DE2240246A1 - Verfahren zur herstellung von polyolefinen und dabei verwendeter katalysator - Google Patents

Verfahren zur herstellung von polyolefinen und dabei verwendeter katalysator

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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
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    • 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
    • C08F10/02Ethene

Description

  • Verfahren zur Herstellen von Polyolefinen und dabei verwendeter Katalysator.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefinen durch katalysierte Polymerisation und betrifft außerdem den. dabei verwendeten Katalysator.
  • Es ist bekannt, daß entweder Äthylen alleine oder in Mischung mit anderen 1-Olefinen polymerisiert werden kann, indem das monomere itaterial mit einem nachstehend näher erläuterten Phillips-Katalysator in Kontakt gebracht wird. Solche Verfahren sind z.B. in den Britischen Patentschriften 790,195 und 804,641 beschrieben.
  • Ein be(leutendes kommerzielles Verfahren zur Polymerisation von.
  • Äthylen oder Mischungen von diesem mit anderen 1-Olefinen umfaßt das In-Kontakt-Bringen des monomeren Materials mit einer Suspension eines nachstehend erläuterten Phillips-Katalysators in einem Verdünnungsmittel bei einer Temperatur, bei der praktisch das gesamte Polymere in Form von festen Teilchen entsteht.
  • Diese Verfahrensart, die alE "?eilobenbildungsverfahren" zum Stand der Technik gehört, wird z.B. in den Britischen Patentschriften 853 414, 886 784 und 899 156 beschrieben.
  • durch dieseVerfahrensarten hergestellte Polyäthylene und Äthylen mischpolymerisate werden z.B. in Blaspreßverfahren, Spritzgußverfahren, Strangpreßverfahren und Verfahren zum Blasen von Folien zu einer Vielzahl von Gebrauchsgegenständen verarbeitet. Um in solchen Herstellungsverfahren optimale Ergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, daß die Bearbeitungseigenschaften des Polymerisats fiir das spezielle angewandte Verfahren geeignet sind.
  • Ein Nachteil der vorgenannten Verfahren, und insbesondere des "Teilchenbildungsverfahrens", ist, daß die in diesen Verfahren gewonnenen Polymerisate oft gemischt oder anderweitig bearbeitet werden müssen, bevor sie sich für die Weiterverarbeitung zu Gebrauchsgegenständen eignen. So muß z.B. normalerweise für das Spritzgußverfahren geeignetes Polyäthylen einen hohen Schmelzindex und eine enge Molekulargewichtsverteilung haben, während fiir das Blaspreßverfahren geeignetes Material einen niedrigeren Schmelzindex und eine breite Molekulargewichtsverteilung haben sollte.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Polyäthylen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist außerdem die Schaffung eines Verfahrens zur Polymerisation von Äthylen, aus dem eine Vielfalt von' gut verwendbaren Polyäthylenen hergestellt werden kann.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist also ein Verfahren zur Polymerisation von Äthylen oder einer Mischung aus Äthylen und mindestens einem anderen 1-Olefin, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das monomere -Material unter Polymerisationsbedingungen mit einem Phill is-Kn-talysator,. welcher durch Hitze bei einer Temperatur im Bereich von 250 bis 120000 in Gegenwart von Titan-alkoxyd und einem Salz mit anionischem Fluor aktiviert worden ist, in Kontakt gebracht wird.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Katalysators für die Polymerisation von Äthylen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er durch Aktivierung eines Phillips-Katalysators durch Hitze bei einer Temperatur im Bereich von 250 bis 12000C in Gegenwart eines Titanalkoxyds und eines Salzes mit anionischem Fluor hergestellt worden ist.
  • Man glaubte früher, daß ein Katalysator von der Art des Phillips-Katalysators notwendigerweise mindestens etwas, vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.-%, Chrom (vom Gesamtgewicht des Katalysators) in hexavalenter Form enthalten müsse, um ein wirksamer Polymerisationskatalysator zu sein. Während auch wirklich alle Phillips-Katalysatoren hexavalentes Chrom enthalten, haben neuere Arbeiten gezeigt, daß die Katalyse mit Chrom in jeder Wertigkeit über 3 durchgeführt werden kann, und man ist jetzt der Ansicht, daß Chrom in Wertigkeiten unter 6 und über 3 in Phillips-Katalysatoren per se anwesend sein und/oder durch Reduk-tion von hexavalentem Chrom in Polymerisationssystem vor Beginn und während der Polymerisation darin gebildet werden kann.
  • Mit "Phillips-Katalysator" ist in dieser Anmeldung ein hitzeaktivierter Katalysator gemeint, der Chromoxyd und ein Trägermaterial aus Silizium-, Aluminium-, Zirkon- und/oder Thoroxyd bzw. Zusammensetzungen mit diesen enthält und in dem zumindes-t ein Teil des Chroms in einer flir die Polymerisation geeigneten Wertigkeit anwesend ist. Der Phill ips-K'talysator enthält vorzugsweise mirldestens 0,1 Gew.- Chrom (bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators) in der erwünschten Wertigkeit.
  • Es ist bekannt, daß Phillips-Katalysatoren durch das Niederschlagen von Chromoxyd (z.B. CrO3) oder von einer zu Chromoxyd kalzinierbaren Chromverbindung (z.B. Chromnitrat, Chromsulfat, Ammoniumchromat, Chromkarbonat oder tert . -Butyl ehromat ) auf ein Trägermaterial, z.B. Silizium-/Aluminiumoxyd, und durch Aktivieren mit Hitze bei erhöhten Temperaturen hergestellt werden können. Das Aktivieren wird häufig dadurch erreicht, daß die getrocknete Zusammensetzung aus Chromverbindung und Silizium-/ Aluminiumoxyd mehrere Stunden lang bei Temperaturen von etwa 230 bis 850°C in einer solchen Atmosphäre erhitzt wird, daß bei Beendigung der Erhitzung Chromoxyd zumindest teilweise in hexzvalenter Form im Katalysator vorhanden ist. Es wird im allgemeinen bevorzugt, die Erhitzung in Anwesenheit eines sauerstoffhaltigen Gases, wie z.B. Luft, durchzuführen.
  • Der Gesamtgehant an Chrom liegt solchen Katalysatoren im allgemeinen bei etwa 0,2 bis 30 Gew,-, vorzugsweise bei etwa 0,5 bis 5,0 Gew.-%; gegebenenfalls kann er jedoch auch außerhalb dieser breiten Spanne liegen.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren können entweder die oben beschriebenen Vertahrensst-ufen oder andere geeignete bekannte Verfahren zum Niederschlagen des Chromoxyds auf das Trager material verwendet werden.
  • Das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete monomere Material kann entweder aus Äthylen als alleiniges Monomeres, wenn ein Äthylenhomopolyerisat gewünscht wird, oder aus Mischungen aus Äthylen mit anderen 1-Olefinen, z.B. Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 4-Methyl-1-penten, 1,3-Butadien oder Isopren, wenn Mischpolymerisate daraus gemacht werden sollen, bestehen. Vorzugsweise werden dem Äthylen nicht mehr als etwa 25 Gew.- (bezogen auf das gesamte monomere Material) dieser Comonomeren zugegeben.
  • Wenn Polyäthylen mit einem hohen Schmelzindex hergestellt werden soll, können gute Ergebnisse erzielt werden, wenn bei der Herstellung des Katalysators ein siliiumoxydhaltiger Eatalysatoren träger, z.B. Kieselgel, das ein großes Porenvolumen hat, verwendet wird. Kieselgel dieser Art wird zum Beispiel in den Französischen Patentschriften Nr. 2015128 und 2015130 und in der Belgischen Patentschrift Nr. 741437 beschrieben.
  • Der Begriff Titanalkoxyd wird in dieser Anmeldung im üblichen Sinn gebraucht, um eine Verbindung mit einem tetravalenten Titanatom, chemisch gebunden an mindestens eine -OR-Gruppe, in welcher R eine Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet, zu bezeichnen. Zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignete Alkoxide sind zum Beispiel Alkyl-, Zykloalkyl-, Aryl-, Aryl-alkyl-, Alkenyl- und Zyltloallrenyltitanate, Trialkyl- oder Triaryltitanalkoxyde (z.B. Triäthyltitanphenoxyd) und Dialkyl oder Diaryltitanalkoxyde.
  • Das erfindungsgemäß verwendete Titanalkoxyd ist vorzugsweise ein Alkyltitanst mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe, z.B. Äthyltitanat oder Isopropyltitanat.
  • Äthyltitanat wird besonders dann bevorzugt, wenn Polymerisate mit einer breiten líolekularea/ichteverteilung und einem hohen Schmelzindex hergestellt werden sollen.
  • Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators wird vorzugsweise ein Titanalkoxyd verwendet, das eine Titankonzentration im Bereich von etwa 0,5 bis 8,0 Gew.-s, vorzugsweise von etwa 2,0 bis G,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, ergibt. Die Zugabe der Titanalkoxydverbindung kann zu jeder beliebigen Zeit während der Herstellung des Katalysators erfolgen, vorausgesetzt, daß der Katalysator in der entsprechenden Stufe praktisch frei von Wasser ist.
  • Als für das erfindungsgemäße Verfahren geeignetes Salz mit anionischem Fluor, das im folgenden die "Fluorverbindung" genannt wird, wird ein Fluorid oder ein ein Fluoranion enthaltendes Salz verwendet, vorausgesetzt, daß das zugehörige Kation oder ein anderer Teil des Anions den Katalysator nicht vergiftet oder sich in anderer Weise schädlich darauf auswirkt. Geeignete Salze sind z.B. Ammonium-,substituiertes Ammonium- und Natriumfluoride, lIexafluorotitanat , Tetrafluoroborat , Hexafluor -silikat und Chromfluorid ; vorzugsweise Ammoniumhexafluorotitanat, Tetrafluoroborat und Hexafluerosilikat.
  • Zur Herstellung des Katalysators wird eine ausreichende Menge der Fluorverbindung verwendet, um im Katalysator eine Fluor konzentration von etwa 0,05 bis 3,0'%, vorzugsweise von etwa 0,1 bis 1,5 yO, bezogen auf das Gewicht des Katalysators, zu erhalten. Wenn' die Konzentration an der unteren Grenze des bevorzugten Bereichs liegt erhält man einen Katalysator, der Polyäthylen mit einer ziemlich breiten Molekulargewichtsverteilung erzeugt, wogegen bei höheren Konzentrationen Polymerisate mit einer engeren Molekulargewichtsverteilung erhalten werden. Wenn die Polymerisation unter den Bedingungen des "Teilchenbildungsverfabrens" in einem flüssigen Verdünnungsmittel erfolgt, hat die Verwendung der Fluorverbindung in einer Konzentration nahe der unt-eren Grenze des bevorzugten Bereiches einen Anstieg der Mindesttemperatur, bei der eine Verschmutzung des Reaktionsgefäßes (die durch eine unerwünschte Agglomeration der hergestellten Polymerteilchen hervorgerufen wird) vorkommen kann, zur Folge, ohne daß dadurch eine entscheidende Veränderung in der Molekulargewichtsverteilung des hergestellten Polymerisats verursacht würde.
  • Die Menge an Fluorverbindung, die benötigt wird, um eine bestimmte Fluorkonsentration im Katalysator zu srhalten, hängt natürlich von solchen Faktoren ab, wie dem in der Fluorverbindung enthaltenen Prozentsatz an Fluor und dem Verfahren, mit dem die Fluorverbindung in den Katalysator eingebracht wird. Wenn also zum Beispiel die verwendete Fluerverbindung Aminoniumhexa fluoro t titanat, -hexafluoro sil ikat oder -tetrafluoroborat ist u. durch trockenes Mischen(oder in einer kleinen Menge an einem inerten Lösungsmittel, so daß die gesamte Fluorverbindung vom Katalysator absorbiert wird) in den Katalysator eingearbeitet wird, liegt die geeignete Menge an Fluorverbindung im Bereich von 0,1 bis 8,0 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,2 bis 5,0 Gew.-% , bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators.
  • Die Zugabe der Fluorverbindung kann jederzeit während der Herstellung des Katalysators, jedoch vor der Hitzeaktivierungs behandlung, erfolgen.
  • Die Fluorverbindung und die Titanalkoxydverbindung können dem erfindungsgemäßen Katalysator entweder getrennt oder gleichzeitig zugegeben werden, und zwar entweder vor, nach oder gleichzeitig mit der Zugabe der Chromverbindung (d.h. dem Chromoxyd oder einer zu diesem kalzinierbaren Verbindung) zu den Trägerbentandtei'len. Sie können mit der Mischung der Katalysatorehbestandteile in jeder geeigneten Weise vermischt werden, z.B. durch trockenes Mischen oder durch Auflösen in einem geeigneten inerten Lösungsmittel oder -mitteln.
  • Die Aktivierung des erfind,ungagemäßen Katalysators erfolgt zweckmäßigerweise durch Erhitzen auf Temperaturen zwischen etwa 250 und 12000C, vorzugsweise zwischen etwa 350 und 100000, für eine Dauer von etwa 5 Minuten bis 20 Stunden oder langer.
  • Die Hitzeaktivierung dauert zweckmäßigerweise zwischen etwa 30 Minuten und 12 Stunden.
  • Die Polymerisations- oder Mischpolymerisationsreaktion kann nach bekannten Verfahren durchgeführt werden.
  • Vorzugsweise wird die Polymerisations- oder Mischpolymerisationsreaktion unter "Teilchenbilldungsverfa hrens"-Bedingungen, wie sie hier bereits beschrieben worden sind, durchgeführt, und es wird bei diesen Bedingungen vorzugsweise ein flüssiges Verdünnungsmittel verwendet.
  • Als flüssiges Verdünnungsmittel kann jeder Eohlenwàsserstoff, der chemisch inert und dem Katalysator gegenüber unter Reaktionsbedingungen unschädlich ist, verwendet werden. Im allgemeinen wird ein Verdünnungsmittel aus den Gruppen: Paraffine und Zykloparaffine mit etwa 3 bis 30 Kohlenstoffatomen pro Molekül verwendet. Geeignete Verdünnungsmittel sind z.B. Isopentan, Isobutan und Zyklohexan, wovon jedoch Isobutan bevorzugt wird.
  • Flüssige Verdünnungsmittel werden - falls überhaupt - im allgemeinen in solchen Mengen verwendet, daß die Olefinkonzentration der gesamten Kohlenwasserstoffbeschickung im Bereich von etwa 2 bis 10 Gew.- liegt, obwohl gegebenenfalls auch Konzentrationen außerhalb dieses Bereichs verwendet werden können.
  • Weitere Beispiele an flüssigen Verdünnungsmitteln, für die das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden können, und andere Einzelheiten der "Teilchenbildungsverfahrens"-bedingungen können den bereits erwähnten Patentschriften Nr. 853,414; 886,784 und 899,156 entnommen werden.
  • Vorzugsweise wird ein Polymerisationsdruck verwendet, der hoch genug ist, um bei Verwendung eines flüssigen Verdünnungsmittels diesen in der flüssigen Phase zu halten und sicherzustellen, daß dsj (monomere Material - falls os unter den verwendeten Bedingungen nicht flüssig wird - in ausreichender Menge in der flüssigen Phase aufgelöst wird. Zu diesem Zweck sind meistens Drücke von etwa 3,50 bis 49 kg/cm2 ausreichend. Im allgemeinen kann der Reaktionsdruck von ungefähr atmosphärischem Druck bis zu einem Druck von mehreren hundert Atmosphären variieren. Die Verweil-oder Reaktionszeit kann zwischen einigen Minuten und mehreren Stunden dauern und liegt im allgemeinen zwischen 15 Minuten und 3 Stunden.
  • Es kann jedes der bekannten Katalysatorenkontsktverfahren angewendet werden. So kann die Reaktion durchgeführt werden, indem die Kohlenwasserstoffbeschickung entweder mit einem festen Katalysatorenbett, mit einem durch Schwerkraft betriebenen Katalysatorenbett, mit einem in feinserteilter Form in einem Verdünnungsmittel suspendierten und durch Rühren in Suspension gehaltenen Katalysator oder mit einem Katalysator in einem Wirbelbett in Kontakt gebracht wird.
  • Die Polymerisationsreaktion kann gegebenenfalls in Anwesenheit von Wasserstoffgas, das bekanntlich als Molekulargewichts modifikator bei der Polymerisation von Äthylen, die durch einen Chromoxydträerkatalysator katalysiert wird, wirkt.
  • Wenn die Polymerisation unter "Teilchenbildungsverfahrens"-bedingungen in einem flüssigen Verdünnungsmittel durchgeführt wird, kann das Produkt durch Entfernen der Reaktionsmischung aus dem Reaktionsgefäß, Entfernen der überschüssigen Flüssigkeit durch Dekantieren, Zentrifugieren, Filtrieren und-/oder Verdampfen und Sammeln des auf diese Weise vom fliissigen Verdünnungsmittel befreiten Polymerisats gewonnen werden Das erfindungsgemäß Verfahren kann zur Herstellung von Polymerisaten mit einer gezielten Molekuiargewichtsver teilung, wobei die Schmelzindizes der Polymerisate innerhalb eines weiten Schmelzindexbereichs liegen, bzw. von Polymerisoten mit einer engen Molekulargewicht sverteilung und einerJ hohen Schmelzindex, verwendet werden.
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung näher.
  • In den Beispielen wurde der Schmelzindex (Sch.I.) und der Schmelzindex unter Belastung (Sch.I.u.B.) nach dem ASTM-Verfahren 1238 bestimmt, wobei eine Belastung von 2,16 kg bzw.
  • 21,6 kg benutzt wurde. Die Einheiten bedeuten Gramm pro 10 Minuten. Das Schmelzindexverhältnis ist Sch.I.u.B./Sch.I.
  • Der in den Beispielen verwendete Chromoxydträgerkatalysator war ein 2 % Chromoxyd und P,2 % Aluminiumoxyd enthaltendes Siliziumoxyd als Mikrokügelchen, Dieser Katalysator ist unter dem Handelsnamen "MS 969" von der Firma W.R. Grace & Co., Davison Chemical Division, Baltimore, Maryland, U.S.A., erhältlich. Der Katalysator wurde mindestens drei Stunden lang bei 150°C vorgetrocknet.
  • Beispiel 1 Der vorgetrocknete Ohromoxydträgerkatalysator wurde (vor der Aktivierung) durch Aufschlämmen des trockenen Katalysators mit einer Mischung aus Isopropyltitanat und Isopentan (die Ge-.
  • wichtsmenge des Titaniums entsprach 4,9 % des Katalysatorengewichts) und durch Abdampfen des Isopentans modifiziert.
  • Der auf diese Weise modifizierte Katalysator wurde trocken mit Ammoniumhexafluorotitanat, (NH4)2 TiF6, gemischt, so daß der endgültige Katalysator 1,1 Gew.-% Fluor enthielt. Danach wurde der Katalysator etwa 5 Stunden lang bei 7500G mit trockener Luft aktiviert und anschließend unter trockenem Stickstoff gespeichert. Der Katalysator (0,125 g) und das Isobutan (500 ml) wurden in einem 1-Liter-Autoklaven vorerhitzt und Äthylen bis zu einem Druck von 42 kg/cm2 zugegeben. Das Äthylen wurde zugegeben, um den Druck auf gleicher Höhe zu halten, und die Temperatur wurde auf etwa 107 - 1090C gehalten.
  • Man ließ die Reaktion 90 Minuten lang weiterlaufen.Die Ausbeute an Polyäthylen betrug 300 -g, und die Produktivität betrug pro Gramm Katalysator 2400 g Polymerisat. Die Schmelzindexeigenschaften des Polymerisats lfurden nach der Behandlung mit einem Antioxydationsmittel und dem Homogenisieren auf einer Zweiwalzenmühle (für eine Dauer von 5 Minuten bei 1500C)gemessen.
  • Der Schmelzindex (bei einer Belastung mit 2,16 kg) und da-s Sch.I.-Verhältnis betrugen 0,30 bzw. 49,0.
  • Das verwendete Antioxydationsmittel war eine Mischung aus gleichen Gewichtsteilen an Dilauryl-1-3,3-thio-dipropionat und 2,6-Ditert.-butyl-p-kresol. Die Behandlung mit dem Antioxydationsmittel bestand darin, daß das pulverförmige Polymerisat mit einer 0,3 frigen Lösung der gemischten Antioxydationsmittel in Azeton verrührt (es wurde eine zur Sttigung des Polymerisats ausreichende Menge an Lösung zugegeben) und das Polymerisat abfiltriert und getrocknet wurde.
  • Beispiel 2 Dor vorgetrocknete Chromoxydträgerkatalysator wurde wie in Beispiel 1 mit Titantetraisopropylat modifiziert (Ti = 4,9 Gew.-%) und wurde mit (NH4)2TiF6 trocken gemischt, so daß der endgültige Katalysatpr 0,34 Gew.-% Fluor enthielt. Dann wurde der modifizierte Katalysator etwa 5 Stunden lang bei 7500C mit trockener Luft aktiviert und anschließend unter trockenem Stickstoff gespeichert. Dann wurde der @atalysator (0,104 g) in den Autoklaven gegeben und Äthylen bis zu einem Druck von 42 kg/cm2 zugegeben. Äthylen wurde zugegeben, um den Druck dadurch konsta@t zu halten, und die Temperatur wurde auf etwa 102°C gehalten. Man ließ die Reaktion 70 Minuten lang weiterlaufen. Die Ausbeute au Polyäthylen betrug 235 g und die Produktivität 2260 g pro Gramm Katalysator. Die Schmelzindexeigenschaften des Pclymerisats wurden n? ch der Behandlung mit einem Antioxydationsmittel und dem Homogenisieren auf einer Zweiwalzenmühle (für eine Dauer von 5 minuten bei 1500C) gemessen.
  • Der Sch.I. (hei einer Belastung mit 2,16 kg) und das Sch.I.-Verhältnis betrugen 0,39 bzw 84,0.
  • Beispiel 3 Es wurde derselbe Katalysator (0,120 g),Verdünnungsmittel u.Äthylendruck wie in Beispiel 2 verwendet, die Reaktionstemperatur wurde jedoch auf etwa 109 - 110°C gehalten. Man ließ die Reaktion 90 Minuten andauern. Die Ausbeute an Polyäthylen betrug 290 g, und die Produktivität 2460 g pro Gramm Katalysator.
  • Nach Behandlung des Polymerisats mit einem Antioydationsmittel wie in Beispiel 1 und dem Homogenisieren auf einer Zweiwalzenmühle während einer Dauer von 5 Minuten bei 1500C wurden die Eigenschaften des Polymerisats gemessen. Der Sch.I. (2,16 kg) und das Sch.I.-Verhälthis betrugen 1,38 bzw. 53.
  • Beispiel 4 Der vorgetrocknete Chromoxydträgerkatalysator wurde mit einer Petrolätherlösung von Isopropyl-titanat behandelt. Der Titangehalt im Katalysator betrug nach En-tfernung des Lösung mittels 4,9 Gew.-%. Der mit Titan modifizierte Katalysator wurde dann mit Ammoniumfluoroborat (HN4BF4) tro cken gemischt, so cZaß der endgültige Katalysator 0,21 Gew.-% Fluor enthielt. Dann wurde der Katalysator ungefahr 5 Stunden lang bei 7000C mit trockenes Luft aktiviert und anschließend unter trockenem Stickstoff gespeichert. Dann wurde der Katalysator (0,090 g) in einer vorgehitzten, gerührtcn 1-Liter-Autoklaven gegeben. Dann wurde Isobutan (500 ml) in den Autoklaven gegcben, und Äthylen wurde bis zu einem Druck von 42 kg/cm2 eingeleitet.
  • Äthylcn wurde zugegeben, um einen gleiohmäßigen Druck aufrechtzuerhalten, und die Temperatur wurde auf 109°C gehalten. ij ließ die Reaktirn 55. Minuten weiterlaufen, danach ließ man den Autoklaven akRiihlen n. die leichtflüchtigen Stoffe entweichen.
  • Die Ausbeute an Polyäthylen betrug 185 g, die Produktivität 2000 g Polymerisat pro Gramm Katalysator. Nach Behandlung mit einem Antioxydationsmittel wie in Beispiel 1 und den IIomogenisieren auf einer Zweiwalzenmühle während einer Dauer von 5 Minuten bei 1 500 G wurden die Schmelzindexeigenschaften des Polymerisats gemessen. Der Sch.I. und das Sch.I.-Verhältnis betrugen 2,0 bzw. 55.
  • Beispiel 5 Der Chromoxydträgerkatalysator wurde mit einer Petrolätherlösung von Isopropyltitanat behandelt. Der Titangehalt des Katalysators nach EntSernen des Lösungsmittels betrug 4,7 Gew.-%. Der mit Titan modifizierte Katalysator wurde dann mit Ammoniumhexafluorosilikat [(NH4)2SiF6-] trocken gemischt, so daß der endgültige Katalysator 0,22 Gew.-% Fluor enthielt. Dann wurde der Katalysator ungefähr 5 Stunden lang bei 700°C aktiviert und anschließend unter trockenem Stickstoff gespeichert. Danach wurde der Katalysator (0,119 g) in einen vorerhitzten, gerührten 2,3-Liter-Autoklaven gegeben. Dann wurde Isobutan (1000 ml) in den Autoklaven gegeben und Athylen unter einem Druck von 42 kg/cm2 eingeleitet. Äthylen wurde zugegeben, um einen gleichm@ßigen Druck aufrechtzuerhalten, und die Temperatur wurde auf 110°C gehalten. Man ließ die Reaktion 70 Minuten andauern, danach ließ man den Autoklaven abkühlen und die leichtflüchtigen Stoffe entweichen. Die Ausbeute an Polyäthylen betrug 440 g und die Produktität 3700 g Polymerisat pro Gra@m Katalyst. Nach Behandlung mit einem Antioxydationsmittel wie in Beispiel 1 und dem Homogenisieren auf einer Zweiwalzen@ähle während einer Dauer von 5 Minuten bei 150°C wurden die Schmelzindexeigenschaften des Polymerisats gemessen. Der Sch.I. und das Sch.I.-Verhältnis war 1,45 bzw. 57.
  • Beispiel 6 De@ vorgetrocknete Chromoxdträgerkatalysator wurde durch Aufschlämmen des trockenen Katalysators mit einer Mischung aus Titantetraäthoxyd (Äthyltitanat) und Petroläther (die Mischung enthielt 4,9 Gew./Gew.-% an Titan, bezogen auf den Katalysator) und durch Abdampfen des Petreläthers modifiziert. Der auf diese Weise modifizierte Katalysator wurde mit Ammoniumhexafluorotitanat (NH4)2TiF6 trocken gemischt, so daß der endgültige Katalysator 0,28 Gew.- Fluor enthielt. Dann wurde der Katalysator ungefähr 5 Stunden lang bei 7500C mit trockener Luft aktiviert und anschließend unter trockenem Stickstoff gespeichert.
  • Der Katalysator (0,091 g) wurde dann in einen vorerhitzten 1-Liter-Autoklaven gegeben. Dann wurde Isobutan (500 ml) in da Autoklaven gegeben u.Äthylen unter einem Druck von 42 kg/om2 hineingeleitet . Äthylen wurde zugegeben, um einen gleichmäßigen Druck aufrechtzuerhalten , und die Temperatur wurde auf 108 - 109 0C gehalten. Man ließ die Reaktion 50 Minuten andauern, Die Auabeute an Polyäthylen betrug 215 g und die Produktivität 2360 g Polymerisat pro Gramm Katalysator. Nach Behandlung mit einem Antioxydationsmittel wie in Beispiel 1 und dem Homogenisieren auf einer Zweiwalzenmühle während einer Dauer von 5 Minuten bei 150°C wurden die Schmelzindexeigenschaften des Polymerisats gemessen. Der Sch.I. (bei einer Belastung mit 2,16 kg) und das Sch.I.-Verhältnis Sch.I.u.B. (21,6 kg) waren 1,5 bzw. 50.
  • Sch.I. (2,16 kg)

Claims (9)

  1. Patentansprtiche 1. Verfahren zur Polymerisation von Äthylen oder einer Äthylenmischung mit mindestens einem weiteren 1-Olefin, dadurch gekennzeichnet, daß man das monomere Material unter Polymerisationsbedi ngungen mit einem Phillips-Katalystor, der durch Hitze bei einer Temperatur im Bereich von etwa 250 -12000C in Anwesenheit eines Titanalkoxyds und eines Salzes mit anionischem Fluor aktiviert wurde, in Kontakt bringt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Titanalkoxyd ein Alkyltitanat mit bis zu etwa 6 Kohlenstoffatomen in jeder Alkyl gruppe, vorzugsweise Äthyl titanat oder Isopropyltitanat, verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß soviel Titanalkoxyd für die Herstellung des Katalysators verwendet wird, daß eine Titankonzentration zwischen etwa 0,5 und 8,0 Gew.-%, vorzugsweise zwischen etwa 2,0 und 6,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, vorliegt.
  4. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Salz mit anionischem Fluor Ammoniumhexafluortitanat, Ämmoniumtetrafluorborat oder Ammoniumhexafluorsilikat verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß soviel Salz mit anionischem Fluor für die Herstellung des Katalysators verwendet wird, daß im Katalysator eine Fluorkonzentration zwischen etwa 0,05 und 3,0 Gew.-%, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und 1,5 Gew.-%, vorliegt.
  6. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisationsreaktion unter den Bedingungen des "Teilchenbildungsverfahrens", vorzugsweise in Anwesenheit eines flüssigen Verdünnungsmittels, durchgeführt wird.
  7. 7. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges Verdünnungsmittel Isobutan verwendet wird.
  8. 8. Katalysator für die Polymerisation von Äthylen, dadurch gekennzeichnet, daß er durch Aktivierung eines Phillips-Katalysators durch Hitze bei einer Temperatur im Bereich von etwa 250 - 120000 in Gegenwart eines Titanalkoxyds und eines Salzes mit anionischem Fluor hergestellt worden ist.
  9. 9.- Katalysator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er als Titanalkoxyd Äthyltitanat oder Isopropyltitanat enthält.
    to. Katalysator nach Ansprüchen 8 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß er als Salz mit anionischem Fluor Ammoniumhexafluortitanat oder Ämmoniumtetrafluorborat enthält.
DE2240246A 1972-08-04 1972-08-16 Verfahren zur Polymerisation von Äthylen oder einer Äthylenmischung und Katalysator zur Durchführung dieses Verfahrens Expired DE2240246C2 (de)

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