ES2834436T3 - Componentes catalizadores para la polimerización de olefinas - Google Patents

Componentes catalizadores para la polimerización de olefinas Download PDF

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Alessandro Mignogna
Dario Liguori
Giampiero Morini
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Abstract

Un componente catalizador para la polimerización de olefinas que comprende Mg, Ti y un donador de electrones de la fórmula (I) **(Ver fórmula)** donde los grupos R1 y R7, iguales o diferentes entre sí, se seleccionan de grupos hidrocarburo C1-C15, el grupo R2 se selecciona de grupos hidrocarburo C1-C10, los grupos R3 a R6, independientemente, se seleccionan de hidrógeno o grupos hidrocarburo C1-C15 que pueden fusionarse para formar uno o más ciclos.

Description

DESCRIPCIÓN
Componentes catalizadores para la polimerización de olefinas
Campo de la invención
La presente divulgación se refiere a componentes catalizadores para la polimerización de olefinas, en particular propileno, que comprenden un soporte en base a dihaluro de Mg en el cual están soportados átomos de Ti y un compuesto donador de electrones que contiene un éster y una función de carbamato. La presente divulgación se refiere además a los catalizadores obtenidos a partir de dichos componentes y a su uso en procesos para la polimerización de olefinas, en particular propileno.
Antecedentes de la invención
Los componentes catalizadores para la polimerización estereoespecífica de olefinas han sido divulgados en la técnica. En cuanto a la polimerización de propileno, los catalizadores de Ziegler-Natta que se usan, en términos generales, comprenden un componente catalizador sólido, constituido por un dihaluro de magnesio en el cual están soportados un compuesto de titanio y un compuesto donador de electrones interno, usado en combinación con un compuesto de Al-alquilo. Sin embargo, convencionalmente, cuando se desea un polímero con una cristalinidad más elevada, también se necesita un donador externo (por ejemplo un alcoxisilano) con el fin de obtener una isotacticidad más elevada. Los ésteres de ácido Itálico, particularmente diisobutilftalato, se usan como donadores internos en preparaciones catalizadoras. Los ftalatos se usan como donadores internos en combinación con alquilalcoxisilanos como donador externo. Este sistema catalizador proporciona buen rendimiento en términos de actividad, isotacticidad e insolubilidad de xileno.
Uno de los problemas asociados con el uso de este sistema catalizador es que los ftalatos han suscitado cierta preocupación recientemente que hizo que algunos compuestos dentro de esta clase se clasificaran como fuente de problemas de salud graves.
Por consiguiente, las actividades de investigación se han dedicado a descubrir clases alternativas de donadores internos para su uso en la preparación de componentes catalizadores para la polimerización de propileno.
Algunos de los catalizadores evaluados contienen estructuras de donadores que tienen al mismo tiempo grupos carbámicos y grupos éster. La publicación No. WO2006/110234 describe derivados de 1,2-aminoésteres que incluyen un grupo carbamato y una función de éster libre. Los catalizadores generados por estas estructuras tienen muy baja actividad y estereoespecificidad en polimerización de propileno en masa (ver la Tabla 2 de la Publicación PCT No. WO2006/110234).
Compendio de la invención
Sorprendentemente, el solicitante ha encontrado que una clase de donadores que contiene tanto una función de carbamato como de éster dentro de una estructura específica derivada de aminoalcohol genera catalizadores que muestran un buen equilibrio de actividad y estereoespecificidad.
Por consiguiente, es un objeto de la presente divulgación un componente catalizador para la polimerización de olefinas que comprende Mg, Ti y un
Figure imgf000002_0001
donde los grupos R1 y R7, iguales o diferentes entre sí, se seleccionan de grupos hidrocarburo C1-C15, el grupo R2 se selecciona de grupos hidrocarburo C1-C10, los grupos R3 a R6, independientemente, se seleccionan de hidrógeno o grupos hidrocarburo C1-C15 que pueden fusionarse para formar uno o más ciclos.
Descripción detallada de la invención
Además del carbono e hidrógeno, los grupos hidrocarburo R1 a R7, tal como se definieron anteriormente, pueden contener un heteroátomo seleccionado de halógeno, P, S, N, O y Si.
Preferiblemente, R1 es un grupo alquilo C1-C10, más preferiblemente un grupo alquilo C1-C8. Más preferiblemente el grupo alquilo es un grupo alquilo primario.
Preferiblemente, R2 se selecciona de grupos alquilo C1-C10, más preferiblemente se selecciona de grupos alquilo C3-C10 y especialmente de grupos alquilo lineales C3-C10.
Preferiblemente, R3 se selecciona del grupo alquilo C1-C10, más preferiblemente grupos alquilo C1-C8 y especialmente de grupos alquilo lineales C1-C8. De acuerdo con una realización específica, los grupos R3 se seleccionan de grupos alquilo lineales C1-C3 cuando los grupos R2 se seleccionan de grupos alquilo lineales C3-C10.
Preferiblemente, R4 es un hidrógeno o un grupo alquilo C1-C10. Más preferiblemente R4 es hidrógeno.
Estructuras preferidas son en las que R3 se selecciona de grupo alquilo C1-C10 y R4 es hidrógeno.
Preferiblemente, R5 y R6 son hidrógeno o un grupo alquilo C1-C10, más preferiblemente tanto R5 como R6 son hidrógeno.
Preferiblemente, R7 es un grupo alquilo C1-C10, más preferiblemente un grupo alquilo C1-C8. Más preferiblemente el grupo alquilo es un grupo alquilo primario.
Las estructuras preferidas de la fórmula (I) son en las que R1 y R7 son independientemente un grupo alquilo C1-C10, R2 se selecciona de grupos alquilo lineales C3-C10, R3 se selecciona de grupos alquilo C1-C8 lineales y R4 a R6 son hidrógeno.
Preferiblemente, la cantidad final de compuesto donador de electrones en el componente catalizador sólido varía de 1 a 25% en peso, preferiblemente varía de 3 a 20% en peso.
Ejemplos no limitantes de estructuras de la fórmula (I) son los siguientes: 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)butanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)butanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)butanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)butanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)butanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(propil)amino)butanoato de etilo, 3-(terc-butil(etoxicarbonil)amino)butanoato de etilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)butanoato de etilo, 3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)butanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)-2-metilbutanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)-2-metilbutanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)-2-metilbutanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)-2-metilbutanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)-2-metilbutanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(propil)amino)-2-metilbutanoato de etilo, 3-(terc-butil(etoxicarbonil)amino)-2-metilbutanoato de etilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)-2-metilbutanoato de etilo, 3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)-2-metilbutanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)-3-fenilpropanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)-4,4-dimetilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)-4-metilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)-5-metilhexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)heptanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)hexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)pentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)-3-fenilpropanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)-4,4-dimetilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)-4-metilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)-5-metilhexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)heptanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)hexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)pentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)-3-fenilpropanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)-4,4-dimetilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)-4-metilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)-5-metilhexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)heptanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)hexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)pentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)-3-fenilpropanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)-4,4-dimetilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)-4-metilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)-5-metilhexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)heptanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)hexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)pentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)-3-fenilpropanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)-4,4-dimetilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)-4-metilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)-5-metilhexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)heptanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)hexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)pentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(propil)amino)-3-fenilpropanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(propil)amino)-4,4-dimetilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(propil)amino)-4-metilpentanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(propil)amino)-5-metilhexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(propil)amino)heptanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(propil)amino)hexanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(propil)amino)pentanoato de etilo, 3-(terc-butil(etoxicarbonil)amino)-3-ciclohexilpropanoato de etilo, 3-(terc-butil(etoxicarbonil)amino)-3-fenilpropanoato de etilo, 3-(terc-butil(etoxicarbonil)amino)-4,4-dimetilpentanoato de etilo, 3-(terc-butil(etoxicarbonil)amino)-4-metilpentanoato de etilo, 3-(terc-butil(etoxicarbonil)amino)-5-metilhexanoato de etilo, 3-(terc-butil(etoxicarbonil)amino)heptanoato de etilo, 3-(terc-butil(etoxicarbonil)amino)hexanoato de etilo, 3-(terc-butil(etoxicarbonil)amino)pentanoato de etilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)-3-ciclohexilpropanoato de etilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)-3-fenilpropanoato de etilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)-4,4-dimetilpentanoato de etilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)-4-metilpentanoato de etilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)-5-metilhexanoato de etilo, 3­ (butil(etoxicarbonil)amino)heptanoato de etilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)hexanoato de etilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)pentanoato de etilo, 3-(cidohexil(etoxicarbonil)amino)-3-fenilpropanoato de etilo, 3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)-4,4-dimetilpentanoato de etilo, 3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)-4-metilpentanoato de etilo, 3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)-5-metilhexanoato de etilo, 3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)heptanoato de etilo, 3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)hexanoato de etilo, 3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)pentanoato de etilo, 3-ciclohexil-3-((etoxicarbonil)(etil)amino)propanoato de etilo, 3-ciclohexil-3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)propanoato de etilo, 3-ciclohexil-3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)propanoato de etilo, 3-ciclohexil-3-((etoxicarbonil)(metil)amino)propanoato de etilo, 3-ciclohexil-3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)propanoato de etilo, 3-ciclohexil-3-((etoxicarbonil)(propil)amino)propanoato de etilo, 3-ciclohexil-3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)propanoato de etilo, 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)butanoato de propilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)butanoato de propilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)butanoato de propilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)butanoato de propilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)butanoato de propilo, 3-((etoxicarbonil)(propil)amino)butanoato de propilo, 3-(terc-butil(etoxicarbonil)amino)butanoato de propilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)butanoato de propilo, 3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)butanoato de propilo, 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)butanoato de butilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)butanoato de butilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)butanoato de butilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)butanoato de butilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)butanoato de butilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)butanoato de butilo, 3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)butanoato de butilo, 3-((etoxicarbonil)(etil)amino)butanoato de isobutilo, 3-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)butanoato de isobutilo, 3-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)butanoato de isobutilo, 3-((etoxicarbonil)(metil)amino)butanoato de isobutilo, 3-((etoxicarbonil)(fenil)amino)butanoato de isobutilo, 3-(butil(etoxicarbonil)amino)butanoato de isobutilo, 3-(ciclohexil(etoxicarbonil)amino)butanoato de isobutilo, 2-((etoxicarbonil)(etil)amino)ciclopentane-1-carboxilato de etilo, 2-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)ciclopentane-1-carboxilato de etilo, 2-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)ciclopentane-1-carboxilato de etilo, 2-((etoxicarbonil)(metil)amino)ciclopentane-1-carboxilato de etilo, 2-((etoxicarbonil)(fenil)amino)ciclopentane-1-carboxilato de etilo, 2-(butil(etoxicarbonil)amino)ciclopentane-1-carboxilato de etilo, 2-((etoxicarbonil)(etil)amino)ciclohexane-1-carboxilato de etilo, 2-((etoxicarbonil)(isobutil)amino)ciclohexane-1-carboxilato de etilo, 2-((etoxicarbonil)(isopropil)amino)ciclohexane-1-carboxilato de etilo, 2-((etoxicarbonil)(metil)amino)ciclohexane-1-carboxilato de etilo, 2-((etoxicarbonil)(fenil)amino)ciclohexane-1-carboxilato de etilo, 2-(butil(etoxicarbonil)amino)ciclohexane-1-carboxilato de etilo, 3-(((benciloxi)carbonil)(butil)amino)butanoato de etilo, 3-(((benciloxi)carbonil)(metil)amino)butanoato de etilo, 3-((tercbutoxicarbonil)(butil)amino)butanoato de etilo, 3-((terc-butoxicarbonil)(metil)amino)butanoato de etilo, 3-((butoxicarbonil)(butil)amino)butanoato de etilo, 3-((butoxicarbonil)(metil)amino)butanoato de etilo, 3-((isobutoxicarbonil)(metil)amino)butanoato de etilo, 3-((isopropoxicarbonil)(metil)amino)butanoato de etilo, 3-((metoxicarbonil)(metil)amino)butanoato de etilo, 3-(butil(isobutoxicarbonil)amino)butanoato de etilo, 3-(butil(isopropoxicarbonil)amino)butanoato de etilo, 3-(butil(metoxicarbonil)amino)butanoato de etilo, 3-(butil(fenoxicarbonil)amino)butanoato de etilo, 3-(metil(fenoxicarbonil)amino)butanoato de etilo.
Los compuestos representados por la fórmula (I) pueden prepararse en general usando las siguientes dos vías sintéticas.
Figure imgf000004_0001
En el componente catalizador sólido de la divulgación, la cantidad de átomos de Ti es preferiblemente mayor que 2,5%p., más preferiblemente mayor que 3,0%, con respecto al peso total de dicho componente catalizador.
Tal como se explicó anteriormente, los componentes catalizadores de la divulgación comprenden, además de los donadores de electrones anteriores, Ti, Mg y halógeno. En particular, los componentes catalizadores comprenden un compuesto de titanio que tiene al menos un enlace Ti-halógeno y los compuestos donadores de electrones mencionados anteriormente soportados en un haluro de Mg. El haluro de magnesio es, preferiblemente, MgCh en forma activa que es ampliamente conocido en la literatura de patentes como un soporte para los catalizadores Ziegler-Natta. Las Patentes USP 4.298.718 y USP 4.495.338 fueron las primeras que describieron el uso de estos compuestos en los catalizadores Ziegler-Natta. Se sabe, gracias a estas patentes, que los dihaluros de magnesio en forma activa, usados como soporte o co-soporte en componentes catalizadores para la polimerización de olefinas, se caracterizan por espectros de rayos X en los cuales la línea de difracción más intensa que aparece en el espectro del haluro no activo ve su intensidad disminuida y es sustituida por un halo cuya intensidad máxima se desplaza hacia los ángulos inferiores, en comparación con los de la línea más intensa.
Los compuestos de titanio preferidos usados en el componente catalizador de la presente divulgación son TÍCI4 y TÍCI3; además, también pueden ser usados Ti-haloalcoholatos de fórmula Ti(OR)m-yXy, donde m es la valencia del titanio, y es un número entre 1 y m-1, X es halógeno y R7 es un radical hidrocarburo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono.
La preparación del componente catalizador sólido puede ser llevada a cabo de acuerdo con varios métodos. Un método comprende la reacción entre alcoholatos o cloroalcoholatos de magnesio (en particular cloroalcoholatos preparados de acuerdo con el documento USP 4.220.554) y un exceso de TiCl4 en presencia de los compuestos donadores de electrones a una temperatura de aproximadamente 80 a 120°C.
De acuerdo con un método preferido, el componente catalizador sólido puede prepararse mediante la reacción de un compuesto de titanio de fórmula Ti(OR7)m-yXy, donde m es la valencia del titanio e y es un número entre 1 y m, preferiblemente TiCU, con un cloruro de magnesio que deriva de un aducto de fórmula MgC^pR8OH, donde p es un número entre 0,1 y 6, preferiblemente de 2 a 3,5, y R8 es un radical hidrocarburo que tiene 1-18 átomos de carbono. El aducto puede prepararse adecuadamente en forma esférica mediante el mezclado de alcohol y cloruro de magnesio en presencia de un hidrocarburo inerte inmiscible con el aducto, operando en condiciones de agitación a la temperatura de fusión del aducto (100-130°C). Entonces, la emulsión se aplaca rápidamente, lo que causa la solidificación del aducto en forma de partículas esféricas. Ejemplos de aductos esféricos preparados de acuerdo con este procedimiento se describen en los documentos USP 4.399.054 y USP 4.469.648. El aducto así obtenido puede hacerse reaccionar directamente con un compuesto de Ti o puede ser sometido previamente a una desalcoholización controlada térmica (80-130°C) con el fin de obtener un aducto en el que la cantidad de moles de alcohol sea inferior a 3, preferiblemente entre 0,1 y 2,5. La reacción con el compuesto de Ti puede ser llevada a cabo mediante la suspensión del aducto (desalcoholizado o como tal) en TiCU frío (aproximadamente 0°C); la mezcla se calienta hasta 80-130°C y se mantiene a esta temperatura durante 0,5-2 horas. El tratamiento con TiCU puede llevarse a cabo una o más veces. El compuesto donador de electrones se agrega preferiblemente durante el tratamiento con TiCl4. La preparación de componentes catalizadores en forma esférica se describe, por ejemplo, en las Solicitudes de Patentes Europeas EP-A-395083, EP-A-553805, EP-A-553806, EPA601525 y WO98/44009. El componente catalizador sólido obtenido de acuerdo con el método anterior muestra un área superficial (por método B.E.T.) puede variar entre 20 y 500 m2/g y preferiblemente entre 50 y 400 m2/g y una porosidad total (por método B.E.T.) mayor que 0,2 cm3/g, preferiblemente entre 0,2 y 0,6 cm3/g. La porosidad (método Hg) debido a los poros con un radio de hasta 10.000 A puede variar entre 0,3 y 1,5 cm3/g, preferiblemente entre 0,45 y 1 cm3/g. El componente catalizador sólido tiene un tamaño de partícula promedio que varía de 5 a 120 pm y más preferiblemente de 10 a 100 pm.
En cualquiera de estos métodos de preparación los compuestos donadores de electrones deseados pueden agregarse como tales o, en una manera alternativa, pueden obtenerse in situ al usar un precursor apropiado capaz de ser transformado en el compuesto donador de electrones deseado por medio, por ejemplo, de reacciones químicas disponibles.
Independientemente del método de preparación usado, la cantidad final del compuesto donador de electrones de la fórmula (I) es tal que su relación molar con respecto a los átomos de Ti es de 0,01 a 2, preferiblemente de 0,05 a 1,5.
Los componentes catalizadores sólidos de acuerdo con la presente divulgación se convierten en catalizadores para la polimerización de olefinas al hacerlos reaccionar con compuestos de organoaluminio de acuerdo con métodos disponibles.
En particular, es un objeto de la presente divulgación un catalizador para la polimerización de olefinas CH2=CHR, en las que R es hidrógeno o un radical hidrocarbilo con 1-12 átomos de carbono, que comprende el producto obtenido al poner en contacto:
(i) el componente catalizador sólido como se divulgó anteriormente y
(ii) un compuesto de alquilaluminio y opcionalmente,
(iii) un compuesto donador de electrones externo.
El compuesto de alquilo-Al (ii) se elige preferiblemente de entre los compuestos de trialquilaluminio tales como por ejemplo trietilaluminio, triisobutilaluminio, tri-n-butilaluminio, tri-n-hexilaluminio, tri-n-octilaluminio. También es posible usar haluros de alquilaluminio, hidruros de alquilaluminio o sesquicloruros de alquilaluminio tales como AlEt2Cl y AhEtaCla, posiblemente mezclados con los trialquilaluminios citados anteriormente.
Los compuestos donadores de electrones externos pueden incluir compuestos de silicio, éteres, ésteres, aminas y compuestos heterocíclicos.
Otra clase de compuestos donadores externos preferidos es la de los compuestos de silicio de la fórmula (R8)a(R10)bSi(OR11)c, donde a y b son números enteros de 0 a 2, c es un número entero de 1 a 4 y la suma (a+b+c) es 4; Rg, R10 y R11 son radicales con 1-18 átomos de carbono que opcionalmente contienen heteroátomos. Particularmente preferidos son los compuestos de silicio en los cuales a es 1, b es 1, c es 2, al menos uno de Rg y R10 se selecciona de grupos alquilo, cicloalquilo o arilo ramificados con 3-10 átomos de carbono que opcionalmente contienen heteroátomos y R11 es un grupo alquilo C1-C10, en particular metilo. Ejemplos de dichos compuestos de silicio preferidos son metilciclohexildimetoxisilano (donador C), difenildimetoxisilano, metil-t-butildimetoxisilano, diciclopentildimetoxisilano (donador D), diisopropildimetoxisilano, (2-etilpiperidinil)t-butildimetoxisilano, (2-etilpiperidinil)texildimetoxisilano, (3,3,3-trifluoro-n-propil)(2-etilpiperidinil)dimetoxisilano, metil(3,3,3-trifluoro-npropil)dimetoxisilano, N,N-dietilaminotrietoxisilano. Más aun, también son preferidos los compuestos de silicio en los cuales a es 0, c es 3, R10 es un grupo alquilo o cicloalquilo ramificado, que contiene opcionalmente heteroátomos, y R11 es metilo. Ejemplos de dichos compuestos de silicio preferidos son ciclohexiltrimetoxisilano, t-butiltrimetoxisilano y texiltrimetoxisilano.
El compuesto donador de electrones (iii) se usa en una cantidad tal que proporcione una relación molar entre el compuesto de organoaluminio y dicho compuesto donador de electrones (iii) de 0,1 a 500, preferiblemente de 1 a 300 y más preferiblemente de 3 a 100.
Como se explicó, los componentes catalizadores de la presente divulgación, particularmente cuando se usan en la polimerización de propileno en relación con un compuesto de alquilaluminio y un alquil alcoxisilano son capaces de producir polipropileno, en las condiciones de polimerización establecidas en la sección experimental, con una actividad mayor que 35 Kg/gcat preferiblemente mayor que 40 Kg/gcat y una insolubilidad de xileno a 25°C mayor que 96%, preferiblemente mayor que 97%.
Por lo tanto, constituye un objeto adicional de la presente divulgación un proceso para la (co)polimerización de olefinas CH2=CHR en las que R es hidrógeno o un radical hidrocarbilo con 1-12 átomos de carbono, llevado a cabo en presencia de un catalizador que comprende el producto de la reacción entre:
(i) el componente catalizador sólido de la divulgación;
(ii) un compuesto de alquilaluminio y
(iii) opcionalmente, un compuesto donador de electrones (donador externo).
El proceso de polimerización puede llevarse a cabo de acuerdo con técnicas disponibles, por ejemplo, una polimerización en suspensión usando como diluyente un disolvente de hidrocarburos inerte o polimerización en masa usando el monómero líquido (por ejemplo propileno) como un medio de reacción. Más aun, es posible llevar a cabo el proceso de polimerización en fase gaseosa, operando en uno o más reactores de lecho fluidizado o agitados de forma mecánica.
La polimerización puede llevarse a cabo a una temperatura de 20 a 120°C, preferiblemente de 40 a 80°C. Cuando la polimerización se lleva a cabo en fase gaseosa, la presión de trabajo puede variar entre 0,5 y 5 MPa, preferiblemente entre 1 y 4 MPa. En la polimerización en masa, la presión de trabajo varía entre 1 y 8 MPa, preferiblemente entre 1,5 y 5 MPa.
Los siguientes ejemplos se proporcionan para ilustrar mejor la divulgación sin pretender limitarla.
Caracterizaciones
Determinación de X.I.
Se colocaron 2,5 g de polímero y 250 ml de o-xileno en un matraz de fondo redondo equipado con un enfriador y un condensador de reflujo y esto se mantuvo en nitrógeno. La mezcla obtenida se calentó hasta 135°C y se mantuvo en agitación durante aproximadamente 60 minutos. La solución final se dejó enfriar hasta 25°C en agitación continua y luego se filtró el polímero insoluble. A continuación, el filtrado se evaporó en flujo de nitrógeno a 140°C para alcanzar un peso constante. El contenido de dicha fracción soluble en xileno se expresa como un porcentaje de los 2,5 gramos originales y luego, por diferencia, el X.I. %.
Determinación de donadores.
El contenido del donador de electrones se ha llevado a cabo a través de cromatografía gaseosa. El componente sólido se disolvió en agua ácida. La solución se extrajo con acetato etílico, se agregó un estándar interno y se analizó una fase orgánica en un cromatógrafo de gases para determinar la cantidad de donador presente en el compuesto catalizador de partida.
Velocidad de flujo en estado fundido (MFR)
La tasa de flujo de fusión MIL del polímero se determinó de acuerdo con ISO 1133 (230°C, 2,16 Kg).
Ejemplos
Procedimiento para la preparación del aducto esférico
Una cantidad inicial de MgCh-2.8C2H5OH microesferoide se preparó de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2 del documento WO98/44009, pero operando a una escala mayor.
Procedimiento general para la polimerización de propileno
Un autoclave de acero de 4 litros equipado con un agitador, medidor de presión, termómetro, sistema de alimentación de catalizadores, líneas de alimentación de monómeros y camisa termostática, se purgó con una corriente de nitrógeno a 70°C durante una hora. Luego, a 30°C, en flujo de propileno, se cargaron secuencialmente con 75 mL de hexano anhidro, 0,76 g de AlEt3 , diciclopentil dimetoxisilano como donador de electrones externo para obtener una relación molar Al/Donador de 20 y 0,006 0,010 g de componente catalizador sólido. El autoclave se cerró; posteriormente se añadió 2,0 NL de hidrógeno. Luego, en agitación, se introdujeron 1,2 kg de propileno líquido. La temperatura se elevó hasta 70°C en cinco minutos y la polimerización se llevó a cabo a esta temperatura durante dos horas. Al finalizar la polimerización, se eliminó el propileno sin reaccionar; el polímero se recuperó y se secó a 70°C al vacío durante tres horas. A continuación, el polímero se pesó y se fraccionó con o-xileno para determinar la cantidad de la fracción insoluble en xileno (X.I.).
Procedimiento general para la preparación del componente catalizador sólido
Se introdujeron 250 cm3 de TiCl4 a temperatura ambiente en atmósfera de nitrógeno en un matraz de fondo redondo de 500 cm3, equipado con un agitador mecánico, enfriador y termómetro. Después del enfriamiento hasta 0°C, mientras se agitaba, se agregó secuencialmente donador interno enumerado en la tabla 1 y 10,0 g del aducto esférico A en el matraz. La cantidad de donador interno cargado era tal de modo de cargar una relación molar de Mg/donador de 6. La temperatura se aumentó hasta 100°C y se mantuvo durante 2 horas. Después se detuvo la agitación, el producto sólido se dejó reposar y el líquido sobrenadante se extrajo con sifón a 100°C. Luego de eliminar el sobrenadante, se agregó TiCl4 nuevo adicional para alcanzar el volumen líquido inicial nuevamente. La mezcla se calentó entonces a 120°C y se mantuvo a esta temperatura durante 1 hora. La agitación se detuvo nuevamente, el sólido se dejó reposar y el líquido sobrenadante se extrajo con sifón. El sólido se lavó con hexano anhidro seis veces (6 x 100 cm3) en un gradiente de temperatura hasta alcanzar 60°C y una vez (100 cm3) a temperatura ambiente. Luego, el sólido obtenido se secó al vacío. Los componentes catalizadores sólidos obtenidos de este modo fueron evaluados en polimerización de propileno, usando el procedimiento descrito anteriormente. Los resultados se enumeran en la Tabla 1.
Ejemplo 1-7 y ejemplo comparativo 1
Preparación de un componente catalizador sólido y polimerización
El procedimiento general para la preparación del componente catalizador sólido 1 se llevó a cabo usando el donador indicado en la tabla 1 como donador interno. Los componentes catalizadores sólidos obtenidos de este modo fueron evaluados en polimerización de propileno, usando el procedimiento descrito anteriormente. Los resultados se enumeran en la Tabla 1.
Figure imgf000007_0001
continuación
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Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un componente catalizador para la polimerización de olefinas que comprende Mg, Ti y un donador de electrones de la fórmula (I)
Figure imgf000009_0001
donde los grupos R1 y R7, ¡guales o diferentes entre sí, se seleccionan de grupos hidrocarburo C1-C15, el grupo R2 se selecciona de grupos hidrocarburo C1-C10, los grupos R3 a R6, independientemente, se seleccionan de hidrógeno o grupos hidrocarburo C1-C15 que pueden fusionarse para formar uno o más ciclos.
2. El componente catalizador de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual R1 es un grupo alquilo C1-C10.
3. El componente catalizador de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual R2 se selecciona de grupos alquilo C1-C10.
4. El componente catalizador de acuerdo con la reivindicación 3 en el cual R2 se selecciona de grupos alquilo C3-C10.
5. El componente catalizador de acuerdo con la reivindicación 4 en el cual los grupos alquilo C3-C10 son lineales.
6. El componente catalizador de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual R3 se selecciona de grupos alquilo C1-C10 y R4 es hidrógeno.
7. El componente catalizador de acuerdo con la reivindicación 6 en el cual R3 se selecciona de grupos alquilo C1-C8.
8. El componente catalizador de acuerdo con la reivindicación 5 en el cual R3 se selecciona de grupos alquilo lineales C1-C3.
9. El componente catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8 en el cual R5 y R6 son hidrógeno.
10. El componente catalizador de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual R7 es un grupo alquilo C1-C10.
11. El componente catalizador de acuerdo con la reivindicación 10 en el cual R7 es un grupo alquilo primario.
12. El componente catalizador de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual R1 y R7 son independientemente un grupo alquilo C1-C10, R2 se selecciona de grupos alquilo lineales C3-C10, R3 se selecciona de grupos alquilo C1-C8 lineales y R4 a R6 son hidrógeno.
13. Un catalizador para la polimerización de olefinas que comprende el producto de la reacción entre:
(i) el componente catalizador sólido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes y
(ii) un compuesto de alquilaluminio.
14. El catalizador de acuerdo con la reivindicación 13 que comprende además un compuesto donador de electrones externo.
15. Un proceso para la (co)polimerización de olefinas CH2=CHR, en donde R es hidrógeno o un radical de hidrocarbilo con 1-12 átomos de carbono, llevado a cabo en presencia de un sistema catalizador que comprende el producto de la reacción entre:
i. el componente catalizador sólido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes y
ii. un compuesto de alquilaluminio.
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