DE2003075A1 - Process for producing an olefin polymer - Google Patents

Process for producing an olefin polymer

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DE2003075A1
DE2003075A1 DE19702003075 DE2003075A DE2003075A1 DE 2003075 A1 DE2003075 A1 DE 2003075A1 DE 19702003075 DE19702003075 DE 19702003075 DE 2003075 A DE2003075 A DE 2003075A DE 2003075 A1 DE2003075 A1 DE 2003075A1
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transition metal
reduction
catalyst
olefin
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German (de)
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Haward Robert Nobbs
Roper Alee Norman
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Polymerisation von Olefinen mit Hilfe von Katalysatoren wie sie uhtej dem Namen Zieglerkatalysatoren bekannt sind(und sie betrifft sowohl die Polymerisation von Olefinen und die entstehenden Polyolefine, einschließlich Copolymere,als auch die Herstellung von Zieglerkatalysatoren, die zur Verwendung .bei der Polymerisation von Olefinen geeignet sind, und die entstehenden Katalysatoren. - < .The present invention relates to the polymerization of olefins with the aid of catalysts such as are known uhtej by the name Ziegler catalysts ( and it relates both to the polymerization of olefins and the resulting polyolefins, including copolymers, and to the production of Ziegler catalysts which are used. are suitable in the polymerization of olefins, and the resulting catalysts. - <.

Ein Zieglerkatalysator kann hergestellt werden, indem man z.B. in einem Olefinpolymefisationsgefaß eine Verbindung eines öbergangsmetalls, in der sich das Übergangsmetall inA Ziegler catalyst can be prepared by for example a compound in an olefin polymerization vessel a transition metal in which the transition metal is in

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einem Bindungszustand befindet, der unter seinem normalen Maximum liegt, z.B. Titantrichlorid und eine metallorganische Verbindung, wie z.B. Aluminiumdiäthyl-monochloridfzusammenbringt, die im wesentlichen als Aktivator für die Übergangsmetallverbindung aber auch zum Abfangen von den Katalysator deaktivierenden Verunreinigungen dient, die in das Polymerisationsgefäß gekommen sind. Ein derartiger Zieglerkatalysator kann auch außerhalb des Polymerisationsgefäßes gebildet und in dieses zugegeben werden, gegebenenfalls mit zusätzlicher metallorganischer Verbindung, aber die Bildung innerhalb des Polymerisationsgefäßes auf die angegebene Weise ist eina bond state that is below its normal maximum, e.g. brings together titanium trichloride and an organometallic compound such as aluminum diethyl monochloride f , which essentially serves as an activator for the transition metal compound but also to intercept the catalyst-deactivating impurities that come into the polymerization vessel are. Such a Ziegler catalyst can also be formed outside the polymerization vessel and added to it, optionally with additional organometallic compound, but the formation inside the polymerization vessel in the specified manner is a

fc günstiges Verfahren für die Praxis. Die Übergangsmetallverbindung! die sich in einem Bindungszustand unterhalb des normalen Maximums findet, wird normalerweise durch Reduktion der entsprechenden Verbindung erhalten, die das Metall in seinem normalen maximalen Bindungszustand enthält. Titantrichlorid wird z.B. normalerweise durch Reduktion von Titantetrachlorid mit Aluminiumalkyl oder alkylhalogenid als Reduktionsmittel hergestellt. Dieser Reduktionsschritt kann gleichzeitig mit der Bildung des Katalysators durchgeführt werden, wobei das gleicheAluminiumalkyl sowohl als Reduktionsmittel als auch als Katalysatoraktivator verwendet wird·, das zur Bildung des Katalysators verwendete Titantrichlorid wird so in situfc favorable practice for practice. The transition metal compound! which is found in a binding state below the normal maximum, is usually reduced by reducing the corresponding Obtain compound that contains the metal in its normal maximum binding state. Titanium trichloride e.g. is normally produced by the reduction of titanium tetrachloride made with aluminum alkyl or alkyl halide as reducing agent. This reduction step can be carried out simultaneously with the formation of the catalyst, using the same aluminum alkyl as both reducing agent and is used as a catalyst activator ·, the titanium trichloride used to form the catalyst is so in situ

^ hergestellt. Es wird jetzt jedoch im allgemeinen vorgezogen, die Reduktion des Übergangsmetalls als unabhängigen Schritt durchzuführen und dann die metallorganische Verbindung zu der so gebildeten reduzierten Verbindung zuzugeben und zwar entweder innerhalb oder außerhalb des Polymerisationsgefäßes.^ manufactured. It is now generally preferred, however, carry out the reduction of the transition metal as an independent step and then the organometallic compound to the to add the reduced compound thus formed, either inside or outside the polymerization vessel.

Normalerweise wird die Polymerisation in einem Reaktion^medium wie einer inerten organischen Flüssigkeit, z.B. einem aliphatischen Kohlenwasserstoff(durchgeführt und der Katalysator und ein oder mehrere Olefine werden auf irgend eine geeignete Weise In Kontakt gebracht. Ein Regulator für das MolekulargewichtNormally the polymerization is carried out in a reaction medium such as an inert organic liquid, for example an aliphatic hydrocarbon ( and the catalyst and one or more olefins are contacted in some suitable manner. A molecular weight regulator

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. -jr.·- 1A-37 330'. -jr. - 1A-37 330 '

der normalerweise Wasserstoff ist, ist im allgemeinen dem .Reaktionsgefäß zugegen, um die Bildung von unerwünscht hochmolekularen Polymeren zu unterdrücken. Viele Formen von Zieglerkatalysatoren sind bekannt und wie ebenfalls bekannt · ist, können ,viele übergangsmetallverbihddngen und metallorganische Verbindungen zur Bildung von Zieglerkatalysatoren verwendet werden. Derartige Katalysatoren können auch mehr als eine Übergangsffietallverbinäung zusammen mit einer oder mehreren metallorganischen Verbindungen enthalten und/oder derartige Katalysatoren können zusätzliche Verbindungen en*- halten, die eine modifizierende Wirkung auf die Natur des. Katalysators und/oder auf den Gang der Polymerisation haben.which is normally hydrogen is generally that .Reaction vessel present to prevent the formation of undesirably high molecular weight To suppress polymers. Many forms of Ziegler catalysts are known and as are also known is, can, many transition metal compounds and organometallic compounds Compounds for the formation of Ziegler catalysts can be used. Such catalysts can also do more as a transitional field connection together with an or contain several organometallic compounds and / or such catalysts may contain additional compounds * - hold that has a modifying effect on the nature of the. Catalyst and / or have on the course of the polymerization.

Aus offensichtlichen wirtschaftlichen Gründen ist es erwünscht daß .der. Zieglerkatalysator ..während der .Polymerisation eine hohe katalytisch© Wirkung besitzt, und eine Lösung des Problems zur Verbesserung der katalytisc^en Wirkung wurde dadurch erreicht, daß man' sich entweder bemühte die katalytische Wirkung des Katalysators selbst zu vergrößern, öder indem man die Polymerisationsbedingungen änderie, z.B. den Druck erhöhte, um die maximale Polymerisationsgeschwindigkeit pro Einheit der üblichen Katalysatoren zu erreichen, die die praktischen Bedingungen erlauben oder durch eine Kombination dieser Mittel. Andere Überlegungen sind jedoch eben- " falls wichtig, Z.B. bestimmen die Markterfordernisse die Art des herzustellendes Polymers und dieses kann die Art des Katalysators und/oder der Polymerisationsbegdingangen bestimmen, die verwendet werden können. Es bestmt außerdem die Kotwendigkeit den Gehalt an Katalysatorjbildenden Rückständen in dem Polymerprodukt herabzusetzen und zwar ohne ■ zu komplizierten und teuren Reinigungsschritten Zuflucht zu nehmen. -.- "'"...-'' . - ■ _ ■ "■■ -:-For obvious economic reasons, it is desirable that the. Ziegler catalyst has a high catalytic effect during the polymerization, and a solution to the problem of improving the catalytic effect has been achieved either by attempting to increase the catalytic effect of the catalyst itself or by changing the polymerization conditions change, e.g. increase the pressure, in order to achieve the maximum rate of polymerization per unit of the usual catalysts which the practical conditions allow or a combination of these means. However, other considerations are also important, for example, market requirements determine the type of polymer to be made and this may determine the type of catalyst and / or polymerization conditions that can be used. It also determines the level of catalyst-forming residues in the polymer Degrade polymer product without resorting ■ to complicated and expensive cleaning steps. -.- "'"...-''. - ■ _ ■ "■■ - : -

.Wie- oben angegeben, wird die ÜbergangsmetallverMndungydie ■ rsieh ■ in einer--.Wertigkeitsstufe befindety'· die unter -ihrem"- ■" -■-:■ normalen Maximum liegt, normalerweise durch Reduktion der entsprechenden Verbindung erhalten, die das Metall in seiner.As stated above, the transition metal compound is the ■ rsieh ■ is in a -. valence levely '· the one below -your "- ■" - ■ -: ■ normal maximum, usually by reducing the corresponding connection that the metal in its

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normalen Wertigkeitsstufe enthält. Diese Reduktion wird aus Gründen der Bequemlichkeit normalerweise so durchgeführt, daß man als reduzierendes Mittel eine metallorganische Verbindung verwendet, die das gleiche Metall, günstigerweise .Aluminium enthält, wie es als Aktivator für den Zieglerkatalysator verwendet wird. Es ist jedoch auch möglich, den Reduktionsschritt durchzuführen,'indem man eine andere metallorganische Verbindung verwendet, als sie verwendet wird, um den entstandenen Zieglerkatalysator zu aktivieren. Z.B. kann Titantetrachlorid mit einer organischen Magnesiumverbindung reduziert und mit einer organischen Aluminiumverbindung aktiviert werden. Es hat P sich nun gezeigt, daß bei Verwendung von organischen Magnesiumverbindungen als Reduktionsmittel vorteilhafte Ergebnisse erreicht werden können, wenn man die Reduktion bei einer Temperatur unterhalb von O0C durchführt. Wenn man bei diesen herabgesetzten Temperaturen arbeitet, können zwei hauptsächliche Vorteile erreicht werden. 1. wird die Aktivität des entstehenden Polymerisationskatalysators gesteigert und 2. das Schüttgev/icht des schließlich entstehenden Polymerprodukts erhöht. Entsprechend sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Olefinpolymers vor, bei dem man das Olefinmonomer mit einem Katalysator zusammenbringt, der dadurch hergestellt worden ist, daß man eine Übergangsmetallverbindung in * ihrer normalen maximalen Y/ertigkeitsstufe unterhalb von O0C f mit einer magnesiumorganischen Verbindung reduziert uhd das Reduktionsprodukt dadurch aktiviert, daß man es mit einer Trihydroculylaluminiuiaverbinduns dth. einer Aluininiurnverbinduns mit 3 Kohlenwasserstoffreste als Aktivator zusammenbringt* Es wird angenommen, daß bei dem .Reduktionsverfahren, das unter den v/ie hier beschrieben regulierten Bedingungen durchgeführt wird, die ITagnesiumatome in einer besonders wirksamen Weise in die feste Phase der reduzierten Über/?;an&snetallverbinäun.g eingebaut werden und daß dar* Vorhandensein dieser /'tone in dem entstehenden aktivierten Zieglerkatalysator einer der Gründe für die erhöhte Aktivität des Katalysators nach dieser V.vZIn-contains normal valence level. For the sake of convenience, this reduction is normally carried out using an organometallic compound as the reducing agent which contains the same metal, advantageously aluminum, as is used as the activator for the Ziegler catalyst. However, it is also possible to carry out the reduction step by using a different organometallic compound than is used to activate the Ziegler catalyst formed. For example, titanium tetrachloride can be reduced with an organic magnesium compound and activated with an organic aluminum compound. It has now been found P that can be achieved with use of organic magnesium compounds as the reducing agent advantageous results when carrying out the reduction at a temperature below 0 ° C. When operating at these reduced temperatures, two main advantages can be achieved. 1. the activity of the resulting polymerization catalyst is increased and 2. the bulk density of the polymer product ultimately formed is increased. Accordingly, the present invention provides a process for producing an olefin polymer before, are brought together in which the olefin monomer with a catalyst which has been prepared by reacting a transition metal compound in * its normal maximum Y / ertigkeitsstufe below 0 C f with an organomagnesium Compound reduces uhd the reduction product activated in that it is with a Trihydroculylaluminiuiaverbinduns d t h. of an aluminum compound with 3 hydrocarbon radicals as an activator * It is assumed that in the reduction process, which is carried out under the regulated conditions described here, the magnesium atoms are converted into the solid phase of the reduced superfluous compound in a particularly effective manner .g and that the presence of this / 'tone in the resulting activated Ziegler catalyst is one of the reasons for the increased activity of the catalyst according to this V.vZ In-

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:-5-/ ■ ' 1.A-37 330 : -5- / ■ '1.A-37 330

Jede tjbergangsmetallverbindung (oder deren Gemische), die durch eine magnesiumorganische Verbindung von ihrer normalen maximalen Wertigkeitsstufe reduziert werden kann, und bei der die Verbindung'mit einer niedrigeren Wertigkeit in. Gegenwart eines metallorganischen Aktivators als ein Olef^polymerisationskatalysator wirken .kann, kann bei der Durchführung des. erfindung'sgemäßen Verfahrens verwendet werden, Es.. kann, ebenfalls irgend eine./metallorganische Verbindung von der bekannt ist, daß sie zur Aktivierung von ZiegleroLef^polymerisationskatalysatoren geeignet ist, zum Aktivieren der reduzierten Übergangsmetallverbindung verwendet werden.. Derartige geeignete Übergangsmetallverbindungen sind unter anderem Titan-, Vanadin-, Chrom? Molybdän-und Zirkonhalogenide und geeignete metallorganische Verbindungen umfassen Aluminium-}. Zink- und Magnesiumalkyle und aikylhalogenide. Wie allgemein bekannt ist, sind jedoch die geeignesten ZieglerkatalysatOren, solche, die durch Reduktion von Titantetrachlοrid und .Aktivierung des entstehenden Trichlorids mit einem.Aluminiumalkyl oder rajLkylhalogenid erhalten werden. Entsprechend wird die vorliegende Erfindung im folgenden unter besonderer Berücksichtigung dieser Art eines Katalysatorsystems beschrieben, obwohl es offensichtlich ist,. .daß· sie nicht'auf ein solches System beschränkt ist, sondern allgemein auf die Herstellung aller Arten von Zieglerkatalysato-. ren anwendbar ist. · . - νAny transition metal compound (or mixtures thereof) formed by a Organomagnesium compound can be reduced from its normal maximum valency level, and in which the Connection with a lower valence in the presence of a organometallic activator can act as an olefin polymerization catalyst, can when carrying out the Procedure can be used, It .. can, likewise, any an./organometallic compound known to be for the activation of ZiegleroLef ^ polymerization catalysts suitable to be used for activating the reduced transition metal compound. Such suitable transition metal compounds include titanium, vanadium, chrome? Molybdenum and Zirconium halides and suitable organometallic compounds include aluminum}. Zinc and magnesium alkyls and alkyl halides. However, as is well known, the most suitable Ziegler catalysts are those obtained by reduction of titanium tetrachloride and activation of the resulting trichloride obtained with ein.Aluminiumalkyl or RajLkylhalogenid will. Accordingly, the present invention will hereinafter be described with particular reference to this type of catalyst system described, although it is obvious. .that · it is not limited to such a system, but generally to the production of all types of Zieglerkatalysato-. ren is applicable. ·. - ν

Viele Arten von magnesiumorganischen Verbindungen können gemaß der vorliegenden Erfindung als Reduktionsmittel verwendet werden, aber aus Gründen der Bequemlichkeit ist es mm allgemeinen vorzuziehen, Verbindungen der Art zu verwenden, "wie , sie bei der Reaktion zwischen einem Organohalpgenid der v ,. Formel RX ( in der. R einen Kohlenwasserstoff gruppe und X ein - ;-; Halogenatom bedeuten) und Magnesiummetall entstehen. Der Aus- ■ druck "Grignardreagens" wird oft verwendet, um Verbindungen·;.»..,:-. dieser Art zu bezeichnen und der Einfachheithalber wird dieser-;,, Ausdruck in .der vorliegenden Erfindung häufig verwendet. . ,: v -.--Many types of organomagnesium compounds of the present invention are used as a reducing agent ACCORDANCE, but for reasons of convenience, it is mm preferred generally to use compounds of the type, "such as employed in the reaction between a Organohalpgenid of v. Formula RX (in R is a hydrocarbon group and X is - ; - ; halogen atom) and magnesium metal is formed. The term "Grignard reagent" is often used to denote compounds ·;. »..,: -. of this type and the For the sake of simplicity, this -; ,, term is used frequently in the present invention., : V -.--

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Es soll jedoch bemerkt werden, daß|obwohl der Ausdruck "Grignardreagens" manchmal in einem engen Sinn verwendet wird, um die Ätherate der magnesiumorgansichen Halogenide zu bezeichnen, die entstehen, wenn man die obige Reaktion in Äther als Lösungsmittel durchführt, wird der Ausdruck hier, in seinem weitesten Sinn verwendet, um jede Art von magnesiumorganischer Verbindung zu bezeichnen, die bei der obigen allgemeinen Reaktion entsteht. So umfaßt der Ausdruck "Grignardreagens" wie er hier verwendet wird, nicht nur die Hydrocarbyl-•magen.esium-Halogenide der Formel R Mg X (eventuell gelöst) sondern.auch die Dihydrocarbylmagnesiumverbindungcn der Formel RpMg, sowie die Formen der beiden Verbindungsarten, die erhalten werden, wenn man die G-rignardreaktion in einem inerten (d.h. nicht lösenden) Lösungsmittel wie einen Kohlenwasserstoff durchführt. .It should be noted, however, that | although the term "Grignard reagent" is sometimes used in a narrow sense to denote the ether rates of the organomagnesium halides which are formed when the above reaction is carried out in ether as a solvent, the term is used here in its broadest sense to mean any To designate the type of organomagnesium compound which is formed in the above general reaction. The term "Grignard reagent" as used here encompasses not only the hydrocarbyl • magnesium halides of the formula R Mg X (possibly dissolved) but also the dihydrocarbyl magnesium compounds of the formula RpMg, as well as the forms of the two types of compounds which can be obtained when the G-rignard reaction is carried out in an inert (ie non-solvent) solvent such as a hydrocarbon. .

Obwohl jede Art von Gridnardreagens für das erfindungsganäße Verfahren verwendet werden kann, hat es sich gezeigt, daß die Ätherate, die entstehen, wenn man Magnesium und e-in Kohlenwasserstoffhalogenid in Gegenwart eines Äthers reagieren läßt(die vorteilhaften Ergebnisse dieses Verfahrens in einem geringeren Maße zeigen. Entsprechend ist es bei dem vorliegenden Verfahren vorzuziehen, die Art von Grignardreagentien zu verwenden, die bei der Reaktion eines Kohlenwasserstoffhalogenids der Formel RX mit Magnesiummetall in Abwesenheit von Äther erhalten wird. Es wird angenommen, daßrderatige ätherfreie Grignardreagentien oft in assoziierter Form vorliegen. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird es vorgezogen, solche Verbindungen zu verwenden, bei denen X ein Chlor- oder Bromatom ist, während die optimale Aktivität des aktivierten Katalysators im allgemeinen erreicht wird, wenn man eine Grignardverbindung verwendet, in der R eine Alkylgruppevon mindestens 4 und günstigerweise mindestens 8, besonder;·. VA Kohlenstoffatomen ist. Die Grignardverbindungen mit höheren Alkyl-.Although any type of Gridnard reagent can be used for the process according to the invention, it has been shown that the etherates which arise when magnesium and e-in hydrocarbon halide are allowed to react in the presence of an ether (show the advantageous results of this process to a lesser extent . Accordingly, it is preferable in the present method, the kind of Grignard reagents to be used which is obtained by the reaction of a hydrocarbyl halide of the formula RX with magnesium metal in the absence of the ether. it is assumed that r deratige ether free Grignard reagents are often present in associated form. For reasons of economy, it is preferred to use those compounds in which X is a chlorine or bromine atom, while the optimum activity of the activated catalyst is generally achieved using a Grignard compound in which R is an alkyl group of at least 4 and conveniently at least s 8, special; ·. VA is carbon atoms. The Grignard compounds with higher alkyl.

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gruppen erfordern jedoch teiiere Reagentien zu ihrer Herstellung und daher hängt.letzten Endes die Auswahl eines geeigneten Alkyls. für die Grignardverbindung im allgemeinen von der Berechnung der wirtschaftlichen Faktoren der Bequemlichkeit und der Wirksamkeit ab.Groups, however, require some reagents to make them, and so the choice of one ultimately depends suitable alkyl. for the Grignard compound in general on calculating the economic factors of convenience and effectiveness.

Grignardverbindungen sind weit bekannt aus der chemischen Literatur .in. der viele Verfahren für ihre Herstellung angegeben sind. Zur Herstellung der Art von Alkylmagnesiumhalogeniden die für die vorliegende Erfindung bevorzugt werden, ist ein bequemes Verfahren, das von Bryce Smith in Chem.& Ind. (i960) i533,^^ll3feSibiagnesiummetall und das Alkylhalogenid in einem-Kohlenwasserstoff in Gegenwart eines Alkohols günstigerweise 1Mol$ Äthanol als Katalysator erhitzt werden. Ein weiteres geeignetes Herstellungsverfahren ist das von Zakharkin, Okhlobystin und Strunin in Tetrahedron Letters . (1962) 631 beschriebene, durch das viele verschiedene Grignardverbindungen erhalten werden können, indem man Magnesium und Alky!halogenid in Iso-oetan als Lösungsmittel erhitzt. Diese Vorraiaren ergeben im allgemeinen eine Aufschlämmung, die das gewünschte Grignardreduktionsmit'tel teilweise inker flüssigen Phase und teilweise als ungelöstes festes Material enthält. Der gesamte Reaktionsproduktschlamm kann als Reduktionsmittel für das erfindungsgemässe Verfahren verwendet werden, aber das Vorhandensein der unlöslichen Bestandteile kann zu Schwierigkeiten führen und es ist daher oft vorzuziehen, das Grignardreagens als lösliches rrödukt ab-Grignard compounds are well known from the chemical literature .in. of which many methods are given for their manufacture. To produce the kind of alkylmagnesium halides are preferred for the present invention, is a convenient method described by Bryce Smith in Chem. & Ind. (I960) I533, ^^ ll 3feSi b iagnesiummetall and the alkyl halide in a hydrocarbon in the presence of a Alcohol advantageously 1 mol $ ethanol can be heated as a catalyst. Another suitable manufacturing process is that of Zakharkin, Okhlobystin and Strunin in Tetrahedron Letters. (1962) 631, by which many different Grignard compounds can be obtained by heating magnesium and alkyl halide in iso-oetane as solvents. These stocks generally result in a slurry which contains the desired Grignard reducing agent partly in the liquid phase and partly as an undissolved solid material. The entire reaction product slurry may be used as a reducing agent for the process of the invention, but the presence of the insoluble components may lead to difficulties and it is therefore often preferable the Grignard reagent as a soluble r rödukt off

- e
zutrennen. Der hquemate Weg, das zu erreichen, besteht darin, daß man dasvmagnesiumorganische Reaktionsprodökt mit einem: ge.eigneten Lösungsmittel extrahiert', das entweder nach der Reaktion zwischen Magnesium und Kohlenwasserstoffhalogenid zugegeben werden kann oder mindestens teilweise während' der Reaktion anwesend sein kann. In jedem Falle sind1 normalerweise mindestens zwei Anteile des Lösungsmittels^ erföräerliefo um eine ausreichend vollständige Extraktion zM-erzieüai *
- e
to separate. The most convenient way of achieving this is to extract the organomagnesium reaction product with a suitable solvent which can either be added after the reaction between magnesium and hydrocarbon halide or at least partially be present during the reaction. In any case, are one usually at least two portions of the solvent ^ erföräerliefo a sufficiently complete extraction ZM erzieüai *

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So besteht ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Grignardreagens darinr daß man Magnesiummetall und ein -Kohlenwasserstoffhalogenid gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungsmittels wie Iso-octan oder Toluol und gegegenenfalls in Gegenwart katalytischer Mengen eines Alkohols zusammen reagieren läßtjund das gewünschte Grignardreagene extrahiert indem man das Gemisch mit einem geeigneten Lösungsmittel am Rückfluß erhitzt und die entstehenden Lösung abtrennt. Wo in dieser Beschreibung der Ausdruck "Grignardreagens" verwendet wird, soll er das Produkt bezeichnen, das durch die Reaktion von Magnesiummetall und einem Kohlenwasserstoff-Thus, a preferred method for preparing the Grignard reagent is r that magnesium metal and a -Kohlenwasserstoffhalogenid optionally in the presence of a solvent such as iso-octane or toluene and, where gene if catalytic in the presence of amounts of alcohol together react läßtjund the desired Grignardreagene extracted by reacting the mixture with a heated under reflux suitable solvent and the resulting solution is separated off. Where in this specification the term "Grignard reagent" is used, it is intended to refer to the product which is produced by the reaction of magnesium metal and a hydrocarbon

fc halogenid gebildet wird, unabhängig davon, ob das Produkt P oderfc halide is formed regardless of whether the product P or

in Form des Reaktionsschlammes verwendet wird, ob es durch Lösungsmittelextraktion von den unlöslichen Produkten abge-in the form of the reaction sludge is used, whether it is through Solvent extraction removed from the insoluble products

v/orden
trennt/ist. Wo die letzte Art von Produkt gemeint wird, wird spezifisch der Ausdruck "Grignardlösung" verwendet.
Before
separates / is. Where the latter type of product is meant, the term "Grignard's solution" is used specifically.

Dieses Reagens kann mit dem Titantetrachlorid auf jede für die Reduktion dieser Verbindung zu Titantrichlorid bekannten Weise umgesetzt werden, es hat sich jedoch als besonders einfach erwiesen, das Grignardreagens mit Titantetrachlorid umzusetzen, das in dem gleichen Kohlenwasserstofflösungsmittel gelöst ist, das zur Herstellung des Grignardreagenses fe verwendet worden ist. Diese Reaktionspartner können in jeder beliebigen Reihenfolge zusammengegeben werden, es hat sichThis reagent can be combined with the titanium tetrachloride in any of the known ways for the reduction of this compound to titanium trichloride Wise implemented, however, it has proven particularly easy to use the Grignard reagent with titanium tetrachloride to implement, which is dissolved in the same hydrocarbon solvent that is used to prepare the Grignard reagent fe has been used. These reactants can be in any can be put together in any order, it has become

höhc-cshöhc-cs

jedoch gezeigt, daß bessere Ergebnisse, wie z.B. eine/ Schüttgewicht oft erhalten werden, wenn man ein sogenanntes "umgekehrtes Zusatz-1' Verfahren anwendet, bei dem das Titantetrachlorid zu dem Reduktionsmittel - inpiesem Falle dem Grignardreagens zugegeben wird, und daher ist diese Reihenfolge bevorzugt. Die Konzentration des Grignardreagensc|.n dem reduzierenden Schlamm, die Konzentration der verwendeten Titantetrachloridlösung und die relativen. Anteile dieser beiden Reaktionspartner können innerhalb weiter Grenzen variiert werden, um besonders günstige Reaktionsbedingungen zu erzielen.however, shown that better results, such as will receive a / bulk density often when applying 1 'method, a so-called "reverse additives, wherein the titanium tetrachloride to the reducing agent - inpiesem case is added to the Grignard reagent, and therefore this order is preferably The concentration of the Grignard reagent in the reducing sludge, the concentration of the titanium tetrachloride solution used and the relative proportions of these two reactants can be varied within wide limits in order to achieve particularly favorable reaction conditions.

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Die Temperatur., "bei: der der Grign^rüreduktionsehlamm und Titantetrachlorld 'zusammen reagieJn ist wichtig, da sie die physikalische .Form und die Aktivität des enstehenden Zi=glerkatalysators beeinflußt., sowie die physikalischen Eigenschaften des Polymerprodukts, Wie oben angegeben, besteht eine Yerfahr-enseigenschaft, durch die die vorliegende Erfindung gekennzeichnet ist* darin, daß die Reduktion bei einer temperatur unterhalb von OG durchgeführt -wird, da dies zu höheren Katalysatoraktivitäten und höheren Schüttgewichten, des Polymerprodukts führt» Wenn Katalysatoren hei verschiedenen Reduktionstemperaturen, aber sonst gleichen Bedingungen hergestellt werden, zeigt es sich, das eine Abnahme der Temperatur von Zimmertemperatur auf 0 C zu einer Abnahme der Katalysatoraktivität führt, aber das überraschenderweise bei weiter abnehmender Temperatur die Katalysatoraktivität stark ansteigt und wesentlich größer wird, als diejenige die bei einer Reduktion, bei Zimmertemperatur erreicht wird. Um ein deutliches Anwachsen der Katalysatoraktivität, zu erreichen., sollte die Temperatur wesentlich unter 0 G liegen und günstigerweise höchstens -30 C betragen, und besonders nicht über -60 C hinausgehen.. Ein weiterer deutlicher ,. Vorteil bei Anwendung von Reduktionstemperaturen unterhalb von.O0C entsprechend der vorliegenden Erfindung ',. , besteht darin,..daß ein höheres Schüttgewicht des Polymer-Produktes erreicht wird. In Beziehung auf diese Eigen-, : schaft h.at es.,Sich gezeigt, das vsie der. Katalysatorrer- , , duktipnstemp;erat.ur umgekehrt proportional ist, und daß.· . so e,ine kontinuierliche. Zunahme des PolymerschüttgewichtS: ;·The temperature at which the Grignite reduction lamb and titanium tetrachloride react together is important as it affects the physical form and activity of the resulting catalyst, as well as the physical properties of the polymer product, as noted above The property of the present invention is characterized by the fact that the reduction is carried out at a temperature below OG, since this leads to higher catalyst activities and higher bulk densities of the polymer product are prepared, it is found that leads a decrease in temperature from room temperature to 0 C in a decrease in catalyst activity, but that increases surprisingly, further decreasing temperature the catalyst activity greatly and is significantly greater than that achieved with a reduction in room temperature will. A significant increase in catalyst activity to achieve., The temperature should be substantially below 0 G and be cheaper at most -30 C, and particularly not exceed -60 C .. Another significant. Advantage when using reduction temperatures below von.O 0 C according to the present invention ',. , consists in ... that a higher bulk density of the polymer product is achieved. In relation to these equity: Community h.at it shown yourself that vsie of.. Catalyst temperature, duct temperature, is inversely proportional, and that. so e, ine continuous. Increase in bulk polymer weight:; ·

^y ,: wenn die Reduktionstemperatur von ,.Zimmer-!··: temper.atyr/-60°G erniedrigt wird7. So. ist- es.,, obwohl·«es, ^1 -i^ manchmal: rr.ö;glich , ist, durch Reduktion bei Zimmertempe>-;.., .·■ ·.;.; ratur Katalysatoraktivitäten zu erreichen, die; .mit den-.:iLJ jenäge-n, vergleichbar sind, .die bei Reduktionstemperaturen';' unterhalb von 0 U erreicht werden, besonders wenn -die>?■-"·^ y,: if the reduction temperature is lowered from, .Zimmer-! ··: temper.atyr / -60 ° G 7 . So. is- it. ,, although · «es, ^ 1 -i ^ sometimes : rr.ö ; equal, is, by reduction at room temperature>-; ..,. · ■ ·.;.; temperature to achieve catalyst activities that; .with the-.:iLJ jenäge-n, are comparable to that at reduction temperatures ';' below 0 U can be achieved, especially if -the>? ■ - "·

009831/1749009831/1749

-10- 1A-37 330-10- 1A-37 330

Reduktionstemperatur nicht weit unterhalb von OC liegt'. J normalerweise nicht möglich, eine hohe Katalysatoraktivität und hohe Schüttdichte zusammen zu erreichen, wenn man die Katalysatorreäuktion nicht unterhalb 0 C durchführt.Reduction temperature is not far below OC '. J normally not possible to achieve high catalyst activity and high bulk density together using the The catalyst reaction is not carried out below 0.degree.

Die Geschwindigkeit der Titantetrachloridzugabe sollte selbstverständlich so eingestellt werden, daß die entwickelte Hitze • abgeleitet werden kann, ohne daß sich die Reaktionstemperatur über die erlaubten Grenzen hinaus erhöht. Nach dieser Zugabe läßt man das Gemisch sich auf Zimmertemperatur erwärmen und läßt es dann günstigerwe.ise über ^acht stehen, um einen vollständigen Reqktionsablauf zu erreichen, wobei während dieser ^ Zeit gerührt wird. Der Titantriehloridschlamm kann dann gegebenenfalls eine Zeitlang erhitzt werden, z.B. 6 Stunden auf 8O0C um eine optimale Aktivität zu erreichen.The rate at which the titanium tetrachloride is added should of course be set so that the heat developed can be dissipated without the reaction temperature increasing beyond the permitted limits. After this addition, the mixture is allowed to warm to room temperature and is then conveniently left to stand for more than eight hours in order to achieve a complete reaction process, during which time stirring is carried out. The Titantriehloridschlamm may then optionally be heated for a time to achieve, for example, for 6 hours at 8O 0 C for an optimal activity.

Das durch die Grignardreduktion hergestellte Titantrichlorid kann dann auf jede der zur Herstellung von ZieglerkatalysatorenThe titanium trichloride produced by Grignard reduction can then use any of the methods used to manufacture Ziegler catalysts

en
bekannten Art/verwendet werden. So kann das Grignardreduktions-
en
known type / used. So the Grignard reduction

produkt als solches verwendet werden oder "es kann, zuerst von etwaigem nicht umgesetzten Titantetrachlorid und anderen löslichen Verbindungen freigewascben werden, günstigerweise durch Dekantieren und Wiederaufschlämmen, wobei dieses letztere Verfahren bevorzugt ist. Ebenso wird das Titantrichlorid günstigerweise χ aber nicht notwendigerweise in Form des bei " dem Reduktionsschritt erhaltenen Schlammes verwendet, und nicht vor der Verwendung abgetrennt. In jedem Falle kann das Trichlorid mit Alkylaluminiumaktivator vermischt und dann in das Polymerisationsgefäß gegeben werden oder das Trichlorid und der Aluminiumaktivator können getrennt in das Polymerisationsgefäß gegeben werden.jDie Polymerisation der Olefine kann erreicht werden, indem man als Katalysator das Grignardreduktionaprodukt, das mit irgend einem der üblichen Aktivatoren die zur Herstellung von Zieglerkatalysatoren verwendet werden,product can be used as such or "it can first be washed free of any unreacted titanium tetrachloride and other soluble compounds, advantageously by decanting and reslurrying, this latter method being preferred. Likewise, the titanium trichloride is advantageously χ but not necessarily in the form of the" the sludge obtained in the reduction step, and not separated before use. In either case, the trichloride can be mixed with alkyl aluminum activator and then added to the polymerization vessel, or the trichloride and aluminum activator can be added separately to the polymerization vessel common activators that are used for the production of Ziegler catalysts,

*" verwendest ■■■■.·■■..■».■* "use ■■■■. · ■■ .. ■». ■

aktiviert worden ist./Es hat sich jedoch gezeigt, daß diehas been activated./ However, it has been shown that the

00983 1/174 900983 1/174 9

. -11- 1A-37 330. -11- 1A-37 330

Verwendung von Aluminiumdialkylhalqgeniden als Aktivatoren zum Entstehen von Polymeren fuhrt, die einen ungeeignet niedrigen Schmelzindex besitzen und.entsprechend besteht ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung darin,-daß der Aktivator der mit dem Grignardreduktionsprödukt zusammengegeben wird, eine Triorganoaluminiumverbindung ist, •besonders .Trialkylaluminium. Darüberhinaus hat es sich gezeigt, daß in-vielen fallen Aluminiumtrialkyle mit langen. Use of aluminum dialkyl halides as activators leads to the formation of polymers that are unsuitable have a low melt index and accordingly exist an essential feature of the present invention is that -that the activator of the combined with the Grignard reduction product is a triorganoaluminum compound, • especially .trialkylaluminum. In addition, it has been shown that in-many fall aluminum trialkyls with long.

Kohlenstoffketten einen aktiveren Katalysator ergeben, als das übliche Triäthylaluminium und daher sind bevorzugte Aktivatoren Aluminiumtrialkyle, in denen jede Alkylkette mehr als 4 günstigerweise mindestens 8 und besonders.günstigerweise nicht weniger als 11 Kohlenstoffatome enthält, obwohl die Kohlenstoffketten nicht übermäßig lang sein sollten, da das zu einer Herabsetzung der Aktivität führt. Triundecylalüminium 'ist als Aktivator besonders geeignet.Carbon chains result in a more active catalyst than the usual triethylaluminum and therefore are preferred Activators aluminum trialkyls in which any alkyl chain more than 4 favorably at least 8 and especially. favorably contains no fewer than 11 carbon atoms, although the carbon chains should not be excessively long, as this leads to a reduction in activity. Triundecylaluminium 'is particularly suitable as an activator.

Das relative Verhältnis von Titantrichlorid zu Aluminiumalkyl kann innerhalb der üblichen Grenzen eingestellt werden, z.B. in Molverhältnissen von 1:1 bis 1:20,.wobei Katalysatoren entstehen, die für bestimmte Polymerisatiönsbedingungen geeignet sind, im allgemeinen werden jedoch aktivere Katalysatoren erhalten, wenn man Molverhältnisse von 5:1 bis 10:1 von Aktivator zu Titantrichlorid verwendet. In•Übereinstimmung mit den üblichen Verfahren wird das Aikylalüminiuifl vorzugsweise in'einem geeigneten Kohlenwasserstoffiosüngs* mittel verwendet, das günstigeirweise das gleiche ist, dös in dem Titätttrichloridschlamm enthalten ist* Hexan Und Isö*- octan sind Beispiele für technisch und wirtschaftlich günstige Lösungsmittel. ■The relative ratio of titanium trichloride to aluminum alkyl can be set within the usual limits, e.g. in molar ratios from 1: 1 to 1:20, with catalysts arise that are suitable for certain Polymerisatiönsbedingungen are, but generally will be more active catalysts obtained when using molar ratios of 5: 1 to 10: 1 of activator to titanium trichloride. In accordance the Aikylalüminiuifl preferably in a suitable hydrocarbon solution * means used, which is favorably the same, dös in which Titätttrichloridschlamm is contained * Hexan und Isö * - octane are examples of technically and economically favorable solvents. ■

Das jeweilige Polymerisationsverfahren kann entsprechend irgendeinem Verfahren durch^e-führt werden, wie es bei einem übTichen 2ieglerpolymerisatibnsverfahreh angewandt wird.The particular polymerization process can be used accordingly any process shall be carried out, as it is with a The usual polymerisation process is used.

009 83 1/17009 83 1/17

-12- 1A-37 330-12- 1A-37 330

Im allgemeinen wird der Katalysator oder werden die Katalysator-komponenten in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel in ein Polymerisationsgefäß gegeben, in das dann das Olefinmonomer oder die Monomere wenn ein Copolymer hergestellt werden soll, eingeleitet werden sowie günstigerweise Wasserstoff als Regulator für das Molekulargewicht. Die Polymerisationsreaktion kann unter irgend einem geeigneten Druck durchgeführt werden, obwohl bei Atmosphärendruck die Ausbeuten geringer sind, während die Kosten der Anlage hoch werden, wenn sehr hohe Drucke verwendet werden. Entsprechend ist es bevorzugt, die Polymerisation mit dem erfindungsgemässen Katalysator bei einem Druck durchzuführen, der über Atmosphärendruck liegt, günstigerweise unter 100 Atmosphären und geeigne· terweise bei ungefähr 3>5 bis 14 atü.In general, the catalyst or catalyst components placed in a hydrocarbon solvent in a polymerization vessel, in which then the olefin monomer or the monomers, if a copolymer is to be produced, are introduced and, advantageously, hydrogen as a regulator of molecular weight. The polymerization reaction can be carried out under any suitable pressure although at atmospheric pressure the yields are lower while the cost of the equipment becomes high when very high prints are used. Accordingly, it is preferred to carry out the polymerization with the catalyst according to the invention to be carried out at a pressure which is above atmospheric pressure, favorably below 100 atmospheres and suitably sometimes at about 3> 5 to 14 atm.

Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet, für die Äthylenpolymerisation oder Copolymerisation, sie kann aber auch auf die Copolymerisation von Äthylen mit anderen 1-Olefinmonomeren angewandt werden, die mit Hilfe eines Zieglerkatalysators polymerisieren können, wie z.B. Propylen. Die vorliegende Erfindung betrifft daher unter anderem einen Katalysator, der zur Verwendung für die Olefinpolymerisat!on geeignet ist, und ein Verfahren zur Herstellung solcher Katalysatoren.The present invention is particularly suitable for ethylene polymerization or copolymerization, but it can can also be applied to the copolymerization of ethylene with other 1-olefin monomers, which with the help of a Ziegler catalyst can polymerize, such as propylene. The present invention therefore relates, inter alia, to a catalyst which is used for olefin polymerisation is suitable, and a method for making such catalysts.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert. The invention is illustrated in more detail by the following example.

Beispi elExample

Die in diesem Beispiel beschriebenen Versuche zeigen das Anwachsen der Katalysatoraktivität und dec Polymerschüttgewichis, das durch Reduktion des Titantetrachlorids bei Temperaturen unterhalb O0C erreicht wird, sowie die Wirkung der Variablen.der Reihenfolge des Zusammengebens und der Kohlenstoffkettenlänge, in dem Trialkylaluminiumaktivator.The experiments described in this example show the increase in the catalyst activity and the polymer bulk weight, which is achieved by reducing the titanium tetrachloride at temperatures below 0 ° C., as well as the effect of the variables, the order of combining and the carbon chain length, in the trialkylaluminum activator.

-13-0 0 9 8 3 1/17 4 9 BAD 0RIG'NAL-13-0 0 9 8 3 1/17 4 9 BAD 0RIG 'NAL

■A3- TA-37 530 ■ A3- TA-37 530

Um den Vergleich zu erleichtern, sind auch Werte für ähnliche Versuche angegeben, bei denen Reduktionstemperaturen von O C und darüber verwendet wurden. ·In order to make the comparison easier, values are also given for similar experiments in which reduction temperatures of O C and above were used. ·

Herstellung des GrignardreagensesManufacture of the Grignard reagent

Es wurden drei geringfügig verschiedene Verfahren verwendet, um Lösungen von Grignardreagens zu erhalten, die für den Titantetrachlorid· reduktionsschritt verwendet werden. Diese werden untern den Überschriften "Verfahren A" "Verfahren B" und■"Verfahren G" beschrieben. ■ '·.. .Three slightly different procedures were used, to obtain solutions of Grignard reagent used for the titanium tetrachloride reduction step. These are under the headings "Procedure A" "Procedure B" and ■ "Method G". ■ '· ...

Verfahren AProcedure A

0,55 Mol Magnesiumpulver werden in einen getrockneten mit Stickstoff ausgespülten 500 ml Rundkolben gegeben, der mit einem Rührer, Rückflußkühler und Tropftrichter versehen ist. Das Magnesium wird durch, ein bis zwei Stunden langes Erhitzen auf 110 -.13-00C getrocknet, wobei ein Stickstoffstrom kontinuierlich durch den Kolben geleitet wird. Nach dem Abkühlen auf 50 - 600C werden ungefähr 0,05 Mol des Alkylhal-ogeni&s zu dem Magnesium zufgegeben, und der Kolben in einem.Ölbad erhitzt bis die Reaktion beginnt. Das zeigt sich normalerweise durch das Auftreten von weißen Dämpfen in dem Kolben.' Das bis zu einer Gesamtmenge von 0,5 Mol erforderliche Alkylhalogenid wird jetzt langsam durch einen Tropftrichber zugegeben, und zwar in einer solchen Geschwindigkeit, daß der Kolben inhalt ungefähr auf der Temperatur gehalten wird, bei der die Reaktion begann. Diese Temperatur hängt von dem verwendeten Alkylhalogenid ab. In einigen Fällen ist es erforderlich zusätzlich mit Hilfe eines Ölbades zu erwärmen, in anderen Fällen wird die Temperatur durch die exotherme Reaktion.selbst aufrecht erhalten. Es ist am Anfang schwierig zu rühren aber der zuerst gebildete "Kuchen" wandelt sich nach und nach in einen "Schlamm" um, der gerührt werden"kann.0.55 mol of magnesium powder is placed in a dried 500 ml round-bottom flask which has been flushed with nitrogen and is provided with a stirrer, reflux condenser and dropping funnel. The magnesium is dried by, a long and two hours heating at 110 0 C -.13-0, wherein a stream of nitrogen is passed continuously through the flask. After cooling to 50 - 60 0 C 0.05 mole of Alkylhal-ogeni & s are about zufgegeben to the magnesium, and the flask in einem.Ölbad heated until the reaction begins. This is usually shown by the appearance of white fumes in the flask. ' The alkyl halide required up to a total of 0.5 mole is now slowly added through a dropping funnel at such a rate that the contents of the flask are kept at approximately the temperature at which the reaction began. This temperature depends on the alkyl halide used. In some cases it is necessary to additionally warm up with the help of an oil bath, in other cases the temperature is maintained by the exothermic reaction itself. It is difficult to stir at the beginning, but the "cake" formed first gradually turns into a "slurry" that can be stirred.

009831/1749009831/1749

-14- 1A-37 "330-14- 1A-37 "330

Nachdem das gesamte Alkylhalogenid zugegeben ist, wird weitere 1 bis 2 Stuhden erhitzt. Nun wird das Lösungsmittel und zwar entweder ein käufliches aliphatisches Kohlenwasserstofflösungsmitte], mit einem Siedebereich von 90 bis 100°C (SBPA) oder Toluol zugegeben, und das Gemisch 2 bis 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Das Volumen des Lösungsmittels richtet sich weitgehend nach der Viscosität des erhaltenen Schlamms. Typischerweise werden zunächst 2 - 300.ml zugegeben. Man läßt die Aufschlämmung jetzt abkühlen und sich absetzen. Es entstehen zwei oder oft 3 Schichten, eine obere nahezu klare Lösung, eine mittlere heilgraue, schlammförmige Schicht und eine untere dunkelgraue Schicht, die hauptsäch- ψ lieh aus nicht umgesetztem Magnesium besteht.Wegen ihrer hohen Viscosität ist eine Filtration dieser Lösungen schwierig. Die obere Schicht wird unter Stickstoffdruck in einen mit einem Filterhilfsmittel auf Kieselgurbasis beschichteten (Üasfilter abdekantiert und unter leichtem Stickstoffdruck filtriert. Man erhitzt das im Kolben zurückbleibende Material mit einem weiteren Volumen des Lösungsmittels am Rückfluß, läßt es absitzen und dekantiert wieder in den Filter. Es ist häufig notwendig, den Filter mit einer IR-Lampe zu erwärmen, um günstige Filtrationsgeschwindigkeiten zu erreichen. Entsprechend den üblichen Vorsichtsmaßnahmen wird die Alkyllösung in allen Stufen mit Stickstoff geschützt.After all Alkylhalog e is nid added Stuhden is heated an additional 1 to the second Now the solvent, either a commercially available aliphatic hydrocarbon solvent], with a boiling range from 90 to 100 ° C. (SBPA) or toluene, is added and the mixture is refluxed for 2 to 3 hours. The volume of the solvent depends largely on the viscosity of the sludge obtained. Typically 2 - 300 ml are added first. The slurry is now allowed to cool and settle. This results in two or often 3 layers, an upper almost clear solution, a medium gray healing, mud-like layer and a lower dark gray layer hauptsäch- ψ lent besteht.Wegen of unreacted magnesium their high viscosity is difficult filtration of these solutions. The upper layer is decanted off under nitrogen pressure in a filter coated with a filter aid based on kieselguhr and filtered under a slight nitrogen pressure. The material remaining in the flask is refluxed with a further volume of the solvent, allowed to settle and decanted back into the filter It is often necessary to heat the filter with an IR lamp in order to achieve favorable filtration rates.According to the usual precautionary measures, the alkyl solution is protected with nitrogen in all stages.

Verfahren BProcedure B

Dieses Verfahren unterscheidet sich nur gering von dem Verfahren Λ , und zwar darin, ei aß das ALkylhalogenid in Form einer Lotung in Toluol oder oBPA zugegeben wird. Das ist günstig, wenn die Reaktion verhältnismäßig heftig ist, da die Wärme dadurch abgeführt werden kann, daß das Lösungmittelam Rückfluß siedet. Im. übrigen wird nach dem VerfahrenThis procedure differs only slightly from the procedure Λ, namely in, egg ate the alkyl halide in the form a solution in toluene or oBPA is added. That is favorable when the reaction is relatively violent, since the heat can be dissipated by the fact that the solvent is present Reflux boils. Otherwise, according to the procedure

Λ gearbeitet. 1r Λ worked. 1r

— ι j - ι j

BAD ORIGINAL 0 0 9 8 3 1 / 1 7 A 9 BAD ORIGINAL 0 0 9 8 3 1/1 7 A 9

-15- 1A-37 330-15- 1A-37 330

Verfahren CProcedure C

Dieses Verfahren kann angewandt werden> wenn das Alkylhalogenid eine giringe Reaktionsfähigkeit besitzt und die Re.aktion schwierig in Gang zu bringen ist. -Zu dem getrockneten Magnesiumpulver und einer kleinen Menge von notwendigem Alkylhalogenid in dem.Reaktionskolben werden 5 MoT/c Isopropanol·bezogen auf das gesamt_,e Alkylhalogenid zugegeben,: Beim Erhitzen kommt die Reaktion gleiehmässig in Gang, ohne daß eine.heftige exotherme Reaktion eintritt und das restliche Alkylhalogemd kann als lösung zugegeben werden. Das Aufarbeiten geschieht wie oben beschrieben. Dieses Verfahren gibt in einigen Fällen etwas geringer viscose lösungen.This method can be used when the alkyl halide has a low reactivity and the reaction is difficult to get started. - To the dried magnesium powder and a small amount of the necessary alkyl halide in the reaction flask, 5 MoT / c isopropanol, based on the total alkyl halide, are added: When heated, the reaction starts steadily without a violent exothermic reaction occurring and the remaining alkyl halide can be added as a solution. The work-up is carried out as described above. In some cases this method gives slightly less viscous solutions.

Reduktion von Titantetrachlorid Reduction of titanium tetrachloride

Die Katalysatoren wurden in einem 250 ml Glasreaktiongefäß hergestellt. Dieses- besteht aus einem zylindrischen Gefäß mit flachem Boden (FV250 Quickfit und Quarz), mit einem-Durchmesser von 50 mm und einer länge von 130 mm und einem flachen oberen Rand. An den Wänden befinden sich bis zu einer Höhe von 70 mm vom Boden aus und in einem Winkel von 90 zueinander vier senkrechte Einbuchtungen, die beim Rühren den Kolbeninhalt ablenken. Ein Rührer aus korrosionsfreiem Stahl mit 4 Blättern und einem Durchmesser von 35 mm ist in dem mittleren Schliff des Reaktordeckels befestigt, wobd eine doppelte (iaco-ÖMichtaing verwendet wird, um das Schlagen zu vermindern. In einem zweiten Schliff ist ein Tropftrichter mit verlängertem Trppfrohr befestigt und in anderen Schliffen in dem Resktordeckel sind ein Thermometer und ein Stickstoffeinlaß. The catalysts were in a 250 ml glass reaction vessel manufactured. This consists of a cylindrical vessel with a flat bottom (FV250 Quickfit and Quartz), with a diameter of 50 mm and a length of 130 mm and a flat top edge. There are up to one on the walls Height of 70 mm from the floor and at an angle of 90 to each other four vertical indentations, which when stirring deflect the contents of the flask. A stirrer made of corrosion-free Steel with 4 blades and a diameter of 35 mm is attached to the central section of the reactor cover, wobd a double (iaco-ÖMichtaing is used to beating to diminish. In a second cut is a dropping funnel attached with an extended drip pipe and in other cuts in the chamber lid are a thermometer and a nitrogen inlet.

30 ml der,Alkylmagnesiumhalogenidlösung werden zusammen mit ausreichend zusätzlichem Lösungsmittel in das Reaktionsgefäß eihpipettiert, sodaß ein Volumen von mindestens 75 ml entsteht.30 ml of the, alkyl magnesium halide solution are added together with sufficient additional solvent in the reaction vessel pipetted so that a volume of at least 75 ml is created.

-■■■■ · -16-- ■■■■ -16-

00983 1 / 1749
' ■ BAD ORIGINAL
00983 1/1749
'■ BAD ORIGINAL

-16- 1A-37 330-16- 1A-37 330

Die Lösung wird mit 600 bis 650 UpM gerührt, auf die erforderliche Temperatur abgekühlt und 15 ml TiCl . werden als 1m.-Losung in SBPA langsam während 20 bis 30 min zugegeben. Nach vollständiger Zugabe entfernt man das Kühlbad und läßt die Aufschlämmung sich auf Zimmertemperatur erwärmen und rührtjdf-nn weitere 8 Stunden bei Zimmertemperatur. Das beschriebene Verfahren ist eine "umgekehrte" (reverse) Zugabe. unter "direkter" (forward) Zugabe versteht man,daß die TiCl.-Lösung in dem Reaktionsgefäß ist, und die Alkyllösung langsam zugegeben wird. Die TiCl^-Konzehtration der Aufschlämmung wird durch ein Verfahren bestimmt, daß die Oxyda-The solution is stirred at 600 to 650 rpm, cooled to the required temperature and 15 ml of TiCl . are slowly added as a 1m. solution in SBPA over 20 to 30 minutes. When the addition is complete, the cooling bath is removed and the slurry is allowed to warm to room temperature and stir for a further 8 hours at room temperature. The procedure described is a "reverse" addition. by "direct" (forward) addition is meant that the TiCl.solution is in the reaction vessel and the alkyl solution is slowly added. The TiCl ^ concentration of the slurry is determined by a method that the Oxyda-

W tion des Ti in saurer Lösung durch überschüssiges Eisen -111- W tion of the Ti in acidic solution due to excess iron -111-

2+ " ammoniumsulfat sowie die Bestimmung des gebildeten Fe durch Titration mit Cersulfat umfaßt. In Fällen, in denen nicht alles TiCl4 reduziert worden ist, wird das nicht umgesetzte durch 4 oder 5 maliges Dekantieren und wieder Aufschlämmen des Katalysators in frischem SBPA herausgewaschen.2+ "ammonium sulfate and the determination of the Fe formed by titration with cerium sulfate. In cases in which not all of the TiCl 4 has been reduced, the unreacted is washed out by decanting the catalyst 4 or 5 times and reslurrying the catalyst in fresh SBPA.

PolymerisationPolymerization

3 1 SBPA wurden in ein 5 1 Reaktionsgefäß gegeben, das mit einem Rührer verr-ehen war, und auf 8O0C erwärmt. 3,0 inMol Trialkylaluminium wurden als 1 molare Lösung in SBPA in das P Reaktionsgefäß gegeben und anschließend 0,3 mMol Titantrichlorid, das wie oben beschrieben hergestellt worden war. Ein 50:50 Gemisch aus Äthylen und wasserstoff wurde 3 Stunden mit einer Geschwindigkeit von -200£/Stunc!e bei Atmosphärendruck unter Rühren durch die SBPA-LÖsung durchgeleitet. Kach dieser Zeit wurden 100 ml sek.Butanol zugegeben, um die Polymerisation abzubrechen. Der rolymerschlamm wurde wit Salzsäure und Wasser gewaschen und das SBPA durch Dampfdept illation entfernt. Das Polymer wurde getrocknet und gewogen und seine Schmelzflußeigenschaften bestimmt.3 1 SBPA were placed in a 5 1 reaction vessel equipped with a stirrer was verr-around, and heated to 8O 0 C. 3.0 mol of trialkylaluminum was added to the P reaction vessel as a 1 molar solution in SBPA, followed by 0.3 mmol of titanium trichloride, which had been prepared as described above. A 50:50 mixture of ethylene and hydrogen was passed through the SBPA solution for 3 hours at a rate of -200 pounds per hour at atmospheric pressure with stirring. After this time, 100 ml of sec-butanol were added to stop the polymerization. The polymer sludge was washed with hydrochloric acid and water, and the SBPA was removed by steam deposition. The polymer was dried and weighed and its melt flow properties determined.

0 0 9 8 3 1/17 4 90 0 9 8 3 1/17 4 9

BAD ORiGJNALBAD ORiGJNAL

-17- 1A-37 330-17- 1A-37 330

Das oben beschriebene experimentelle Verfahren wurde mehrere Male durchgeführt, wobei verschiedene Temperaturen für den Titanreduktionsschritt verwendet wurden und verschiedene Trialkylaluminiumaktivatoren und die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 angegeben. Der Schmelzindex in dieser Tabelle wurde nach B.S. 2782 Verfahren A gemessen und der Fließparameter ist wie folgt def inier.t: , ·The experimental procedure described above became several Times using different temperatures for the titanium reduction step and different Trialkylaluminum activators and the results obtained are given in Table 1 below. The melt index in this table was based on B.S. 2782 method A measured and the flow parameter is defined as follows:,

1 21,6 kg . 1 21.6 kg.

F.P. =log_1A * i = SchmelzindexFP = log_ 1A * i = melt index

"10 2*16 kg" 10 2 * 16 kg

•2• 2

Das Polymerschüttgewicht ist in g/cm angegeben.The polymer bulk density is given in g / cm.

-folgt Tabelle--following table-

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

009831/1749009831/1749

Tabelle 1Table 1

Herstellung des Katalysators Eigenschaften des entstehenden PolymePreparation of the catalyst Properties of the resulting polymer ^ ί
Ti
^ ί
Ti
' Tempera
tur 0C
'Tempera
tur 0 C
r Additions
verfahren
r additions
procedure
Co-Kataly-
satcr
Co-catalysis
satcr
Mittlere spezifi
sche Polymerisa
tion s ge schwind ig-
keit gC2H4/gKat-h
•Druck 2
Druck in kg/cm (ps:
Medium specifi
cal polymerisa
tion s speed
speed g C 2 H 4 / g cat- h
• Print 2
Pressure in kg / cm (ps:
Schmelz
index
-a)
Enamel
index
-a)
rsrs Polymer
schütt
gewicht
polymer
pour
weight
1
r
1
r
Reduzierendes
Alkyl und Her
stellungsver
fahren
C12H25MgBr (A)
Reducing
Alkyl and her
position adjustment
travel
C 12 H 25 MgBr (A)
+25+25 "umgekehrt""vice versa" Al(CilH25)5
AI(C8H17)5
Al(i-C4H9)5
A1(C2H5)3
Al (C il H 25 ) 5
AI (C 8 H 17 ) 5
Al (iC 4 H 9 ) 5
A1 (C 2 H 5 ) 3
2141 (150)
1642 (115)
1742 (122)
485 ( 34)
2141 (150)
1642 (115)
1742 (122)
485 (34)
1.0
2.4
2.2 .
2.4
1.0
2.4
2.2.
2.4
Fließ
parame
ter
Flow
parame
ter
0.18
0.16
O.I7
0.15
0.18
0.16
O.I7
0.15
C12H25Mg Br (A)C 12 H 25 Mg Br (A) +25+25 "direkt""direct" Al(C11H25)J
Al(C8H17)^
Al(i-C2LH9)5
A1(C2H5)3
Al (C 11 H 25 ) J.
Al (C 8 H 17 ) ^
Al (iC 2L H 9 ) 5
A1 (C 2 H 5 ) 3
1958 (137)
2021 (143)
1529 (107)
572 ( 40)
1958 (137)
2021 (143)
1529 (107)
572 (40)
1.8
4.4
4.2
5.0
1.8
4.4
4.2
5.0
I.72
I.65
I.67
I.69
I.72
I.65
I.67
I.69
0.18
0.16
0.18
0.11
0.18
0.16
0.18
0.11
C12H25MgBr (A)C 12 H 25 MgBr (A) 00 "umgekehrt""vice versa" Α1(-°1·1Η25>5 Α1 (- ° 1 · 1 Η 25> 5 1585 (111)1585 (111) 1.81.8 I.67
I.6O
I.65
.I.72
I.67
I.6O
I.65
.I.72
0.145"0.145 " I
Vj
VJ
I.
Previous year
VJ
C-2H2K;ig2r (A)C- 2 H 2K ; ig2r (A) -50-50 "umgekehrt""vice versa" Α1(°11Η2^ Α1 (° 11 Η 2 ^ 3014 (211)3014 (211) 5.4 .5.4. 1.661.66 O.I7O.I7 SS. W12 2 ~'*° ^ ' W 12 2 ~ '* ° ^' -30 '■-30 '■ "urngskehrt""reversed" ai(ci;lh25)3
A1(C8H17)5
AKi-C4H9)^
Al(C2H5)^
ai (c i; l h 25 ) 3
A1 (C 8 H 17 ) 5
AKi-C 4 H 9 ) ^
Al (C 2 H 5 ) ^
2457 (172)
2372 (166)
2428 (170)
1171 ( 82)
2457 (172)
2372 (166)
2428 (170)
1171 (82)
6.6
6.1
5.2 *·
2.5
6.6
6.1
5.2 *
2.5
I.65I.65 Ο.25
Ο.27
Ο.25
0.19
Ο.25
Ο.27
Ο.25
0.19
O
33
δ
>
j
O
33
δ
>
j
"direkt""direct" Al(C11H2J)5 1Al (C 11 H 2 J) 5 1 2086 (146)2086 (146) 3.03.0 I.65
1.59
I.67
I.78 ·
I.65
1.59
I.67
I.78
0.140.14
I.60I.60

6 ^7 £. L / t ε 8 60 06 ^ 7 pounds. L / t ε 8 60 0

Tabelle'. 1 (Fortsetzung) " Tabel'. 1 (continued) "

Herstellung des Katalysators, .;· ; .Z.: Eigenschaften des entstePreparation of the catalyst,.; ·; .Z .: Properties of the resulting 'Tempera-;
tür" QC ,
'Tempera-;
door " Q C,
Additions·^
verfahren;
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procedure ;
■ So-^Ka t al y-
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Mittlere -speziii^
.sehe Polymerisa-
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keit ^C2IA/%at* h
* Drück ■ ο .'
Drück in ..kg/cm (ps
Medium -speciii ^
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ability ^ C 2 I A /% at * h
* Press ■ ο. '
Press in ..kg / cm (ps
lenden'^olymer'S'^ , ν; 'loin '^ olymer'S' ^, ν ; ' pafäme-
...•t er "..„,I
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-50 ;'-50; ' "umgekehrt'1
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"vice versa ' 1
»Directly» '■. ■
ai(ci:lh23)3
A1(CUH25)5
ai (c i: l h 23 ) 3
A1 (C U H 25 ) 5
2Q5 2 (1.44) ·
.3114 (218)
2Q5 2 (1.44)
.3114 (218)
Schmelz
index
la). .
Enamel
index
la). .
1.85
1.70
1.85
1.70
0.52
0.20.
0.52
0.20.
;;
C12H25MgBr (C)C 12 H 25 MgBr (C) -60-60 »umgekehrt""vice versa" Al(C11H^)3
1Al(C8H17),,.
AId-C4H9)-
Al(O2Hg)3-
Al (C 11 H ^) 3
1 Al (C 8 H 17 ) ,,.
AId-C 4 H 9 ) -
Al (O 2 Hg) 3 -
-3714 (260)
. 5657 , . (256)
2571 , ("180)
, 1157 , ( .81)
-3714 (260)
. 5657,. (256)
2571, ("180)
, 1157, (.81)
1*741 * 74
·. . Λ· . . ■. . . . ,·. . Λ ·. . ■. . . . ,
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i
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ν
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(
qi2H25MSBr (A-)q i2 H 25 M S Br (A-) 1 -60! 1 -60 ! "umgekehrt""vice versa" JAi(^i7H'
Al(i-C4H9)3
Ul(C2H5)
JAi (^ i 7 H '
Al (iC 4 H 9 ) 3
Ul (C 2 H 5 )
'274Ο (192)
2357. (Ί65)
" 1657 ./;■ (116)' .
614 ( 43) ;
'274Ο (192)
2357. (Ί65)
"1657 ./;■ (116) '.
614 (43) ;
. ■ 1^
, .7.2
■' '7.1' -
. ■ 1 ^
, .7.2
■ '' 7.1 '-
1*75
1*59
1.65 .
1,68 .
1 * 75
1 * 59
1.65.
1.68.
0,20;
0.2ο
0.24
0.18
0.20;
0.2ο
0.24
0.18
C12H25MgBr (B)C 12 H 25 MgBr (B) . "direkt". "direct" Al(CilHfi3)5 Al (C il H fi3 ) 5 3028 (212) .3028 (212). 4.1
• 5*0
5.5" '
2.9 ;
4.1
• 5 * 0
5.5 "'
2.9;
; 1.5?; 1.5? 0.1-50.1-5
C12H25MgBr ■: (C;) ■■ ·C 12 H 25 MgBr ■: (C;) ■■ · ...gO.,... gO., "umgekehrt""vice versa" ;A-1<öllflS2b; A-1 ll fl S2b . 3057 . (214) ·
2786 ■. · (195)
. 3057 (214)
2786 ■. (195)
5*6 :■5 * 6: ■ IvS? .
1.65
IvS? .
1.65
0,21 , ■
0.52 ·
0.21, ■
0.52
C4H9MgBr (3) j -60C 4 H 9 MgBr (3) j -60 "umgekehrt""vice versa" |Αΐ(σ8Η17)3·| Αΐ (σ 8 Η 17 ) 3 2000 (140)2000 (140) 11.0
6.6
11.0
6.6
1.66
Ί
1.66
Ί
0.2-50.2-5
' 2.5'2.5

Claims (15)

Patentansp r ti c h ePatent claim 1./ Verfahren zur Herstellung eines Olefinpolymers durch Zusammenbringen des Olefinmonoiners mit einem Katalysator, der durch Reduktion einer Übergangsmetallverbindung in ihrer normalen höchsten Wertigkeitsstufe mit einer mtallorganischen Verbindung hergestellt und mit einer mtallorganischen Verbindung aktiviert worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reduktion der Übergangsmetallverbindung bei einer Temperatur unterhalb 0 G mit einer inagnesiumorganischen Verbindung durchführt und als Aktivator eine Trihydrooarbylaluminiuinver bindung verwendet.1. / Process for producing an olefin polymer by contacting the olefin monoiner with a catalyst produced by reduction of a transition metal compound in their normal highest valency level with an organometallic compound and has been activated with an organometallic compound, characterized in that the Reduction of the transition metal compound at a temperature below 0 G with an organomagnesium compound performs and as an activator a Trihydrooarbylaluminiuinver binding used. 2. Verfahren, nach Anspruch 1 , dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß man als Olefinmonomer Äthylen oder ein Gemisch aus Äthylen und einem höheren 1-Olefin verwendet. 2. The method, in that use according to claim 1, characterized geke η η ζ calibration net as ethylene olefin monomer or a mixture of ethylene and a higher 1-olefin. 3. Verfahren nrch Anspruch 1 oder.2, dadurch gekennzeichnet, daß man als magnesiuinorgai.ische Verbindung eine Verbindung verwendet, die im wesentlichen frei ist von iitheraten.3. Method n r ch claim 1 oder.2, characterized in that a compound is used as the magnesiuinorgai.ische compound which is essentially free of iitheraten. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e -4. The method according to claim 1 to 3, characterized g e - k e η η ζ e i c Ii η e t, daß man als magnesiumoi'gansiche Verbindung das Reaktionsprodukt von Llagenisummeta]1 und einem Kohlenvasserstoffhalogenid verwendet.ke η η ζ eic Ii η et that the reaction product of Llagenisummeta] 1 and a hydrocarbon halide is used as the magnesium compound. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k ο η η - ζ e i c h η e t, daß/die Reaktion zwischen Magneniumineta 1.1. und Koliienwasserötoffhalogenid so durchfuhrt, daß das inagnesiumorgunißche Produkt als Lösung erhaJtcn wird.5. The method according to claim 4, characterized in that ο η η - ζ eich η et that / the reaction between Magneniumineta 1.1. and colloidal hydrogen halide carried out in such a way that the organic magnesium product is obtained as a solution. 0 0 9 8 3 1 / 1 7 A 90 0 9 8 3 1/1 7 A 9 BAD ORIGINAL'00" B AD ORIGINAL '00 " 1A-37 3301A-37 330 6. Verfahren nach Anspruch T bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß man die Reduktion der Übergangsmetallverbindung von ihrer normalen maximalen" Wertigkeitsstufe bei einer Temperatur durchführt, die nicht höher liegt als -p0°0.6. The method according to claim T to 5, characterized in that that one can reduce the transition metal compound of their normal maximum "valence level performed at a temperature not higher than -p0 ° 0. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge k .e η η -zeichne t, daß man die Redukton bei einer Temperatur durchfährt, die nicht höher liegt als -60 C.7. The method according to claim 6, characterized ge k .e η η - draw t that the reductone passes through at a temperature which is not higher than -60 C. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ubergangsmetallverbindung eine 4-wertlge Titanverbindung verwendet.8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that there is used as the transition metal compound a 4-value titanium compound is used. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man als Übergangsmetallverbindung Titantetrachlorid verwendet,9. The method according to claim 8, characterized in that g e k e η η, that titanium tetrachloride is used as the transition metal compound, -10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß Dian als Aktivator eine Trialkylaluminiumverbindung verv/endet., ·-10. Process according to Claims 1 to 9, characterized in that dian is a trialkylaluminum compound as the activator verv / ends., · 11. Verfahren nach Anspruch 10, aadurch g e k "ο η η *- zeichnet, daß man als Trialkylaluminiumverbindurig eine Veroindung. der Formel AIR, verwendet, in der jedes R' unabhängig eine Alkylgruppe mit einer Kettenlänge von mehr als 4 Kohlenstoffatomen bedeutet. ■11. The method according to claim 10, thereby g e k "ο η η * - draws that as trialkylaluminum compound a connection. of the formula AIR, used in which each R ' is independently an alkyl group having a chain length greater than 4 carbon atoms. ■ 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η zeichnet, daß jedes R unabhängig eine Alky!gruppe mit einer - Kettenlän-g.e; von mindeötens 8 Kohlenstoffatomen bedeutet.12. The method according to claim 11, characterized in that g e k e η η, that each R is independently an alkyl group with one - chain length g.e; of at least 8 carbon atoms means. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge k eη η - ζ e ic h.n.e t, daß jedes R unabhängig eine Alkylgruppo mit einer Xe btenl.Jinge ·■". vun mindentons 1! Kohlenstoffatomen bedeutet. ■ .-■-■■ _13. The method according to claim 12, characterized ge k eη η - ζ e ic hne t that each R is independently an alkyl group with an Xe btenl.Jinge · ■ ". Vun at least 1! Carbon atoms. ■ .- ■ - ■■ _ -21--21- 00983 1/17 49 /00983 1/17 49 / 1A-37 3301A-37 330 14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13> dadurch g e ■ kennzeichnet, dafi man die Reduktion so durchführt, daß man die Ubergangsmetallverbindung au der magnesiuinorganischen Verbindung zugibt.14. The method according to claim 1 to 13> thereby g e ■ indicates that the reduction is carried out in such a way that that the transition metal compound au the magnesium compound admits. 15. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 14 hergestellten Olefinpolymere sizr Herstellung von Formkörpern.15. Use of the olefin polymers prepared according to claims 1 to 14 for the production of moldings. BAD ORiGINALBAD ORiGINAL 009831/1749009831/1749
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