contém hidroxila e o solvente orgânico.
[014] De acordo com a presente revelação, além dos cinco ingredientes essenciais mencionados acima, a solução de haleto de magnésio pode conter adicionalmente outro solvente orgânico . Por exemplo, o solvente orgânico pode ser selecionado a partir de um grupo que consiste em compostos de éster, cetona e amina. A quantidade de uso desses solventes orgânicos não deve afetar a fase líquida do produto final de solução de haleto de magnésio.
[015] De acordo com uma modalidade preferencial da presente revelação, o composto heterocíclico orgânico é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em um composto heterocíclico orgânico que contém enxofre, um composto heterocíclico orgânico que contém nitrogênio e um composto de epóxi orgânico.
[016] Preferencialmente, o composto heterocíclico orgânico que contém enxofre é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em um composto heterocíclico que contém enxofre de anel com 3 a 8 membros e um composto heterocíclico que contém enxofre que está em conexão paralela com um anel de benzeno para formar um anel condensado, preferencialmente pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em tiofeno, tiazol, isotiazol, benzotiofeno e 4,6-dimetilbenzotiofeno.
[017] Preferencialmente, o composto heterocíclico orgânico que contém nitrogênio é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em um composto heterocíclico que contém nitrogênio de anel com 3 a 8 membros e um composto heterocíclico que contém nitrogênio que está em conexão paralela com um anel de benzeno para formar um anel condensado, preferencialmente pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em pirrol, tiazol, imidazol, piridina, pirazina, pirimidina, piridazina, indol, quinolina e pteridina.
[018] De acordo com a presente revelação, o composto de epóxi orgânico pode ser um selecionado a partir de um grupo que consiste em olefina alifática com 2 a 8 átomos de carbono, diolefina, olefina alifática halogenada, óxido de diolefina, éter glicidílico e composto de éter interno. O composto de epóxi orgânico pode ser um composto de epóxi ternário, um composto de epóxi de 4 a 8 membros, um composto de epóxi único ou um composto de poliepóxi.
[019] O composto de epóxi orgânico é um composto de epóxi de 3 a 8 membros, preferencialmente um composto de epóxi de 3 membros, conforme mostrado na Fórmula (I): em que, na fórmula (I), R1 e R2 representam respectivamente H, ou C1-C10 hidrocarbila cíclica, ramificada, linear saturada ou insaturada ou C1-C10 hidrocarbila halogenada cíclica, ramificada, linear saturada ou insaturada.
[020] De acordo com a presente revelação, o composto de epóxi orgânico é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de butadieno (tal como monoepóxido de 1,3-butadieno), óxido duplo de butadieno, epicloridrina, éter glicidil metílico (tal como éter glicidil tritílico), éter diglicidílico e tetra-hidrofurano.
[021] De acordo com a presente revelação, a solução de haleto de magnésio não contém um composto de fósforo orgânico, especialmente um composto de éster de fosfato. Nesse caso, quando o produto a jusante for preparado com a solução de haleto de magnésio revelada, no presente documento, o fósforo residual não estará contido nela. Por isso, a qualidade do produto a jusante pode ser aprimorada e a poluição ambiental pode ser evitada. O composto de fósforo orgânico é uma matéria-prima comumente usada para preparar o catalisador de reação de polimerização de olefina. Entretanto, quando a solução de haleto de magnésio, fornecida no presente documento, for usada, o haleto de magnésio pode ser totalmente dissolvido no sistema de solvente orgânico, sem que o composto de fósforo orgânico seja introduzido. A solução de haleto de magnésio pode ser usada para preparar o catalisador de polimerização de olefina com bom desempenho catalítico, e a poluição ambiental pode ser reduzida. O composto de éster de fosfato é fosfato tributílico, fosfato tri-isobutílico, fosfato tripropílico, fosfato trietílico ou fosfato trimetílico.
[022] De acordo com a presente revelação, a solução de haleto de magnésio é formada pela dissolução do haleto de magnésio anidro em um solvente misturado que é composto pelo composto de titânio orgânico que contém oxigênio, o composto heterocíclico orgânico, o composto que contém hidroxila e o solvente orgânico.
[023] De acordo com uma modalidade preferencial da presente revelação, uma concentração molar de haleto de magnésio, na solução de haleto de magnésio, varia de 0,0001 mol/L a 20 mol/L, preferencialmente de 0,001 mol/L a 10 mol/L, mais preferencialmente, de 0,1 mol/L a 10 mol/L.
[024] De acordo com uma modalidade preferencial da presente revelação, medindo em per molar de haleto de magnésio, a solução de haleto de magnésio contém 0,01 mol a 2,0 mol do composto de titânio orgânico que contém oxigênio, preferencialmente 0,1 mol a 1,5 mol, mais preferencialmente, 0,5 mol a 1,5 mol. Especificamente, a solução de haleto de magnésio pode conter 0,01 mol, 0,05 mol, 0,10 mol, 0,15 mol, 0,20 mol, 0,30 mol, 0,40 mol, 0,50 mol, 0,60 mol, 0,70 mol, 0,80 mol, 0,90 mol, 1,0 mol, 1,2 mol, 1,4 mol, 1,6 mol, 1,8 mol ou 2,0 mol do composto de titânio orgânico que contém oxigênio.
[025] Medindo em per molar de haleto de magnésio, a solução de haleto de magnésio contém 0,01 mol a 10 mol do composto heterocíclico orgânico, preferencialmente 0,1 mol a 6,5 mol, mais preferencialmente, 0,5 mol a 5,0 mol. Especificamente, a solução de haleto de magnésio pode conter 0,01 mol, 0,1 mol, 0,5 mol, 1,0 mol, 1,5 mol, 2,0 mol, 2,5 mol, 3,0 mol, 3,5 mol, 4,0 mol, 4,5 mol, 5,0 mol, 5,5 mol, 6,0 mol, 6,5 mol, 7,0 mol, 7,5 mol, 8,0 mol, 8,5 mol, 9,0 mol, 9,5 mol ou 10 mol do composto heterocíclico orgânico.
[026] Medindo em per molar de haleto de magnésio, a solução de haleto de magnésio contém 0,01 mol a 20 mol do composto que contém hidroxila, preferencialmente 0,1 mol a 15 mol, mais preferencialmente, 0,5mola 10 mol. Especificamente, a solução de haleto de magnésio pode conter 0,01 mol, 0,1 mol, 0,5 mol, 1,0 mol, 1,5 mol, 2,0 mol, 2,5 mol, 3,0 mol, 3,5 mol, 4,0 mol, 4,5 mol, 5,0 mol, 5,5 mol, 6,0 mol, 6,5 mol, 7,0 mol, 7,5 mol, 8,0 mol, 8,5 mol, 9,0 mol, 9,5 mol, 10 mol, 12 mol, 14 mol, 16 mol, 18 mol ou 20 mol do composto que contém hidroxila.
[027] Através da seleção de solventes apropriados e de uma razão apropriada entre eles, o haleto de magnésio cristalino anidro pode ser totalmente dissolvido no solvente orgânico misturado, por onde a taxa de utilização de haleto de magnésio pode ser aprimorada, a quantidade de uso de solvente pode ser reduzida e, desse modo, o seu custo pode ser diminuído.
[028] De acordo com a presente revelação, uma fórmula do haleto de magnésio é MgX2, em que X é halogênio.
[029] De acordo com a presente revelação, a fórmula do composto de titânio orgânico que contém oxigênio é Ti(OR3) nX4-n, em que R3 representa C1-C2o hidrocarbila cíclica, ramificada, linear saturada ou insaturada, 0<n<4, e em que X é halogênio. Aqui, pode-se compreender que X, na fórmula MgX2 de haleto de magnésio, pode ser o mesmo ou diferente de X na fórmula Ti(OR3) nX4-n do composto de titânio orgânico que contém oxigênio.
[030] De acordo com a presente revelação, uma fórmula do composto que contém hidroxila é HOR4, em que R4 representa C1-C20 hidrocarbila cíclica, ramificada, linear saturada ou insaturada.
[031] De acordo com a presente revelação, o solvente hidrocarboneto é C3-C100 hidrocarboneto alifático saturado ou insaturado, linear, ramificado ou cíclico ou hidrocarboneto aromático, preferencialmente C4-C20 hidrocarboneto. O solvente hidrocarboneto halogenado é C3-C100 hidrocarboneto halogenado alifático saturado ou insaturado linear, ramificado, ou cíclico ou hidrocarboneto halogenado aromático, preferencialmente C4-C20 hidrocarboneto halogenado.
[032] Preferencialmente, o haleto de magnésio é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em cloreto de magnésio, brometo de magnésio e iodeto de magnésio. O composto de titânio orgânico que contém oxigênio é um composto de titanato, preferencialmente pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em titanato tetraetílico, titanato tetraisopropílico, titanato tetrabutílico e titanato tetraiso-octílico. O composto que contém hidroxila é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em alcoóis alifáticos, alcoóis aromáticos e fenóis, preferencialmente pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em metanol, etanol, isopropanol, n-butanol, n-hexanol, iso-octanol, álcoolbenzílico e álcoolfeniletílico. O solvente hidrocarboneto é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em benzeno, tolueno, xileno, n-butano, isobuteno, isopentano, n-pentano, n-hexano, ciclo-hexano, heptanos, octano e decano. O solvente hidrocarboneto halogenado é selecionado a partir de 1,2-dicloroetano e/ou clorobenzeno.
[033] A presente revelação fornece um método para preparar a solução de haleto de magnésio mencionada anteriormente, e o método compreende dissolver um haleto de magnésio anidro em um solvente misturado que é composto por um composto de titânio orgânico que contém oxigênio, um composto heterocíclico orgânico, um composto que contém hidroxila e um solvente orgânico de maneira uniforme. A ordem de adição de cada solvente não é, em geral, definida.
[034] De acordo com uma modalidade preferencial da presente revelação, o método compreende misturar o haleto de magnésio anidro com o composto de titânio orgânico que contém oxigênio, o composto heterocíclico orgânico e o composto que contém hidroxila de maneira uniforme (uma solução transparente pode ser obtida nesse momento) e misturar a solução com o solvente orgânico, de modo a obter a solução de haleto de magnésio.
[035] Durante o procedimento de preparação de solução de haleto de magnésio amorfa, a temperatura à qual o composto de magnésio, o composto heterocíclico orgânico, o composto de titânio orgânico que contém oxigênio, o composto que contém hidroxila, os solventes hidrocarboneto e hidrocarboneto halogenado entram em contato um com o outro depende da propriedade do reagente. Os reagentes são, em geral, misturados a uma temperatura relativamente alta, preferencialmente abaixo da temperatura de decomposição do reagente. A temperatura não é mais alta do que 200 oC, preferencialmente não é mais alta do que 150 oC. O tempo de dissolução depende da propriedade do reagente e da sua condição operacional. A dissolução deve proceder por um período de tempo até que uma solução completamente transparente possa ser obtida. O tempo, em geral, varia de 10 minutos a 24 horas, preferencialmente de 2 horas a 16 horas.
[036] De acordo com uma modalidade preferencial da presente revelação, no método mencionado acima, uma temperatura de mistura varia de 0 oC a 200 oC, preferencialmente de 20 oC a 150 oC e um tempo de mistura varia de 10 minutos a 24 horas, preferencialmente de 2 horas a 16 horas.
[037] Após o haleto de magnésio ser dissolvido, os solventes hidrocarboneto e/ou o hidrocarboneto halogenado, conforme definido acima, podem ser adicionadom à solução. A solução de haleto de magnésio pode ser regulada até uma certa concentração, de modo que possa ser preservada por um período de tempo relativamente longo.
[038] A presente revelação fornece adicionalmente um uso da solução de haleto de magnésio mencionada anteriormente na reação de polimerização de olefina. Por exemplo, a solução de haleto de magnésio pode ser usada para preparar um catalisador para reação de polimerização de olefina.
[039] De acordo com a presente revelação, a matéria-prima da solução de haleto de magnésio é barata e pode ser facilmente obtida. A solução de haleto de magnésio pode ser usada para preparar o catalisador da série Mg-Ti com um bom desempenho catalítico na reação de polimerização de olefina, por exemplo, reação de polimerização de etileno. O método de preparação da solução de haleto de magnésio, revelado no presente documento, tem as vantagens de operação conveniente, condição de uso suave, uma taxa de utilização de equipamento alta, além de ser ambientalmente correto.
[040] A presente revelação será ilustrada em detalhes, doravante, em referência aos exemplos específicos. Pode-se compreender que, os exemplos revelados no presente documento não são usados para restringir a presente revelação.
[041] Exemplo 1
[042] Uma solução de haleto de magnésio amorfa foi preparada: cloreto de magnésio anidro (4,75 g) foi adicionado a um solvente misturado, composto por titanato tetrabutílico (17,6 mL), tiofeno (4,0 mL), etanol anidro (5,6 mL) e tolueno (200 mL), e a solução misturada foi mantida a 60 oC e agitada por 8 horas, de modo a formar uma solução transparente.
[043] Exemplo 2
[044] Uma solução de haleto de magnésio amorfa foi preparada: cloreto de magnésio anidro (4,75 g) foi adicionado a um solvente misturado, composta por titanato tetrabutílico (17,6 mL), tiofeno (4,0 mL) e etanol anidro (5,6 mL). O hexano (100 mL) também foi adicionado a ela, e a solução misturada foi mantida a 60 oC e agitada por 8 horas, de modo a obter uma solução transparente de haleto de magnésio.
[045] Exemplo 3
[046] De acordo com o presente exemplo, o “etanol anidro (5,6 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 1, foi substituído por “n-butanol (11,6 mL),” enquanto outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 1.
[047] Exemplo 4
[048] De acordo com o presente Exemplo, o “titanato tetrabutílico (17,6 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 1, foi substituído por “titanato tetraetílico (13 mL),” e o seu “tiofeno (4,0 mL)” foi substituído por “benzotiofeno (8,0 mL).” Outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 1.
[049] Exemplo 5
[050] De acordo com o presente Exemplo, o “tiofeno (4,0 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 1, foi substituído por “tiazol (3,6 mL),” enquanto outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 1.
[051] Exemplo 6
[052] O cloreto de magnésio anidro (2,4 g) foi adicionado a um solvente misturado, composto por titanato tetrabutílico (8,8 mL), tiofeno (2,0 mL), etanol anidro (2,2 mL) e tolueno (50 mL), e a solução misturada foi mantida a 60 oC e agitada, de modo a formar uma solução transparente. O tolueno (100 mL) também foi adicionado a ela para obter uma solução de haleto de magnésio.
[053] Exemplo 7
[054] Uma solução de haleto de magnésio amorfa é preparada: cloreto de magnésio anidro (4,75 g) foi adicionado a um solvente misturado, composto por titanato tetrabutílico (17,6 mL), piridina (4,0 mL), etanol anidro (4,4 mL) e tolueno (200 mL), e a solução misturada foi mantida a 60 oC e agitada por 6 horas, de modo a formar uma solução transparente.
[055] Exemplo 8
[056] Uma solução de haleto de magnésio amorfa é preparada: cloreto de magnésio anidro (4,75 g) foi adicionado a um solvente misturado, composto por titanato tetraiso-octílico (30,5 mL) , piridina (4,0 mL) e etanol anidro (4,4 mL), e a solução misturada foi mantida a 30 oC e agitada, de modo a obter uma solução transparente uniforme. O hexano (50 mL) também foi adicionado a ela, e a solução misturada foi mantida a 30 oC e agitada por 10 horas, de modo a obter uma solução transparente de haleto de magnésio.
[057] Exemplo 9
[058] De acordo com o presente exemplo, o “etanol anidro (4,4 mL) ” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 7, foi substituído por “álcool benzílico (10,4 mL),”enquanto outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 7.
[059] Exemplo 10
[060] De acordo com o presente Exemplo, a “piridina (4,0 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 7, foi substituída por “pirrol (3,5 mL),” enquanto outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 7.
[061] Exemplo 11
[062] De acordo com o presente Exemplo, a “piridina (4,0 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 7, foi substituída por “quinolina (5,9 mL), ” enquanto outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 7.
[063] Exemplo 12
[064] De acordo com o presente Exemplo, o “titanato tetrabutílico (17,6 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 7, foi substituído por “titanato tetraetílico (10,9 mL),” e sua “piridina (4,0 mL)” foi substituída por “piridina (6,0 mL).” Outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 7.
[065] Exemplo 13
[066] O cloreto de magnésio anidro (2,4 g) foi adicionado a um solvente misturado, composto por titanato tetrabutílico (8,8 mL), piridina (3,0 mL), etanol anidro (2,8 mL) e tolueno (50 mL), e a solução misturada foi mantida a 60 °C e agitada, de modo a formar uma solução transparente. O tolueno (100 mL) também foi adicionado a ela para obter uma solução de haleto de magnésio.
[067] Exemplo 14
[068] Uma solução de haleto de magnésio amorfa foi preparada: cloreto de magnésio anidro (4,75 g) foi adicionado a um solvente misturado, composto por titanato tetrabutílico (17,6 mL), epicloridrina (4,0 mL), etanol anidro (4,4 mL) e tolueno (100 mL), e a solução misturada foi mantida a 60 °C e agitada por 6 horas, de modo a formar uma solução transparente.
[069] Exemplo 15
[070] De acordo com o presente Exemplo, o “tolueno (100 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 14, foi substituído por "clorobenzeno (50 mL),” enquanto outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 14.
[071] Exemplo 16
[072] De acordo com o presente Exemplo, o “etanol anidro (4,4 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 14, foi substituído por “iso-octanol (15,6 mL),” enquanto outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 14.
[073] Exemplo 17
[074] De acordo com o presente Exemplo, o “etanol anidro (4,4 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 14, foi substituído por “etanol anidro (5,6 mL),” enquanto outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 14.
[075] Exemplo 18
[076] De acordo com o presente Exemplo, a “epicloridrina (4,0 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 14, foi substituída por “éter glicidil tritílico (15,8 g),” enquanto outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 14.
[077] Exemplo 19
[078] De acordo com o presente Exemplo, a “epicloridrina (4,0 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 14, foi substituída por “monoepóxido de 1,3-butadieno (3,5 g),” enquanto outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 14.
[079] Exemplo 20
[080] De acordo com o presente Exemplo, o “titanato tetrabutílico (17,6 mL),” no método de preparação da solução de haleto de magnésio amorfa, no Exemplo 14, foi substituído por “titanato tetraetílico (12.1 mL),” sua “epicloridrina (4,0 mL)” foi substituída por “tetra-hidrofurano (4,2 mL),” e “60 oC” foi alterado para ser “40 oC.” Outras condições foram as mesmas daquelas no Exemplo 14.
[081] Exemplo 21
[082] O cloreto de magnésio anidro (2,4 g) foi adicionado a um solvente misturado, composto por titanato tetrabutílico (8,8 mL), epicloridrina (2,0 mL), etanol anidro (2,2 mL) e tolueno (50 mL), e a solução misturada foi mantida a 60 °C e agitada, de modo a formar uma solução transparente. O tolueno (100 mL) também foi adicionado a ela para obter uma solução de haleto de magnésio.
[083] Exemplo Comparativo 1
[084] As etapas operacionais foram as mesmas daquelas no Exemplo 1, exceto que o titanato tetrabutílico não foi adicionado a elas. Uma mistura de sólido e líquido pôde ser obtida. Ou seja, o cloreto de magnésio não pôde ser completamente dissolvido.
[085] Exemplo Comparativo 2
[086] As etapas operacionais foram as mesmas daquelas no Exemplo 7, exceto que o etanol anidro não foi adicionado a elas. Uma mistura de sólido e líquido pôde ser obtida. Ou seja, o cloreto de magnésio não pôde ser completamente dissolvido.
[087] Exemplo Comparativo 3
[088] As etapas operacionais foram as mesmas daquelas no Exemplo 14, exceto que a epicloridrina não foi adicionada a elas. Uma mistura de sólido e líquido pôde ser obtida. Ou seja, o cloreto de magnésio não pôde ser completamente dissolvido.
[089] Exemplo 22
[090] Um catalisador foi preparado. A temperatura da solução de haleto de magnésio amorfa, obtida no Exemplo 6, foi reduzida para -20 oC, e o tetracloreto de titânio (30 mL) foi adicionado gota a gota a ela, lentamente, com uma bureta. A temperatura da solução foi mantida a -20 oC, e a reação procede por meia hora. A sua temperatura foi, então, elevada a 50 oC, e a reação procedeu por 4 horas. Por último, a temperatura da solução foi elevada a 90 oC, e a reação procedeu por outras 3 horas, de modo a obter uma suspensão de catalisador. A suspensão de catalisador permaneceu por um período de tempo para precipitação. A suspensão de catalisador foi lavada por quatro vezes com tolueno, e uma quantidade de uso de tolueno foi de 50 mL por cada vez. Então, a suspensão de catalisador foi lavada por duas vezes com hexano, e uma quantidade de uso de hexano foi de 50 mL por cada vez. A suspensão de catalisador foi soprada e seca com nitrogênio de alta pureza a uma temperatura de banho que é de 65oC, de modo a obter um pó dispersível sólido esbranquiçado, e um tamanho de partícula médio do pó foi 7,53 μm. Os resultados de análise elementares foram mostrados conforme a seguir: Ti, 11,25 % em peso; e Mg, 18,77 % em peso.
[091] O desempenho do catalisador foi medido. O hexano (1 L), o trietilalumínio (1 mmol) e uma certa quantidade de catalisador foram adicionados a um tanque de agitação de aço inoxidável (2 L), e a temperatura no tanque foi elevada a 80 oC. O hidrogênio (0,18 MPa) foi adicionado ao tanque uma vez, e a pressão total do sistema foi mantida a 0,73 MPa com etileno, de modo que a reação de polimerização pudesse proceder. Após a reação ter procedido por 2 horas, o suprimento de etileno foi interrompido, e a temperatura e a sua pressão foram, ambos, reduzidos. O pó de polietileno foi ponderado, e uma atividade do catalisador foi calculada. Uma densidade aparente (BD) do pó de polietileno e um índice de fluidez (MI2,16) dele, sob uma carga de 2,16 Kg, foram medidos. Os resultados foram mostrados na Tabela 1.
[092] Exemplo 23
[093] Um catalisador foi preparado. A etapa operacional foi a mesma daquela no Exemplo 22, exceto que o haleto de magnésio amorfo obtido no Exemplo 6 foi substituído pelo haleto de magnésio amorfo obtido no Exemplo 13. Um pó dispersível sólido esbranquiçado pôde ser obtido, e um tamanho de partícula médio do pó foi 12,18 μm. Os resultados de análise elementares foram mostrados conforme a seguir: Ti, 15,33% em peso; e Mg, 12,54% em peso.
[094] O desempenho do catalisador pôde ser medido de acordo com o método revelado no Exemplo 22, e os resultados foram mostrados na Tabela 1.
[095] Exemplo 24
[096] Um catalisador foi preparado. As etapas operacionais foram as mesmas daquelas no Exemplo 22, exceto que o haleto de magnésio amorfo obtido no Exemplo 6 foi substituído pelo haleto de magnésio amorfo obtido no Exemplo 21. Um pó dispersível sólido esbranquiçado pôde ser obtido, e um tamanho de partícula médio do pó foi 3,48 μm. Os resultados de análise elementares foram mostrados conforme a seguir: Ti, 9,82% em peso; e Mg, 15,42% em peso.
[097] O desempenho do catalisador pôde ser medido de acordo com o método revelado no Exemplo 22, e os resultados foram mostrados na Tabela 1. Tabela 1
[098] Pode-se observar, a partir da Tabela 1, que o catalisador que é preparado com a solução de haleto de magnésio, revelada no presente documento, mostra uma alta atividade catalítica na reação de polimerização de olefina. Ademais, a densidade aparente e o índice de fluidez do catalisador que é preparado com a solução de haleto de magnésio, revelados no presente documento, podem, ambos, ser regulados de acordo com as necessidades reais, de modo a obter um valor adequado.
[099] Outras soluções de haleto de magnésio, preparadas nos Exemplos mencionados acima 1 a 21 (isto é, as soluções de haleto de magnésio, exceto aquelas preparadas nos Exemplos 6, 13, e 21), foram usadas para preparar o catalisador para a reação de polimerização de olefina e os seus desempenhos foram consequentemente medidos. Os resultados catalíticos foram similares àqueles mostrados na Tabela 1, e os seus dados específicos não foram mostrados no presente documento a título de concisão.
[0100] Deve-se observar que os Exemplos mencionados acima são usados para ilustração, ao contrário de restringir a presente revelação. A presente revelação é descrita em detalhes, em referência aos exemplos específicos. Entretanto, as expressões usadas no presente documento são descritivas e ilustrativas, ao contrário de serem restritivas. A presente revelação pode ser corrigida dentro do escopo e do espírito das reivindicações. A presente revelação não é limitada pelos métodos específicos, materiais e exemplos revelados no presente documento, mas pode cobrir todos os métodos e aplicações com as mesmas funções.
Claims (19)
1. Solução de haleto de magnésio caracterizada pelo fato de que a solução de haleto de magnésio compreende um haleto de magnésio, um composto de titânio orgânico que contém oxigênio, um composto que contém hidroxila e um solvente orgânico; em que a solução de haleto de magnésio compreende adicionalmente um composto heterocíclico orgânico; e em que o solvente orgânico é um hidrocarboneto e/ou um hidrocarboneto halogenado; em que a solução de haleto de magnésio não contém composto de fósforo orgânico.
2. Solução de haleto de magnésio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto heterocíclico orgânico é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em um composto heterocíclico orgânico que contém enxofre, um composto heterocíclico orgânico que contém nitrogênio e um composto de epóxi orgânico.
3. Solução de haleto de magnésio, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o composto heterocíclico orgânico que contém enxofre é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em um composto heterocíclico que contém enxofre de anel com 3 a 8 membros e um composto heterocíclico que contém enxofre, que está em conexão paralela com um anel de benzeno para formar um anel condensado, preferencialmente pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em tiofeno, tiazol, isotiazol, benzotiofeno e 4,6- dimetilbenzotiofeno.
4. Solução de haleto de magnésio, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o composto heterocíclico orgânico que contém nitrogênio é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em um composto heterocíclico que contém nitrogênio de anel com 3 a 8 membros e um composto heterocíclico que contém nitrogênio que está em conexão paralela com um anel de benzeno para formar um anel condensado, preferencialmente pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em pirrol, tiazol, imidazol, piridina, pirazina, pirimidina, piridazina, indol, quinolina e pteridina.
6. Solução de haleto de magnésio, de acordo com a reivindicação 2 ou 5, caracterizada pelo fato de que o composto de epóxi orgânico é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de butadieno, óxido duplo de butadieno, epicloridrina, éter glicidil metílico, éter diglicidílico e tetra- hidrofurano.
7. Solução de haleto de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a solução de haleto de magnésio não contém um composto de éster de fosfato.
8. Solução de haleto de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a solução de haleto de magnésio é formada pela dissolução de um haleto de magnésio anidro em um solvente misturado que é composto pelo composto de titânio orgânico que contém oxigênio, pelo composto heterocíclico orgânico, pelo composto que contém hidroxila e pelo solvente orgânico.
9. Solução de haleto de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que uma concentração molar de haleto de magnésio na solução de haleto de magnésio varia de 0,0001 mol/L a 20 moles/L, preferencialmente de 0,001 mol/L a 10 moles/L, mais preferencialmente de 0,1 mol/L a 10 moles/L.
10. Solução de haleto de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a medição por mol de haleto de magnésio, em que a solução de haleto de magnésio contém o composto de titânio orgânico que contém oxigênio a 0,01 mol a 2,0 moles, preferencialmente 0,1 mol a 1,5 mol, o composto heterocíclico orgânico contém 0,01 mol a 10 moles, preferencialmente 0,1 mol a 6,5 moles e em que o composto contém hidroxila a 0,01 mol a 20 mol, preferencialmente 0,1 mol a 15 moles.
11. Solução de haleto de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que uma fórmula do haleto de magnésio é MgX2, em que X é halogênio; e em que uma fórmula do composto de titânio orgânico que contém oxigênio é Ti(OR3)nX4-n, em que R3 representa C1-C20 hidrocarbila cíclica, ramificada, linear, saturada ou insaturada, 0<n<4 e em que X é halogênio.
12. Solução de haleto de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que uma fórmula do composto que contém hidroxila é HOR4, em que R4 representa C1-C20 hidrocarbila cíclica, ramificada, linear, saturada ou insaturada; em que o solvente hidrocarboneto é C3-C100 hidrocarboneto alifático cíclico, ramificado, linear, saturado ou insaturado ou hidrocarboneto aromático, preferencialmente C4-C20 hidrocarboneto; e em que o solvente hidrocarboneto halogenado é C3-C100 hidrocarboneto halogenado alifático cíclico, ramificado, linear, saturado ou insaturado ou hidrocarboneto halogenado aromático, preferencialmente C4-C20 hidrocarboneto halogenado.
13. Solução de haleto de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que o haleto de magnésio é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em cloreto de magnésio, brometo de magnésio e iodeto de magnésio; em que o composto de titânio orgânico que contém oxigênio é composto de titanato, preferencialmente pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em titanato tetraetila, titanato tetraisopropila, titanato tetrabutila e titanato tetraiso-octila; em que o composto que contém hidroxila é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em alcoóis alifáticos, alcoóis aromáticos e fenóis, preferencialmente pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em metanol, etanol, isopropanol, n-butanol, n-hexanol, iso-octanol, álcool benzílico e álcool feniletílico; em que o solvente hidrocarboneto é pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em benzeno, tolueno, xileno, n-butano, isobuteno, isopentano, n- pentano, n-hexano, ciclo-hexano, heptanos, octano e decano; e em que o solvente hidrocarboneto halogenado é selecionado a partir de 1, 2-dicloroetano e/ou clorobenzeno.
14. Solução de haleto de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que a solução de haleto de magnésio contém adicionalmente pelo menos um selecionado a partir de um grupo que consiste em compostos de éster, cetona e amina.
15. Método para preparar a solução de haleto de magnésio, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende dissolver um haleto de magnésio anidro em um solvente misturado que é composto de um composto de titânio orgânico que contém oxigênio, um composto heterocíclico orgânico, um composto que contém hidroxila e um solvente orgânico de maneira uniforme.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende misturar o haleto de magnésio anidro com o composto de titânio orgânico que contém oxigênio, o composto heterocíclico orgânico e o composto que contém hidroxila, de maneira uniforme, e, então, misturar uma solução obtida nele com o solvente orgânico, de modo a obter a solução de haleto de magnésio.
17. Método, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que uma temperatura de mistura varia de 0 oC a 200 oC, preferencialmente de 20 oC a 150 oC; e em que um tempo de mistura varia de 10 minutos a 24 horas, preferencialmente de 2 horas a 16 horas.
18. Uso da solução de haleto de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que é usado em reação de polimerização de olefina.
19. Uso da solução de haleto de magnésio, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a solução de haleto de magnésio é usada para preparar um catalisador para reação de polimerização de olefina.
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