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TECHNISCHES
GEBIET
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen
betreffen im Allgemeinen das Gebiet von extrudierten elastomeren
Polymeren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung elastomere
Polymere, die eine verbesserte Extrudierbarkeit aufweisen, wenn
sie vermischt werden, um einen brauchbaren Vorläufer für extrudierbare Materialien
zu bilden. Diese elastomeren Polymere sind im Allgemeinen vom Ethylen/α-Olefin-Typ, welche unter Verwendung
von Katalysatoren vom Metallocen-Typ hergestellt werden.
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HINTERGRUND
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Elastomere
Ethylen/α-Olefin-Polymere
(EP) sind bei Extrusionsanwendungen wie der Elektroisolierung seit
Jahrzehnten umfangreich verwendet worden. Es wird erwartet, dass
diese Produkte eine Extrusionsoberfläche ergeben, die frei von Schmelzbruch
ist. Zwar kann dies durch die Einführung von langkettigen Verzweigungen
in ein EPDM durch das Dien leicht erreicht werden, aber Copolymere
müssen
auf anderen strukturellen Eigenschaften beruhen. Beispielsweise
ergibt die Verwendung von Ziegler-Natta-Katalysatoren mit mehreren
aktiven Stellen eine sehr breite Molekulargewichtsverteilung (MWD)
(Mw/Mn > 20), die für die Extrusionsverarbeitung
geeignet ist.
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Elastomere
Polymere, die mit Metallocen oder Katalysator mit einer einzelnen
aktiven Stelle hergestellt werden, haben im Allgemeinen im Vergleich
zu bisher verwendeten elastomeren Polymeren, die auf elastomeren
Polymeren basieren, die durch Ziegler-Natta mit mehreren aktiven
Stellen hergestellt werden, einen Nachteil bei der Verarbeitbarkeit,
wenn sie extrudiert werden. Dieser Nachteil rührt von der Eigenschaft einer engen
MWD (Mw/Mn von etwa
2) dieser Polymere her. Diese MWD-Wirkung manifestiert sich selbst
durch einen Mangel an Scherempfindlichkeit, d.h. eine Scherempfindlichkeit,
die im Allgemeinen einer geringeren Viskosität bei höheren Schergeschwindigkeiten
entspricht.
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Der
Herausforderung, ein Metallocen-katalysiertes elastomeres Polymer
mit seinen begleitenden Vorteilen der Extrusions- und/oder Elektroindustrie
zur Verfügung
zu stellen, besteht darin, dass diese Materialien von Durchschnittsfachleuten
im Allgemeinen als elastomere Polymere mit enger CD und enger MWD
bekannt sind. Auf der Grundlage einer solchen Charakterisierung
würden
Durchschnittsfachleute nicht dazu neigen, diese Metallocen-katalysierten
elastomeren Polymere für
Extrusionsverfahren auszuwählen,
weil dies bedeuten würde,
ein Material auszuwählen,
dessen Eigenschaften gegensätzlich
zu solchen sind, die zuvor als für Extrusionsverfahren
geeignet angegeben wurden.
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Daher
gibt es einen kommerziellen Bedarf an einem Metallocen-katalysierten
elastomeren Polymermaterial, das bei der Vermischung ein Compound
mit einer Verarbeitbarkeit oder Extrudierbarkeit bereitstellen kann,
die einem Ziegler-Natta (ZN)-Analogon gleichwertig ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Wir
haben gefunden, dass Metallocen-katalysierte elastomere Ethylen/α-Olefin/Dien-Polymere,
wenn sie unter Verwendung einer ungewöhnlichen Reaktoranordnung hergestellt
werden, eine verhältnismäßig breite
Molekulargewichtsverteilung aufweisen können, die eine Verarbeitbarkeit
oder Extrudierbarkeit ergibt, die einem Z-N-katalysierten Analogon
gleichwertig oder besser als dieses und wesentlich besser als ein
herkömmliches,
mit Metallocen hergestelltes elastomeres Polymer ist. Zwar ist dieses
Ergebnis wünschenswert,
aber es ist unerwartet und überraschend.
Wir werden diese Reaktoranordnung als Maßschneiderung (tailoring) bezeichnen.
Diese Maßschneiderung
ist bei herkömmlichen
Z-N-Katalysatoren und ihren elastomeren Polymerprodukten angewendet
worden. Damit die Maßschneiderung
funktioniert, müssen
Molekulargewichte, die wesentlich höher als das durchschnittliche
Molekulargewicht sind, als ein kleiner Teil des Polymergrundgerüsts synthetisiert
werden. Diese höheren
Molekulargewichte als Teil des Grundgerüstes sind im Allgemeinen mit herkömmlichen
Z-N-Katalysatoren gut zugänglich,
weil beispielsweise ein in den ersten Reaktor eingebrachter Katalysator
in dem zweiten Reaktor einer Reihenreaktoranordnung wegen seiner
kurzen Lebensdauer in dem zweiten Reaktor verbraucht oder nahezu
verbraucht wird. In einem solchen, an Katalysator verarmten zweiten Reaktor
erzeugt das Katalysatorsystem Segmente mit einem sehr hohen Molekulargewicht,
was zu der gewünschten
Polymerkonfiguration führt.
Im Gegensatz dazu haben Metallocenkatalysatoren eine viel längere Lebensdauer
als herkömmliche
Z-N-Vanadiumkatalysatoren, was die Verwendung eines solch konsequenten Ansatzes
wirksam verhindert, der in geeigneter Weise bei der Polymerisation
von bestimmten Polymeren auf Z-N-Basis verwendet wird.
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Ein
Reaktoraufbau, der wenig bis kein Kettenübertragungsmittel in einem
ersten Reaktor einschließt, mit
beträchtlichen
Mengen an Kettenübertragungsmittel
in einem zweiten oder nachfolgenden Reaktor, ist statt dessen ein
Verfahren zur Erlangung eines Teils mit hohem Molekulargewicht.
Die resultierende Molekulargewichtsverteilung, die in 1 gezeigt
ist, ähnelt
in überraschender
Weise der MWD eines ähnlich
maßgeschneiderten
elastomeren Polymers, das mit einem Vanadium-Katalysator (als Beispiel für einen
Ziegler-Natta-Typ) hergestellt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Diese
und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, angehängten Ansprüche und
beigefügten
Zeichnungen besser verständlich,
worin
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1 die
Molekulargewichtsverteilung von erfindungsgemäßen Ausführungsformen zeigt.
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BESCHREIBUNG
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Verschiedene
Ausführungsformen
unserer Erfindung betreffen bestimmte Gruppen von elastomeren Ethylen/α-Olefin-Polymeren,
daraus hergestellte Compounds, aus den Compounds hergestellte, geformte
Gegenstände
und ihre Verwendungen. Diese elastomeren Polymere haben einzigartige
Eigenschaften, die sie für den
Gebrauch in bestimmten Anwendungen gut geeignet machen. Elektrische
Isolierung, andere Extrusionscompounds und dergleichen, die auf
Basis dieser elastomeren Polymere hergestellt werden, weisen eine
verbesserte Verarbeitbarkeit auf und behalten gleichzeitig die Vorteile
von elastomeren Polymeren auf Metallocen-Basis bei. Daher werden
diese elastomeren Zusammensetzungen gemäß einer Ausführungsform
in einer elektrischen Isolationsschicht einer elektrisch leitfähigen Vorrichtung
verwendet. Einige der Vorteile von Metallocen-katalysierten Elastomeren
schließen
eine hohe Katalysatoraktivität
ein, die zu geringen Kosten, einer fehlenden Notwendigkeit der Entfernung
von Katalysatorrückständen, einem
breiteren Bereich von Zusammensetzungen und einem Bereich von α-Olefinen
führt,
die einer Z-N-Polymerisation
nicht zugänglich
sind. Es folgen eine detaillierte Beschreibung von bestimmten bevorzugten,
mit Metallocenkatalysator hergestellten elastomeren Polymeren mit
verbesserter Verarbeitbarkeit bei Extrusionsverfahren, die im Bereich
unserer Erfindung liegen, bevorzugte Verfahren zur Herstellung der
Elastomere und die bevorzugten Anwendungen der extrudierten Teile.
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Obwohl
beispielsweise Reihenreaktoranordnungen, die wenig oder kein Kettenübertragungsmittel
in einem ersten Reaktor und beträchtliche
Mengen an Kettenübertragungsmittel
in einem zweiten oder nachfolgenden Reaktor verwenden, verwendet
werden, um die Eigenschaften der erfindungsgemäßen elastomeren Polymere beispielhaft
darzustellen, können
die elastomeren Polymere in zahlreichen anderen Reaktoranordnungen
wie Reihenreaktoren parallel, mehrere Reaktoren in Reihe und dergleichen
hergestellt werden. In dem Umfang, in dem unsere Beschreibung speziell
ist, dient dies allein zu dem Zweck der Illustrierung von bevorzugten
Ausführungsformen
unserer Erfindung und sollte nicht als unsere Erfindung auf diese
speziellen Ausführungsformen
einschränkend
angesehen werden. Gemische von Verbindungen mit Eigenschaften derselben,
die in einzelnen Reaktoren hergestellt werden, sind auch als Teil
dieser Erfindung umfasst.
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Die
Verwendung von Zwischenüberschriften
in der Beschreibung soll den Leser unterstützen und soll den Umfang unserer
Erfindung in keinerlei Weise einschränken.
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Einleitung
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Im
Allgemeinen wird gefunden, dass herkömmliche Ziegler-Natia (Z-N)-katalysierte elastomere
Ethylen/α-Olefin/nicht-konjugiertes
Dien-Polymere sowohl eine breite Ethylenzusammensetzungsverteilung
(CD) als auch eine breite Molekulargewichtsverteilung im Allgemeinen
aufgrund der Tatsache aufweisen, dass die Z-N-Katalysatoren mehrere
aktive Katalysatorstellen aufweisen. Diese breite Verteilung von
Molekulargewichten ermöglicht
die Verringerung der Viskosität
bei Scherung (Scherverdünnung)
und führt
im Allgemeinen zu glatten Extrudaten.
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Um
von Metallocen-katalysierten elastomeren Ethylen/α-Olefin-Polymeren
Gebrauch zu machen, die die zuvor genannten Vorteile aufweisen,
müssen
beträchtliche
Veränderungen
an diesen Polymeren erreicht werden. Der Grund für diese Veränderungen liegt an der Tatsache,
dass die Metallocenkatalysatoren mit einer einzelnen aktiven Stelle
normalerweise oder von Natur aus Polymere mit einer engen CD und
einer engen MWD erzeugen, ein direkter Gegensatz zu genau diesen
Parametern, die von Z-N-katalysierten elastomeren Polymeren gezeigt
werden.
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Die
Maßschneiderung,
im Grunde genommen eine zwangsweise Anpassung eines Polymers an
eine Konfiguration zur Lösung
eines bestimmten Problems, ist bekannt. Jedoch sind Bemühungen zum
Maßschneidern
der MWD in der Vergangenheit mit der Anwesenheit von langkettigen
Verzweigungen (LCB) verwechselt worden, die das Polymer an sich
verarbeitbar machen. Daher bestehen die beiden Herausforderungen,
die bei Metallocen-katalysierten elastomeren Ethylen/α-Olefin-Polymeren angegangen
werden müssen,
darin, (i) wie man maßschneidert
und (ii) ob Maßschneiderung
in Abwesenheit von LCB eine verbesserte Extrusionsverarbeitung ergeben
wird. Beispielsweise muss für
die Maßschneiderung
der MWD eine Fraktion mit viel höherem Molekulargewicht
als ein kleiner Teil des Polymergrundgerüstes synthetisiert werden.
Bei der herkömmlichen Z-N-Katalyse
oder -Polymerisation wird dies normalerweise durch die Verwendung
eines zweiten oder nachfolgenden Reaktors in einer Reihenreaktoranordnung
erreicht, indem eine Monomer/Katalysator-Mischung aus einem ersten
oder vorherigen Reaktor in einen zweiten oder nachfolgenden Reaktor
eingespeist wird. Aufgrund der verhältnismäßig kurzen Lebensdauer eines
Z-N-Katalysators ist die Reaktion in dem zweiten oder nachfolgenden
Reaktor „an
Katalysator verarmt" und
die Polymerisation in dem zweiten oder nachfolgenden Reaktor erzeugt
ein sehr hohes Molekulargewicht, wobei die gewünschte Maßschneiderung oder Molekülkonfiguration
geliefert wird. Bei der Metallocen-Katalyse haben die Katalysatoren
eine viel längere
Lebensdauer, sodass eine solche Lösung für das Maßschneiderungsproblem im Allgemeinen
nicht möglich
ist.
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Diese
Maßschneiderung
verlangte eine andersartige Lösung.
In unerwarteter und überraschender Weise
haben wir gefunden, dass dies erreicht werden kann, indem die Reihenfolge
umgekehrt wird, in der die Fraktionen mit geringem und hohem Molekulargewicht
hergestellt werden. Beispielsweise kann durch die Auswahl des Metallocenkatalysators
und die Kontrolle des Kettenübertragungsmittels
eine Fraktion mit sehr hohem Molekulargewicht in dem ersten Reaktor
hergestellt werden. Dieser Ausfluss aus dem ersten Reaktor wird dann
ferner in einem zweiten Reaktor polymerisiert, worin reichliche
Mengen an Kettenübertragungsmittel
zugegeben werden können
oder andere Faktoren, die das Molekulargewicht des in diesem Reaktor
hergestellten Polymers beeinflussen, kontrolliert werden können, sodass
ein beträchtlich
geringeres Molekulargewicht darin erzeugt wird. Dieser Typ der Maßschneiderung
ist Fachleuten nicht offensichtlich, die sich auf bisherige Maßschneiderungsverfahren
stützen,
weil die Optionen zur Kontrolle des Molekulargewichtes in dem zweiten
Reaktor bei der herkömmlichen
Maßschneiderung
unter Verwendung von Z-N-Katalysatoren eingeschränkt worden sind. Beispielsweise
sind wegen der Stützung
auf eine geringe Katalysatoraktivität in dem zweiten Reaktor, um
hohe Molekulargewichte in dem zweiten Reaktor eines Z-N-Verfahrens
herzustellen, Kettenübertragungsmittel
auch bei der Beeinflussung des Molekulargewichts unwirksam.
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Wenn
auf ein elastomeres Polymer als Produkt aus zwei oder mehreren Reaktoren
Bezug genommen wird, die gewöhnlich
aber nicht immer Reaktoren in Reihe sind, ist das elastomere Polymer
wahrscheinlicher ein in-situ-Gemisch, das in mindestens zwei Reaktoren
hergestellt wird. Es können
mehr Reaktoren verwendet werden, und sie können sich in einer beliebigen
Anordnung befinden, wie zusätzliche
Reaktoren in Reihe oder ein oder mehrere Reaktoren parallel. Außerdem kann
das elastomere Polymer ein physikalisches Gemisch sein. Unabhängig davon,
wie das elastomere Polymer hergestellt wird, hat es die hier diskutierten
Eigenschaften.
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Wenn
wir uns außerdem
auf ein erstes elastomeres Polymer und ein zweites elastomeres Polymer
beziehen, ist es für
Durchschnittsfachleute selbstverständlich, dass diese Konvention
einer leichteren Bezugnahme dient und nicht als einschrän kend angesehen
werden sollte. Beispielsweise sehen wir vor, dass sich ersteres
auf eine Anzahl (größer als
1) von elastomeren Polymeren beziehen könnte, die beispielsweise in
Parallel- oder Reihenreaktoren hergestellt werden, solange sie die
Eigenschaften haben, die hier dem ersten Polymer zugeschrieben werden.
Dieselbe Erklärung
gilt auch für
das zweite elastomere Polymer.
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Mooney-Viskosität
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Die
Mooney-Viskosität
ist ein geeignetes Verfahren, einem Polymer ein Molekulargewicht
zuzuschreiben. Bei Ausführungsformen
unserer Erfindung hat das erste elastomere Polymer eine Mooney-Viskosität von 80
bis 120 und das zweite elastomere Polymer hat eine Mooney-Viskosität von 1/5
bis 1/20 derjenigen des ersten elastomeren Polymers.
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Ethylengehalt
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Ethylengehalt
unterhalb von 95, vorzugsweise unterhalb von 90 Mol%, insbesondere
unterhalb von 85 Mol%. Insbesondere ist ein Ethylengehalt im Bereich
von 70 bis 80 Gew.-% (80 bis 90 Mol%) in dem ersten elastomeren
Polymer und von 40 bis 80 Gew.-% in dem zweiten elastomeren Polymer
am meisten bevorzugt.
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α-Olefingehalt
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Das α-Olefin oder
die α-Olefine,
das/die in als einem Teil der vorliegenden Erfindung vorgesehenen elastomeren
Polymer enthalten ist/sind, schließen C3-
bis C20-, vorzugsweise C3-
bis C10-α-Olefine
ein, wobei Propylen, Buten-1, 4-Methyl-1-penten, Hexen-1 und Octen-1 bevorzugt
sind und Propylen am meisten bevorzugt ist. Das α-Olefin oder die α-Olefine,
die in den elastomeren Polymeren der vorliegenden Erfindung enthalten
sind, machen den Rest der oben erwähnten Ethylenzusammensetzungen
aus.
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Ethylenzusammensetzungsverteilung
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Obwohl
die Erfindung mit Polymeren von einheitlicher Zusammensetzungsverteilung
beispielhaft dargestellt wird, ist es vorgesehen, dass die Ethylenzusammensetzung
der Polymerfraktionen unterschiedlich sein kann, um andere Eigenschaften
wie Reißfestigkeit
zu erhöhen.
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Molekulargewichtsverteilung
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Wie
mit GPC LALLS usw. gemessen beträgt
die Molekulargewichtsverteilung (MWD), wie durch Mw/Mn ausgedrückt, > 2, vorzugsweise > 2,5, insbesondere > 3 und am meisten bevorzugt > 3,5. Die MWD des ersten und
zweiten elastomeren Polymers beträgt vorzugsweise 2 bis 4.
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Compounds zur Herstellung
von extrudierten Teilen
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Extrudierte
Formen, die auf Basis der elastomeren Polymere von verschiedenen
erfindungsgemäßen Ausführungsformen
hergestellt werden, werden unter Verwendung von Bestandteilen zusätzlich zu
dem/den elastomeren Polymer oder Polymeren hergestellt, die Durchschnittsfachleuten
wohlbekannt sind. Diese Bestandteile schließen Ruß, Verarbeitungshilfsmittel,
Weichmacher, Wachse, Kurzfasern zur Verstärkung, Antioxidantien, Beschleunigungsmittel,
Heilmittel und dergleichen ein. Die Kombinationen dieser Bestandteile
sind im Allgemeinen als Compounds bekannt. Die Verwendung des Begriffs
Compound in diesem Dokument bezieht sich auf das elastomere Polymer
sowie auf diese anderen gewöhnlichen
Bestandteile.
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Metallgehalt
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Die
elastomeren Polymerzusammensetzungen haben vorzugsweise einen Metallgehalt,
wie durch Röntgenfluoreszenz
bestimmt, von weniger als 0,01 Gew.-% und sind vorzugsweise im Wesentlichen
frei von Calcium.
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Compoundeigenschaften
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TYPISCHE
FORMULIERUNG, DIE BEI EXTRUSIONSANWENDUNGEN VERWENDET WIRD
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Verfahren zur Herstellung
von elastomerer Ethylenla-Olefin/Ethylidennorbornen-Polymerkomponente
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Metallocen-Katalyse
der obigen Monomere wird durch Einbeziehen einer Verbindung durchgeführt, die
die Gruppe 4-Übergangsmetallverbindung
der Erfindung zu einem aktiven Katalysator aktivieren kann. Geeignete
Aktivatoren schließen
den ionisierenden nicht-koordinierenden Anion-Vorläufer und
aktivierende Alumoxan-Verbindungen
ein, die auf dem Gebiet der Metallocen-Katalyse beide wohlbekannt
und beschrieben sind.
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Außerdem ergibt
sich eine aktive, ionische Katalysatorzusammensetzung, die ein Kation
der Gruppe 4-Übergangsmetallverbindung
der Erfindung und ein nicht-koordinierendes
Anion umfasst, aus einer Reaktion der Gruppe 4-Übergangsmetallverbindung
mit dem ionisierenden nicht-koordinierenden Anion-Vorläufer. Die Aktivierungsreaktion
ist geeignet, egal ob der Anion-Vorläufer das Metallocen typischerweise
durch Entzug von R1 oder R2,
durch beliebige Verfahren einschließlich Protonierung, Ammonium-
oder Carboniumsalzionisierung, durch Metallkation-Ionisierung oder
durch Lewis-Säure-Ionisierung
ionisiert. Die kritische Eigenschaft dieser Aktivierung ist die
Kationisierung der Gruppe 4-Übergangsmetallverbindung
und ihre ionische Stabilisierung durch ein resultierendes verträgliches,
nicht-koordinierendes oder schwach-koordinierendes (im Begriff nicht-koordinierend eingeschlossen)
Anion, das zur Verdrängung
durch die copolymerisierbaren Monomere der Erfindung geeignet ist.
Siehe beispielsweise EP-A-0
277 003, EP-A-0 277 004, US-A-5,198,401, US-A-5,241,025, US-A-5,387,568,
WO 91/09882, WO 92/00333, WO 93/11172 und WO 94/03506, die die Verwendung
von nicht-koordinierenden Anion-Vorläufern mit Gruppe 4-Übergangsmetall-Katalysatorverbindungen,
ihre Verwendung in Polymerisationsverfahren und Mittel zu ihrer
Aufbringung auf einem Träger
behandeln, um heterogene Katalysatoren herzustellen. Die Aktivierung
durch Alumoxanverbindungen, typischerweise Alkylalumoxane, ist hinsichtlich
ihres Mechanismus nicht so gut definiert, ist aber nichtsdestotrotz
zur Verwendung mit Gruppe 4-Übergangsmetallverbindungskatalysatoren
wohlbekannt, siehe beispielsweise US-A-5,096,867.
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Die
folgenden Synthesen der Beispiele werden in einer Laborpilotanlage
mit einem Ausstoß von
4 kg/Tag durchgeführt.
Die Polymerisationen werden in einem kontinuierlichen Rührkesselreaktor
oder zwei der Kessel in Reihe durchgeführt. Im Falle von Reihenreaktoren
werden das Polymer und die unumgesetzten Monomere aus dem ersten
Reaktor mit zusätzlichen
Monomeren in einen zweiten Reaktor eingespeist, wo die Polymerisation
fortgesetzt wird. Die Fraktion des Polymers, die in dem ersten Reaktor
hergestellt wird, variiert zwischen 20 und 50 %. Die Verweilzeit
in jedem Reaktor beträgt
7 bis 14 Minuten.
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Beispiele
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Die
elastomeren Polymere werden in einer Laborpilotreaktoranlage mit
einer Kapazität
von 4 kg/Tag unter Verwendung einer Metallocendihalogenid-Verbindung
hergestellt, die mit einem Aktivator wie N,N-Dimethylaniliniumtetrakis(pentafluorphenyl)bor
oder N,N-Dimethylaniliniumtetrakis(heptafluornaphthyl)bor alkyliert ist,
um Metallocene wie Dimethylsilylbis(indenyl)hafniumdimethyl-Verbindung
oder [Cyclopentadienyl(fluorenyl)diphenylmethan]hafniumdimethyl-Verbindung
zu ergeben. Die Polymerisationen werden in einem kontinuierlichen
Rührkessel
oder zwei Kesseln in Reihe durchgeführt. Im Falle der maßgeschneiderten
Reaktoranordnung oder der erfinderischen Anordnung (Beispiele 3,
4 und 6) wird der Hauptreaktor bei verhältnismäßig niedriger Temperatur, d.h.
20 bis 50°C,
betrieben, um die Herstel lung von hohem Molekulargewicht zu erleichtern. Das
Polymer und unumgesetztes Monomer aus dem ersten Reaktor wird mit
zusätzlichem
frischen Monomer in den zweiten Reaktor eingespeist, worin die Reaktion
fortgesetzt wird. Die Polymerisationswärme des Polymers des ersten
Reaktors ermöglicht,
dass der zweite Reaktor bei einer höheren Temperatur als der erste
Reaktor (50 bis 100°C)
betrieben wird. Die Wirkung der höheren Reaktortemperatur in
Kombination mit großen Mengen
an Kettenübertragungsmittel,
in diesem Fall Wasserstoff, ermöglicht
die Herstellung eines Teils der Polymerkette mit niedrigem Molekulargewicht.
Die Fraktion des Polymers, die in dem ersten Reaktor hergestellt
wird, als Polysplit bezeichnet, variiert zwischen 20 bis 50 %, und
demzufolge ist das erste elastomere Polymer in der Zusammensetzung
im Bereich von 20 bis 50 Gew.-% vorhanden, und das zweite elastomere Polymer
ist im Bereich von 50 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Zusammensetzung, vorhanden. Einstellungen erfolgen bei der Reaktortemperatur,
der Katalysatorkonzentration (Monomerumwandlung), dem Polysplit
und der Kettenübertragungsmittelrate;
Polymere mit dem gewünschten
Molekulargewicht (wie durch die Mooney-Viskosität ausgedrückt), der gewünschten
MWD und der gewünschten
Zusammensetzungsverteilung werden hergestellt. Die Verweilzeit in
jedem Reaktor beträgt
7 bis 14 Minuten, 20 bis 200 kg Polymer werden pro Gramm Katalysator
in die Reaktoren eingespeist. Die Verfahrenseigenschaften sind in
Tabelle 2 aufgeführt.
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Vergleichsbeispiele
1 und 5 sind ein kommerzielles EPDM Vistalon® 707,
das ein nominales elastomeres Polymer mit 70 % Ethylen, einer MWD
von > 20 und einer
sehr breiten CD ist.
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Vergleichsbeispiel
2 (CPU 138B) ist ein elastomeres Polymer, das für ein mit Metallocen-Katalysator hergestelltes
Material typisch ist, mit einer engen MWD, das in einem einzigen
Reaktor hergestellt wird. Vergleichsbeispiel 3 (CPU 187B1) und Beispiel
4 (CPU 188F) werden durch das erfinderische Verfahren bei zwei verschiedenen
Mooney-Viskositäten
und Polysplit-Gehalten hergestellt. Sämtliche beispielhaften Materialien werden
in Compounds überführt, wobei
eine typische Rezeptur für
Kabel für
mittlere Spannung verwendet wird.
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Beispiel
6 (CPU 271B) wird unter Verwendung derselben Maßschneiderungsverfahren, wie
für bei
den obigen Beispielen 3 und 4 beschrieben, synthetisiert, jedoch
wird das Verfahren angepasst, um ein Polymer mit Eigenschaften zu
erhalten, die dem kommerziellen Vistalon 707 (Beispielen 1 und 5
oben) ähneln.
Die Polymereigenschaften sind in Tabelle 1 aufgeführt.
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Beim
Vergleich der Extrudat-Rauigkeitsdaten (Tabellen 3 und 4) ist es
klar, dass die Beispiele 2 und 3 (einzelner Reaktor, enge MWD und
erfinderisches Verfahren bei hoher Mooney-Viskosität) beide
einen hohen Grad an Rauigkeit im Vergleich zu Vergleichsbeispiel
1 zeigen. Beispiele 4 und 6 bei der geringeren Mooney-Viskosität gleichen
sich an das Extrusionsverhalten der Vergleichsbeispiele 1 bzw. 5
an oder übertreffen dieses.
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Schlussfolgerung
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Die
vorliegende Erfindung ist sehr ausführlich unter Bezugnahme auf
bestimmte bevorzugte Varianten davon beschrieben worden, andere
Varianten sind möglich.
Obwohl beispielsweise Extrusionsverfahren und -compounds beispielhaft
dargestellt worden sind, sind andere Verwendungen ebenfalls vorgesehen.
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TABELLE
1 Poymereigenschaften
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TABELLE
2 Verfahrenseigenschaften
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TABELLE
3 Härtungseigenschaften
und Verarbeitbarkeit von Formulierungen für mittlere Spannungen
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TABELLE
4 Härtungseigenschaften
und Verarbeitbarkeit von Formulierungen für mittlere Spannungen mit CPU
271B
