DE69422392T3 - PROCESS FOR PRODUCING GRANULAR RESIN - Google Patents

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung granulären Harzes. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Aufschlämmungsverfahren zur Polymerisation und Copolymerisation von Ethylen in Anwesenheit von auf Trägern befindlichen Katalysatoren, die Metallocene von Übergangsmetallen umfassen.The This invention relates to a process for producing granular resin. In particular, the invention relates to a slurry process for the polymerization and copolymerization of ethylene in the presence from on carriers catalysts comprising metallocenes of transition metals.

Die Verwendung von Metallocenverbindungen von Übergangsmetallen als Katalysatoren für die Polymerisation und Copolymerisation von Ethylen ist eine relativ neue Entwicklung bei der Polymerisation und Copolymerisation von Ethylen.The Use of metallocene compounds of transition metals as catalysts for the Polymerization and copolymerization of ethylene is a relative one new development in the polymerization and copolymerization of Ethylene.

Metallocene können durch die Summenformel CpmMAnBp beschrieben werden. Diese Verbindungen sind zusammen mit Alumoxan verwendet worden, um Olefinpolymere und -copolymere wie Ethylen- und Propylenhomopolymere, Ethylen-Buten- und Ethylen-Hexen-Copolymere (siehe US-A-4542199 und US-A-4404344) herzustellen.Metallocenes can be described by the empirical formula Cp m MA n B p . These compounds have been used together with alumoxane to produce olefin polymers and copolymers such as ethylene and propylene homopolymers, ethylene-butene and ethylene-hexene copolymers (see US-A-4542199 and US-A-4404344).

Methylalumoxan (MAO) wird als Cokatalysator mit Metallocenkatalysatoren verwendet. Es gehört zu der Klasse der Alumoxane, die oligomere lineare und/oder cyclische Alkylalumoxane umfaßt, die durch die allgemeine Formel: R-(Al(R)-O)n-AlR2 für oligomere lineare Alumoxane; und (-Al(R)-O-)m für oligomeres cyclisches Alumoxan dargestellt werden,
worin n 1 bis 40, vorzugsweise 10 bis 20; m 3 bis 40, vorzugsweise 3 bis 20 und R eine C1-C8-Alkylgruppe und vorzugsweise Methyl ist.
Methylalumoxane (MAO) is used as a cocatalyst with metallocene catalysts. It belongs to the class of alumoxanes comprising oligomeric linear and / or cyclic alkylalumoxanes represented by the general formula: R- (Al (R) -O) n -AlR 2 for oligomeric linear alumoxanes; and (-Al (R) -O-) m for oligomeric cyclic alumoxane,
wherein n is 1 to 40, preferably 10 to 20; m is 3 to 40, preferably 3 to 20 and R is a C 1 -C 8 alkyl group, and preferably methyl.

Methylalumoxan wird häufig durch Umsetzung von Trimethylaluminium mit Wasser oder mit hydratisierten anorganischen Salzen wie CuSO4·5H2O oder Al2(SO4)3·5H2O hergestellt. Methylalumoxan kann ebenso in situ in Polymerisationsreaktoren durch Zugabe von Trimethylaluminium und Wasser oder wasserhaltigen anorganischen Salzen erzeugt werden. MAO ist ein Gemisch von Oligomeren mit einer sehr weiten Molekulargewichtsverteilung und normalerweise mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1200. MAO wird typischerweise in Toluollösung gehalten.Methylalumoxane is often prepared by reacting trimethylaluminum with water or with hydrated inorganic salts such as CuSO 4 .5H 2 O or Al 2 (SO 4 ) 3 .5H 2 O. Methylalumoxane can also be generated in situ in polymerization reactors by adding trimethylaluminum and water or aqueous inorganic salts. MAO is a mixture of oligomers with a very broad molecular weight distribution and normally with an average molecular weight of about 1200. MAO is typically held in toluene solution.

EP-A-0336593, DE-C-43 44 672 und US-A-5147949 offenbaren jeweils einen Polymerisationskatalysator, der ein Metallocen und ein Alumoxan umfaßt, die von Silikagel, das spezifische Mengen Wasser enthält, getragen werden.EP-A-0336593, DE-C-43 44 672 and US-A-5147949 each disclose a polymerization catalyst, which comprises a metallocene and an alumoxane, that of silica gel, the contains specific amounts of water become.

US-A-52407894 offenbart einen Katalysator, der einen dehydratisierten Siliciumdioxidträger, ein Metallocen und ein Alumoxan umfaßt. Der Katalysator ist bei der Polymerisation von Propylen als Homopolymer oder Copolymer mit anderen Olefinen verwendbar. Beispiel 9 beschreibt eine Ethylenpolymerisation, bei der der Katalysator in Verbindung mit Tetraethylaluminium (TEAL) verwendet wird. Die angegebene Dichte für das resultierende Polymer beträgt 0,9479 g/cm3.US-A-52407894 discloses a catalyst comprising a dehydrated silica support, a metallocene and an alumoxane. The catalyst is useful in the polymerization of propylene as a homopolymer or copolymer with other olefins. Example 9 describes ethylene polymerization using the catalyst in conjunction with tetraethylaluminum (TEAL). The reported density for the resulting polymer is 0.9479 g / cm 3 .

Bei gegenwärtigen kommerziellen Aufschlämmungsverfahren sind Versuche, LLDPE herzustellen, erfolglos verlaufen, weil die Polymer- und/oder Katalysatorlöslichkeiten die Ausbeuten beschränken und ebenso effiziente Lösungsmitteltrennung und die Feststoffübertragung stromabwärts des Reaktors verhindern.at current commercial slurry process Attempts to produce LLDPE have been unsuccessful because of the Polymer and / or catalyst solubilities limit the yields and equally efficient solvent separation and the solid transfer downstream prevent the reactor.

Erstens quillt typischerweise die lösliche Fraktion, wenn das Polymer in dem Lösungsmittel löslich ist, was den Polymeranteil pro Reaktoreinheit oder Lösungsmittelvolumen und folglich die Produktionsmenge beschränkt. Die resultierende Gelstruktur verschmutzt gewöhnlich den Reaktor. Außerdem werden Harze mit inakzeptabel geringer Schüttdichte hergestellt.First typically swells the soluble Fraction, if the polymer is soluble in the solvent, what the proportion of polymer per unit of reactor or volume of solvent, and consequently the production volume is limited. The resulting gel structure usually contaminates the reactor. In addition, will Resins made with unacceptably low bulk density.

Zweitens haben, wenn der Katalysator in dem Lösungsmittel oder dem Monomer löslich ist, die Polymerketten, die an dem Katalysator wachsen, eine inakzeptable Partikelmorphologie. Die Harze aus der löslichen Katalysatorfraktion sind typischerweise sehr kleine Partikel („Feinpartikel"), die in dem Lösungsmittel quellen und wiederum eine gelartige Struktur ergeben.Secondly when the catalyst is in the solvent or monomer soluble is the polymer chains growing on the catalyst, an unacceptable Particle morphology. The resins from the soluble catalyst fraction are typically very small particles ("fine particles") that swell in the solvent and again give a gel-like structure.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung für diese Einschränkungen zur Verfügung. Durch Reaktion der Metallocen/MAO-Lösung mit der reaktiven Oberfläche eines Trägers, wird eine neue Katalysatorklasse gebildet. Unter kontrollierten Bedingungen produziert diese neue Katalysatorklasse ein Polymer mit guter Morphologie ohne die oben beschriebenen Probleme.The The present invention provides a solution to these limitations to disposal. By reaction of the metallocene / MAO solution with the reactive surface of a Carrier, will formed a new class of catalyst. Under controlled conditions This new class of catalyst produces a polymer with good morphology without the problems described above.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines linearen Polyethylens niederer Dichte (LLDPE) in granulärer Form zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren:

  • (a) das Dispergieren eines Katalysators in dem aliphatischen Lösungsmittel unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen, um eine Aufschlämmung in einem Reaktionsgefäß zu bilden, wobei der Katalysator, getragen von einem dehydratisierten Träger, ein Metallocen und ein Alumoxan umfaßt;
  • (b) das Halten der Aufschlämmung bei einem absoluten Druck unter 1000 psi (6,9 MPa) und einer Temperatur von 20°C bis 100°C;
  • (c) das Einführen von Ethylen und einem alpha-Olefin, das aus 1-Buten, 1-Propen und alpha-Olefinen mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen ausgewählt wurde, in das Reaktionsgefäß, wobei der Partialdruck des Ethylens zwischen 20 und 1000 psi (0,14 bis 6,9 MPa) liegt; und
  • (d) die Gewinnung von granulärem LLDPE, das eine Schüttdichte von 15 bis 36 lb./ft3 (240 bis 580 kg/m3), eine spezifische Dichte im Bereich von 0,91 bis 0,939 g/cm3, ein MFR von weniger als etwa 30 und eine durchschnittliche Teilchengröße von 300 bis 800 μm aufweist, aus dem Reaktionsgefäß, umfaßt, wobei das aliphatische Lösungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Isobutan, Pentan, Isomeren von Pentan, Hexan, Isomeren von Hexan, Octan, Isomeren von Octan, Decan, Dodecan und Gemischen hiervon, ausgewählt ist.
According to the present invention there is provided a process for preparing a linear low density polyethylene (LLDPE) in granular form, the process comprising:
  • (a) dispersing a catalyst in the aliphatic solvent under substantially anhydrous conditions to form a slurry in a reaction vessel, the catalyst supported by a dehydrated carrier comprising a metallocene and an alumoxane;
  • (b) maintaining the slurry at an absolute pressure below 1000 psi (6.9 MPa) and a temperature of 20 ° C to 100 ° C;
  • (c) introducing ethylene and an alpha-olefin selected from 1-butene, 1-propene and alpha-olefins having 6 to 10 carbon atoms into the reaction vessel, wherein the partial pressure of ethylene is between 20 and 1000 psi (0 , 14 to 6.9 MPa); and
  • (d) recovering granular LLDPE having a bulk density of 15 to 36 lb./ft 3 (240 to 580 kg / m 3 ), a specific gravity in the range of 0.91 to 0.939 g / cm 3 , an MFR of less than about 30 and having an average particle size of 300 to 800 microns from the reaction vessel, wherein the aliphatic solvent is selected from the group consisting of isobutane, pentane, isomers of pentane, hexane, isomers of hexane, octane, isomers of octane , Decane, dodecane and mixtures thereof.

Vorteilhafterweise werden in Schritt (d) das Ethylen und das alpha-Olefin copolymerisiert, um das granuläre Harz zu bilden, das im wesentlichen in dem Lösungsmittel unlöslich ist und eine mittlere Partikelgröße von 300 bis 800 μm (Mikrometer) besitzt.advantageously, in step (d) the ethylene and the alpha-olefin are copolymerized, around the granular Resin that is substantially insoluble in the solvent and an average particle size of 300 up to 800 μm (Microns) has.

Die spezifische Dichte ist vorzugsweise kleiner als 0,93.The specific gravity is preferably less than 0.93.

In der bevorzugten Ausführung umfaßt der Träger Siliciumdioxid, das amorph und porös ist und ein Porenvolumen von 0,1 bis 5 cm3/g besitzt, wobei das Siliciumdioxid eine geringere Konzentration an Silanolgruppen als 2,5 mmol pro Gramm Siliciumdioxid besitzt.In the preferred embodiment, the carrier comprises silica which is amorphous and porous and has a pore volume of from 0.1 to 5 cm 3 / g, the silica having a lower concentration of silanol groups than 2.5 mmol per gram of silica.

Es ist ebenso bevorzugt, daß das Siliciumdioxid mit einem Volumen eines Gemisches, das ein Metallocen und Alumoxan umfaßt, kontaktiert wird, wobei das Volumen des Gemisches nicht größer als das Gesamtporenvolumen des dehydratisierten Siliciumdioxids ist.It is also preferred that the Silica with a volume of a mixture containing a metallocene and alumoxane comprises, is contacted, wherein the volume of the mixture is not greater than the total pore volume of the dehydrated silica is.

Das Metallocen besitzt vorzugsweise die Formel CpmMAnBp, worin Cp eine substituierte Cyclopentadienyl-Gruppe, m 1 oder 2; M Zirkonium oder Hafnium ist; jeweils A und B aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Halogenatom, einem Wasserstoffatom und einer Alkylgruppe besteht; und m + n + p gleich der Wertigkeit des Metalls M ist und daß das Alumoxan die folgende Formel (a) oder (b): R-(Al(R)-O)n-AlR2 (a)für oligomere lineare Alumoxane; (-Al(R)-O-)m (b)für oligomeres cyclisches Alumoxan besitzt; worin n 1 bis 40, m 3 bis 40 ist und R eine C1-C8-Alkylgruppe umfaßt; und das kontaktierte Siliciumdioxid ein aktivierter Katalysator ist.The metallocene preferably has the formula Cp m MA n B p , where Cp is a substituted cyclopentadienyl group, m is 1 or 2; M is zirconium or hafnium; each A and B are selected from the group consisting of a halogen atom, a hydrogen atom and an alkyl group; and m + n + p is equal to the valency of the metal M and that the alumoxane has the following formula (a) or (b): R- (Al (R) -O) n -AlR 2 (a) for oligomeric linear alumoxanes; (-Al (R) -O-) m (b) for oligomeric cyclic alumoxane has; wherein n is 1 to 40, m is 3 to 40, and R comprises a C 1 -C 8 alkyl group; and the contacted silica is an activated catalyst.

Wünschenswerterweise liegt der Katalysator in Partikelform mit einer Partikelgröße im Bereich von 1 bis 500 μm (Mikrometer) vor.Desirably the catalyst is in particle form with a particle size in the range from 1 to 500 μm (Micrometers).

Das Verhältnis von Aluminium zu dem Übergangsmetall aus dem Metallocen in dem Katalysator beträgt vorzugsweise 70 bis 350.The relationship from aluminum to the transition metal from the metallocene in the catalyst is preferably 70 to 350.

Es ist bevorzugt, daß die Menge des Übergangsmetalls (auf Elementarbasis) zwischen 0,001 und 10 Gewichtsprozent liegt und die Menge des Aluminiums (auf Elementarbasis) zwischen 1 und 40 Gewichtsprozent liegt und daß das Al : Übergangsmetall-Verhältnis (auf Elementarbasis) zwischen 25 und 10.000 liegt.It it is preferred that the Amount of the transition metal (on elemental basis) is between 0.001 and 10 weight percent and the amount of aluminum (elemental based) between 1 and 2 40 percent by weight and that the Al: transition metal ratio (on Elementary basis) is between 25 and 10,000.

Der Katalysator umfaßt vorzugsweise ein Metallocen, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Bis(n-butylcyclopentadienyl)metalldihalogeniden, Bis(n-butylcyclopentadienyl)metallhydridohalogeniden, Bis(n-butylcyclopentadienyl)metallmonoalkylmonohalogeniden; Bis(n-butylcyclopentadienyl)metalldialkylen; Bis(tetrahydroindenyl)metallhalogeniden und Bis(indenyl)metalldihalogeniden besteht. Besonders bevorzugt umfaßt der Katalysator ein Metallocen, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Bis(iso-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid, Bis(pentamethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid, Bis(tetrahydroindenyl)zirkoniumdichlorid, Bis(indenyl)zirkoniumdichlorid, Bis(1,3-dimethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid, Bis(methylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid und Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid besteht.Of the Catalyst comprises preferably a metallocene selected from the group those of bis (n-butylcyclopentadienyl) metal dihalides, bis (n-butylcyclopentadienyl) metal hydridohalides, bis (n-butylcyclopentadienyl) metal monoalkyl monohalides; Bis (n-butylcyclopentadienyl) metal dialkyls; (Tetrahydroindenyl) metal halides and bis (indenyl) metal dihalides. Most preferably, the catalyst comprises a metallocene selected from the group consisting of bis (isobutylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, Bis (pentamethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (tetrahydroindenyl) zirconium dichloride, Bis (indenyl) zirconium dichloride, bis (1,3-dimethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, Bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride and bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dichloride consists.

Das Lösungsmittel ist vorzugsweise ein Alkan, wobei das alpha-Olefin in dem Lösungsmittel wünschenswerterweise eine Konzentration von 0,1 bis 50 Gewichtsprozent, besser 0,1 bis 30 Gewichtsprozent, liefert.The solvent is preferably an alkane, the alpha-olefin being in the solvent desirably a concentration of 0.1 to 50 weight percent, better 0.1 to 30 weight percent, delivers.

Das Alkan enthält vorzugsweise 4 bis 19 Kohlenstoffatome. Das Lösungsmittel wird am stärksten bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt, die aus Isobutan, Pentan, Isomeren von Pentan, Hexan, Isomeren von Hexan, Heptan, Isomeren von Heptan, Octan, Isomeren von Octan, Decan, Dodecan und Gemischen davon besteht.The Alkan contains preferably 4 to 19 carbon atoms. The solvent is most preferred selected from the group, that of isobutane, pentane, isomers of pentane, hexane, isomers of hexane, Heptane, isomers of heptane, octane, isomers of octane, decane, dodecane and mixtures thereof.

Wünschenswerterweise beträgt der Siedepunkt des Lösungsmittels weniger als 180°C.Desirably is the boiling point of the solvent less than 180 ° C.

Der Druck in Schritt (b) liegt vorzugsweise unter 600 psi (4,1 MPa).Of the Pressure in step (b) is preferably below 600 psi (4.1 MPa).

Bedingungen des AufschlämmungsverfahrensConditions of the slurry process

Der Katalysator wird in dem Lösungsmittel durch Rühren verteilt. Das Rühren wird während der Polymerisation (Copolymerisation) durch herkömmliche Mittel aufrechterhalten. Die Polymerisation wird unter wasserfreien Bedingungen durchgeführt.Of the Catalyst is in the solvent by stirring distributed. Stirring is during the polymerization (copolymerization) by conventional means maintained. The polymerization is carried out under anhydrous conditions.

Die katalytische Aufschlämmungspolymerisation der Erfindung wird bei einem Gesamtdruck von weniger als 1000 psi (6,9 MPa) durchgeführt. Im allgemeinen liegt der Gesamtdruck zwischen 20 und 1000 psi (0,14 bis 6,9 MPa) und besser zwischen 100 und 600 (0,69 bis 4,1 MPa).The catalytic slurry polymerization The invention is carried out at a total pressure of less than 1000 psi (6.9 MPa) performed. In general, the total pressure is between 20 and 1000 psi (0.14 to 6.9 MPa), and more preferably between 100 and 600 (0.69 to 4.1 MPa).

Der Ethylenpartialdruck liegt im wesentlichen zwischen 20 und 1000 psi (0,14 bis 6,9 MPa), vorzugsweise im wesentlichen zwischen 60 und 600 psi (0,41 bis 4,1 MPa). Gegebenenfalls kann Wasserstoff in die Aufschlämmungspolymerisation eingeführt werden. Der Wasserstoffpartialdruck kann zwischen 0 und 20 psi (0 bis 0,14 MPa) liegen und beträgt vorzugsweise weniger als 10 psi (0,069 MPa).Of the Ethylene partial pressure is substantially between 20 and 1000 psi (0.14 to 6.9 MPa), preferably substantially between 60 and 600 psi (0.41 to 4.1 MPa). Optionally, hydrogen may be included in the slurry polymerization introduced become. The hydrogen partial pressure can be between 0 and 20 psi (0 to 0.14 MPa) and is preferably less than 10 psi (0.069 MPa).

Die Temperatur der katalytischen Polymerisation liegt im Bereich von 25°C bis 100°C; die obere Grenze hängt vom Lösungsmittel ab. Für die Herstellung eines Harzes mit einer geringeren spezifischen Dichte als etwa 0,94 kann die Temperatur weniger als 90°C bis zu einem geringen Wert von 40 bis 45°C betragen. Vorzugsweise liegt die Temperatur zwischen 55°C und 75°C, besser etwa 60°C bis etwa 70°C bei Drücken von etwa 125 psi (0,86 MPa). Die Verweilzeit kann zwischen 1 und 4 Stunden liegen. Unter diesen Bedingungen wird disperses Polymer in dem Aufschlämmungsreaktor in dem Lösungsmittel gebildet. Die mittlere Partikelgröße des Produktes in dem Aufschlämmungsreaktor liegt zwischen 300 und 800 μm. Typischerweise liegt die mittlere Partikelgröße des Produktes in dem Aufschlämmungsreaktor im Bereich von 450 bis 650 μm.The Temperature of the catalytic polymerization is in the range of 25 ° C to 100 ° C; the upper limit depends from the solvent from. For the production of a resin with a lower specific density as about 0.94, the temperature may be less than 90 ° C to a low level from 40 to 45 ° C be. Preferably, the temperature is between 55 ° C and 75 ° C, better about 60 ° C up to about 70 ° C when pressed of about 125 psi (0.86 MPa). The residence time can be between 1 and 4 hours are. Under these conditions becomes dispersed polymer in the slurry reactor in the solvent educated. The mean particle size of the product in the slurry reactor is between 300 and 800 μm. Typically, the average particle size of the product is in the slurry reactor in the range of 450 to 650 μm.

Das Lösungsmittel wird aus der Gruppe, bestehend aus Isobutan, Pentan und Isomeren hiervon, Hexan und Isomeren hiervon, Octan und Isomeren hiervon ausgewählt. Erdölfraktionen, die diese Verbindungen im allgemeinen als Beimischung enthalten, können ebenso eingesetzt werden.The solvent is selected from the group consisting of isobutane, pentane and isomers hereof, hexane and isomers thereof, octane and isomers thereof selected. Petroleum fractions, which generally contain these compounds as an admixture, can be used as well.

In den hierin enthaltenen Experimenten enthält die Aufschlämmung 0,0047 bis 0,01175 Gewichtsprozent Katalysator oder 40 bis 100 mg des Katalysators in 1000 cm3 Lösungsmittel. Typischerweise erfolgt der Betrieb bei 70 mg Katalysator pro 1000 cm3.In the experiments contained herein, the slurry contains from 0.0047 to 0.01175 percent by weight of catalyst or 40 to 100 mg of the catalyst in 1000 cm 3 of solvent. Typically, the operation is carried out at 70 mg of catalyst per 1000 cm 3 .

Die Menge des alpha-Olefins für die Copolymerisation mit Ethylen liefert eine Konzentration in dem Lösungsmittel von 0,1 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 30 Gewichtsprozent, besser etwa 10 Gewichtsprozent. Das alpha-Olefin wird aus Propylen, 1-Buten und alpha-Olefinen mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, einschließlich 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, 1-Hepten und 1-Octen, ausgewählt. Vorzugsweise ist das alpha-Olefin eines mit 6 bis 8 Kohlenstoffatomen.The Amount of alpha-olefin for the copolymerization with ethylene provides a concentration in the solvent from 0.1 percent by weight to 50 percent by weight, preferably 0.1 to 30 weight percent, more preferably about 10 weight percent. The alpha-olefin is selected from propylene, 1-butene and alpha-olefins having 6 to 10 carbon atoms, including 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene and 1-octene, selected. Preferably, the alpha-olefin is one with 6 to 8 carbon atoms.

Bevorzugte KatalysatorzusammensetzungenPreferred catalyst compositions

Die in der Erfindung verwendeten wasserfreien Katalysatoren (die zweckmäßigerweise frei von Wasser zugegeben werden) umfassen einen dehydratisierten Träger, ein Alumoxan und wenigstens ein Metallocen. Der Katalysator ist freifließend und dispers in Form trockener Pulverpartikel mit einer Partikelgröße von etwa 1 μm bis etwa 250 μm, vorzugsweise etwa 10 μm bis etwa 150 μm. Die Katalysatoren, die nur ein Übergangsmetall in Form eines Metallocens enthalten, besitzen eine Aktivität von wenigstens 200 kg Polymer/g Übergangsmetalle. Die Aluminoxan- und Metallocenbeladung an dem Träger ist so, daß die Aluminiummenge an dem Träger (auf Elementarbasis), die durch das Aluminoxan bereitgestellt wird, zwischen 1 und 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 und 30 Gewichtsprozent, und am stärksten bevorzugt 5 und 15 Gewichtsprozent liegt. Die optimale MAO-Beladung liegt im Bereich von 3 bis 15 mmol pro Gramm des Siliciumdioxidträgers; wenn ein Siliciumdioxidträger mit MAO überladen ist, wird die Katalysatoraktivität verringert und die Katalysatorpartikel agglomerieren, womit die Probleme der Übertragung des Katalysators verbunden sind.The Anhydrous catalysts used in the invention (which suitably free from water) comprise a dehydrated one Carrier, an alumoxane and at least one metallocene. The catalyst is free flowing and disperse in the form of dry powder particles having a particle size of about 1 μm to about 250 μm, preferably about 10 microns up to about 150 μm. The catalysts, which are only a transition metal in the form of a metallocene, have an activity of at least 200 kg polymer / g transition metals. The aluminoxane and metallocene loading on the support is such that the amount of aluminum the carrier (elemental-based) provided by the aluminoxane, between 1 and 40 weight percent, preferably 5 and 30 weight percent, and the strongest preferably 5 and 15 percent by weight. The optimal MAO loading is in the range of 3 to 15 mmol per gram of the silica support; if a silica carrier overloaded with MAO is, the catalyst activity reduced and the catalyst particles agglomerate, bringing the Problems of transmission of the catalyst are connected.

Die Metallocenmenge an dem Träger, auf Übergangsmetallelementarbasis, liegt zwischen 0,001 und 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,05 und 1,0 Gewichtsprozent, besser 0,05 und 0,5 Gewichtsprozent. Dementsprechend kann das Verhältnis Al : Zr (auf Elementarbasis) in dem Katalysator zwischen 25 und 10.000, normalerweise in dem Bereich von 50 bis 1.000, aber vorzugsweise etwa 75 bis 300, besser 100 bis 200 liegen.The Amount of metallocene on the carrier, on transition metal elemental basis, is between 0.001 and 10% by weight, preferably 0.05 and 1.0 weight percent, better 0.05 and 0.5 weight percent. Accordingly can the relationship Al: Zr (elemental based) in the catalyst between 25 and 10,000, normally in the range of 50 to 1,000, but preferably about 75 to 300, better 100 to 200 are.

Um die Katalysatoren der Erfindung zu bilden, können alle Katalysatorkomponenten mit Alumoxan gelöst und in den Träger imprägniert werden. Die Katalysatorherstellung wird unter wasserfreien Bedingungen und in Abwesenheit von Sauerstoff vorgenommen. In einem einzigen Verfahren wird das Trägermaterial mit Alumoxan, vorzugsweise Methylalumoxan mittels der unten beschriebenen Verfahrensweise imprägniert. Die Klasse der Alumoxane umfaßt oligomere lineare und/oder cyclische Alkylalumoxane, die durch die Formel: R-(Al(R)-O)n-AlR2 für oligomere lineare Alumoxane; und (-Al(R)-O-)m für oligomeres cyclisches Alumoxan dargestellt werden,
worin n 1 bis 40, vorzugsweise 10 bis 20; m 3 bis 40, vorzugsweise 3 bis 20 und R eine C1-C8-Alkylgruppe und vorzugsweise Methyl ist. MAO ist ein Gemisch von Oligomeren mit einer breiten Molekulargewichtsverteilung und normalerweise mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1200. MAO wird typischerweise in Toluollösung gehalten.
To form the catalysts of the invention, all of the catalyst components can be dissolved with alumoxane and impregnated into the carrier. The catalyst preparation is carried out under anhydrous conditions and in the absence of oxygen. In a single process, the support material is impregnated with alumoxane, preferably methylalumoxane, by the procedure described below. The class of alumoxanes includes oligomeric linear and / or cyclic alkylalumoxanes represented by the formula: R- (Al (R) -O) n -AlR 2 for oligomeric linear alumoxanes; and (-Al (R) -O-) m for oligomeric cyclic alumoxane,
wherein n is 1 to 40, preferably 10 to 20; m is 3 to 40, preferably 3 to 20 and R is a C 1 -C 8 alkyl group, and preferably methyl. MAO is a mixture of oligomers having a broad molecular weight distribution and normally having an average molecular weight of about 1200. MAO is typically held in toluene solution.

Das Volumen der Lösung, die ein Alumoxan und ein Lösungsmittel dafür umfaßt, kann in Abhängigkeit von dem Katalysator, der hergestellt werden soll, variieren. Bei einer bevorzugten Ausführung der Alumoxaneinlagerung in den Träger ist einer der Regelfaktoren bei der Katalysatorsynthese durch Alumoxaneinlagerung in das Trägermaterial das Porenvolumen des Siliciumdioxids. In dieser bevorzugten Ausführung wird das Verfahren der Imprägnierung des Trägermaterials durch Infusion der Alumoxanlösung ohne Bildung einer Aufschlämmung des Trägermaterials wie Siliciumdioxid in der Alumoxanlösung durchgeführt. Dieser Schritt erfolgt unter Rühren.The Volume of solution, an alumoxane and a solvent for that can in dependence of the catalyst to be produced vary. At a preferred embodiment Alumoxane incorporation into the carrier is one of the regulatory factors in the catalyst synthesis by Alumoxaneinlagerung in the carrier material the pore volume of the silica. In this preferred embodiment is the method of impregnation of the carrier material by infusing the alumoxane solution without formation of a slurry of the carrier material like silica in the alumoxane solution. This Step is done with stirring.

Das Volumen der Alumoxanlösung ist ausreichend, um die Poren des Trägermaterials ohne Bildung einer Aufschlämmung, in der das Volumen der Lösung das Porenvolumen des Siliciumdioxids übersteigt, zu füllen; dementsprechend und vorzugsweise ist das maximale Volumen der Alumoxanlösung gleich dem Gesamtporenvolumen der Trägermaterialprobe, übersteigt dieses jedoch nicht. Das Maximalvolumen der Alumoxanlösung stellt sicher, daß keine Aufschlämmung des Siliciumdioxids in dem Lösungsmittel in diesem Schritt gebildet wird. Wenn beispielsweise das Porenvolumen des Trägermaterials 1,65 cm3/g ist, wird das Volumen des Alumoxans gleich oder weniger als 1,65 cm3/g des Trägermaterials sein. Folglich ist das Maximalvolumen der Lösung (des Metallocens und des Alumoxans) gleich dem Gesamtporenvolumen des Trägers, beispielsweise Siliciumdioxid, das das Porenvolumen in, beispielsweise, cm3/g mal das Gesamtgewicht des verwendeten Trägers ist. Infolge dieser Maßnahme wird das imprägnierte Trägermaterial unmittelbar nach der Imprägnierung trocken erscheinen, obwohl die Poren des Trägers unter anderem mit Lösungsmittel gefüllt sein können. Das bevorzugte Lösungsmittel für das Aluminoxan, beispielsweise Methylaluminoxan, ist Toluol. Der Vorteil ist, daß die Imprägnierung in einem Einzellösungsmittelsystem vorgenommen wird.The volume of the alumoxane solution is sufficient to fill the pores of the carrier material without forming a slurry in which the volume of the solution exceeds the pore volume of the silica; accordingly, and preferably, the maximum volume of the alumoxane solution is equal to, but not exceeding, the total pore volume of the carrier material sample. The maximum volume of the alumoxane solution ensures that no slurry of the silica in the solvent is formed in this step. For example, if the pore volume of the support material is 1.65 cm 3 / g, the volume of the alumoxane will be equal to or less than 1.65 cm 3 / g of the support material. Thus, the maximum volume of the solution (metallocene and alumoxane) is equal to the total pore volume of the carrier, for example, silica, which is the pore volume in, for example, cm 3 / g times the total weight of the carrier used. As a result of this measure, the impregnated carrier material will appear to be dry immediately after impregnation, although the pores of the carrier may be filled, inter alia, with solvent. The preferred solvent for the aluminoxane, for example methylaluminoxane, is toluene. The advantage is that the impregnation is carried out in a single solvent system.

Das Lösungsmittel kann aus den alumoxan-imprägnierten Poren des Trägermaterials durch Erhitzen und/oder unter Vakuum entfernt oder mittels Wärme in einem Inertgas wie Stickstoff gewaschen werden. Wenn erhöhte Temperaturen eingesetzt werden, werden die Temperaturbedingungen in diesem Schritt so geregelt, daß die Agglomeration der imprägnierten Trägerpartikel und/oder die Vernetzung des Alumoxans verringert, wenn nicht beseitigt wird. In diesem Schritt kann das Lösungsmittel durch Verdampfung entfernt werden, die bei relativ gering erhöhten Temperaturen von etwa 40°C und unter etwa 60°C bewirkt wird, um Agglomeration der Katalysatorpartikel und Vernetzung des Alumoxans zu vermeiden.The solvent can be made from the alumoxane-impregnated Pores of the carrier material removed by heating and / or under vacuum or by heat in a Inert gas such as nitrogen are washed. When elevated temperatures are used, the temperature conditions in this step so regulated that the Agglomeration of the impregnated carrier particles and / or reduces, if not eliminates, the crosslinking of the alumoxane becomes. In this step, the solvent can evaporate be removed, which at relatively low elevated temperatures of about 40 ° C and below about 60 ° C causes agglomeration of the catalyst particles and crosslinking of the alumoxane.

Vorzugsweise wird das Trocknen bei 45°C oder weniger 5 bis 7 Stunden durchgeführt. Obwohl das Lösungsmittel durch Verdampfung bei relativ höheren Temperaturen als den durch den obigen Bereich über 40°C und unter etwa 60°C definierten entfernt werden kann, müssen sehr kurze Heizzeitprogramme eingesetzt werden, um Agglomeration der Katalysatorpartikel und Vernetzung des Alumoxans, die mit einer Verringerung der Katalysatoraktivität verbunden sind, zu vermeiden. Dementsprechend ist ein aktiver Katalysator bei einer Verdampfungstemperatur von 110°C (in weniger als 10 s) hergestellt worden, während bei 45°C das Trocknen über einen Zeitraum von 24 Stunden durchgeführt werden kann.Preferably the drying is at 45 ° C or less 5 to 7 hours. Although the solvent by evaporation at relatively higher Temperatures as defined by the above range above 40 ° C and below about 60 ° C can be removed Very short heating time programs are used to agglomeration the catalyst particles and crosslinking of the alumoxane, which with a Reduction of catalyst activity are avoided. Accordingly, an active catalyst is at an evaporation temperature of 110 ° C (In less than 10 seconds), while at 45 ° C drying over a Period of 24 hours can be.

In einer bevorzugten Ausführung wird das Metallocen zu der Alumoxanlösung vor der Imprägnierung des Trägers mit der Lösung zugegeben. Wiederum ist das Maximalvolumen der Alumoxanlösung, die ebenso das Metallocen enthält, das Gesamtporenvolumen der Trägermaterialprobe. Das Molverhältnis des Aluminiums, das durch das Alumoxan bereitgestellt wird, ausgedrückt als Al, zu Metallocenmetall, ausgedrückt als M (z. B. Zr), liegt zwischen 50 und 500, vorzugsweise 75 und 300, besser 100 und 200. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß dieses Al : Zr-Verhältnis direkt geregelt werden kann. In einer bevorzugten Ausführung werden die Alumoxan- und die Metallocenverbindung bei Umgebungstemperatur 0,1 bis 6,0 Stunden vor der Verwendung in dem Infusionsschritt miteinander vermischt. Das Lösungsmittel für das Metallocen und das Alumoxan können geeignete Lösungsmittel wie aromatische Kohlenwasserstoffe, halogenierte aromatische Kohlenwasserstoffe, Ether, cyclische Ether oder Ester sein; vorzugsweise ist es Toluol.In a preferred embodiment the metallocene is added to the alumoxane solution prior to impregnation of the carrier with the solution added. Again, the maximum volume of the alumoxane solution is also contains the metallocene, the total pore volume of the substrate sample. The molar ratio of the aluminum provided by the alumoxane, expressed as Al, to metallocene metal, expressed as M (eg Zr) is between 50 and 500, preferably 75 and 300, better 100 and 200. Another advantage of the present invention is that this Al: Zr ratio can be regulated directly. In a preferred embodiment the alumoxane and metallocene compounds at ambient temperature 0.1 to 6.0 hours before use in the infusion step with each other mixed. The solvent for the Metallocene and the alumoxane can suitable solvents such as aromatic hydrocarbons, halogenated aromatic hydrocarbons, Ethers, cyclic ethers or esters; it is preferably toluene.

Die Metallocenverbindung besitzt die Formel CpmMAnBp, in der Cp eine unsubstituierte oder substituierte Cyclopentadienyl-Gruppe, M Zirkonium oder Hafnium ist und A und B zu der Gruppe gehören, die ein Halogenatom, Wasserstoff oder eine Alkylgruppe einschließt. In der obigen Formel der Metallocenverbindung ist das bevorzugte Übergangsmetallatom M Zirkonium. In der obigen Formel der Metallocenverbindung ist die Cp-Gruppe eine unsubstituierte, eine mono- oder eine polysubstituierte Cyclopentadienylgruppe. Die Substituenten an der Cyclopentadienylgruppe können vorzugsweise unverzweigt- oder verzweigt-kettige C1-C6-Alkylgruppen sein. Die Cyclopentadienylgruppe kann ebenso ein Teil einer bicyclischen oder tricyclischen Komponente wie Indenyl, Tetrahydroindenyl, Fluorenyl oder eine teilweise hydrierte Fluorenylgruppe ebenso wie ein Teil einer substituierten bicyclischen oder tricyclischen Komponente sein. Falls m in der obigen Formel der Metallocenverbindung gleich 2 ist, können die Cyclopentadienylgruppen ebenso durch Polymethylen- oder Dialkylsilangruppen, wie -CH2-, -CH2-CH2-, -CR'R''- und -CR'R''-CR'R''-, wo R' und R'' kurze Alkylgruppen oder Wasserstoff sind, -Si(CH3)2-, -Si(CH3)2-CH2-CH2-Si(CH3)2- und ähnliche Brückengruppen, verbrückt werden. Wenn die A- und B-Substituenten in der obigen Formel der Metallocenverbindung Halogenatome sind, gehören sie zu der Gruppe Fluor, Chlor, Brom oder Iod. Wenn die Substituenten A und B in der obigen Formel der Metallocenverbindung Alkylgruppen sind, sind sie vorzugsweise unverzweigte oder verzweigte C1-C8-Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, n-Pentyl, n-Hexyl oder n-Octyl.The metallocene compound has the formula Cp m MA n B p , in which Cp is an unsubstituted or substituted cyclopentadienyl group, M is zirconium or hafnium, and A and B belong to the group including a halogen atom, hydrogen or an alkyl group. In the above formula of the metallocene compound, the preferred transition metal atom M is zirconium. In the above formula of the metallocene compound, the Cp group is an unsubstituted, mono-, or polysubstituted cyclopentadienyl group. The substituents on the cyclopentadienyl group may preferably be straight-chain or branched-chain C 1 -C 6 -alkyl groups. The cyclopentadienyl group may also be part of a bicyclic or tricyclic moiety such as indenyl, tetrahydroindenyl, fluorenyl or a partially hydrogenated fluorenyl group as well as a portion of a substituted bicyclic or tricyclic moiety. If m in the above formula of the metallocene compound is 2, the cyclopentadienyl groups may also be represented by polymethylene or dialkylsilane groups such as -CH 2 -, -CH 2 -CH 2 -, -CR'R "- and -CR'R". -CR'R "- where R 'and R" are short alkyl groups or hydrogen, -Si (CH 3 ) 2 -, -Si (CH 3 ) 2 -CH 2 -CH 2 -Si (CH 3 ) 2 - and similar bridging groups to be bridged. When the A and B substituents in the above formula of the metallocene compound are halogen atoms, they belong to the group of fluorine, chlorine, bromine or iodine. When the substituents A and B in the above formula of the metallocene compound are alkyl groups, they are preferably straight or branched C 1 -C 8 alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, n-pentyl, n Hexyl or n-octyl.

Geeignete Metallocenverbindungen schließen Bis(n-butylcyclopentadienyl)metalldihalogenide, Bis(n-butylcyclopentadienyl)metallhydridohalogenide, Bis(n-butylcyclopentadienyl)metallmonoalkylmonohalogenide, Bis(n-butylcyclo-pentadienyl)metall-dialkyle und Bis(indenyl)metalldihalogenide ein, worin das Metall Zirkonium oder Hafnium ist, die Halogenidgruppen vorzugsweise Chlor und die Alkylgruppen C1-C6-Alkyle sind. Veranschaulichende aber nicht einschränkende Beispiele für Metallocene umfassen Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid, Bis(n-butylcyclopentadienyl)hafniumdichlorid, Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdimethyl, Bis(n-butylcyclopentadienyl)hafniumdimethyl, Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumhydridochlorid, Bis(n-butylcyclo pentadienyl)hafniumhydridochlorid, Bis(1,3-dimethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid, Bis(pentamethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid, Bis(pentamethylcyclopentadienyl)hafniumdichlorid, Bis(iso-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid, Cyclopentadienylzirkoniumtrichlorid, Bis(indenyl)zirkoniumdichlorid, Bis(4,5,6,7-tetrahydro-1-indenyl)zirkoniumdichlorid und Ethylen-[bis(4,5,6,7-tetrahydro-1-indenyl)]zirkoniumdichlorid. Die Metallocenverbindungen, die in der Ausführung dieser Technik eingesetzt wurden, können als kristalline Feststoffe, als Lösungen in aromatischen Kohlenwasserstoffen oder in getragener Form verwendet werden.Suitable metallocene compounds include bis (n-butylcyclopentadienyl) metal dihalides, bis (n-butylcyclopentadienyl) metal hydride halides, bis (n-butylcyclopentadienyl) metal monoalkyl monohalides, bis (n-butylcyclopentadienyl) metal dialkyls, and bis (indenyl) metal dihalides, wherein the metal is zirconium or hafnium, the halide groups are preferably chlorine and the alkyl groups are C 1 -C 6 -alkyls. Illustrative but non-limiting examples of metallocenes include bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (n-butylcyclopentadienyl) hafnium dichloride, bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dimethyl, bis (n-butylcyclopentadienyl) hafnium dimethyl, bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium hydride chloride, bis ( n-butylcyclopentadienyl) hafnium hydride chloride, bis (1,3-dimethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (pentamethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (pentamethylcyclopentadienyl) hafnium dichloride, bis (isobutylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, cyclopentadienylzirconium trichloride, bis (indenyl) zirconium dichloride, bis (4,5 , 6,7-tetrahydro-1-indenyl) zirconium dichloride and ethylene [bis (4,5,6,7-tetrahydro-1-indenyl)] zirconium dichloride. The metallocene compounds used in the practice of this technique can be used as crystalline solids, as solutions in aromatic hydrocarbons, or in supported form.

Das Trägermaterial ist ein festes, partikuläres, poröses, vorzugsweise anorganisches Material wie ein Oxid des Siliciums und/oder Aluminiums. In der bevorzugtesten Ausführung ist der Träger Siliciumdioxid in Form sphärischer Partikel, die beispielsweise durch ein Sprühtrocknungsverfahren erhalten werden. Das Trägermaterial wird in Form eines trockenen Pulvers mit einer mittleren Partikelgröße von etwa 1 μm bis etwa 500 μm, vorzugsweise von etwa 1 μm bis 250 μm, besser 10 μm bis 150 μm verwendet. Wenn nötig, kann der Endkatalysator, der das Trägermaterial enthält, gesiebt werden, um den Ausschluß großer Katalysatorpartikel sicherzustellen. Derzeit wird der Ausschluß von Katalysatorpartikeln, die eine größere Partikelgröße als 500 μm haben, vorzugsweise der Ausschluß von größeren Partikeln als 250 μm Partikelgröße, besser der Ausschluß von größeren Partikeln als 150 μm Partikelgröße, für möglich gehalten. Das Sieben des Materials wird vorzugsweise nach der Imprägnierung des Trägers mit dem Metallocen und dem Aluminoxan durchgeführt. Dies ist in der Ausführung der Erfindung sehr wünschenswert, in der der Katalysator nur ein Übergangsmetall in Form eines Metallocens enthält und das verwendet wird, um LLDPE mit enger Molekulargewichtsverteilung zu bilden, Gele in dem Polyolefinendprodukt zu verringern und/oder zu eliminieren und Reaktorüberhitzungszonen zu eliminieren.The carrier material is a solid, particulate, porous, preferably inorganic material such as a Oxide of silicon and / or aluminum. In the most preferred embodiment, the carrier is silica in the form of spherical particles obtained, for example, by a spray-drying process. The carrier material is used in the form of a dry powder having an average particle size of from about 1 μm to about 500 μm, preferably from about 1 μm to 250 μm, more preferably 10 μm to 150 μm. If necessary, the final catalyst containing the support material can be sieved to ensure the exclusion of large catalyst particles. Currently, the exclusion of catalyst particles having a particle size greater than 500 microns, preferably the exclusion of larger particles than 250 microns particle size, better the exclusion of larger particles than 150 microns particle size, considered possible. The sieving of the material is preferably carried out after the impregnation of the carrier with the metallocene and the aluminoxane. This is highly desirable in the practice of the invention in which the catalyst contains only a transition metal in the form of a metallocene and which is used to form narrow molecular weight distribution LLDPEs, reduce and / or eliminate gels in the final polyolefin product, and eliminate reactor overheating zones ,

Die Oberfläche des Trägers beträgt wenigstens etwa 3 m2/g, vorzugsweise 5 bis 1200 m2/g, besser wenigstens etwa 50 m2/g bis zu etwa 350 m2/g. Das Porenvolumen des Trägers wird zwischen 0,1 und 5 cm3/g, vorzugsweise zwischen 0,1 und 3,5 cm3/g liegen. Das Trägermaterial sollte trocken sein, das heißt frei von absorbiertem Wasser.The surface area of the support is at least about 3 m 2 / g, preferably 5 to 1200 m 2 / g, more preferably at least about 50 m 2 / g up to about 350 m 2 / g. The pore volume of the support will be between 0.1 and 5 cm 3 / g, preferably between 0.1 and 3.5 cm 3 / g. The carrier material should be dry, that is free of absorbed water.

Vorzugsweise ist der Träger Siliciumdioxid, das [OH]-Gruppen enthält. Der Hydroxylgruppenanteil des Siliciumdioxids kann größer als 0 bis 2,5 mmol/g Siliciumdioxid sein, aber vorzugsweise sollten es offensichtlich unter 0,5 bis 2,5 mmol/g sein. Dieser Bereich wird aufgrund geringerer Trocknungs-, Dehydratisierungs- und/oder Kalzinierungstemperaturen bevorzugt.Preferably is the carrier Silica containing [OH] groups. The hydroxyl group content of the silica may be greater than 0 to 2.5 mmol / g silica, but preferably should it appears to be below 0.5 to 2.5 mmol / g. This area is due to lower drying, dehydration and / or Calcination temperatures are preferred.

Die Siliciumdioxidhydroxylgruppen (hierin werden Silanol und Siliciumdioxidhydroxyl austauschbar verwendet) werden durch IR-Spektroskopie nachgewiesen. Quantitative Bestimmungen der Hydroxylkonzentration am Siliciumdioxid werden durch Kontaktieren einer Siliciumdioxidprobe mit Methylmagnesiumiodid und Messen der Methanentwicklung (durch Druckbestimmung) durchgeführt.The Silica hydroxyl groups (herein, silanol and silica hydroxyl used interchangeably) are detected by IR spectroscopy. Quantitative determinations of the hydroxyl concentration on the silica are obtained by contacting a silica sample with methyl magnesium iodide and measuring methane evolution (by pressure determination).

Die Dehydratisierung des Siliciumdioxidmaterials kann durch Erhitzen bei etwa 100°C bis etwa 600°C, vorzugsweise etwa 150°C bis etwa 300°C, besser bei etwa 250°C bewirkt werden.The Dehydration of the silica material may be by heating at about 100 ° C to about 600 ° C, preferably about 150 ° C up to about 300 ° C, better at about 250 ° C be effected.

Bei 600°C dehydratisiertes Siliciumdioxid (für etwa 16 Stunden) wird eine Oberflächenhydroxylkonzentration von etwa 0,7 mmol pro Gramm (mmol/g) Siliciumdioxid haben. Bei 800°C dehydratisiertes Siliciumdioxid wird ein Siliciumdioxid mit 0,5 mmol Siliciumdioxidhydroxy pro Gramm Siliciumdioxid sein. Das Siliciumdioxid der bevorzugtesten Ausführung ist ein amorphes Siliciumdioxid mit einer großen Oberfläche (Oberfläche = 300 m2/g; Porenvolumen 1,65 cm3/g) und ist ein Material, das unter dem Handelsnamen Davison 952 oder Davison 955 von der Davison Chemical Division of W. R. Grace and Company vertrieben wird. Bei der Anlieferung ist das Siliciumdioxid nicht dehydratisiert und muß vor der Verwendung dehydratisiert werden.Silica dehydrated at 600 ° C (for about 16 hours) will have a surface hydroxyl concentration of about 0.7 mmol per gram (mmol / g) of silica. Silica dehydrated at 800 ° C will be silica with 0.5 mmol silica hydroxy per gram of silica. The silica of the most preferred embodiment is an amorphous silica with a high surface area (surface area = 300 m 2 / g, pore volume 1.65 cm 3 / g) and is a material sold under the trade name Davison 952 or Davison 955 by the Davison Chemical Division of WR Grace and Company. On delivery, the silica is not dehydrated and must be dehydrated prior to use.

Der Effekt der Siliciumdioxidhydroxylgruppen auf die Katalysatoraktivität und -produktivität spiegelt sich in den nachstehenden Beispielen wieder. Die Synthese des Katalysators der Erfindung, der höchste Aktivität zeigt, schreibt vor, daß das Siliciumdioxid Hydroxylgruppen für den Kontakt mit der Lösung enthält, die wie unten beschrieben Aluminoxan und Metallocen enthält. Es wurde bestimmt, daß die Reaktion der Hydroxylgruppen des Siliciumdioxids mit Radikalfängern wie Trialkylaluminiumverbindungen, beispielsweise Trimethylaluminium (TMA), die Aktivität des hergestellten Katalysators im Vergleich zu einem Katalysator verringert, der mit einem Siliciumdioxid mit Hydroxylgruppen, die nicht mit solch einem Radikalfänger reagiert haben, gebildet wurde. Siliciumdioxid, das höhere Hydroxylzahlen enthält, erzeugt Katalysatoren mit höherer Aktivität als Siliciumdioxid mit geringeren Hydroxylzahlen; es kann gezeigt werden, daß die Behandlung des Siliciumdioxids mit Trimethylaluminium für die Reaktion mit den Silanol- oder Siliciumdioxidhydroxygruppen [die mit geeigneter molarer Menge TMA die Hydroxylkonzentration auf 0 (Null), wie durch IR gezeigt, verringert] vor der Katalysatorsynthese einen Katalysator mit einer Produktivität von etwa 200 kg (Polymer)/g Übergangsmetall erzeugte. Diese Aktivität ist jedoch eine gute Aktivität, und der Katalysator, der solch eine Aktivität zeigt, ist in diesem Verfahren verwendbar. Im Vergleich zeigen Katalysatoren mit einem Hydroxylgruppenanteil von 1,8 mmol/g Siliciumdioxid eine Produktivität von etwa 1000 kg (Polymer)/g Übergangsmetall. Die Menge der Hydroxylgruppen, in mmol/g Siliciumdioxid, kann durch Dehydratisierungstemperaturen beeinflußt werden, die zur Konditionierung des Siliciumdioxids verwendet werden. Genauer gesagt, verringern die Dehydratisierungstemperaturen von etwa 600°C die Menge der reaktiven Hydroxylgruppen, die für den Kontakt mit der Lösung des Aluminoxans und des Metallocens verfügbar sind. Im Vergleich erhöhen die Dehydratisierungstemperaturen von etwa 250°C die Menge der reaktiven Hydroxylgruppen, die für den Kontakt mit der Lösung des Aluminoxans und des Metallocens verfügbar sind, bezogen auf das Siliciumdioxid, das für den Dehydratisierungszweck bei 600°C wärmebehandelt wurde. Folglich ist herausgefunden worden, daß der Katalysator, der mit dem Siliciumdioxid hergestellt wurde, das Dehydratisierungstemperaturen von 250°C unterworfen wurde, aktiver als der Katalysator ist, der mit dem Siliciumdioxid hergestellt wurde, das Trocknungstemperaturen von 600°C unterworfen wurde. Dementsprechend sind Dehydratisierungs- und/oder Kalzinierungstemperaturen unter 300°C und vorzugsweise von etwa 250°C bevorzugt.The effect of silica hydroxyl groups on catalyst activity and productivity is reflected in the examples below. The synthesis of the catalyst of the invention showing highest activity dictates that the silica contains hydroxyl groups for contact with the solution containing aluminoxane and metallocene as described below. It has been determined that the reaction of the hydroxyl groups of the silica with radical scavengers such as trialkylaluminum compounds, for example trimethylaluminum (TMA), reduces the activity of the prepared catalyst as compared to a catalyst reacting with a silica having hydroxyl groups which did not react with such a radical scavenger. was formed. Silica containing higher hydroxyl numbers produces catalysts with higher activity than lower hydroxyl number silica; It can be shown that treatment of the silica with trimethylaluminum for reaction with the silanol or silica hydroxy groups [which reduces the hydroxyl concentration to 0 (zero) with appropriate molar amount of TMA, as shown by IR] prior to catalyst synthesis, has a catalyst with one Productivity of about 200 kg (polymer) / g transition metal produced. However, this activity is a good activity, and the catalyst exhibiting such activity is useful in this process. In comparison, catalysts having a hydroxyl group content of 1.8 mmol / g silica show a productivity of about 1000 kg (polymer) / g transition metal. The amount of hydroxyl groups, in mmol / g silica, can be affected by the dehydration temperatures used to condition the silica. More specifically, the dehydration temperatures of about 600 ° C reduce the amount of reactive hydroxyl groups available for contact with the solution of the aluminoxane and the metallocene. In comparison, the dehydration temperatures of about 250 ° C increase the amount of reactive hydroxyl groups used for contact with the solution of alumi noxans and the metallocene, based on the silica which has been heat treated at 600 ° C for the dehydration purpose. Consequently, it has been found that the catalyst prepared with the silica subjected to dehydration temperatures of 250 ° C is more active than the catalyst prepared with the silica subjected to drying temperatures of 600 ° C. Accordingly, dehydration and / or calcination temperatures below 300 ° C and preferably at about 250 ° C are preferred.

Dementsprechend wird das Siliciumdioxid, das in den Ausführungen der Erfindung verwendet wird, eine größere Silanolkonzentration (OH) als 0,7 mmol OH pro Gramm Siliciumdioxid enthalten; vorzugsweise wird es eine größere als 0,7 mmol bis zu 2,5 mmol OH pro Gramm Siliciumdioxid enthalten. In bevorzugten Ausführungen liegt die Konzentration zwischen 1,6 und 1,9 mmol/g Siliciumdioxid.Accordingly is the silica used in the embodiments of the invention will, a greater silanol concentration (OH) as 0.7 mmol OH per gram of silica; preferably it's a bigger one 0.7 mmol to 2.5 mmol OH per gram of silica. In preferred embodiments the concentration is between 1.6 and 1.9 mmol / g of silica.

Polymerisations- und Copolymerisationsproduktepolymerization and copolymerization products

Produkte niederer Dichte (0,91 bis 0,939 g/cm3) mit hoher Schüttdichte, geringer (Hexan-) Extrahierbarkeit und granulärer Morphologie können in dem Aufschlämmungsreaktor ohne Verschmutzung hergestellt werden. Das hergestellte Harz hat ein hohes Molekulargewicht, enge Molekulargewichtsverteilung und homogene Verzweigungsverteilung. Die Katalysatorasche enthält kleine Mengen Al und Zr (aus dem Katalysator), z. B. weniger als 1 ppm Zr und 40 ppm Al (aus dem Katalysator). Die hohe Aktivität der Katalysatoren der Erfindung, die ebenso eine lange Katalysatorlebensdauer zeigen und Produkte mit hoher Schüttdichte erzeugen, sind deutliche Faktoren für die unerwartete Effizienz dieser Katalysatoren bei katalytischen Polymerisationen und Copolymerisationen von Olefinen.Low density products (0.91 to 0.939 g / cm 3 ) with high bulk density, low (hexane) extractability and granular morphology can be prepared in the slurry reactor without fouling. The produced resin has a high molecular weight, narrow molecular weight distribution and homogeneous branching distribution. The catalyst ash contains small amounts of Al and Zr (from the catalyst), e.g. Less than 1 ppm Zr and 40 ppm Al (from the catalyst). The high activity of the catalysts of the invention, which also exhibit long catalyst life and produce high bulk density products, are clear factors for the unexpected efficiency of these catalysts in catalytic polymerizations and copolymerizations of olefins.

Insbesondere enthalten die Copolymerprodukte 0,1 bis 2 ppm Zr. Das Produkt besitzt eine mittlere Partikelgröße von 0,015 bis 0,035 Inch (0,38 bis 0,89 cm) und eine Rüttelschüttdichte von 15 bis 36 lb/ft3 (240 bis 580 kg/m3). Die Partikel des Produktes sind frei-fließend. Die Copolymere mit geringer Dichte und enger Molekulargewichtsverteilung sind mit einem MI von Eins (1) und weniger als 1, bis zu 0,01 hergestellt worden. Die Produkte mit geringer Dichte der Erfindung zeigen einen MI, der zwischen 0,01 und 5, vorzugsweise 0,5 und 4, besser 0,8 und 2,0 liegt.In particular, the copolymer products contain 0.1 to 2 ppm Zr. The product has an average particle size of 0.015 to 0.035 inches (0.38 to 0.89 cm) and a shaker bulk density of 15 to 36 lb / ft 3 (240 to 580 kg / m 3 ). The particles of the product are free-flowing. The low density, narrow molecular weight distribution copolymers have been prepared with MI of one (1) and less than 1, up to 0.01. The low density products of the invention exhibit MI between 0.01 and 5, preferably 0.5 and 4, better 0.8 and 2.0.

Dementsprechend sind die Produkte in dem Aufschlämmungsreaktor durch einen MI von weniger als 10, vorzugsweise weniger als 5, besser weniger als 3 gekennzeichnet. Die Produkte der Erfindung mit geringer Dichte zeigen ein Schmelzflußverhältnis (MFR) von weniger als 30, im allgemeinen 15 bis 25, vorzugsweise 16 bis 22; es sind Produkte mit einem MFR, das zwischen 16 und 22 liegt, hergestellt worden; MFR ist das Verhältnis I21/I2 [worin I21 gemäß ASTM D-1238, Condition F, bei 190°C gemessen wurde, und I2 gemäß ASTM D-1238, Condition E, gemessen wurde]. Die Daten des Differentialscanningkalorimeters deuten an, daß das Polymerisationsprodukt sehr geringe Heißklebetemperaturen zeigt. Wenn es zu Filmen verarbeitet wird, zeigen die Filme des Copolymers ausgewogene Reißfestigkeit, die durch ASTM D-1922 gemessen wurde. Weiterhin zeigt das LLDPE der Erfindung größere Dart-Drop-Impact-Werte als 800, die durch ASTM D-1709 gemessen wurden. Die Katalyseprodukte mit dem Katalysator der Erfindung sind im wesentlichen gelfrei. Die Filme zeigen geringe Trübungswerte, die durch ASTM D-1003 gemessen wurden.Accordingly, the products in the slurry reactor are characterized by an MI of less than 10, preferably less than 5, more preferably less than 3. The low density products of the invention exhibit a melt flow ratio (MFR) of less than 30, generally 15 to 25, preferably 16 to 22; Products with an MFR between 16 and 22 have been produced; MFR is the ratio I 21 / I 2 [wherein I 21 was measured according to ASTM D-1238, Condition F, at 190 ° C, and I 2 was measured according to ASTM D-1238, Condition E]. The differential scanning calorimeter data indicate that the polymerization product shows very low hot tack temperatures. When processed into films, the films of the copolymer exhibit balanced tear strength as measured by ASTM D-1922. Furthermore, the LLDPE of the invention exhibits greater dart drop impact values than 800 measured by ASTM D-1709. The catalytic products with the catalyst of the invention are essentially gel-free. The films show low haze values measured by ASTM D-1003.

BEISPIELEEXAMPLES

Katalysatorherstellungcatalyst Preparation

Beispiel 1: kein TMA auf dem Siliciumdioxid 988Example 1: no TMA on the silica 988

5 g Siliciumdioxid PQ 988, die bei 600°C dehydratisiert wurden, wurden mit 11,2 cm3 einer Lösung aus (n-ButylCp)·2ZrCl2 und MAO in Toluol behandelt. Es wurde Gasentwicklung beobachtet. Die MAO-Lösung von Schering enthielt 13,2 Gewichtsprozent Al. Das Al : Zr-Verhältnis war 200 : 1. Der Katalysator wurde unter fließendem N2 bei 38 bis 42°C 2 Stunden getrocknet. Der Katalysator wurde mit 1A gekennzeichnet und enthielt 14,3 Gewichtsprozent Al und 0,18 Gewichtsprozent Zr.5 g silica PQ 988, which have been dehydrated at 600 ° C, a solution of (n-butylCp) 2ZrCl · 2 and MAO in toluene were treated with 11.2 cm 3. Gas evolution was observed. Schering's MAO solution contained 13.2 weight percent Al. The Al: Zr ratio was 200: 1. The catalyst was dried under flowing N 2 at 38 to 42 ° C for 2 hours. The catalyst was labeled 1A and contained 14.3 wt% Al and 0.18 wt% Zr.

Beispiel 2: 0,75 mmol TMA/g auf dem Siliciumdioxid 988Example 2: 0.75 mmol TMA / g on silica 988

5 g Siliciumdioxid PQ 988, die bei 600°C dehydratisiert wurden, wurden in 25 ml Heptan aufgeschlämmt und mit 2,9 ml TMA-Lösung (14 Gewichtsprozent in Heptan), das entspricht 0,75 mmol TMA/g Siliciumdioxid, behandelt. Es wurde Gasentwicklung während der TMA-Behandlung beobachtet. Die Aufschlämmung wurde bei 80 bis 90°C getrocknet, bis freifließendes Pulver erhalten wurde. Das TMA-behandelte Siliciumdioxid wurde mit 11,1 ml der in Beispiel 1 beschriebenen MAO/Zr-Lösung behandelt. An diesem Punkt wurde keine Gasentwicklung beobachtet. Der Katalysator wurde unter fließendem N2 bei 42 bis 44°C 2 Stunden getrocknet und mit 2B gekennzeichnet. Er enthielt 11,9 Gewichtsprozent Al und 0,13 Gewichtsprozent Zr.5 g of PQ 988 silica dehydrated at 600 ° C was slurried in 25 ml of heptane and treated with 2.9 ml of TMA solution (14% by weight in heptane), which corresponds to 0.75 mmol TMA / g of silica. Gas evolution was observed during TMA treatment. The slurry was dried at 80 to 90 ° C until free-flowing powder was obtained. The TMA-treated Silici dioxide was treated with 11.1 ml of the MAO / Zr solution described in Example 1. At this point, no gas evolution was observed. The catalyst was dried under flowing N 2 at 42-44 ° C for 2 hours and labeled 2B. It contained 11.9 weight percent Al and 0.13 weight percent Zr.

Beispiel 3: 0,75 mmol TMA/g auf dem Siliciumdioxid 988Example 3: 0.75 mmol TMA / g on silica 988

5 g Siliciumdioxid PQ 988, die bei 600°C dehydratisiert wurden, wurden in 25 ml Heptan aufgeschlämmt und mit 6 ml TMA-Lösung (14 Gewichtsprozent in Heptan), das entspricht 1,5 mmol TMA/g Siliciumdioxid, behandelt. Es wurde Gasentwicklung während der TMA-Behandlung beobachtet. Die Aufschlämmung wurde bei 80 bis 90°C getrocknet, bis freifließendes Pulver erhalten wurde. Das TMA-behandelte Siliciumdioxid wurde mit 11,1 ml der in Beispiel 1 beschriebenen MAO/Zr-Lösung behandelt. An diesem Punkt wurde keine Gasentwicklung beobachtet. Der Katalysator wurde unter fließendem N2 bei 42 bis 44°C 2 Stunden getrocknet und mit 3A gekennzeichnet. Er enthielt 11,1 Gewichtsprozent Al und 0,12 Gewichtsprozent Zr.5 grams of PQ 988 silica dehydrated at 600 ° C were slurried in 25 mL of heptane and treated with 6 mL TMA solution (14 percent by weight in heptane), which corresponds to 1.5 mmol TMA / g silica. Gas evolution was observed during TMA treatment. The slurry was dried at 80 to 90 ° C until free-flowing powder was obtained. The TMA-treated silica was treated with 11.1 ml of the MAO / Zr solution described in Example 1. At this point, no gas evolution was observed. The catalyst was dried under flowing N 2 at 42-44 ° C for 2 hours and labeled 3A. It contained 11.1 weight percent Al and 0.12 weight percent Zr.

Beispiele 4 bis 6Examples 4 to 6

Katalysatoren, die den drei obigen Beispielen entsprechen, wurden unter Verwendung von Siliciumdioxid 955-600 von Davison als Träger hergestellt. Sie wurden mit 4, 5 und 6 gekennzeichnet. Sie enthielten 15,0, 14,6 bzw. 14,5 Gewichtsprozent Al und 0,18, 0,18 bzw. 0,17 Gewichtsprozent Zr.catalysts which correspond to the three examples above were used made of silica 955-600 by Davison as a carrier. they were labeled 4, 5 and 6. They contained 15.0, 14.6 and 14.5, respectively Weight percent Al and 0.18, 0.18 and 0.17 weight percent Zr.

Aufschlämmungspolymerisationen für LLDPESlurry for LLDPE

Die folgenden Beispiele sind für nur für Referenzzwecke und fallen nicht in den Umfang der vorliegenden Erfindung.The following examples are for only for Reference purposes and are not within the scope of the present invention.

Beispiel 7Example 7

Die Polymerisation wurde in einem 2-Liter-Aufschlämmungsreaktor bei 70°C mit 1 Liter Heptan mit Polymerisationsgüte durchgeführt. Hexen-1 (100 cm3) und Triisobutylaluminium (TIBA = 2 cm3 von 25 Gewichtsprozent in Heptan) wurden zu dem Reaktor gegeben. Bei der Reaktionstemperatur wurde Ethylen (120 psi [0,83 MPa]) zur Sättigung der Flüssigkeiten zugegeben. Etwa 80 mg des Katalysators aus Beispiel 1 wurden zu dem Reaktor gegeben und die Polymerisation 1 Stunde laufen gelassen. Ein granuläres Produkt wurde in einer Ausbeute von 83 g mit I2 von 1,00, MFR von 17,4, einer Dichte von 0,914 g/cm3 und einer Produktivität von 959 g PE/g Kat./h/100 psi C2 erhalten. Das Produkt wurde leicht aus dem Reaktor entfernt und zeigte kleine, wenn überhaupt, Anzeichen von Verschmutzung des Reaktors.The polymerization was carried out in a 2 liter slurry reactor at 70 ° C with 1 liter of polymerization grade heptane. Hexene-1 (100 cm 3 ) and triisobutylaluminum (TIBA = 2 cm 3 of 25 wt% in heptane) were added to the reactor. At the reaction temperature, ethylene (120 psi [0.83 MPa]) was added to saturate the liquids. About 80 mg of the catalyst of Example 1 was added to the reactor and the polymerization was allowed to proceed for 1 hour. A granular product was obtained in a yield of 83 g with I 2 of 1.00, MFR of 17.4, a density of 0.914 g / cm 3 and a productivity of 959 g PE / g cat / hr / 100 psi C2 , The product was easily removed from the reactor and showed little, if any, evidence of reactor fouling.

Beispiele 8 bis 12Examples 8 to 12

Tabelle 1 veranschaulicht ähnliche Polymerisationsergebnisse mit den Katalysatoren der Beispiele 1 bis 6. Die Bedingungen waren die in Beispiel 7 angegebenen.table Figure 1 illustrates similar Polymerization results with the catalysts of Examples 1 to 6. The conditions were as given in Example 7.

Tabelle 1

Figure 00170001
Table 1
Figure 00170001

Die Produktivität ist in g PE/g Kat./h/100 psi C2= angegeben. Die Dichten waren 0,914 bis 0,918 g/cm3.The productivity is given in g PE / g cat./h/100 psi C2 =. The densities were 0.914 to 0.918 g / cm 3 .

Aufschlämmungs-LLDPE-MorphologieSlurry LLDPE Morphology

Der nicht-verschmutzende Betrieb eines Labor-Aufschlämmungsreaktors ist mit der Bildung von granulärem PE-Produkt verbunden. Zwei Grundtypen der Partikelmorphologie können in dem Reaktor gebildet werden. Ein fester, transparenter, sphärischer Partikel macht den Hauptbestandteil des Produktes in den nicht-TMA-vorbehandelten Fällen (Katalysatoren von Beispiel 1 und 4) mit kleinen Mengen eines amorphen weiß aussehenden Polymers aus, das einige Partikel aneinander bindet. Da die Reaktorverschmutzung mit den TMA-vorbehandelten Katalysatoren zunimmt, nehmen die relativen Mengen der weißen gummiartigen Phase zu.The non-polluting operation of a laboratory slurry reactor is associated with the formation of granular PE product. Two basic types of particle morphology can be formed in the reactor. A solid, transparent, spherical particle makes up the main ingredient of the product non-TMA pretreated cases (catalysts of Examples 1 and 4) with small amounts of an amorphous white-looking polymer that binds some particles together. As reactor fouling with the TMA pretreated catalysts increases, the relative amounts of the white rubbery phase increase.

Das Siliciumdioxid PQ 988 produzierte unter den oben angegebenen Bedingungen weniger weißes Polymerbindemittel als das Siliciumdioxid 955 von Davison und wird für die Herstellung von nicht verschmutzendem granulären LLDPE bevorzugt. Akzeptable Katalysatoren können jedoch mit dem Siliciumdioxid 955, wie durch das folgende Beispiel gezeigt, hergestellt werden.The Silica PQ 988 produced under the conditions given above less white polymer binder as the 955 silica from Davison and is used for the manufacture of non-polluting granular LLDPE preferred. However, acceptable catalysts can be used with the silica 955, as shown by the following example.

Beispiel 13Example 13

Ein Beispiel 1 ähnlicher Katalysator wurde auf dem Siliciumdioxid 955-600 hergestellt. Es wurde kein TMA zur Vorbehandlung des Siliciumdioxids verwendet. Das Al : Zr-Verhältnis war 200 : 1. Die MAO-Beladung betrug 7 mmol Al/g Siliciumdioxid und 0,035 mmol Zr/g Siliciumdioxid. Das MAO wurde in diesem Fall von der Ethyl Corporation erhalten, und hat te etwas weniger freies TMA als das oben verwendete MAO von Schering. Unter den Polymerisationsbedingungen von Beispiel 7 wurden 128 g eines granulären Polymers mit einem MI von 1,4, einem MFR von 20, einer Produktivität von 1100 g/g Kat./h/100 psi C2 und einer Dichte von 0,916 erhalten.One Example 1 more similar Catalyst was prepared on silica 955-600. It No TMA was used to pretreat the silica. The Al: Zr ratio was 200: 1. The MAO loading was 7 mmol Al / g silica and 0.035 mmol Zr / g silica. The MAO was in this case obtained from the Ethyl Corporation, and has a little less free TMA as the above used MAO from Schering. Under the polymerization conditions from Example 7, 128 g of a granular polymer with an MI of 1.4, an MFR of 20, a productivity of 1100 g / g cat./h/100 psi C2 and a density of 0.916.

Beispiel 14 Metallocen-Katalysator, der von Siliciumdioxid, das mit unterschiedlichen Dehydratisierunsgtemperaturen behandelt wurde, getragen wirdExample 14 Metallocene catalyst, that of silica, with different dehydration temperatures was treated is worn

Vier Katalysatoren wurden in derselben Weise und unter Verwendung derselben Formulierung wie in Beispiel 13 hergestellt, außer daß Siliciumdioxide mit jeweiligen Dehydratisierungstemperaturen von 20°C (mit Vakuum), 110°C bzw. 300°C verwendet wurden. Diese Katalysatoren wurden in einem Aufschlämmungsreaktor unter Verwendung von Verfahren getestet, die denen in Beispiel 7 ähneln. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet.Four Catalysts were prepared in the same manner and using the same Formulation as prepared in Example 13, except that silicas with respective Dehydration temperatures of 20 ° C (with vacuum), 110 ° C and 300 ° C used were. These catalysts were in a slurry reactor using methods similar to those in Example 7. The Results are listed in Table 2.

Tabelle 2

Figure 00180001
Table 2
Figure 00180001

In allen Fällen war die Harzmorphologie ohne Reaktorverschmutzung ausgezeichnet.In all cases the resin morphology was excellent without reactor pollution.

Beispiel 15Example 15

Die folgenden Beispiele veranschaulichen, daß andere Metallocenverbindungen ebenso verwendet werden können, um den Katalysator herzustellen, aber die Katalysatorproduktivität und die Harzdichte, FI und MFR sind unterschiedlich. Katalysatoren wurden ähnlich zu Beispiel 13 hergestellt, außer daß unterschiedliche Metallocenkomplexe verwendet wurden. Die Siliciumdioxiddehydratisierungstemperatur und die Polymerisationsergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3

Figure 00190001

Cp*Zr
Bis(pentamethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid
IndZr
Bis(indenyl)zirkoniumdichlorid
CpZr
Bis(cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid
MeCpZr
Bis(methylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid
CpTi
Bis(cyclopentadienyl)titandichlorid
CpZr
Bis(pentamethylcyclopentadienyl)titandichlorid
The following examples illustrate that other metallocene compounds can also be used to prepare the catalyst, but catalyst productivity and resin density, FI and MFR are different. Catalysts were prepared similar to Example 13 except that different metallocene complexes were used. The silica dehydration temperature and the polymerization results are shown in Table 3. Table 3
Figure 00190001
Cp * Zr
Bis (pentamethylcyclopentadienyl) zirconium
IndZr
(Indenyl) zirconium
CpZr
Bis (cyclopentadienyl) zirconium
MeCpZr
Bis (methylcyclopentadienyl) zirconium
CpTI
Bis (cyclopentadienyl) titanium
CpZr
Bis (pentamethylcyclopentadienyl) titanium

In allen Fällen war die Harzmorphologie ohne Reaktorverschmutzung ausgezeichnet.In all cases the resin morphology was excellent without reactor pollution.

Beispiel 16Example 16

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die hohe Schüttdichte der granulären Produkte, die mittlere Partikelgröße und die resultierende hohe Ausbeute pro Reaktoreinheit oder Lösungsmittelvolumen. Sehr hohe Katalysatoreffizienz sowohl hinsichtlich der Verwendung des Metallocenkomplexes als auch der Verwendung des Methylalumoxans wird in den folgenden Beispielen ebenso deutlich gemacht.The The following examples illustrate the high bulk density the granular Products, the average particle size and the resulting high Yield per reactor unit or solvent volume. Very high catalyst efficiency both in terms of the use of the metallocene complex and the use of the methylalumoxane is shown in the following examples just as clearly made.

Die Katalysatoren wurden unter Verwendung der in Beispiel 13 beschriebenen Standardmethode hergestellt. Die Siliciumdioxiddehydratisierungstemperatur, die MAO-Beladung, die Metallocen-Beladung und die Trocknungszeit wurden variiert, um die Bereiche dieser Einflußgrößen zu zeigen.The Catalysts were prepared using the methods described in Example 13 Standard method produced. The silica dehydration temperature, MAO loading, metallocene loading and drying time were varied to show the ranges of these predictors.

Die Polymerisation wird in einem Semi-Batch-Reaktor bei 70°C und einem Druck von 125 psig (0,96 MPa) durchgeführt. Das Reaktorvolumen beträgt 2,5 Liter. Ein Liter Heptan und 100 cm3 Hexen wurden in den Reaktor gegeben. Ethylen wurde bei einem Druck von 125 psig (0,96 MPa) in den Reaktor eingebracht, bevor eine kleine Katalysatorprobe in den Reaktor eingespritzt wird. Die Tabellen 4 und 5 zeigen die Ergebnisse.The polymerization is carried out in a semi-batch reactor at 70 ° C and a pressure of 125 psig (0.96 MPa). The reactor volume is 2.5 liters. One liter of heptane and 100 cm 3 of hexene were introduced into the reactor. Ethylene was introduced into the reactor at a pressure of 125 psig (0.96 MPa) before a small catalyst sample is injected into the reactor. Tables 4 and 5 show the results.

Tabelle 4

Figure 00200001
Table 4
Figure 00200001

Figure 00210001
Figure 00210001

Tabelle 5

Figure 00210002
Table 5
Figure 00210002

Claims (14)

Verfahren zur Herstellung eines linearen Polyethylens mit niedriger Dichte (LLDPE) in granulärer Form mit einer spezifischen Dichte im Bereich von 0,91 bis 0,939 g/cm3 und einer mittleren Partikelgröße von 300 bis 800 μm, wobei das Verfahren das: (a) Dispergieren eines Katalysators in einem aliphatischen Lösungsmittel unter wasserfreien Bedingungen, um eine Aufschlämmung in einem Reaktionsgefäß zu bilden, wobei der Katalysator, getragen von einem dehydrierten Träger, ein Metallocen und ein Alumoxan umfaßt; (b) Halten der Aufschlämmung bei einem absoluten Druck unter 1000 psi (6,9 MPa) und einer Temperatur von 20°C bis 100°C; (c) Einführen von Ethylen und einem alpha-Olefin, das aus 1-Buten, 1-Propen und alpha-Olefinen mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen ausgewählt wurde, in das Reaktionsgefäß, wobei der Partialdruck des Ethylens zwischen 20 und 1000 psi (0,14 bis 6,9 MPa) liegt; und (d) Gewinnung von granulärem LLDPE, das eine Schüttdichte von 15 bis 36 lb./ft3 (240 bis 580 kg/m3) und ein MFR von weniger als etwa 30 zeigt, aus dem Reaktionsgefäß, wobei das aliphatische Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Isobutan, Pentan, Isomeren von Pentan, Hexan, Isomeren von Hexas, Octan, Isomeren von Octan, Decan, Dodecan und Gemischen davon besteht; umfaßt.A process for producing a linear low density polyethylene (LLDPE) in granular form having a specific gravity in the range of 0.91 to 0.939 g / cm 3 and an average particle size of 300 to 800 microns, the process comprising: (a) dispersing a catalyst in an aliphatic solvent under anhydrous conditions to form a slurry in a reaction vessel, the catalyst supported by a dehydrated carrier comprising a metallocene and an alumoxane; (b) maintaining the slurry at an absolute pressure below 1000 psi (6.9 MPa) and a temperature of 20 ° C to 100 ° C; (c) introducing ethylene and an alpha-olefin selected from 1-butene, 1-propene and alpha-olefins having 6 to 10 carbon atoms into the reaction vessel, wherein the partial pressure of the ethylene is between 20 and 1000 psi (0, 14 to 6.9 MPa); and (d) recovering granular LLDPE exhibiting a bulk density of 15 to 36 lb./ft 3 (240 to 580 kg / m 3 ) and an MFR of less than about 30 from the reaction vessel, wherein the aliphatic solvent is selected from the A group consisting of isobutane, pentane, isomers of pentane, hexane, isomers of hexas, octane, isomers of octane, decane, dodecane, and mixtures thereof; includes. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Dichte des LLDPE weniger als 0,93 g/cm3 ist.Process according to claim 1, characterized in that the specific gravity of the LLDPE is less than 0.93 g / cm 3 . Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger Siliciumdioxid umfaßt, das amorph und porös ist und ein Porenvolumen von 0,1 bis 5 cm3/g hat und das eine geringere Konzentration an Silanolgruppen als 2,5 mmol pro Gramm Siliciumdioxid besitzt.A method according to claim 1, characterized in that the support comprises silica which is amorphous and porous and has a pore volume of 0.1 to 5 cm 3 / g and which has a lower concentration of silanol groups than 2.5 mmol per gram of silica. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator durch Kontaktieren unter wasserfreien Bedingungen des Siliciumdioxidträgers mit einem Volumen eines Gemisches, das ein Metallocen und Alumoxan umfaßt, wobei das Volumen des Gemisches nicht größer als das Gesamtporenvolumen des Siliciumdioxidträgers ist, hergestellt wird.Method according to claim 3, characterized in that the Catalyst by contacting under anhydrous conditions of silica with a volume of a mixture containing a metallocene and alumoxane comprises wherein the volume of the mixture is not greater than the total pore volume of the silica support is produced. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallocen die Formel CpmMAnBp besitzt, worin Cp eine substituierte Cyclopentadienyl-Gruppe, m 1 oder 2; M Zirkonium oder Hafnium ist; jeweils A und B aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Halogenatom, einem Wasserstoffatom und einer Alkylgruppe besteht; und m + n + p gleich der Wertigkeit des Metalls M ist und daß das Alumoxan die folgende Formel (a) oder (b): (a) R-(Al(R)-O)n-AlR2 für oligomere lineare Alumoxane; (b) (-Al(R)-O-)m für oligomere cyclische Alumoxane besitzt; worin n 1 bis 40, m 3 bis 40 ist und R eine C1-C8-Alkylgruppe umfaßt; und daß das Siliciumdioxid ein aktivierter Katalysator ist.Process according to Claim 4, characterized in that the metallocene has the formula Cp m MA n B p , in which Cp represents a substituted cyclopentadienyl group, m 1 or 2; M is zirconium or hafnium; each A and B are selected from the group consisting of a halogen atom, a hydrogen atom and an alkyl group; and m + n + p is equal to the valency of the metal M and that the alumoxane has the following formula (a) or (b): (a) R- (Al (R) -O) n-AlR 2 for oligomeric linear alumoxanes; (b) (-Al (R) -O-) m for oligomeric cyclic alumoxanes; wherein n is 1 to 40, m is 3 to 40, and R comprises a C 1 -C 8 alkyl group; and that the silica is an activated catalyst. Verfahren gemäß jedem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in Partikelform mit einer Partikelgröße im Bereich von 1 bis 500 μm vorliegt.Procedure according to each preceding claim, characterized in that the catalyst in particulate form having a particle size in the range of 1 to 500 microns. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Aluminium zu dem Übergangsmetall in dem Katalysator 70 bis 350 ist.Method according to claim 1, characterized in that the relationship from aluminum to the transition metal in the catalyst is 70 to 350. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Übergangsmetalls in dem Katalysator (auf Elementarbasis) zwischen 0,001 und 10 Gewichtsprozent liegt und die Menge des Aluminiums in dem Katalysator (auf Elementarbasis) zwischen 1 und 40 Gewichtsprozent liegt und daß das Al : Übergangsmetall-Verhältnis in dem Katalysator (auf Elementarbasis) zwischen 25 und 10.000 liegt.Method according to claim 1, characterized in that the Amount of the transition metal in the catalyst (elemental basis) between 0.001 and 10 weight percent and the amount of aluminum in the catalyst (elemental-based) is between 1 and 40 weight percent and that the Al: transition metal ratio in the catalyst (on elemental basis) is between 25 and 10,000. Verfahren gemäß jedem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallocen aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Bis(n-butylcyclopentadienyl)metalldihalogeniden, Bis(n-butylcyclopentadienyl)metallhydridohalogeniden, Bis(n-butylcyclopentadienyl)metallmonoalkylmono halogeniden; Bis(n-butylcyclopentadienyl)metalldialkylen; Bis(tetrahydroindenyl)metallhalogeniden und Bis(indenyl)metalldihalogeniden besteht.Procedure according to each preceding claim, characterized in that the metallocene selected from the group consisting of bis (n-butylcyclopentadienyl) metal dihalides, bis (n-butylcyclopentadienyl) metal hydride halides, Bis (n-butylcyclopentadienyl) metal monoalkyl monohalides; Bis (n-butylcyclopentadienyl) metal dialkyls; Bis (tetrahydroindenyl) metal halides and bis (indenyl) metal dihalides. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallocen aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Bis(iso-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid, Bis(pentamethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid, Bis(tetrahydroindenyl)zirkoniumdichlorid, Bis(indenyl)zirkoniumdichlorid, Bis(1,3-dimethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid, Bis(methylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid und Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid besteht.Method according to claim 9, characterized in that the Metallocene selected from the group consisting of bis (isobutylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, Bis (pentamethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (tetrahydroindenyl) zirconium dichloride, Bis (indenyl) zirconium dichloride, bis (1,3-dimethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, Bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride and bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dichloride consists. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des alpha-Olefins in dem Lösungsmittel im Bereich von 0,1 bis 50 Gewichtsprozent liegt.Method according to claim 1, characterized in that the Concentration of the alpha-olefin in the solvent in the range of 0.1 to 50 weight percent. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des alpha-Olefins in dem Lösungsmittel im Bereich von 0,1 bis 30 Gewichtsprozent liegt.Method according to claim 11, characterized in that the Concentration of the alpha-olefin in the solvent in the range of 0.1 to 30 weight percent. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siedepunkt des Lösungsmittels weniger als 180°C beträgt.Method according to claim 1, characterized in that the Boiling point of the solvent less than 180 ° C is. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Schritt (b) unter 600 psi (4,1 MPa) ist.Method according to claim 1, characterized in that the Pressure in step (b) is below 600 psi (4.1 MPa).
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