DE19720980A1 - Supported metallocene catalyst system giving narrow molecular weight distribution in alkene polymerisation - Google Patents
Supported metallocene catalyst system giving narrow molecular weight distribution in alkene polymerisationInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Katalysatorsysteme zur
Polymerisation von C2- bis C12-Alk-1-enen, enthaltend
The present invention relates to catalyst systems for the polymerization of C 2 - to C 12 -alk-1-enes containing
- A) einen anorganischen Träger,A) an inorganic carrier,
- B) mindestens einen Metallocenkomplex,B) at least one metallocene complex,
- C) mindestens eine metalloceniumionenbildende Verbindung undC) at least one compound forming metallocenium ions and
- D) gegebenenfalls mindestens eine organische Metallverbindung eines Alkali- oder Erdalkalimetalls oder eines Metalls der III. Hauptgruppe des Periodensystems,D) optionally at least one organic metal compound an alkali or alkaline earth metal or a metal of III. Main group of the periodic table,
wobei als anorganischer Träger ein anorganisches Oxid verwendet wird, welches einen pH-Wert von 1 bis 6 und Hohlräume und Kanäle aufweist, deren makroskopischer Volumenanteil am Gesamtpartikel im Bereich von 5 bis 30% liegt.an inorganic oxide being used as the inorganic carrier which has a pH of 1 to 6 and cavities and channels has their macroscopic volume fraction of the total particle is in the range of 5 to 30%.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten von C2- bis C12-Alk-1-enen mit Hilfe dieser Katalysatorsysteme, die hiernach erhältlichen Polymerisate sowie Folien, Fasern und Formkörper aus diesen Polymerisaten.Furthermore, the present invention relates to a process for the preparation of polymers of C 2 -C 12 -alk-1-enes with the aid of these catalyst systems, the polymers obtainable hereafter, and also films, fibers and moldings made from these polymers.
Metallocenkatalysatoren sind Komplexverbindungen aus Metallen von Nebengruppen des Periodensystems mit organischen Liganden, die zusammen mit metalloceniumionenbildenden Verbindungen ein wirk sames Katalysatorsystem ergeben. Sie erlauben die Herstellung neuartiger Polyolefine. Für eine kommerzielle Nutzung solcher Metallocenkatalysatoren in gängigen technischen Verfahren ist gewöhnlich eine Trägerung erforderlich, da hierdurch Polymeri sate mit verbesserter Morphologie erhalten werden, wie in der EP-A 294 942 beschrieben. Als Träger werden häufig anorganische oder organische Oxide eingesetzt. Die Produktivität der geträgerten Metallocenkatalysatoren ist noch unbefriedigend.Metallocene catalysts are complex compounds of metals from Subgroups of the periodic table with organic ligands, the together with compounds forming metallocenium ions result in complete catalyst system. They allow production novel polyolefins. For commercial use of such Metallocene catalysts in common technical processes Usually a support is required, as this will cause polymer sate with improved morphology can be obtained, as in the EP-A 294 942. Inorganic are often used as carriers or organic oxides used. The productivity of the supported metallocene catalysts is still unsatisfactory.
Anorganische Oxide, wie beispielsweise Kieselgel (SiO2), werden auch bei der Propylenpolymerisation mit Hilfe von Ziegler-Natta-Ka talysatorsystemen verwendet (US-A 4 857 613, US-A 5 288 824). Die dabei erhaltenen Propylenpolymerisate können mit einer recht hohen Produktivität hergestellt werden, sie sind aber meist durch eine breite Molmassenverteilung gekennzeichnet und darüber hinaus weisen sie noch Nachteile wie beispielsweise einen ungleich mäßigen Comonomereinbau auf.Inorganic oxides, such as silica gel (SiO 2 ), are also used in the propylene polymerization with the aid of Ziegler-Natta catalyst systems (US Pat. Nos. 4,857,613, 5,288,824). The propylene polymers obtained in this way can be produced with a very high level of productivity, but they are usually characterized by a broad molar mass distribution and, moreover, they have disadvantages such as, for example, uneven comonomer incorporation.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Katalysatorsysteme zur Polymerisation von C2- bis C12-Alk-1-enen zu entwickeln, die zu Polymerisaten von C2- bis C12-Alk-1-enen mit einer engen Molmassenverteilung führen, welche die geschilderten Nachteile nicht aufweisen und die mit hoher Produktivität erhal ten werden.The object of the present invention was therefore to develop catalyst systems for the polymerization of C 2 -C 12 -alk-1-enes which lead to polymers of C 2 -C 12 -alk-1-enes with a narrow molar mass distribution, which do not have the disadvantages described and which are obtained with high productivity.
Demgemäß wurden Katalysatorsysteme zur Polymerisation von C2- bis
C12-Alk-1-enen gefunden, die
Accordingly, catalyst systems for the polymerization of C 2 -C 12 -alk-1-enes have been found which
- A) einen anorganischen Träger,A) an inorganic carrier,
- B) mindestens einen Metallocenkomplex,B) at least one metallocene complex,
- C) mindestens eine metalloceniumionenbildende Verbindung undC) at least one compound forming metallocenium ions and
- D) gegebenenfalls mindestens eine organische Metallverbindung eines Alkali- oder Erdalkalimetalls oder eines Metalls der III. Hauptgruppe des PeriodensystemsD) optionally at least one organic metal compound an alkali or alkaline earth metal or a metal of III. Main group of the periodic table
enthalten,
wobei als anorganischer Träger ein anorganisches Oxid verwendet
wird, welches einen pH-Wert von 1 bis 6 und Hohlräume und Kanäle
aufweist, deren makroskopischer Volumenanteil am Gesamtpartikel
im Bereich von 5 bis 30% liegt.contain,
an inorganic oxide is used as the inorganic carrier, which has a pH of 1 to 6 and cavities and channels, the macroscopic volume fraction of the total particle in the range of 5 to 30%.
Außerdem wurde ein Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten von C2- bis C12-Alk-1-enen gefunden, ferner die daraus erhaltenen Polymerisate sowie deren Verwendung als Fasern, Folien und Form körper.In addition, a process for the preparation of polymers of C 2 - to C 12 -alk-1-enes was found, furthermore the polymers obtained therefrom and their use as fibers, films and moldings.
Das erfindungsgemäße Katalysatorsystem wird zur Polymerisation von C2- bis C12-Alk-1-enen eingesetzt. Als C2- bis C12-Alk-1-ene sind Ethylen, Propylen, But-1-en, Pent-1-en, 4-Methyl-pent-1-en, Hex-1-en, Hept-1-en oder Oct-1-en sowie Gemische aus diesen C2- bis C12-Alk-1-enen bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Homo- oder Copolymerisate des Propylens und des Ethylens, wobei der Anteil an Ethylen oder an Propylen in den Copolymerisaten min destens 50 mol-% beträgt. Bei den Copolymerisaten des Propylens sind diejenigen bevorzugt, die als weitere Monomere Ethylen oder But-1-en oder deren Mischungen enthalten. Bei den Copolymerisaten des Ethylens handelt es sich insbesondere um solche Copolymeri sate, die als weitere Monomere Propylen oder But-1-en oder Hex-1-en oder Oct-1-en oder deren Mischungen enthalten.The catalyst system according to the invention is used for the polymerization of C 2 -C 12 -alk-1-enes. As C 2 to C 12 alk-1-enes are ethylene, propylene, but-1-ene, pent-1-ene, 4-methyl-pent-1-ene, hex-1-ene, hept-1- s or oct-1-enes and mixtures of these C 2 - to C 12 -alk-1-enes are preferred. Homopolymers or copolymers of propylene and of ethylene are particularly preferred, the proportion of ethylene or of propylene in the copolymers being at least 50 mol%. In the copolymers of propylene, preference is given to those which contain ethylene or 1-butene or mixtures thereof as further monomers. The copolymers of ethylene are, in particular, those copolymers which contain propylene or but-1-ene or hex-1-ene or oct-1-ene or mixtures thereof as further monomers.
Vorzugsweise werden mit den erfindungsgemäßen Katalysatorsystemen
solche Polymerisate hergestellt, die
50 bis 100 mol-% Propylen,
0 bis 50 mol-%, insbesondere 0 bis 30 mol-% Ethylen und
0 bis 20 mol-%, insbesondere 0 bis 10 mol-% C4- bis C12-Alk-1-ene
enthalten.The catalyst systems according to the invention are preferably used to prepare those polymers which
50 to 100 mol% propylene,
0 to 50 mol%, in particular 0 to 30 mol% of ethylene and
0 to 20 mol%, in particular 0 to 10 mol% of C 4 to C 12 alk-1-enes
contain.
Bevorzugt sind auch solche Polymerisate, die
50 bis 100 mol-% Ethylen,
0 bis 50 mol-%, insbesondere 0 bis 30 mol-% Propylen und
0 bis 50 mol-%, insbesondere 0 bis 30 mol-% C4- bis C12-Alk-1-ene
aufweisen.Also preferred are those polymers that
50 to 100 mol% of ethylene,
0 to 50 mol%, in particular 0 to 30 mol%, propylene and
0 to 50 mol%, in particular 0 to 30 mol% of C 4 to C 12 alk-1-enes
exhibit.
Die Summe der mol-% ergibt stets 100.The sum of the mol% always results in 100.
Die Polymerisation mit Hilfe der erfindungsgemäßen Katalysator systeme wird bei Temperaturen im Bereich von -50 bis 300°C, vor zugsweise im Bereich von 0 bis 150°C, und bei Drücken im Bereich von 0,5 bis 3000 bar, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 80 bar, durchgeführt. Bei diesem ebenfalls erfindungsgemäßen Verfahren sollen die Verweilzeiten der jeweiligen Reaktionsgemische auf 0,5 bis 5 Stunden, insbesondere auf 0,7 bis 3,5 Stunden, ein gestellt werden. Es können bei der Polymerisation u. a. auch Anti statika sowie Molmassenregler, beispielsweise Wasserstoff, mit verwendet werden.The polymerization using the catalyst according to the invention systems is available at temperatures in the range of -50 to 300 ° C preferably in the range from 0 to 150 ° C, and at pressures in the range from 0.5 to 3000 bar, preferably in the range from 1 to 80 bar, carried out. In this method also according to the invention should the residence times of the respective reaction mixtures 0.5 to 5 hours, especially 0.7 to 3.5 hours be put. It can u. a. also anti statics and molecular weight regulators, for example hydrogen, with be used.
Die Polymerisation kann in Lösung, in Suspension, in flüssigen Monomeren oder in der Gasphase durchgeführt werden. Bevorzugt erfolgt die Polymerisation in flüssigen Monomeren oder in der Gasphase, wobei die gerührte Gasphase bevorzugt ist.The polymerization can be in solution, in suspension, in liquid Monomers or be carried out in the gas phase. Prefers the polymerization takes place in liquid monomers or in the Gas phase, the stirred gas phase being preferred.
Das ebenfalls erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl kontinuier lich als auch diskontinuierlich durchgeführt werden. Geeignete Reaktoren sind u. a. kontinuierlich betriebene Rührkessel, wobei man gegebenenfalls auch eine Reihe von mehreren hintereinander geschalteten Rührkesseln verwenden kann (Reaktorkaskade).The method according to the invention can also be continuous Lich as well as be carried out discontinuously. Suitable Reactors are u. a. continuously operated stirred kettle, whereby if necessary, a series of several in a row switched stirred tanks can use (reactor cascade).
Die erfindungsgemäßen Katalysatorsysteme enthalten als Kompo nente A) einen anorganischen Träger. Als anorganische Träger wird dabei ein anorganisches Oxid verwendet, welches einen pH-Wert, ermittelt nach S.R. Morrison, "The Chemical Physics of Surf aces", Plenum Press, New York [1977], Seite 130ff, von 1 bis 6 und Hohl räume und Kanäle aufweist, deren makroskopischer Volumenanteil am Gesamtpartikel im Bereich von 5 bis 30% liegt. Bevorzugt werden dabei insbesondere solche anorganischen Oxide eingesetzt, deren pH-Wert, d. h. deren negativer dekadischer Logarithmus der Protonenkonzentration, im Bereich von 2 bis 5,5 und insbesondere im Bereich von 2 bis 5 zu finden ist. Weiterhin werden als anorganische Träger insbesondere solche anorganischen Oxide verwendet, die Hohlräume und Kanäle aufweisen, deren makro skopischer Volumenanteil am Gesamtpartikel 8 bis 30%, bevorzugt 10 bis 30% und besonders bevorzugt 15 bis 25%, beträgt.The catalyst systems according to the invention contain as a compo nente A) an inorganic carrier. As an inorganic carrier uses an inorganic oxide that has a pH value, determined according to S.R. Morrison, "The Chemical Physics of Surf aces," Plenum Press, New York [1977], pages 130ff, from 1 to 6 and Hohl spaces and channels, their macroscopic volume fraction of the total particle is in the range of 5 to 30%. Prefers In particular, such inorganic oxides are used their pH, d. H. whose negative decimal logarithm is the Proton concentration, in the range from 2 to 5.5 and in particular can be found in the range from 2 to 5. Furthermore, as inorganic carriers, in particular those inorganic oxides used, which have cavities and channels, the macro Scopic volume fraction of the total particle 8 to 30%, preferred 10 to 30% and particularly preferably 15 to 25%.
Es werden als anorganische Träger insbesondere auch solche anorganischen Oxide verwendet, die einem mittleren Teilchen durchmesser von 5 bis 200 µm, insbesondere von 20 bis 90 µm, und einen mittleren Teilchendurchmesser der Primärpartikel von 1 bis 20 µm, insbesondere von 1 bis 5 µm, aufweisen. Bei den sogenannten Primärpartikeln handelt es sich dabei um poröse, granuläre Partikel. Die Primärpartikel weisen Poren mit einem Durchmesser von insbesondere 1 bis 1000 Å auf. Weiterhin sind die erfindungsgemäß zu verwendenden anorganischen Oxide u. a. auch noch dadurch charakterisiert, daß sie über Hohlräume und Kanäle mit einem mittleren Durchmesser von 0,1 bis 20 µm, insbesondere von 1 bis 15 µm, verfügen. Die anorganischen Oxide weisen ferner insbesondere noch ein Porenvolumen von 0,1 bis 10 cm3/g, bevorzugt von 1,0 bis 5,0 cm3/g, und eine spezifische Oberfläche von 10 bis 1000 m2/g, bevorzugt von 100 bis 500 m2/g, auf.Inorganic oxides which have an average particle diameter from 5 to 200 μm, in particular from 20 to 90 μm, and an average particle diameter of the primary particles from 1 to 20 μm, in particular from 1 to 5 μm, are used in particular as inorganic carriers . The so-called primary particles are porous, granular particles. The primary particles have pores with a diameter of in particular 1 to 1000 Å. Furthermore, the inorganic oxides to be used according to the invention are also characterized, inter alia, by the fact that they have cavities and channels with an average diameter of 0.1 to 20 μm, in particular 1 to 15 μm. The inorganic oxides also have, in particular, a pore volume of 0.1 to 10 cm 3 / g, preferably 1.0 to 5.0 cm 3 / g, and a specific surface area of 10 to 1000 m 2 / g, preferably 100 up to 500 m 2 / g.
Aufgrund der in den feinteiligen anorganischen Oxiden vorhandenen Hohlräume und Kanäle liegt im Trägermaterial eine deutlich ver besserte Verteilung der Katalysatoraktivkomponenten vor. Die sauren Zentren auf der Oberfläche des anorganischen Oxids bewir ken zusätzlich eine homogene Beladung mit den Katalysatorbestand teilen. Darüber hinaus wirkt sich ein derart mit Hohlräumen und Kanälen durchzogenes Material positiv auf die diffusions kontrollierte Versorgung mit Monomeren und Cokatalysatoren und damit auch auf die Polymerisationskinetik aus.Because of the presence in the finely divided inorganic oxides Cavities and channels are clearly visible in the carrier material better distribution of the active catalyst components. The cause acidic centers on the surface of the inorganic oxide In addition, homogeneous loading of the catalyst inventory divide. In addition, such acts with cavities and channeled material positive on the diffusions controlled supply of monomers and cocatalysts and thus also on the polymerization kinetics.
Ein solches feinteiliges anorganisches Oxid ist u. a. erhältlich durch Sprühtrocknen von vermahlenen, entsprechend gesiebten Hydrogelen, welche hierzu mit Wasser oder einem aliphatischen Alkohol vermaischt werden. Während der Sprühtrocknung kann der benötigte pH-Wert von 1 bis 6 auch durch die Verwendung ent sprechend saurer Primärpartikelsuspensionen eingestellt werden. Ein solches feinteiliges anorganisches Oxid ist aber auch im Handel erhältlich. Such a finely divided inorganic oxide is u. a. available by spray drying of ground, appropriately sieved Hydrogels, which for this with water or an aliphatic Alcohol to be mashed. During spray drying, the required pH from 1 to 6 also by using ent speaking acidic primary particle suspensions are set. Such a fine-particle inorganic oxide is also in the Available commercially.
Bevorzugte anorganische Träger sind insbesondere Oxide des Siliciums, des Aluminiums, des Titans oder eines der Metalle der I. bzw. der II. Hauptgruppe des Periodensystems. Als ganz bevorzugtes anorganisches Oxid wird neben Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid oder einem Schichtsilikat auch Kieselgel (SiO2) verwendet, wobei dieses insbesondere durch Sprühtrocknung erhalten werden kann.Preferred inorganic carriers are, in particular, oxides of silicon, aluminum, titanium or one of the metals of main group I or II of the periodic table. In addition to aluminum oxide or magnesium oxide or a layered silicate, silica gel (SiO 2 ) is also used as a very preferred inorganic oxide, which can be obtained in particular by spray drying.
Als Komponente A) können auch sogenannte Cogele, d. h. Gemische von mindestens zwei verschiedenen anorganischen Oxiden, eingesetzt werden.So-called Cogele, ie. H. Mixtures of at least two different inorganic oxides used will.
Es werden vorzugsweise pro Gramm Träger, d. h. der Komponente A), 0,1 bis 10000 µmol, insbesondere 5 bis 200 µmol des Metallocen komplexes, d. h. der Komponente B) eingesetzt.Preferably, per gram of carrier, i.e. H. component A), 0.1 to 10000 µmol, especially 5 to 200 µmol, of the metallocene complex, d. H. of component B) used.
Als Komponente B) enthält das erfindungsgemäße Katalysatorsystem
mindestens einen oder mehrere Metallocenkomplexe. Als Metallocen
komplexe eigenen sich besonders solche der allgemeinen Formel IV
As component B), the catalyst system according to the invention contains at least one or more metallocene complexes. Complexes of the general formula IV are particularly suitable as metallocene complexes
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:
M Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oder
Tantal, sowie Elemente der III. Nebengruppe des
Periodensystems und der Lanthanoiden,
X Fluor, Chlor, Brom, Iod, Wasserstoff, C1- bis
C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl mit 1 bis
10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen
im Arylrest, -OR10 oder -NR10R11,
n eine ganze Zahl zwischen 1 und 3, wobei n der
Wertigkeit von M minus der Zahl 2 entspricht,
wobei
R10 und R11 C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl,
Arylalkyl, Fluoralkyl oder Fluoraryl mit jeweils
1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und
6 bis 20 C-Atomen im Arylrest bedeuten,
R5 bis R9 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, 5- bis 7gliedriges
Cycloalkyl, das seinerseits ein C1- bis C10-Alkyl
als Substituent tragen kann, C6- bis C15-Aryl oder
Arylalkyl, wobei gegebenenfalls auch zwei benach
barte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome auf
weisende gesättigte oder ungesättigte cyclische
Gruppen stehen können oder Si(R12)3 mit
R12 C1- bis C10-Alkyl, C3- bis C10-Cycloalkyl oder
C6- bis C15-Aryl,
Z für X oder
in which the substituents have the following meaning:
M titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum, as well as elements of III. Subgroup of the periodic table and the lanthanoids,
X fluorine, chlorine, bromine, iodine, hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, C 6 to C 15 aryl, alkylaryl with 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in the aryl radical, OR 10 or -NR 10 R 11 ,
n is an integer between 1 and 3, where n corresponds to the valency of M minus the number 2,
in which
R 10 and R 11 are C 1 to C 10 alkyl, C 6 to C 15 aryl, alkylaryl, arylalkyl, fluoroalkyl or fluoroaryl each having 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in the aryl radical ,
R 5 to R 9 are hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, 5- to 7-membered cycloalkyl, which in turn can carry a C 1 to C 10 alkyl as a substituent, C 6 to C 15 aryl or arylalkyl, where optionally two adjacent residues may together represent 4 to 15 carbon atoms pointing to saturated or unsaturated cyclic groups or Si (R 12 ) 3 with
R 12 C 1 to C 10 alkyl, C 3 to C 10 cycloalkyl or C 6 to C 15 aryl,
Z for X or
steht,
wobei die Reste
R13 bis R17 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, 5- bis 7gliedriges
Cycloalkyl, das seinerseits ein C1- bis C10-Alkyl
als Substituent tragen kann, C6- bis C15-Aryl oder
Arylalkyl bedeuten und wobei gegebenenfalls auch
zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis
15 C-Atome aufweisende gesättigte oder unge
sättigte cyclische Gruppen stehen können, oder
Si(R18)3 mit
R18 C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl oder
C3- bis C10-Cycloalkyl,
oder wobei die Reste R8 und Z gemeinsam eine Gruppierung -R19-A-
bilden, in der
stands,
being the leftovers
R 13 to R 17 are hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, 5- to 7-membered cycloalkyl, which in turn can carry a C 1 to C 10 alkyl as a substituent, are C 6 to C 15 aryl or arylalkyl and where optionally two adjacent radicals together can represent 4 to 15 carbon atoms-saturated or unsaturated cyclic groups, or Si (R 18 ) 3 with
R 18 is C 1 to C 10 alkyl, C 6 to C 15 aryl or C 3 to C 10 cycloalkyl,
or wherein the radicals R 8 and Z together form a group -R 19 -A- in which
= BR20, = AlR20, -Ge-, -Sn-, -O-, -S-, = SO, = SO2, = NR20,
= CO, = PR20 oder = P(O)R20 ist,
wobei
R20, R21 und R22 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoff
atom, ein Halogenatom, eine C1-C10-Alkylgruppe,
eine C1-C10-Fluoralkylgruppe, eine C6-C10-Fluor
arylgruppe, eine C6-C10-Arylgruppe, eine
C1-C10-Alkoxygruppe, eine C2-C10-Alkenylgruppe,
eine C7-C40-Arylalkylgruppe, eine C8-C40-Aryl
alkenylgruppe oder eine C7-C40-Alkylarylgruppe be
deuten oder wobei zwei benachbarte Reste jeweils
mit den sie verbindenden Atomen einen Ring
bilden, und
M2 Silicium, Germanium oder Zinn ist,
A -O-, -S-, NR²³ oder PR²³ bedeuten,
mit
R23 C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl,
C3- bis C10-Cycloalkyl, Alkylaryl oder Si(R24)3,
R24 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl,
das seinerseits mit C1- bis C4-Alkylgruppen sub
stituiert sein kann oder C3- bis C10-Cycloalkyl
oder wobei die Reste R8 und R16 gemeinsam eine Gruppierung -R19
bilden.
= BR 20 , = AlR 20 , -Ge-, -Sn-, -O-, -S-, = SO, = SO2, = NR 20 , = CO, = PR 20 or = P (O) R 20 ,
in which
R 20 , R 21 and R 22 are the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, a C 1 -C 10 alkyl group, a C 1 -C 10 fluoroalkyl group, a C 6 -C 10 fluoro aryl group, a C 6 -C 10 aryl group, a C 1 -C 10 alkoxy group, a C 2 -C 10 alkenyl group, a C 7 -C 40 arylalkyl group, a C 8 -C 40 aryl alkenyl group or a C 7 -C 40 -Alkylarylgruppe be or where two adjacent radicals each form a ring with the atoms connecting them, and
M 2 is silicon, germanium or tin,
A is -O-, -S-, NR²³ or PR²³,
With
R 23 C 1 to C 10 alkyl, C 6 to C 15 aryl, C 3 to C 10 cycloalkyl, alkylaryl or Si (R 24 ) 3 ,
R 24 is hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, C 6 to C 15 aryl, which in turn can be substituted by C 1 to C 4 alkyl groups or C 3 to C 10 cycloalkyl
or wherein the radicals R 8 and R 16 together form a group -R 19 .
Von den Metallocenkomplexen der allgemeinen Formel IV sind
Of the metallocene complexes of the general formula IV are
bevorzugt. prefers.
Die Reste X können gleich oder verschieden sein, bevorzugt sind sie gleich.The radicals X can be the same or different, are preferred them right away.
Von den Verbindungen der Formel IVa sind insbesondere diejenigen
bevorzugt, in denen
M Titan, Zirkonium oder Hafnium,
X Chlor, C1-bis C4-Alkyl oder Phenyl,
n die Zahl 2 und
R5 bis R9 Wasserstoff oder C1- bis C4-Alkyl bedeuten.Of the compounds of the formula IVa, those are particularly preferred in which
M titanium, zirconium or hafnium,
X is chlorine, C 1 to C 4 alkyl or phenyl,
n is the number 2 and
R 5 to R 9 are hydrogen or C 1 - to C 4 -alkyl.
Von den Verbindungen der Formel IVb sind als bevorzugt diejenigen
zu nennen, bei denen
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium steht,
X Chlor, C1-bis C4-Alkyl oder Phenyl,
n die Zahl 2,
R5 bis R9 Wasserstoff, C1- bis C4-Alkyl oder Si(R12)3,
R13 bis R17 Wasserstoff, C1- bis C4-Alkyl oder Si(R18)3
bedeuten.Of the compounds of the formula IVb, preference is given to those in which
M stands for titanium, zirconium or hafnium,
X is chlorine, C 1 to C 4 alkyl or phenyl,
n is the number 2,
R 5 to R 9 are hydrogen, C 1 to C 4 alkyl or Si (R 12 ) 3 ,
R 13 to R 17 are hydrogen, C 1 to C 4 alkyl or Si (R 18 ) 3 .
Insbesondere sind die Verbindungen der Formel IVb geeignet, in denen die Cyclopentadienylreste gleich sind.The compounds of the formula IVb are particularly suitable in which the cyclopentadienyl radicals are the same.
Beispiele für besonders geeignete Verbindungen sind u. a.:
Bis(cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(pentamethylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(methylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(ethylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(n-butylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid und
Bis(trimethylsilylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid
sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.Examples of particularly suitable compounds include:
Bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Bis (pentamethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Bis (ethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dichloride and
Bis (trimethylsilylcyclopentadienyl) zirconium dichloride
as well as the corresponding dimethyl zirconium compounds.
Von den Verbindungen der Formel IVc sind diejenigen besonders
geeignet, in denen
R5 und R13 gleich sind und für Wasserstoff oder
C1- bis C10-Alkylgruppen stehen,
R9 und R17 gleich sind und für Wasserstoff, eine Methyl-,
Ethyl-, iso-Propyl- oder tert.-Butylgruppe
stehen,
R6, R7, R14 und R15 die Bedeutung
R7 und R15 C1- bis C4-Alkyl
R6 und R14 Wasserstoff
haben oder zwei benachbarte Reste R6 und R7 sowie
R14 und R15 gemeinsam für 4 bis 12 C-Atome auf
weisende cyclische Gruppen stehen,
R19 für
Of the compounds of the formula IVc, those in which
R 5 and R 13 are the same and represent hydrogen or C 1 - to C 10 -alkyl groups,
R 9 and R 17 are the same and represent hydrogen, a methyl, ethyl, isopropyl or tert-butyl group,
R 6 , R 7 , R 14 and R 15 have the meaning
R 7 and R 15 are C 1 to C 4 alkyl
R 6 and R 14 are hydrogen
have or two adjacent radicals R 6 and R 7 and R 14 and R 15 together stand for 4 to 12 carbon atoms pointing to cyclic groups,
R 19 for
steht,
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium und
X für Chlor, C1- bis C4-Alkyl oder Phenyl stehen.stands,
M for titanium, zirconium or hafnium and
X represents chlorine, C 1 -C 4 -alkyl or phenyl.
Beispiele für besonders geeignete Komplexverbindungen sind u. a.
Dimethylsilandiylbis(cyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(indenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(tetrahydroindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(cyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(indenyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(tetrahydroindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Tetramethylethylen-9-fluorenylcyclopentadienylzirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-tert.butyl-5-methylcyclopentadienyl)-
zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-tert.butyl-5-ethylcyclopentadienyl)-
zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-isopropylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-tert.butylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Diethylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-zirkoniumdibromid,
Dimethylsilandiylbis(-3-methyl-5-methylcyclopentadienyl)-
zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-ethyl-5-isopropylcyclopentadienyl)-
zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-ethylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methylbenzindenyl)-zirkoniumdichlorid
Dimethylsilandiylbis(2-ethylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Methylphenylsilandiylbis(2-ethylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Methylphenylsilandiylbis(2-methylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Diphenylsilandiylbis(2-methylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Diphenylsilandiylbis(2-ethylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid, und
Diphenylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-hafniumdichlorid
sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.Examples of particularly suitable complex compounds include
Dimethylsilanediylbis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (indenyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (tetrahydroindenyl) zirconium dichloride,
Ethylene bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Ethylene bis (indenyl) zirconium dichloride,
Ethylene bis (tetrahydroindenyl) zirconium dichloride,
Tetramethylethylene-9-fluorenylcyclopentadienylzirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (-3-tert.butyl-5-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (-3-tert.butyl-5-ethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (-2-methylindenyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (-2-isopropylindenyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (-2-tert.butylindenyl) zirconium dichloride,
Diethylsilanediylbis (-2-methylindenyl) zirconium dibromide,
Dimethylsilanediylbis (-3-methyl-5-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (-3-ethyl-5-isopropylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (-2-ethylindenyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (-2-methylbenzindenyl) zirconium dichloride
Dimethylsilanediylbis (2-ethylbenzindenyl) zirconium dichloride,
Methylphenylsilanediylbis (2-ethylbenzindenyl) zirconium dichloride,
Methylphenylsilanediylbis (2-methylbenzindenyl) zirconium dichloride,
Diphenylsilanediylbis (2-methylbenzindenyl) zirconium dichloride,
Diphenylsilanediylbis (2-ethylbenzindenyl) zirconium dichloride, and
Diphenylsilanediylbis (-2-methylindenyl) hafnium dichloride
as well as the corresponding dimethyl zirconium compounds.
Weitere Beispiele für geeignete Komplexverbindungen sind u. a.
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-phenylindenyl)zirkonium
dichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-naphthylindenyl)zirkonium
dichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-isopropylindenyl)zirkonium
dichlorid und
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4,6-diisopropylindenyl)zirkonium
dichlorid sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.Other examples of suitable complex compounds include
Dimethylsilanediylbis (-2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (-2-methyl-4-naphthylindenyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilanediylbis (-2-methyl-4-isopropylindenyl) zirconium dichloride and
Dimethylsilanediylbis (-2-methyl-4,6-diisopropylindenyl) zirconium dichloride and the corresponding dimethylzirconium compounds.
Bei den Verbindungen der allgemeinen Formel IVd sind als
besonders geeignet diejenigen zu nennen, in denen
M für Titan oder Zirkonium,
X für Chlor, C1- bis C4-Alkyl oder Phenyl stehen.
R19 für
In the case of the compounds of the general formula IVd, those in which
M for titanium or zirconium,
X represents chlorine, C 1 -C 4 -alkyl or phenyl.
R 19 for
steht,
A für -O-, -S-, NR²³
und
R5 bis R7 und R9 für Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl,
C3- bis C10-Cycloalkyl, C6- bis C15-Aryl oder
Si(R12)3 stehen, oder wobei zwei benachbarte
Reste für 4 bis 12 C-Atome aufweisende cyclische
Gruppen stehen.stands,
A for -O-, -S-, NR²³
and
R 5 to R 7 and R 9 are hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, C 3 to C 10 cycloalkyl, C 6 to C 15 aryl or Si (R 12 ) 3 , or two adjacent ones Residues represent cyclic groups containing 4 to 12 carbon atoms.
Die Synthese derartiger Komplexverbindungen kann nach an sich bekannten Methoden erfolgen, wobei die Umsetzung der ent sprechend substituierten, cyclischen Kohlenwasserstoffanionen mit Halogeniden von Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oder Tantal, bevorzugt ist. The synthesis of such complex compounds can in itself known methods take place, the implementation of the ent appropriately substituted, cyclic hydrocarbon anions with halides of titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum is preferred.
Beispiele für entsprechende Herstellungsverfahren sind u. a. im Journal of Organometallic Chemistry, 369 (1989), 359-370 beschrieben.Examples of corresponding manufacturing processes include. a. in the Journal of Organometallic Chemistry, 369 (1989), 359-370 described.
Es können auch Mischungen verschiedener Metallocenkomplexe ein gesetzt werden.Mixtures of different metallocene complexes can also be used be set.
Als Komponente C) enthält das erfindungsgemäße Katalysatorsystem eine metalloceniumionenbildende Verbindung.The catalyst system according to the invention contains component C) a compound forming metallocenium ions.
Geeignete metalloceniumionenbildende Verbindungen sind starke, neutrale Lewissäuren, ionische Verbindungen mit lewissauren Kationen und ionische Verbindungen mit Brönsted-Säuren als Kation.Suitable metallocenium ion-forming compounds are strong, neutral Lewis acids, ionic compounds with Lewis acids Cations and ionic compounds with Bronsted acids as Cation.
Als starke, neutrale Lewissäuren sind Verbindungen der allge
meinen Formel V
As strong, neutral Lewis acids are compounds of the general formula V
M3X1X2X3 V
M 3 X 1 X 2 X 3 V
bevorzugt, in der
M3 ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems
bedeutet, insbesondere B, Al oder Ga, vorzugsweise B,
X1, X2 und X3
für Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkyl
aryl, Arylalkyl, Halogenalkyl oder Halogenaryl mit jeweils
1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atome im Aryl
rest oder Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen, insbesondere
für Halogenaryle, vorzugsweise für Pentafluorphenyl.preferred in the
M 3 is an element of III. Main group of the periodic table means, in particular B, Al or Ga, preferably B,
X 1 , X 2 and X 3 for hydrogen, C1 to C10 alkyl, C6 to C15 aryl, alkyl aryl, arylalkyl, haloalkyl or haloaryl, each with 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in the aryl radical or fluorine, chlorine, bromine or iodine, in particular for haloaryls, preferably for pentafluorophenyl.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der allgemeinen Formel V, in der X1, X2 und X3 gleich sind, vorzugsweise Tris(pentafluor phenyl)boran.Particularly preferred are compounds of the general formula V in which X 1 , X 2 and X 3 are the same, preferably tris (pentafluorophenyl) borane.
Als ionische Verbindungen mit lewissauren Kationen sind
Verbindungen der allgemeinen Formel VI
Compounds of the general formula VI are ionic compounds with Lewis acid cations
[(Ya+)Q1Q2 . . . Qz]d+ VI
[(Y a + ) Q 1 Q 2 . . . Q z ] d + VI
geeignet, in denen
Y ein Element der I. bis VI. Hauptgruppe oder der
I. bis VIII. Nebengruppe des Periodensystems
bedeutet,
Q1 bis Qz für einfach negativ geladene Reste wie C1- bis
C28-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl,
Halogenalkyl, Halogenaryl mit jeweils
6 bis 20 C-Atomen im Aryl- und 1 bis 28 C-Atome
im Alkylrest, C3- bis C10-Cycloalkyl, welches ge
gebenenfalls mit C1- bis C10-Alkylgruppen substi
tuiert sein kann, Halogen, C1- bis C28-Alkoxy,
C6- bis C15-Aryloxy, Silyl- oder Mercaptylgruppen
a für ganze Zahlen von 1 bis 6 und
z für ganze Zahlen von 0 bis 5 steht,
d der Differenz a-z entspricht, wobei d jedoch
größer oder gleich 1 ist.suitable in which
Y is an element of I. to VI. Main group or the I. to VIII. Subgroup of the periodic table means
Q 1 to Q z for single negatively charged radicals such as C 1 to C 28 alkyl, C 6 to C 15 aryl, alkylaryl, arylalkyl, haloalkyl, haloaryl each having 6 to 20 C atoms in the aryl and 1 to 28 C atoms in the alkyl radical, C 3 - to C 10 -cycloalkyl, which may optionally be substituted with C 1 - to C 10 -alkyl groups, halogen, C 1 - to C 28 -alkoxy, C 6 - to C 15 Aryloxy, silyl or mercaptyl groups
a for integers from 1 to 6 and
z represents integers from 0 to 5,
d corresponds to the difference az, but d is greater than or equal to 1.
Besonders geeignet sind Carboniumkationen, Oxoniumkationen und Sulfoniumkationen sowie kationische Übergangsmetallkomplexe. Ins besondere sind das Triphenylmethylkation, das Silberkation und das 1,1'-Dimethylferrocenylkation zu nennen. Bevorzugt besitzen sie nicht koordinierende Gegenionen, insbesondere Borverbindun gen, wie sie auch in der WO 91/09882 genannt werden, bevorzugt Tetrakis(pentafluorophenyl)borat.Carbonium cations, oxonium cations and Sulfonium cations and cationic transition metal complexes. Ins special are the triphenylmethyl cation, the silver cation and to name the 1,1'-dimethylferrocenyl cation. Prefer to own they do not coordinate counterions, especially boron compounds gene, as they are also mentioned in WO 91/09882, preferred Tetrakis (pentafluorophenyl) borate.
Ionische Verbindungen mit Brönsted-Säuren als Kationen und vor zugsweise ebenfalls nicht koordinierende Gegenionen sind in der WO 91/09882 genannt, bevorzugtes Kation ist das N,N-Dimethyl anilinium.Ionic compounds with Bronsted acids as cations and before counterions, which are likewise not coordinating, are in the WO 91/09882 called, preferred cation is the N, N-dimethyl anilinium.
Die Menge an metalloceniumionenbildenden Verbindungen beträgt bevorzugt 0,1 bis 10 Äquivalente, bezogen auf den Metallocen komplex IV.The amount of compounds forming metallocenium ions is preferably 0.1 to 10 equivalents, based on the metallocene complex IV.
Besonders geeignet als metalloceniumionenbildende Verbindung C)
sind offenkettige oder cyclische Alumoxanverbindungen der all
gemeinen Formel II oder III
Open-chain or cyclic alumoxane compounds of the general formula II or III are particularly suitable as compound C) forming metallocenium ions
wobei R4 eine C1- bis C4-Alkylgruppe bedeutet, bevorzugt eine Methyl- oder Ethylgruppe und m für eine ganze Zahl von 5 bis 30, bevorzugt 10 bis 25 steht.where R 4 is a C 1 to C 4 alkyl group, preferably a methyl or ethyl group and m is an integer from 5 to 30, preferably 10 to 25.
Die Herstellung dieser oligomeren Alumoxanverbindungen erfolgt üblicherweise durch Umsetzung einer Lösung von Trialkylaluminium mit Wasser und ist u. a. in der EP-A 284 708 und der US A 4,794,096 beschrieben.These oligomeric alumoxane compounds are prepared usually by reacting a solution of trialkyl aluminum with water and is u. a. in EP-A 284 708 and US A 4,794,096.
In der Regel liegen die dabei erhaltenen oligomeren Alumoxanver bindungen als Gemische unterschiedlich langer, sowohl linearer als auch cyclischer Kettenmoleküle vor, so daß m als Mittelwert anzusehen ist. Die Alumoxanverbindungen können auch im Gemisch mit anderen Metallalkylen, bevorzugt mit Aluminiumalkylen vor liegen.As a rule, the oligomeric alumoxane verses obtained in this way bonds as mixtures of different lengths, both linear as well as cyclic chain molecules, so that m is the mean can be seen. The alumoxane compounds can also be mixed with other metal alkyls, preferably with aluminum alkyls lie.
Vorzugsweise werden sowohl die Metallocenkomplexe (Komponente B) als auch die metalloceniumionenbildende Verbindungen (Kompo nente C) in Lösung eingesetzt, wobei aromatische Kohlenwasser stoffe mit 6 bis 20 C-Atomen, insbesondere Xylole und Toluol, besonders bevorzugt sind.Both the metallocene complexes (component B) are preferably as well as the compounds forming metallocenium ions (comp nente C) used in solution, wherein aromatic hydrocarbon substances with 6 to 20 carbon atoms, in particular xylenes and toluene, are particularly preferred.
Weiterhin können als Komponente C) Aryloxyalumoxane, wie in der US-A 5,391,793 beschrieben, Aminoaluminoxane, wie in der US-A 5,371,260 beschrieben, Aminoaluminoxanhydrochloride, wie in der EP-A 633 264 beschrieben, Siloxyaluminoxane, wie in der EP-A 621 279 beschrieben, oder Mischungen daraus eingesetzt werden.Furthermore, as component C) aryloxyalumoxanes, as in No. 5,391,793, aminoaluminoxanes as described in US Pat US-A 5,371,260, aminoaluminoxane hydrochlorides, such as in EP-A 633 264, siloxyaluminoxanes, as in the EP-A 621 279 described, or mixtures thereof used will.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Metallocenkomplexe und die oligomere Alumoxanverbindung in solchen Mengen zu verwenden, daß das atomare Verhältnis zwischen Aluminium aus der oligomeren Alumoxanverbindung und dem Übergangsmetall aus den Metallocen komplexen im Bereich von 10 : 1 bis 106 : 1, insbesondere im Bereich von 10 : 1 bis 104 : 1, liegt.It has proven to be advantageous to use the metallocene complexes and the oligomeric alumoxane compound in amounts such that the atomic ratio between aluminum from the oligomeric alumoxane compound and the transition metal from the metallocene complexes is in the range from 10: 1 to 10 6 : 1, in particular in the range Range from 10: 1 to 10 4 : 1.
Das erfindungsgemäße Katalysatorsystem kann als Komponente D) ge
gebenenfalls noch eine Metallverbindung der allgemeinen Formel I
The catalyst system according to the invention can optionally also be a metal compound of the general formula I as component D)
M1 (R1)r (R2)s (R3)t I
M 1 (R 1 ) r (R 2 ) s (R 3 ) t I
in der
M1 ein Alkali-, ein Erdalkalimetall oder ein Metall
der III. Hauptgruppe des Periodensystems, d. h.
Bor, Aluminium, Gallium, Indium oder Thallium
bedeutet,
R1 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl,
Alkylaryl oder Arylalkyl mit jeweils 1 bis
C-Atom im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen
im Arylrest,
R2 und R3 Wasserstoff, Halogen, C1- bis C10-Alkyl,
C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl oder Alkoxy
mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und
6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,
r eine ganze Zahl von 1 bis 3
und
s und t ganze Zahlen von 0 bis 2 bedeuten, wobei die
Summe r+s+t der Wertigkeit von M1 entspricht,
enthalten.in the
M 1 is an alkali metal, an alkaline earth metal or a metal of III. Main group of the periodic table, ie boron, aluminum, gallium, indium or thallium,
R 1 is hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, C 6 to C 15 aryl, alkylaryl or arylalkyl, each having 1 to C atom in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in the aryl radical,
R 2 and R 3 are hydrogen, halogen, C 1 - to C 10 -alkyl, C 6 - to C 15 -aryl, alkylaryl, arylalkyl or alkoxy, each with 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in Aryl residue,
r is an integer from 1 to 3
and
s and t are integers from 0 to 2, the sum r + s + t corresponding to the valence of M 1 ,
contain.
Von den Metallverbindungen der allgemeinen Formel I sind die
jenigen bevorzugt, in denen
M1 Lithium, Magnesium oder Aluminium bedeutet und
R1 bis R3 für C1- bis C10-Alkyl stehen.Of the metal compounds of the general formula I, those are preferred in which
M 1 means lithium, magnesium or aluminum and
R 1 to R 3 are C 1 to C 10 alkyl.
Besonders bevorzugte Metallverbindungen der Formel I sind n-Butyl-Lithium, n-Butyl-n-octyl-Magnesium, n-Butyl-n-heptyl- Magnesium, Tri-n-hexyl-aluminium, Tri-iso-butyl-aluminium, Triethylaluminium und Trimethylaluminium.Particularly preferred metal compounds of the formula I are n-butyl lithium, n-butyl-n-octyl-magnesium, n-butyl-n-heptyl Magnesium, tri-n-hexyl aluminum, tri-iso-butyl aluminum, Triethyl aluminum and trimethyl aluminum.
Wenn die Komponente D) eingesetzt wird, ist sie bevorzugt in einer Menge von 800 : 1 bis 1 : 1, insbesondere 500 : 1 bis 50 : 1 (molares Verhältnis von M1 aus I zu Übergangsmetall M aus IV) im Katalysatorsystem enthalten.If component D) is used, it is preferably present in the catalyst system in an amount of 800: 1 to 1: 1, in particular 500: 1 to 50: 1 (molar ratio of M 1 from I to transition metal M from IV).
Die Komponenten A), B), C) und gegebenenfalls D) werden zusammen als erfindungsgemäßes Katalysatorsystem verwendet. Components A), B), C) and optionally D) are combined used as a catalyst system according to the invention.
Üblicherweise sind die erfindungsgemäßen Katalysatorsysteme ana log EP-A 294 942 erhältlich.The catalyst systems according to the invention are usually ana log EP-A 294 942 available.
Ein bevorzugtes Herstellverfahren der erfindungsgemäßen
Katalysatorsysteme zeichnet sich durch die Verfahrensschritte
A preferred production process for the catalyst systems according to the invention is characterized by the process steps
- a) Kontaktierung einer Lösung einer metalloceniumionenbildenden Verbindung mit einem zweiten Lösungsmittel, in welchem diese Verbindung nur wenig löslich ist, in Gegenwart des Träger materials,a) contacting a solution of a metallocenium ion-forming Compound with a second solvent in which this Compound is only slightly soluble in the presence of the carrier materials,
- b) Entfernung zumindest eines Teils der Lösungsmittel vom Trägermaterial undb) removing at least a portion of the solvents from the Backing material and
- c) Kontaktierung einer Lösung eines Gemisches einer metalloce niumionen-bildenden Verbindung und eines Übergangsmetallkom plexes mit einem zweiten Lösungsmittel, in welchem dieses Gemisch nur wenig löslich ist, in Gegenwart des nach a) undc) contacting a solution of a mixture of a metalloce nium ion-forming compound and a transition metal com plexes with a second solvent in which this Mixture is only slightly soluble in the presence of the according to a) and
- b) erhaltenen Trägermaterials,b) carrier material obtained,
aus.out.
Dieses Herstellverfahren ist in der älteren deutschen Patent anmeldung 196 26 834.6, insbesondere Seite 12, Zeile 15, bis Seite 15, Zeile 27, und Beispiele, sowie in der dort zitierten EP-A 295 312 ausführlich beschrieben.This manufacturing process is in the older German patent registration 196 26 834.6, in particular page 12, line 15, to Page 15, line 27, and examples, as well as in the one cited there EP-A 295 312 described in detail.
Die erfindungsgemäßen Katalysatorsysteme eignen sich insbesondere zur Herstellung von Polymerisaten von C2- bis C12-Alk-1-enen, die sich u. a. durch eine enge Molmassenverteilung und sehr geringe xylollösliche Anteile auszeichnen. Aufgrund der sehr niedrigen xylollöslichen Anteile lassen sich die ebenfalls erfindungs gemäßen Polymerisate von C2- bis C12-Alk-1-enen insbesondere als Verpackungsmaterialien im Lebensmittelbereich einsetzen.The catalyst systems according to the invention are particularly suitable for the preparation of polymers of C 2 -C 12 -alk-1-enes which are distinguished, inter alia, by a narrow molar mass distribution and very low xylene-soluble fractions. Because of the very low xylene-soluble fractions, the polymers of C 2 - to C 12 -alk-1-enes, which are also according to the invention, can be used in particular as packaging materials in the food sector.
Das ebenfalls erfindungsgemäße Verfahren, in welchem die be schriebenen Katalysatorsysteme verwendet werden, ist u. a. durch einen relativ geringen verfahrenstechnischen Aufwand und durch eine hohe Produktivität gekennzeichnet. Die daraus erhaltenen Polymerisate von C2- bis C12-Alk-1-enen können insbesondere zu Fasern, Folien und Formkörper verarbeitet werden.The process according to the invention, in which the catalyst systems described are used, is characterized, inter alia, by a relatively low outlay in terms of process engineering and by high productivity. The polymers of C 2 - to C 12 -alk-1-enes obtained therefrom can in particular be processed into fibers, films and moldings.
20 g Kieselgel (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifi sche Oberfläche: 280 m2/g; Porenvolumen: 1,7 cm3/g; Volumen anteile von Hohlräumen und Kanälen am Gesamtpartikel: 15%; pH-Wert: 7,0) wurden im Vakuum 8 Stunden lang bei 180°C dehydratisiert, danach in 250 ml Toluol suspendiert und anschließend mit 160 ml 1,53 molares Methylalumoxan (Firma Witco) bei Raumtemperatur versetzt. Nach 12 Stunden wurde das mit Methylalumoxan desaktivierte Kieselgel abfiltriert, zwei mal mit je 100 ml Toluol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Die Ausbeute betrug 27,9 g mit Kieselgel geträgertes Methyl alumoxan.20 g of silica gel (particle diameter: 20 to 45 µm; specific surface: 280 m 2 / g; pore volume: 1.7 cm 3 / g; volume fraction of voids and channels in the total particle: 15%; pH value: 7.0 ) were dehydrated in vacuo at 180 ° C. for 8 hours, then suspended in 250 ml of toluene and then mixed with 160 ml of 1.53 molar methylalumoxane (Witco company) at room temperature. After 12 hours, the silica gel deactivated with methylalumoxane was filtered off, washed twice with 100 ml of toluene and dried in vacuo. The yield was 27.9 g of methyl alumoxane supported with silica gel.
4,9 g des unter I. erhaltenen, mit Methylalumoxan desakti vierten Kieselgels wurden zu einer Mischung von 28 mg Bis-[3,3'-(-2-Methyl-benzo[e]indenyl)]dimethylsilandiyl zirkoniumdichlorid, 6,3 ml 1,53 molare Methylalumoxanlösung (in Toluol, Firma Witco) und 22 ml Toluol langsam zugegeben.4.9 g of the obtained under I., with methylalumoxane desakti fourth silica gel was added to a mixture of 28 mg Bis- [3,3 '- (- 2-methyl-benzo [e] indenyl)] dimethylsilanediyl zirconium dichloride, 6.3 ml 1.53 molar methylalumoxane solution (in toluene, Witco company) and 22 ml of toluene slowly added.
Nach 30 Minuten wurde das Lösungsmittel langsam und kon trolliert bis Raumtemperatur im Hochvakuum entfernt. Die Ausbeute am geträgerten Katalysator betrug 5,0 g.After 30 minutes the solvent became slow and con trolled to room temperature in a high vacuum. The Yield on the supported catalyst was 5.0 g.
In einem trockenen, mit Stickstoff gespülten 10-Liter-Auto klaven wurden nacheinander 50 g Polypropylengrieß und 10 ml Triisobutylaluminium (2 molar in einer Heptanlösung) gegeben und 15 Minuten lang gerührt. Anschließend befüllte man den Reaktor im Stickstoffgegenstrom mit 670 mg des in II. erhaltenen geträgerten Katalysators. Der Reaktor wurde zu nächst wieder verschlossen und danach erneut bei einer Rühr drehzahl von 350 Umdrehungen/Minute bei Raumtemperatur mit 1,5 l flüssigem Propylen befüllt. Nach 30 Minuten Vorpoly merisation wurde zunächst die Temperatur auf 65°C erhöht, wobei der Reaktorinnendruck stufenweise durch automatische Druckregelung bis zu einem Enddruck von 25 bar erhöht wurde. Anschließend wurde 90 Minuten lang bei automatischer Propylengasregelung (25 bar) in der Gasphase bei 65°C poly merisiert. Nach beendeter Polymerisation wurde 10 Minuten lang auf Atmosphärendruck entspannt und das entstandene Poly merisat im Stickstoffstrom ausgetragen. Man erhielt 340 g Polypropylengrieß, was einer Produktivität von 650 g Poly propylen/g Katalysator/Stunde entspricht. Die zugehörigen Daten des Polymerisats sind in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgelistet.In a dry 10 liter car purged with nitrogen 50 g of polypropylene powder and 10 ml were claves in succession Triisobutylaluminum (2 molar in a heptane solution) and stirred for 15 minutes. Then you filled the reactor in nitrogen countercurrent with 670 mg of the in II. obtained supported catalyst. The reactor was closed next closed again and then again with a stir speed of 350 revolutions / minute at room temperature with 1.5 l liquid propylene filled. After 30 minutes of prepoly temperature was first raised to 65 ° C, the internal pressure of the reactor gradually by automatic Pressure control was increased up to a final pressure of 25 bar. It was then 90 minutes at automatic Propylene gas control (25 bar) in the gas phase at 65 ° C poly merized. After the polymerization was over 10 minutes long relaxed to atmospheric pressure and the resulting poly merisat discharged in a stream of nitrogen. 340 g were obtained Polypropylene semolina, which has a productivity of 650 g poly propylene / g catalyst / hour corresponds. The associated Polymer data are shown in Table 1 below listed.
Die Bestimmung des Teilchendurchmesser des Trägers erfolgte durch Coulter-Counter-Analyse (Korngrößenverteilung der Trägerpartikel), die des Porenvolumens und der spezifischen Oberfläche durch Stickstoff-Absorption nach DIN 66 131 oder durch Quecksilber-Porosimetrie nach DIN 66 133. Die Bestimmung der mittleren Teilchengröße der Primärpartikel, des Durchmessers der Hohlräume und Kanäle sowie deren makro skopischer Volumenanteil geschah mit der Hilfe der Scanning Electron Mikroscopy (Rasterelektronenmikroskopie) bzw. der Electron Probe Micro Analysis (Elektronenstrahl-Mikro bereichsanalyse) jeweils an Kornoberflächen und an Korn querschnitten des Trägers. Der pH-Wert des Trägers wurde nach S.R. Morrison "The Chemical Physics of Surfaces", Plenum Press, New York [1977] , Seite 130ff, ermittelt.The particle diameter of the carrier was determined by Coulter counter analysis (grain size distribution of the Carrier particles), the pore volume and the specific Surface by nitrogen absorption according to DIN 66 131 or by mercury porosimetry according to DIN 66 133. The Determination of the average particle size of the primary particles, the diameter of the cavities and channels and their macro Scopic volume fraction was done with the help of scanning Electron microscopy (scanning electron microscopy) or the Electron Probe Micro Analysis (electron beam micro area analysis) on grain surfaces and grain cross sections of the carrier. The pH of the vehicle was changed to S.R. Morrison, "The Chemical Physics of Surfaces," plenum Press, New York [1977], page 130ff.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel A verfahren, jedoch wurde der geträgerte Katalysator auf Basis eines granulären, sauren Kieselgels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifische Ober fläche: 320 m2/g; Porenvolumen: 1,75 cm3/g; Volumenanteile von Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: < 5%; pH-Wert: 5,5) hergestellt. 830 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Polymerisation von Propylen 1360 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 1050 g PP/g Katalysator/Stunde entspricht. Die zugehörigen Polymerdaten sind in Tabelle 1 aufgelistet.The procedure was analogous to Comparative Example A, but the supported catalyst was based on a granular, acidic silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm; specific surface area: 320 m 2 / g; pore volume: 1.75 cm 3 / g; volume fractions of Cavities and channels in the total particle: <5%; pH value: 5.5). 830 mg of supported catalyst gave 1360 g of polymer powder in the polymerization of propylene, which corresponds to a productivity of 1050 g PP / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 1.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel A verfahren, jedoch wurde der geträgerte Katalysator auf Basis eines sauren Kieselgels mit einem erhöhten Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen (Teilchen durchmesser: 20 bis 45 µm; spezifische Oberfläche: 325 m2/g; Porenvolumen: 1,50 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: 15%; pH-Wert: 5,5) hergestellt. 445 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Polymerisation von Propylen 1500 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 2200 g PP/g Katalysator/Stunde entspricht. Die zugehörigen Poly merdaten sind in Tabelle 1 aufgelistet. The procedure was analogous to Comparative Example A, but the supported catalyst was based on an acidic silica gel with an increased volume fraction of cavities and channels (particle diameter: 20 to 45 μm; specific surface area: 325 m 2 / g; pore volume: 1.50 cm 3 / g; volume fraction of voids and channels in the total particle: 15%; pH value: 5.5). 445 mg of supported catalyst gave 1500 g of polymer powder in the polymerization of propylene, which corresponds to a productivity of 2200 g PP / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 1.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel A verfahren, jedoch wurde der geträgerte Katalysator auf Basis eines sauren Kieselgels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifische Oberfläche: 325 m2/g; Porenvolumen: 1,50 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: 15%, pH-Wert: 5,0) hergestellt. 445 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Polymerisation von Propylen 1655 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 2400 g PP/g Katalysator/Stunde entspricht. Die zugehörigen Poly merdaten sind in Tabelle 1 aufgelistet.The procedure was analogous to Comparative Example A, but the supported catalyst was based on an acidic silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm; specific surface area: 325 m 2 / g; pore volume: 1.50 cm 3 / g; volume fraction of cavities and channels in the total particle: 15%, pH value: 5.0). 445 mg of supported catalyst gave 1655 g of polymer powder in the polymerization of propylene, which corresponds to a productivity of 2400 g PP / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 1.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel A verfahren, jedoch wurde der geträgerte Katalysator auf Basis eines sauren Kieselgels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifische Oberfläche: 310 m2/g; Porenvolumen: 1,60 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: 15%; pH-Wert: 4,5) hergestellt. 410 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Polymerisation von Propylen 1620 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 2550 g PP/g Katalysator/Stunde entspricht. Die zugehörigen Poly merdaten sind in Tabelle 1 aufgelistet.The procedure was analogous to Comparative Example A, but the supported catalyst was based on an acidic silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm; specific surface area: 310 m 2 / g; pore volume: 1.60 cm 3 / g; volume fraction of cavities and channels in the total particle: 15%; pH value: 4.5). 410 mg of supported catalyst gave 1620 g of polymer powder in the polymerization of propylene, which corresponds to a productivity of 2550 g PP / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 1.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel A verfahren, jedoch wurde der geträgerte Katalysator auf Basis eines sauren Kieselgels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm, spezifische Oberfläche: 315 m2/g; Porenvolumen: 1,50 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: 8%; pH-Wert: 5,0) hergestellt. 565 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Polymerisation von Propylen 1580 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 1580 g PP/g Katalysator/Stunde entspricht. Die zugehörigen Poly merdaten sind in Tabelle 1 aufgelistet.The procedure was analogous to Comparative Example A, but the supported catalyst was based on an acidic silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm, specific surface area: 315 m 2 / g; pore volume: 1.50 cm 3 / g; volume fraction of cavities and channels in the total particle: 8%; pH value: 5.0). 565 mg of supported catalyst gave 1580 g of polymer powder in the polymerization of propylene, which corresponds to a productivity of 1580 g PP / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 1.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel A verfahren, jedoch wurde der geträgerte Katalysator auf Basis eines sauren Kieselgels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm, spezifische Oberfläche: 325 m2/g; Porenvolumen: 1,50 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: 24%; pH-Wert: 5,0) hergestellt. 395 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Polymerisation von Propylen 1650 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 2700 g PP/g Katalysator/Stunde entspricht. Die zugehörigen Poly merdaten sind in Tabelle 1 aufgelistet.The procedure was analogous to Comparative Example A, but the supported catalyst was based on an acidic silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm, specific surface area: 325 m 2 / g; pore volume: 1.50 cm 3 / g; volume fraction of cavities and channels in the total particle: 24%; pH value: 5.0). 395 mg of supported catalyst gave 1650 g of polymer powder in the polymerization of propylene, which corresponds to a productivity of 2700 g PP / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 1.
12,1 g Kieselgel (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifi sche Oberfläche: 280 m2/g; Porenvolumen: 1,56 cm3/g; Volumen anteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: 15%; pH-Wert: 7,0) wurden in 90 ml Heptan suspendiert und auf 20°C thermostatisiert. Innerhalb von 90 Minuten wurden 33,9 ml einer 1 molaren Lösung von Trimethylaluminium (TMA) in Heptan zugegeben, wobei eine Temperatur von 40°C nicht überschritten wurde. Nach Beendigung der TMA-Zugabe wurde weitere 4 Stunden lang gerührt. Die Suspension wurde abfiltriert und zweimal mit je 20 ml Heptan gewaschen. Nach dem Trocknen bei 50°C verblieb der modifizierte Träger als rieselfähiges Pulver.12.1 g of silica gel (particle diameter: 20 to 45 µm; specific surface: 280 m 2 / g; pore volume: 1.56 cm 3 / g; volume fraction of voids and channels in the total particle: 15%; pH value: 7 , 0) were suspended in 90 ml of heptane and thermostatted to 20 ° C. 33.9 ml of a 1 molar solution of trimethyl aluminum (TMA) in heptane were added within 90 minutes, a temperature of 40 ° C. not being exceeded. After the TMA addition was complete, stirring was continued for 4 hours. The suspension was filtered off and washed twice with 20 ml of heptane each time. After drying at 50 ° C, the modified carrier remained as a free-flowing powder.
Zu einer Lösung von 131,3 mg Bis(n-butylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid in 56 ml 1,53 molarer Methylalumoxan- Lösung in Toluol wurde bei 20°C nach 20minütigem Rühren 12,6 g des nach I. modifizierten Trägers gegeben und weitere 45 Minuten lang gerührt. Danach wurde abfiltriert und anschließend zweimal mit Heptan gewaschen. Nach der Trocknung bei 50°C erhielt man 15,1 g des geträgerten Katalysators als rieselfähiges Pulver.To a solution of 131.3 mg bis (n-butylcyclopentadienyl) - zirconium dichloride in 56 ml 1.53 molar methylalumoxane Solution in toluene was at 20 ° C after stirring for 20 minutes Given 12.6 g of the carrier modified according to I. and others Stirred for 45 minutes. Then it was filtered off and then washed twice with heptane. After drying at 50 ° C, 15.1 g of the supported catalyst were obtained as free-flowing powder.
In einen gerührten 10-Liter-Stahlautoklaven wurden nach sorgfältigem Spülen mit Stickstoff und Temperieren auf die Polymerisationstemperatur von 70°C 4,5 Liter iso-Butan und 80 mg/Liter n-Butyl-Lithium vorgelegt. Dann wurden 365 mg des aus II. erhaltenen geträgerten Katalysators mit weiteren 0,5 Liter iso-Butan eingespült und Ethylen auf einen Gesamt druck von 38 bar aufgepreßt. Der Druck im Autoklaven wurde durch Nachdosierung von Ethylen konstant gehalten. Nach 90 Minuten wurde die Polymerisation durch Entspannen des Autoklaven abgebrochen. Es fielen 1660 g Polymerisat in Form eines gut rieselfähigen Grießes an. Die entsprechenden Poly merisationsergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet. Into a stirred 10 liter steel autoclave careful flushing with nitrogen and tempering on the Polymerization temperature of 70 ° C 4.5 liters of isobutane and 80 mg / liter n-butyl lithium submitted. Then 365 mg of the supported catalyst obtained from II. with further 0.5 liters of isobutane washed in and ethylene to a total pressure of 38 bar. The pressure in the autoclave was reduced kept constant by adding ethylene. After The polymerization was stopped for 90 minutes by relaxing the Autoclave broken off. 1660 g of polymer fell into shape of a free-flowing semolina. The corresponding poly Merization results are listed in Table 2.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel C verfahren, jedoch wurde der geträgerte Katalysator auf Basis eines sauren Kieselgels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifische Oberfläche: 325 m2/g; Porenvolumen: 1,50 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: 15%; pH-Wert: 5,5) hergestellt. 265 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Polymerisation von Ethylen 1600 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 4000 g Polyethylen (PE)/g Katalysator/Stunde entspricht. Die zugehörigen Polymerdaten sind in Tabelle 2 aufgelistet.The procedure was analogous to Comparative Example C, but the supported catalyst was based on an acidic silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm; specific surface area: 325 m 2 / g; pore volume: 1.50 cm 3 / g; volume fraction of cavities and channels in the total particle: 15%; pH value: 5.5). 265 mg of supported catalyst gave 1600 g of polymer powder in the polymerization of ethylene, which corresponds to a productivity of 4000 g of polyethylene (PE) / g of catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 2.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel C verfahren, jedoch wurde der geträgerte Katalysator auf Basis eines sauren Kieselgels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifische Oberfläche: 305 m2/g; Porenvolumen: 1,48 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: 15%; pH-Wert: 5,5) hergestellt. 215 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Polymerisation von Ethylen 1500 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 4600 g PE/g Katalysator/Stunde entspricht. Die zugehörigen Poly merdaten sind in Tabelle 2 aufgelistet.The procedure was analogous to Comparative Example C, but the supported catalyst was based on an acidic silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm; specific surface area: 305 m 2 / g; pore volume: 1.48 cm 3 / g; volume fraction of cavities and channels in the total particle: 15%; pH value: 5.5). 215 mg of supported catalyst gave 1500 g of polymer powder in the polymerization of ethylene, which corresponds to a productivity of 4600 g PE / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 2.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel C verfahren, jedoch wurde der geträgerte Katalysator auf Basis eines granulären Kieselgels (Teilchendurchmesser: 50 µm; spezifische Oberfläche: 320 m2/g; Porenvolumen: 1,75 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: < 5%,; pH-Wert: 5,5) hergestellt. 440 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Polymerisation von Ethylen 1440 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 2150 g PE/g Katalysator/Stunde entspricht. Die zugehörigen Polymerdaten sind in Tabelle 2 aufgelistet.The procedure was analogous to Comparative Example C, but the supported catalyst was based on a granular silica gel (particle diameter: 50 μm; specific surface area: 320 m 2 / g; pore volume: 1.75 cm 3 / g; volume fraction of cavities and channels in the overall particle : <5% ,; pH value: 5.5). 440 mg of supported catalyst gave 1440 g of polymer powder in the polymerization of ethylene, which corresponds to a productivity of 2150 g PE / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 2.
5 g Aluminiumoxid mit einem pH-Wert von 7,5, einem Volumen anteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel von < 1,0% und einem Aktivitätswert von 1 wurden langsam zu einer 1,53 molaren Lösung von Methylalumoxan (Firma Witco) in 80 ml Toluol bei 0°C zugegeben. Nach 12 Stunden wurde das Aluminiumoxid abfiltriert, zweimal mit je 100 ml Toluol gewaschen und direkt zu einer Mischung von 28,5 mg Bis-[3,3'- (2-methylbenzo[e]indenyl)]-dimethylsilandiylzirkoniumdi chlorid, 6,5 ml einer 1,53 molaren Lösung von Methylalumoxan in Toluol und 25 ml Toluol langsam hinzugegeben. Nach 30 Minuten wurde das Lösungsmittel langsam und kontrolliert bei Raumtemperatur im Hochvakuum entfernt. Man erhielt 5,1 g eines rieselfähigen Pulvers als geträgerter Katalysator.5 g alumina with a pH of 7.5, a volume proportion of voids and channels in the total particle of <1.0% and an activity value of 1 slowly increased a 1.53 molar solution of methylalumoxane (from Witco) added in 80 ml of toluene at 0 ° C. After 12 hours filtered off the alumina, twice with 100 ml of toluene washed and directly to a mixture of 28.5 mg bis- [3,3'- (2-methylbenzo [e] indenyl)] - dimethylsilanediylzirconiumdi chloride, 6.5 ml of a 1.53 molar solution of methylalumoxane in toluene and 25 ml of toluene are slowly added. After The solvent was slowly and controlled for 30 minutes removed at room temperature in a high vacuum. 5.1 g were obtained a free-flowing powder as a supported catalyst.
In einem trockenen, mit Stickstoff gespülten 10-Liter-Auto klaven wurden 50 g Polypropylengrieß vorgelegt. Anschließend wurden nacheinander 4 Liter flüssiges Propylen, 10 ml Triiso butylaluminium (2 molar in Heptan) und 975 mg Katalysator (nach I. erhalten) über eine Schleuse in den Reaktor gegeben. Bei einer Rührerdrehzahl von 350 Umdrehungen/Minute wurde bei Raumtemperatur der Autoklav mit weiteren 3 Liter Propylen befüllt. Anschließend wurde schrittweise die Temperatur auf 65°C erhöht, wobei sich der Innendruck auf 26 bar einstellte. Es wurde 90 Minuten lang 65°C polymerisiert. Nach beendeter Polymerisation wurde 10 Minuten lang auf Atmosphärendruck entspannt und das Polymerisat im Stickstoffatom ausgetragen. Man erhielt 255 g Polypropylen, was einer Produktivität von 140 g PP/g Katalysator/Stunde entspricht.In a dry 10 liter car purged with nitrogen 50 g of polypropylene semolina were introduced into the clave. Subsequently 4 liters of liquid propylene, 10 ml of Triiso butyl aluminum (2 molar in heptane) and 975 mg catalyst (received according to I.) into the reactor via a lock. At a stirrer speed of 350 revolutions / minute at Room temperature of the autoclave with another 3 liters of propylene filled. Then the temperature was gradually increased 65 ° C increased, the internal pressure set to 26 bar. Polymerization was carried out at 65 ° C for 90 minutes. After finished Polymerization was at atmospheric pressure for 10 minutes relaxed and the polymer is discharged in the nitrogen atom. 255 g of polypropylene were obtained, which is a productivity of Corresponds to 140 g PP / g catalyst / hour.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel E verfahren, jedoch wurde der Katalysator auf Basis eines sauren Aluminiumoxids (pH = 4,5; Aktivität: 1, Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamt partikel von 15%) hergestellt. 945 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Polymerisation von Propylen 1050 g Polymer grieß, was einer Produktivität von 700 g PP/Katalysator/Stunde entspricht.The procedure was analogous to that of comparative example E, except that the catalyst based on an acidic aluminum oxide (pH = 4.5; Activity: 1, total volume of voids and channels particles of 15%). 945 mg of supported catalyst gave 1050 g of polymer in the polymerization of propylene grits what a productivity of 700 g PP / catalyst / hour corresponds.
250 g Kieselgel (bei 140°C für 7 Stunden im Vakuum aus geheizt) wurden in 2000 ml Heptan suspendiert und mit 350 ml einer 2 molaren Lösung von Triisobutylaluminium in Heptan versetzt. Das Kieselgel wurde abfiltriert, mit Heptan gewaschen und im Vakuum getrocknet. Man erhielt den vorbe handelten Träger als rieselfähiges Pulver. Dieser wies einen Teilchendurchmesser von 20 bis 45 µm, eine spezifische Ober fläche von 320 m2/g, ein Porenvolumen von 1,75 cm3/g, Volumen anteil von Hohlräumen und Kanälen am Gesamtpartikel von < 5,0% und einen pH-Wert von 7,0 auf.250 g of silica gel (heated in vacuo at 140 ° C. for 7 hours) were suspended in 2000 ml of heptane and mixed with 350 ml of a 2 molar solution of triisobutylaluminum in heptane. The silica gel was filtered off, washed with heptane and dried in vacuo. The pre-treated carrier was obtained as a free-flowing powder. This had a particle diameter of 20 to 45 µm, a specific surface area of 320 m 2 / g, a pore volume of 1.75 cm 3 / g, volume fraction of cavities and channels in the total particle of <5.0% and a pH Value of 7.0.
Eine Suspension von 0,5 mmol Dicyclopentadienylzirkondi chlorid, 0,5 mmol N,N-Dimethylanilinium-tetrakis-pentafluoro phenylborat und 5 g nach I. vorbehandeltes Kieselgels in 50 ml Toluol wurde auf 80°C erhitzt und 30 Minuten bei dieser Temperatur gerührt. Dann wurde das Toluol im Vakuum abdestilliert und man erhielt den geträgerten Katalysator als rieselfähiges Pulver.A suspension of 0.5 mmol dicyclopentadienylzircondi chloride, 0.5 mmol N, N-dimethylanilinium tetrakis pentafluoro phenylborate and 5 g pretreated silica gel in 50 ml of toluene was heated to 80 ° C and at 30 minutes this temperature stirred. Then the toluene was in vacuo distilled off and the supported catalyst was obtained as a free-flowing powder.
In einen gerührten 10-Liter-Stahlautoklaven wurden nach sorg fältigem Spülen mit Stickstoff und Temperieren auf die Poly merisationstemperatur von 70°C 4,5 Liter iso-Butan und 150 mg Butyl-heptyl-magnesium vorgelegt. Dann wurde 280 mg des nach II. geträgerten Katalysators mit weiteren 0,5 Liter iso-Butan eingespült und Ethylen auf einen Gesamtdruck von 38 bar auf gepreßt. Der Druck im Autoklaven wurde durch Nachdosierung von Ethylen konstant gehalten. Nach 90 Minuten wurde die Polymerisation durch Entspannen des Autoklaven abgebrochen. 160 g Polymerisat fiel in Form eines gut rieselfähigen Grießes an, was einer Produktivität von 370 g PE/g Kataly sator/Stunde entspricht. Die zugehörigen Polymerdaten sind in Tabelle 3 aufgelistet.After stirring in a 10 liter steel autoclave flushing with nitrogen and tempering on the poly merisation temperature of 70 ° C 4.5 liters of isobutane and 150 mg Butyl-heptyl-magnesium submitted. Then 280 mg of the after II. Supported catalyst with a further 0.5 liters of isobutane washed in and ethylene to a total pressure of 38 bar pressed. The pressure in the autoclave was controlled by replenishing kept constant by ethylene. After 90 minutes the Polymerization terminated by relaxing the autoclave. 160 g of polymer fell in the form of a free-flowing Semolina with a productivity of 370 g PE / g Kataly sator / hour. The associated polymer data are listed in Table 3.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel F verfahren, jedoch wurde der geträgerte Katalysator auf Basis eines sprühgetrockneten Kieselgels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifische Ober fläche: 325 m2/g; Porenvolumen: 1,50 cm3/g; Volumenanteil an Hohl räumen und Kanälen im Gesamtpartikel: 15%; pH-Wert: 5,5) her gestellt. 68 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Poly merisation von Ethylen 200 g Polymergrieß, was einer Produktivi tät von 2000 g PE/g Katalysator/Stunde entspricht. Die zuge hörigen Polymerdaten sind in Tabelle 3 aufgelistet.The procedure was analogous to Comparative Example F, but the supported catalyst was based on a spray-dried silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm; specific surface area: 325 m 2 / g; pore volume: 1.50 cm 3 / g; volume fraction of cavities and channels in the total particle: 15%; pH value: 5.5). 68 mg of supported catalyst provided 200 g of polymer powder in the polymerization of ethylene, which corresponds to a productivity of 2000 g PE / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 3.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel F verfahren, der geträ gerte Katalysator wurde auf Basis eines granulären Kieselgels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifische Oberfläche: 320 m2/g; Porenvolumen: 1,75 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: < 5%; pH-Wert: 7,0) hergestellt, als Metallocenkomponente wurde jedoch Di-n-butylcyclopentadienyl zirkondichlorid verwendet. 66 mg geträgerter Katalysator liefer ten bei der Polymerisation von Ethylen 255 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 2560 g PE/g Katalysator/Stunde ent spricht. Die zugehörigen Polymerdaten sind in Tabelle 3 auf gelistet.The procedure was analogous to that of Comparative Example F, the supported catalyst was based on a granular silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm; specific surface area: 320 m 2 / g; pore volume: 1.75 cm 3 / g; volume fraction of cavities and channels in the total particle: <5%; pH value: 7.0), but di-n-butylcyclopentadienyl zirconium dichloride was used as the metallocene component. 66 mg of supported catalyst gave 255 g of polymer powder in the polymerization of ethylene, which corresponds to a productivity of 2560 g PE / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 3.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel F verfahren, der geträ gerte Katalysator wurde auf Basis eines sprühgetrockneten Kiesel gels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifische Oberfläche: 325 m2/g; Porenvolumen: 1,50 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: 15%; pH-Wert: 5,5) hergestellt, als Metallocenkomponente wurde jedoch Di-n-butylcyclopentadienyl zirkondichlorid verwendet. 81 mg geträgerter Katalysator liefer ten bei der Polymerisation von Ethylen 420 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 3500 g PE/g Katalysator/Stunde ent spricht. Die zugehörigen Polymerdaten sind in Tabelle 3 aufge listet.The procedure was analogous to Comparative Example F, the supported catalyst was based on a spray-dried silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm; specific surface area: 325 m 2 / g; pore volume: 1.50 cm 3 / g; volume fraction of cavities and Channels in the total particle: 15%; pH value: 5.5), but di-n-butylcyclopentadienyl zirconium dichloride was used as the metallocene component. 81 mg of supported catalyst gave 420 g of polymer powder in the polymerization of ethylene, which corresponds to a productivity of 3500 g PE / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 3.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel F verfahren, der geträ gerte Katalysator wurde auf Basis eines granulären Kieselgels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifische Oberfläche: 320 m2/g; Porenvolumen: 1,75 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen und Kanälen im Gesamtpartikel: < 5%; pH-Wert: 7,0) hergestellt, als Metallocenkomponente wurde jedoch Dimethylsilylbis-(1- indenyl)zirkondichlorid verwendet. 75 mg geträgerter Katalysator lieferten bei der Polymerisation von Ethylen 195 g Polymergrieß, was einer Produktivität von 1700 g PE/g Katalysator/Stunde ent spricht. Die zugehörigen Polymerdaten sind in Tabelle 3 auf gelistet.The procedure was analogous to that of Comparative Example F, the supported catalyst was based on a granular silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm; specific surface area: 320 m 2 / g; pore volume: 1.75 cm 3 / g; volume fraction of cavities and channels in the total particle: <5%; pH value: 7.0), but dimethylsilylbis (1-indenyl) zirconium dichloride was used as the metallocene component. 75 mg of supported catalyst gave 195 g of polymer powder in the polymerization of ethylene, which corresponds to a productivity of 1700 g PE / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 3.
Es wurde analog zum Vergleichsbeispiel F verfahren, der geträ
gerte Katalysator wurde auf Basis eines sprühgetrockneten Kiesel
gels (Teilchendurchmesser: 20 bis 45 µm; spezifische Oberfläche:
325 m2/g; Porenvolumen: 1,50 cm3/g; Volumenanteil an Hohlräumen
und Kanälen im Gesamtpartikel: 15%; pH-Wert: 5,5) hergestellt,
als Metallocenkomponente wurde jedoch Dimethylsilylbis-(1-
indenyl)zirkondichlorid verwendet. 72 mg geträgerter Katalysator
lieferten bei der Polymerisation von Ethylen 240 g Polymergrieß,
was einer Produktivität von 2200 g PE/g Katalysator/Stunde ent
spricht. Die zugehörigen Polymerdaten sind in Tabelle 3 auf
gelistet.
The procedure was analogous to Comparative Example F, the supported catalyst was based on a spray-dried silica gel (particle diameter: 20 to 45 μm; specific surface area: 325 m 2 / g; pore volume: 1.50 cm 3 / g; volume fraction of cavities and Channels in the total particle: 15%; pH value: 5.5), but dimethylsilylbis (1-indenyl) zirconium dichloride was used as the metallocene component. 72 mg of supported catalyst gave 240 g of polymer powder in the polymerization of ethylene, which corresponds to a productivity of 2200 g PE / g catalyst / hour. The associated polymer data are listed in Table 3.
Aus den Tabellen 1 bis 3 geht u. a. hervor, daß die Verwendung eines anorganischen Trägers mit einem pH-Wert von 1 bis 6 und einem makroskopischen Volumenanteil von Hohlräumen und Kanälen am Gesamtpartikel von 5 bis 30% gemäß den erfindungsgemäßen Bei spielen 1 bis 11 im Gegensatz zu den Vergleichsbeispielen A bis H zu Polymerisaten mit verringerten xylollöslichen Anteilen führt. Darüber hinaus zeichnen sich die erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 11 durch eine deutlich erhöhte Produktivität aus.From Tables 1 to 3 u. a. indicates that use an inorganic carrier with a pH of 1 to 6 and a macroscopic volume fraction of cavities and channels on Total particles from 5 to 30% according to the inventive case play 1 to 11 in contrast to comparative examples A to H leads to polymers with reduced xylene-soluble fractions. Examples 1 according to the invention are also distinguished to 11 by significantly increased productivity.
100 g granuläres Kieselgel (Teilchendurchmesser 20 bis 45 µm; spezifische Oberfläche 320 m2/g; Porenvolumen 1,75 cm3/g; Kanäle im Gesamtpartikel < 5%; pH-Wert 5,5) wurden im Vakuum 8 Stunden lang bei 180°C dehydratisiert, danach in 450 ml Toluol suspendiert und anschließend mit 775 ml 1,53 molares Methylalumoxan (in Toluol, Fa. Witco) bei Raumtemperatur ver setzt. Nach 12 Stunden wurde das mit Methylalumoxan des aktivierte Kieselgel mit 750 ml iso-Dodekan versetzt und weitere 1,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde das Trägermaterial abfiltriert, zweimal mit je 150 ml Toluol und zweimal mit je 150 ml Pentan gewaschen und im Stickstoffwirbelstrom getrocknet. Die Ausbeute an Methyl alumoxan desaktiviertem Kieselgel betrug 146 g.100 g of granular silica gel (particle diameter 20 to 45 µm; specific surface 320 m 2 / g; pore volume 1.75 cm 3 / g; channels in the total particle <5%; pH 5.5) were vacuumed at 180 for 8 hours ° C dehydrated, then suspended in 450 ml of toluene and then mixed with 775 ml of 1.53 molar methylalumoxane (in toluene, Witco) at room temperature. After 12 hours, the activated silica gel with methylalumoxane was mixed with 750 ml of isododecane and stirred for a further 1.5 hours at room temperature. The support material was then filtered off, washed twice with 150 ml of toluene and twice with 150 ml of pentane and dried in a nitrogen eddy current. The yield of deactivated methyl alumoxane silica gel was 146 g.
146 g des unter I. erhaltenen, mit Methylalumoxan des aktivierten Kieselgels wurden zu einer Mischung aus 5,25 g Bis-[3,3'-(-2-Methyl-benzo[e]indenyl)]dimethylsilandiylzirko niumdichlorid, und 1,2 l 1,53 molarer Methylalumoxanlösung (in Toluol, Fa. Witco) zugegeben und bei Raumtemperatur ge rührt. Nach 20 Stunden wurde innerhalb von 4 Stunden 2,5 l iso-Dodekan langsam und kontrolliert zugegeben und weitere 1,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde der Feststoffgehalt abfiltriert, mit je 150 ml Pentan gewa schen und im Stickstoffwirbelstrom getrocknet. Die Ausbeute am geträgerten Katalysator betrug 154 g. Si-Gehalt des Kata lysators: 25,42 Gew.-%. 146 g of the obtained under I., with methylalumoxane des activated silica gel became a mixture of 5.25 g Bis- [3,3 '- (- 2-methyl-benzo [e] indenyl)] dimethylsilanediylzirko nium dichloride, and 1.2 l of 1.53 molar methylalumoxane solution (in toluene, Witco) added and ge at room temperature stirs. After 20 hours, 2.5 l was added within 4 hours Iso-dodecane added slowly and in a controlled manner and others Stirred for 1.5 hours at room temperature. Then was the solids content is filtered off, each with 150 ml of pentane and dried in a nitrogen eddy current. The yield on the supported catalyst was 154 g. Si content of the kata lysators: 25.42% by weight.
Die Polymerisationen wurden in einem vertikal durchmischten Gas phasenreaktor mit einem Nutzvolumen von 200 l durchgeführt. Der Reaktor enthielt ein bewegtes Festbett aus feinteiligem Polymeri sat. Der Reaktorausstoß betrug in allen Fällen 20 kg Polypropylen pro Stunde. Die Polymerisationsergebnisse von Beispiel 13, 14 und 15 sind in Tabelle 4 aufgelistet.The polymerizations were carried out in a vertically mixed gas phase reactor carried out with a useful volume of 200 l. Of the Reactor contained a moving fixed bed made of finely divided polymer sat. The reactor output was 20 kg polypropylene in all cases per hour. The polymerization results of Examples 13, 14 and 15 are listed in Table 4.
In den Gasphasenreaktor wurde bei einem Druck von 24 bar und
einer Temperatur von 60°C flüssiges Propylen entspannt. Die Dosie
rung des Katalysators aus Beispiel 12 erfolgte zusammen mit dem
zur Druckregelung zugesetzten Propylen. Die zudosierte
Katalysatormenge wurde so bemessen, daß der mittlere Ausstoß von
20 kg/h aufrecht erhalten wurde. Ebenfalls zudosiert wurde Tri
isobutylaluminium (TIBA) in einer Menge von 30 mmol/h als 1 mo
lare Lösung in Heptan. Durch kurzzeitiges Entspannen des Reaktors
über ein Tauchrohr wurde sukzessive Polymer aus dem Reaktor ent
fernt. Die Berechnung der Produktivität erfolgte aus dem
Siliciumgehalt des Polymeren nach der folgenden Formel:
Liquid propylene was depressurized in the gas phase reactor at a pressure of 24 bar and a temperature of 60 ° C. The dosing of the catalyst from Example 12 was carried out together with the propylene added for pressure control. The amount of catalyst added was measured so that the average output of 20 kg / h was maintained. Tri isobutylaluminum (TIBA) was also metered in in an amount of 30 mmol / h as a 1 molar solution in heptane. By briefly relaxing the reactor via a dip tube, successive polymer was removed from the reactor. Productivity was calculated from the silicon content of the polymer using the following formula:
P = Si-Gehalt des Katalysators/Si-Gehalt des Produkts
P = Si content of the catalyst / Si content of the product
Die verfahrenstechnischen Parameter und charakteristischen Produkteigenschaften gehen aus der Tabelle 4 hervor.The procedural parameters and characteristic Product properties are shown in Table 4.
Beispiel 13 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß als Molekulargewichtsregler Wasserstoff eingesetzt wurde. Die Wasser stoffkonzentration im Reaktionsgas wurde gaschromatographisch er mittelt. Die verfahrenstechnischen Parameter und charakteristi schen Produkteigenschaften gehen aus der Tabelle 4 hervor.Example 13 was repeated with the difference that as Molecular weight regulator hydrogen was used. The water concentration of the substance in the reaction gas was determined by gas chromatography averages. The procedural parameters and characteristics The product properties are shown in Table 4.
Beispiel 13 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß 1-Buten als Comonomeres in den Reaktor zudosiert wurde. Die Butenkonzentra tion im Reaktionsgas wurde gaschromatographisch ermittelt. Die verfahrenstechnischen Parameter und chrakteristischen Produkt eigenschaften gehen aus der Tabelle 4 hervor. Example 13 was repeated with the difference that 1-butene was used as Comonomeres was metered into the reactor. The butene concentration tion in the reaction gas was determined by gas chromatography. The procedural parameters and characteristic product properties are shown in Table 4.
100 g Kieselgel (Teilchendurchmesser 20 bis 45 µm; spezi fische Oberfläche 325 m2/g; Porenvolumen 1,50 cm3/g; Kanäle im Gesamtpartikel 15%; pH-Wert 5,0) wurden im Vakuum 8 Stunden lang bei 180°C dehydratisiert, danach in 450 ml Toluol sus pendiert und anschließend mit 775 ml 1,53 molares Methyl alumoxan (in Toluol, Fa. Witco) bei Raumtemperatur vesetzt. Nach 12 Stunden wurde das mit Methylalumoxan desaktivierte Kieselgel in 750 ml iso-Dodekan versetzt und weitere 1,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde das Trägermaterial abfiltriert, zweimal mit je 150 ml Toluol und zweimal mit je 150 ml Pentan gewaschen und im Stickstoff wirbelstrom getrocknet. Die Ausbeute an Methylalumoxan desak tiviertem Kieselgel betrug 159 g.100 g of silica gel (particle diameter 20 to 45 µm; specific surface 325 m 2 / g; pore volume 1.50 cm 3 / g; channels in the total particle 15%; pH 5.0) were in vacuo at 180 ° for 8 hours C dehydrated, then suspended in 450 ml of toluene and then mixed with 775 ml of 1.53 molar methyl alumoxane (in toluene, from Witco) at room temperature. After 12 hours, the silica gel deactivated with methylalumoxane was added to 750 ml of isododecane and the mixture was stirred for a further 1.5 hours at room temperature. The support material was then filtered off, washed twice with 150 ml of toluene and twice with 150 ml of pentane and dried in a nitrogen eddy current. The yield of deactivated methylalumoxane silica gel was 159 g.
159 g des unter I. erhaltenen, mit Methylalumoxan des aktivierten Kieselgels wurden zu einer Mischung aus 5,25 g Bis-[3,3'-(-2-Methyl-benzo[e]indenyl)]dimethylsilandiylzirko niumdichlorid, und 1,2 l 1,53 molarer Methylalumoxanlösung (in Toluol, Fa. Witco) zugegeben und bei Raumtemperatur ge rührt. Nach 20 Stunden wurde innerhalb von 4 Stunden 2,5 l iso-Dodekan langsam und kontrolliert zugegeben und weitere 1,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde der Feststoffgehalt abfiltriert, mit je 150 ml Pentan gewa schen und im Stickstoffwirbelstrom getrocknet. Die Ausbeute am geträgerten Katalysator betrug 165 g. Si-Gehalt des Kata lysators: 24,73 Gew.-%.159 g of the obtained under I., with methylalumoxane des activated silica gel became a mixture of 5.25 g Bis- [3,3 '- (- 2-methyl-benzo [e] indenyl)] dimethylsilanediylzirko nium dichloride, and 1.2 l of 1.53 molar methylalumoxane solution (in toluene, Witco) added and ge at room temperature stirs. After 20 hours, 2.5 l was added within 4 hours Iso-dodecane added slowly and in a controlled manner and others Stirred for 1.5 hours at room temperature. Then was the solids content is filtered off, each with 150 ml of pentane and dried in a nitrogen eddy current. The yield on the supported catalyst was 165 g. Si content of the kata lysators: 24.73% by weight.
Die Polymerisationen wurden in einem vertikal durchgemischten Gasphasenreaktor mit einem Nutzvolumen von 200 l durchgeführt. Der Reaktor enthielt ein bewegtes Festbett aus feinteiligem Poly merisat. Der Reaktorausstoß betrug in allen Fällen 20 kg Poly propylen pro Stunde. Die Polymerisationsergebnisse von Beispiel 17, 18 und 19 sind in Tabelle 4 aufgelistet. The polymerizations were mixed in a vertical Gas phase reactor carried out with a useful volume of 200 l. The reactor contained a moving fixed bed made of finely divided poly merisat. The reactor output was 20 kg poly in all cases propylene per hour. The polymerization results from Example 17, 18 and 19 are listed in Table 4.
In den Gasphasenreaktor wurde bei einem Druck von 24 bar und
einer Temperatur von 60°C flüssiges Propylen entspannt. Die Dosie
rung des Katalysators aus Beispiel 16 erfolgte zusammen mit dem
zur Druckregelung zugesetzten Propylen. Die zudosierte
Katalysatormenge wurde so bemessen, daß der mittlere Ausstoß von
20 kg/h aufrecht erhalten wurde. Ebenfalls zudosiert wurde Tri
isobutylaluminium (TIBA) in einer Menge von 30 mmol/h als 1 mo
lare Lösung in Heptan. Durch kurzzeitiges Entspannen des Reaktors
über ein Tauchrohr wurde sukzessive Polymer aus dem Reaktor ent
fernt. Die Berechnung der Produktivität erfolgte aus dem
Siliciumgehalt des Polymeren nach der folgenden Formel:
Liquid propylene was depressurized in the gas phase reactor at a pressure of 24 bar and a temperature of 60 ° C. The dosage of the catalyst from Example 16 was carried out together with the propylene added for pressure control. The amount of catalyst added was measured so that the average output of 20 kg / h was maintained. Tri isobutylaluminum (TIBA) was also metered in in an amount of 30 mmol / h as a 1 molar solution in heptane. By briefly relaxing the reactor via a dip tube, successive polymer was removed from the reactor. Productivity was calculated from the silicon content of the polymer using the following formula:
P = Si-Gehalt des Katalysators/Si-Gehalt des Produkts
P = Si content of the catalyst / Si content of the product
Die verfahrenstechnischen Parameter und charakteristischen Produkteigenschaften gehen aus der Tabelle 4 hervor.The procedural parameters and characteristic Product properties are shown in Table 4.
Beispiel 17 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß als Molekulargewichtsregler Wasserstoff eingesetzt wurde. Die Wasser stoffkonzentration im Reaktionsgas wurde gaschromatographisch er mittelt. Die verfahrenstechnischen Parameter und charakteristi schen Produkteigenschaften gehen aus der Tabelle 4 hervor.Example 17 was repeated with the difference that as Molecular weight regulator hydrogen was used. The water concentration of the substance in the reaction gas was determined by gas chromatography averages. The procedural parameters and characteristics The product properties are shown in Table 4.
Beispiel 17 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß 1-Buten als
Comonomeres in den Reaktor zudosiert wurde. Die Butenkonzentra
tion im Reaktionsgas wurde gaschromatographisch ermittelt. Die
verfahrenstechnischen Parameter und chrakteristischen Produkt
eigenschaften gehen aus der Tabelle 4 hervor.
Example 17 was repeated with the difference that 1-butene was metered into the reactor as a comonomer. The butene concentration in the reaction gas was determined by gas chromatography. The process parameters and characteristic product properties are shown in Table 4.
Die Spinnversuche wurden auf einer Spinn-Streck-Texturieran
lage Barmag 4E/1-Rieter J0/10 durchgeführt. Die Spinntempera
turen betrugen 240°C, das Reckverhältnis 1 : 3,4 bei einer
Streckgeschwindigkeit von 2.000 m/min. Es wurde ein Titer von
etwa dtex1220 f68 mit trilobaler Düsengeometrie gesponnen.
Vor der Spinndüse wurde eine Schmelzesiebpackung von
6.000/1.500/300 mesh eingesetzt. Der Anfangsdruck vor der
Siebpackung betrug 60 bar. Der Anblaswind betrug 0,8 m/sec,
die Anblastemperatur 18°C, der Präparationsauftrag 0,8%. Das
Spinnverhalten sowie die Fasereigenschaften sind der Ta
belle S1 zu entnehmen. Für die Spinnversuche wurde je ein
Metallocenhomopolymer mit der Fließfähigkeit 20 g/10 min aus
den Beispielen 14 (Beisp. 20V) und 18 (Beispiel 20) einge
setzt.
Beispiel 20V: Katalysator auf granulärem Kieselgel nach Bei
spiel 12;
Beispiel 20: Katalysator auf sphärischem Kieselgel nach Bei
spiel 16.The spinning tests were carried out on a Barmag 4E / 1-Rieter J0 / 10 spinning and drawing machine. The spinning temperatures were 240 ° C, the stretching ratio 1: 3.4 at a stretching speed of 2,000 m / min. A titer of approximately dtex1220 f68 with a trilobal nozzle geometry was spun. A melt sieve pack of 6,000 / 1,500 / 300 mesh was used in front of the spinneret. The initial pressure before the screen packing was 60 bar. The blowing wind was 0.8 m / sec, the blowing temperature 18 ° C, the preparation order 0.8%. The spinning behavior and the fiber properties can be found in Table S1. A metallocene homopolymer with a flowability of 20 g / 10 min from Examples 14 (Example 20V) and 18 (Example 20) was used for the spinning experiments.
Example 20V: Catalyst on granular silica gel according to example 12;
Example 20: Catalyst on spherical silica gel according to example 16.
Tabelle S1Table S1
Wie aus der Tabelle S1 ersichtlich ist, zeigt das Polypropylen aus Beispiel 20V deutlich schlechteres Spinn- und Reckverhalten durch Filamentbrüche sowie schlechtere Filamenteigenschaften wie geringere Filamentfestigkeit und eine höhere Filamentungleichmä- ßigkeit, ausgedrückt durch den Isterwert, im Vergleich zum Poly propylen aus Beispiel 20As can be seen from Table S1, the polypropylene shows from example 20V significantly worse spinning and stretching behavior due to filament breaks and poorer filament properties such as lower filament strength and higher filament uneven Liquidity, expressed by the actual value, in comparison to the poly propylene from Example 20
Für die Versuche wurden Folien auf einer Flachfolienanlage hergestellt. Diese bestand aus einem 90 mm Barmagextruder mit einer 25 D-Schnecke mit Mischteil und einer 800 mm Johnson düse mit einem Düsenspalt von 0,5 mm. Die Temperaturen im Ex truder betrugen aufsteigend 210°C bis 255°C, die Düsentempera tur 250°C. Die Kühlwalzentemperatur betrug 20°C, die Folienab zugsgeschwindigkeit 14 m/min bei einer Förderleistung von 30 kg/h.For the experiments, films were placed on a flat film line produced. This consisted of a 90 mm bar extruder with a 25 D screw with mixing part and an 800 mm Johnson nozzle with a nozzle gap of 0.5 mm. The temperatures in the Ex ascending were 210 ° C to 255 ° C, the nozzle temperature at 250 ° C. The chill roll temperature was 20 ° C, the films train speed 14 m / min with a conveying capacity of 30 kg / h.
Für die Flachfolienversuche wurde je ein Metallocenhomopoly
mer mit der Fließfähigkeit 7 g/10 min, Herstellung analog
Beispiele 14 und 18 verwendet.
Beispiel 21V: Katalysator auf granulärem Kieselgel nach Bei
spiel 12;
Beispiel 21: Katalysator auf sphärischem Kieselgel nach Bei
spiel 16.For the flat film tests, one metallocene homopoly mer each with a flowability of 7 g / 10 min, preparation analogous to Examples 14 and 18 was used.
Example 21V: Catalyst on granular silica gel according to Example 12;
Example 21: Catalyst on spherical silica gel according to example 16.
Die Folieneigenschaften sind der Tabelle F2 zu entnehmen. The film properties can be found in Table F2.
Tabelle F2Table F2
Wie aus Tabelle F2 ersichtlich ist, zeigen die Folien nach Bei spiel 21 bessere Folieneigenschaften, insbesondere bessere opti sche Eigenschaften wie geringeren Harze oder höheren Glanz, als die Folien nach Beispiel 21V.As can be seen from Table F2, the foils according to Bei game 21 better film properties, especially better opti properties such as lower resins or higher gloss than the films according to Example 21V.
Die Ergebnisse aus den Beispielen 12 bis 21 zeigen, daß die erfindungsgemäßen Katalysatorsysteme besonders gute Eigenschaf ten, beispielsweise hohe Produktivitätswerte haben, wenn sie nach dem Herstellverfahren gemäß der älteren deutschen Patentanmeldung 19626834.6 erhalten werden. Die mit diesen Katalysatoren erhält lichen Polymerisate liefern beispielsweise Fasern oder Folien, u. a. mit guten mechanischen und optischen Eigenschaften.The results from Examples 12 to 21 show that the Catalyst systems according to the invention have particularly good properties ten, for example, have high productivity values if they follow the manufacturing process according to the older German patent application 19626834.6 can be obtained. That gets with these catalysts Lichen polymers provide fibers or films, for example, u. a. with good mechanical and optical properties.
Claims (17)
- A) einen anorganischen Träger,
- B) mindestens einen Metallocenkomplex,
- C) mindestens eine metalloceniumionenbildende Verbindung und
- D) gegebenenfalls mindestens eine organische Metall verbindung eines Alkali- oder Erdalkalimetalls oder eines Metalls der III. Hauptgruppe des Periodensystems,
- A) an inorganic carrier,
- B) at least one metallocene complex,
- C) at least one compound forming metallocenium ions and
- D) optionally at least one organic metal compound of an alkali or alkaline earth metal or a metal of III. Main group of the periodic table,
M1 (R1)r (R2)s (R3)t I
in der
M1 ein Alkali-, ein Erdalkalimetall oder ein Metall der III. Hauptgruppe des Periodensystems bedeutet,
R1 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl oder Arylalkyl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,
R2 und R3 Wasserstoff, Halogen, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl oder Alkoxy mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,
r eine ganze Zahl von 1 bis 3
und
s und t ganze Zahlen von 0 bis 2 bedeuten, wobei die Summe r+s+t der Wertigkeit von M1 entspricht.8. Catalyst systems according to claims 1 to 7, wherein a metal compound of the general formula I is used as the organic metal compound D),
M 1 (R 1 ) r (R 2 ) s (R 3 ) t I
in the
M 1 is an alkali metal, an alkaline earth metal or a metal of III. Main group of the periodic table means
R 1 is hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, C 6 to C 15 aryl, alkylaryl or arylalkyl, each having 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in the aryl radical,
R 2 and R 3 are hydrogen, halogen, C 1 - to C 10 -alkyl, C 6 - to C 15 -aryl, alkylaryl, arylalkyl or alkoxy, each with 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in Aryl residue,
r is an integer from 1 to 3
and
s and t are integers from 0 to 2, the sum r + s + t corresponding to the valence of M 1 .
wobei R4 eine C1- bis C4-Alkylgruppe bedeutet und m für eine ganze Zahl von 5 bis 30 steht.9. Catalyst systems according to claims 1 to 8, wherein open-chain or cyclic alumoxane compounds of the general formula II or III are used as the compound c) forming metallocenium ions,
wherein R 4 is a C 1 to C 4 alkyl group and m is an integer from 5 to 30.
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997120980 DE19720980A1 (en) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | Supported metallocene catalyst system giving narrow molecular weight distribution in alkene polymerisation |
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