DE1645333C - Process for the production of solid homopolymers or copolymers of ethylene and a catalyst for carrying out this process - Google Patents

Process for the production of solid homopolymers or copolymers of ethylene and a catalyst for carrying out this process

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DE1645333C
DE1645333C DE1645333C DE 1645333 C DE1645333 C DE 1645333C DE 1645333 C DE1645333 C DE 1645333C
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Kohei Osaka Kawasumi Shohachi Nnhama Sano Takezo Ibaraki Ueda Keiju Nishikida Tomozumi Nuhama Maemoto Kenichi Ibaraki Fujii Yoshikazu Takatsuki Harada Koichi Ibaraki Nakaguchi, (Japan) C08f 3 62
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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in der R ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, X ein Halogenatom und 11 eine Zahl oberhalb 0 und unterhalb 3 ist.in which R is a hydrocarbon radical having 1 to 8 carbon atoms, X is a halogen atom and 11 is a number above 0 and below 3.

5. Katalysator nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt eines Alkohols, Äthers, Amins oder Alkalimetallhalogenids, wobei die Menge dieses Bestandteils in Mol die Menge der Aluminiumverbindung in Mol nicht übersteigt.5. Catalyst according to claim 4, characterized by an additional content of an alcohol, Ether, amine or alkali metal halide, the amount of this component in moles being the amount does not exceed the aluminum compound in moles.

6. Katalysator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Vanadinphosphat durch Imprägnieren oder Tränken eines fünfwertigen Vanadinphosphates mit einem Kohlenwasserstoff, einem Alkohol, einem Aldehyd oder einem Aldchydpolymeren und Trocknen und Erhitzen auf eine Temperatur im Bereich von 250 bis 600 C erhalten worden ist. fio6. Catalyst according to claim 4 or 5, characterized in that the vanadium phosphate used by impregnating or soaking a pentavalent vanadium phosphate with a hydrocarbon, an alcohol, an aldehyde or an aldehyde polymer and drying and Heating to a temperature in the range of 250 to 600 C has been obtained. fio

Festes, makromolekulares Polyäthylen wird in weitem Umfang verwendet. Auf Grund seiner ausge- <>5 zeichneten chemischen und physikalischen Eigenschaften haben die aus ihm hergestellten Formkörper hohen praktischen Weri.Solid, macromolecular polyethylene is widely used. Due to his excellent <> 5 The moldings made from it have distinguished chemical and physical properties high practical weri.

Zur Herstellung von makromolekularem Polyäthylen werden das Hochdruckpolymerisationsverfahren unter Verwendung von radikalbildend., η Initiatoren, das Niederdruckpolymerisationsverfahren untei Verwendung von Umsetzungsprodukten aus über· gangsmetallhalogeniden und metallorganischen Verbindungen sowie ein bei mittlerem Druck durchgeführtes Polymerisationsverfahren verwendet, bei derr als Hauptbestandteil des Katalysators ein Übergangsmetalloxyd verwendet wird. Diese Verfahren erfüller jedoch in verschiedener Hinsicht noch nicht alle Wünsche. Da das Hochdruckpolymerisationsverfah ,»- r»„;^L·» r.Kprtialh 1000 at erfordert, muß dei Reaktionsbehälter beständig gegen extreme Drucki sein. Beim Niederdruckpolymerisationsverfahren, he dem ein Katalysator aus Titantetrachlorid und einer Aluminiumalkylverbindung als besonder* wirks.m angesehen wird, schwankt die Aktivität des Kataly sators in weiten Grenzen je nach den Herstellung bedingungen, während die Aktivität im Verlauf dei Zeit während der Umsetzung stark abnimmt und du Lebensdauer des Katalysators verhältnismälli;,The high pressure polymerization process is used to produce macromolecular polyethylene using radical-forming., η initiators, the low-pressure polymerization process using reaction products from over transition metal halides and organometallic compounds and one carried out at medium pressure Polymerization process used in which the main component of the catalyst is a transition metal oxide is used. However, these procedures are not yet satisfactory in various respects Wishes. Since the high-pressure polymerization process requires "- r" "; ^ L" r.Kprtialh 1000 at, the Reaction vessels must be resistant to extreme pressures. In the low pressure polymerization process, he which a catalyst made of titanium tetrachloride and an aluminum alkyl compound is particularly effective is viewed, the activity of the Kataly fluctuates sators within wide limits depending on the manufacturing conditions, while the activity in the course of the dei The time during the implementation decreases sharply and the life of the catalyst is relatively

kurz ist.is short.

Für das Mitteldruckpolymerisationsverfahren situ typische Katalysatoren ein Molybdänoxyd-Aliimi niumoxydkatalysator (USA.-Patentschrift 2 691 6-Γ sowie ein Chromoxyd-Siliciumoxyd-Aluminiumowil Katalysator (japanische Patentschrift 2491 19>"Ί Diese Katalysatoren sind haltbar, jedoch ist ihn katalytische Aktivität niedriger als die der bei den Niederdruckpolymerisationsverfahren verwendeter Katalysatoren.For the medium pressure polymerization process in situ typical catalysts a molybdenum oxide Aliimi niumoxydkatalysator (USA.-Patent 2 691 6-Γ as well as a chromium oxide-silicon oxide-aluminum foil Catalyst (Japanese patent specification 2491 19> "Ί These catalysts are durable, but their catalytic activity is lower than that of the Low pressure polymerization process of catalysts used.

In der japanischen Patentschrift 412 866 ist he schrieben, daß man Olefine mit einem Katalysatoi polymerisieren kann, der aus Vanadylorthophusph t und einem Hydrid oder einer metallorganischen Ver bindung eines Metalls der Gruppe I bis III des Perm densystems besteht. Bei diesem Verfahren ist jedocl die Wirksamkeit des Katalysators gering. Was du Polymerisation von Äthylen anbelangt, so ist aus dei Beispielen 1 und 2 dieser Patentschrift ersichtlich, dal das Polymerisat nur in einer Menge von weniger al: der zehnfachen Menge des Vanauylorthophosphal· erhalten wird.In Japanese Patent No. 412,866, he wrote that one can use olefins with a catalyst can polymerize, the t from Vanadylorthophusph t and a hydride or an organometallic Ver bond of a metal from group I to III of the perm den system. In this procedure, however, the effectiveness of the catalyst is low. As for the polymerization of ethylene, so is off Examples 1 and 2 of this patent can be seen, dal the polymer only in an amount of less than ten times the amount of Vanauylorthophosphhal is obtained.

Weiterhin ist aus einem Aufsatz im »Journ. ehern Soc. Japan, ind. Chem. Sect. (Kogyo Kagaku Zasshi)« Bd. 66 (1963), S. 841 bis 846, referiert im Chemischer Zentralblatt 1965, Heft 49, Referat Nr. 2603. bereit: ein Verfahren zur Herstellung von festen Äthylen polymerisaten durch Polymerisation von Äthylen ir Gegenwart von Katalysatoren aus Aluminiumtriäthy und einem durch Kalzinieren im Wasserstoffstron reduzierten Vanadinphosphat bekannt.Furthermore, from an article in the »Journ. brazen Soc. Japan, ind. Chem. Sect. (Kogyo Kagaku Zasshi) " Vol. 66 (1963), pp. 841 to 846, reported in Chemischer Zentralblatt 1965, Issue 49, Referat No. 2603. ready: a process for the production of solid ethylene polymers by polymerization of ethylene ir Presence of catalysts from aluminum triethy and one by calcining in hydrogen strone reduced vanadium phosphate known.

Die in dieser Veröffentlichung erwähnten Versuch) mit dem Vanadiumphosphat sind auch in der oben genannten japanischen Patentschrift 412 866 bcschric ben. Der V-Phosphat-Al(C2H5), - Katalysator ha eine ebenso geringe Aktivität wie der in der Japan ischei Patentschrift beschriebene Katalysator. Polyäthylci z. B. wird nur in einer Menge von weniger als de lOfachen Menge des eingesetzten V-Phosphats erhal ten. Im Beispiel 2 dieser Patentschrift beträgt cii< maximale Ausbeute nach 3stündiger Umsetzung nu die 4,1fache Menge.The experiment mentioned in this publication with the vanadium phosphate are also described in the above-mentioned Japanese patent specification 412,866. The V-phosphate-Al (C 2 H 5 ) catalyst has as little activity as the catalyst described in the Japanese patent. Polyäthylci z. B. only in an amount of less than de ten-fold amount of the used V-phosphate preserver t s. In Example 2 of this patent specification, cii <maximum yield after 3 hours of reaction is nu 4.1 times the amount.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von festen Homo- oder Mischpoly mcrisatcn des Äthylens durch Polymerisation vor Äthylen, allein oder zusammen mit anderen polyThe invention now relates to a process for the production of solid homo- or mixed poly Mcrisatcn of ethylene by polymerization before ethylene, alone or together with other poly

merisierbaren olefinischen Comonomeren, in Gegenwart von Katalysatoren aus Vanadinphosphaien, in denen die Wertigkeit des Vanadinatoms weniger als 5 beträgt, und aluminiumorganischen Verbindungen das dadurch gekennzeichnet ist, daß in Gegenwart eines Katalysators polymerisiert wird, der aus einem Vanadinphosphat, bei dem die mittlere Wertigkeit des Vanadinatoms mindestens 4 und weniger als 5 beträgt, und einer Verbindung oder einem Gemisch der mittleren Zusammensetzung der allgemeinen For- icmerizable olefinic comonomers, in the presence of catalysts made from vanadium phosphates, in which the valence of the vanadium atom is less than 5 is, and organoaluminum compounds which is characterized in that in the presence a catalyst is polymerized, which consists of a vanadium phosphate, in which the mean valence of the vanadium atom is at least 4 and less than 5, and a compound or a mixture the mean composition of general research

besteht, in der R ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, X ein Haloeenatnm nn^ ., «;.,„ Zahl oberhalb (I und unterhalb 3 ist. 1S consists in which R is a hydrocarbon radical with 1 to 8 carbon atoms, X is a Haloeenatnm nn ^., «;.," Number above (I and below 3. 1S

Gegenstand 1 :r Erfindung ist weiterhin ein katalvsator /ur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. bestehend aus einem Gemisch aus einem Vanadinphosphat, bei dem die mit.lere Wertigkeit des Yanadinatoms mindestens 4. jedoch wcnigei als 5 betragt, und einer Verbindung oder einem Gemisch der mittleren Zusammensetzung ler allgemeinen Forl RnAlX,Subject 1 : The invention is also a catalyst for carrying out the method according to claim 1, consisting of a mixture of a vanadium phosphate, in which the mean valence of the yanadine atom is at least 4, but less than 5, and a compound or a mixture the mean composition of the general formula R n AlX,

in dei R ein Kohlenwasserstoffes! mit I bis S Kohlen-StotTatomen. \ ein Halogenatom und /1 eine Zahl oberhalb π und unternalb 3 ist.in dei R a hydrocarbon! with I to S carbon stot atoms. \ is a halogen atom and / 1 is a number above π and below cal is 3.

Das Verfahren der Erfindung lsi frei von den vorstehend erwähnten Nachteilen der bekannten Verfahren, d. h.. es erfordert keine h >hen Drücke, und es wird ein Katalysatorsystem mit hoher Aktivität verwendet, dessen Aktivität vergleichbar ist mit der Aktivität der üblichen Katalysatoren für das Niederdruck verfahren, hinsichtlich seiner Stabilität und Beständigkeit jedoch vergleichbar oder überlegen dem im VI itteldruckverfahren verwendeten Katalysator ist. tin weiterer Vorteil ist. daß nach dem erfiridungsgemaHeii Verfahren die Katalysatorrückstände leicht aus den Polymerisaten entfernt werden können. Weiterhin läßt sich nach dem erhndungsgemäßen Verfahren das Molekulargewicht der Polymerisate leicht steuern.The method of the invention is free from the above mentioned disadvantages of the known methods, d. h .. it does not require h > low pressures, and it becomes a catalyst system with high activity used, the activity of which is comparable to the activity of the usual catalysts for the low pressure procedure, but in terms of its stability and durability comparable or superior to the is the catalyst used in the medium pressure process. tin is another advantage. that according to the invention Process the catalyst residues can easily be removed from the polymers. Furthermore, the molecular weight of the polymers can be determined by the process according to the invention easy to control.

Nach dem Verfahren der Erfindung erhält man wesentlich höhere Ausbeuten (mehr als die lOOfache Menge, bezogen auf eingesetzten Katalysator) als bei den aus der Veröffentlichung im »Journ. ehem. Soc. Japan, ind. Chem. Sect. (Kogyo Kagaku Zasshi)«. Bd. M> (1963). S. 841 bis 846. bekannten Verfahren (vgl. die weiter unten folgenden Beispiele). Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Kataly- so satoren sind dafür verantwortlich. Sie haben den weiteren Vorteil, daß sie in verdünnten Säuren leicht löslich sind, was für die Aufarbeitung der PolymerisaU von wesentlicher Bedeutung ist (vgl. die weiter tinteii folgenden Ausführungen). ,sAccording to the process of the invention, much higher yields are obtained (more than 100-fold Amount, based on the catalyst used) than those from the publication in the »Journ. former Soc. Japan, ind. Chem. Sect. (Kogyo Kagaku Zasshi) «. Vol. M> (1963). Pp. 841 to 846. known methods (see the examples below). The catalysts used in the process according to the invention Sators are responsible for this. They have the further advantage that they can easily be used in dilute acids are soluble, which is important for the work-up of the PolymerisaU is of essential importance (cf. the further inteii following statements). , s

Bei der gemäß der genannten Veröffentlichung vorgenommenen Calcinierung von V-Phosphat im H:-Strom (5 Stunden, 500 C) wird das Vanadium zur dreiwertigen Stufe reduziert. Zur Herstellung des erlindungsgcmäß verwendeten V-Phosphats muß die Reduktion unter speziellen Bedingungen erfolgen, wenn man reproduzierbare Ergebnisse, d. h. eine Wertigkeit des Vanadins innerhalb des genannten Bereichs, erhalten will.In the calcination of V-phosphate in the H : stream (5 hours, 500 ° C.) carried out according to the publication mentioned, the vanadium is reduced to the trivalent stage. To produce the V-phosphate used in the invention, the reduction must be carried out under special conditions if one wants to obtain reproducible results, ie a valency of the vanadium within the range mentioned.

Die obengenannte allgemeine Formel RnAlX, _„ '\s p.ibt die mittlere Zusammensetzung an und schließt i-.ik'h Gemische aus Organoaluminiumvcrbindung und einer halogenieren Aluminiumverbindung ein.The above general formula R n AlX, _ "\ s p. Indicates the average composition and includes i-.ik'h mixtures of an organoaluminum compound and a halogenated aluminum compound.

Der im ertindungsgemäßen Verfahren verwendete Katalysator besteht also im wesentlichen aus 2 Komponenten, nämlich einem Vanadinphosphat und einer halogenieren aluminiumorganischen Verbindung. Nachstehend wird das Vanadinphosphat als erste Katalysatorkomponente und die halogenierte aluminiumorganische Verbindung als zweite Katalysatorkomponente bezeichnet.The catalyst used in the process according to the invention therefore consists essentially of 2 components, namely a vanadium phosphate and a halogenated organoaluminum compound. The following is the vanadium phosphate as the first catalyst component and the halogenated organoaluminum Compound referred to as the second catalyst component.

Als erste Katalysatorkomponente wird ein Vanadinphosphat einer Zusammensetzung verwendet, das der allgemeinen FormelA vanadium phosphate of a composition is used as the first catalyst component the general formula

(V2Oy) (P2O5)Z (V 2 O y ) (P 2 O 5 ) Z

Vanadinatoms bedeutet und die eine Zahl mit einem Wert nicht unter 4 und weniger als 5 ist. und Z eine positive Zahl mit einem Wert unter 10 ist. Vanadinphosphate, die dieser Formel entsprechen, schließen die teilweise reduzierten Produkte von fünfwertigen Vanadinsalzen verschiedener Phosphorsäuren und die teilweise reduzierten Produkte von Vanadylsalzen verschiedener Phosphorsäuren, die lünfwertiges Vanadin enthalten, ein. Ein typisches Beispiel ist das teilweise reduzierte Produkt von Vanadyl(V)-orthophosphat. Diese Verbindung hat die allgemeine Formel V,O> · P2O5, die der vorgenannten allgemeinen Formel entspricht, in der Z den Wert I hat. In ähnlicher Weise können die teilweise reduzierten Produkte vi:n Vanadyl(V)-salzen kondensierter Phosphorsäuren verwendet werden, wie Vanadyl(V)-pyrophosphat. Vanadyl(V)-metaphosphat und VanadyI(V)-polyphosphat. In diesen Verbindungen muß die mittlere Wertigkeit des Vanadinatoms nicht weniger als 4 und weniger als 5 betragenVanadium atom means and which is a number with a value not less than 4 and less than 5. and Z is a positive number with a value less than 10. Vanadium phosphates conforming to this formula include the partially reduced products of pentavalent vanadium salts of various phosphoric acids and the partially reduced products of vanadyl salts of various phosphoric acids containing pentavalent vanadium. A typical example is the partially reduced product of vanadyl (V) orthophosphate. This compound has the general formula V, O> P 2 O 5 , which corresponds to the aforementioned general formula in which Z has the value I. Similarly, the partially reduced products vi: n vanadyl (V) salts of condensed phosphoric acids can be used, such as vanadyl (V) pyrophosphate. Vanadyl (V) metaphosphate and vanadyl (V) polyphosphate. In these compounds, the mean valence of the vanadium atom must be not less than 4 and less than 5

Im erfindungsgemäßen Verfahren wcden die vorgenannten Vanadinphosphate im allgemeinen allein als erste Katalysatorkomponente verwendet, es können jedoch auch auf einem Oxyd oder einem Phosphat eines anderen Metalls als Vanadin aufgebrachte Vanadinphosphate verwendet werden. Diese auf Trägern aufgebrachten Katalysatoren werden durch Vermischen, durch gemeinsame Fällung oder durch Abscheidung hergestellt.In the process according to the invention, the aforementioned are wcden Vanadium phosphates are generally used alone as the first catalyst component, it can but also applied to an oxide or a phosphate of a metal other than vanadium Vanadium phosphates can be used. These supported catalysts are made by mixing, produced by coprecipitation or by separation.

Die erste Katalysatorkomponente kann auf verschiedene Weise hergestellt worden sein. Beispielsweise kann sie leicht durch Herstellung eines fünfwertigen Vanadinphosphats und anschließende Reduktion dieses Produktes erhalten werden.The first catalyst component can have been prepared in various ways. For example it can easily be achieved by preparing a pentavalent vanadium phosphate and then reducing it of this product.

Das fünfwertige Vanadinphosphat kann durch Umsetzung einer fünfwertigen Vanadinverbindung mit Phosphorsäure oder einem Phosphat erhalten werden. Als fünfwertige Vanadinverbindungen können Vanadinpentoxyd. Vanadyl(V)-trichlorid und Metavanadate, wie Ammoniummetavanadat und Natriummctavanadat oder Vanadinsäurcestcr, wie Äthylvanadat. verwendet werden. Als Phosphorsäuren können Orthophosphorsäure und kondensierte Phosphorsäuren, wie Metaphosphorsäure. Pyrophosphorsäure und Polyphosphorsäurc verwendet werden. Als Phosphate können Ammoniumsalze und verschiedene Metallsalze der Phosphorsäure verwendet werden: insbesondere wasserlösliche Phosphate oder Säuren sind bevorzugt. Die vorgenannte Umsetzung kann nicht nur in einem Lösungsmittel, wie Wasser oder Alkohol, sondern auch unmittelbar ohne Lösungsmittel bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden. Beispielsweise kann man Vanadatophosphorsäure erhalten durch Umsetzung von Phos-The pentavalent vanadium phosphate can be obtained by reacting a pentavalent vanadium compound with phosphoric acid or a phosphate. As pentavalent vanadium compounds can Vanadium pentoxide. Vanadyl (V) trichloride and metavanadates such as ammonium metavanadate and sodium octavanadate or vanadic acid derivatives such as ethyl vanadate. be used. As phosphoric acids can Orthophosphoric acid and condensed phosphoric acids such as metaphosphoric acid. Pyrophosphoric acid and Polyphosphoric acid can be used. As phosphates, ammonium salts and various metal salts can be used of phosphoric acid are used: in particular, water-soluble phosphates or acids are preferred. The aforementioned reaction can not only be carried out in a solvent such as water or alcohol, but also carried out directly without a solvent at room temperature or at an elevated temperature will. For example, vanadatophosphoric acid can be obtained by reacting phosphorus

phorsäure, die eine geringe Menge Wasser enthält, mit Vanadinpentoxyd. Das Produkt ist ein kristalliner Stoff der folgenden Formelphosphoric acid, which contains a small amount of water, with vanadium pentoxide. The product is a crystalline one Substance of the following formula

—O O O O——O O O O—

\ll II/ ν—ο—ρ\ ll II / ν — ο — ρ

—ο—Ο

Die erste Katalysciorkomponente wird erhalten durch Reduktion eines fünfwertigen Vanadinphosphats, das nach der vorgenannten Verfahrensweise erhalten worden ist. Die Reduktion kann durch Erhitzen des Produktes in den verschiedensten reduzierenden Atmosphären durchgeführt werden Beispielsweise kann man die Reduktion derart durchfuhren, daß die mittlere Wertigkeit des Vanadinatoms im erhaltenen Produkt nicht weniger als etwa 4. jedoch weniger als 5 beträgt, indem man es in einer Atmosphäre von Wasserstoff. Kohlenmoiioxyd oder Schwefeldioxyd erhitzt. Die Erhit/ungstemperatur und -zeit muß entsprechend der Art der reduzierenden Atmosphäre eingestellt werden. Wenn das Erhitzen im Wasserstoffstrom bei einer Temperatur oberhalb 500 C längere Zeit durchgeführt wird, erlolgt bisweilen zu starke Reduktion, und die katalytische Aktivität ist vermindert. Die Erhitzungsbedingungen sind soigfältig zu steuern, wenn ein anorganisches reduzierendes Gas verwendet wird. Andererseits wurde festgestellt, daß die Reduktion sich leicht steuern läßt, wenn man ein fünfwertiges Vanadinphosphat in Gegenwart einer organischen Verbindung erhitzt und daß man nach diesem Verfahren die erste Katalysatorkomponente immer in hoher Aktivität erhält.The first catalyst component is obtained by reducing a pentavalent vanadium phosphate, obtained by the aforementioned procedure. The reduction can go through Heating the product can be carried out in a wide variety of reducing atmospheres, for example the reduction can be carried out in such a way that the mean valence of the vanadium atom in the product obtained is not less than about 4. but less than 5 by converting it into a Atmosphere of hydrogen. Carbon dioxide or sulfur dioxide heated. The heating temperature and time must be set according to the type of reducing atmosphere. If the heating in the Hydrogen flow is carried out at a temperature above 500 C for a longer period of time, sometimes occurs too much reduction and the catalytic activity is decreased. The heating conditions are varied to control when an inorganic reducing gas is used. On the other hand, it was found that the reduction can be easily controlled if you have a pentavalent vanadium phosphate in the presence an organic compound and that the first catalyst component is heated according to this process always gets in high activity.

Als organische Verbindungen, die zur Reduktion verwendet werden, kommen z. B. Kohlenwasserstoffe, wie Benzol und Toluol, Alkohole, wie Methanol. Äthanol, Propanol und Butanol, Aldehyde, wie Formaldehyd und Benzaldehyd, und niedermolekulare Polymere von Aldehyden, wie Paraformaldehyd, Paraldehyd und Trioxan, in Frage. In diesem Fall wird das funfwertige Vanadinphosphat mit der organischen Verbindung getränkt oder befeuchtet oder vermischt, dann getrocknet und schließlich auf eine Temperatur im Bereich von 250 bis 600 C an der Luft oder in einem Inertgas erhitzt.As organic compounds that are used for the reduction, z. B. hydrocarbons, such as benzene and toluene, alcohols such as methanol. Ethanol, propanol and butanol, aldehydes such as formaldehyde and benzaldehyde, and low molecular weight polymers of aldehydes such as paraformaldehyde, paraldehyde and trioxane, in question. In this case the pentavalent vanadium phosphate is mixed with the organic Compound soaked or moistened or mixed, then dried and finally brought to a temperature heated in the range of 250 to 600 C in air or in an inert gas.

Die mittlere Wertigkeit des Vanadinatoms in der ersten Katalysatorkomponente kann quantitativ spektrophotometrisch, polerographisch oder nach der Oxydation-Reduktions-Titrationsmethode bestimmt werden.The mean valence of the vanadium atom in the first catalyst component can be quantitatively spectrophotometrically, determined polerographically or by the oxidation-reduction-titration method will.

Die mittlere Wertigkeit des Vanadinatoms in der ersten Katalysatorkomponente hat charakteristischerweise einen Wert von nicht unter 4, jedoch unter 5. Dies bedeutet, daß die erste Katalysatorkomponente zur Hauptsache aus vier- und fünfwertigen Vanadinphosphaten besteht. Wenn die mittlere Wertigkeit des Vanadinatoms 5 beträgt, d. h. wenn die Verbindung keine vierv.ertigen Vanadinatome enthält, ist die Leistungsfähigkeit des Katalysators niedriger. Wenn andererseits die mittlere Wertigkeit des Vanadinatoms unter 4 liegt, ist die Wirksamkeit des Katalysators nicht nur etwa-" geringer, sondern der Katalysatorrückstand ist in Säuren unlöslich und kann nur schwierig aus den Polymerisaten entfernt werden. Im erfindungsgemäßen Verfahren ist jedoch der Katalysatorrückstand in Säuren löslich und läßt sich aus den erhaltenen Polymerisaten durch Behandlung mit Säure abtrennen. Beim herkömmlichen Mitteldruckverfahren zur Polymerisation von Äthylen unter Verwendung eines Metalloxydkatalysators ist die Katalysat>>rkomponente in Säuren unlöslich, deshalb muß da» PoIymerisat in geschmolzenem Zustand oder in Lösung vom Katalysator abzeritrifugiert oder abfiltriert werden. Gegenüber diesem Verfahren hat natürlich die Abtrennung der Katalysatorrückstände durch Behandlung mit Säure erhebliche Vorteile,
Als zweite Katalysalorkomponente ist eine Verbindung besonders wirksam, die sowohl eine Halogen-Aluminiuir.-Bindung als auch eine Kohlenstoff-Aluminium-Bindung aufweist. Es wird eine halogenierte
The mean valence of the vanadium atom in the first catalyst component characteristically has a value of not below 4, but below 5. This means that the first catalyst component consists mainly of tetravalent and pentavalent vanadium phosphates. If the mean valence of the vanadium atom is 5, that is to say if the compound does not contain tetravalent vanadium atoms, the performance of the catalyst is lower. On the other hand, if the mean valence of the vanadium atom is below 4, the effectiveness of the catalyst is not only slightly lower, but the catalyst residue is insoluble in acids and can only be removed from the polymers with difficulty. In the process according to the invention, however, the catalyst residue is soluble in acids In the conventional medium-pressure process for the polymerization of ethylene using a metal oxide catalyst, the catalyst component is insoluble in acids, so the polymer must be centrifuged or filtered off from the catalyst in the molten state or in solution Compared to this process, of course, the separation of the catalyst residues by treatment with acid has considerable advantages,
A compound which has both a halogen-aluminum bond and a carbon-aluminum bond is particularly effective as the second catalyst component. It becomes halogenated

aiuminiumoreanische Verbindung oder ein Gemisch is einer Organoaluminiumverbindung und einer nalogenierten Aluminiumverbind'-ng verwendet. Diese Verbindung oder das Gemisch kann durch die allgemeine Formelaluminum orean compound or a mixture is an organoaluminum compound and a halogenated one Aluminum connection used. This Compound or mixture can be represented by the general formula

air ^drückt werden, in der R ein aliphatischer oder aromatischer KohlenwasserslolTrest mit I bis X Kohlenstoffatomen und X ein Halogenatom bedeutet und η eine Zahl mit einem Wert oberhalb 0 und unterhalbair ^ in which R is an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical with I to X carbon atoms and X is a halogen atom and η is a number with a value above 0 and below

3~ 3 ist.3 ~ 3 is.

Beispiele für halogenierte aluminiumorganische Verbindungen sind Dialkylaluminiumhalogenide. Diphenylaluminiumhalogenide, Alkylaluminiumsesquihalogenide. Alkylaluminiumdihalogenide und Phenylalu-Examples of halogenated organoaluminum compounds are dialkyl aluminum halides. Diphenyl aluminum halides, Alkyl aluminum sesquihalides. Alkyl aluminum dihalides and phenyl aluminum

vi miniumdihalogenide, wie Diäthylaluminiumchlorid. Diisobutylaluminiumchlorid, Diisobutylaluminiumbromid, Diisobutylaluminiumjodid, Äthylaluminiumsesquichlorid, Äthylaluminiumdich'orid und Diphenylaluminiumchlorid. vi minium dihalides such as diethyl aluminum chloride. Diisobutyl aluminum chloride, diisobutyl aluminum bromide, diisobutyl aluminum iodide, ethyl aluminum sesquichloride, ethyl aluminum dichloride and diphenyl aluminum chloride.

Als zweite Komponente kann auch ein Gemisch aus einer aluminiumorganischen Verbindung und einer halogenierten Aluminiumverbindung verwendet werden, z. B. ein Gemisch aus einem Aluminiumtrialkyl und einer halogenierten Aluminiumverbindung. Selbst-A mixture of an organoaluminum compound and a halogenated aluminum compound can be used, e.g. B. a mixture of an aluminum trialkyl and a halogenated aluminum compound. Self-

4<' verständlich können auch Gemische der vorgenannten verschiedenen halogenierten aluminiumorganischen Verbindungen und einer halogenierten Aluminiumverbindung oder einer Aluminiumtrialkylverbindung verwendet werden. Beispiele für Aluminiumtrialkylverbindungen sind Aluminiumtriäthyi. Aluminiumtributyl und Aluminiumtrihexyl. Beispiele für halogenierte Aluminiumverbindungen sind Alurniniumcnlürid, Aluminiumbromid und Aluminiumjodid.
Die verwendete Menge jeder Katalysatorkomponente wird entsprechend der Kapazität des Reaktionsbehälters, der Menge des Lösungsmittels, des Reaktionsdrucks und der Reaktionstemperatur eingestellt. Vorzugsweise wird die erste Katalysatorkomponente in Mengen von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen und die zweite Katalysatorkomponente in Mengen von 0.5 bis 50 Gewichtsteilen je 1000 Gewichisteile Monomer verwendet.
4 <'Understandably, mixtures of the aforementioned various halogenated organoaluminum compounds and a halogenated aluminum compound or an aluminum trialkyl compound can also be used. Examples of aluminum trialkyl compounds are aluminum triethyi. Aluminum tributyl and aluminum trihexyl. Examples of halogenated aluminum compounds are aluminum chloride, aluminum bromide and aluminum iodide.
The amount of each catalyst component used is adjusted according to the capacity of the reaction container, the amount of the solvent, the reaction pressure and the reaction temperature. The first catalyst component is preferably used in amounts of 0.1 to 10 parts by weight and the second catalyst component is used in amounts of 0.5 to 50 parts by weight per 1000 parts by weight of monomer.

Der im erfindungsgcmäßen Verfahren verwendete Katalysator besteht aus den vorgenannten 2 Kompo-The catalyst used in the process according to the invention consists of the aforementioned 2 components

<*> ncnten, seine Aktivität läßt sich jedoch durch Zusatz eines Alkohols, Äthers, Amins oder Alkalimetallhalogenide als dritter Komponente verbessern, wobei die Menge dieses dritten Bestandteils, in Mol ausgedrückt, nicht die Menge der zweiten Katalysator- <*> ncnten, but its activity can be improved by adding an alcohol, ether, amine or alkali metal halide as a third component, the amount of this third component, expressed in moles, not the amount of the second catalyst

6s komponente übersteigt. 6 s component exceeds.

Nach dem erfindungsgcmäßen Polymerisationsverfahren wird Äthylen, allein oder zusammen mit anderen Olefinen, in Gegenwart des vorgenanntenAccording to the polymerization process according to the invention, ethylene, alone or together with other olefins, in the presence of the foregoing

Katalysators polymerisiert. Die Polymerisation wird vorzugsweise in Gegenwart eines Verdünnungsmittels durchgeführt. Als Verdünnungsmittel eignen sich aliphatische, alicyclisclie und aromatische Kohlenwasserstoffe sowie halogeniertc Kohlenwasserstoffe, wie Propan. η-Butan. n-Pcntan. n-lleptan. n-Oetan. iso-Octan. C'yclohexan. Metliylcyclohexan. Benzol. Toluol. Xylol. Tetrahydronaphthalin. Decahydronaphthalin, nilorbenzol. Tetrachlorethylen und Tetrachlorkohlenstoff. Die Verdünnungsmittel können allein oder im Gemisch verwendet werden. Beispielsweise kann jede Frdölfraklion ohne weitere Verarbeitung verwendet werden, wie Benzin. Leuchtpetrolcum oder Schwerbenzin. Vorzugsweise werden jedoch aus diesen Verdiinnungsmitteln polare Verunreinigungen abgetrennt, die beispielsweise Sauerstoff. Stickstoff oder Schwefel enthalten und die mit dem Katalysator in Reaktion treten können.Polymerized catalyst. The polymerization will preferably carried out in the presence of a diluent. Suitable diluents are aliphatic, alicyclic and aromatic hydrocarbons and halogenated hydrocarbons such as propane. η-butane. n-Pcntan. n-lleptan. n-oetan. iso-octane. Cyclohexane. Methylcyclohexane. Benzene. Toluene. Xylene. Tetrahydronaphthalene. Decahydronaphthalene, nilorbenzene. Tetrachlorethylene and carbon tetrachloride. The diluents can be used alone or in admixture. For example Any petroleum fraction can be used without further processing, such as gasoline. Luminous petroleum or heavy fuel. Preferably, however, these diluents will become polar contaminants separated, for example, oxygen. nitrogen or contain sulfur and which can react with the catalyst.

Die Polymerisation wird zweckmäßig bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 3IX) C. vorzugsweise /wischen 30 und 180 C. und bei einem Äthylcndruck von 1 bis 200 kg cm', vorzugsweise zwischen 5 und It)O kg em2, durchgeführt. Bei 0 bis 100 C wird der Katalysator vorzugsweise in einem Verdünnungs mittel suspendiert. In diesem Fall scheidet sich das Polymerisat in Form einer Aufschlämmung ab. Bei Temperaturen zwischen 120 und 300 C geht das Polymerisat im Verdünnungsmittel mit fortschreitender Polymerisationsreaktion in Lösung. In diesem Fall kann man den Katalysator suspendieren oder ihn auf einem Träger aufbringen, d.h.. die Polymerisation wird dann in einem Festbett durchgerührt. Weiterhin kann das erfindungsgcmüBc Verfahren diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden.The polymerization is expediently carried out at a temperature in the range from 0 to 30 ° C., preferably between 30 and 180 ° C. and at an ethylene pressure of from 1 to 200 kg cm ', preferably between 5 and It) 0 kg em 2 . At 0 to 100 ° C., the catalyst is preferably suspended in a diluent. In this case, the polymer separates out in the form of a slurry. At temperatures between 120 and 300 ° C., the polymer dissolves in the diluent as the polymerization reaction proceeds. In this case, the catalyst can be suspended or applied to a support, ie. the polymerization is then carried out in a fixed bed. Furthermore, the process according to the invention can be carried out batchwise or continuously.

Die Mischpolymerisation von Äthylen mit Monoolefinen, wie ,i-Olcfinen mit 3 oder mehr Kohlenstoffatomen, oder Diolefinen. läßt sich nach dem Verfahren der Erfindung leicht durchfuhren. Beispielsweise kann man Äthylen mit Propylen. Butcn-1, 3-Methylbuten-l, Octcn-1 oder Hexadecen-1 mischpolymcrisicren. Mischpolymerisate mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit und unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften lassen sich durch Mischpolymerisation geringer Mengen der vorgenannten «-Olefine mit Äthylen herstellen. Weiterhin können vernetzbare Mischpolymerisate durch Mischpolymerisation einer geringen Menge eines linearen oder cyclischen Diolefins mit Äthylen hergestellt werden. Beispielsweise läßt sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Äthylen mit Butadien, Piperylen, Isopren, 1,5-Hexadien, Cyclooctadien. Dicyclopentadien oder Vinylcyclohexen mischpolymerisieren. Äthylen läßt sich auch mit Styrol oder dessen Derivaten mischpolymerisieren. The interpolymerization of ethylene with monoolefins such as i-olefins with 3 or more carbon atoms, or diolefins. can be easily carried out according to the method of the invention. For example, you can ethylene with propylene. Butyn-1, 3-methylbutene-1, octane-1 or hexadecene-1 mixed polymers. Copolymers with excellent processability and different physical properties can be produced by copolymerizing small amounts of the aforementioned -olefins with ethylene. Crosslinkable copolymers can also be prepared by copolymerizing a small amount of a linear or cyclic diolefin with ethylene. For example, ethylene can be mixed with butadiene, piperylene, isoprene, 1,5-hexadiene, cyclooctadiene by the process according to the invention. Copolymerize dicyclopentadiene or vinylcyclohexene. Ethylene can also be copolymerized with styrene or its derivatives.

Nach beendeter Polymerisation läßt sich der Katalysatorrückstand leicht aus dem festen Polymerisat durch Behandlung mit einer Mischung von Alkohol und einer Säure abtrennen. Bei Verwandung eines Trägers oder einer Metallverbindung, die in Säuren unlöslich ist, zusammen mit der ersten Katalysatorkomponente, muß man das feste Polymerisat durch Erhitzen in einem Lösungsmittel, z. B. einem Kohlenwasserstoff lösen und dann den Katalysatorrückstand in an sich bekannter Weise abtrennen, z. B. abzentrifugieren odei abfiltrieren.After the polymerization has ended, the catalyst residue can easily be removed from the solid polymer separate by treatment with a mixture of alcohol and an acid. When using a Carrier or a metal compound which is insoluble in acids, together with the first catalyst component, you have to through the solid polymer Heating in a solvent, e.g. B. dissolve a hydrocarbon and then the catalyst residue separate in a conventional manner, e.g. B. centrifuge or filter off.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Homopolymerisate oder Mischpolymerisate von Äthylen mit sehr hohem Molekulargewicht herstellen. Es lassen sich leicht Durchschnittsmolckulargewichtc von 300 000 bis 5 000 000 oder mehr erzielen. Dieses makromolekulare- Polyäthylen ist besonders geeignet für solche Zwecke, bei denen es auf hohe Schlagzähigkeit. Abriebsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit ankommt. Beispielsweise eignen sich die erlindung.sgemiiß hergestellten Polymerisate zur Herstellung von Maschinenteilen und in der Bauindustrie.Homopolymers or copolymers of ethylene with a very high molecular weight can be produced by the process according to the invention. Average molecular weights of 300,000 to 5,000,000 or more can easily be obtained. This macromolecular polyethylene is particularly suitable for purposes that require high impact strength. Abrasion resistance and corrosion resistance matter. For example, the polymers produced according to the invention are suitable for the production of machine parts and in the construction industry.

ίο Diese Art des makromolekularen Polymerisats hat allerdings in geschmolzenem Zustand eine geringe Fließfähigkeit, so daß es nicht nach dem üblichen Spritzguß- oder Slrangprcßverfahren verformt werden kann.ίο This type of macromolecular polymer has however, in the molten state a poor flowability, so that it is not according to the usual Injection molding or Slrangprcßverfahren can be deformed.

is Für diese Art von Polyäthylen wird daher das Formpreßverfahren angewandt. Gegebenenfalls baut man das makromolekulare Polymerisat thermisch, oxydativ oder mechanisch ab. um es verwenden zu können.is For this type of polyethylene, the Compression molding applied. If necessary, the macromolecular polymer is built thermally, oxidatively or mechanically. to be able to use it.

Das Durchschnittsmolckulargcwicht der erzeugten Polymerisate läßt sich durch Änderung der Polymerisationsbedingungen oder durch Zusatz geeigneter Kcltenuberträgcr zum Polymerisationsansatz steuern. In.>b^M'.Jetj kann man durch Zugabe geeigneter Mengen von Wasserstoff leicht Polymerisate des gewünschten Durchschnittsmolekulargewichts herstellen. Auf diese Weise hergestelltes Polyäthylen mit einem Durchschnittsmolckulargcwicht von 10 000 bis 300 000 eignet sich für das gewöhnliche Spritz-The average molecular weight of the polymers produced can be determined by changing the polymerization conditions or by adding suitable Kcltenuberträgercr to the polymerization. In.> B ^ M'.Jetj one can add more suitable Quantities of hydrogen easily produce polymers of the desired average molecular weight. Polyethylene thus produced with an average molecular weight of 10,000 up to 300,000 is suitable for ordinary spraying

jo guß-. Strangpreß-, Blasform- oder Pulverformverfahren. Die ultrarotspektroskopischc Untersuchung der MikroStruktur des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Polyäthylens ergab, daß es lypischcrweise eine viel geringere Anzahl von Doppclbindungen enthält als das nach den herkömmlichen Verfahren erhaltene Polyäthylen. Das heißt, nur etwa 0,05 bis 0,5 Doppelbindungen je 1000 Kohlenstoffatome sind im Polymerisat vorhanden. Weiterhin läßt sich die Anzahl der Methylgruppen steuern durch Wahl des Katalysators und der Reaktionsbedingungen bei der Polymerisation, und es kann leicht ein Homopolymerisat aus Äthylen hergestellt werden, das weniger als eine Methylgruppe je 1000 Kohlcnstoffatome enthält. Dies bedeutet eine geringere Verzweigung des Polymerisats. Die Dichte des weniger verzweigten Polyäthylens liegt oberhalb 0.950, was einei.: Polyäthylen sehr hoher Dichte entspricht, das nach dem herkömmlichen Verfahren erhalten wird In den nachstehenden Beispielen beziehen sich jo cast. Extrusion, blow molding or powder molding processes. The ultrared spectroscopic examination of the microstructure of the polyethylene obtained by the process according to the invention showed that it typically contains a much smaller number of double bonds than the polyethylene obtained by the conventional process. This means that only about 0.05 to 0.5 double bonds per 1000 carbon atoms are present in the polymer. Furthermore, the number of methyl groups can be controlled by the choice of the catalyst and the reaction conditions during the polymerization, and a homopolymer of ethylene can easily be prepared which contains less than one methyl group per 1000 carbon atoms. This means less branching of the polymer. The density of the less branched polyethylene is above 0.950, which corresponds to a very high density polyethylene obtained by the conventional process. The examples below relate to

so Teile auf das Gewicht.so parts on weight.

Beispiele 1 bis 6Examples 1 to 6

In einem Glasbehälter werden 36,4 Teile Vanadinpentoxyd und 92,0 Teile 85%ige Orthophosphorsäure36.4 parts of vanadium pentoxide and 92.0 parts of 85% orthophosphoric acid are placed in a glass container

SS bei Raumtemperatur in Stickstoffatmosphäre gründlich miteinander vermischt und 3 Tage stehengelassen. Das erhaltene gelbe, feste Produkt ist ein Vanadinphosphat, das fünfwertiges Vanadin enthält, jedoch mit überschüssiger Phosphorsäure verunreinigt ist. Das Produkt wird in 6 Teile unterteilt, die nv· Wasser, Methanol, Äthanol, Isopropanol bzw. Isobutanol gewaschen werden, um die überschüssige Phosphorsäure abzutrennen. Anschließend werden die Proben 2 Stunden unter vermindertem Druck bei 70° C ge- SS thoroughly mixed together at room temperature in a nitrogen atmosphere and left to stand for 3 days. The yellow, solid product obtained is a vanadium phosphate which contains pentavalent vanadium but is contaminated with excess phosphoric acid. The product is divided into 6 parts, which are washed nv · water, methanol, ethanol, isopropanol or isobutanol in order to separate off the excess phosphoric acid. The samples are then stored for 2 hours at 70 ° C under reduced pressure.

trocknet. Zu den beiden Proben, die durch Waschen mit Wasser erhalten wurden, werden jeweils 5 Gewichtsprozent Paraformaldehyd bzw. Trioxan gegeben, und das Gemisch wird gründlich vermischt.dries. To the two samples obtained by washing with water, 5 percent by weight of paraformaldehyde and trioxane are added and the mixture is mixed thoroughly.

209 634.Ί59209 634.Ί59

ίοίο

Die erhaltenen Gemische werden in einem elektrischen Ofen getrocknet und 5 Stunden auf 400° C im trockenen Luftstrom erhitzt. Das Produkt ist ein Vanadinphosphat der ZusammensetzungThe resulting mixtures are dried in an electric oven and dry at 400 ° C. for 5 hours Air stream heated. The product is a vanadium phosphate of the composition

V2O1. · P2O5 V 2 O 1 . · P 2 O 5

Die mittlere Wertigkeit Y des Vanadinatoms, bestimmt nach der Rcdox-Titration, liegt unter 5, jedoch nicht unter 4.The mean value Y of the vanadium atom, determined according to the Rcdox titration, is below 5, but not below 4.

In einen Autoklav aus korrosionsbeständigem Stahl, der mit einem elektromagnetischen Rührer versehen ist und der eine Kapazität von 500 ml hat. werden 0,1 g des auf die vorstehend geschilderte Weise erhaltenen Vanadinphosphats gegeben. Danach wird der Autoklav mit Äthylen unter vermindertem Druck gespült. Hierauf werden lOmMol Äthylaluminiumdichlorid oder Diäthylaluminiumchlorid zusammenIn a stainless steel autoclave equipped with an electromagnetic stirrer and which has a capacity of 500 ml. 0.1 g of the obtained in the manner described above Vanadium phosphate given. The autoclave is then charged with ethylene under reduced pressure flushed. Then 10 mmol of ethylaluminum dichloride are added or diethyl aluminum chloride together

mit 250 ml n-Heptan zugegeben. Dann wird Äthylen bis zu einem Druck von 40 kg/cm2 aufgepreßt. Der Äthylendruck wird während der Umsetzung konstant gehalten. Die Umsetzung wird für 3 Stunden durchgeführt. Danach wird nicht umgesetztes Äthylen abgeblasen, das feste Produkt abgetrennt und aus diesem der Katalysatorrückstand durch Zugabe eines Gemisches gleicher Teile Methanol und Salzsäure und Erhitzen unter Rühren abgetrennt. Danach wirdwith 250 ml of n-heptane added. Then ethylene is injected up to a pressure of 40 kg / cm 2 . The ethylene pressure is kept constant during the reaction. The reaction is carried out for 3 hours. Unreacted ethylene is then blown off, the solid product is separated off and the catalyst residue is separated off from this by adding a mixture of equal parts of methanol and hydrochloric acid and heating with stirring. After that, will

ίο das Produkt mehrmals mit Methanol gewaschen und über Nacht unter vermindertem Druck bei 50C getrocknet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle* I zusammengestellt. Das Mengenverhältnis von PoIymerisatausbeutc zur Menge der ersten Katalysatorkomponente ist erheblich größer als in den in der japanischen Patentschrift 412 866 beschriebenen Beispielen. ίο the product washed several times with methanol and dried overnight under reduced pressure at 50C. The results obtained are in Table * I compiled. The ratio of polymer yield to the amount of the first catalyst component is considerably larger than the examples described in Japanese Patent Publication No. 412,866.

Tabelle ITable I.

11 ÄthanolEthanol BeisBy S picl
4
picl
4th
ss TrioxanTrioxane
Herstellung der 1. KatalyProduction of the 1st Kataly satorkomponente :satellite component: 16.016.0 5.05.0 orga fische Verbindungorga fish connection MethanolMethanol lsopropanolisopropanol IsobutanolIsobutanol Paraform-Paraform 4.554.55 aldehydaldehyde 4.974.97 Menge vor dem ErhitzenAmount before heating 15.015.0 Äthyl-Ethyl- 8.08.0 8.58.5 5.05.0 Diäthyl-Diethyl mittlere Wertigkeit vonaverage value of aluminium-aluminum- aluniiniiinialuniiniiini V im Produkt V in the product 4.894.89 dichloriddichloride 4.974.97 4.944.94 4,934.93 chloridchloride 2. Katalysatorkomponente2. Catalyst component Äthyl-Ethyl- Äthyl-Ethyl- Äthyl-Ethyl- Diäthyl-Diethyl aluminium-aluminum- 33.133.1 aluminium-aluminum- aluminium-aluminum- aluminium-aluminum- I 7 ÜI 7 nights dichloriddichloride dichloriddichloride dichloriddichloride chloridchloride I /.VI /.V Polymerisat:Polymer: 22.122.1 14.214.2 Ausbeute, g Yield, g 44,244.2 41.141.1 ■»β τ. ■ »β τ. IC IIC I Intrinsic-Viskosität.Intrinsic viscosity. Zj. 1Zj. 1 dl/g (Xylol. 120 C) ....dl / g (xylene. 120 C) .... 21,921.9 0.080.08 21.021.0 20.920.9 13.613.6 0.210.21 Zahl der DoppelNumber of doubles bindungenties je 1000 C-Atome 1000 carbon atoms each 0,090.09 0.050.05 0,080.08 0.120.12

B e i s ρ i e I e 7 bis 11 , ^n , B eis ρ ie I e 7 to 11, ^ n ,

ρ- , ,· ■ . „ . . . . ,. , . 45 JA0 ml "-Heptan als Verdünnungsmittel verwendet.ρ-,, · ■. ". . . . ,. ,. 45 JA 0 ml "-Heptane used as a diluent.

Ein auf die in den Beispielen 1 bis 6 angegebene Die Polymerisation wird bei 70?C und bei einem Weise hergestelltes fiinfwertiges Vanadinphosphat Äthylendruck von 40 kg/cm2 3 Stunden durchgerührt, wird unter verschiedenen Bedingungen erhitzt Das Als Reaktionsbehälter wird ein Edehtahlantoklav aufdieseWeiseerhalteneProduktwirdmeinerMenge mit elektromagnetisciemSenkrechlrühSr undΓ mft von 0,2 g verwendet Als zweite Katalysatorkompo- 50 einer Kapazität von 300 ml verwendet Die Ergebnente werden Ug Diathylalumuuumchlond sowie nisse sind in Tabelle II zusammengestellt. The polymerization is carried out at 70 ? C and produced in a manner quinquevalent Vanadinphosphat ethylene pressure of 40 kg / cm 2 by stirring for 3 hours is heated under various conditions, the reaction container is a Edehtahlantoklav aufdieseWeiseerhalteneProduktwirdmeinerMenge with elektromagnetisciemSenkrechlrühSr undΓ MFT of 0.2 g used as the second Katalysatorkompo- 50 of a capacity of 300 ml used. The results are shown in Table II.

Tabelle IITable II

77th 88th Beispielexample
99
1010 IlIl
Herstellung der 1. KatalyProduction of the 1st Kataly
satorkomponente :satellite component:
organische Verbindung...organic connection...
Menge vordem ErhitzenAmount before heating
Atmosphäre the atmosphere
Temperatur, "C Temperature, "C
7eit Std 7eit hours
Mittlere Wertigkeit von VAverage value of V
im Produkt in the product
300
5
4,76
300
5
4.76
H,H,
350350
55
4.194.19
«
Methanol
17
N2
400
5
4,52
«
Methanol
17th
N 2
400
5
4.52
MethanolMethanol
1717th
N2 N 2
300300
55
4,844.84
Methanol
17
Luft
300
5
4.90
Methanol
17th
air
300
5
4.90

Fortsetzungcontinuation

77th KK Beispiel
9
example
9
KiKi IlIl
Polymerisat:
Ausbeule g
Polymer:
Dent g
24.524.5 29.629.6 25,225.2 27,627.6 25,325.3
Intrinsic-Viskosität. dl/g
(Xylol, 120"C)
Intrinsic viscosity. dl / g
(Xylene, 120 "C)
11,311.3 9.69.6 11,311.3 12,412.4 13,113.1

Beispiele 12 bisExamples 12 to

Die Versuche werden in gleicher Weise wie im Beispiel I durchgeführt, jedoch wird die zweite Kataiysatorkomponcntc variiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt.The experiments are carried out in the same way as in Example I, but the second Kataiysatorkomponcntc is varied. The results are shown in Table III .

Tabelle IIITable III

HeispielHot example

2. Katalysatorkoniponcnle2. Catalyst packages

Äthylaluminiumscsquichlorid Ethyl aluminum equichloride

Äquimolares Gemisch von Äthylaluminiumdichlorid und Aluminiumchlorid Equimolar mixture of ethyl aluminum dichloride and aluminum chloride

2: 1-Molverhältnis2: 1 mole ratio

Gemisch von Aluminiumtriäthyl und Aluminiumbromid Mixture of aluminum triethyl and aluminum bromide

Äthylaluminiumscsquichlorid Ethyl aluminum equichloride

Diäthylaluminiumjodid Diethyl aluminum iodide

Diisobutylaluminiumchlorid Diisobutyl aluminum chloride

PolymerisatPolymer Intrinsic-Viskosität
(Xylol. 120 C)
Intrinsic viscosity
(Xylene. 120 C)
Menge
g
crowd
G
Ausheule
P
Howl
P.
16.416.4
!,2!, 2 38,538.5 8,88.8 1,31.3 17,717.7 12.212.2 1,61.6 7,87.8 12,212.2 1,91.9 9,39.3 8.78.7 2,12.1 14,414.4 13,113.1 1,71.7 26,326.3

Beispiele 18 bis 21Examples 18-21

Unter Verwendung eines Vanadinphosphats mit einer mittleren Wertigkeit des Vanadins von 4.84, das auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt worden war, wird die Polymerisation in verschiedenen Verdünnungsmitteln durchgeführt. Das Reaklionsgefäß hat eine Kapazität von 300 ml. und das Verdünnungsmittel wird in einer Menge vor 150 ml verwendet. Die Polymerisation wird bei 70 C einem Äthylendruck von 40 kg/cm2 und währenc 3 Stunden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Ta belle IV zusammengestellt.Using a vanadium phosphate with an average valence of the vanadium of 4.84, which had been prepared in the same manner as described in Example 1, the polymerization is carried out in various diluents. The reaction vessel has a capacity of 300 ml. And the diluent is used in an amount prior to 150 ml. The polymerization is carried out at 70 ° C., an ethylene pressure of 40 kg / cm 2 and for 3 hours. The results are compiled in Table IV.

Tabelle IVTable IV Beispielexample

1818th

2121

1. Katalysatorkomponente,1. catalyst component,

2. Katalysatorkomponente.2. Catalyst component.

Menge, g Amount, g

Verdünnungsmittel Diluents Polymerisatausbeute, g Polymer yield, g

Intrinsic-Viskosität, dl/g (Xylol, 1200C)Intrinsic viscosity, dl / g (xylene, 120 0 C)

0,10.1

Äthylaluminium dichloridEthyl aluminum dichloride

Benzolbenzene

2,8 7.62.8 7.6

Äthylaluminium dichloridEthyl aluminum dichloride

1,3 Toluol1.3 toluene

0,20.2

Diäthyl-Diethyl

aluminium-aluminum-

chloridchloride

TetrahydronaphthalinTetrahydronaphthalene

4,94.9

15.915.9

0,20.2

Diäthylaluminium- chloridDiethyl aluminum chloride

1,21.2

TetrachloräthyienTetrachlorethylene

18,618.6

12,012.0

Beispiel 22Example 22

11,6 Teile Vanad'npentoxyd und 173 Teile PoIyphosphorsäure werden unter Stickstoff gründlich miteinander vermischt. Das erhaltene Gemisch wird11.6 parts of vanadium pentoxide and 173 parts of polyphosphoric acid are thorough under nitrogen mixed together. The resulting mixture becomes 13 Stunden auf 70° C und 7 Stunden auf 900C erhitz Das Produkt wird gründlich mit Methanol gewasche und anschließend zunächst mehrere Stunden bei 70°HEATER 13 hours at 70 ° C and 7 hours at 90 0 C. The product is thoroughly gewasche initially with methanol and then for several hours at 70 °

16451645

'getrocknet. Das getrocknete Produkt enthält noch etwa 25 Gewichtsprozent Methanol. Danach wird das Produkt 5 Stunden in einem elektrischen Ofen im trockeneu Luftstrom auf 400 C erhitzt. Die mittlere Wertigkeit des Vanadins im Produkt beträgt 4.53.'dried. The dried product still contains about 25 percent by weight methanol. The product is then left to dry in an electric oven for 5 hours Air stream heated to 400 C. The mean valence of the vanadium in the product is 4.53.

0,2 g des vorgenannten Produktes werden zusammen mit 1.2 g Diäthylaluminiumchlorid und 150 ml n-Hcptan in ein Reaktionsgefäß mit einer Kapazität von 300 ml gegeben. Die Polymerisation wird bei 50 C und einem Athylendruck von 40 kg/cm2 3 Stundcn durchgerührt. Es werden 7.9 g Polyäthylen er- |la]lcn 0.2 g of the aforementioned product are placed together with 1.2 g of diethylaluminum chloride and 150 ml of n-Hcptane in a reaction vessel with a capacity of 300 ml. The polymerization is carried out at 50 ° C. and an ethylene pressure of 40 kg / cm 2 for 3 hours. 7.9 g of polyethylene are produced la ] lcn

Beispiel 23Example 23

11.7 TeileAmmoniumvanadatund 11,5 Teile Orthophosphorsäurc werden gründlich miteinander vermischt und hierauf 5 Tage bei Raumtemperatur zur Umsetzung gebracht. Das Reaktionsprodukt wird mit Methanol gewaschen, zunächst getrocknet und dann 5 Stunden an der Luft auf 400"C erhitzt. Das erhitzte Produkt ist ein dunkclgelbgrünes Pulver. Die mittlere Wertigkeit des Vanadins beträgt 4.45. Unter Verwendung dieses Produktes wird Äthylen auf die gleiche Wei.se wie im Beispiel 22. jedoch bei11.7 parts ammonium vanadate and 11.5 parts orthophosphoric acid c are thoroughly mixed together and then for 5 days at room temperature Implementation brought. The reaction product is washed with methanol, first dried and then heated to 400 ° C. in air for 5 hours. The heated product is a dark yellow-green powder. The mean value of vanadium is 4.45. Using this product becomes ethylene in the same way as in example 22. but with

333 fl333 fl

81) C polymerisiert. Es werden 15.9 g Polyätlnlcn erhalten.81) C polymerizes. There are 15.9 g of polyethylene receive.

H e ι s ρ ι c I c 24 his 27H e ι s ρ ι c I c 24 to 27

Äthylen wird in Gegenwart von Wasserstoff unter folgenden Bedingungen homopolymerisierl:Ethylene is homopolymerized in the presence of hydrogen under the following conditions:

Kapazität des Reak-Capacity of the react

tionsgclaHes 300 mlFUNCTION GLASS 300 ml

'· Katalysatorkompo-'Catalyst composite

ncnlc \ ani.dmpnosph.il ncnlc \ ani.dmpnosph.il

(mutiere Wertigkcil(mutate Wertigkcil

des Vanadins 4.S .
()2g
of the vanadins 4.S.
() 2g

2- Katalysatorkompo- 2 - catalyst composite

nontc Diiithylaluminium- nontc diithylaluminum

chlonci. 1.2chlonci. 1.2

Verdünnungsmittel.... n-1 lepian. 150 ml
I olymcrisationstempe-
Diluent .... n-1 lepian. 150 ml
I olymcrization temperature

.. mm 70 c .. mm 70 c

Äthylen. Parlialdruck . 40 kg air Ethylene. Parallel pressure. 40 kg air

Reaktionszeit 3 StundenReaction time 3 hours

Die zugesetzte Menge Wasserstoff wird variiert.The amount of hydrogen added is varied.

Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestelltThe results are shown in Table V.

Tabelle VTable V

Zugesetzte Menge H2. 1 Added amount of H 2 . 1

Polymerisat:Polymer:

Ausbeute, g Yield, g

Aschegehalt, % Ash content,%

Intrinsic-Viskosität, dl/g
(Xylol. 120 C)
Intrinsic viscosity, dl / g
(Xylene. 120 C)

mittleres Molgewicht") χ ΙΟ"4 average molecular weight ") χ ΙΟ" 4

Zerreißfestigkeit, kg/cm2 Tensile strength, kg / cm 2

Zerreißdehnung. % Elongation at break. %

Dichte, g/cm3 Density, g / cm 3

2424

0.110.11

18.5
0,021
18.5
0.021

9.5
80
307
465
9.5
80
307
465

0.93230.9323

Beispielexample 2525th 2f.2f. 11.211.2 0.220.22 2.22.2 5.65.6 15.815.8 7.77.7 0.0350.035 0.0160.016 0.0110.011 1.61.6 8.08.0 3,13.1 88th 6666 1919th 235235 314314 254254 970970 513513 570570 0.95250.9525 0.93720.9372 0.94620.9462

al Das mittlere Molekulargewicht (Gewichtsmiltel des Molgewichts! wurde nach der Gleichung von C) u c h und Kuchler berechnei [,] = 2J6 χ 10 *raw°™(7.Elertrochem.6Q.218<l956). The mean molecular weight (weight average of the molecular weight! was calculated according to the equation of C) u ch and Kuchler [,] = 2J6 χ 10 * ra w ° ™ (7.Elertrochem.6Q.218 <1956).

Beispiel 28Example 28

Unter Verwendung von 0,1 g Vanadinphosphat mit einer mittleren Wertigkeit des Vanadinatoms von ss 4,84, das auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise erhalten worden war, und 1,0 g Äthylaluminiumdichlorid als Katalysator sowie 150 ml n-Heptan als Verdünnungsmittel wird Äthylen bei 1300C und einem Äthylendruck von 20 kg/cm2 3 Stunden polymerisiert. Die Polymerisation wird in gelöstem Zustand des erzeugten Polymerisats durchgeführt. Nach beendeter Polymerisation wird das Reaktionsgefäß auf unter 80 C abgekühlt, und anschließend wird das feste Polymerisat abgetrennt und in Form von Flocken gewonnen. Es wird festes Polyäthylen mit einer Intrinsic-Viskosität von 6,4 dl/g in einer Menge von 2,7 g erhalten.Using 0.1 g of vanadium phosphate with an average valence of the vanadium atom of ss 4.84, which had been obtained in the manner described in Example 1, and 1.0 g of ethylaluminum dichloride as a catalyst and 150 ml of n-heptane as a diluent, ethylene is obtained polymerized at 130 0 C and an ethylene pressure of 20 kg / cm 2 for 3 hours. The polymerization is carried out in the dissolved state of the polymer produced. When the polymerization has ended, the reaction vessel is cooled to below 80 ° C. and the solid polymer is then separated off and recovered in the form of flakes. Solid polyethylene with an intrinsic viscosity of 6.4 dl / g in an amount of 2.7 g is obtained.

Beispiele 29 bis 31Examples 29 to 31

Unter Verwendung von 0.2 g Vanadinphosphat, das auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt worden war, als erster Katalysatorkomponente und 150 ml n-Heptan als Verdünnungsmittel wird Äthylen mit anderen Olefinen bei 70'C und einem Äthylenpartialdruck von 40 kg/cm2 mischpolymerisiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengestellt. Bei der Zugabe von Propylen oder Buten-1 als Comonomerem nimmt die Zahl der Methylgruppen im erhaltenen Mischpolymerisat zu. Im Falle der Verwendung von Butadien nimmt Jie Polymerisationsgeschwindigkeit ab, die Zahl der Doppelbindungen im Mischpolymerisat nimmt zu.Using 0.2 g of vanadium phosphate, which had been prepared in the same way as described in Example 1, as the first catalyst component and 150 ml of n-heptane as the diluent, ethylene is mixed with other olefins at 70 ° C. and an ethylene partial pressure of 40 kg / cm 2 copolymerized. The results are shown in Table VI. When propylene or 1-butene is added as comonomer, the number of methyl groups in the copolymer obtained increases. If butadiene is used, the rate of polymerization decreases and the number of double bonds in the copolymer increases.

1515th

Tabelle VITable VI

2. Katalysatorkomponente.2. Catalyst component.

Menge, g Amount, g

zugegebenes Olefin added olefin

Menge, g Amount, g

Polymerisat:
Ausbeute, g
Polymer:
Yield, g

Intrinsic-Viskosität, dl g (Xylol. 120 C) Dichte, g cm3 Intrinsic viscosity, dl g (xylene. 120 C) density, g cm 3

Zahl der CH3-Gruppen je 1000 C-Atome Zahl der Doppelbindungen je 1000 C-Atome.Number of CH 3 groups per 1000 C atoms Number of double bonds per 1000 C atoms.

2929

Äthyl-Ethyl-

aluminium-aluminum-

dichloriddichloride

1,3 Propylen1.3 propylene

4,24.2

4.6 9.54.6 9.5

0,9205 26
0,2
0.9205 26
0.2

1616

Betspiel 30Betspiel 30th

Diäthyl-Diethyl

aluminium-aluminum-

chloridchloride

1,21.2

Buten-1
5,6
Butene-1
5.6

13
11.1
0,9213
13th
11.1
0.9213

5.65.6

0,20.2

3131

Diäthyl-Diethyl

aluminium-aluminum-

chloridchloride

1,21.2

Butadien 2,7Butadiene 2.7

1,3 9,91.3 9.9

0.9368 < I
2,8
0.9368 <I.
2.8

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von festen Homo- oder Mischpolymerisaten des Äthylens durch Polymerisation von Äthylen, allein oder zusammen mit anderen · polymerisierbaren olefinischen Comonomeren, in Gegenwart von Katalysatoren aus Vanadinphosphaten, in denen die Wertigkeit des Vanadinatoms weniger als 5 beträgt, und aluminiumorganischen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß in Gegenwart eines1. Process for the production of solid homopolymers or copolymers of ethylene by Polymerization of ethylene, alone or together with other polymerizable olefinic comonomers, in the presence of catalysts made from vanadium phosphates, in which the valence of the Vanadium atoms is less than 5, and organoaluminum Compounds, characterized in that in the presence of a Vanadinphosphat, bei dem die mittlere Wertigkeit des Vanadinatoms mindestens 4 und weniger als 5 beträgt, und einer Verbindung oder einem Gemisch der mittleren Zusammensetzung der allgemeinen FormelVanadium phosphate, in which the mean valence of the vanadium atom is at least 4 and less than 5 is, and a compound or a mixture of the average composition of the general formula RAIX, ηRAIX, η 2020th besteht, in der R ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, X ein Halogenatom und n eine Zahl oberhalb O unterhalb 3 ist.consists in which R is a hydrocarbon radical with 1 to 8 carbon atoms, X is a halogen atom and n is a number above O below 3. 2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in Gegenwart von Wasserstoff durchgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the polymerization in the presence is carried out by hydrogen. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Vanadiumphosphat durch Tränken. Imprägnieren oder Vermischen eines fünfwertigen Vanadinphosphats mit einem Kohlenwasserstoff, einem Alkohol, einem Aldehyd oder einem niedermolekularen Aldehydpolymeren und anschließendes Trocknen und Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 250 und 600 C hergestellt worden ist.3. The method according to claim 1, characterized in that that the vanadium phosphate used by soaking. Impregnation or mixing of a pentavalent vanadium phosphate with a hydrocarbon, an alcohol, an aldehyde or a low molecular weight aldehyde polymer and subsequent drying and heating a temperature between 250 and 600 C has been established. 4. Katalysator zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. bestehend aus einem Gemisch aus einem Vanadinphosphat, bei dem die mittlere Wertigkeit des Vanadinatoms mindestens 4, jedoch weniger als 5 beträgt, und einer Verbindung oder einem Gemisch der mittleren Zusammensetzung der allgemeinen Formel4. Catalyst for carrying out the method according to claim 1. consisting of a mixture from a vanadium phosphate, in which the mean valence of the vanadium atom is at least 4, but is less than 5, and a compound or mixture of the average composition the general formula

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