DE2809337C2 - Process for the production of low-pressure polymers of ethylene with a broad molecular weight distribution - Google Patents

Process for the production of low-pressure polymers of ethylene with a broad molecular weight distribution

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DE2809337C2
DE2809337C2 DE19782809337 DE2809337A DE2809337C2 DE 2809337 C2 DE2809337 C2 DE 2809337C2 DE 19782809337 DE19782809337 DE 19782809337 DE 2809337 A DE2809337 A DE 2809337A DE 2809337 C2 DE2809337 C2 DE 2809337C2
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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
    • C08F10/02Ethene

Description

A. einem Reaktionsprodukt aus einem Mol Dialkylaluminiumbydrid mit Alkylgruppen einer Ketteniänge von 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und 0,8 bis 2 Molen Wassersioffpolysiloxan einer Viskosität von 5 bis 100 mnvVs (25°C) mit Einheiten der allgemeinen FormelA. a reaction product of one mole of dialkylaluminum hydride with alkyl groups of one chain length of 2 to 8 carbon atoms and 0.8 to 2 moles of hydrogen polysiloxane having a viscosity of 5 to 100 mnvVs (25 ° C) with units of the general formula

—Si — O ——Si - O -

worin R ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, ein Aryl- oder ein Cycloalkylrest sein kann und die Siliciumatome an den Enden der Siloxankette durch R, Wasserstoff oder höchstens durch eine Hydroxylgruppe je Siliciumatom abgesättigt sind, mitwherein R can be an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, an aryl or a cycloalkyl radical and the Silicon atoms at the ends of the siloxane chain through R, hydrogen or at most through a hydroxyl group per silicon atom are saturated, with

B. Titantetrachlorid undB. titanium tetrachloride and

C. einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen FormelC. one or more compounds of the general formula

Ti(OR')4.Ti (OR ') 4.

worin R' einen aliphatischen Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet,where R 'denotes an aliphatic radical having 1 to 8 carbon atoms,

wobei das Molverhältnis der Komponenten B :C zwischen 10 und 100 liegt und der Reduktionsgrad des Umsetzungsprodukts D mindestens 90. vorzugsweise 94 bis 100% beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kaialysatorsystem eingesetzt wird, das aus der Katalysatorfeststoffkomponente D und einer Zusatzkomponente F. besteht, wobei es sich um eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel W wherein the molar ratio of components B: C is between 10 and 100 and the degree of reduction of the reaction product D is at least 90, preferably 94 to 100%, characterized in that a calcium analyzer system is used which consists of the catalyst solid component D and an additional component F., where it is one or more compounds of the general formula W.

TiCI)(OR') ITiCI) (OR ') I.

UU

in Mengen von 0,01 bis 0,8 Mol je Mol eingesetzter Verbindungen B + C handelt. ||in amounts of 0.01 to 0.8 mol per mol of compounds B + C used. ||

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkomponente E in Mengen von 0,04 fe bis 0,4 Mol je Mol eingesetzter Verbindungen B + C verwendet wird. m 2. The method according to claim I, characterized in that the additional component E is used in amounts of 0.04 Fe to 0.4 mol per mole of compounds B + C used. m

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß zur Bereitung des Katalysatorfeststof- if fes D 1 bis 2 Mol B je Mol A verwendet wurden und das Molverhältnis B : C zwischen 10 und 50 liegt. |j3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for the preparation of the catalyst solid if fes D 1 to 2 moles of B were used per mole of A and the molar ratio B: C is between 10 and 50. | j

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorfeststoffberei- jj,j tung bei 20 bis 45° C erfolgte. /'4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the catalyst solids preparation jj, j was carried out at 20 to 45 ° C. / '

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bereitung des Katalysa- i'j torfeststoffes D als Komponente A ein Reaktionsprodukt aus 1 bis 1.2 Mol Methylwasserstoffpolysiloxan i*'*5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for the preparation of the catalyst i'j peat solids D as component A a reaction product of 1 to 1.2 mol of methyl hydrogen polysiloxane i * '*

und I Mol Diisobutylaluminiumhydrid und als Komponente CTitantetra-n-propylat verwendet worden sind.and 1 mole of diisobutylaluminum hydride and, as component C, titanium tetra-n-propylate have been used.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzkomponente E et' Titantrichlor-n-propylat eingesetzt wird. *6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the additional component E et ' titanium trichloro-n-propylate is used. *

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkomponente E der \ Katalysatorfeststoffkomponente D vor der Polymerisation zugesetzt wird. iL 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the additional component E of the \ solid catalyst component D is added before the polymerization. iL

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation des 8. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the polymerization of the

Äthylens kontinuierlich durchgeführt wird und der Katalysatorfesistoff D und die Zusatzkomponente E dem Reaktor getrennt zudosiei t werden.Ethylene is carried out continuously and the catalyst solid D and the additional component E dem The reactor can be metered in separately.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Molekuiargewichtsverteilung des Polymeren die Menge der Zusatzkomponente E während der Polymerisation verändert wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that for regulating the molecular weight distribution of the polymer, the amount of additional component E changed during the polymerization will.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation des Äthylens in Gegenwart von Wasserstoff erfolgt.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the polymerization of the Ethylene takes place in the presence of hydrogen.

Zur Herstellung von Niederdruckpolyäthylen (Dichtebereich 0,94 bis 0,97 g/cmJ) werden z. B. Katalysatoren verwendet, die man einerseits aus Titanverbindungen, wie Titantetrachlorid, und andererseitsFor the production of low-pressure polyethylene (density range 0.94 to 0.97 g / cm J ) z. B. Catalysts are used, which are made from titanium compounds, such as titanium tetrachloride, on the one hand, and on the other

t>5 a) aus organischen Aluminiumverbindungen, wie Triälhylaluminium oder Diäthylaluminiumchlorid (Ziegler-Katalysatoren) odert> 5 a) from organic aluminum compounds, such as triethylaluminum or diethylaluminum chloride (Ziegler catalysts) or

b) aus polymeren organischen Siliciumverbindungen mit Siliciumwasserstoffbindungen, wie Methylwasserstoffpolysiloxan und anorganischen Aluminiumverbindungen, wie Aluminiumchlorid (Wacker-Katalysato-b) from polymeric organic silicon compounds with silicon hydrogen bonds, such as methyl hydrogen polysiloxane and inorganic aluminum compounds such as aluminum chloride (Wacker catalyst

ren) oderren) or

aus Reaktionsprodukten aus einem Mol Trialkylaluminium, wie Triäthylaluminium und 1 bis 2 Molen Methylwasserstoffpolysiloxan (DE-OS 21 26 250) herstellen kann.from reaction products of one mole of trialkylaluminum, such as triethylaluminum, and 1 to 2 moles Can produce methyl hydrogen polysiloxane (DE-OS 21 26 250).

Es sind auch Katalysatoren bekanntgeworden, die aus Titanverbindungen, organischen Aluminiumverbindungen und Methylwasserstoffpolysiloxan zu Polymerisationsbeginn gebildet werden (GB-PS 10 16 512). In der DE-OS 24 14 784 werden Katalysatoren aus Dialkylaluminiumhydriden, Wasserstoff polysiloxanen und vorzugsweise Titanverbindungen beschrieben.There are also known catalysts made from titanium compounds, organic aluminum compounds and methyl hydrogen polysiloxane are formed at the start of the polymerization (GB-PS 10 16 512). In the DE-OS 24 14 784 are catalysts made from dialkyl aluminum hydrides, hydrogen and polysiloxanes preferably Titanium compounds described.

Die Nachteile der bekannten Verfahren zur Herstellung von Niederdruckpolymerisaten des Äthylens bestehen u. a. darin, daß der spezifische Katalysatorverbrauch hoch ist und das erhaltene Polyäthylen gereinigt werden muß. Außerdem verursachen die oben erwähnten Verfahren bei kontinuierlicher Polymerisationsweise mehr oder minder starke Wandablagerungen. Dadurch wird es erforderlich, in Zeitabständen von 2 Monaten, meistens aber schon früher, die Reaktoren zu reinigen. Die Regelung der Molekulargewichtsverteilung während der Polymerisation ist bisher nicht gegeben.The disadvantages of the known processes for the production of low-pressure polymers of ethylene exist i.a. in that the specific catalyst consumption is high and the polyethylene obtained is purified must become. In addition, the above-mentioned processes cause polymerization in a continuous manner more or less thick wall deposits. This makes it necessary, at intervals of 2 months, but usually earlier to clean the reactors. The regulation of the molecular weight distribution during the polymerization has not yet occurred.

Eine breite Molekulargewichtsverteilung der Polymerisate ist durch den Fließfaktor F2Lb von 15 bis 35 gekennzeichnet. Dies entspricht einem Molekulargewichtsbereich mit einem Schmelzindex /5 von ca. 3 bis 0,1. Die Werte F2L6 und /5 von Polyäthylen werden weiter unten erläutert.A broad molecular weight distribution of the polymers is characterized by the flow factor F 2 Lb of 15 to 35. This corresponds to a molecular weight range with a melt index / 5 of approx. 3 to 0.1. The F2L6 and / 5 values of polyethylene are explained below.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von Niederdruckpolymerisaten des Äthylens zu finden, das einen /5-Bereich von 0,1 bis 3 aufweist und genügend breite Molekulargewichtsverteilung der Polymerisate ermöglicht. Es soll ein niedriger spezifischer Katalysatorverbrauch angestrebt werden und dem 2υ Polymerisat Eigenschaften verliehen werden, die eine Weiterverarbeitung ohne aufwendige Aufarbeitung ermöglichen. Außerdem soll das Problem der Wandanlage in den Polymerisationseinrichtungen verkleinert werden und die Möglichkeit gegeben sein, die Molekulargewichtsverteilung ivährend der Polymerisation zu regeln.The object of the invention was to provide a process for the production of low-pressure polymers of ethylene find which has a / 5 range from 0.1 to 3 and a sufficiently broad molecular weight distribution of the Polymerisate allows. A low specific catalyst consumption should be aimed for and the 2υ Polymer properties are given that allow further processing without laborious work-up. In addition, the problem of the wall system in the polymerization facilities should be reduced and the possibility of regulating the molecular weight distribution during the polymerization.

Diese Aufgabe wird durch den durch die Ansprüche gekennzeichneten Gegenstand der Erfindung gelöst.This object is achieved by the subject matter of the invention characterized by the claims.

Die Molangaben für Wasserstoffpolysiloxane beziehen sich auf die angegebene Einheit der allgemeinen FormelThe molar data for hydrogen polysiloxanes relate to the stated unit of general formula

Si —O — HSi - O - H

3030th

mit den in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen von R.with the meanings given in claim 1 of R.

Unter Niederdruckpolymerisaten des Äthylens wird neben Äthylenhomopolymerisat auch ein durch Λ-Olfine modifiziertes Niederdruckpolyäthylen verstanden, welches durch Polymerisation eines Gemisches aus Äthylen und bis zu 10 Mol% Λ-Olefinen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen erhalten werden kann.In addition to ethylene homopolymer, low-pressure polymers of ethylene also include Λ-Olfine Modified low-pressure polyethylene understood, which by polymerizing a mixture of ethylene and up to 10 mol% of Λ-olefins having 3 to 8 carbon atoms can be obtained.

Es war nicht vorherzusehen, dal? die Kombination der angegebenen 4 Verbindungen bzw. Verbindungsklassen A + B + C im Feststoff und E als Zusatzkomponente zu einem Katalysatorsystem führt, welches es gestattet, ein Polymerisat mit breiter und regelbarer Molekulargewichtsverteilung unter verhältnismäßig einfachen und milden Bedingungen herzustellen. Eine kontinuierliche Arbeitsweise bei hoher Polymerkonzentration im Reaktor, hoher Raum-Zeit-Ausbeute sowie geringem Katalysatorvsrbrauch und Lösungsmitteleinsatz über lange Zeiträume ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gewährleistet. Dazu ist es allerdings erforderlich, die besonderen Molverhältnisse der Komponenten B : C und B + C : E sowie den hohen Reduktionsgrad des Umsetzungsproduktes D zu erfüllen. Liegen die Molverhältnisse B :C unter 10 und B + C : E unter 1,25, so erhält man Polymerisate mit enger Molekulargewichtsverteilung. Fällt der Reduktionsgrad von D unter 90%, so muß bei einer kontinuierlichen Polymerisation nach z. B. 1 bis 2 Monaten mit Wandbelag im Reaktor gerechnet werden.It was impossible to foresee, dal? the combination of the specified 4 compounds or compound classes A + B + C in the solid and E as an additional component leads to a catalyst system which it allows a polymer with a broad and controllable molecular weight distribution among relatively simple and produce mild conditions. A continuous way of working with a high polymer concentration in the reactor, high space-time yield and low catalyst and solvent consumption long periods of time are guaranteed with the method according to the invention. However, this requires the special molar ratios of components B: C and B + C: E and the high degree of reduction of the Implementation product D to meet. If the molar ratios B: C are below 10 and B + C: E below 1.25, then polymers with a narrow molecular weight distribution are obtained. If the degree of reduction of D falls below 90%, then must in a continuous polymerization after z. B. expected 1 to 2 months with wall covering in the reactor will.

Es war ferner überraschend, daß die Katalysatorkomponenten C und E die Polymerisationsaktivität des erfindungsgemäßen eingesetzten Katalysatorsystems entscheidend beeinflussen: Katalysatoren ausIt was also surprising that the catalyst components C and E, the polymerization activity of the Influence the catalyst system used according to the invention decisively: Catalysts off

a) Feststoffen A + B und der Zusatzkomponente E oder Systeme ausa) Solids A + B and the additional component E or systems

b) A + B + C ohne Komponente E ergeben eine stark verminderte Katalysatoraktivität und im Falle a) außerdem auch niedrige Dichte und geringe Kerbschlagzugzähigkcit der Produkte. Ferner muß ein Katalysator, welcher ausb) A + B + C without component E result in a greatly reduced catalyst activity and in case a) also low density and low notched tensile strength of the products. Furthermore, a catalyst must which from

c) A und B gebildet wird, aufgrund zu geringer Aktivität als unbrauchbar bezeichnet werden. Außerdem werden nach c) sehr hohe Molekulargewichte erhalten, welche eine normale Extrusionsverarbeitung des Polyäthylens nicht zulassen.c) A and B are formed, are designated as unusable due to insufficient activity. aside from that are obtained after c) very high molecular weights, which a normal extrusion processing of the Do not allow polyethylene.

Ein Maß für die Katalysatoraktivität ist der Katalysatorverbrauch, welcher in g eingesetzter Komponenten A + B + C pro kg erzeugtem Polyäthylen ausgedrückt wird. Vergleichsdaten aus einer kontinuierlich betriebenen Versuchsanlage zur Polymerisation von Äthylen, wobei ein Autoklav mit 1001 Topfvolumen verwendet wird, veranschaulichen die oben angegebenen Befunde bezüglich der Kauilysaloraktivität der einzelnen Syste-The catalyst consumption, which is expressed in g of components used, is a measure of the catalyst activity A + B + C is expressed per kg of polyethylene produced. Comparative data from a continuously operated Test facility for the polymerization of ethylene, using an autoclave with a pot volume of 100 l are illustrated by the above-mentioned findings with regard to the chewing analyzer activity of the individual systems.

6060

KatalysatorsystemCatalyst system

A+B+CEA + B + CE

(erfindungsgemäß)(according to the invention)

Katalysatorverbrauch
g/kg Polyäthylen
0,6 bis 1.1
Catalyst consumption
g / kg polyethylene
0.6 to 1.1

Schmelzindex A*) 0,30 bis 036Melt index A *) 0.30 to 036

a) A + B.Ea) A + B.E

b) A + B + Cb) A + B + C

c) a + Bc) a + B

028 0,32 0,09028 0.32 0.09

*) Schmelzindex is in g/10 Min. nach Dl N 53 735 bei 5 kp (49 N) Belastung und 190°C.*) Melt index is in g / 10 min. According to Dl N 53 735 at 5 kp (49 N) load and 190 ° C.

Weitere Angaben werden in den nachfolgenden Beispielen und Vergleichsversuchen gemacht.Further details are given in the following examples and comparative experiments.

Eine Aktivitätssteigerung des Polymeransatzes durch Zugabe von Verbindungen des Typs E TiCl3(OR') zu Feststoffsuspensionen aus A + B + C war schon deshalb nicht zu erwarten, da derartige Feststoffe mit hohem Ti3+-Gehalt in der Regel mit Alkylaluminiumverbindungen aktiviert werden müssen. Aktiviert man den erfindungsgemäß eingesetzten Feststoff D aber mit solchen Aluminiumorganylen anstelle von E, so erhält man nach kurzer Polymerisationszeit, meistens schon nach wenigen Minuten, faserige Polymere und nach spätestens 1 Stunde Ablagerungen im Reaktor. Eine kontinuierlich geführte Polymerisation ist praktisch unmöglich.An increase in the activity of the polymer batch by adding compounds of the type E TiCl 3 (OR ') to solid suspensions of A + B + C was not to be expected because such solids with a high Ti 3+ content usually have to be activated with alkylaluminum compounds . However, if the solid D used according to the invention is activated with such organoaluminum compounds instead of E, fibrous polymers are obtained after a short polymerization time, usually after a few minutes, and deposits in the reactor after 1 hour at the latest. Continuous polymerization is practically impossible.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, die Molekulargewichtsverteilung des Polyäthylens während einer kontinuierlichen Polymerisationsphase zu regeln. Dies ist besonders dann notwendig, wenn der Reinheitsgrad der verwendeten Ausgangs- und Hilfsstoffe, wie Äthylen, Wasserstoff oder Lösungsmittel, Schwankungen unterworfen ist, oder wenn das Fließverhalten oder die Zähigkeit des Polyäthylens verändert werden sollen, ohne daß vorhandene Katalysatoransätze verworfen werden müssen. Je höher der Anteil an zugesetzter Komponente E ist, um so enger wird die Molekulargewichtsverteilung des Polymeren. Die gleiche Abhängigkeit gilt im übrigen auch für die Menge der Komponente C, welche zur Bildung des Katalysatorfeststoffes D eingesetzt wird. Die breiteste Molekulargewichtsverteilung erhält man demnach bei Molverhältnissen von B : C von z. B. 30 bis 40 und einer Menge an Komponente E von z. B. 0,04 Mol je Mol B + C.The process according to the invention makes it possible to determine the molecular weight distribution of polyethylene to regulate during a continuous polymerization phase. This is particularly necessary when the Degree of purity of the raw materials and auxiliary materials used, such as ethylene, hydrogen or solvents, Is subject to fluctuations, or if the flow behavior or the toughness of the polyethylene changes should be without having to discard existing catalyst batches. The higher the proportion of added component E, the narrower the molecular weight distribution of the polymer becomes. The same The dependency also applies to the amount of component C required to form the catalyst solid D is used. The broadest molecular weight distribution is accordingly obtained with molar ratios from B: C from z. B. 30 to 40 and an amount of component E of z. B. 0.04 moles per mole of B + C.

Je Mol Komponente A werden 1 bis 2 Mol Komponente B zur Katalysatorbildung eingesetzt. Die Molangaben für A beziehen sich auf die folgende allgemeine Formel1 to 2 moles of component B are used per mole of component A to form the catalyst. The moles for A refer to the following general formula

R R'R R '

H—Si—O —AlH-Si-O-Al

R'R '

wobei R ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, ein Aryl- oder ein Cycloalkylresl sein kann, R' verschiedene oder gleiche Alkylgruppen einer Ketteniänge von 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, die geradkettig aber auch verzweigtkettig sein können. Bevorzugt wird als R' Diäthyl-, Di-n-butyl- oder Diiso-butylderivate eingesetzt.where R can be an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms, an aryl or a cycloalkyl radical, R 'different or the same alkyl groups with a chain length of 2 to 8 carbon atoms, which are straight-chain but also branched could be. Diethyl, di-n-butyl or diisobutyl derivatives are preferably used as R '.

Zur Herstellung des Reaktionsproduktes A werden 1 Mol Dialkylaluminiumhydrid mit 2 bis 8 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylgruppen mit 0,8 bis 2 Molen Wasserstoffpolysiloxan einer Viskosität von 5 bis 100 mm2/s (25°C) mit Einheiten der allgemeinen FormelTo prepare the reaction product A, 1 mole of dialkylaluminum hydride with 2 to 8 carbon atoms containing alkyl groups with 0.8 to 2 moles of hydrogen polysiloxane and a viscosity of 5 to 100 mm 2 / s (25 ° C) with units of the general formula

— Si—O —- Si — O -

worin R ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, ein Aryl- oder Cycloalkylrest sein kann und die Siliciumatome an den Enden der Siloxankette durch R, Wasserstoff oder höchstens eine Hydroxylgruppe je Siliciumatom abgesättigt sind, vorzugsweise 1 Mol Dialkylaluminiumhydrid mit Alkylketten einer Kettenlänge von 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und 1 bis 1,2 Mol Methylwasserstoffpolysiloxan mit einer Viskosität von 20 bis 40 mm2/s (25°C) zur Reaktion gebracht. Geeignete Dialkylaluminiumhydride mit Alkylgruppen einer Ketteniänge von 2 bis 8 Kohlenstoffatomen sind z. B. solche mit R' = Äthyl, Propyl, lsopropyl, Butyl, lsobutyl, 2-Äthylhexyl oder n-Octyl. Bevorzugt wird das technisch leicht erhältliche Diisobutylaluminiumhydrid eingesetzt.where R can be an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms, an aryl or cycloalkyl radical and the silicon atoms at the ends of the siloxane chain are saturated by R, hydrogen or at most one hydroxyl group per silicon atom, preferably 1 mol of dialkylaluminum hydride with alkyl chains of 2 to 4 chain length Carbon atoms and 1 to 1.2 mol of methyl hydrogen polysiloxane with a viscosity of 20 to 40 mm 2 / s (25 ° C) reacted. Suitable dialkyl aluminum hydrides with alkyl groups with a chain length of 2 to 8 carbon atoms are, for. B. those with R '= ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, 2-ethylhexyl or n-octyl. The industrially readily available diisobutylaluminum hydride is preferably used.

Als Komponente B wird Titantetrachlorid und als Komponente C vorzugsweise Titantetra-n-propylat verwendet. Grundsätzlich können als Komponente C auch andere Verbindungen der allgemeinen Formel Ti(OR')4 mit den Stoffen A und B zur Reaktion gebracht werden. R' stellt einen aliphatischen Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen dar. Weitere Beispiele für C sind Titantetra-i-propylat, Titantetra-n-butylat, Titantetra-i-butylat und Titantetra-2-äthylhexylat. Das Molverhältnis der Komponenten B : C soll zwischen 10 und 100 liegen, vorzugsweise zwischen 10 und 50. Verhältniszahlen unter 10 ergeben Katalysatoren, welche unter Umständen zu Polyäthylentypen fahren, die für eine gut fließende Blasg^ßverformung nicht mehr geeignet sind.Titanium tetrachloride is used as component B and titanium tetra-n-propoxide is preferably used as component C. In principle, other compounds of the general formula Ti (OR ') 4 can also be reacted with substances A and B as component C. R 'represents an aliphatic radical with 1 to 8 carbon atoms. Further examples of C are titanium tetra-i-propoxide, titanium tetra-n-butoxide, titanium tetra-i-butoxide and titanium tetra-2-ethylhexoxide. The molar ratio of components B: C should be between 10 and 100, preferably between 10 and 50. Ratios below 10 result in catalysts which, under certain circumstances, lead to types of polyethylene which are no longer suitable for free-flowing blow molding.

Die Reaktion zur Bildung des Katalysatorfeststoffes D wird unter Rühren in einem inerten Kohlenwasserstoff, wie z. B. Heptan oder lsookian, unter Stickstoffschutz und Feuchtigkeitsausschluß durchgeführt. Vor Zugabe der Komponente A läßt man die Komponenten B und C in dem inerten Kohlenwasserstofflösungsmittel bei 50 bis 60°C während Ij bis 30 Minuten reagieren. Dabei entsteht eine der eingesetzten Menge C äquivalente Menge an TiCh(OR'). Dann wird die Komponente A zugesetzt und man beginnt mit der eigentlichen Reduk-The reaction to form the catalyst solid D is carried out with stirring in an inert hydrocarbon, such as B. heptane or isookiane, carried out under nitrogen protection and moisture exclusion. Before adding of component A, components B and C are left in the inert hydrocarbon solvent at 50 react up to 60 ° C for 1j to 30 minutes. This creates an equivalent amount of C used Amount of TiCh (OR '). Then component A is added and the actual reduction

tionsreaktion unter Bildung des Katalysatorfeststoffes D. Temperatur, Rührgeschwindigkeit. Zeit und Verdünnung sind so zu wählen, daß derTi3+-Gehalt der Feststoffsuspension mindestens 90, vorzugsweise 94 bis 100% beträgt. Bei Temperaturen zwischen 20 und 45°C ist die Reaktion leicht zu kontrollieren. Katalysatoren, die auf diese Weise hergestellt werden, ergeben beim Polymerisationsschritt vorteilhafte Korngröße, Schüttdichte und geringen Staubanteil (Teilchengröße unter 100 μπι) des Polyäthylens. Um den geforderten Reduktionsgrad zu erreichen, sind mit ansteigender Menge an C längere Zeiten zur Bereitung von D erforderlich.tion reaction with formation of the catalyst solid D. Temperature, stirring speed. Time and dilution should be chosen so that the Ti 3+ content of the solid suspension is at least 90, preferably 94 to 100%. The reaction is easy to control at temperatures between 20 and 45 ° C. Catalysts which are produced in this way result in advantageous particle size, bulk density and low dust content (particle size below 100 μm) of the polyethylene in the polymerization step. In order to achieve the required degree of reduction, longer times are necessary for the preparation of D as the amount of C increases.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Katalysatorfeststoffe D stellen dunkelbraune Feststoffsuspensionen dar, welche gut dosierbar sind und in geeigneter Verdünnung mil inertem Lösungsmittel unter Luft- und Feuchtigkeitsausschluß beliebig lange haltbar sind. Der mit z. B. trockenem Heptan ausgewaschene und getrocknete Feststoff wird beim Erwärmen auf 150 bis 200° C nicht violett, sondern behält seine braune Farbe. Es handelt sich demnach nicht um ein nach Ziegler aus Titantetrachlorid und Aluminiumalkylen bzw. Aluminiumalkylchlorverbindungen, wie Alkylaluminiumsesquichlorid, herstellbares /9-TiCh, welches bekanntlich beim Erwärmen seine Farbe bzw. seine Modifikation ändert.The catalyst solids D used according to the invention are dark brown solid suspensions which can be easily metered and which can be kept for any length of time when suitably diluted with an inert solvent with the exclusion of air and moisture. The one with z. B. dry heptane washed out and dried solid does not turn purple when heated to 150 to 200 ° C, but retains its brown color. It is therefore not a / 9-TiCh which can be produced according to Ziegler from titanium tetrachloride and aluminum alkyls or aluminum alkyl chlorine compounds such as alkyl aluminum sesquichloride, which, as is known, changes its color or its modification when heated.

Der Katalysatorfeststoff D wird zur Polymerisation des Äthylens mit der Zusatzkomponente E der allgemeinen Formel TiCb(OR') versetzt. R' bedeutet, wie bei der Komponente Ci einen aliphatischen Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele sind Titantrichlor-i-propylat, Titantrichlor-n-butyiat oder Titantrichior-2-äthyihexylat, vorzugsweise Titantrichlor-n-propylat. Pro Mol der eingesetzten Verbindungen B + C werden 0,01 bis 0,8, vorzugsweise 0,04 bis 0,4 Mol Komponente E verwenden. Die Herstellung der Komponente E erfolgt durch Äquilibrieren von 3 Molen Titantetrachlorid und 1 Mol Titantetraalkoholat bei 40 bis 6O0C. Die Verbindung E kann nach der Katalysatorfeststoffbereitung dem Katalysatoransatz zugesetzt werden. Sie wird dann mit dem Feststoff zusammen dem Polymerisationsansatz zugeführt oder man dosiert die Komponente E, vorzugsweise in äquimolarer Vermischung mit Lösungsmittel, getrennt in dem Polymerisationsraum und hat es so in der Hand, bei gegebenem Katalysatoransatz die Menge von E zu variieren und damit die Molekulargewichtsverteilung des Polyäthylens zu regeln. Dies ist, wie schon erwähnt, ein besonderer Vorteil des Verfahrens.The catalyst solid D is mixed with the additional component E of the general formula TiCb (OR ') for the polymerization of the ethylene. As in the case of component Ci, R 'denotes an aliphatic radical having 1 to 8 carbon atoms. Examples are titanium trichloro-i-propylate, titanium trichloro-n-butylate or titanium trichloro-2-ethyihexylate, preferably titanium trichloro-n-propylate. 0.01 to 0.8, preferably 0.04 to 0.4 mol of component E are used per mole of the compounds B + C used. The preparation of component E is performed by equilibrating 3 moles of titanium tetrachloride and 1 mole of titanium tetraalcoholate at 40 to 6O 0 C. The compound e may approach the catalyst is added after the solid catalyst preparation. It is then fed to the polymerization batch together with the solid or component E, preferably in equimolar mixing with solvent, is metered in separately in the polymerization room and thus has the ability to vary the amount of E and thus the molecular weight distribution of the given catalyst batch To fix polyethylene. As already mentioned, this is a particular advantage of the method.

Die Polymerisation des Äthylens bzw. eines Gemisches aus Äthylen und bis zu 10 Mol% Λ-Olefinen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen kann diskontinuierlich oder vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt werden. Als «-Olefine mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen können zusammen mit Äthylen z.B. Propylen, Buten-1, 3-Methylbuten-l, Penten-1,4-MethyIpenten-l, Hexen-1 und Octen-1 oder deren Gemische eingesetzt werden. Man erhält dann ein Polyäthylen, welches eine verminderte Dichte aufweist.The polymerization of ethylene or a mixture of ethylene and up to 10 mol% Λ-olefins with 3 to 8 carbon atoms can be carried out batchwise or, preferably, continuously. As «-olefins with 3 to 8 carbon atoms can be used together with ethylene e.g. propylene, butene-1, 3-methylbutene-1, Pentene-1,4-methylpentene-1, hexene-1 and octene-1 or mixtures thereof are used. You then get a Polyethylene, which has a reduced density.

Es ist möglich, mit dem erfindungsgemäß eingesetzten Katalysatorsystem bei Drücken von 1 bis 50 bar, vorzugsweise bei 5 bis 20 bar, und bei Polymerisationstemperaturen von 50 bis 120° C in Suspension oder in der Gasphase zu polymerisieren. Als flüssiges Verteilungsniittel kommen z. B. Isooctan oder Heptan in Frage. Allgemein wird nach dem Suspensionsverfahren bei Polymerisationstemperaturen zwischen 60 und 90° C gearbeitet. It is possible with the catalyst system used according to the invention at pressures of 1 to 50 bar, preferably at 5 to 20 bar, and at polymerization temperatures of 50 to 120 ° C in suspension or in the To polymerize gas phase. As a liquid distribution z. B. Isooctane or heptane in question. In general, the suspension process is carried out at polymerization temperatures between 60 and 90.degree.

Mit Hilfe eines geeigneten Fließbettreaktors kann in der Gasphase polymerisiert werden, wobei nur sehr geringe Mengen an Lösungsmittel, nämlich die, die zur Dosierung der Katalysatorfeststoffsuspension bzw. der Komponente E verwendet werden, erforderlich sind und der Katalysatorfeststoff D vorzugsweise in Gegenwart von wenig gut entlüftetem und getrocknetem Polyäthylenpulver bereitet wird.With the help of a suitable fluidized bed reactor can be polymerized in the gas phase, with only very small amounts of solvent, namely those used for metering the catalyst solid suspension or the Component E is required and the catalyst solid D is preferably in the presence is prepared from slightly ventilated and dried polyethylene powder.

Zur Lösung bzw. zur Zersetzung des Katalysators im Polymerisat werden aliphatische Alkohole, insbesondere Isopropylalkohol, in Mengen von 1 bis 10 Vol.%, bezogen auf die insgesamt eingesetzte Lösungsmittelmenge, verwendet.Aliphatic alcohols, in particular, are used to dissolve or to decompose the catalyst in the polymer Isopropyl alcohol, in amounts of 1 to 10% by volume, based on the total amount of solvent used, used.

Zur Regelung des Molekulargewichtes des Polyäthylens dient in erster Linie zur Polymerisation zugesetzter Wasserstoff. Weiterhin beeinflussen die Polymerisationstemperatur und die Mengen der Komponenten C und E das Molekulargewicht des Polyäthylens, wie aus den Beispielen ersichtlich wird.To regulate the molecular weight of the polyethylene is primarily used for the polymerization of added Hydrogen. The polymerization temperature and the amounts of components C and E also affect the molecular weight of the polyethylene, as can be seen from the examples.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polymerisate eignen sich aufgrund ihrer breiten Molekulargewichtsverteilung besonders zur Herstellung von schlagzähen Hohlkörpern und von dünnen, papierähnlichen Folien, wobei auch eine kostensparende Direktverarbeitung des Polymerpulvers zum Fertigartikel möglich ist.The polymers produced by the process according to the invention are suitable because of their broad spectrum Molecular weight distribution especially for the production of impact-resistant hollow bodies and thin, paper-like bodies Films, whereby also a cost-saving direct processing of the polymer powder to the finished article is possible.

Abschließend seien die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammenfassend aufgezeigt:Finally, the advantages of the method according to the invention are summarized:

a) Einfache und billige Katalysatorbereitung bei geringem Lösungsmitteleinsatz. Der Katalysatorfeststoff D wird vor der Polymerisation nicht ausgewaschen.a) Simple and cheap catalyst preparation with little use of solvents. The catalyst solid D is not washed out before polymerization.

b) Zur Polymerisation werden keine selbstentzündlichen oder gefährlichen Stoffe, wie z. B. Aluminiumtrialkyle oder Aluminiumdialkyiverbindungen eingesetztb) No spontaneously flammable or dangerous substances such as B. aluminum trialkyls or aluminum dialkyi compounds are used

c) Geringer Katalysatorverbrauch und geringer Einsatz von Lösungsmitteln, 2,5 bis 3,5 l/kg Polyäthylen.c) Low catalyst consumption and low use of solvents, 2.5 to 3.5 l / kg polyethylene.

d) Sehr gute Polyäthylenpulvereigenschaften. Die Schüttdichten liegen in der Regel zwischen 430 und 480 g/l. Dadurch ist es möglich, bei hohen Polymerkonzentrationen, z. B. 35 bis 45 Gew.-%, kontinuierlich zu polymerisieren.d) Very good polyethylene powder properties. The bulk densities are usually between 430 and 480 g / l. This makes it possible, at high polymer concentrations, e.g. B. 35 to 45 wt .-%, continuously polymerize.

e) Nach einem kontinuierlichen Polymerisationsverfahren werden Polymerisate mit breiter Molekulargewichtsverteilung erhalten, welche eine hohe Homogenität aufweisen und dadurch direkt als Pulver zur Weiterverarbeitung eingesetzt werden können.e) A continuous polymerization process produces polymers with a broad molecular weight distribution obtained, which have a high degree of homogeneity and are therefore used directly as a powder Further processing can be used.

f) Die Regelung der Molekulargewichtsverteilung des Polyäthylens ist während einer kontinuierlichen Polymerisationsphase möglich.f) The regulation of the molecular weight distribution of the polyethylene is during a continuous polymerization phase possible.

g) Auch nach längeren kontinuierlichen Polymerisationszeiten sind im Reaktor keine nennenswerten Wandanlagen festzustellen.g) Even after prolonged continuous polymerization times, there are no noteworthy wall systems in the reactor ascertain.

Als Maß für die Molekulargewichisverieilung dient der Fließfaktor F2Lh, welcher sich als Quotient aus den Schmelzindexwerten /21* und /■; errechnet. Je höher der Fließfaktor, umso breiter ist die Molekulargewichtsver-The flow factor F 2 Lh, which is the quotient of the melt index values / 21 * and / ■; calculated. The higher the flow factor, the wider the molecular weight ratio

teilung. Die Messung der Schmelzindexwerte /21b und k in g/10 Minuten erfolgt nach DlN 53 735 bei 21,6 kp (211,8 N) bzw. 5 kp (49 N) Belastung und 190°C.division. The measurement of the melt index values / 21b and k in g / 10 minutes is carried out according to DIN 53 735 at 21.6 kp (211.8 N) or 5 kp (49 N) load and 190 ° C.

Die Dichte wird an Streifen aus 1 mm dicken Preßplatten nach der Auftriebsmethode in g/cm3 gemessen (DlN 53 479, Lösungsmittel Butylacetat, Bestimmung bei 23° C, bezogen auf die Dichte von Wasser bei 4° C = 1 g/-cm3). The density is measured in g / cm 3 using the buoyancy method on strips of 1 mm thick pressed plates (DIN 53 479, butyl acetate solvent, determination at 23 ° C., based on the density of water at 4 ° C. = 1 g / cm 3 ).

Die Pulverschüttdichte wird nach DlN 53 468 gemessen und in g/l angegeben. Die Kerbschlagzugzähigkeit wird in kj/m2 nach C 3.02/D1N 53 448 an Preßplatten bestimmt.The powder bulk density is measured according to DIN 53 468 and stated in g / l. The tensile impact strength is determined in kj / m 2 according to C 3.02 / D1N 53 448 on press plates.

Als Maß für Wandablagerungen im Reaktor dient die Temperaturdifferenz At zwischen Kühlmantel und Innentemperatur. In der gegebenen Reaktoreinheit einer kleinen Versuchsanlage mit 100 I Topfvolumen ist ein At von 5 bis 80C normal. Bei einem At von über 80C steigt dieser Wert im Laufe der Polymerisation verhältnismäßig rasch an. Bei einem At von ca. 15° C muß der Reaktor gereinigt werden. The temperature difference At between the cooling jacket and the internal temperature is used as a measure for wall deposits in the reactor. In the given reactor unit of a small pilot plant with 100 l of a pot volume At 5-8 0 C is normal. At an At of over 8 ° C., this value rises relatively rapidly in the course of the polymerization. The reactor must be cleaned at an at of approx. 15 ° C.

Beispiele 1 bis 4, Vergleichsversuch A
Katalysatorbereitung
Examples 1 to 4, comparative experiment A.
Catalyst preparation

Das Reaktionsprodukt A wird auf folgende Weise hergestellt: In einem 250 ml Dreihalskolben mit Zutropftrichter, Thermometer und Rührer werden unter Stickstoffschutz und Feuchtigkeitsausschluß 0,416 Mol Diäthylaluminiumhydrid vorgelegt. Bei 250C wird mit dem Zutropfen von 26 g (0,433 Mol) Methyl wasserstoff polysiloxan mit einer Viskosität von 31 cSt (25°C) begonnen. Es setzt sofort eine exotherme Reaktion ein. Die Reaktionstemperatur wird durch Kühlen und Regulierung der Zutropfgeschwindigkeit konstant gehalten. Nach 90 Minuten ist die Reaktion im allgemeinen beendet, daraufhin wird das Reaktionsgemisch weitere 30 Minuten bei 58°C gerührt. Man erhält in 97,6% Ausbeute ein farbloses, leicht viskoses Reaktionsprodukt (A).
Aus dem Reaktionsprodukt A, Titantetrachlorid B, und verschiedenen Mengen Titantetra-n-propylat C werden in Isooktan 4 Katalysatorfeststoffe bereitet. Das Molverhältnis A:(B + C) liegt konstant bei 1 :1,63; entsprechend Beispiel 1 bis 4 werden die Molverhältnisse A : B bei 1 :1,58 bis 1 :1,5 und die Molverhältnisse B : C von 1 :0,033 nach 1 :0,081 ansteigend eingestellt. Die Gesamtmenge an A + B + C beträgt 320 g und die Menge an Lösungsmittel zur Katalysatorfeststoffbereitung 260 ml. Zunächst läßt man die Stoffe B und C bei 55° in der angegebenen Lösungsmittelmenge 15 Minuten reagieren. Nach Abkühlen auf 37°C und Zugabe der Komponente A bereitet man bei dieser Temperatur die Katalysatorfeststoffe D während ansteigender Zeiten, und zwar 7,8V4,9 und 10"/2 Stunden für die Beispiele 1 bis 4. Dabei erhält man die geforderten Reduktionsgrade von über 90% Ti3+.
Reaction product A is prepared in the following manner: 0.416 mol of diethylaluminum hydride are placed in a 250 ml three-necked flask with an addition funnel, thermometer and stirrer under nitrogen protection and with exclusion of moisture. At 25 0 C with the dropwise addition of 26 g (0.433 mol) of methyl hydrogen polysiloxane started with a viscosity of 31 cSt (25 ° C). An exothermic reaction sets in immediately. The reaction temperature is kept constant by cooling and regulating the dropping rate. The reaction is generally complete after 90 minutes, and the reaction mixture is then stirred at 58 ° C. for a further 30 minutes. A colorless, slightly viscous reaction product (A) is obtained in 97.6% yield.
From the reaction product A, titanium tetrachloride B, and various amounts of titanium tetra-n-propylate C, 4 catalyst solids are prepared in isooctane. The molar ratio A: (B + C) is constant at 1: 1.63; according to Examples 1 to 4, the molar ratios A: B are set at 1: 1.58 to 1: 1.5 and the molar ratios B: C are set increasing from 1: 0.033 to 1: 0.081. The total amount of A + B + C is 320 g and the amount of solvent for preparing the solids of the catalyst is 260 ml. First, substances B and C are allowed to react at 55 ° in the specified amount of solvent for 15 minutes. After cooling to 37 ° C. and adding component A, the catalyst solids D are prepared at this temperature for increasing times, namely 7.8V4.9 and 10 "/ 2 hours for Examples 1 to 4. This gives the required degrees of reduction of over 90% Ti 3+ .

Bei dem Vergleichsversuch A wird ein Katalysatorfeststoff ohne Komponente C während 5'/2 Stunden, sonst aber unter den gleichen Bedingungen wie oben bereitet.In comparative experiment A, a catalyst solid without component C is used for 5 1/2 hours, otherwise but prepared under the same conditions as above.

Sämtliche Katalysatorfeststoffe D werden nach der Bereitung mit Isooktan auf 1,41 Suspension eingestellt und mit 0,12 Mol Titantrichlor-n-propylat E je Mol B + C, das sind 80 mg Trichlorverbindung E/g A + B + C, versetzt.After preparation, all catalyst solids D are adjusted to 1.41 suspension with isooctane and with 0.12 mol of titanium trichloro-n-propylate E per mol of B + C, that is 80 mg of trichloro compound E / g of A + B + C, offset.

Polymerisation des ÄthylensPolymerization of ethylene

Zur kontinuierlichen Polymerisation des Äthylens wird ein Autoklav mit 1001 Topfvolumen verwendet. Die Polymerisation wird bei 85°C und 9,8 bar durchgeführt. Der HrGehalt im Gasraum des Reaktors wird so eingestellt, daß vergleichbare Schmelzindexwerte /5 erhalten werden. Je Stunde wird diejenige Menge an Katalysatorsuspension zudosiert, welche 5 g zur Katalysalorfeststoffbereitung eingesetzter Stoffe A + B + C entspricht. Man polymerisiert bei Konzentrationen von 37 bis 40 Gew.-% und Verweilzeiten von 4,6 bis 4,8 Stunden, im Vergleichsversuch A wird mit 30 Gew.-% während 6,2 Stunden Verweilzeit polymerisiert.An autoclave with a pot volume of 100 liters is used for the continuous polymerization of the ethylene. The polymerization is carried out at 85 ° C. and 9.8 bar. The H r content in the gas space of the reactor is adjusted so that comparable melt index values / 5 are obtained. That amount of catalyst suspension is metered in per hour which corresponds to 5 g of substances A + B + C used for preparing the catalyst solids. Polymerization is carried out at concentrations of 37 to 40% by weight and residence times of 4.6 to 4.8 hours; in Comparative Experiment A, polymerization is carried out at 30% by weight for 6.2 hours of residence time.

Nach Aufarbeiten der Polymersuspension erhält man je Stunde 5,2 bis 5,5 kg Polyäthylen in Form eines sehr gut rieselfähigen Polymerpulvers mit hohen Schüttdichten von 433 bis 476 g/l. Nach dem Vergleichsversuch A erhält man bei einem stündlichen Einsatz A + B von 5 g nur 3,5 kg Polyäthylen mit einer Schüttdichte von 404 g/l.After working up the polymer suspension, 5.2 to 5.5 kg of polyethylene per hour are obtained in the form of a very Free-flowing polymer powder with high bulk densities of 433 to 476 g / l. After the comparative experiment A With an hourly use A + B of 5 g, only 3.5 kg of polyethylene with a bulk density of 404 g / l.

Nach kontinuierlicher erfindungsgemäßer Polymerisation von 4V2 Monaten wird ein At von 6 bis 7°C festgestellt After continuous polymerization according to the invention for 4/2 months, an at of 6 to 7 ° C. is found

Die Katalysator- und Polymerisationsdaten sowie die Eigenschaften der erhaltenen Polymeren sind in der nachstehenden Tabelle I zusammengefaßt Das Polyäthylen ist hochmolekular und breit verteilt und zeigt hohe Kerbschlagzugzähigkeiten. Durch die Veränderung des Molquotienten B: C von 303 nach 123 sinkt der Fließfaktor F21.6 von 24,7 auf 17,5 und ist somit einstellbar; gleichzeitig erhöht sich die Kerbschlagzugzähigkeit von 160 auf 181 kj/m2. Man erkennt auch, daß erhöhte Mengen an C zu Katalysatoren führen, welche geringere Mengen an H2 benötigen, wenn ein Polyäthylen mit gleichem Schmelzindex erhalten werden soll.The catalyst and polymerization data and the properties of the polymers obtained are summarized in Table I below. The polyethylene has a high molecular weight and is widely distributed and has high notched impact strengths. By changing the molar quotient B: C from 303 to 123, the flow factor F21.6 drops from 24.7 to 17.5 and is therefore adjustable; at the same time, the tensile impact strength increases from 160 to 181 kj / m 2 . It can also be seen that increased amounts of C lead to catalysts which require smaller amounts of H2 if a polyethylene with the same melt index is to be obtained.

Wird ein Katalysatorsystem ohne Verwendung der Komponente C zur Polymerisation des Äthylens eingesetzt (Vergleichsversuch A) so sind die Polymerisationsergebnisse bzw. die Eigenschaften des erhaltenen Polymeren im Vergleich zu den erfindungsgemäß eingesetzten Katalysatorsystemen als negativ einzustufen.If a catalyst system is used without using component C for the polymerization of ethylene (Comparative experiment A) so are the polymerization results or the properties of the polymer obtained to be classified as negative compared to the catalyst systems used according to the invention.

Tabelle ITable I.

0,12 Mol E je Mol B + C, Polymerisationstemperatur 85°C0.12 moles of E per mole of B + C, polymerization temperature 85 ° C

Beispielexample Mol-Verh.Mole ratio Mol-Verh.Mole ratio :B: B. Ti3 +Ti 3 + H2 % H 2 % Kai,-Kai, - 1111th 0,280.28 29,329.3 Dichtedensity Ki?*)Ki? *) B:CB: C AA. %% GabiaumGabiaum Verbrauchconsumption gA+B+CgA + B + C 0,320.32 24,724.7 : 1,63: 1.63 je kg Pol.per kg pole. 0,310.31 21,621.6 VergleichsComparison 1 :01-0 11 9494 2828 1,41.4 0,320.32 18,518.5 0,9480.948 9999 versuch Aattempt A : 1,58: 1.58 0,330.33 17,517.5 11 1 :0,0331: 0.033 11 : 1,54: 1.54 9797 1313th 0,950.95 0,9510.951 160160 22 1 :0,0561: 0.056 11 : 1,52: 1.52 100100 12,512.5 0,940.94 B,B, 0,9520.952 168168 33 1 :0,0681: 0.068 11 :1,5: 1.5 9797 11,511.5 0,930.93 0,9520.952 170170 44th 1 :0,0811: 0.081 11 ink I/m2 ink I / m 2 9999 10,610.6 0,910.91 0,9530.953 181181 K zz*) = KerbschlagzugzähigkeitK zz *) = notched impact tensile strength BeispieleExamples 5 bis 11, Vergleichsversuch5 to 11, comparative experiment TabelleTabel

KatalysatorbereitungCatalyst preparation

Aus den Komponenten A, B und C wird analog Beispiel 1 bis 4 ein Katalysatorfeststoff D bereitet. Dabei wird die Menge an Titantetra-n-propylat C so gewählt, daß ein Molverhältnis von B : C = 1 :0,068 = 14,7 resultiert; das Molverhältnis A : B beträgt 1 :1,52. Diese Molverhältnisse entsprechen dem Beispiel 3.A catalyst solid D is prepared from components A, B and C analogously to Examples 1 to 4. It will the amount of titanium tetra-n-propylate C selected so that a molar ratio of B: C = 1: 0.068 = 14.7 results; the molar ratio A: B is 1: 1.52. These molar ratios correspond to Example 3.

Der Katalysatorfeststoff D wird nach der Bereitung mit verschiedenen Mengen an Titantrichlor-n-propylat E versetzt, und zwar 0,06 bis 0,24 Mole E/Mole B + C. Bei Vergleichsversuch B wird keine Komponente E zugegeben.The catalyst solid D is after preparation with various amounts of titanium trichloro-n-propylate E. added, namely 0.06 to 0.24 moles E / mole B + C. In comparative experiment B, no component E admitted.

Polymerisation des ÄthylensPolymerization of ethylene

Die Polymerisation wird allgemein analog Beispiel 1 bis 4 durchgeführt. Es werden 2 verschiedene Polymerisationstemperaturen, 80 und 85°C, gewählt. Die Konzentrationen des Polyäthylens im Reaktor betragen 36 bis 39 Gew.-% und die Verweilzeiten 4 bis 6 Stunden. Bei Vergleichversuch B 32,6 Gew.-% und Verweilzeit 81Z2 Stunden.The polymerization is generally carried out analogously to Examples 1 to 4. Two different polymerization temperatures, 80 and 85 ° C, are selected. The concentrations of the polyethylene in the reactor are 36 to 39% by weight and the residence times are 4 to 6 hours. In comparative experiment B 32.6% by weight and residence time 8 1 2 hours.

Je Stunde erhält man 4,54 bis 5,4 kg Polyäthylen mit sehr hohen Schüttdichten von 470 bis 480 g/l. Nach dem Vergleichsversuch B werden nur 2,5 kg Polyäthylen/Stunde erhalten.4.54 to 5.4 kg of polyethylene with a very high bulk density of 470 to 480 g / l are obtained per hour. After this Comparative experiment B only 2.5 kg of polyethylene / hour are obtained.

Im Reaktor werden auch nach einer kontinuierlichen Polymerisationsdauer von 5 Monaten keine nennenswerten Ablagerungen festgestellt.Even after a continuous polymerization time of 5 months, none are noteworthy in the reactor Deposits found.

Die Katalysator- und Polymerisationsdaten sowie die Eigenschaften der Polymeren sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengefaßt. Der Fließfaktor F21A wird durch den steigenden Zusatz von E vermindert und kann geregelt werden. Entsprechend steigen die Werte der Kerbschlagzugzähigkeit an. Bei einer Polymerisationstemperatur von 80° C werden gegenüber 85° C jeweils höhere Fließfaktoren und etwas höhere Dichten gefunden.The catalyst and polymerization data as well as the properties of the polymers are shown below Table II summarized. The flow factor F21A is reduced by the increasing addition of E and can be managed. The values of the notched tensile impact strength increase accordingly. At a polymerization temperature from 80 ° C to 85 ° C higher flow factors and slightly higher densities are found.

Wird ein Katalysatorsystem ohne Verwendung der Aktivierungskomponente E zur Polymerisation von Äthylen eingesetzt, so steigt der Katalysatorverbrauch g A + B + C/kg Polyäthylen um ca. 100% an. Der F2i.6-Wert dieses Polymeren von 29 ist zur Herstellung von schlagzähen Formkörpern zu hoch.If a catalyst system is used for the polymerization of ethylene without using the activation component E, the catalyst consumption g A + B + C / kg polyethylene increases by approx. 100%. The F 2 i.6 value of this polymer of 29 is too high for the production of impact-resistant moldings.

Tabelle IITable II

B : C = 1 :0.068. A : B = 1 :1.52. PolvmerisationstemDeratur 80 und 85° C.B: C = 1: 0.068. A: B = 1: 1.52. Polymerization temperature 80 and 85 ° C.

Beispielexample MoIcEMoIcE H2 % H 2 % K.at.-Ver-K.at.-Ver /5/ 5 2929 Dichtedensity KzzKzz Temperaturtemperature je Molper mole GasraumGas compartment brauchneed B + CB + C VergleichsComparison 2020th 22 032032 2525th 0,9510.951 135135 versuch Battempt B 20,520.5 8O0C8O 0 C 1919th 5/800C5/80 0 C 0,060.06 16,516.5 1.11.1 0,300.30 1717th 0,9510.951 160160 6/8O0C6 / 8O 0 C 0,120.12 1515th 1,051.05 0,300.30 2020th 0,9520.952 166166 7/800C7/80 0 C 0,180.18 1212th 0,920.92 0,340.34 18,518.5 0,9530.953 174174 8/8O0C8 / 8O 0 C 0,240.24 10,510.5 0,90.9 0,330.33 15,515.5 0,9530.953 179179 9/85°C9/85 ° C 0,060.06 12,512.5 1.11.1 0,350.35 0,9510.951 158158 10/85° C10/85 ° C 0,120.12 11,511.5 0,930.93 0,320.32 0,9520.952 170170 11/85°C11/85 ° C 0.180.18 1010 0,820.82 0,340.34 0,9510.951 191191

5050 5555

6565

Beispiel 12
Kalalysatorbereitung
Example 12
Analyzer preparation

Aus den Komponenten A, B und C wird bei 37°C während 9V4 Stunden ein Katalysatorfeststoff bereitet. Die Gesamtmenge der eingesetzten Ausgangsstoffe A + B + C beträgt 320 g und die zur Feststoffbereitung D eingesetzte Isooktanmenge 650 ml. Molverhältnis A : B und B : C analog Beispiel 1. Der Reduktionsgrad von D beträgt 99%. Nach Verdünnen mit lsooktan wird D mit 0,12 MolTitantrichlor-n-propylat E/Mol B + C versetzt.A catalyst solid is prepared from components A, B and C at 37.degree . C. for 9V for 4 hours. The total amount of the starting materials A + B + C used is 320 g and the amount of isooctane used for solids preparation D is 650 ml. Molar ratio A: B and B: C as in Example 1. The degree of reduction of D is 99%. After dilution with isooctane, 0.12 mole of titanium trichloro-n-propylate E / mole of B + C is added to D.

in Polymerisation des Äthylensin the polymerization of ethylene

Die kontinuierliche Polymerisation des Äthylens wird analog der oben beschriebenen Beispiele, welche in der Tabelle 1 aufgeführt sind, durchgeführt. Außerdem werden stündlich 30 g Buten-1 in den Polymerisationsreaktor dosiert. Der H2-Gehalt im Gasraum beträgt 8%, die Verweilzeit 4,5 Stunden und die Polymerkonzentration 38,4Gew.-%.The continuous polymerization of ethylene is analogous to the examples described above, which in the Table 1 listed, performed. In addition, 30 g of butene-1 per hour are put into the polymerization reactor dosed. The H2 content in the gas space is 8%, the residence time 4.5 hours and the polymer concentration 38.4 wt%.

Man erhält je Stunde 5,55 kg Polyäthylen; dieses Resultat entspricht einem Kai.'ilysatorverbrauch von 0.9 g eingesetzter Stoffe A + B + C je kg Polyäthylen.5.55 kg of polyethylene are obtained per hour; this result corresponds to a quay analyzer consumption of 0.9 g Substances used A + B + C per kg of polyethylene.

Das mit Buten-1 modifizierte Polymerprodukt zeigt folgende Eigenschaften:The polymer product modified with butene-1 shows the following properties:

Schmelzindex k 1,2 g/10 MinutenMelt index k 1.2 g / 10 minutes

Fließfaktor F2,.,, 15,5Flow factor F 2 ,. ,, 15.5

Dichte 0,949 g/cm3 Density 0.949 g / cm 3

Kzz 121 k)/m2 Kzz 121 k) / m 2

Titangehalt 3,9 mg/kg PolymerTitanium content 3.9 mg / kg polymer

Diese Polyäthylentype weist eine sehr hohe Festigkeit gegenüber Spannungsrißkorrosion auf. Aus dem Produkt hergestellte Hohlkörper zeigen eine hohe Zähigkeit und hohe Fallwerte. BlasfoUen können mit hohen Durchsätzen hergestellt werden.This type of polyethylene has a very high resistance to stress corrosion cracking. From the Hollow bodies produced by the product show high toughness and high drop values. Blown foam can with high Throughputs are established.

B e i s ρ i e 1 13B e i s ρ i e 1 13

KatalysatorbereitungCatalyst preparation

Der Katalysator wird analog Beispiel 1 bereitet. Die Menge der zugesetzten Komponente E beträgt 0,12 Mol je Mol B + C. Es wird ein Reduktionsgrad von 97,4% erhalten.The catalyst is prepared analogously to Example 1. The amount of component E added is 0.12 mol per mole of B + C. A degree of reduction of 97.4% is obtained.

ÄthylenpolymerisationEthylene polymerization

Die kontinuierliche Polymerisation des Äthylens wird allgemein analog der oben beschriebenen Beispiele bei 80° C durchgeführt. Es werden nur 4,4 g zur Katalysatorfeststoffbereitung eingesetzter Stoffe A + B + C je Stunde dem Reaktor zudosiert. Außerdem werden stündlich 5 g Buten-1 zugegeben.The continuous polymerization of ethylene is generally analogous to the examples described above 80 ° C carried out. Only 4.4 g of substances A + B + C are used for preparing the solids of the catalyst Hour metered into the reactor. In addition, 5 g of 1-butene are added every hour.

Bei einem H2-Gehalt im Gasraum des Reaktors von 8%, bei einer Verweilzeil von 3,8 Stunden und einer Polymerkonzentration von 39,6 Gew.-% erhält man nach Aufarbeiten 6.8 kg Polyäthylen je Stunde; dies entspricht einem Katalysatorverbrauch von 0,65 g A + B + C/kg Polyäthylen. Das durch wenig Buten-1 modifizierte Polyäthylen ist hochmolekular und besitzt folgende Eigenschaften:With an H2 content in the gas space of the reactor of 8%, with a dwell time of 3.8 hours and one Polymer concentration of 39.6% by weight is obtained after working up 6.8 kg of polyethylene per hour; This matches with a catalyst consumption of 0.65 g A + B + C / kg polyethylene. The polyethylene modified by a little butene-1 is of high molecular weight and has the following properties:

Schmelzindex/5 0,33 g/10 MinutenMelt index / 5 0.33 g / 10 minutes

Fließfaktor F21.6 18,2Flow factor F21.6 18.2

Dichte 0,949 g/cm3 Density 0.949 g / cm 3

Titangehalt 3 mg/kg PolymerTitanium content 3 mg / kg polymer

Chlorgehalt 2,6 mg/kg PolymerChlorine content 2.6 mg / kg polymer

Zur Polymerisation und zur Aufarbeitung des Polymeren werden nur 2,6 1 Lösungsmittel je Wg Trockenprodukt benötigt. Der Reinheitsgrad dieser Polyäthylentype ist außerordentlich hoch.Only 2.6 liters of solvent per unit of dry product are required for the polymerization and for working up the polymer needed. The degree of purity of this type of polyethylene is extremely high.

Beispiel 14 bis 16Example 14 to 16

KatalysatorbereitungCatalyst preparation

Die Kataiysatorbereitung erfolgt analog Beispiel 12. Die Komponente E, wie in den vorangegangenen Beispielen Titantrichlor-n-propylat, wird jedoch nicht dem Katalysatorfeststoff D nach dessen Bereitung, sondern während der Polymerisation zudosiert.The catalyst preparation takes place analogously to Example 12. Component E, as in the previous examples Titanium trichloro-n-propylate, however, is not the catalyst solid D after its preparation, but metered in during the polymerization.

Polymerisation des ÄthylensPolymerization of ethylene

Die kontinuierliche Polymerisation des Äthylens erfolgt im allgemeinen nach den oben beschriebenen Beispielen. Es wird bei 85°C und 9 bar sowie einer !-^-Konzentration im Gasraum von 10% polymerisiert. Innerhalb von 3 kontinuierlichen Polymerisalionsphasen, den Beispielen 14,15 und 16 entsprechend werden verschiedene Mengen an Komponente E in den Reaktor eingegeben.The continuous polymerization of ethylene is generally carried out according to the examples described above. It is polymerized at 85 ° C and 9 bar and a! - ^ - concentration in the gas space of 10%. Within of 3 continuous polymerisation phases, corresponding to Examples 14, 15 and 16, are different Quantities of component E entered into the reactor.

In nachstehender Tabelle 111 werden die Katalysator- und Polymerisationsdaten sowie die Eigenschaften der erhaltenen Polymeren zusammengefaßt Die angegebenen Daten werden nach einer jeweiligen Polymerisationszeit von 16 Stunden ermitteltIn the following table 111 the catalyst and polymerization data as well as the properties of the Polymers obtained summarized The data given are after a respective polymerization time determined from 16 hours

Tabelle IIITable III

Beispiel Mol E/Mol B + C kg PolVStunde Kau-Verbrauch /s F2Lb Example Mol E / Mol B + C kg PolVhour chewing consumption / s F 2 Lb

gA+B+C
je kg Pol.
gA + B + C
per kg pole.

!0! 0

1414th Cl 2Cl 2 5,745.74 0,870.87 0.400.40 2323 1515th 0,180.18 6,076.07 0,820.82 0,580.58 2121 1616 0,240.24 6363 0,80.8 0.650.65 18,518.5

Es ist demnach ohne weiteres möglich, die Molekulargewichtsverieilung während der kontinuierlichen Polymerisation zu regeln.It is therefore easily possible to monitor the molecular weight distribution during the continuous polymerization to regulate.

Vergleichsversuch CComparative experiment C

Die Katalysatorfeststoffbereitung erfolgt nach Beispiel 4 der DE-OS 24 14 784 in zwei Stufen. Das Molverhältnis der Katalysatorkomponente A zur Komponente B Titantetrachlorid beträgt 1 :1,5, das Molverhältnis von B zu C Titantetra-n-propylat 1 :0,069. Man erhält bei den angewandten Katalysatorbereitungsbedingungen einen Reduktionsgrad von nur 83% Ti3+.The catalyst solids are prepared according to Example 4 of DE-OS 24 14 784 in two stages. The molar ratio of catalyst component A to component B titanium tetrachloride is 1: 1.5, the molar ratio of B to C titanium tetra-n-propoxide is 1: 0.069. With the catalyst preparation conditions used, a degree of reduction of only 83% Ti 3+ is obtained .

Diese Katalysatorsuspension wird ohne Komponente E, wie im Beispiel 4 der DE-OS 24 14 784 beschrieben, zur kontinuierlichen Äthylenpolymerisation eingesetzt. Schon nach einer Polymerisationsdauer von 3 Wochen wird ein At von 9,5° C beobachtet; nach öffnen des Reaktors werden feste Wandablagerungen festgestellt, die eine Reinigung des Reaktors erforderlich machen.This catalyst suspension is used without component E, as described in Example 4 of DE-OS 24 14 784, for continuous ethylene polymerization. After only 3 weeks of polymerization, an at of 9.5 ° C is observed; After opening the reactor, solid wall deposits are found, which make it necessary to clean the reactor.

Vergleichsversuch DComparative experiment D

In diesem Vergleichsversuch wird ein Katalysatorfeststoff eingesetzt, welcher analog Vergleichsversuch A nur aus den Katalysatorkomponenten A und B, Molverhältnis 1 :1,61, hergestellt wird. Je Katalysatorcharge werden 192 g A + B verwendet. Bei einer Verdünnung von 5 Volumenteilen Isooktan je Volumenteil Komponente A wird nach 3V2 Stunden bei 500C ein Reduktionsgrad von 93,2% Ti3+ erreicht.In this comparative experiment, a catalyst solid is used which, analogously to comparative experiment A, is produced only from catalyst components A and B, molar ratio 1: 1.61. 192 g of A + B are used per catalyst charge. With a dilution of 5 parts by volume of isooctane per part by volume of component A, a degree of reduction of 93.2% Ti 3+ is achieved after 3–2 hours at 50 ° C.

Zur kontinuierlichen Äthylenpolymerisation werden stündlich 6 g Katalysatorausgangsstoffe A + B in den Reaktor dosiert. Es wird ohne Komponente E polymerisiert. Bei einer Polymerisationstemperatur von 8O0C, einem H2-Gehalt im Gasraum von 40%, einem Polymerisationsdruck von 9,8 bar und bei einer Verweilzeit von IOV2 Stunden erhält man nur 2 kg Polyäthylen/Stunde; das entspricht einem Katalysatorverbrauch A + B von 3 g/kg Polyäthylen.For continuous ethylene polymerization, 6 g of catalyst starting materials A + B are metered into the reactor every hour. It is polymerized without component E. At a polymerization temperature of 8O 0 C, a H2 content in the gas space of 40%, a polymerization pressure of 9.8 bar is obtained and only 2 kg of polyethylene / hour with a residence time of IOV2 hours; this corresponds to a catalyst consumption A + B of 3 g / kg polyethylene.

Der Schmelzindex 1? des Polymeren beträgt 0,09 g/10 Minuten, der Fließfaktor F2ib 51,1 und die Schüttdichte 392 g/l.The melt index 1? of the polymer is 0.09 g / 10 minutes, the flow factor F2ib is 51.1 and the bulk density 392 g / l.

Man erkennt, daß ein Katalysatorsystem aus den Komponenten A und B und ohne die Komponenten C und E relativ viel Wasserstoff benötigt, um ein Polyäthylen mit brauchbaren Schmelzindexwerten zu erhalten. Dadurch steigt der Katalysatorverbrauch stark an. Außerdem zeigt das Polymere eine relativ niedrige Schüttdichte. Der Fließfaktor ist außerordentlich hoch, was auf einen hohen Gehalt an niedermolekularen Polymeranteilen schließen läßt.It can be seen that a catalyst system composed of components A and B and without components C and E relatively much hydrogen is required to obtain a polyethylene with useful melt index values. Through this the catalyst consumption rises sharply. In addition, the polymer shows a relatively low bulk density. Of the The flow factor is extremely high, which indicates a high content of low molecular weight polymer fractions leaves.

Beispiel 17
Katalysatorbereitung
Example 17
Catalyst preparation

Aus den Komponenten A, B und C wird analog Beispiel 2 ein Katalysatorfeststol'f D bei 370C hergestellt. Anstelle 260 ml Isooktan werden jedoch 641 ml als Verdünnungsmittel zur Katalysatoroereitung verwendet. Dadurch verlängert sich die Bereitungszeit auf 11 '/2 Stunden. Man erhält einen Ti3+-WeN von 96,8%. A catalyst solid D is produced at 37 ° C. from components A, B and C analogously to Example 2. Instead of 260 ml of isooctane, however, 641 ml are used as a diluent for preparing the catalyst. This increases the preparation time to 11 1/2 hours. A Ti 3+ -WeN of 96.8% is obtained.

Polymerisation des Äthylens
Zur kontinuierlichen Äthylenpolymerisation werden folgende Daten angegeben:
Polymerization of ethylene
The following data are given for continuous ethylene polymerization:

PolymensationstemperLturPolymerization temperature 85° C85 ° C PolymerisationsdruckPolymerization pressure 9 bar9 bar Verweilzeit (im Mitte!)Dwell time (in the middle!) 4,7 Stunden4.7 hours Wasserstoffkonzentration im GasraumHydrogen concentration in the gas space 10,5%10.5% Dosierung KatalysatorfeststoffsuspensionDosing of solid catalyst suspension je Stunde:per hour: 5 g Ausgangsstoffe A + B + C5 g starting materials A + B + C Dosierung Komponente E je Stunde:Dosage of component E per hour: 80 mg/g80 mg / g Ausgangsstoffe A + B + C = 0,1.2 Mol K/Mol B +Starting materials A + B + C = 0.1.2 mol K / mol B +

4545 5050 5555

6060

b5b5

Wie in den vorangegangenen Beispielen wird ein Autoklav mit 1001 Topfvolumen als Polymerisationsreaktor verwendetAs in the previous examples, an autoclave with a pot volume of 100 l is used as the polymerization reactor used

Nach einer kontinuierlichen Polymerisationsphase von 64 Stunden, wobei stündlich 6,7 kg Polyäthylen bei einem Katalysatorverbrajch von 0,75 g/kg Polymei produkt erhalten werden, zeigt eine Probe des Polyäthylens folgende Eigenschaften:After a continuous polymerization phase of 64 hours, with 6.7 kg of polyethylene per hour a catalyst consumption of 0.75 g / kg polymer product can be obtained, shows a sample of the polyethylene following properties:

Schmelzindex i% Melt index i% 033 g/10 Minuten033 g / 10 minutes Fließfaktor F2i.b Flow factor F 2 i. b 22,422.4 SchüttdichteBulk density 443 g/l443 g / l Staubanteil unter 100 μΐηDust content below 100 μΐη 0,4%0.4% Korngröße im MittelAverage grain size 520 μπι520 μm

1010 1515th 2020th 2525th 3030th 3535

Man erkennt folgende Zusammenhänge:The following relationships can be recognized:

a) Bei einer längeren Verweilzeit werden im Vergleich zu Beispiel 3 etwas höhere Ausbeuten und etwas höhere F2i.e-Werte des Polyäthylens erhalten.a) With a longer residence time compared to Example 3, somewhat higher yields and somewhat obtained higher F2i.e values of the polyethylene.

b) Bei einer höheren Katalysatorbereitungstemperatur von 60°C wird im Vergleich zu allgemein 370C — vorangegangene Beispiele — die Schüttdichte des Polymeren herabgesetzt. Ferner erhöhen sich die Staubanteile des Polyäthylenpulvers deutlich und die Korngrößenverteilung wird sehr breit; Vergleich zu Beispiel 17.b) At higher catalyst preparation temperature of 60 ° C is compared to generally 37 0 C - decreased the bulk density of the polymer - previous examples. Furthermore, the dust content of the polyethylene powder increases significantly and the grain size distribution becomes very broad; Comparison to example 17.

Das Polyäthylenpulver ist sehr einheitlich und sehr gut rieselfähig.The polyethylene powder is very uniform and easy to pour.

Beispiel 18
Katalysatorbereitung
Example 18
Catalyst preparation

Aus den Komponenten A, Reaktionsprodukt aus Methylwasserstoffpolysiloxan und Diisobutylaluminiumhydrid, B Titantetrachlorid und C Titan-n-propyltitanat wird bei 600C und während 3V4 Stunden in 160 g Chargen ein Katalysatorfeststoff D bereitet Molverhältnisse A zu B und B zu C analog Beispiel 3. Zur Katalysatorbereitung werden anfangs 5 Volumenteile Isooktan je Volumenteil Komponente A eingesetzt; nach 2-stündiger Bereitungszeit ist ein weiteres Verdünnen auf 7 Volumenteile Lösungsmittel je Volumenteil A erforderlich. Der Reduktionsgrad der Katalysatorfeststoffsuspension beträgt 100%.Of the components A, reaction product of methylhydrogenpolysiloxane and diisobutylaluminum hydride, B of titanium tetrachloride and C titanium-n-propyl titanate, a solid catalyst D prepared mole ratios A at 60 0 C and during 3V for 4 hours in 160 g batches to B and B to C analogously to Example 3. FIG. To prepare the catalyst, 5 parts by volume of isooctane are initially used per part by volume of component A; After a preparation time of 2 hours, further dilution to 7 parts by volume of solvent per part A by volume is necessary. The degree of reduction of the catalyst solids suspension is 100%.

Nach der Katalysatorbereitung werden wie im Beispiel 3 je Mol B + C 0,12 Mol Komponente E Titantrichlorn-propylat dem Katalysatorfeststoff zugesetzt.After the catalyst has been prepared, 0.12 mol of component E titanium trichloropropoxide per mol of B + C is added as in Example 3 added to the catalyst solid.

Polymerisation des ÄthylensPolymerization of ethylene

Die kontinuierliche Äthylenpolymerisation wird allgemein, wie in den vorangegangenen Beispielen beschrieben, durchgeführt: Stündlich werden 5 g der Komponenten A + B + C, welche zur Katalysatorbereitung eingesetzt wurden, dem Reaktor zudosiert. Bei 85"C, 11,5% H2 im Gasraum und einer Verweilzeit von 6 Stunden erhält man im Durchschnitt 5,85 kg Polyäthylen/Stunde mit folgenden Eigenschaften:The continuous ethylene polymerization is generally, as described in the previous examples, carried out: 5 g of components A + B + C, which are used for catalyst preparation, are added every hour were used, metered into the reactor. At 85 "C, 11.5% H2 in the gas space and a residence time of 6 hours an average of 5.85 kg of polyethylene per hour is obtained with the following properties:

Schmelzindex /5Melt index / 5 1C0 um1C0 at 0,30 g/10 Minuten0.30 g / 10 minutes Fließfaktor F2\b Flow factor F 2 \ b 22,522.5 SchüttdichteBulk density 400 g/l400 g / l Staubanteil unterDust content below 5,8%5.8%

Aus diesen Gründen werden zur Katalysatorfeststoff bereitung bevorzugt tiefere Temperaturen als 6O0C, nämlich Temperaturen zwischen 20 und 45°C gewählt.For these reasons, namely temperatures between 20 and 45 ° C are preferred preparation lower temperatures than 6O 0 C to the catalyst solid, is selected.

Beispiele 19bis22,Tabelle IV
Katalysatorbereitung
Examples 19-22, Table IV
Catalyst preparation

Die Katalysatorfeststoff bereitung erfolgt nach Beispiel 5, jedoch bei 300C; die Summe der eingesetzten Stoffe A + B + C beträgt 33,77 g. Nach 11-stündiger Katalysatorbereitung wird ein Ti3+-Gehalt von 100% gefunden. Die Komponente E wird erst vor der Polymerisation zugegeben.The catalyst solids preparation takes place according to Example 5, but at 30 0 C; the sum of the substances A + B + C used is 33.77 g. After 11 hours of preparation of the catalyst, a Ti 3+ content of 100% is found. Component E is only added before the polymerization.

Polymerisation des ÄthylensPolymerization of ethylene

Die Äthylenpolymerisation erfolgt in einer kleinen Laboreinheit von 1 1 Volumen bei 80"C während 2 Stunden. Nach Einfüllen von 600 ml Isooktan in das Polymerisationsgefäß werden bei 80°C, 0,5 g Katalysaiorfeststoff D, bezogenauf die zur Katalysatorfeststoffbereitung eingesetzten Komponenten A + B + C als Suspension zugegeben; dann werden jeweils 0,09 mMol Komponente E1TiCh(OR'), Molverhältnis 0,06 Mol E je Mol B + C, zugesetzt. R' bedeutet in der Reihe der Beispiele 19 bis 22 n-Propyl, η-Butyl, i-Propyl und n-Octyl. Nach Aufpressen mit Wasserstoff auf 3 bar und von Äthylen auf 11 bar wird bei diesem Druck und bei 8O0C während 2 Stunden bei laufender Nachgabe von Äthylen polymerisiert.Ethylene is polymerized in a small laboratory unit with a volume of 1 liter at 80 ° C. for 2 hours. After 600 ml of isooctane have been poured into the polymerization vessel, 0.5 g of catalyst solids D, based on the components A + B used for preparing the catalyst solids + C is added as a suspension; 0.09 mmol of component E 1 TiCh (OR '), molar ratio 0.06 mol of E per mol of B + C, is then added. In the series of Examples 19 to 22, R' denotes n-propyl , η-butyl, i-propyl and n-octyl. After pressing with hydrogen to 3 bar of ethylene and at 11 is polymerized at this pressure and at 8O 0 C for 2 hours at running subsequent addition of ethylene bar.

In der nachfolgenden Tabelle IV werden die Polymerisationsergebnisse zusammengefaßt.The results of the polymerization are summarized in Table IV below.

Die Verwendung von Titantrichlor-n-propylat als Komponente E ist unter den gewählten Versuchsbedingungen aus der Sicht der Katalysatoraktivität und der Eigenschaften des Polymeren, wie A, F2].b und Dichte, besonders vorteilhaftThe use of titanium trichloro-n-propylate as component E is under the chosen test conditions from the point of view of the catalyst activity and the properties of the polymer, such as A, F 2 ]. b and density, particularly advantageous

Tabelle IVTable IV R'
Komp. E
R '
Comp. E
g
Polyäthylen
G
Polyethylene
ΛΛ 22,6
15,5
19,9
25,8
22.6
15.5
19.9
25.8
Dichte
(g/cmJ)
density
(g / cm J )
Schütt
dichte
(g/i)
Schütt
density
(g / i)
Beispielexample n-Propyl
n-Butyl
i-Propyl
n-Octyl
n-propyl
n-butyl
i-propyl
n-octyl
164
160
131
164
164
160
131
164
1,8
2,8
1,4
0,62
1.8
2.8
1.4
0.62
0.955
0,954
0,955
0,953
0.955
0.954
0.955
0.953
441
472
450
443
441
472
450
443
19
20
21
22
19th
20th
21
22nd

An der Glaswand des Polymergefäßes wird keine Belagsbüdung festgestellt. Der Autoklav kann nach Entleeren der Polymersuspension ohne Reinigung für weitere Versuche verwendet werden.No deposit build-up was found on the glass wall of the polymer vessel. The autoclave can after emptying the polymer suspension can be used for further experiments without purification.

Vergleichsversuch EComparative experiment E

Die Katalysatorfeststoffbereitung und die Äthylenpolymerisation werden unter Bedingungen durchgeführt, wie sie in den vorangegangenen Beispielen 19 bis 22 beschrieben sind. Anstelle der Komponente E werden jedoch 0,09 mMol Titantetrachlorid dem Polymeransatz zugegeben. Man erhält nach 2-stündiger Polymerisationszeit 210 g Polyäthylen, welches ähnlich Beispiel 22 hochmolekular und breit verteilt ist, Schmelzindex /'s = 0,48 und Fließfaktor F2i,b = 29. An der Glaswand des Polymerisationsgefäßes und am Rührer werden jedoch Ablagerungen und Polymerfasern festgestellt, welche eine Reinigung des Gefäßes erforderlich machen.The catalyst solids preparation and the ethylene polymerization are carried out under conditions as described in Examples 19 to 22 above. Instead of component E, however, 0.09 mmol of titanium tetrachloride are added to the polymer mixture. After a polymerization time of 2 hours, 210 g of polyethylene are obtained, which, similar to Example 22, has a high molecular weight and broadly distributed, melt index / 's = 0.48 and flow factor F2i, b = 29. However, deposits and polymer fibers appear on the glass wall of the polymerization vessel and on the stirrer determined which make cleaning of the vessel necessary.

Vergleichsversuch FComparative experiment F

Katalysator- und Polymerisationsbedingungen wie Beispiele 19 bis 22. Anstelle der Komponente E werden jedoch 0,1 mMol Triisobutylaluminium dem Polymerisationsansatz zugegeben. Die Polymerisation des Äthylens muß nach 15 Minuten abgebrochen werden, da sich dicke Polymerstränge und Ablagerungen gebildet haben. Auch ähnliche Ansätze mit geringeren Mengen an Katalysatorfeststoff D ergeben in erster Linie schwer rührbare Polymerkörper und kein diskretes Polymerkorn wie bei Verwendung der erfindungsgemäßen Katalysatorsysteme aus D + E.Catalyst and polymerization conditions as in Examples 19 to 22. Instead of component E are however 0.1 mmol of triisobutylaluminum was added to the polymerization batch. The polymerization of ethylene must be stopped after 15 minutes because thick polymer strands and deposits have formed. Similar approaches with smaller amounts of catalyst solid D are also primarily difficult stirrable polymer bodies and no discrete polymer grains as when using the catalyst systems according to the invention from D + E.

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Niederdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex k (DIN 53 735) von 0,11. Process for the production of low-pressure polyethylene with a melt index k (DIN 53 735) of 0.1 bis 3 und breiter Molekulargewichtsverteilung durch Polymerisation von Äthylen und ggf. 10 Moi-°/o, bezogen auf die Gesamtolefinmischung, Λ-Olefinen mit maximal 8 Kohlenstoffatomen bei Drücken zwischen 1 und 50 bar und Temperaturen zwischen 50 und 120°C unter Verwendung von Katalysatoren auf Basis eines Katalysatorfeststoffes D, der erhalten worden ist durch Umsetzen vonup to 3 and broad molecular weight distribution by polymerization of ethylene and possibly 10 Moi-%, based on the total olefin mixture, Λ-olefins with a maximum of 8 carbon atoms at pressures between 1 and 50 bar and temperatures between 50 and 120 ° C using catalysts based on a Catalyst solid D obtained by reacting
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