DE1240668B - Process for the production of solid, high molecular weight poly-alpha-olefins - Google Patents

Process for the production of solid, high molecular weight poly-alpha-olefins

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DE1240668B
DE1240668B DE1962E0023545 DEE0023545A DE1240668B DE 1240668 B DE1240668 B DE 1240668B DE 1962E0023545 DE1962E0023545 DE 1962E0023545 DE E0023545 A DEE0023545 A DE E0023545A DE 1240668 B DE1240668 B DE 1240668B
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solid
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lithium
aluminum
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Hugh John Hagemeyer Jun
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Eastman Kodak Co
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Eastman Kodak Co
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

C08fC08f

Deutsche Kl.: 39 c - 25/01 German class: 39 c - 25/01

Nummer: 1240 668Number: 1240 668

Aktenzeichen: E 23545 IV d/39 cFile number: E 23545 IV d / 39 c

Anmeldetag: 20. September 1962 Filing date: September 20, 1962

Auslegetag: 18. Mai 1967Open date: May 18, 1967

Es ist bekannt, daß man bei der katalytischen Polymerisation von «-Olefinen Polymere erzeugen kann, die sehr unterschiedliche Eigenschaften und ein sehr unterschiedliches physikalisches Verhalten zeigen, die in großem Ausmaße von dem Katalysatorsystem und den Verfahrensbedingungen abhängen. Auf diesem Gebiet wurde viel Arbeit auf die Entwicklung von Katalysatoren und katalytischen Verfahren verwendet, die hochkristalline Poly-a-olefine bilden können, d. h. solche Olefine mit Kristallinitäten von mindestens 70 %> da es sich gezeigt hat, daß diese hochkristallinen Polymeren gegenüber den amorphen Poly-a-olefinen stark verbesserte Eigenschaften besitzen. Beispielsweise besitzt amorphes Polypropylen, das nach einigen bekannten Verfahren als fester Körper gebildet wurde, einen Schmelzpunkt von nur 8O0C und eine Dichte von 0,85, während festes, hochkristallines Polypropylen einen Schmelzpunkt von mindestens 165 und eine Dichte von 0,92 aufweist. In ähnlicher Weise besitzt kristallines Polybuten-1 einen Schmelzpunkt von 1200C und eine Dichte von 0,91, während amorphes Polybuten-1 einen Erweichungspunkt von etwa 60°C und eine Dichte von 0,87 besitzt. Dieselbe Zunahme der Dichte und des Schmelzpunktes wird bei anderen x-Olefinen in fester, polymerer Form einschließlich bei den gerad- und verzweigtkettigen «-Monoolefinen beobachtet. Kristallines Poly-3-methylbuten-1 hat einen Schmelzpunkt von über 2400C, kristallines Poly-4-methylpenten-l hat einen Schmelzpunkt von über 2050C, kristallines Poly-4-methylhexen-1 hat einen Schmelzpunkt von etwa 1900C, kristallines Poly-5-methylhexen-l hat einen Schmelzpunkt in der Größenordnung von 13O0C, und kristallines Poly-4,4-dimethylpenten-l hat einen Schmelzpunkt von über 3000C. Daraus ergibt sich, daß Polymerisationsverfahren und -katalysatoren, die hochkristalline Polyolefine mit Kristallinitäten von mindestens 70% bilden, in der Praxis eine beträchtliche Bedeutung besitzen.It is known that in the catalytic polymerization of α-olefins it is possible to produce polymers which exhibit very different properties and very different physical behavior, which to a large extent depend on the catalyst system and the process conditions. Much work in this area has been devoted to the development of catalysts and catalytic processes which can form highly crystalline poly-α-olefins, ie those olefins with crystallinities of at least 70%> since it has been shown that these highly crystalline polymers over the amorphous poly -a-olefins have greatly improved properties. For example, having amorphous polypropylene which was formed after a few known processes as a solid body, a melting point of only 8O 0 C and a density of 0.85, while solid, highly crystalline polypropylene having a melting point of at least 165 and a density of 0.92. Similarly, 1-polybutene has a crystalline melting point of 120 0 C and a density of 0.91, while amorphous polybutene-1 has a softening point of about 60 ° C and a density of 0.87. The same increase in density and melting point is observed with other x-olefins in solid, polymeric form, including the straight and branched chain monoolefins. Crystalline poly-3-methylbutene-1 has a melting point above 240 0 C, crystalline poly-4-methylpentene-l has a melting point above 205 0 C, crystalline poly-methyl hexene, 4-1 has a melting point of about 190 0 C. Crystalline poly-5-methylhexene-1 has a melting point of the order of 13O 0 C, and crystalline poly-4,4-dimethylpentene-1 has a melting point of over 300 0 C. It follows that polymerization processes and catalysts, which form highly crystalline polyolefins with crystallinities of at least 70% are of considerable importance in practice.

Es wurde schon eine Anzahl von Verfahren zum Herstellen von festen, hochkristallinen Poly-«-olefinen beschrieben, einschließlich z. B. der Polymerisation von Äthylen und höheren «-Olefinen, wie Propylen und Buten-1, zu hochkristallinen Polymeren in Gegenwart inerter Lösungsmittel bei Temperaturen von 1000C oder darunter und bei verhältnismäßig niedrigen Drücken. Bei diesen sogenannten Aufschlämmverfahren verwendete Katalysatormischungen umfassen eine Aluminiumverbindung, z. B. ein Alkylaluminium, ein Dialkylaluminiumhalogenid, ein Alkylaluminiumsesquihalogenid oder Lithiumaluminium-Verfahren zur Herstellung von festen,
hochmolekularen Poly-a-olefinen
A number of processes have been described for making solid, highly crystalline poly- «- olefins, including e.g. B. the polymerization of ethylene and higher "olefins, such as propylene and butene-1, to form highly crystalline polymers in the presence of inert solvents at temperatures of 100 ° C. or below and at relatively low pressures. Catalyst mixtures used in these so-called slurry processes comprise an aluminum compound, e.g. B. an alkyl aluminum, a dialkyl aluminum halide, an alkyl aluminum sesquihalide or lithium aluminum process for the production of solid,
high molecular weight poly-a-olefins

Anmelder:Applicant:

Eastman Kodak Company,Eastman Kodak Company,

Rochester, N. Y. (V. St. A.)Rochester, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. W. Wolff und H. Bartels, Patentanwälte, München 22, Thierschstr. 8Dr.-Ing. W. Wolff and H. Bartels, patent attorneys, Munich 22, Thierschstr. 8th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Hugh John Hagemeyer jun.,Hugh John Hagemeyer Jr.,

Vernon Kee Park, Longview, Tex. (V. St. A.)Vernon Kee Park, Longview, Tex. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 18. Oktober 1961 (146 004)V. St. v. America October 18, 1961 (146 004)

genid eines Übergangsmetalls. Wenn die Katalysatoren dieses Typs bei Temperaturen über 1000C benutzt werden, wird jedoch das Halogenid des Übergangsmetalls schnell reduziert, und man erhält einen inaktiven Katalysator. Diese bekannten Katalysatoren können daher nicht zur Polymerisation bei erhöhten Temperaturen benutzt werden, die die Bildung des Polymeren nahe oder über dessen Schmelzpunkt gestatten, ohne daß der Katalysator verunreinigt oder das System inaktiviert wird. Außerdem werden bei erhöhten Temperaturen die Schwierigkeiten vermieden, die mit vielen Verfahren bei niedriger Temperatur verbunden sind, wobei die Bildung des Polymeren einen Niederschlag auf dem Katalysator verursacht. Dieser Niederschlag reicht aus, um eine Inaktivierung zu bewirken, oder wenn die Polymerisation in einem Lösungsmittelmedium ausgeführt wird, wird das Polymerisationsgemisch zu viskos, um richtig gerührt zu werden, bevor der Katalysator erschöpft ist. Dadurch wird das Verfahren unwirtschaftlicher, und es wird erforderlich, daß große Anteile von restlichem Katalysator aus dem erhaltenen Polymeren entfernt werden.genius of a transition metal. If the catalysts of this type are used at temperatures above 100 ° C., however, the halide of the transition metal is reduced rapidly and an inactive catalyst is obtained. These known catalysts can therefore not be used for polymerization at elevated temperatures which allow the formation of the polymer near or above its melting point without the catalyst being contaminated or the system being inactivated. In addition, at elevated temperatures, the difficulties associated with many low temperature processes, with the formation of the polymer causing a precipitate on the catalyst, are avoided. This precipitate is sufficient to cause inactivation or, if the polymerization is carried out in a solvent medium, the polymerization mixture becomes too viscous to be properly stirred before the catalyst is exhausted. This makes the process less economical and requires that large amounts of residual catalyst be removed from the resulting polymer.

Ein anderer Vorteil hoher Temperaturen gegenüber niedrigeren Temperaturen bei der Polymerisation von «-Olefinen ist der, daß die Induktionszeit für einen Katalysator mit steigender Temperatur abnimmt. So geben Natta und Mitarbeiter in »La ChimicaAnother advantage of high temperatures over lower temperatures in the polymerization of «-Olefins is that the induction time for a catalyst decreases with increasing temperature. So give Natta and coworkers in »La Chimica

tetraalkyl, ubd einen Kokatalysator, z. B. ein Halo- e L'Industria«, 39, Abschnitt 12 (Nr. 12), S. 1002tetraalkyl, and a cocatalyst, e.g. B. a Halo e L'Industria «, 39, section 12 (No. 12), p. 1002

709 580/270709 580/270

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bis 1012, 1957, insbesondere in Fig. 5, Daten an, molekularen Polymeren mit sehr hohen Kristallinitätsdie veranschaulichen, daß eine Temperaturzunahme graden, d.h. mit Kristallinitäten von mindestens 70%» von 32 auf 70° C die erforderliche Zeit verkürzt, um zu schaffen. Bei diesem Verfahren zur Polymerisation eine konstante Polymerisationsgeschwindigkeit von bei höheren Temperaturen wird eine katalytische 7 Stunden auf annähernd 2 Stunden herabzusetzen. 5 Mischung verwendet, die im Gegensatz zu nahe ver-Bei Temperaturen von mindestens 14O0C, Vorzugs- wandten Mischungen zum Polymerisieren von «-Monoweise 150°C, wird diese Induktionsperiode im wesent- olefinen zu festen Polymeren hochwirksam ist und liehen vermieden, natürlich vorausgesetzt, daß der einen ungewöhnlichen Grad von Stereospezifität Katalysator bei diesen hohen Temperaturen nicht besitzt, wobei die unerwünschte Bildung von niederinaktiviert wird. Es ist auch von Bedeutung, wie io molekularen Polymeren, die ölig oder fettig sind, Natta in derselben Artikelreihe betont, daß vermieden wird und wobei die Bildung von amorphen, Katalysatoren, wie Aluminiumalkyle und Titantri- festen Polymeren auch erheblich vermindert wird,
chlorid, bei höheren Temperaturen niedrigere Kristal- Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden Katalylinitäten ergeben. satoren verwendet, die sich leichter und gleichmäßiger
to 1012, 1957, particularly in Fig. 5, data on molecular polymers with very high crystallinity which illustrate that a temperature increase, ie with crystallinities of at least 70% from 32 to 70 ° C, shortens the time required to create. In this method of polymerization, a constant rate of polymerization at higher temperatures will reduce a catalytic 7 hours to approximately 2 hours. 5 mixture used, as opposed to near-ver At temperatures of at least 14O 0 C, preference towards mixtures of polymerizing "-Monoweise 150 ° C, this induction period is essential in the olefins to solid polymers is highly effective and avoided loan, of course provided that the catalyst does not possess an unusual degree of stereospecificity at these high temperatures, thereby inactivating the undesirable formation of low. It is also important, as Natta emphasizes in the same series of articles that molecular polymers, which are oily or greasy, are avoided and the formation of amorphous catalysts, such as aluminum alkyls and titanium trisolid polymers, is also considerably reduced,
chloride, lower crystals at higher temperatures. Catalylinities will result in the process according to the invention. used, which are easier and more even

Ein anderer bedeutender Vorteil der Lösungspoly- 15 herstellen lassen als die Katalysatoren, die nach dem merisationsverfahren von «-Olefinen bei hoher Tem- Verfahren der USA.-Patentschrift 2 908 670 herperatur gegenüber den Aufschlämmverfahren bei gestellt werden können, weil das Reaktionsprodukt niedriger Temperatur besteht darin, daß bei den aus Lithiumhydrid und Aluminiumtrialkyl kristallin zuerst genannten Verfahren die Katalysatorkonzen- ist und sich durch einfaches Vermischen von Lithiumtrationen im allgemeinen so gering sind, daß es 20 hydrid und Aluminiumtrialkyl erhalten läßt,
möglich ist, die Polymerenlösung einfach zu filtrieren, Das Verfahren erleichtert die Herstellung der sehr um Produkte mit Restaschengehalten zu erhalten, die brauchbaren, hochkristallinen, festen Poly-a-monotief genug liegen, um den meisten praktischen An- olefine, wobei Kohlenwasserstoffpolymere sehr hoher Wendungszwecken zu genügen. Im Gegensatz dazu Schmelzpunkte, hoher Zugfestigkeitseigenschaften, ist es äußerst schwierig, einen Festkörper durch 25 guter Formbarkeit, verbesserter Steifheit und mit chemische Reaktion und Extraktion zu trennen, die verbesserten Filmbildungseigenschaften leicht erhalten bei den Aufschlämmverfahren bei niedriger Tem- werden.
Another important advantage of the solution polymer can be produced than the catalysts which can be produced by the merization process of -olefins at high temperature compared to the slurry process at high temperature, because the reaction product is low in the fact that in the process first mentioned from lithium hydride and aluminum trialkyl crystalline, the catalyst concentration is and by simply mixing lithium ions are generally so low that hydride and aluminum trialkyl can be obtained,
It is possible to simply filter the polymer solution. The process facilitates the preparation of the very useful, highly crystalline, solid poly-a-monotonous enough to obtain products with residual ash contents that are most practical anolefins, with hydrocarbon polymers having very high utility purposes to suffice. In contrast to melting points, high tensile properties, it is extremely difficult to separate a solid by good moldability, improved rigidity, and with chemical reaction and extraction, the improved film-forming properties are easily obtained by the low temperature slurry processes.

peratur angewandt werden müssen. Darüber hinaus Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur vermeidet die Abtrennung eines Katalysators durch Herstellung von festen, hochmolekularen Poly-a-ole-Filtrieren und die Polymerengewinnung durch Ver- 30 finen mit einer Kristallinität von mindestens 70% dampfen des Lösungsmittels bei diesen Hochtempera- durch Polymerisation von «-Monoolefinen mit minturverfahren die Vergiftung des rückfließenden Olefins destens 3 Kohlenstoffatomen bei einer Temperatur und der Lösungsmittelströme mit polaren Lösungs- von 140 bis 300° C, vorzugsweise 150 bis 2000C, und mitteln, wie Alkoholen, die bei diesen Aufschlämm- einem Druck von Atmosphärendruck bis 2000 Atmoverfahren bei niedriger Temperatur verwendet werden, 35 Sphären in Gegenwart einer Katalysatormischüng um den Katalysator aus dem Polymeren auszuwaschen. aus einem Halogenid von Titan, Vanadin, Chrom, Polare Lösungsmittel, wie Alkohole, sind natürlich Wolfram oder Molybdän, in dem die Wertigkeit des Katalysatorgifte, und deshalb müssen das in den Metalls mindestens eine Wertigkeitsstufe unter der Kreislauf zurückfließende Olefin und die Lösungs- Maximalwertigkeit liegt, und einer Lithium entmittelströme bei einem Aufschlämmverfahren bei 40 haltenden Komponente, welches dadurch gekennniedriger Temperatur stark gereinigt werden, um zeichnet ist, daß man in Gegenwart einer Katalysatordiese polaren Gifte zu entfernen. Bei einem Hoch- mischung polymerisiert, deren Lithium enthaltende temperaturlösungsverfahren brauchen jedoch das Öle- Komponente aus dem festen Reaktionsprodukt aus fin und die Lösungsmittelströme nur filtriert, konzen- Lithiumhydrid mit einem Aluminiumtrialkyl, dessen triert und direkt zu der Synthesestufe wieder in den 45 Alkylgruppen vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoff-Kreislauf zurückgegeben zu werden ohne umfang- atome enthalten, in einem molaren Verhältnis von reiche Reinigungsbehandlungen, die bei den Niedrig- 1:1 bis 10:1 besteht.
temperatur-Aufschlämmverfahren so notwendig sind. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich äußerst
temperature must be applied. The invention also provides a method for avoiding the separation of a catalyst by producing solid, high molecular weight poly-a-ole filters and obtaining polymers by refining the solvent with a crystallinity of at least 70% at these high temperatures Polymerization of "monoolefins with mintur process the poisoning of the refluxing olefin at least 3 carbon atoms at a temperature and the solvent streams with polar solutions from 140 to 300 ° C, preferably 150 to 200 0 C, and means, such as alcohols, which in these slurry atmospheric pressure to 2000 atmospheric pressure can be used at low temperature, 35 spheres in the presence of a catalyst mixture to wash the catalyst from the polymer. from a halide of titanium, vanadium, chromium, polar solvents, such as alcohols, are of course tungsten or molybdenum, in which the valency of the catalyst poisons, and therefore the olefin flowing back in the metal must be at least one valency level below the cycle and the maximum value of the solution , and a lithium demineralized stream in a slurry process at 40 holding component, which is highly purified by being characterized by a low temperature to remove these polar poisons in the presence of a catalyst. In the case of a high-mix polymerized, the lithium-containing temperature-dissolving process, however, need the oil component from the solid reaction product from fin and the solvent streams only filtered, concentrated lithium hydride with an aluminum trialkyl, whose trated and directly to the synthesis stage again in the 45 alkyl groups, preferably 1 To be returned to 12 carbon cycle without containing circumferential atoms, in a molar ratio of rich cleansing treatments that consists of the low-1: 1 to 10: 1.
temperature slurry processes are so necessary. The method according to the invention is extremely suitable

Mit ein paar bemerkenswerten Ausnahmen, die in wirksam zur Polymerisation von «-Monoolefinen mitWith a few notable exceptions that are effective in polymerizing “monoolefins”

der USA.-Patentschrift 2 908 670 beschrieben sind 50 mindestens 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere derUS Pat. No. 2,908,670 describes 50 at least 3 carbon atoms, in particular the

(Lithium als Katalysatorkomponente), ist der Stand gerad- und verzweigtkettigen aliphatischen «-Mono-(Lithium as a catalyst component), is the stand of straight and branched-chain aliphatic «mono-

der Technik nicht ausreichend fortgeschritten, um die olefine mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen zu festen,technology is not sufficiently advanced to solidify olefins with 3 to 10 carbon atoms,

katalytische Herstellung von festen, hochkristallinen hochmolekularen, hochkristallinen Polymeren mitcatalytic production of solid, highly crystalline, high molecular weight, highly crystalline polymers with

Poly-a-Olefinen bei erhöhter Temperatur zu gestatten. ausgezeichneter Ausbeute. Die höheren a-Mono-To allow poly-α-olefins at elevated temperature. excellent yield. The higher a-mono-

Aus der obigen Diskussion geht hervor, daß der 55 olefine, die für die Verwendung bei der DurchführungFrom the above discussion it appears that of the 55 olefins required for use in the implementation

Stand der Technik durch ein solches katalytisches der Erfindung geeignet sind, umfassen z. B. Propylen,Prior art suitable by such a catalytic of the invention include e.g. B. propylene,

Verfahren erheblich bereichert wird. In gleicher Weise Buten-1, Penten-1, Hexen-1, Hepten-1, Octen-1,Procedure is greatly enriched. In the same way butene-1, pentene-1, hexene-1, heptene-1, octene-1,

trägt ein katalytisches Verfahren, das eine Kataly- Decen-1, Dodecen-1, 3-Methyl-l-buten, 4-Methyl-carries a catalytic process that catalyzes decene-1, dodecene-1, 3-methyl-1-butene, 4-methyl

satormischung anwendet, die bei erhöhten Tempera- 1-buten, 4-Methyl-l-benten, 4-Methyl-l-hexen, 5-Me-sator mixture uses, which at elevated temperatures 1-butene, 4-methyl-1-benzene, 4-methyl-1-hexene, 5-Me-

turen zur Bildung fester, hochmolekularer Poly- 60 thyl-1-hexen, 4,4-Dimethyl-l-penten.tures for the formation of solid, high molecular weight poly- 60thyl-1-hexene, 4,4-dimethyl-1-pentene.

a-olefine mit Kristallinitäten von mindestens 70% Wie schon angegeben, ist eine Komponente derα-olefins with crystallinities of at least 70% As already stated, one component is the

wirksam ist, zur Bereicherung des Standes der Tech- Katalysatormischung der feste, kristalline Komplex,is effective to enrich the state of the tech catalyst mixture of the solid, crystalline complex,

nik bei. Infolge der Unlöslichkeit der Lithium- der durch die Reaktion von Lithiumhydrid mit Tri-nik at. As a result of the insolubility of lithium, which occurs through the reaction of lithium hydride with tri

komponente ist es jedoch schwierig, Katalysatoren alkylaluminium entstanden ist. Der Komplex wirdcomponent, however, it is difficult to create catalysts alkylaluminum. The complex will

gleichmäßiger Beschaffenheit herzustellen. 65 leicht gebildet, indem das Lithiumhydrid einfach mitof uniform consistency. 65 easily formed by simply using the lithium hydride

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein neues dem Trialkylaluminium unter geeigneten Reaktions-Verfahren zur Polymerisation von «-Monoolefinen bedingungen in Kontakt gebracht wird. Andere Alkalimit mindestens 3 Kohlenstoffatomen zu festen, hoch- metallhydride, z. B. Hydride von Natrium oderThe object of the invention is therefore to provide a new trialkylaluminum using suitable reaction processes is brought into contact for the polymerization of -monoolefinen conditions. Other alkali limits at least 3 carbon atoms to solid, high metal hydrides, z. B. hydrides of sodium or

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Kalium, können auf dieselbe Weise wie Lithiumhydrid Dichloride eines der vorstehend erwähnten Übermit den Aluminiumtrialkylen Komplexverbindungen gangsmetalle, insbesondere Titanchloride, verwendet, bilden. Jedoch sind diese Komplexverbindungen keine Die Verwendung der Komplexverbindung, die wirksamen Katalysatorkomponenten zur Bildung durch Reaktion von Lithiumhydrid mit einem Trihochkristalliner Polymerer aus höheren «-Mono- 5 alkylaluminium gebildet wird, stellt einen bedeutenden olefinen bei hohen Temperaturen. Bei der Bildung Fortschritt bei der katalytischen Polymerisation von der aktiven Katalysatorkomponente, die bei dem a-Monoolefinen mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, werden zu festen, hochmolekularen, hochkristallinen PoIy-Lithiumhydrid und Trialkylaluminium in einem meren dar. So kann Lithiumhydrid selbst nicht mit molaren Verhältnis im Bereich von 1:1 bis 10:1 io den Übergangsmetallhalogeniden zur Bildung einer umgesetzt, vorzugsweise im Bereich von 1,5:1 bis aktiven Katalysatormischung für die Polymerisation 3:1, unter Bildung des festen Komplexes, der in höherer «-Olefine verwendet werden. Aluminiumtriinerten, flüssigen organischen Medien, wie Cyclo- alkyle inaktivieren Übergangsmetallhalogenide durch hexan, Decan, Isooctan, und geruchlosen, aus Erdöl Überreduktion bei Temperaturen über 1000C. Im gewonnenen Lösungsmitteln unlöslich ist. Inerte, 15 Gegensatz dazu bildet das feste, kristalline Reaktionsorganische, flüssige Medien, die zur Bildung des produkt von Lithiumhydrid mit Trialkylaluminium, Komplexes verwendet werden können, umfassen alle wie hier beschrieben, bei seiner Verwendung mit aliphatischen Alkane oder Cycloalkane, wie Pentan, niederwertigen Übergangsmetallhalogeniden von Titan, Hexan, Heptan, Isooctan oder Cyclohexan oder die Chrom, Vanadin, Molybdän oder Wolfram eine hochmolekularen flüssigen Paraffine oder Mischungen 20 äußerst wirksame Katalysatormischung zur PoIyvon Paraffinen, die bei der Reaktionstemperatur merisation der genannten «-Olefine zu festen, hochflüssig sind. Außerdem können aromatische Kohlen- molekularen, hochkristallinen Polymeren. Außerdem Wasserstoffe, wie Benzol, Toluol und Xylol, mit guten sind die aktiven Katalysatorkomplexe, die bei dem Ergebnissen Verwendung finden. Der Komplex wird erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, in geeigneterweise bei Temperaturen im Bereich von 25 den höheren «-Olefinen, in deren Polymeren und in etwa 25 bis 1000C, vorzugsweise im Bereich von etwa den zur Durchführung des Verfahrens verwendeten 25 bis etwa 100° C, gebildet. Die Reaktionszeit hängt inerten organischen, flüssigen Trägersubstanzen unlösgewöhnlich von der angewandten Temperatur ab, lieh. Sie können deshalb durch Filtration entfernt obwohl Zeiträume von etwa 1 bis etwa 12 Stunden, werden, die die Handhabung hochkonzentrierter vorzugsweise von nicht mehr als 48 Stunden, im 30 Polymerenlösungen gestattet und die Verwendung allgemeinen gute Ergebnisse liefern. Der feste Komplex großer Volumina Waschflüssigkeit vermeidet. Außerkann aus dem erhaltenen Schlamm durch alle üb- dem gestattet die Filtration die nachfolgende Reinilichen Isolationstechniken isoliert werden. Jedoch ist gung und Raffinierung dieser Stoffe,
es bequem, den Schlamm direkt mit dem Übergangs- Ein anderes bedeutendes Merkmal des erfindungsmetallhalogenid zu mischen zur Bildung der aktiven 35 gemäßen Verfahrens besteht darin, daß die betref-Katalysatormischung. fenden Katalysatormischungen bei erhöhten Tem-
Potassium, in the same way as lithium hydride dichlorides, can form one of the abovementioned complex compounds used with the aluminum trialkyls, particularly titanium chlorides. However, these complex compounds are not. The use of the complex compound which is effective catalyst components for forming by reaction of lithium hydride with a tri-highly crystalline polymer of higher mono-alkylaluminum constitutes a significant olefin at high temperatures. In the formation of progress in the catalytic polymerization of the active catalyst component, which is used in the α-monoolefins with at least 3 carbon atoms according to the invention, solid, high molecular weight, highly crystalline poly-lithium hydride and trialkylaluminum in one form. So lithium hydride itself cannot with a molar ratio in the range from 1: 1 to 10: 1 io the transition metal halides to form a reacted, preferably in the range from 1.5: 1 to active catalyst mixture for the polymerization 3: 1, with the formation of the solid complex, which in higher « -Olefins are used. Aluminiumtriinerten liquid organic media such as cyclo alkyls inactivate transition metal halides by hexane, decane, isooctane, and odorless petroleum over-reduction at temperatures above 100 0 C. In the recovered solvents is insoluble. Inert, 15 in contrast, the solid, crystalline organic reaction forms liquid media that can be used to form the product of lithium hydride with trialkylaluminum complex, include all as described herein, when used with aliphatic alkanes or cycloalkanes such as pentane, lower valent transition metal halides of titanium, hexane, heptane, isooctane or cyclohexane or the chromium, vanadium, molybdenum or tungsten a high molecular weight liquid paraffins or mixtures 20 extremely effective catalyst mixture for poly of paraffins, which are at the reaction temperature merization of the said -olefins to solid, highly liquid. In addition, aromatic carbon-molecular, highly crystalline polymers. In addition, hydrogens such as benzene, toluene and xylene, with good ones, are the active catalyst complexes used in the results. The complex processes of the invention are used, suitably at temperatures in the range of 25 to higher "olefins, in which polymers and in about 25 to 100 0 C, preferably in the range of from about the conditions used for carrying out the process 25 to about 100 ° C, formed. The reaction time depends on the inert organic, liquid carrier substances, usually on the temperature used, borrowed. They can therefore be removed by filtration, although for periods of about 1 to about 12 hours, which permit the handling of highly concentrated polymer solutions, preferably not more than 48 hours, in the 30 polymer solutions and which generally give good results for use. The solid complex avoids large volumes of washing liquid. In addition, filtration can also be used to isolate the subsequent pure isolation techniques from the sludge obtained. However, the development and refinement of these substances
it convenient to the sludge directly with the transition Another important feature of the mixing erfindungsmetallhalogenid is to form the method according to the active 35 is that the Subject Author catalyst mixture. fending catalyst mixtures at elevated temperatures

Die Aluminiumtrialkyle werden mit dem Lithium- peraturen zur Bildung fester, hochmolekularer, hoch-The aluminum trialkyls are combined with the lithium temperatures to form solid, high-molecular, high-

hydrid unter Bildung der Komplexverbindung umge- kristalliner Polymeren verwendet werden können,hydride can be used to form the complex compound of recrystalline polymers,

setzt, die als eine Komponente der Katalysator- während nahe verwandte Mischungen derartige PoIy-sets that as a component of the catalyst while closely related mixtures of such poly

mischung verwendet wird. Diese Aluminiumtrialkyle 40 mere nicht bilden. Beispielsweise bildet das Reak-mixture is used. These aluminum trialkyls do not form 40 mers. For example, the reaction

sind bekannt und können durch die Formel AlR3 tionsprodukt von Natriumhydrid mit einem Trialkyl-are known and can by the formula AlR 3 tion product of sodium hydride with a trialkyl

dargestellt werden, worin R ein Alkyl, vorzugsweise aluminium bei der Verwendung mit einem niederenwhere R is an alkyl, preferably aluminum when used with a lower one

mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, insbesondere ein Übergangsmetallhalogenid nur flüssiges Polymerisatwith 1 to 12 carbon atoms, in particular a transition metal halide, only liquid polymer

niederes Alkyl mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen be- aus Propylen.lower alkyl of 1 to 8 carbon atoms composed of propylene.

deutet. Geeignete Alkyle sind Methyl, Äthyl, Propyl, 45 Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ver-indicates. Suitable alkyls are methyl, ethyl, propyl, 45 which are used in the process according to the invention

Butyl, Isobutyl, Octyl, Decyl, Dodecyl. Aluminium- wendeten Katalysatormischungen sind äußerst wirk-Butyl, isobutyl, octyl, decyl, dodecyl. Aluminum-turned catalyst mixtures are extremely effective

trialkyle, die zur Bildung der weißen, kristallinen, sam bei erhöhten Temperaturen. Die Polymerisationtrialkyle leading to the formation of white, crystalline, sam at elevated temperatures. The polymerization

festen Komplexe verwendet werden, die eine Korn- wird bei Temperaturen im Bereich von 140 bis 3000C,solid complexes are used, which is a grain at temperatures in the range from 140 to 300 0 C,

ponente der Katalysatormischung bilden, umfassen vorzugsweise im Bereich von 150 bis 25O0C, durch-Form component of the catalyst mixture, preferably include in the range from 150 to 25O 0 C, through

daher z. B. Trimethylaluminium, Triäthylaluminiüm, 50 geführt. Bei diesen hohen Temperaturen wird dertherefore z. B. Trimethylaluminium, Triäthylaluminiüm, 50 led. At these high temperatures, the

Triisobutylaluminium, Methyldiäthylaluminium, Tril·· Katalysator im allgemeinen in Konzentrationen vonTriisobutylaluminum, methyldiethylaluminum, Tril · · Catalyst generally in concentrations of

dodecylaluminium, Trioctylaluminium oder Tridecyl- 0,01 bis etwa 5 Gewichtsprozent, bezogen auf dasdodecylaluminum, trioctylaluminum or tridecyl- 0.01 to about 5 percent by weight, based on the

aluminium. Das molare Verhältnis des organometal- zu polymerisierende Monomere, verwendet, vorzugs-aluminum. The molar ratio of the organometal to be polymerized monomer, used, preferably

lischen Komplexes zum Übergangsmetallhalogenid in weise in Konzentrationen im Bereich von 0,1 bisLischen complex to the transition metal halide in wise in concentrations in the range of 0.1 to

der Katalysatormischung bezieht sich auf den Lithium- 55 1,0 Gewichtsprozent. Niedrigere Katalysatorkonzen-of the catalyst mixture is based on the lithium 55 1.0 percent by weight. Lower catalyst concentration

gehalt des Komplexes und kann im Bereich von trationen können verwendet werden, aber im all-content of the complex and can be used in the range of trations, but in general

0,1:1 bis 10:1, vorzugsweise im Bereich von 0,5:1 gemeinen ist die Geschwindigkeit der Polymeren-0.1: 1 to 10: 1, preferably in the range of 0.5: 1, the speed of the polymer

bis 1,5:1, schwanken. bildung ganz langsam, und bei höheren Katalysator-up to 1.5: 1, fluctuate. formation very slowly, and with higher catalyst

Die zweite Komponente des Katalysators ist ein konzentrationen ergeben sich beträchtliche Schwierig-Halogenid von Titan, Vanadin, Chrom, Molybdän 60 keiten beim Steuern der Reaktion. Die Konzentration und Wolfram, wobei die Wertigkeit des Metalls in des verwendeten Katalysators hängt im allgemeinen diesem Halogenid mindestens eins weniger als die von der gewünschten Durchführungsart ab, beispielsmaximale Wertigkeit beträgt. So werden in den weise werden gewöhnlich niedere Katalysatorkombi-Katalysatormischungen Verbindungen, wie Titan- nationen verwendet, wenn höhere Ausbeuten an trichlorid, Titantribromid, Vanadintribromid, Vana- 65 Polymerem pro Katalysator erwünscht sind. Andererdintrichlorid, Molybdändichlorid, Molybdäntrichlorid seits werden hohe Katalysatorkonzentrationen ver- oder Wolframdibromid, verwendet. Zu den meisten wendet, wenn hohe Polymerenausbeuten pro Einheit wünschenswerten Ergebnissen werden vorzugsweise Reaktionsraum erwünscht sind. Die bei den hohen,The second component of the catalyst is a considerable difficult-to-halide concentration of titanium, vanadium, chromium, molybdenum 60 in controlling the reaction. The concentration and tungsten, the valence of the metal in general depends on the catalyst used this halide at least one less than that of the desired type of implementation, for example maximum Valence is. So are usually lower catalyst combination catalyst mixtures Compounds such as titanium ions used when higher yields of trichloride, titanium tribromide, vanadium tribromide, vanadium polymers per catalyst are desired. Other dintrichloride, Molybdenum dichloride, molybdenum trichloride on the other hand, high catalyst concentrations are or tungsten dibromide is used. Applies to most when high polymer yields per unit desirable results will preferably be reaction space. The ones at the high

7 87 8

erfindungsgemäß verwendeten Temperaturen gebil- leicht zu handhaben, wodurch das hier beschriebene deten Polymeren sind hochkristallin, d. h., sie weisen Verfahren leicht für eine Produktion im technischen Kristallinitäten von über 70, 80 oder sogar 90 % auf. Maßstab geeignet ist. Die bei der Durchführung der Die Kristallinitäten der Produkte können durch Erfindung erhaltenen Polymeren können zur Bildung Extraktion oder Röntgenstrahlbeugungstechniken be- 5 von Filmen, Formartikeln oder beschichteten Artikeln stimmt werden, die allgemein bekannt sind. Beispiels- verwendet werden. Sie können auch mit anderen harzweise wird die Kristallinität von Polypropylen be- artigen Stoffen verschnitten oder mit Pigmenten, stimmt, indem man das Polymere in Hexan am Rück- Farbstoffen, Füllstoffen oder Stabilisatoren vermischt fluß sieden läßt, wobei der Teil des festen Polymeren, werden,
der im Hexan am Rückfluß unlöslich ist, der kristalline io
Teil ist. Beispiel 1
Temperatures used according to the invention are easy to handle, as a result of which the deten polymers described here are highly crystalline, that is to say they have processes easily for a production in technical crystallinities of over 70, 80 or even 90%. Scale is suitable. The polymers obtained in carrying out the crystallinities of the products can be used by the invention to form extraction or X-ray diffraction techniques of films, molded articles or coated articles which are well known. Example to be used. The crystallinity of polypropylene-like substances can also be blended with other resin-like substances or with pigments, if the polymer is mixed in hexane at the back of the dyes, fillers or stabilizers, and the part of the solid polymer is allowed to boil.
which is insoluble in hexane at reflux, the crystalline io
Part is. example 1

Die Polymerisation gemäß der Erfindung wird beiThe polymerization according to the invention is at

Drücken im Bereich von Atmosphärendruck bis Wie schon angegeben, bildet die durch ReaktionPressures in the range from atmospheric pressure to As already stated, the forms by reaction

2000 Atmosphären durchgeführt. Gewöhnlich werden von Lithiumhydrid mit Alkylaluminium gebildete2000 atmospheres performed. Usually lithium hydride is formed with alkyl aluminum

Drücke von über 15 Atmosphären, vorzugsweise im 15 feste Komplexverbindung eine Komponente einesPressures of over 15 atmospheres, preferably in the 15 solid complex compound one component of a

Bereich von etwa 15 bis 300 Atmosphären, angewandt, aktiven 2-Komponenten-Katalysators zur Polymeri-Range from about 15 to 300 atmospheres, applied, active 2-component catalyst for polymer

um für die Praxis ausreichend interessante Reaktions- sation der genannten «-Olefine zu festen, hoch-in order to react sufficiently interesting for the practice of the named «-olefins to solid, high-

geschwindigkeiten zu erhalten. Höhere Drücke werden molekularen, hochkristallinen Polymeren bei hohento get speeds. Higher pressures become molecular, highly crystalline polymers at high

dann angewandt, wenn die Polymerisation in Ab- Temperaturen. Ein solcher Komplex wird daher her-then applied when the polymerization is in ab- temperatures. Such a complex is therefore produced

wesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt wird. 20 gestellt, indem man eine Lösung von 2,9 g Triäthyl-essence of a solvent is carried out. 20 put by adding a solution of 2.9 g of triethyl

Bei Abwesenheit eines Lösungsmittels soll das Ge- aluminium (0,025 Mol) in 16 ml Heptan zu 0,4 gIn the absence of a solvent, the aluminum (0.025 mol) in 16 ml of heptane should be 0.4 g

wicht des Gases, das im Polymerisationsraum vorliegt, feindispergiertem Lithiumhydrid (0,05 Mol) in 50 mlweight of the gas present in the polymerization room, finely dispersed lithium hydride (0.05 mol) in 50 ml

das 1- bis 4fache des Gewichtes des bereits polymeri- »mineral spirits« zugibt. Die Mischung wird 2 Stundenadd 1 to 4 times the weight of the already polymeric "mineral spirit". The mixture is 2 hours

sierten Produktes betragen. Dadurch wird erreicht, lang bei 50° C unter trockener Stickstoffatmosphäreized product. This achieves long at 50 ° C under a dry nitrogen atmosphere

daß die Reaktionsmasse so niedrigviskos bleibt, daß 25 gerührt, wobei ein weißer Schlamm entsteht. Diesethat the reaction mass remains so low in viscosity that it is stirred, a white sludge being formed. These

sie zufriedenstellend im Reaktionsraum gehandhabt Auf schlämmung wird mit 7,7 gTitantrichlorid (0,05MoI)it is handled satisfactorily in the reaction space slurry is with 7.7 g of titanium trichloride (0.05MoI)

werden kann. Durch Erhöhung der Gaskonzentration zur Bildung der aktiven Katalysatormischung versetzt,can be. Added to the formation of the active catalyst mixture by increasing the gas concentration,

im Reaktionsraum wird nicht nur die Viskosität der Die Katalysatormischung wird in einen trockenenin the reaction space not only the viscosity of the The catalyst mixture is in a dry

Reaktionsmasse, sondern auch eine bessere Wärme- 2-1-Rührautoklav aus rostfreiem Stahl zusammen mitReaction mass, but also a better heat 2-1 stirred stainless steel autoclave along with

übertragung und eine gute Katalysatorverteilung er- 30 850 ml »mineral spirits« eingegeben. Der Autoklavtransfer and a good catalyst distribution are 30 850 ml »mineral spirits« entered. The autoclave

möglicht. Zweckmäßig besteht das Gas, das in den wird verschlossen, mit Propylen ausgespült und aufpossible. The gas that is sealed in is expediently flushed out with propylene and released

Reaktionsraum eingepreßt wird, aus den zu poly- 150° C erhitzt. Das Propylen wird unter Rühren bisReaction chamber is pressed in, heated from the to poly- 150 ° C. The propylene is stirring up

merisierenden Monomeren. 71 kg/cm2 in den Autoklav eingepumpt, und diemerizing monomers. 71 kg / cm 2 pumped into the autoclave, and the

Die Polymerisationsreaktion kann in Gegenwart Temperatur steigt unter Druckabfall auf 172° C. oder Abwesenheit eines inerten organischen, flüssigen 35 Dann wird wieder Propylen in das Reaktions-Mediums ausgeführt werden. Wenn die Polymeri- gefäß eingepumpt, um den Druck von 71 kg/cmz zu sation in Gegenwart eines inerten organischen, flüs- verwirklichen. Die Reaktion läßt man 1 Stunde lang sigen Mediums ausgeführt wird, kann dieses Medium vor sich gehen, und der Autoklav wird dann gekühlt eine der inerten organischen Flüssigkeiten sein, die und entlüftet. Die Ausbeute beträgt 395 g Polypropylen keinen gebundenen Sauerstoff enthalten und die frei 40 mit einer Grundviskosität von 2,07 (bestimmt in Tetravon Wasser, Alkohol, Äther oder anderen Verbin- hydronaphthalin bei 145 0C) und mit einer Kristallidungen sind, die Sauerstoff enthalten und die frei nität von 92,6% (nicht extrahierbar durch normales von Verbindungen mit ungesättigten Bindungen sind. Hexan am Rückfluß).
Das verwendete organische Medium kann ein alipha-
The polymerization reaction can be carried out in the presence of the temperature rises to 172 ° C. with a drop in pressure or the absence of an inert organic liquid. Propylene is then again run into the reaction medium. When the polymerisation vessel pumped to organization to the pressure of 71 kg / cm z, in the presence of an inert organic, liquid-realize. The reaction is allowed to run for 1 hour, this medium can proceed, and the autoclave will then be one of the inert organic liquids that is cooled and vented. The yield is 395 g of polypropylene not containing bound oxygen and the free 40 having an intrinsic viscosity of 2.07 (determined in Tetravon water, alcohol, ether or other connects hydronaphthalin at 145 0 C), and a crystallizer endings are containing oxygen and the free nity of 92.6% (not extractable by normal from compounds with unsaturated bonds. Hexane at reflux).
The organic medium used can be an aliphatic

tisches Alkan oder Cycloalkan, wie Pentan, Hexan, 45 Beispiel2
Heptan oder Cyclohexan, sein, oder es kann ein hochmolekulares, flüssiges Paraffin oder eine Mischung 230 ml einer 25 %igen Lösung von Triäthylaluvon Paraffinen sein, die bei der Reaktionstemperatur minium, das 41,3 g Triäthylaluminium (0,36 Mol) flüssig sind. Es kann auch ein aromatischer Kohlen- äquivalent ist, wird zu 2,9 g Lithiumhydrid (0,36 Mol) wasserstoff, wie Benzol, Toluol, Xylol, oder eine 50 in 50 ml »mineral spirits« zugegeben. Die Mischung halogeniert« aromatische Verbindung, wie Chlor- wird 2 Stunden lang bei 6O0C unter Stickstoffatomobenzol, sein. Eine Erdölfraktion von geeignetem Sphäre gerührt. Die erhaltene feste, kristalline Komplex-Siedebereich, wie geruchloser »mineral spirits« (ein verbindung wird zusammen mit 56 g Titantrichlorid mit Schwefelsäure gewaschener Paraffinkohlenwasser- (0,36 Mol) in ein 317,97-dm3-Rührgefäß eingegeben, stoff, Siedepunkt bei 180 bis 2200C), zeigte besonders 55 das 151,41 dm3 »mineral spirits« enthält. In das Reakgute Ergebnisse. Außerdem können gute Ergebnisse tionsgefäß wird Propylen bis auf 32,5 kg/cma einerhalten werden, wenn die Polymerisation in Gegen- gepumpt, und man beginnt zu rühren. Die Polymeriwart eines dichten Gases, wie von hochkomprimiertem sationsreaktion wird auf 1500C gehalten, und man Propylen, durch Arbeiten bei erhöhtem Druck durch- setzt sie 12 Stunden lang fort. Die Konzentration des geführt wird. 60 Polymeren (bezogen auf das Lösungsmittel) im Reak-
table alkane or cycloalkane, such as pentane, hexane, 45 Example2
Heptane or cyclohexane, or it can be a high molecular weight, liquid paraffin or a mixture of 230 ml of a 25% solution of triethylaluminum paraffins which are liquid at the reaction temperature minium, the 41.3 g of triethylaluminum (0.36 mol). It can also be an aromatic carbon equivalent, is added to 2.9 g lithium hydride (0.36 mol) hydrogen, such as benzene, toluene, xylene, or a 50 in 50 ml “mineral spirits”. The mixture halogenated "aromatic compound, such as chlorine is for 2 hours at 6O 0 C under Stickstoffatomobenzol be. Agitated a petroleum fraction of suitable sphere. The solid, crystalline complex boiling range obtained, such as odorless "mineral spirits" (a compound is put into a 317.97 dm 3 stirred vessel together with 56 g of titanium trichloride, paraffinic hydrochloride (0.36 mol) washed with sulfuric acid, substance, boiling point at 180 to 220 0 C), especially 55 showed the 151.41 dm 3 "mineral spirits" contained. In the real good results. In addition, good results can be achieved. Propylene will be kept up to 32.5 kg / cm a when the polymerization is pumped into counter-pumping and stirring begins. The Polymeriwart of a dense gas, such as of highly compressed sationsreaktion is maintained at 150 0 C., and propylene, throughput by operating at elevated pressure it seats 12 hours of continuous long. The concentration of being led. 60 polymers (based on the solvent) in the reaction

Durch die Erfindung wird ein Hochtemperaturpoly- tionsgefäß beträgt 18,0%· Nach Abschluß der Reak-With the invention, a high-temperature poly- tion vessel is 18.0%.

merisationsverfahren unter Verwendung einer sehr tion wird der Katalysator durch Filtrieren entfernt,merization process using a very tion, the catalyst is removed by filtration,

spezifischen Katalysatormischung geschaffen, die zur und die filtrierte Polymerenlösung wird konzentriert.specific catalyst mixture is created, which is added and the filtered polymer solution is concentrated.

Bildung fester, hochmolekularer, hochkristalliner Poly- Die Gesamtausbeute an Polymerisat beträgt 29,484 kgFormation of solid, high molecular weight, highly crystalline poly- The total yield of polymer is 29.484 kg

merer aus «-Monoolefinen mit mindestens 3 Kohlen- 65 Polypropylen oder 287 kg pro Kilogramm Katalysator.merers made of monoolefins with at least 3 carbons, 65 polypropylene or 287 kg per kilogram of catalyst.

Stoffatomen verwendet werden kann. Die Kompo- Das Propylen besitzt eine Grundviskosität von 1,69Substance atoms can be used. The compo- The propylene has an intrinsic viscosity of 1.69

nenten der Katalysatormischung sind leicht erhältliche (bestimmt in Tetrahydronaphthalin bei 145 0C) undnents of the catalyst mixture are readily available (determined in tetrahydronaphthalene at 145 0 C) and

Stoffe, und sie sind bei der technischen Durchführung eine Kristallinität von 87,5 %·Substances, and they have a crystallinity of 87.5% in the technical implementation

Obwohl Titantrichlorid als Übergangsmetallhalogenid vorgezogen wird, können alle niederwertigen Halogenide von Molybdän, Vanadin, Wolfram oder Chrom, vorzugsweise die Chloride dieser Metalle, an Stelle des Titantrichlorids mit guten Ergebnissen verwendet werden. Wenn also Übergangsmetallhalogenide, wie Chromtrichlorid, Molybdäntrichlorid, Molybdändichlorid, Vanadintrichlorid und Wolframtrichlorid, an Stelle von Titantrichlorid bei dem obigen Verfahren verwendet werden, erhält man Polypropylene ίο mit Kristallinitäten von über 85%. im allgemeinen von über 90%·Although titanium trichloride is preferred as the transition metal halide, all can be lower valent Halides of molybdenum, vanadium, tungsten or chromium, preferably the chlorides of these metals, can be used in place of titanium trichloride with good results. So if transition metal halides, such as chromium trichloride, molybdenum trichloride, molybdenum dichloride, vanadium trichloride and tungsten trichloride, used in place of titanium trichloride in the above process results in polypropylenes ίο with crystallinities of over 85%. generally of over 90%

Beispiel 3Example 3

Ein weißer, kristalliner, fester Komplex wird gebildet, indem man 10 gTriisobutylaluminium (0,05MoI) zu 0,4 g Lithiumhydrid (0,05 Mol) in 100 ml »mineral spirits« zugibt und die Mischung 2 Stunden lang bei 6O0C rührt. Die Aufschlämmung wird mit 7,7 g Titantrichlorid (0,05 Mol) versetzt zur Bildung einer aktiven Katalysatormischung. Die Katalysatormischung wird mit »mineral spirits« auf 900 ml verdünnt und in einen 2-1-Rührautoklav eingegeben. Propylen wird in das Reaktionsgefäß eingepumpt bis auf 71 kg/cm2 bei 17O0C. Nach einer Stunde wird der Autoklav gekühlt, gelüftet, und die Propylenausbeute beträgt 320 g. Die Grundviskosität des Polymeren beträgt 1,75 (bestimmt in Tetrahydronaphthalin bei 1450C), und die Kristallinität beträgt 91,0%.A white, crystalline, solid complex is formed by adding about 0.4 g of lithium hydride (0.05 mol) in 100 ml "mineral spirits" 10 gTriisobutylaluminium (0,05MoI) and the mixture stirred at 6O 0 C for 2 hours . 7.7 grams of titanium trichloride (0.05 moles) is added to the slurry to form an active catalyst mixture. The catalyst mixture is diluted to 900 ml with "mineral spirits" and placed in a 2 l stirred autoclave. Propylene is pumped into the reaction vessel up to 71 kg / cm 2 at 17O 0 C. After one hour, the autoclave is cooled, vented, and the propylene yield is 320 g. The intrinsic viscosity of the polymer is 1.75 (determined in tetrahydronaphthalene at 145 0 C), and the crystallinity is 91.0%.

3030th

Beispiel 4Example 4

Ein mit einem Rührer und einer Thermometerhülse ausgestatteter, 500-ml-Dreihalskolben wird mit 3,2 g feinverteiltem Lithiumhydrid (0,4 Mol), 50 ml »mineral spirits« und 34,4 ml einer 25%igen Lösung von Triäthylaluminium, die 6,2 g Triäthylaluminium äquivalent ist (0,54 Mol) in einer mit Stickstoff gefüllten Trockenkammer beschickt. Die Mischung wird unter Stickstoff atmosphäre 4 Stunden lang bei 6O0C gerührt. Die weiße, flockige Aufschlämmung, die man erhält, wird zusammen mit 83 g Titantrichlorid (0,54 Mol) in ein Rühr-Reaktionsgefäß von 317,97dm3 eingegeben, das 151,41 dm3 geruchloses »mineral spirits« enthält. Dann wird Propylen in das Reaktionsgefäß bis auf 29,0 kg/cm2 eingepumpt, und man beginnt zu rühren. Die Polymerisation wird auf 156°C eingestellt, und man läßt sie 12 Stunden in Gang. Die Polymerenlösung wird filtriert, konzentriert und das Polymerisat ausgepreßt und gekörnt. Eine Ausbeute von 207 kg festem Polypropylen pro, Kilogramm Katalysator wird mit einer Kristallinität von 85% (Hexanextraktion) und einer Grundviskosität von 1,86 (bestimmt in Tetrahydronaphthalin bei 145° C) erhalten. A 500 ml three-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer tube is filled with 3.2 g of finely divided lithium hydride (0.4 mol), 50 ml of "mineral spirits" and 34.4 ml of a 25% solution of triethylaluminum, the 6th , 2 g of triethylaluminum is equivalent (0.54 mol) charged in a drying chamber filled with nitrogen. The mixture under nitrogen atmosphere for 4 hours at 6O 0 C stirred. The white flocculent slurry obtained is inputted together with 83 g of titanium trichloride (0.54 mol) into a stirring reaction vessel of 317,97dm 3, 151.41 dm 3 odorless "mineral spirits" contains. Propylene is then pumped into the reaction vessel up to 29.0 kg / cm 2 and stirring is started. The polymerization is adjusted to 156 ° C. and allowed to run for 12 hours. The polymer solution is filtered and concentrated, and the polymer is pressed out and granulated. A yield of 207 kg of solid polypropylene per kilogram of catalyst is obtained with a crystallinity of 85% (hexane extraction) and an intrinsic viscosity of 1.86 (determined in tetrahydronaphthalene at 145 ° C.).

Beispiel 5Example 5

Der Lithiumhydrid - Triäthylaluminium - Komplex wird gebildet, indem man 3,2 g (0,4 Mol) Lithiumhydrid zu 12,3 g Triäthylaluminium (0,11 Mol) zugibt und 1 Stunde bei 500C rührt. Dieser Komplex ergibt zusammen mit 83 g Titantrichlorid (0,54 Mol) ein molares Verhältnis von Li: Al: Ti wie 0,75: 0,2:1,0. Dieser Komplex wird in ein Rühr-Reaktionsgefäß von 317,97 dm3 eingebracht, das 151,41 dm3 geruchloses »mineral spirits« enthält. In das Reaktionsgefäß wird Propylen bis auf 29,0 kg/cm2 eingepumpt, und man beginnt zu rühren. Die Polymerisationstemperatur wird auf 158 0C eingestellt. Nach 12 Stunden wird die Polymerenlösung filtriert zur Entfernung des Katalysators konzentriert, und das Polymerisat wird ausgepreßt und gekörnt. Man erhält eine Ausbeute von 473 g festem Polypropylen mit einer Kristallinität (Hexanextraktion) von 85% und einer Grundviskosität von 1,82 (bestimmt in Tetrahydronaphthalin bei 1450C).The lithium hydride - triethylaluminum complex is formed by adding 3.2 g (0.4 mol) of lithium hydride to 12.3 g of triethylaluminum (0.11 mol) and stirring at 50 ° C. for 1 hour. This complex, together with 83 g of titanium trichloride (0.54 mol), gives a molar ratio of Li: Al: Ti of 0.75: 0.2: 1.0. This complex is introduced into a stirred reaction vessel of 317.97 dm 3 which contains 151.41 dm 3 of odorless "mineral spirits". Propylene is pumped into the reaction vessel up to 29.0 kg / cm 2 and stirring is started. The polymerization temperature is set to 158 0 C. After 12 hours, the polymer solution is filtered and concentrated to remove the catalyst, and the polymer is pressed out and granulated. A yield of 473 g of solid polypropylene having a crystallinity (hexane extraction) of 85% and an intrinsic viscosity of 1.82 (determined in tetrahydronaphthalene at 145 0 C).

Beispiel 6Example 6

Eine Aufschlämmung von 8 g Lithiumhydrid und 200 ml n-Decan wird mit einer Lösung von 57 g Triäthylaluminium und 200 ml n-Decan versetzt. Die Mischung wird erhitzt und 12 Stunden lang bei 750C in einer Atmosphäre von trockenem Stickstoff zur Bildung einer Komplexverbindung gerührt. 1,3 g des Komplexes werden mit 1,5 g Titantrichlorid zur Bildung der Katalysatoraufschlämmung versetzt. Diese Aufschlämmung wird zum Polymerisieren von Propylen bei 1600C und 57,0 kg/dm2 verwendet. Man erhält 360 g festes Polypropylen mit einer Kristallinität von 92% und einer Grundviskosität von 2,1 (bestimmt in Tetrahydronaphthalin bei 1450C).A suspension of 8 g of lithium hydride and 200 ml of n-decane is mixed with a solution of 57 g of triethylaluminum and 200 ml of n-decane. The mixture is heated and stirred for 12 hours at 75 ° C. in an atmosphere of dry nitrogen to form a complex compound. 1.3 g of the complex are mixed with 1.5 g of titanium trichloride to form the catalyst slurry. This slurry is used to polymerize propylene at 160 ° C. and 57.0 kg / dm 2 . This gives 360 g of solid polypropylene having a crystallinity of 92% and an intrinsic viscosity of 2.1 (determined in tetrahydronaphthalene at 145 0 C).

VergleichsversucheComparative experiments

Die einzigartige Eigenart der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Katalysatormischungen wird durch die Tatsache veranschaulicht, daß weder Lithiumhydrid noch Trialkylaluminium in Kombination mit einem niederwertigen Halogenid eine wirksame Katalysatormischung zur Polymerisation eines a-Olefins mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen zu festen, hochmolekularen, hochkristallinen Polymeren bei erhöhten Temperaturen bilden. Wenn Propylen daher unter Verwendung solcher Katalysatormischungen bei hohen Temperaturen polymerisiert wird, sind die Ergebnisse wie folgt:The unique nature of the catalyst mixtures used in the process of the invention is illustrated by the fact that neither lithium hydride nor trialkylaluminum is present in Combination with a low-valent halide is an effective catalyst mixture for polymerization of an α-olefin with at least 3 carbon atoms to form solid, high molecular weight, highly crystalline Form polymers at elevated temperatures. If propylene therefore using such catalyst mixtures polymerizing at high temperatures, the results are as follows:

Ver
such
Nr.
Ver
search
No.
Katalysatormischung
(molare Verhältnisse)
Catalyst mixture
(molar ratios)
Katalysator
gewicht
g
catalyst
weight
G
Polyme
Temperatur
0C
Polymes
temperature
0 C
risation
Druck
kg/cm2
rization
pressure
kg / cm 2
g Polymerisat
pro g Katalysator
pro Stunde
g polymer
per g of catalyst
per hour
Grund
viskosität
reason
viscosity
Kristallinität
7o
Crystallinity
7o
1
2
3
1
2
3
5LiH: TiCl3
LiH: TiCl3
AlAt3: TiCl3
5LiH: TiCl 3
LiH: TiCl 3
AlAt 3 : TiCl 3
22,0
16,0
13,4
22.0
16.0
13.4
160
160
160
160
160
160
85
85
71
85
85
71
keines
keines
5
none
none
5
0,80.8 3030th

Eine 2-Komponenten-Mischung, die Lithiumhydrid oder ein Trialkylaluminium mit dem niederwertigen Übergangsmetallhalogenid, d. h. mit Titantrichlorid, enthält, ist also bei hohen Temperaturen kein wirksamer Katalysator nur Bildung fester, hochkristalliner Polymerer aus «-Olefinen mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen bei hohen Temperaturen. Im Gegensatz dazu ist das komplexe Reaktionsprodukt, das aus Lithiumhydrid und Trialkylaluminium gebildet wird, äußerst wirksam zur Bildung fester, hochmolekularer,A 2-component mixture, the lithium hydride or a trialkyl aluminum with the lower grade Transition metal halide, d. H. with titanium trichloride, is therefore not effective at high temperatures Catalyst only formation of solid, highly crystalline polymers from -olefins with at least 3 carbon atoms at high temperatures. In contrast, the complex reaction product that consists of Lithium hydride and trialkylaluminum is formed, extremely effective in forming solid, high molecular weight,

709 580/270709 580/270

hochkristalliner Polymerisate aus «-Monoolefinen mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen bei hohen Temperaturen, wenn es mit einem der genannten Halogenide von Übergangsmetallen, wie Titantrichlorid, gemäß der Erfindung verwendet wird.highly crystalline polymers from «monoolefins with at least 3 carbon atoms at high temperatures when using one of the halides mentioned of transition metals such as titanium trichloride is used according to the invention.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von festen, hochmolekularen Poly-«-olefinen mit einer Kristallinität von mindestens 70% durch Polymerisation von «-Monoolefinen von mindestens 3 Kohlenstoffatomen bei einer Temperatur von 140 bis 3000C, vorzugsweise 150 bis 2500C, und einem Druck von Atmosphärendruck bis 2000 Atmosphären in Gegenwart einer Katalysatormischung aus einem Halogenid von Titan, Vanadin, Chrom, Wolfram oder Molybdän, in dem die Wertigkeit des Metalls mindestens eine Wertigkeitsstufe unter der Maximal-1. A process for the production of solid, high molecular weight poly - «- olefins with a crystallinity of at least 70% by polymerization of« monoolefins of at least 3 carbon atoms at a temperature of 140 to 300 0 C, preferably 150 to 250 0 C, and one Pressure from atmospheric pressure to 2000 atmospheres in the presence of a catalyst mixture made of a halide of titanium, vanadium, chromium, tungsten or molybdenum, in which the valence of the metal is at least one valence level below the maximum Wertigkeit liegt, und einer Lithium enthaltenden Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart einer Katalysatormischung polymerisiert, deren Lithium enthaltende Komponente aus dem festen Reaktionsprodukt aus Lithiumhydrid mit einem Aluminiumtrialkyl, dessen Alkylgruppen vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten, in einem molaren Verhältnis von 1:1 bis 10:1 besteht.Valence, and a lithium-containing component, characterized in that one polymerizes in the presence of a catalyst mixture, the lithium-containing component from the solid reaction product of lithium hydride with an aluminum trialkyl, whose Alkyl groups preferably contain 1 to 12 carbon atoms, in a molar ratio of 1: 1 to 10: 1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart einer Katalysatormischung, bestehend aus dem Reaktionsprodukt von Lithiumhydrid mit Aluminiumtriäthyl oder Aluminiumtriisobutyl in einem molaren Verhältnis von 1,5:1 bis 3:1 und Titantrichlorid, polymerisiert. 2. The method according to claim 1, characterized in that in the presence of a catalyst mixture, consisting of the reaction product of lithium hydride with aluminum triethyl or aluminum triisobutyl in a molar ratio from 1.5: 1 to 3: 1 and titanium trichloride, polymerized. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 908 670.
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U.S. Patent No. 2,908,670.
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US2908670A (en) * 1956-11-01 1959-10-13 Eastman Kodak Co Polymerization of higher olefins to solid polymer with lithium-titanium tetrahalide catalysts

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