ES2532500T3 - Agentes activadores para componentes de metaloceno basados en hafnio - Google Patents

Agentes activadores para componentes de metaloceno basados en hafnio Download PDF

Info

Publication number
ES2532500T3
ES2532500T3 ES05801764.1T ES05801764T ES2532500T3 ES 2532500 T3 ES2532500 T3 ES 2532500T3 ES 05801764 T ES05801764 T ES 05801764T ES 2532500 T3 ES2532500 T3 ES 2532500T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
carbon atoms
catalyst system
metallocene catalyst
hafnium
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES05801764.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Vincenzo Busico
Roberta Cipullo
Roberta Pellecchia
Abbas Razavi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TotalEnergies One Tech Belgium SA
Original Assignee
Total Research and Technology Feluy SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Total Research and Technology Feluy SA filed Critical Total Research and Technology Feluy SA
Application granted granted Critical
Publication of ES2532500T3 publication Critical patent/ES2532500T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/72Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from metals not provided for in group C08F4/44
    • C08F4/74Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from metals not provided for in group C08F4/44 selected from refractory metals
    • C08F4/76Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from metals not provided for in group C08F4/44 selected from refractory metals selected from titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/642Component covered by group C08F4/64 with an organo-aluminium compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/04Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F110/06Propene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F17/00Metallocenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/647Catalysts containing a specific non-metal or metal-free compound
    • C08F4/649Catalysts containing a specific non-metal or metal-free compound organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65912Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an organoaluminium compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6592Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6592Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring
    • C08F4/65922Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not
    • C08F4/65927Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not two cyclopentadienyl rings being mutually bridged
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S526/00Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S526/943Polymerization with metallocene catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

Un sistema de catalizador de metaloceno que comprende: a) un componente de catalizador de metaloceno basado en hafnio descrito por la fórmula I R"(CpR4)(FluR'8)HfQ2 (I) en la que Cp es un anillo de ciclopentadienilo; Flu es un anillo de fluorenilo; cada R es el igual o diferente y es hidrógeno o un radical hidrocarbilo tal como un radical alquilo, alquenilo, arilo, alquilarilo o arilalquilo que contiene de 1 a 20 átomos de carbono o dos átomos de carbono se unen para formar un anillo C4-C6; cada R' es igual o diferente y es hidrógeno o un radical hidrocarbilo tal como un radical alquilo, alquenilo, arilo, alquilarilo o arilalquilo que contiene de 1 a 20 átomos de carbono; R" es un puente estructural entre dos anillos Cp; Q es un radical hidrocarbilo tal como un radical arilo, alquilo, alquenilo, alquilarilo o arilalquilo que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, un radical hidrocarboxi que tienen de 1 a 20 átomos de carbono o un halógeno y pueden ser iguales o diferentes entre sí; o por la fórmula II R"(FluR'a)XHfQ2 (II) en la que R", Flu, R' y Q ya se han definido y en la que X es un ligando de heteroátomo con uno o dos electrones de par desapareados y seleccionados entre el grupo 15 o 16, sustituidos o no sustituidos, y el puente estructural R" está entre el grupo fluorenilo y el heteroátomo; b) un agente activador que tiene una baja o nula capacidad de coordinación que comprende un aluminoxano y un fenol multi-sustituido y en el que la proporción molar de fenol con respecto a aluminio total es de 0,55 a 0,75; c) opcionalmente un soporte.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
E05801764
10-03-2015
DESCRIPCIÓN
Agentes activadores para componentes de metaloceno basados en hafnio
La presente invención se refiere a la activación de componentes de catalizador de metaloceno basados en hafnio.
Las poliolefinas tales como polietilenos que tienen un peso molecular elevado generalmente tienen propiedades mecánicas mejoradas con respecto a sus contrapartes de peso molecular bajo.
Se ha observado que los componentes de catalizador de metaloceno basados en hafnio se pueden usar en los sistemas de catalizadores que producen homo-y co-polímeros de alfa-olefinas que tienen un peso molecular muy elevado. También tienen una excelente respuesta frente a hidrógeno. No obstante, su actividad es prohibitivamente reducida.
Hasta hace poco, se pensaba que la baja actividad de los sistemas de catalizadores de metaloceno basados en hafnio eran inherentes a la propiedad metálica. Recientemente, Rieger y col. (Rieger B., Troll C. y Preuschen J., en Macromolecules 2002, 35, 5742-5743) o Preuschen y col. en el documento US-A-2003/0187158, han mostrado que la actividad de determinados sistemas de catalizadores de metaloceno basados en hafnio de "sitio-dual" se pueden mejorar cuando se usan boratos como agentes activadores y cuando el disolvente es propeno. Estos mismos sistemas de catalizadores, cuando se usan con metilaluminoxano (MAO), muestran una actividad muy baja. De este modo, se concluye a partir de estos estudios que MAO es un agente activador para los sistemas de catalizadores basados en hafnio.
Kissin (Yuri V. Kissin, en Macromolecules 2003, 36, 7413-7421) ha divulgado sistemas de catalizadores para la polimerización de alqueno basada en compuestos de metaloceno y organoaluminatos con impedimento estérico. El artículo describe dos tipos de compuestos de organoaluminato que pueden servir como cocatalizadores para los complejos de metaloceno en las reacciones de polimerización de alqueno:
-arilaluminatos con impedimento estérico, compuestos oligoméricos que contienen unidades de [Al(OPh)-O] en
las que Ph son grupos arilo sustituidos en las posiciones segunda y sexta con grupos alquilo o grupos arilo
voluminosos; -alquilaluminatos, compuestos que contienen unidades [Al(OR)-O] en las que OR es un grupo alcoxi con fuerte
impedimento estérico.
Las polimerizaciones que se llevan a cabo con hafnocenos han mostrado actividades muy pobres.
De este modo, existe la necesidad de mejorar la actividad de los sistemas de catalizadores de metaloceno que comprenden componentes de catalizador basados en hafnio.
Es un objetivo de la presente invención mejorar la actividad de los sistemas de catalizadores de metaloceno que comprenden componentes de catalizador basados en hafnio.
También es un objetivo de la presente invención proporcionar poliolefinas que tengan una fracción mejorada de peso molecular elevado.
Es otro objetivo de la presente invención proporcionar el uso de un componente de catalizador de metaloceno basado en hafnio para preparar poliolefinas con propiedades mecánicas mejoradas.
Por consiguiente, la presente invención divulga un sistema de catalizador activo que comprende:
-un componente de catalizador basado en hafnio; -un agente activador que tiene baja o nula capacidad de coordinación que comprende un aluminoxano y una base
de Lewis con impedimento estérico.
Cuando se usa un aluminoxano como agente activador, siempre está presente de manera simultánea e inevitable una cierta cantidad de alquilo de aluminio. Sorprendentemente, los presentes inventores han identificado que este alquilo de aluminio es responsable de la baja actividad de los sistemas de catalizadores de metaloceno basados en hafnio. Por tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para retener el alquilo de aluminio por medio de un agente químico que no sea nocivo para las especies catiónicas activas. Dicho agente es una base de Lewis con impedimento estérico.
Los componentes de metaloceno basados en hafnio de la presente invención tienen una estructura de acuerdo con la fórmula (I):
R"(CpRn)(FluR'm)HfQ2 (I)
en la que
-Cp es un anillo de ciclopentadienilo;
15
25
35
45
E05801764
10-03-2015
-Flu es un anillo de fluorenilo;
-cada R es igual o diferente y es hidrógeno o un radical hidrocarbilo tal como un radical alquilo, alquenilo, arilo,
alquilarilo o arilalquilo que contiene de 1 a 20 átomos de carbono o dos átomos de carbono se unen para formar
un anillo C4-C6; -cada R' es igual o diferente y es hidrógeno o un radical hidrocarbilo tal como un radical alquilo, alquenilo, arilo,
alquilarilo o arialquilo que contiene de 1 a 20 átomos de carbono -R" es un puente estructural entre dos anillos Cp; -Q es un radical hidrocarbilo tal como un radical arilo, alquilo, alquenilo, alquilarilo o arilalquilo que tiene de 1 a 20
átomos de carbono, un radical hidrocarboxi que tiene de 1 a 20 átomos de carbono o un halógeno y pueden ser
iguales o diferentes entre sí; -n es un número entero de 0 a 4 y m es un número entero de 0 a 8.
Por sustituido, se entiende que cualesquiera de las posiciones sobre el ciclopentadienilo o sobre el derivado de fluorenilo pueden comprender un sustituyente en lugar de un átomo de hidrógeno.
El tipo de puente presente entre los ligandos en el presente componente de catalizador no está particularmente limitado. Normalmente, R" comprende un grupo alquilideno que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, un grupo germanio (por ejemplo, un grupo de dialquil germanio), un grupo de silicio (por ejemplo, un grupo de dialquil silicio), un grupo siloxano (por ejemplo, un grupo de dialquil siloxano), un grupo alquil fosfina o un grupo amina. Preferentemente, el sustituyente sobre el puente comprende un radical de hidrocarbilo que tiene al menos un carbono, tal como un radical etilenilo sustituido o no sustituido, por ejemplo -CH2-CH2-(Et). Del modo más preferido, R" es Ph2C, Et o Me2Si.
Preferentemente, Q es un halógeno y del modo más preferido es Cl.
El sustituyente o sustituyentes presentes sobre los ligandos no están particularmente limitados. Si existe más de un sustituyente, pueden ser iguales o diferentes. Normalmente, se escogen independientemente entre un grupo de hidrocarbilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono.
La posición del sustituyente o sustituyentes de los ligandos no está particularmente limitada. De este modo, los ligandos tienen cualquier patrón de sustitución que incluye no sustituido o completamente sustituido. No obstante, preferentemente, el grupo de ciclopentadienilo está sustituido en las posiciones 3-y/o 5-o en las posiciones 2-y/o 4. Preferentemente, el grupo fluorenilo no está sustituido. Si está sustituido, preferentemente los sustituyentes están en las posiciones 3-y/o 6-o en las posiciones 2-y/o 7-. En la presente descripción, la posición 1 indica la posición sobre el grupo ciclopentadienilo que está unido al puente.
El tipo y la posición de los sustituyentes viene determinado por medio de las propiedades del polímero resultante. Si se desea una poliolefina sindiotáctica, los sustituyentes están seleccionados para conferir simetría Cs al componente de catalizador, mientras que el patrón de sustitución C1 o C2 está seleccionado cuando se desean poliolefinas isotácticas.
En otra realización de acuerdo con la presente invención, se puede describir el componente de catalizador de hafnio por la fórmula II
R"(FluR'm)XHfQ2 (II)
en la que R", Cp, R'y Q ya se han identificado y en la que X es un ligando de hetero átomo con uno o dos electrones de par desapareados y seleccionados entre el grupo 15 ó 16. Preferentemente, X es nitrógeno, fósforo, oxígeno o azufre y puede estar sustituido o no sustituido.
Preferentemente, el componente de metaloceno es un complejo de ciclopentadienilo-fluorenilo de puente, más preferentemente tiene un patrón de sustitución de simetría Cs o C1.
Cuando se desea simetría Cs, preferentemente tanto los grupos ciclopentadienilo como los grupos fluorenilo están sustituidos.
Cuando se desea simetría C1, el sustituyente preferido sobre el ciclopentadienilo está en una posición distal con respecto a la posición de puente hacia adelante, del modo más preferido es un metilo o terc-butilo en posición 3. Preferentemente, el fluorenilo no está sustituido.
El agente activador tiene una baja o nula capacidad de coordinación y comprende un aluminoxano y una base de Lewis con impedimento estérico o un compuesto que comprende una o más funcionalidades básicas de Lewis. La baja capacidad de coordinación significa que el compuesto pueden unirse al metal pero es desplazado fácilmente por la olefina en el procedimiento de polimerización. El alquilo de aluminio que se encuentra inevitablemente asociado al aluminoxano es un captor de electrones (ácido de Lewis) y se neutraliza por medio de la adición de un donante de electrones. El donante de electrones debe ser suficientemente voluminoso para no interferir con hafnio.
Los aluminoxanos se conocen bien y preferentemente comprenden alquil aluminoxanos cíclicos y/o lineales
5
10
15
20
25
30
35
40
E05801764
10-03-2015
oligoméricos representados por la fórmula:
imagen1
para aluminoxanos lineales y oligoméricos y
imagen2
para aluminoxano cíclico y oligomérico, en la que n es 1-40, preferentemente 10-20, m es 3-40, preferentemente 3-20 y R es un grupo alquilo C1-C8 y preferentemente metilo.
La base de Lewis con impedimento estérico o el compuesto que comprende una o más funcionalidades básicas de Lewis añadido al aluminoxano con el fin de retener alquilo de aluminio es un fenol con impedimento estérico o multisustituido.
Compuestos apropiados que se pueden usar en la presente invención son fenol, tiofeniol, 2,6-di-terc-butil-4-metilfenol.
Se mezclan el aluminoxano y la base de Lewis juntos y se dejan reaccionar durante un período de tiempo de 30 minutos a 2 horas, preferentemente de aproximadamente una hora con el fin de alcanzar el equilibrio.
La cantidad de aluminoxano añadido aporta una proporción de Al/Hf de 100 a 5000, preferentemente de 500 a 2000.
La productividad del sistema de catalizador depende de forma crítica de la proporción molar R de base de Lewis con respecto al aluminio total (aluminoxano + alquilo de aluminio). Preferentemente, R varía de 0,55 a 0,75. Si la cantidad de base de Lewis es demasiado grande puede actuar como un veneno.
La productividad del sistema de catalizador basado en hafnoceno de acuerdo con la presente invención se mejora en un factor de al menos 20.
La invención también proporciona un procedimiento de homo-o co-polimerización de olefinas que comprende las etapas de:
proporcionar un sistema de catalizador que comprende un componente de catalizador basado en hafnio, un agente activador que comprende un aluminoxano y una base de Lewis con impedimento estérico, y un soporte opcional;
B. introducir el sistema de catalizador en una zona de polimerización que contiene un monómero de olefina y un comonómero opcional;
C. mantener la zona de reacción en condiciones de polimerización;
D. extraer la poliolefina deseada.
Se puede emplear el sistema de catalizador en un procedimiento de polimerización en solución, que sea homogéneo, o un procedimiento en suspensión, que sea heterogéneo. En un procedimiento en solución, los disolventes normales incluyen hidrocarburos que tienen de 4 a 7 átomos de carbono tal como heptano, tolueno o ciclohexano. En un procedimiento de suspensión, es necesario inmovilizar el sistema de catalizador sobre un soporte inerte, en particular un soporte sólido poroso tal como talco, óxidos inorgánicos y materiales de soporte resinosos tales como poliolefinas. Preferentemente, el material de soporte es un óxido inorgánico en su forma finamente dividida.
Los materiales apropiados de óxido inorgánico que se pueden emplear de acuerdo con la presente invención incluyen óxidos metálicos del grupo IIA, IIIA, IVA o IVB tales como sílice, alúmina y sus mezclas. Otros óxidos inorgánicos que se pueden emplear bien solos o bien en combinación con sílice, o alúmina son por ejemplo magnesia, titania o circonia. Otros materiales de soporte apropiados comprenden por ejemplo poliolefinas funcionalizadas finamente divididas tal como polietileno finamente dividido.
Preferentemente, el soporte es un soporte de sílice que tiene un área superficial de 200 a 700 m2/g y un volumen de poro de 0,5 a 3 ml/g.
10
15
20
25
30
35
40
E05801764
10-03-2015
Alternativamente, se puede usar un soporte de activador fluorado.
El orden de adición de los componentes de catalizador y agente activador al material de soporte puede variar. De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el agente activador disuelto en un disolvente de hidrocarburo inerte apropiado se añade al material de soporte en forma de suspensión en el mismo líquido de hidrocarburo apropiado o en otro y, posteriormente, se añaden los componentes de catalizador a la suspensión.
Disolventes preferidos incluyen aceites minerales y los diversos hidrocarburos que son líquidos a la temperatura de reacción y que no reaccionan con los ingredientes individuales. Ejemplos ilustrativos de disolventes útiles incluyen los alcanos tales como pentano, isopentano, hexano, heptano, octano y nonano, cicloalcanos tales como ciclopentano, ciclohexano, y compuestos aromáticos tales como benceno, tolueno, etilbenceno y dietilbenceno.
Preferentemente, el material de soporte se suspende en tolueno y los componentes de catalizador y agente activador se disuelven en tolueno antes de la adición al material de soporte.
Las condiciones empleadas para la polimerización no están particularmente limitadas, con la condición de que sean suficientes para polimerizar de manera eficaz el monómero particular usado como material de partida. La polimerización puede tener lugar en presencia de hidrógeno y de un co-monómero de alqueno tal como 1-buteno o 1-hexeno.
Opcionalmente, se puede llevar a cabo una pre-polimerización.
Preferentemente, la alfa-olefina es propileno.
Listado de Figuras
La Figura 1 representa esquemas que describen la formación de insaturaciones de vinilideno internas y terminales en una cadena polimérica en desarrollo.
La Figura 2 representa espectros de RMN 1H de muestras de polipropileno preparadas con Me2C(3-tBuCp)(Flu)MCl2 en la que M es Zr (2a) o Hf (2b)
Ejemplos
Polimerización de Propileno con Ph2C(Cp)(Flu)MCl2:
Se seleccionó el metal M como Zr para los ejemplos no de acuerdo con la invención y Hf para los ejemplos de acuerdo con la invención, respectivamente. Se llevaron a cabo todas las reacciones de polimerización a una temperatura de 50 ºC y con una solución 0,4 M de C3H6 en tolueno. Los agentes activadores fueron respectivamente metilaluminoxano (MAO) o una mezcla de MAO/fenol. Cuando se usó MAO como agente activador, la proporción de [Al]/[M] fue de 1.103 y cuando se usó la mezcla de MAO/fenol como agente activador, la proporción de [Al]/[M] fue de
(1.0 a 1,5)103 y la proporción de [fenol]/[Al] fue de 0,6, en la que [Al] representa la cantidad total de aluminio. Los resultados se muestran en la Tabla I, incluyen las productividades expresadas en kgPP/{[C3H6]*molHF*h} y las propiedades de los polímeros de enantioselectividad de sitio activo , abundancia fraccionada de inserciones a omisiones Psk y masa Mv molecular media expresada en viscosidad determinada en tetralina a 135 ºC.
TABLA I
Metal
Agente activador Productividad * 10-3 kgPP/{[C3H6]*molHF*h}  Psk Mv*
Zr
MAO 1,1 0,978 0,072 81000
Zr
MAO/fenol 2,4 0,983 0,054 410000
Hf
MAO 0,06 0,948 0,119 16000
Hf
MAO/fenol 2,1 0,941 0,082 610000
Se puede observar que la adición de fenol a MAO aumenta la productividad de ambos sistemas de catalizadores, pero el efecto fue mucho mayor para el sistema de catalizador basado en Hf que para el sistema de catalizador basado en Zr. El peso molecular de polipropileno preparado con el sistema de catalizador basado en hafnio activado con la mezcla MAO/fenol fue considerablemente mayor que el preparado con el sistema de catalizador basado en circonio, siendo todos los otros parámetros de polimerizaciones iguales.
Polimerización de propileno con Me2C(3-R-Cp)(Flu)MCl2
Se llevó a cabo un primer conjunto de polimerizaciones con M metal seleccionado como hafnio y con el sustituyente
E05801764
10-03-2015
R sobre el ciclopentadienilo seleccionado como metilo y terc-butilo respectivamente. Se llevaron a cabo todas las reacciones de polimerización a una temperatura de 50 ºC y con una solución de 0,4 M de propeno en tolueno. Cuando se usó MAO como agente activador, la proporción de [Al]/[M] fue de 7.102 y cuando se usó la mezcla de MAO/fenol como agente activador la proporción de [Al]/[M] fue de 6.102 y la proporción de [fenol]/[Al] fue de 0,6. Los resultados se presentan en la Tabla II.
TABLA II
Metal
Agente activador R Productividad * 10-3 kgPP/{[C3H6]*molHF*h}
Hf
MAO Me 14
Hf
MAO/Fenol Me 90
Hf
MAO t-Bu -
Hf
MAO/Fenol t-Bu 33
Se llevaron a cabo polimerizaciones adicionales con el M metal seleccionado como hafnio para los ejemplos de acuerdo con la invención o como circonio para los ejemplos no de acuerdo con la invención y con el sustituyente R
10 sobre el anillo de ciclopentadienilo seleccionado como metilo. La temperatura de polimerización y la presión parcial de propeno se seleccionaron como se indica en la Tabla III. Las propiedades poliméricas de enantioselectividad en el sitio i, i (i = 1 o 2), de probabilidad condicionada Pij de inserción de monómero en el sitio i tras un inserción previa en el sitio i (i = 1 o 2 y j = 1 o 2) también se muestran en la Tabla III. En todas las reacciones de polimerización, se activó el sistema de catalizador con una mezcla de MAO/fenol que tenía una proporción de [fenol]/[Al] de 0,6.
15 TABLA III
Metal
Temp. ºC Presión C3H6 bares 1 P12 2 P21
Zr
25 1 0,98 0,9 0,44 1
Zr
25 8 0,99 0,97 0,44 1
Hf
25 1 0,95 0,82 0,5 1
Hf
25 8 0,95 0,98 0,52 1
Zr
50 1 0,97 0,66 0,43 1
Zr
50 8 0,98 0,9 0,45 1
Hf
50 1 0,91 0,66 0,56 1
Hf
50 4 0,956 0,82 0,51 1
A una temperatura de polimerización de 25 ºC, los polímeros obtenidos tuvieron todos una estructura de tipo hemiisotáctica y todos exhibieron una débil tendencia del desarrollo de cadena a la retro omisión hasta el sitio de coordinación menos impedido tras diluir el monómero. La enantioselectividad del sitio de coordinación más abierto
20 fue menor para el hafnoceno (un 95 %) que para el circonoceno (un 98 %) y no fue sensible a la concentración de monómero.
A una temperatura de polimerización de 50 ºC, la enantioselectividad del sitio de coordinación más abierto disminuyó con la concentración decreciente de monómero para el hafnoceno, mientras que permaneció inalterada para el circonoceno.
25 Sin pretender quedar ligado a teoría alguna, este comportamiento podría ser el resultado de la epimerización de la cadena en desarrollo.
Los presentes inventores han presentado, en la solicitud de patente Europea EP-03102060, que los sistemas de catalizadores basados en componente de catalizador Me2C(3-tBu-Cp)(Flu)ZrCl2 generaron polipropileno con un nivel elevado sin precedentes de insaturaciones de cadena internas. Estas insaturaciones de cadena internas se
30 atribuyeron a la eliminación- seguida de activación de cadena alílica como se resume en la Figura 1.
E05801764
10-03-2015
Los hafnocenos de la presente invención no exhibieron la tendencia a producir insaturaciones internas. Su espectro RMN indicó, por el contrario, una mayoría de insaturaciones terminales. Se registraron los espectros de RMN 1H de la región olefínica a 400 MHz para las muestras poliméricas preparadas en tolueno con Me2C(3-tBu-Cp)(Flu)MCl2 en la que M es Zr o Hf. Se representan en las Figuras 2a y 2b, respectivamente. Se puede observar a partir de estos espectros que las muestras preparadas con circonoceno (2a) tienen insaturaciones de vinilideno verdaderamente internas, mientras que las preparadas con hafnoceno (2b) muestran dos picos característicos de insaturaciones de vinilideno terminales y adicionalmente un patrón complejo a 5,0-5,1 ppm que podría representar un vinilo terminal.

Claims (9)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Un sistema de catalizador de metaloceno que comprende:
    a) un componente de catalizador de metaloceno basado en hafnio descrito por la fórmula I
    R"(CpR4)(FluR'8)HfQ2 (I)
    en la que Cp es un anillo de ciclopentadienilo; Flu es un anillo de fluorenilo; cada R es el igual o diferente y es hidrógeno o un radical hidrocarbilo tal como un radical alquilo, alquenilo, arilo, alquilarilo o arilalquilo que contiene de 1 a 20 átomos de carbono o dos átomos de carbono se unen para formar un anillo C4-C6; cada R' es igual o diferente y es hidrógeno o un radical hidrocarbilo tal como un radical alquilo, alquenilo, arilo, alquilarilo o arilalquilo que contiene de 1 a 20 átomos de carbono; R" es un puente estructural entre dos anillos Cp; Q es un radical hidrocarbilo tal como un radical arilo, alquilo, alquenilo, alquilarilo o arilalquilo que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, un radical hidrocarboxi que tienen de 1 a 20 átomos de carbono o un halógeno y pueden ser iguales
    o diferentes entre sí;
    o por la fórmula II
    R"(FluR'a)XHfQ2 (II)
    en la que R", Flu, R' y Q ya se han definido y en la que X es un ligando de heteroátomo con uno o dos electrones de par desapareados y seleccionados entre el grupo 15 o 16, sustituidos o no sustituidos, y el puente estructural R" está entre el grupo fluorenilo y el heteroátomo; b) un agente activador que tiene una baja o nula capacidad de coordinación que comprende un aluminoxano y un fenol multi-sustituido y en el que la proporción molar de fenol con respecto a aluminio total es de 0,55 a 0,75; c) opcionalmente un soporte.
  2. 2.
    El sistema de catalizador de metaloceno de la reivindicación 1, en el que en la fórmula II, X es nitrógeno, fósforo, oxígeno o azufre.
  3. 3.
    El sistema de catalizador de metaloceno de la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en el que todos los R y R' de los componentes I y II son hidrógeno.
  4. 4.
    El sistema de catalizador de metaloceno de la reivindicación 1, en el que en el componente I de catalizador basado en hafnio, posición 3 o posición 4 del grupo de ciclopentadienilo, en el que la posición 1 indica la posición sobre el grupo ciclopentadienilo que está unido al puente, está ocupado por un sustituyente que no es hidrógeno y todos los demás R y R' son hidrógeno.
  5. 5.
    El sistema de catalizador de metaloceno de la reivindicación 4, en el que el sustituyente de la posición 3 o la posición 4 del grupo ciclopentadienilo es metilo o terc-butilo.
  6. 6.
    El sistema de catalizador de metaloceno de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el aluminoxano es metilaluminoxano.
  7. 7.
    Un procedimiento de preparación del sistema de catalizador de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 que comprende las etapas de:
    A. proporcionar el componente de catalizador de metaloceno basado en hafnio de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5;
    B. proporcionar un agente activador que comprende aluminoxano y fenol multi-sustituido;
    C. opcionalmente proporcionar un soporte.
  8. 8.
    Un procedimiento de polimerización de alfa-olefinas que comprende las etapas de:
    A. inyectar en un reactor el sistema de catalizador de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6;
    B. inyectar en el reactor un monómero y un comonómero opcional;
    C. mantener en condiciones de polimerización;
    D. recuperar una poliolefina.
  9. 9.
    El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el monómero es propileno.
    8
ES05801764.1T 2004-10-21 2005-10-20 Agentes activadores para componentes de metaloceno basados en hafnio Active ES2532500T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04105219 2004-10-21
EP04105219A EP1650236A1 (en) 2004-10-21 2004-10-21 Activating agents for hafnium based metallocene components
PCT/EP2005/055399 WO2006045739A1 (en) 2004-10-21 2005-10-20 Activating agents for hafnium based metallocene components

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2532500T3 true ES2532500T3 (es) 2015-03-27

Family

ID=34929743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES05801764.1T Active ES2532500T3 (es) 2004-10-21 2005-10-20 Agentes activadores para componentes de metaloceno basados en hafnio

Country Status (9)

Country Link
US (4) US20080108765A1 (es)
EP (2) EP1650236A1 (es)
JP (1) JP5579367B2 (es)
KR (1) KR101239442B1 (es)
CN (1) CN101044174B (es)
DK (1) DK1805234T3 (es)
EA (1) EA015396B1 (es)
ES (1) ES2532500T3 (es)
WO (1) WO2006045739A1 (es)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1650231A1 (en) * 2004-10-21 2006-04-26 Total Petrochemicals Research Feluy Polyolefins prepared from a metallocene and a new single site catalyst components in a single reactor
US8119553B2 (en) 2007-09-28 2012-02-21 Chevron Phillips Chemical Company Lp Polymerization catalysts for producing polymers with low melt elasticity
US8580902B2 (en) 2008-08-01 2013-11-12 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Catalyst system, process for olefin polymerization, and polymer compositions produced therefrom
US7799879B2 (en) 2008-08-01 2010-09-21 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Catalyst system and process for olefin polymerization
CN104507981B (zh) * 2012-06-01 2017-09-05 陶氏环球技术有限责任公司 使用烷基化苯酚制备基于乙烯的聚合物的自由基方法
KR101725351B1 (ko) * 2014-12-04 2017-04-10 주식회사 엘지화학 혼성 담지 메탈로센 촉매의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 혼성 담지 메탈로센 촉매
US10442920B2 (en) 2017-04-19 2019-10-15 Nova Chemicals (International) S.A. Means for increasing the molecular weight and decreasing the density of ethylene interpolymers employing homogeneous and heterogeneous catalyst formulations
US10882987B2 (en) 2019-01-09 2021-01-05 Nova Chemicals (International) S.A. Ethylene interpolymer products having intermediate branching
US11046843B2 (en) 2019-07-29 2021-06-29 Nova Chemicals (International) S.A. Ethylene copolymers and films with excellent sealing properties

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3907964A1 (de) * 1989-03-11 1990-09-13 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung eines syndiotaktischen polyolefins
DE3916553A1 (de) * 1989-05-20 1990-11-22 Hoechst Ag Syndio- isoblockpolymer und verfahren zu seiner herstellung
US5547675A (en) * 1989-09-13 1996-08-20 Exxon Chemical Patents Inc. Modified monocyclopentadienyl transition metal/alumoxane catalyst system for polymerization of olefins
US5026798A (en) * 1989-09-13 1991-06-25 Exxon Chemical Patents Inc. Process for producing crystalline poly-α-olefins with a monocyclopentadienyl transition metal catalyst system
DE3932181A1 (de) * 1989-09-27 1991-04-04 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung eines polyolefins
JP2002322209A (ja) * 1995-06-28 2002-11-08 Idemitsu Kosan Co Ltd エチレン系共重合体の製造方法
EP0786466B1 (en) * 1996-01-25 2003-04-16 Tosoh Corporation Olefin polymerisation process which comprises a transition metal catalyst.
JP4414028B2 (ja) * 1998-09-09 2010-02-10 住友化学株式会社 変性アルミニウムオキシ化合物、付加重合用触媒成分、付加重合用触媒、オレフィン重合体の製造方法、アルケニル芳香族炭化水素重合体の製造方法、および共重合体
SG74749A1 (en) * 1998-09-09 2000-08-22 Sumitomo Chemical Co Modified aluminium oxy compound polymerization catalyst and process for producing olefin polymer and alkenyl aromatic hydrocaron polymer
WO2001090205A1 (en) * 2000-05-24 2001-11-29 Basell Technology Company B.V. Propylene polymers and process for the preparation thereof
JP4439686B2 (ja) * 2000-06-09 2010-03-24 三井化学株式会社 シンジオタクティックプロピレン系共重合体及び該共重合体を含む熱可塑性樹脂組成物
US6878790B2 (en) 2000-11-30 2005-04-12 The Procter & Gamble Company High molecular weight polyolefin and catalyst and process for polymerizing said polyolefin
GB0220681D0 (en) * 2002-09-05 2002-10-16 Borealis Tech Oy Process
CN101423578B (zh) * 2003-03-28 2010-10-13 三井化学株式会社 丙烯共聚物,聚丙烯组合物及其用途,过渡金属化合物和烯烃聚合催化剂
EP1496070A1 (en) * 2003-07-09 2005-01-12 Total Petrochemicals Research Feluy A polyolefin having internal double bonds and a method for making the same
EP1650231A1 (en) * 2004-10-21 2006-04-26 Total Petrochemicals Research Feluy Polyolefins prepared from a metallocene and a new single site catalyst components in a single reactor

Also Published As

Publication number Publication date
CN101044174B (zh) 2012-05-30
US9206274B2 (en) 2015-12-08
KR101239442B1 (ko) 2013-03-06
US9683056B2 (en) 2017-06-20
US8895466B2 (en) 2014-11-25
DK1805234T3 (en) 2015-03-23
JP2008517132A (ja) 2008-05-22
WO2006045739A1 (en) 2006-05-04
US20160032024A1 (en) 2016-02-04
EA200700681A1 (ru) 2007-10-26
EA015396B1 (ru) 2011-08-30
US20150018504A1 (en) 2015-01-15
US20130338322A1 (en) 2013-12-19
EP1805234B1 (en) 2014-12-17
KR20070083709A (ko) 2007-08-24
CN101044174A (zh) 2007-09-26
US20080108765A1 (en) 2008-05-08
JP5579367B2 (ja) 2014-08-27
EP1650236A1 (en) 2006-04-26
EP1805234A1 (en) 2007-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2532500T3 (es) Agentes activadores para componentes de metaloceno basados en hafnio
US7141527B1 (en) Catalyst system and process for the polymerization of olefins
ES2221158T3 (es) Composicion de catalizador.
ES2749498T3 (es) Composiciones catalíticas de fluorenilo y procedimiento de polimerización de olefinas
KR100677869B1 (ko) 다중핵 금속 화합물, 이를 포함하는 촉매 시스템 및 이를이용한 올레핀의 중합 방법
ES2299752T3 (es) Proceso para preparar un catalizador metalocenico en forma de particulas con un aluminoxano modificado y su uso en la polimerizacion de olefinas.
WO2007131010A2 (en) Aluminoxane compositions, their preparation, and their use in catalysis
ES2395009T3 (es) Catalizadores de combinación de organocromo/metaloceno para producir resinas bimodales
KR101618460B1 (ko) 올레핀 중합용 담지 촉매 및 이를 이용하여 제조된 올레핀 중합체의 제조방법
ES2923003T3 (es) Catalizadores de polimerización
PT830395E (pt) Processo para a preparacao e utilizacao de um catalisador de metaloceno-alumoxano com suporte
US11359040B2 (en) Polyolefin catalyst and method for preparing polyolefin by using same
ES2286605T3 (es) Proceso de polimerizacion de propileno.
ES2309212T3 (es) Componente catalitico que comprende un metaloceno con dos ligandos de tetrahidroindenilo para produccion de una poliolefina.
KR101903245B1 (ko) 폴리올레핀 촉매 및 이를 이용한 폴리올레핀 제조방법
KR101903892B1 (ko) 폴리올레핀 촉매를 이용한 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체 제조방법
ES2247305T3 (es) Soporte de catalizador tratado con acido halosulfonico para la polimerizacion de olefinas.
JP4413848B2 (ja) 新たなハーフメタロセン触媒及びそれを利用したシンジオタクチックポリスチレンの製造方法
KR101845625B1 (ko) 폴리올레핀 제조방법
KR102001965B1 (ko) 폴리올레핀 촉매 및 이를 이용한 폴리올레핀 제조방법
US7250478B2 (en) Silicon containing cyclopentadienyl ring for metallocene catalyst components
JPH08157533A (ja) 環状オレフィン系共重合体の製造法