ES2330192T3 - Componentes catalizadores pre-polimerizados, para la polimerizacion de olefinas. - Google Patents
Componentes catalizadores pre-polimerizados, para la polimerizacion de olefinas. Download PDFInfo
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Abstract
Un componente catalizador pre-polimerizado, para la polimerización de etileno, opcionalmente, en mezclas con olefinas CH2=CHR, en donde, R, es un grupo alquilo C1-C12, caracterizado por el hecho de que, éste, comprende un componente catalizador sólido, no específico, que comprende Ti, Mg y un halógeno, el cual se prepolimeriza con una alfa-olefina CH2=CR I , en donde, R I , es un grupo alquilo C1-C8, en una extensión tal que, la cantidad de el prepolímero de alfa-olefina, es inferior a 15 g por gramo del citado componente catalizador.
Description
Componentes catalizadores
pre-polimerizados, para la polimerización de
olefinas.
La presente invención, se refiere a componentes
catalizadores, para la preparación de (co)polímeros de
etileno, utilizando procedimientos de (co)polimerización en
fase de gas, en suspensión, o en masa.
Los componentes catalizadores de alto
rendimiento, para la preparación de olefinas y, de una forma
particular, para la preparación de etileno, son ya conocidos, en el
arte especializado de la técnica. Éstos se obtienen, de una forma
general, procediendo a soportar, sobre un dihaluro de magnesio, un
compuesto de titanio, elegido de entre haluros de titanio alcóxidos
y haloalcoholatos. Tales tipos de componentes catalizadores, se
utilizan conjuntamente con un compuesto de
alquilo-aluminio, en la polimerización de etileno.
Estos tipos de catalizadores y los catalizadores obtenidos a partir
de éstos, se utilizan, ampliamente, en la plantas para la
(co)polimerización de etileno, operando en ambas formas, en
fase líquida (suspensión o masa), o en fase de gas. No obstante, el
uso de los componentes catalizadores, como tales, no es
completamente satisfactoria. De hecho, debido a la alta reactividad
del etileno, la cinética de la reacción de polimerización, es muy
alta. Como consecuencia de ello, el catalizador, se encuentra
sometido a una muy alta tensión, durante la etapa inicial de la
polimerización, la cual puede causar una rotura incontrolada del
catalizador en sí mismo. Este hecho, es la causa de la formación de
partículas finas de polímero, lo cual, a su vez, conduce a una baja
densidad aparente del polímero y a dificultades en el proceso.
En un intento de resolver este problema, el
catalizador, se pre-polimeriza bajo condiciones
controladas, de tal forma que se obtengan catalizadores
pre-polimerizados pretendidos para tener una buena
morfología. De hecho, se cree que, después de la
pre-polimerización, los catalizadores incrementan su
resistencia, de tal forma que decrece la tendencia a romperse, bajo
las condiciones de polimerización. Como consecuencia de ello, se
reduce también la formación de partículas finas. Adicionalmente a
ello, se espera, también, que se mejore la densidad aparente de los
polímeros finales. En principio, el componente catalizador, puede
pre-polimerizarse con cualquier olefina, pero, no
obstante, en la práctica, los catalilzadores no estereoespecíficos,
se pre-polimerizan siempre con etileno. De hecho,
en el arte especializado de la técnica, se cree que, si las
\alpha-olefinas proquirales como el propileno se
pre-polimerizan con un catalizador no
estereoespecífico, el polímero amorfo producido, afecta
negativamente a las prestaciones técnicas de los catalizadores,
tanto en términos de actividad, como en términos de propiedades
morfológicas. Estas son las razones por las cuales, en diversas
patentes, se describe el uso de catalizadores estereoespecíficos
para prepolimerizaciones de olefinas proquirales. Así, por ejemplo,
en la patente europea EP 641 807 (ejemplos 1 y 25), se describe la
utilización de un componente catalizador que contiene un porcentaje
del 12,5%, en peso, de ftalato de diisobutilo, como un compuesto
estereomodulador. En el ejemplo 25, se añade también
diciclopentildimetilsilano, como donante estereomodulador, en la
patente estadounidense US 5.556.820, se describe la utilización de
ftalato de dietilo, para preparar un catalizador estereospecífico,
para polimerizar propileno. La descripción de la solicitud de
patente europea EP-A-522 423,
indica el hecho de que se necesita la utilización de un catalizador
estereoespecífico y, en el ejemplo 1, como donante
estereomodulador, se utiliza
difenildimetoxi-siloxano, con objeto de proporcionar
un catalizador estereoespecífico que produzca polipropileno.
Finalmente, en la solicitud de patente europea
EP-A-735 056, el componente
catalizador, contiene ftalato de
di-n-butilo, como donante
estereomodulador y, el catalizador derivado, es estereoespecífico,
según se demuestra mediante su alto valor (95%) de insolubilidad en
heptano. La pre-polimerización con etileno, de un
catalizador no estereoespecífico, no obstante, no soluciona
totalmente los problemas mencionados anteriormente, arriba. En la
patente estadounidense USP 4.325.837, por ejemplo, tal y como
resulta aparente a raíz de la tabla 14A y 14B, el uso de un
catalizador no estereoespecífico pre-polimerizado
con etileno, en una extensión inferior a un porcentaje del 50%, en
peso, en base al peso del catalizador
pre-polimerizado total, no es siempre
satisfactorio, debido al hecho de que, los rendimientos productivos
y las propiedades morfológicas, en el polímero producido con el
catalizador pre-polimerizado, son en ciertos casos
menores que los del polímero no pre-polimerizado.
En la misma patente (en la columna 37, líneas
57-60), se dice que, el uso de un catalizador
pre-polimerizado, no aporta ninguna ventaja, con
respecto a los no pre-polimerizados. Adicionalmente
a estos problemas, además, debe tomarse debida nota en cuanto al
hecho de que, en vistas a la muy alta reactividad del etileno, la
pre-polimerización con este monómero, puede dar
algunas dificultades, en cuanto al hecho de mantener las
condiciones suaves que se utilizan generalmente en la
pre-polimerización, con objeto de alcanzar las
deseadas propiedades del catalizador. Por otro lado, la patente
británica GB 1.255.575, enseña el hecho de que, la
prepolimerización con propileno, de un catalizador no
estereoespecífico, produce una caída dramática de la actividad. En
el ejemplo 9, el propileno, se pre-polimeriza en una
cantidad de 16,5 g/por gramo de catalizador. No
obstante, su actividad original, en la polimerización de etileno, pasa del original de 168 g/g/hora, a 98,4 g/g/hora.
obstante, su actividad original, en la polimerización de etileno, pasa del original de 168 g/g/hora, a 98,4 g/g/hora.
En vista de esta situación, se ha encontrado
ahora, de una forma sorprendente, el hecho de que, mediante la
realización de la pre-polimerización con monómeros
proquirales, es posible obtener un catalizador para la
polimerización de olefinas, el cual sea capaz de producir polímeros
con una alta densidad aparente, con objeto de evitar los problemas
de formación de finos, y que tenga una actividad que sea mayor que
la del catalizador original no pre-polimerizado.
Es por lo tanto un objeto de la presente
invención, un componente catalizador
pre-polimerizado, para la polimerización de etileno,
opcionalmente, en mezclas con olefinas CH_{2}=CHR, en donde, R, es
un grupo alquilo C_{1}-C_{12,} caracterizado por
el hecho de que, éste, comprende un componente catalizador sólido,
no específico, que comprende Ti, Mg y un halógeno, el cual se
prepolimeriza con una alfa-olefina
CH_{2}=CR^{I}, en donde, R^{I}, es un grupo alquilo
C_{1}-C_{8}, en una extensión tal que, la
cantidad de el prepolímero de \alpha-olefina, es
inferior a 15 g por gramo del citado componente catalizador.
En concordancia con la presente invención, el
término "componente catalizador no específico", significa un
componente catalizador sólido, el cual proporcione, bajo las
condiciones standard de polimerización descritas posteriormente,
abajo, un homopolímero de polipropileno que tenga una solubilidad en
xileno, a una temperatura de 25ºC, inferior a un 90% y, de una forma
preferible, inferior a un 85%.
De una forma preferible, la cantidad de polímero
de \alpha-olefina, es inferior a 5 g por g de
componente catalizador sólido. En una forma preferida de
presentación, la citada cantidad de polímero
\alpha-olefina, es de 0,8 a 4 g por g de
componente catalizador sólido.
De una forma preferible, el componente
catalizador de la presente invención, comprende un compuesto de
titanio y un dihaluro de magnesio. Los haluros de magnesio, de una
forma preferible, el haluro de magnesio, en su forma activa, los
cuales se utilizan como un soporte para los catalizadores de
Ziegler-Natta, son ampliamente conocidos a raíz de
la bibliografía especializada. Las patentes estadounidenses USP
4.298.718 y USP 4.495.338, fueron las primeras en las que se
describía el uso de estos compuestos en los catalizadores de
Ziegler-Natta. Se conoce, a raíz de estas patentes,
el hecho de que, los dihaluros de magnesio, en la forma utilizada
como soporte o co-soporte, en componentes de
catalizadores para la polimerización de olefinas, se caracterizan
por un espectro de rayos X, en el cual, la línea de difracción más
intensa que aparece en el espectro del haluro no activo, se
encuentra disminuida en intensidad, y está ensanchada, para formar
una aureola.
Los compuestos de titanio preferidos, utilizados
en el componente catalizador de la presente invención, son aquéllos
de la fórmula
Ti(OR^{II})_{n-y}X_{y}, en
donde, R^{II}, es un grupo hidrocarburo
C_{1}-C_{20}, X, es halógeno, n, es la valencia
de titanio e, y, es un número que se encuentra comprendido entre 1 y
n. Los compuestos particularmente preferidos, son TiCl_{4},
TiCl_{3} y tetraalcoholatos de Ti, ó cloroalcoholatos de Ti, de
la fórmula
Ti(OR^{III})_{a}Cl_{n-a}, en
donde, n, es la valencia de titanio, a, es un número comprendido
entre 1 y n, y, R^{III}, es un grupo alquilo ó arilo
C_{1}-C_{8}. De una forma preferible,
R^{III}, se selecciona de entre n-butilo,
isobutilo, 2-etilhexilo, n-octilo y
fenilo.
El compuesto de titanio, puede
pre-formarse, ó éste se produce
in-situ, mediante la reacción de un
tetrahaluro de titanio, de una forma particular TiCl_{4}, con
alcoholes R^{II}OH, o con alcóxidos de titanio que tengan la
fórmula Ti(O^{II})_{4}, en donde, R^{II}, tiene
el significado dado anteriormente, arriba.
De una forma alternativa, pueden hacerse
reaccionar los tetraalcóxidos de titanio, con compuestos
halogenantes, tales como, por ejemplo, SiCl_{4}, AlCl_{3},
clorosilanos, haluros de alquil-Al, para formar
haloalcoholatos de titanio. En éste último caso, la valencia de
titanio, se reduce, y se forman los haloalcóxidos de titanio, en
donde, la valencia de titanio, es inferior a 4.
La preparación de un componente catalizador
sólido, puede llevarse a cabo en concordancia con varios
procedimientos. En concordancia con uno de estos procedimientos, el
dicloruro de magnesio, en estado anhidro, y el compuesto de
titanio, se muelen conjuntamente, bajo unas condiciones, en las
cuales acontezca la activación del dicloruro de magnesio. El
producto de esta forma obtenido, puede tratarse, una o más veces,
por ejemplo, con un exceso de TiCl_{4}, a una temperatura
comprendida dentro de unos márgenes que van de 80 a 135ºC. Este
tratamiento, viene seguido por lavados con disolventes
hidrocarburos, hasta que desaparezcan los iones de cloruro. En
concordancia con un procedimiento adicional, el producto adicional
obtenido mediante el co-molido del cloruro de
magnesio, en un estado anhidro, y el compuesto de titanio, se
tratan con hidrocarburos halogenados, tales como el
1,2-dicloroetano, clorobenceno ó diclorometano. El
tratamiento, se lleva a cabo durante un transcurso de tiempo
comprendido dentro de unos márgenes situados entre 1 y 4 horas, a
una temperatura comprendida dentro de unos márgenes que van desde
40ºC hasta la temperatura de ebullición del hidrocarburo halogenado.
El producto obtenido, se lava entonces, de una forma general, con
disolventes hidrocarburos inertes, tales como el hexano.
En concordancia con otro procedimiento, el
dicloruro de magnesio, se pre-activa en concordancia
con procedimientos que se conocen bien, en el arte especializado de
la técnica y, a continuación, se tratan con un exceso de
TiCl_{4}, a una temperatura comprendida dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente 80 hasta aproximadamente 135ºC. El
tratamiento con TiCl_{4}, se repite y, el sólido, se lava con
hexano, con objeto de eliminar cualquiera TiCl_{4} no
reaccionado.
Un procedimiento adicional, comprende la
reacción entre alcoholatos ó cloroalcoholatos de magnesio (de una
forma particular, cloroalcoholatos, preparados en concordancia con
la patente estadounidense US 4.220.554), y un exceso de TiCl_{4},
a una temperatura comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 80 hasta aproximadamente 120ºC.
En concordancia con un procedimiento general
preferido, el componente catalizador sólido, puede prepararse
procediendo a hacer reaccionar un compuesto de titanio de la fórmula
Ti(OR^{II})_{n-y}X_{y}, en
donde, X, R^{II}, n, e y, tienen los mismos significados que los
descritos anteriormente, arriba, con un cloruro de magnesio
derivando de un aducto de la fórmula MgCl_{2}\cdotpROH, en
donde, p, es un número entre 0,1 y 6, de una forma preferible, de 2
a 3,5 y, R, es radical hidrocarburo que tiene 1-18
átomos de carbono. El aducto, puede prepararse, de una forma
apropiada, en forma esférica, procediendo a mezclar alcohol con
cloruro magnésico, en presencia de un hidrocarburo inerte,
inmiscible con el aducto, operando bajo unas condiciones en régimen
de agitación, a la temperatura ambiente del aducto
(100-130ºC). A continuación, la emulsión, se
extingue rápidamente, provocando con ello la solidificación del
aducto, en forma de partículas esféricas. El aducto de esta forma
obtenido, puede hacerse reaccionar directamente con el compuesto de
Ti, o éste puede someterse previamente a una desalcoholización
térmicamente controlada (80-130ºC), de tal forma que
se obtenga un aducto, en el cual, el número de moles de alcohol, es
generalmente inferior a 3, siendo, de una forma preferible, de un
número comprendido entre 0,1 y 2,5. la reacción con el compuesto de
Ti, puede llevarse a cabo, por ejemplo, procediendo a suspender el
aducto (desalcoholizado, o como tal), en TiCl_{4} frío
(generalmente, a una temperatura de 0ºC); la mezcla, se calienta,
hasta una temperatura de 80-130ºC, y se mantiene a
esta temperatura, durante un transcurso de tiempo de
0,5-2 horas. El tratamiento con TiCl_{4}, puede
llevarse a cabo una vez o más veces.
La preparación de componentes catalizadores en
forma esférica, se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente
europea EP-A-395 083 y en la
solicitud de patente internacional WO 98/44 009.
En concordancia con una variación del
procedimiento descrito anteriormente, arriba, la preparación de los
componentes catalizadores sólidos, puede comprender las siguientes
etapas:
(a) hacer reaccionar un compuesto
MgCl_{2}\cdotmROH, en donde, 0,3 \leq m \leq 1,7, y R, es un
radical alquilo, cicloalquilo, ó arilo, que tiene
1-12 átomos de carbono, con un compuesto de titanio
de la fórmula
Ti(OR^{II})_{b}X_{y-b}, en la
cual, b, se encuentra comprendido entre 0 y 0,5, y, es la valencia
de titanio, X, es halógeno, y R^{II}, tiene el significado dado
anteriormente, arriba;
(b) hacer reaccionar el producto obtenido a
partir de (a), con un compuesto de alquil-Al, y
(c) hacer reaccionar el producto obtenido a
partir de (b), con un compuesto de titanio de la fórmula
Ti(OR^{II})_{n}X_{y-n}, en la
cual, n, y, X y R^{II}, tienen los significados explicados
anteriormente, arriba.
Tal y como se ha mencionado anteriormente,
arriba, el compuesto MgCl_{2}\cdotmROH, puede prepararse
mediante desalcoholización térmica de aductos MgCl_{2}pEtOH, que
tengan un contenido mayor de alcohol.
En la reacción de la etapa (a), el factor de
relación molar Ti/Mg, es estequiométrico ó mayor; de una forma
preferible, este factor de relación, es mayor de 3. De una forma
todavía más preferible, se utiliza un gran exceso de compuesto de
titanio. De una forma preferible, los compuestos de titanio, son
tetrahaluros de titanio, de una forma particular, TiCl_{4}.
En la etapa (b), el producto obtenido a partir
de (a), se hace reaccionar con un compuesto de
alquil-aluminio. El compuesto de
alquil-aluminio, se selecciona, de una forma
preferible, de entre aquéllos de la fórmula
R_{2}AlX_{3-z}, en la cual, R, es un grupo
hidrocarburo C_{1}-C_{20}, z, es un número
entero que va de 1 a 3 y, Z, es halógeno, de una forma preferible,
cloro. Se prefiere, de una forma particular, el uso de los
compuestos de trialquilaluminio, tales como, por ejemplo,
trietilaluminio, triisobutilaluminio,
tri-n-butil-aluminio,
tri-n-hexilaluminio,
tri-n-octilaluminio, y
tris(2,4,4-trimetil-pentil)aluminio.
Es uso del
tris(2,4,4-trimetil-pentil)aluminio,
es el que se prefiere especialmente. Es también posible el proceder
a utilizar mezcla de compuestos de trialquilaluminio con haluros de
alquilaluminio, hidruros de aluminio ó sesquicloruros de
alquilaluminio, tales como AlEt_{2}Cl y Al_{2}Et_{3}Cl.
La reacción con el compuesto de
alquil-Al con el producto procedente de (a), puede
llevarse a cabo en un disolvente hidrocarburo, a una temperatura
comprendida dentro de unos márgenes situados entre -10ºC y 130ºC. De
una forma preferible, la reacción, se lleva a cabo a una
temperatura comprendida dentro de unos márgenes situados entre 40 y
110ºC. El factor de relación molar entre el compuesto de
alquil-Al y el producto procedente de la etapa (a),
no es particularmente crítico. De una forma general, el compuesto de
alquil-Al, puede utilizarse en unos factores de
relación molar, con el alcohol originalmente contenido en el
compuesto (a), correspondientes a un valor que va de 0,01 a 100.
En esta tercera etapa, el producto sólido
procedente de (b), se hace reaccionar adicionalmente con un
compuesto de titanio de la misma fórmula que se facilitado
anteriormente, arriba,. De una forma preferible, el compuesto de
titanio específico y las condiciones de reacción, son similares a
las que se utilizan en la etapa (a). El uso de los componentes
catalizadores preparados mediante este procedimiento, es el que se
prefiere.
Adicionalmente, además, constituye un aspecto
preferido de la presente invención, el uso de componentes
catalizadores obtenidos mediante otra variación del procedimiento
general descrito anteriormente, arriba, y que comprende (a), la
desalcoholización térmica de los aductos MgCl_{2}.pEtOH, hasta
formar aductos, en los cuales, el contenido de alcohol, se reduce a
valores inferiores a 2 y, de una forma preferible, a valores
comprendidos dentro de unos márgenes situados entre 0,3 y 1,5
moles, por mol de dihaluro de magnesio, (b) el tratamiento del
citado aducto térmicamente desalcoholizado con reactivos químicos
capaces de reaccionar con los grupos OH del alcohol, y de
desalcoholizar adicionalmente el aducto, hasta que el contenido se
reduzca a los valores que son generalmente inferiores a 0,5 moles,
y (c) la reacción de citado aducto químicamente desalcoholizado,
con un compuesto de Ti de la fórmula
Ti(OR^{II})_{n-y}X_{y}, en
donde, X, R^{II}, n, e y, tienen los mismos significados
descritos anteriormente, arriba. Los aductos, pueden también
desalcoholizarse,
en una amplia extensión, procediendo a reducir el contenido de alcohol, hasta valores inferiores a 0,05 moles.
en una amplia extensión, procediendo a reducir el contenido de alcohol, hasta valores inferiores a 0,05 moles.
El tratamiento con los agentes químicos
desalcoholizantes, se lleva a cabo, procediendo a utilizar una
cantidad de tal tipo de agente, la cual sea lo suficientemente
grande, como para reaccionar con los grupos OH presentes en el
alcohol contenido en el aducto. De una forma preferible, el
tratamiento, se lleva a cabo utilizando un ligero exceso del citado
agente, el cual se retira, a continuación, previamente a la reacción
del compuesto de titanio con el soporte de este modo obtenido.
En el caso en que, la desalcoholización química
del aducto de MgCl_{2}\cdotpROH, se lleve a cabo procediendo a
utilizar agentes que tengan una actividad reductora, por ejemplo, un
compuesto de alquil-Al, tal como el
trietil-Al, los compuestos de esta forma obtenidos,
previamente a la reacción con el compuesto de titanio, pueden
tratarse con un agente desactivante, como por ejemplo, O_{2}, con
objeto de desactivar el trietil-Al posiblemente
presente, evitando, con ello, por lo tanto, la reducción del
compuesto de titanio.
El tratamiento con agentes desactivantes, se
evita, cuando se pretende reducir, por lo menos parcialmente, el
compuesto de titanio. Si, de forma distinta, se desea reducir el
compuesto de titanio, en una gran extensión, el procedimiento para
preparar el componente catalizador, puede comprender, de una forma
ventajosa, el uso de agentes reductores.
Los componentes catalizadores sólidos obtenidos
en concordancia con los procedimientos que comprenden el uso de
aductos de MgCl_{2}pEtOH, muestran generalmente un área de
superficie (mediante el método de B.E.T.), que se encuentra
comprendida, de una forma general, entre 20 y 500 m^{2}/g y, de
una forma preferible, entre 50 y 400 m^{2}/g, y una porosidad
total (mediante el método B.E.T.), mayor de 0,2 cm^{3}/g, de una
forma preferible, entre 0,2 y 0,6 cm^{3}/g. La porosidad (método
de Hg), debido a los poros con un radio superior a 1 \mum (1000
\ring{A}), generalmente, es la correspondiente a un valor
comprendido dentro de unos márgenes que van de 0,3 a 1,5
cm^{3}/g, de una forma preferible, de 0,45 a 1 cm^{3}/g.
Tal y como se ha expuesto anteriormente, arriba,
el componente catalizador pre-polimerizado, puede
obtenerse procediendo a pre-polimerizar el
componente catalizador sólido, conjuntamente con la
\alpha-olefina. La citada
\alpha-olefina, se selecciona, de una forma
preferible, de entre propileno, butano-1, hexeno,
4-metil-penteno, y
octeno-1. El uso de propileno, se prefiere de una
forma particular.
La pre-polimerización, se lleva
normalmente a cabo, en presencia de un compuesto de
alquil-Al.
El compuesto de alquil-Al (B),
se elige, de una forma preferible, de entre los compuestos del
trialquil-aluminio, tales como, por ejemplo,
trietilaluminio, triisobutil-aluminio,
tri-n-butilaluminio,
tri-n-hexilaluminio,
tri-n-octilaluminio. Es también
posible, el proceder a utilizar mezclas de trialquilaluminios con
haluros de alquilaluminio, hidruros de alquilaluminio, ó
sesquicloruros de alquilaluminio, tales como los AiEt_{2}Cl y
Al_{2}Et_{3}Cl_{3}.
Se ha encontrado particularmente ventajoso, el
llevar a cabo la citada pre-polimerización,
utilizando reducidas cantidades de compuesto de
alquil-Al. De una forma particular, dicha cantidad,
puede ser tal, que tenga un factor de relación molar Al/Ti,
correspondiente a un valor comprendido dentro de unos márgenes que
van de 0,001 a 50, de una forma preferible, de 0,01 a 10 y, de una
forma más preferible, de 0,05 a 2,5. La
pre-polimerización, puede llevarse a cabo en fase
líquida (suspensión o solución), o en fase de gas, a unas
temperaturas generalmente inferiores a 50ºC, de una forma
preferible, a una temperatura comprendida dentro de unos márgenes
situados entre -20 y 30ºC y, de una forma más preferible, entre -10
y 20ºC. Adicionalmente, además, es preferible el proceder a
llevarla a cabo, en un diluyente líquido, de una forma particular,
seleccionado de entre hidrocarburos líquidos. Entre éstos, se
prefieren el hexano y el heptano.
Tal y como se explicado, los componentes
catalizadores de esta forma obtenidos, pueden utilizarse en la
(co)polimerización de etileno, permitiendo obtener polímeros
de alta actividad, con una alta densidad aparente, y una morfología
muy buena. De una forma particular, los catalizadores de la presente
invención, están dotados con características que los convierten en
particularmente apropiados, para los procedimientos de
polimerización en fase líquida (masa o suspensión), y en fase de
gas, los cuales operan con una etapa de
pre-polimerización. Adicionalmente, además, puesto
que los catalizadores, no tienen problemas de envejecimiento, éstos
pueden también pre-polimerizarse en una escala a
base de lotes, y a continuación, utilizarse en plantas de
polimerización de olefinas, en fase líquida o en fase de gas,
operando sin una línea de pre-polimerización.
De una forma particular, los citados
procedimientos de (co)-polimerización de etileno,
pueden llevarse a cabo en presencia de un catalizador que comprenda
(A), el componente catalizador pre-polimerizado; y
(B), un compuesto de Alquil-Al del tipo descrito
anteriormente, arriba.
El procedimiento anteriormente descrito, arriba,
es apropiado para la preparación de una amplia gama de productos de
polietileno. A título de ejemplo, pueden prepararse los siguientes
productos: polímeros de etileno de alta densidad (HDPE, que tienen
una densidad mayor de 0,940 g/cm^{3}), que comprenden a los
homopolímeros de etileno y los copolímeros con
\alpha-olefinas que tienen 3-12
átomos de carbono; polietilenos lineales de baja densidad (LLDPE),
que tienen una densidad inferior a 0,940 g/cm^{3}) y muy baja
densidad y de una densidad ultrabaja (VLDPE y ULDPE, que tienen una
densidad inferior a 0,920 g/cm^{3}, a 0,880 g/cm^{3}), que
consisten en copolímeros de etileno con una o más
\alpha-olefinas que tienen de 3 a 12 átomos de
carbono, y que tienen un contenido molar de unidades derivadas del
etileno, mayor de un 80%.
Los procedimientos de polimerización
anteriormente descritos, arriba, pueden llevarse a cabo bajo las
condiciones de polimerización generalmente conocidas en el arte
especializado de la técnica. Correspondientemente en concordancia,
la polimerización, se lleva a cabo, de una forma general, a una
temperatura comprendida dentro de unos márgenes que van de 20 a
120ºC, de una forma preferible, de 40 a 80ºC. En cualquiera de los
procedimientos de polimerización, utilizados (copolimerización en
fase líquida o en fase de gas), los componentes (A) y (B) que forman
el catalizador, pueden ponerse en contacto entre ellos, antes de
añadirlos al reactor de polimerización. Esta etapa de
pre-contacto, puede llevarse a cabo en ausencia de
olefina polimerizable, u opcionalmente, en presencia de la citada
olefina, en una cantidad de hasta 3 g por g de componente
catalizador sólido. Los componentes que forman el catalizador,
pueden ponerse en contacto con una disolvente hidrocarburo líquido,
inerte, tal como propano, n-hexano ó
n-heptano, a una temperatura por debajo de
aproximadamente 60ºC, de una forma preferible, a una temperatura
comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
0ºC hasta aproximadamente 30ºC, durante un transcurso de tiempo
comprendido dentro de unos márgenes que van de 10 segundos a 60
minutos.
Cuando se utiliza un procedimiento de
polimerización en fase de gas, éste puede llevarse a cabo en
concordancia con técnicas operativas que son bien conocidas,
operando en uno o más reactores que tengan un lecho fluidificado o
mecánicamente agitado. Los fluidos inertes, tales como nitrógeno,
tales como el nitrógeno, o los hidrocarburos inferiores, como el
propano, pueden utilizarse tanto como un adyuvante de
fluidificación, como para mejorar el intercambio térmico en el
interior de los reactores. Adicionalmente, además, pueden también
utilizarse técnicas que incrementan la eliminación del calor de la
reacción, comprendiendo la introducción de líquidos, opcionalmente,
en mezclas con gas, en los reactores. De una forma preferible,, los
líquidos, son monómeros frescos, o monómeros formados. Tales tipos
de técnicas, se dan a conocer, por ejemplo, en las solicitudes de
patentes europeas EP-A-89 691,
EP-A-241 947, en la patente
estadounidense USP 5.352.749, en la publicación de patente
internacional WO 94/28 032, y en la solicitud de patente europea
EP-A-695 313.
Los ejemplos que se facilitan a continuación, se
proporcionan con objeto de ilustrar mejor la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Se utilizó una autoclave de 4 litros de
capacidad, equipada con un agitador, manómetro de presión,
termómetro, sistema de introducción de catalizador, líneas de
alimentación de monómero, y con una doble pared provista de
regulación de temperatura mediante termostato. Se procedió a cargar
el reactor, con 0,01 g de componente catalizador sólido, y con
TEAL, y ciclohexilmetildimetoxisilano, en unas cantidades tales como
para proporcionar un factor de relación molar de Al/Si,
correspondiente a un valor de 4. Adicionalmente, además, se
añadieron, también 3,2 l de propileno y 1,5 l de hidrógeno. El
sistema, se calentó a una temperatura de 70ºC, durante un
transcurso de tiempo de 10 minutos, en régimen de agitación, y se
mantuvo en estas condiciones, durante un transcurso de tiempo de
120 minutos. Al final de la polimerización, el polímero, se recuperó
procediendo a retirar los monómeros de reaccionados, y se secó al
vacío.
\vskip1.000000\baselineskip
ASTM D 1238, condición "E"
ASTM D 1238, condición "P"
\vskip1.000000\baselineskip
Se procedió a disolver 2,5 g de polímero, en 250
ml de o-xileno, bajo régimen de agitación, a una
temperatura de 130ºC, durante un transcurso de tiempo de 30 minutos
y, a continuación, la solución, se enfrió a una temperatura de 25ºC
y, después de un transcurso de tiempo de 30 minutos, el polímero
insoluble, se filtró. La solución resultante, se evaporó en flujo
de nitrógeno y, el residuo, se secó y se pesó, con objeto de
determinar el porcentaje de polímero soluble y, a continuación, por
diferencia, la fracción (%) insoluble en xileno.
\vskip1.000000\baselineskip
Se procedió a preparar un aducto de cloruro de
magnesio y alcohol, siguiendo el procedimiento descrito en el
ejemplo 2 de la patente estadounidense USP 4.399.054, pero operando
a 2000 revoluciones por minuto, en lugar de a 10000 revoluciones por
minuto.
\vskip1.000000\baselineskip
El soporte esférico, preparado en concordancia
con el procedimiento general, experimentó un tratamiento térmico,
bajo corriente de N_{2}, a una temperatura correspondiente a un
valor comprendido dentro de unos márgenes de
50-150ºC, hasta que se obtuvieron partículas
esféricas que tenían un contenido de alcohol residual de
aproximadamente un porcentaje del 25%.
En un reactor de acero inoxidable, de 72 l de
capacidad, provisto de agitador, se introdujeron 44 litros de
TiCl_{4}, a una temperatura de 0ºC, y en régimen de agitación, se
introdujeron 2200 g del soporte. El conjunto, en su totalidad, se
calentó a una temperatura de 130ºC, durante un transcurso de tiempo
de 60 minutos y, estas condiciones, se mantuvieron durante un
transcurso de tiempo adicional de 60 minutos. Se interrumpió la
agitación y, después de un transcurso de tiempo de 30 minutos, la
fase líquida, se separó, se separó del sólido precipitado.
Posteriormente, se procedió a realizar 4 lavados, con hexano anhidro
(aproximadamente 22 litros), realizándose dos de ellos, a una
temperatura de 80ºC, y dos de ellos, a la temperatura ambiente.
A continuación, después de la adición de 31
litros de hexano anhidro, se procedió a introducir 11 litros de una
solución de
tris(2,4,4-trimetil-pentil)aluminio
(Tioa) en hexano (100 g/l), a la temperatura ambiente, en el
reactor, se agitó durante un transcurso de tiempo de 30 minutos. La
fase líquida, se separó del sólido precipitado, el cual se lavó con
22 litros de hexano y con 22 litros de heptano (dos veces con cada
uno de ellos), a la temperatura ambiente.
Posteriormente, a continuación, se procedió a
realizar un tratamiento adicional con 44 litros de TiCl_{4}, en
las mismas condiciones utilizadas paras el primero y, después de 4
lavados con hexano anhidro, se obtuvieron 2200 g del componente
sólido, esférico. Después de proceder al secado, bajo la acción del
vacío, a una temperatura de aproximadamente 50ºC, el sólido,
mostraba las siguientes características:
- - Titanio total
- 4,52% (en peso)
- - Ti^{III}
- 1,2% (en peso)
- - Al
- 0,2% (en peso)
- - Mg
- 20,0% (en peso)
- - Cl
- 71,3% (en peso)
- - OEt
- 0,5% (en peso)
- Porosidad (B.E.T) 0,153
cm^{3}/g
- Área de superficie (B.E.T.) 50,6
m^{2}/g,
- Porosidad total (Hg) 0,692
cm^{3}/g, 70% de la cual, siendo debida a poros con un radio de
hasta 0,1 \mum.
- Porosidad debida a poros con un radio de hasta
0,1 \mum: 0,552.
\vskip1.000000\baselineskip
El componente catalizador anteriormente
descrito, arriba, se utilizó en la polimerización de propileno, en
concordancia con el procedimiento general ya descrito. Se produjo un
homopolímero de propileno, que tenía una insolubilidad en xileno de
un porcentaje del 83,5%.
\vskip1.000000\baselineskip
Se procedió a introducir, en un reactor de
vidrio, de 2,5 litros de capacidad, provisto con un agitador, 1,5
litros de hexano, a una temperatura de 20ºC y, mientras se agitaba,
40 g de catalizador esférico. Manteniendo constante la temperatura
interior, se procedió a introducir, lentamente, en el reactor, 20 g
de triisobutilaluminio (TIBA) en hexano (aproximadamente 20 g/l), a
la temperatura ambiente. A continuación, se introdujeron, de una
forma cuidadosa, 40 g de propileno, en el reactor, a la misma
temperatura (con una presión parcial de propileno de 0,053 bar (40
mm Hg). El consumo de propileno, en el reactor, se controló y, la
polimerización, se suspendió, cuando se juzgó que se había
alcanzado una conversión teórica de 1 g de polímero por g de
catalizador. Después de 3 lavados con hexano, a una temperatura de
20ºC (50 g/l), se procedió a secar y a analizar el catalizador
pre-polimerizado resultante, el cual contenía 1,1 g
de polipropileno por g de catalizador.
\vskip1.000000\baselineskip
En una autoclave de 10 litros de capacidad útil,
desgasificada con corriente de N_{2}, a una temperatura de 70ºC,
se introdujeron 4 litros de hexano anhidro, 0,03 g de catalizador
pre-polimerizado (con un contenido de 0,0135 g de
catalizador) y 0,5 g de triisobutilaluminio (Tiba). Se procedió a
agitar el conjunto, se calentó a una temperatura de 75ºC y, a
continuación, se introdujeron 4 bar de H_{2} y 7 bar de etileno.
Durante la polimerización, se introdujo etileno, con objeto de
mantener la presión constante. Después de un transcurso de tiempo
de 2 horas, se procedió a suspender la polimerización y, el polímero
recogido, se secó a una temperatura de 70ºC, bajo un flujo de
nitrógeno. La actividad con respecto al catalizador contenido en el
pre-polímero, era de 9,95 kg/g cat./hora. El índice
de fluidez E del polímero, era de 0,33 g/10 minutos, y su densidad
aparente, vertido, era de 0,363 g/cm^{3}.
\vskip1.000000\baselineskip
Se procedió a utilizar el mismo procedimiento
descrito en el ejemplo 1, con la única diferencia en cuanto al hecho
deque se utilizaron 40 g de triisobutilaluminio (TIBA). El
catalizador pre-polimerizado resultante, contenía 1
g de polipropileno por g de catalizador.
\vskip1.000000\baselineskip
En una autoclave de 10 litros de capacidad útil,
desgasificada con corriente de N_{2}, a una temperatura de 70ºC,
se introdujeron 4 litros de hexano anhidro, 0,041 g de componente
catalizador pre-polimerizado (con un contenido de
0,02 g de catalizador) y 0,3 g de triisobutilaluminio (Tiba). Se
procedió a agitar el conjunto, se calentó a una temperatura de 75ºC
y, a continuación, se introdujeron 4 bar de H_{2} y 7 bar de
etileno. Durante la polimerización, se introdujo etileno, con
objeto de mantener la presión constante. Después de un transcurso
de tiempo de horas, se procedió a suspender la polimerización y, el
polímero recogido, se secó a una temperatura de 70ºC, bajo un flujo
de nitrógeno. La actividad con respecto al catalizador contenido en
el pre-polímero, era de 9,65 kg/g cat./hora. La
densidad aparente del polímero, vertido, era de 0,356
g/cm^{3}.
\vskip1.000000\baselineskip
En una autoclave de 10 litros de capacidad útil,
desgasificada con corriente de N_{2}, a una temperatura de 70ºC,
se introdujeron 4 litros de hexano anhidro, 0,0195 g de catalizador
no pre-polimerizado, preparado en concordancia con
el procedimiento descrito en el ejemplo 1, y 0,3 g de
triisobutilaluminio (Tiba). Se procedió a agitar el conjunto, se
calentó a una temperatura de 75ºC y, a continuación, se introdujeron
4 bar de H_{2} y 7 bar de etileno. Durante la polimerización, se
introdujo etileno, con objeto de mantener la presión constante.
Después de un transcurso de tiempo de horas, se procedió a
suspender la polimerización y, el polímero recogido, se secó a una
temperatura de 70ºC, bajo un flujo de nitrógeno. La actividad con
respecto al catalizador contenido en el
pre-polímero, era de 5,2 kg/g cat./hora. El índice
de fluidez E del polímero, era de 0,29 g/10 minutos, y su densidad
aparente, vertido, era de
0,336 g/cm^{3}.
0,336 g/cm^{3}.
\vskip1.000000\baselineskip
El soporte esférico que contenía aproximadamente
3 moles de alcohol preparado en concordancia con el procedimiento
descrito en el ejemplo 1, experimentó un tratamiento térmico (bajo
corriente de N_{2}), a una temperatura comprendida dentro de unos
márgenes de 50-150ºC, hasta que se obtuvieron
partículas esféricas que tenían un contenido de alcohol residual de
aproximadamente un porcentaje del 35%.
En un reactor de acero inoxidable, de 1600
litros de capacidad, provisto de agitador, se introdujeron 350
litros de heptano y 70 kg de soporte desalcoholizado.
La temperatura, se mantuvo a un nivel de 20ºC,
al mismo tiempo que se añadían, de una forma cuidadosa, y bajo
régimen de agitación, 30,2 kg de Teal (en heptano, solución de 100
g/l).
El reactor, se calentó a una temperatura de
40ºC, en un transcurso de tiempo de una hora y, estas condiciones,
se mantuvieron durante un transcurso de tiempo adicional de 120
minutos. Se procedió a interrumpir el régimen de agitación y,
después de un transcurso de tiempo de 30 minutos, la fase líquida,
se aspiró del reactor y, el sólido precipitado, se lavó tres veces
con heptano. A continuación, se procedió a añadir heptano fresco,
con objeto de obtener una concentración de 85 g/l.
En un reactor de acero inoxidable diferente (600
litros de volumen), se introdujeron 128,9 kg de
Ti(OBu)_{4}. A continuación, procediendo a agitar a
una velocidad angular de 300 revoluciones por minuto, y manteniendo
la temperatura constante, a un nivel de 20ºC, se procedió a añadir
99,8 kg de SiCl_{4}, en un transcurso de tiempo de 105 minutos. La
solución resultante, se agitó durante un transcurso de tiempo de 30
minutos, a esta temperatura. La solución en su totalidad, se añadió
al reactor de 1600 litros de capacidad, en un transcurso de tiempo
de 90 minutos, a una temperatura de 20ºC.
El reactor, se calentó a una temperatura de 60ºC
y, las condiciones, se mantuvieron constantes, durante un transcurso
de tiempo de 120 minutos. Después de este transcurso de tiempo, se
procedió a parar el régimen de agitación y, después de un transcurso
de tiempo de 30 minutos, la fase líquida, se separó de la fase
sólida.
\newpage
El sólido, se lavó ocho veces con heptano
fresco, a 70 g/l y, a continuación, se secó bajo la acción del
vacío. El componente catalizador resultante, en forma esférica,
exhibía las siguientes características:
- Titanio total
- 8,4%
- Titanio 3+
- 8,1%
- Cloro
- 48,6%
- Magnesio
- 11,9%
- Aluminio
- 0,2%
- Grupo EtO
- 7,5%
- Grupo Buo
- 16,6%
Porosidad (mercurio) 0,520 cm^{3}/g, debido a
poros con un radio de hasta 1 \mum (10.000 \ring{A}).
\vskip1.000000\baselineskip
El componente catalizador anteriormente
descrito, arriba, se utilizó en la polimerización de propileno, en
concordancia con el procedimiento general ya descrito. Se produjo un
homopolímero de propileno, que tenía una insolubilidad en xileno de
un porcentaje del 81,1%.
\vskip1.000000\baselineskip
Se procedió a introducir, en un reactor de
vidrio, de 2,5 litros de capacidad, provisto con un agitador, 1,5
litros de hexano, a una temperatura de 20ºC y, mientras se agitaba,
40 g de catalizador esférico. Manteniendo constante la temperatura
interna, se procedió a introducir, lentamente, en el reactor, 4 g de
trietilaluminio (TEAL) en hexano (aproximadamente 20 g/l), a la
temperatura ambiente. A continuación, se introdujeron, de una forma
cuidadosa, 160 g de propileno, en el reactor, a la misma
temperatura, con una presión parcial de propileno de 0,053 bar (40
mm Hg). El consumo de propileno, en el reactor, se controló y, la
polimerización, se suspendió, cuando se juzgó que se había
alcanzado una conversión teórica de 3 g de polímero por g de
catalizador. Después de 3 lavados con hexano, a una temperatura de
20ºC (50 g/l), se procedió a secar y a analizar el catalizador
pre-polimerizado resultante, el cual contenía 2,2 g
de polipropileno por g de catalizador.
\vskip1.000000\baselineskip
En una autoclave de 10 litros de capacidad útil,
desgasificada con corriente de N_{2}, a una temperatura de 70ºC,
se introdujeron 4 litros de hexano anhidro, 0,039 g de catalizador
pre-polimerizado (con un contenido de 0,0078 g de
catalizador) y 0,3 g de trietilaluminio (TEAL). Se procedió a agitar
el conjunto, se calentó a una temperatura de 75ºC y, a
continuación, se introdujeron 4 bar de H_{2} y 7 bar de etileno.
Durante la polimerización, se introdujo etileno, con objeto de
mantener la presión constante. Después de un transcurso de tiempo
de 2 horas, se procedió a suspender la polimerización y, el polímero
recogido, se secó a una temperatura de 70ºC, bajo un flujo de
nitrógeno. La actividad con respecto al catalizador contenido en el
pre-polímero, era de 6,5 kg/g cat./hora. El índice
de fluidez E del polímero, era de 0,44 g/10 minutos, y su densidad
aparente, vertido, era de 0,26 g/cm^{3}.
\vskip1.000000\baselineskip
Se procedió a utilizar el mismo procedimiento
descrito en el ejemplo 4, con la única diferencia en cuanto al hecho
deque se utilizaron 40 g de polímero. El catalizador
pre-polimerizado resultante, contenía 0,58 g de
polipropileno por g de catalizador.
\vskip1.000000\baselineskip
En una autoclave de 10 litros de capacidad útil,
desgasificada con corriente de N_{2}, a una temperatura de 70ºC,
se introdujeron 4 litros de hexano anhidro, 0,024 g de catalizador
pre-polimerizado (con un contenido de 0,015 g de
catalizador) y 0,5 g de trietilaluminio (TEAL). Se procedió a agitar
el conjunto, se calentó a una temperatura de 75ºC y, a
continuación, se introdujeron 4 bar de H_{2} y 7 bar de etileno.
Durante la polimerización, se introdujo etileno, con objeto de
mantener la presión constante. Después de un transcurso de tiempo
de horas, se procedió a suspender la polimerización y, el polímero
recogido, se secó a una temperatura de 70ºC, bajo un flujo de
nitrógeno. La actividad con respecto al catalizador contenido en el
pre-polímero, era de 5,1 kg/g cat./hora. El índice
de fluidez E del polímero, era de 0,71 g/10 minutos, y su densidad
aparente, vertido, era de 0,25 g/cm^{3}.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 6
comparativo
En una autoclave de 10 litros de capacidad útil,
desgasificada con corriente de N_{2}, a una temperatura de 70ºC,
se introdujeron 4 litros de hexano anhidro, 0,016 g de catalizador
no pre-polimerizado, preparado en concordancia con
el ejemplo 4, y 0,3 g de TEAL. Se procedió a agitar el conjunto, se
calentó a una temperatura de 75ºC y, a continuación, se
introdujeron 4 bar de H_{2} y 7 bar de etileno. Durante la
polimerización, se introdujo etileno, con objeto de mantener la
presión constante. Después de un transcurso de tiempo de 2 horas,
se procedió a suspender la polimerización y, el polímero recogido,
se secó a una temperatura de 70ºC, bajo un flujo de nitrógeno. La
actividad con respecto al catalizador contenido en el
pre-polímero, era de 3,9 kg/g cat./hora. El índice
de fluidez E del polímero, era de 0,15 g/10 minutos, y su densidad
aparente, vertido, era de 0,24 g/cm^{3}.
\vskip1.000000\baselineskip
El soporte esférico que contenía aproximadamente
3 moles de alcohol, preparado en concordancia con el procedimiento
descrito en el ejemplo 1, experimentó un tratamiento térmico (bajo
corriente de N_{2}), a una temperatura comprendida dentro de unos
márgenes de 50-150ºC, hasta que se obtuvieron
partículas esféricas que tenían un contenido de alcohol residual de
aproximadamente un porcentaje del 15%. En un reactor de acero
inoxidable, de 72 litros de capacidad, provisto de agitador, se
introdujeron 44 litros de TiCl_{4}, a una temperatura de 0ºC y,
mientras se agitaba, se introdujeron 4400 g del soporte. El
conjunto, se calentó a una temperatura de 100ºC, durante un
transcurso de tiempo de 60 minutos, y se mantuvieron estas
condiciones, durante un transcurso de tiempo adicional de 60
minutos. Se procedió a interrumpir el régimen de agitación y,
después de un transcurso de tiempo de 30 minutos, la fase líquida,
se separó del sólido precipitado. El tratamiento con TiCl_{4}, se
llevó a cabo durante dos veces adicionales, con el mismo
procedimiento, pero utilizando una temperatura de 120ºC y 130º,
respectivamente. A continuación de ello, se procedió a realizar 4
lavados con hexano anhidro (aproximadamente 22 litros), llevándose
a cabo, dos de ellos, a una temperatura de 80ºC y los otros dos, a
la temperatura ambiente. El análisis llevado a cabo, sobre los dos
sólidos obtenidos, proporcionó los siguientes resultados:
- Titanio total
- 3,5%
- Cloro
- 70,7%
- Magnesio
- 20%
- Grupo EtO
- 0,5%
\vskip1.000000\baselineskip
El componente catalizador anteriormente
descrito, arriba, se utilizó en la polimerización de propileno, en
concordancia con el procedimiento general ya descrito. Se produjo un
homopolímero de propileno, que tenía una insolubilidad en xileno de
un porcentaje del 78,5%.
\vskip1.000000\baselineskip
Se procedió a introducir, en un reactor de
vidrio, de 2,5 litros de capacidad, provisto con un agitador, 1,5
litros de hexano, a una temperatura de 10ºC y, mientras se agitaba,
45 g de catalizador esférico. Manteniendo constante la temperatura
interna, se procedió a introducir (lentamente) en el reactor, 15 g
de
tris(2,4,4-trimetil-pentil)aluminio
(Tioa) en hexano (aproximadamente 20 g/l), a la temperatura
ambiente. A continuación, se introdujeron, de una forma cuidadosa,
40 g de propileno, en el reactor, a la misma temperatura, con una
presión parcial de propileno de 0,053 bar (40 mm Hg). El consumo de
propileno, en el reactor, se controló y, la polimerización, se
suspendió, cuando se juzgó que se había alcanzado una conversión
teórica de 1 g de polímero por g de catalizador. Después de 3
lavados con hexano, a una temperatura de 20ºC (50 g/l), se procedió
a secar y a analizar el catalizador
pre-polimerizado resultante, el cual contenía 1 g de
polipropileno por g de catalizador.
\newpage
En una autoclave de 10 litros de capacidad útil,
desgasificada con corriente de N_{2}, a una temperatura de 70ºC,
se introdujeron 4 litros de hexano anhidro, 0,0226 g de catalizador
pre-polimerizado y 0,3 g de triisobutilaluminio
etilaluminio (Tiba). Se procedió a agitar el conjunto, se calentó a
una temperatura de 75ºC y, a continuación, se introdujeron 4 bar de
H_{2} y 7 bar de etileno. Durante la polimerización, se introdujo
etileno, con objeto de mantener la presión constante. Después de un
transcurso de tiempo de 2 horas, se procedió a suspender la
polimerización y, el polímero recogido, se secó a una temperatura de
70ºC, bajo un flujo de nitrógeno. La actividad con respecto al
catalizador contenido en el pre-polímero, era de
27,1 kg/g cat./hora. El índice de fluidez E del polímero, era de 0,3
g/10 minutos, y su densidad aparente, vertido, era de 0,313
g/cm^{3}.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 8
comparativo
En una autoclave de 10 litros de capacidad útil,
desgasificada con corriente de N_{2}, a una temperatura de 70ºC,
se introdujeron 4 litros de hexano anhidro, 0,0102 g de catalizador
no pre-polimerizado, preparado en concordancia con
el procedimiento descrito en el ejemplo 7, y 0,3 g de
triisobutilaluminio etilaluminio (Tiba). Se procedió a agitar el
conjunto, se calentó a una temperatura de 75ºC y, a continuación, se
introdujeron 4 bar de H_{2} y 7 bar de etileno. Durante la
polimerización, se introdujo etileno, con objeto de mantener la
presión constante. Después de un transcurso de tiempo de horas, se
procedió a suspender la polimerización y, el polímero recogido, se
secó a una temperatura de 70ºC, bajo un flujo de nitrógeno. La
actividad con respecto al catalizador contenido en el
pre-polímero, era de 17,1 kg/g cat./hora. El índice
de fluidez E del polímero, era de 0,29 g/10 minutos, y su densidad
aparente, vertido, era de 0,31 g/cm^{3}.
Claims (17)
1. Un componente catalizador
pre-polimerizado, para la polimerización de etileno,
opcionalmente, en mezclas con olefinas CH_{2}=CHR, en donde, R, es
un grupo alquilo C_{1}-C_{12,}
caracterizado por el hecho de que, éste, comprende un
componente catalizador sólido, no específico, que comprende Ti, Mg y
un halógeno, el cual se prepolimeriza con una
alfa-olefina CH_{2}=CR^{I}, en donde, R^{I},
es un grupo alquilo C_{1}-C_{8}, en una
extensión tal que, la cantidad de el prepolímero de
\alpha-olefina, es inferior a 15 g por gramo del
citado componente catalizador.
2. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según la reivindicación 1, en el
cual, la cantidad de polímero de \alpha-olefina,
es de 0,8 a 4 g por g de componente catalizador sólido.
3. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según la reivindicación 1, el cual
comprende un compuesto de titanio y dihaluro de magnesio.
4. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según la reivindicación 1, en el
cual, el diahaluro de magnesio, es dicloruro de magnesio en forma
activa y, el compuesto de titanio, se selecciona de entre los
compuestos de la fórmula
Ti(OR^{II})_{n-y}X_{y}, en
donde, R^{II}, es un grupo hidrocarburo
C_{1}-C_{20}, X, es halógeno, n, es la valencia
de titanio e, y, es un número que se encuentra comprendido entre 1 y
n.
5. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según la reivindicación 4, en el
cual, el compuesto de titanio, se selecciona de entre el grupo
consistente en TiCl_{4}, TiCl_{3} y tetraalcoholatos de Ti, ó
cloroalcoholatos de Ti, de la fórmula
Ti(OR^{III})_{a}Cl_{n-a}, en
donde, n, es la valencia de titanio, a, es un número comprendido
entre 1 y n, y, R^{III}, es un grupo alquilo ó arilo
C_{1}-C_{8}.
6. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según la reivindicación 1, en el
cual, el componente catalizador sólido, a ser prepolimerizado, tiene
un área de superficie, según el procedimiento B.E.T.,
correspondiente a un valor comprendido entre 20 y 500 m^{2}/g, y
una porosidad total, según el procedimiento B.E.T., mayor de 0,2
cm^{3}/g.
7. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según la reivindicación 1 ó 5, en
el cual, el componente catalizador sólido a ser prepolimerizado,
tiene una porosidad (según método de Hg), debido a poros con unos
radios de hasta de hasta 10000 \ring{A}, de 0,3 a 1,5
cm^{3}/g.
8. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, el componente catalizador
sólido, se pre-polimeriza con una
\alpha-olefina seleccionada de entre butano 1,
hexeno,
4-metil-1-penteno, y
octeno-1.
9. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según la reivindicación 8, en el
cual, la \alpha-olefina es propileno.
10. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, el componente catalizador
sólido a ser pre-polimerizado, se obtiene
mediante
- la reacción de un compuesto
MgCl_{2}\cdotmROH, en donde, 0,3 \leq m \leq 1,7, y R, es un
radical alquilo, cicloalquilo, ó arilo, que tiene
1-12 átomos de carbono, con un compuesto de titanio
de la fórmula
Ti(OR^{II})_{b}X_{y-b}, en la
cual, b, se encuentra comprendido entre 0 y 0,5, y, es la valencia
de titanio, X, es halógeno, y R^{II}, tiene el significado dado
anteriormente, arriba;
- la reacción del producto obtenido a partir de
(a), con un compuesto de alquil-Al, y
- la reacción del producto obtenido a partir de
(b), con un compuesto de titanio de la fórmula
Ti(OR^{II})_{n}X_{y-n}, en la
cual, n, y, X y R^{II}, tienen los significados explicados
anteriormente, arriba.
\vskip1.000000\baselineskip
11. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-9, en el cual, el componente
catalizador sólido a ser pre-polimerizado, se
obtiene mediante:
- la desalcoholización térmica de los aductos
MgCl_{2}.pEtOH, hasta formar aductos, en donde, p, es un número
comprendido dentro de unos márgenes que van de 2 a 35, los cuales,
el contenido de alcohol, hasta formar aductos, en los cuales, el
contenido de alcohol, se reduce a valores inferiores a 2,
- el tratamiento del citado aducto térmicamente
desalcoholizado con reactivos químicos capaces de reaccionar con los
grupos OH del alcohol, y de desalcoholizar adicionalmente el aducto,
hasta que el contenido se reduzca a los valores que son generalmente
inferiores a 0,5 moles, y
- la reacción de citado aducto químicamente
desalcoholizado, con un compuesto de Ti de la fórmula
Ti(OR^{II})_{n-y}X_{y}, en
donde, X, R^{II}, n, e y, tienen los mismos significados descritos
anteriormente, arriba.
\vskip1.000000\baselineskip
12. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, la citada
pre-polimerización, se lleva a cabo utilizando
cantidades de compuesto de alquil-Al, de tal forma
que se tenga un factor de relación molar Al/Ti, de 0,001 a 50, de
una forma preferible, de 0,01 a 10.
13. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según la reivindicación 12, en el
cual, el compuesto de alquil-Al, constituye un
trialquilaluminio.
14. Un componente catalizador
pre-polimerizado, según la reivindicación 13, en el
cual, el compuesto de trietilaluminio, se selecciona de entre el
trietilaluminio, el triisobutilaluminio, el
tri-n-butilaluminio, el
tri-n-hexilaluminio, el
tri-n-octilaluminio.
15. Un procedimiento de
(co)polimerización de etileno, caracterizado por el
hecho de que, éste, se lleva a cabo en presencia de un catalizador
que comprende (A) un componente catalizador
pre-polimerizado según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes; y (B), un compuesto de
alquil-Al.
16. Un procedimiento, según la reivindicación
15, en el cual, se procede a copolimerizar etileno, con olefinas
CH_{2}=CHR, en donde, R, es un grupo alquilo
C_{1}-C_{12}.
17. Un procedimiento, según la reivindicación
16, en el cual, la olefina, se selecciona de entre el grupo
consistente en propileno, butano-1,
hexeno-1, octeno-1, y
4-metil-1-penteno.
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