JPH0449565B2 - - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C08F210/16—Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
Description
この発明は、担持されたチーグラ触媒の存在下
で、密度が0.942g/ml以下の共重合体をエチレ
ンとC4〜C−アルフア/オレフインから懸濁重
合によつて製造する方法に関する。 また、この発明は前記重合反応において活性な
担持触媒にも関する。 低密度エチレン共重合体は当該分野で知られて
いる。このエチレン共重合体は、チーグラ触媒の
存在下で、エチレンを1−ブテンのようなアルフ
ア−オレフインと低圧で懸濁共重合させることに
よつて得られている。この共重合体中においてエ
チレンと共重合したアルフア−オレフインの量
は、一般に、約2.5なしい9重量%である。 上記の共重合反応において、エチレンとの共重
合におけるアルフア−オレフインの反応性が比較
的低いことから種々の問題が生じる。例えば、共
重合反応に供給するエチレンとアルフア−オレフ
インとの割合は、製造される共重合体におけるそ
れよりもかなり大きくしている。しかし、このこ
とによつて、アルフア−オレフイン単独重合体の
生成が促進され、液状反応媒体中に溶解するワツ
クスの量が増大してしまう。この結果、重合反応
媒体の粘度が上昇し、懸濁液を扱つたり、懸濁液
から共重合体を分離したりすることが困難とな
る。このような条件の下では、また、重合触媒が
多かれ少なかれ奪活されてしまう。 このような問題を解決しようとして、まず、エ
チレンを単独重合させ、次に、このエチレン単独
重合体の存在下にエチレンをアルフア−オレフイ
ンと共重合させる方法が、例えば、英国特許第
1526603号および1532332号に記載されている。 しかしながら、上記方法は、前記した問題点を
充分には解決するものではなく、また、その操作
も複雑である。 したがつて、この発明は、前記従来の問題点を
解決したエチレン共重合体の製造方法を提供する
ことを目的とする。 本発明者らは、エチレンとの共重合におけるア
ルフア−オレフインの反応性が、用いる担持チー
グラ触媒の特性、および特には単体の特性ことに
その気孔率および気孔半径に依存することを見い
出した。すなわち、エチレンとの共重合において
アルフア−オレフインは、前記特性のある範囲内
において担体の気孔率および半径が大きい程、反
応性に富むことを見い出した。この知見に基き、
所望のアルフア−オレフイン含有率を有し、した
がつて所望の密度を有するエチレンとアルフアー
オレフインとの共重合体を、供給原料中における
アルフア−オレフインとエチレンとの比を低く抑
えて製造することができる。こうして、アルフア
−オレフインの単独重合体の生成が大幅に減少
し、したがつて、液状重合媒体中のワツクス含有
率も大きく減少する。これらのことは、工業的に
有用な温度範囲内でおこなうことのできる重合反
応によつて達成できるのである。さらに、この発
明の触媒は、高活性が持続し、このことによつ
て、灰分含量が充分に低くそれ故通常の精製処理
を必要としないような共重合体が製造できる。さ
らにまた、この発明によつて得た共重合体は、ア
ルフア−オレフインが統計学的に分布(ランダム
分布)しており、あるアルフア−オレフイン含有
率に対して最小の密度を与える。 すなわち、この発明によれば、0.915ないし
0.942g/mlの密度を有するエチレンとC4〜C8ア
ルフア−オレフインとの共重合体が、50ないし70
℃の温度下、約10バール以下の圧力の下で、所定
の担持チーグラ触媒の存在下に懸濁重合によつて
製造される。ここで用いる担持チーグラ触媒は、
(a)アルキルアルミニウムまたはアルキルアルミニ
ウムハライドおよび(b)ハロゲン化チタン化合物と
担体材料との反応生成物によつて構成される。前
記担体材料は、常圧下における沸点がエタノール
のそれよりも高い脂肪族、脂環族もしくは芳香族
液状炭化水素および常圧下における沸点がエタノ
ールのそれよりも高い液状もしくは固体の極性有
機ヒドロキシもしくはエステル化合物よりなる群
の中から選ばれた少なくとも1種の化合物を含有
する塩化マグネシウムのエタノール溶液をスプレ
ー乾燥した固形球状生成物であつて以下の特性を
持つものである。 粒子形状:1ないし100ミクロンの球状 粒子の見掛け密度:0.1〜1g/ml アルコール性ヒドロキシル基含有率:1.5〜20重
量% 表面積:10〜100m2/mg 気孔率:1.2〜3.5ml/g 気孔半径:1000〜65000オングストローム 上記担体材料の調製方法をさらに詳しく述べる
と次の通りである。 まず、無水塩化マグネシウムまたは含水率の低
い(約7重量%以下)塩化マグネシウムを用い
る。含水率約2重量%以下の市販の塩化マグネシ
ウムが有用である。 次に、操作温度下で飽和濃度以下の塩化マグネ
シウムのエタノール溶液を調製する。用いるエタ
ノールは無水のものか、含水率が約5重量%以下
のものである。 上記溶媒に、常圧下における沸点がエタノール
のそれよりも高い液状の芳香族、脂環族もしくは
脂肪族炭化水素(例えば、ヘプタン、オクタン、
ノナン、デカン、ベンゼンおよびシクロヘキサ
ン)および常圧下における沸点がエタノールのそ
れよりも高い球状のまたは固体の極性有機ヒドロ
キシもしくはエステル化合物(例えば、プロピル
アルコール、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリエチレングリコール、ブチルヒドロキ
シトルエン、ヒドロキシメチルセルロース、ジメ
チルグリオキシム、テトラエチルシリケート、メ
チルセルロース、およびフエノール類ことに核置
換基を有するもの)よりなる群の中から選ばれた
少なくとも1種の付加的化合物を加える。 上記付加的化合物の量は、エタノール対付加的
化合物の重量比が0.5:1ないし50:1であるよ
うなものである。 塩化マグネシウムをエタノールと付加的化合物
との混合物中に溶解することもできる。こうした
処理によつて、溶液(各成分が混和性のとき)ま
たはエマルジヨン(各成分が非混和性または部分
的に混和性のとき)が得られる。これらをこの発
明に従つてスプレー乾燥する。よく知られている
ように、スプレー乾燥は、気化性溶媒またはその
混合物中の溶質の溶液を液滴状に噴霧してこれを
同一方向または向流的に流れる熱い不活性(非反
応性)ガスと接触させ、溶媒を気化し、溶質を一
般に均一な球形の固体粒子の形態で分離させる技
術である。 溶液またはエマルジヨンのスプレー乾燥におい
て、その操作条件(例えば、入口部および出口部
における不活性ガス温度、並びに不活性ガスおよ
びエマルジヨン(懸濁液)もしくは溶液の流量)
はアルコール性ヒドロキシル基含有率が少なくと
も1.5重量%で最大20重量%である固体が回収さ
れるように規制される。この処理中、前記付加的
化合物はその性質に応じて多かれ少なかれ気化す
る。しかしながら、気孔率および気孔径が前記範
囲内にある担体を得ようとする場合、付加的化合
物の存在は必須である。 ところで、公開されたイタリア国出願
21881A/81において、ガス状エチレンの重合に
活性な担持触媒の製造方法が開示されている。こ
の出願においては、エタノールの沸点よりも低い
沸点を有する溶媒を含有する塩化マグネシウムの
エタノール溶液が用いられている。 塩化マグネシウムのエタノール溶液は、たとえ
溶媒をさらに含んでいてもその沸点がエタノール
のそれよりも低いならば、これをスプレー乾燥し
ても、気孔率および気孔径が低くエチレンとアル
フア−オレフインとの共重合には不適当な担体し
か得られないのである。 この発明に従う溶液もしくは懸濁液のスプレー
乾燥に対する全てのパラメータを先決することは
できない。これらパラメータは、他の条件が同一
であるとしても、不活性ガスと溶液または懸濁液
とが接触する様態、装置の設計、効率その他の事
項によつて異なるからである。しかしながら、以
下の態様から指示的な値を導き出せる。 塩化マグネシウムをエタノールとヘプタンとの
重量比1:1の混合液に加える。この混合物を、
窒素ガスまたは他の不活性ガス中加圧下で、用い
たエタノール1Kg当り100ないし1000gの塩化マ
グネシウムが溶解するまで熱し、この混合物を激
しく撹拌して均一なエマルジヨンを作る。 このエマルジヨンをノズル等を通してスプレー
乾燥器の蒸発室に噴霧し、こうして得た液滴を、
蒸発室に供給された高純度(含水率5ppm以下)
窒素ガス流と接触させる。 入口部における窒素ガス流の温度は250ないし
400℃であり、出口部におけるそれは140ないし
250℃であり、入口部と出口部との温度差は少な
くとも50℃である。 上記条件範囲において、触媒の担体を構成する
固体が分離し、その特性は典型的に下記の範囲に
ある。 ●粒子形態:大きさが1ないし100ミクロンの球
状。粒子の90%以上が20ミクロン以内の寸法差
を有する。 ●粒子の見掛け密度:0.1ないし1ml/g ●アルコール性ヒドロキシル基含有率:1.5ない
し20重量% ●表面積:10ないし100m2/g ●気孔率:1.2ないし3.5ml/g ●気孔半径:1000ないし65000オングストローム この発明の触媒の成分(b)を調製するには、上記
したように作つた担体を反応条件の下にハロゲン
化チタン化合物と接触させ、それと反応させる。 ハロゲン化チタン化合物の中で特に有用なもの
は、ハライド、オキシハライド、アルコキシハラ
イドおよびハロゲノアルコラートである。その具
体例を挙げると、TiCl4、TiBr4、Ti(OC2H5)3Cl
およびTiCl4である。 担体と接触させるためには、ハロゲン化チタン
化合物は液状であつても、溶媒(例えば、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン等)中の溶液であつても
よい。TiCl4を用いた場合、チタンを担体に固定
するためには、常温(20〜25℃)ないし136℃の
温度で一般に2ないし120分間に時間を要する。
一般に、チタンは、成分(b)中において、0.7ない
し12重量%好ましくは1ないし7.5重量%の割合
で存在する。 担体の表面積はハロゲン化チタン化合物による
処理によつてかなり増加し、一方、気孔率は、ス
プレー乾燥に供される組成物中に用いた付加的化
合物の性質に従つて、実質的に変化しないかわず
かに減少することが実験的に見い出されている。
この発明の触媒の成分(a)はアルキルアルミニウム
またはアルキルアルミニウムハライドによつて構
成される。トリアルキルアルミニウム化合物こと
にアルキル基が2ないし4個の炭素原子を含有す
るものを用いて最良の結果が得られる。具体例を
挙げると、Al(C2H5)3、Al(イソ−C4H9)3および
Al(C2H5)2Clである。 この発明の担持触媒は、エチレンとC4〜C8ア
ルフアオレフインすなわち、1−ブテン、1−ペ
ンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテンおよび1−
オクテンとの共重合に活性である。 共重合反応において、触媒の成分(a)と成分(b)と
の割合は広範であり、アルミニウム/チタン原子
比は一般に2.5/1以上5000/1のオーダー以下
である。 共重合は、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタ
ン等の不活性(非反応性)有機液状媒体中の懸濁
液中でおこなわれる。 共重合温度は50ないし70℃好ましくは55℃ない
し70℃である。圧力は、一般に、約10バール以下
である。共重合体の分子量は連鎖停止剤例えば水
素によつて規制できる。 エチレンとアルフア−オレフインとの共重合に
おいて、この発明の触媒は高い活性と生産性を達
成できるので、触媒残渣を共重合体から分離する
ことが不必要となる。さらに、触媒の成分(b)の正
球状形態によつて共重合体を正球状粒形態で得る
ことができ、これは自由流動性であり、共重合体
が通常供せられる加工に直接用いることができる
ような密度を持つ。 この発明の方法は、1−ブテン含有率が2.5な
いし9重量%のエチレン/1−ブテン共重合体を
製造する場合に特に有用である。この共重合の場
合、エチレンと1−ブテンとが重合媒体に供給さ
れ、1−ブテンの濃度5ないし25重量%が液状重
合相中に常に維持される。 上記反応を、前記他の条件範囲内でおこなう
と、密度が0.915ないし0.942でメルトインデツク
スが0.7ないし4のエチレン/1−ブテン共重合
体が得られる。生成するワツクスの量は、共重合
体とワツクスとの合計100重量部当り、3〜24重
量部である。 以下、この発明の実施例を記載する。 実施例 1 大きさが0.1〜2mmで含水率が2重量%の市販
の塩化マグネシウムフレークを触媒担体の調製に
用いた。 上記塩化マグネシウム25グラムをエタノール
160グラムとデカン(シエル化学社製ライムゾル
(LIMESOL)M。予め3Aモレキユラーシーブ上
で脱水)160グラムとの混合液に加えた。この混
合物を、加圧下に撹拌しながら、全ての塩化マグ
ネシウムが見えなくなり、エマルジヨンが生成す
るまで熱し、このエマルジヨンをガスタルジ型実
験室装置中でスプレー乾燥した。この装置はエマ
ルジヨンおよびガス流を導入するためのノズル
(two−fluid pneumaticタイプ)を頂部に有する
縦形室、ガス流を排出するための手段、および底
部において固体粒子を集めるためのサイクロンを
具備する。 上記スプレー乾燥操作は、窒素流の入口温度
350℃およびガス流の出口温度230℃でおこない、
窒素ガスは、処理すべきエマルジヨン400ml当り
8m3(通常の条件下で測定)の割合で供給した。 上記室の底部に集められた粒状固体の特性は以
下の通りであつた。 ●粒子形態:球状。その約90%が大きさ5〜10ミ
クロン ●粒子の見掛け密度:0.2g/ml ●アルコール性ヒドロキシル基含有率:10重量%
(エタノールとして計算) ●表面積:30m2/g ●気孔率:2.4ml/g ●気孔半径:1000〜30000オングストローム この粒状固体を触媒成分(b)の製造用担体として
用いた。 上記の通り得た担体5グラムを、TiCl45ml含
有するライムゾルM100グラム中に入れた。これ
を115℃で2時間熱した。この処理後、冷却し、
固形分をろ別し、クロリドイオンが消失するまで
ライムゾルMで洗浄した。こうして得た触媒成分
(b)の特性は以下の通りであつた。 ●粒子の形態および大きさ:担体と同様 ●チタン含有率(金属として):3.6重量% ●表面積:100m2/g ●気孔率:2ml/g 無水ヘキサン2中において、上記触媒成分(b)
17mgと成分(a)としてのトリエチルアルミニウム
0.2mlとを混合した。こうして得た触媒懸濁液を、
撹拌器(速度700rpm)および温度制御用油系を
備えたステンレス鋼製重合反応器に入れた。 この反応器に、エチレン/1−ブテン(6バー
ル)および水素(2バール)を仕込み、重合を62
℃でおこなつた。液相に溶解した1−ブテンは約
18重量%に維持された。反応体のそれ以上の量は
反応が進行するにつれて加えて消費分を補償し
た。11時間後、重合を停止し、エチレン/1−ブ
テン共重合体を回収した。この共重合体の特性は
以下の通りであつた。 ●1−ブテン含有率:7重量% ●メルトインデツクス:1g/10分(ASTM D
1238) ●密度:0.922g/ml(DIN53479) ●共重合体の形状:粒状。その90%が大きさ125
〜250ミクロン ●チタン含有率(金属として):2ppm さらに、以下のデータが見い出された。 ●生産性:触媒1g当り共重合体18Kg ●活性:1−ブテン−エチレン混合物1気圧、1
時間でチタン1g当り共重合体8330g また、反応媒体中の可溶性ワツクス含有率はエ
チレン/1−ブテン共重合体とワツクスの合計
100重量部当り20重量部であつた。 比較例 ライムゾルMを用いなかつた以外は実施例1と
同様にして触媒担体を調製した。得られた担体の
特性は以下の通りであつた。 ●粒子形態:球状。その20%が大きさ5ないし10
ミクロン ●粒子の見掛け密度:0.35g/ml ●アルコール性ヒドロキシル基含有率:9.5重量
%(エタノールとして計算) ●表面積:3m2/g ●気孔率:0.7ml/g ●気孔半径:100ないし10000オングストローム この担体5gを実施例1と同様にしてTiCl4で
処理し、以下の特性を有する触媒成分(b)を得た。 ●形状および大きさ:担体と同様 ●チタン含有率(金属として):2重量% ●表面積:60m2/g ●気孔率:0.7ml/g この触媒成分(b)を用いた以外は実施例1と同様
にしてエチレンと1−ブテンを重合させて以下の
特性を有する共重合体を製造した。 ●1−ブテン含有率:4.5重量% ●メルトインデツクス:0.8g/10分 ●密度:0.930g/ml ●チタン含有率(金属として):4ppm 生産性および活性の値はそれぞれ6.7および
41660であつた。またワツクス含有率は24重量%
であつた。これら特性全ては実施例1において対
応する単位と同じ単位である。 実施例 2 MgCl233Kgをヘプタン100中に分散させ、こ
の懸濁液をエタノール55Kgに加え、これをスチー
ル製オートクレーブ中で撹拌した。この混合物
を、窒素ガス中加圧下に撹拌しながら130℃に熱
した。こうして均一なエマルジヨンが得られ、こ
れを130℃で工業的スプレー乾燥装置であるニロ
(NIRO)社製クローズ・サイクル・ドライヤー
に仕込んだ。 上記装置内で、エマルジヨンを間隙0.7mmの流
体ノズルを用いスプレー円錐体角60゜で液滴とし
た。供給圧は7Kg/cm2であり、エマルジヨンの流
量は15/時であつた。 また、窒素ガスの入口濃度は250℃、ガス流の
出口温度は160℃、窒素ガス流量は普通の条件下
で測定して約200m3/時であつた。装置の底部に
おいて、以下の特性を有する粒状固体を得た。 ●粒子形態:球状。その80%が大きさ30ないし40
ミクロン ●粒子の見掛け密度:0.28g/ml ●アルコール性ヒドロキシル基含有率:エタノー
ルとして25重量% ●表面積:32m2/g ●気孔率:3ml/g ●気孔半径:1000ないし65000オングストローム こうして得た担体5gを、実施例1と同様にし
てTiCl4で処理し、以下の特性を持つ触媒成分(b)
を得た。 ●形態および大きさ:担体と同様 ●チタン含有率(金属として):2.4重量% ●表面積:120m2/g ●気孔率:2.8ml/g 上記触媒成分(b)20mg、トリエチルアルミニウム
0.2mlを用い、液相に溶解した1−ブテンを16重
量%とした以外は実施例1と同様にしてエチレン
を1−ブテンと共重合させた。得られた共重合体
の特性は以下の通りであつた。 ●1−ブテン含有率:8.5重量% ●メルトインデツクス:1g/10分 ●密度:0.918g/ml ●チタン含有率(金属として):2ppm 活性および生産性の値はそれぞれ12および
93330であつた。また、ワツクス量は18重量%で
あつた。 実施例 3〜18 無水塩化マグネシウムフレーク100Kgおよび無
水エタノール100Kgを実施例2のオートクレーブ
に仕込んだ。これに表1に示す付加的化合物を得
た。表1にはエタノールと付加的化合物との重量
比(EtOH/化合物)も示されている。この混合
物を窒素中加圧下に145〜150℃に熱し、実施例2
のスプレー乾燥装置中でスプレー乾燥した。 表1には、窒素ガスの入口温度(T1)とガス
流の出口温度(T2)が℃で表示されている。 乾燥装置の底部に触媒の担体が集められた。表
1には、粒子の平均直径(ミクロン)、気孔率
(ml/g)、表面積(m2/g)およびエタノールの
重量%で表わしたアルコール性ヒドロキシル基含
有率(OH基)が示されている。 こうして得た担体を、TiCl4/担体重量比5と
して、ライムゾルM(無水デカン)中の懸濁液の
形態で130℃で1時間処理した。 上記処理の後、固形分をろ過し、クロリドイオ
ンが消失するまでライムゾルMで洗浄した。こう
して表2に示した特性を有する触媒成分(b)を得
た。すなわち、表2には重量%で表示したチタン
含有率(金属として)(%Ti)、ml/gで表示し
た気孔容積(気孔率)およびm2/gで表示した表
面積の値が示されている。 上記触媒成分(b)をエチレンと1−ブテンとの共
重合に供した。すなわち、この供重合において、
成分(b)を10mg、トリエチルアルミニウムを0.2ml
用い、重合反応を、ヘプタン2中、55℃で、エ
チレンと1−ブテンとの圧力6バール、水素2バ
ールの条件の下、液状重合媒体中に溶解した1−
ブテン約10重量%としておこなつた。 上記重合反応は、実施例1と同様、1時間おこ
ない、転化した反応体を補償するために成分の添
加をおこなつた。 表3には、得られた共重合体の特性、すなわち
ASTM D1238に従つてg/10分で表わしたメル
トインデツクス(MI)、DIN53479に従つてg/
mlで表わした密度、ミクロンで表わした共重合体
粒状粒子の平均直径(直径)、触媒1g当りの共
重合体Kg数で表わした生産性それぞれの値が示さ
れている。 上記重合におけるワツクス生成量はワツクスと
エチレン/1−ブテン共重合体との合計100重量
部につき4ないし20重量部にわたつていた。
で、密度が0.942g/ml以下の共重合体をエチレ
ンとC4〜C−アルフア/オレフインから懸濁重
合によつて製造する方法に関する。 また、この発明は前記重合反応において活性な
担持触媒にも関する。 低密度エチレン共重合体は当該分野で知られて
いる。このエチレン共重合体は、チーグラ触媒の
存在下で、エチレンを1−ブテンのようなアルフ
ア−オレフインと低圧で懸濁共重合させることに
よつて得られている。この共重合体中においてエ
チレンと共重合したアルフア−オレフインの量
は、一般に、約2.5なしい9重量%である。 上記の共重合反応において、エチレンとの共重
合におけるアルフア−オレフインの反応性が比較
的低いことから種々の問題が生じる。例えば、共
重合反応に供給するエチレンとアルフア−オレフ
インとの割合は、製造される共重合体におけるそ
れよりもかなり大きくしている。しかし、このこ
とによつて、アルフア−オレフイン単独重合体の
生成が促進され、液状反応媒体中に溶解するワツ
クスの量が増大してしまう。この結果、重合反応
媒体の粘度が上昇し、懸濁液を扱つたり、懸濁液
から共重合体を分離したりすることが困難とな
る。このような条件の下では、また、重合触媒が
多かれ少なかれ奪活されてしまう。 このような問題を解決しようとして、まず、エ
チレンを単独重合させ、次に、このエチレン単独
重合体の存在下にエチレンをアルフア−オレフイ
ンと共重合させる方法が、例えば、英国特許第
1526603号および1532332号に記載されている。 しかしながら、上記方法は、前記した問題点を
充分には解決するものではなく、また、その操作
も複雑である。 したがつて、この発明は、前記従来の問題点を
解決したエチレン共重合体の製造方法を提供する
ことを目的とする。 本発明者らは、エチレンとの共重合におけるア
ルフア−オレフインの反応性が、用いる担持チー
グラ触媒の特性、および特には単体の特性ことに
その気孔率および気孔半径に依存することを見い
出した。すなわち、エチレンとの共重合において
アルフア−オレフインは、前記特性のある範囲内
において担体の気孔率および半径が大きい程、反
応性に富むことを見い出した。この知見に基き、
所望のアルフア−オレフイン含有率を有し、した
がつて所望の密度を有するエチレンとアルフアー
オレフインとの共重合体を、供給原料中における
アルフア−オレフインとエチレンとの比を低く抑
えて製造することができる。こうして、アルフア
−オレフインの単独重合体の生成が大幅に減少
し、したがつて、液状重合媒体中のワツクス含有
率も大きく減少する。これらのことは、工業的に
有用な温度範囲内でおこなうことのできる重合反
応によつて達成できるのである。さらに、この発
明の触媒は、高活性が持続し、このことによつ
て、灰分含量が充分に低くそれ故通常の精製処理
を必要としないような共重合体が製造できる。さ
らにまた、この発明によつて得た共重合体は、ア
ルフア−オレフインが統計学的に分布(ランダム
分布)しており、あるアルフア−オレフイン含有
率に対して最小の密度を与える。 すなわち、この発明によれば、0.915ないし
0.942g/mlの密度を有するエチレンとC4〜C8ア
ルフア−オレフインとの共重合体が、50ないし70
℃の温度下、約10バール以下の圧力の下で、所定
の担持チーグラ触媒の存在下に懸濁重合によつて
製造される。ここで用いる担持チーグラ触媒は、
(a)アルキルアルミニウムまたはアルキルアルミニ
ウムハライドおよび(b)ハロゲン化チタン化合物と
担体材料との反応生成物によつて構成される。前
記担体材料は、常圧下における沸点がエタノール
のそれよりも高い脂肪族、脂環族もしくは芳香族
液状炭化水素および常圧下における沸点がエタノ
ールのそれよりも高い液状もしくは固体の極性有
機ヒドロキシもしくはエステル化合物よりなる群
の中から選ばれた少なくとも1種の化合物を含有
する塩化マグネシウムのエタノール溶液をスプレ
ー乾燥した固形球状生成物であつて以下の特性を
持つものである。 粒子形状:1ないし100ミクロンの球状 粒子の見掛け密度:0.1〜1g/ml アルコール性ヒドロキシル基含有率:1.5〜20重
量% 表面積:10〜100m2/mg 気孔率:1.2〜3.5ml/g 気孔半径:1000〜65000オングストローム 上記担体材料の調製方法をさらに詳しく述べる
と次の通りである。 まず、無水塩化マグネシウムまたは含水率の低
い(約7重量%以下)塩化マグネシウムを用い
る。含水率約2重量%以下の市販の塩化マグネシ
ウムが有用である。 次に、操作温度下で飽和濃度以下の塩化マグネ
シウムのエタノール溶液を調製する。用いるエタ
ノールは無水のものか、含水率が約5重量%以下
のものである。 上記溶媒に、常圧下における沸点がエタノール
のそれよりも高い液状の芳香族、脂環族もしくは
脂肪族炭化水素(例えば、ヘプタン、オクタン、
ノナン、デカン、ベンゼンおよびシクロヘキサ
ン)および常圧下における沸点がエタノールのそ
れよりも高い球状のまたは固体の極性有機ヒドロ
キシもしくはエステル化合物(例えば、プロピル
アルコール、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリエチレングリコール、ブチルヒドロキ
シトルエン、ヒドロキシメチルセルロース、ジメ
チルグリオキシム、テトラエチルシリケート、メ
チルセルロース、およびフエノール類ことに核置
換基を有するもの)よりなる群の中から選ばれた
少なくとも1種の付加的化合物を加える。 上記付加的化合物の量は、エタノール対付加的
化合物の重量比が0.5:1ないし50:1であるよ
うなものである。 塩化マグネシウムをエタノールと付加的化合物
との混合物中に溶解することもできる。こうした
処理によつて、溶液(各成分が混和性のとき)ま
たはエマルジヨン(各成分が非混和性または部分
的に混和性のとき)が得られる。これらをこの発
明に従つてスプレー乾燥する。よく知られている
ように、スプレー乾燥は、気化性溶媒またはその
混合物中の溶質の溶液を液滴状に噴霧してこれを
同一方向または向流的に流れる熱い不活性(非反
応性)ガスと接触させ、溶媒を気化し、溶質を一
般に均一な球形の固体粒子の形態で分離させる技
術である。 溶液またはエマルジヨンのスプレー乾燥におい
て、その操作条件(例えば、入口部および出口部
における不活性ガス温度、並びに不活性ガスおよ
びエマルジヨン(懸濁液)もしくは溶液の流量)
はアルコール性ヒドロキシル基含有率が少なくと
も1.5重量%で最大20重量%である固体が回収さ
れるように規制される。この処理中、前記付加的
化合物はその性質に応じて多かれ少なかれ気化す
る。しかしながら、気孔率および気孔径が前記範
囲内にある担体を得ようとする場合、付加的化合
物の存在は必須である。 ところで、公開されたイタリア国出願
21881A/81において、ガス状エチレンの重合に
活性な担持触媒の製造方法が開示されている。こ
の出願においては、エタノールの沸点よりも低い
沸点を有する溶媒を含有する塩化マグネシウムの
エタノール溶液が用いられている。 塩化マグネシウムのエタノール溶液は、たとえ
溶媒をさらに含んでいてもその沸点がエタノール
のそれよりも低いならば、これをスプレー乾燥し
ても、気孔率および気孔径が低くエチレンとアル
フア−オレフインとの共重合には不適当な担体し
か得られないのである。 この発明に従う溶液もしくは懸濁液のスプレー
乾燥に対する全てのパラメータを先決することは
できない。これらパラメータは、他の条件が同一
であるとしても、不活性ガスと溶液または懸濁液
とが接触する様態、装置の設計、効率その他の事
項によつて異なるからである。しかしながら、以
下の態様から指示的な値を導き出せる。 塩化マグネシウムをエタノールとヘプタンとの
重量比1:1の混合液に加える。この混合物を、
窒素ガスまたは他の不活性ガス中加圧下で、用い
たエタノール1Kg当り100ないし1000gの塩化マ
グネシウムが溶解するまで熱し、この混合物を激
しく撹拌して均一なエマルジヨンを作る。 このエマルジヨンをノズル等を通してスプレー
乾燥器の蒸発室に噴霧し、こうして得た液滴を、
蒸発室に供給された高純度(含水率5ppm以下)
窒素ガス流と接触させる。 入口部における窒素ガス流の温度は250ないし
400℃であり、出口部におけるそれは140ないし
250℃であり、入口部と出口部との温度差は少な
くとも50℃である。 上記条件範囲において、触媒の担体を構成する
固体が分離し、その特性は典型的に下記の範囲に
ある。 ●粒子形態:大きさが1ないし100ミクロンの球
状。粒子の90%以上が20ミクロン以内の寸法差
を有する。 ●粒子の見掛け密度:0.1ないし1ml/g ●アルコール性ヒドロキシル基含有率:1.5ない
し20重量% ●表面積:10ないし100m2/g ●気孔率:1.2ないし3.5ml/g ●気孔半径:1000ないし65000オングストローム この発明の触媒の成分(b)を調製するには、上記
したように作つた担体を反応条件の下にハロゲン
化チタン化合物と接触させ、それと反応させる。 ハロゲン化チタン化合物の中で特に有用なもの
は、ハライド、オキシハライド、アルコキシハラ
イドおよびハロゲノアルコラートである。その具
体例を挙げると、TiCl4、TiBr4、Ti(OC2H5)3Cl
およびTiCl4である。 担体と接触させるためには、ハロゲン化チタン
化合物は液状であつても、溶媒(例えば、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン等)中の溶液であつても
よい。TiCl4を用いた場合、チタンを担体に固定
するためには、常温(20〜25℃)ないし136℃の
温度で一般に2ないし120分間に時間を要する。
一般に、チタンは、成分(b)中において、0.7ない
し12重量%好ましくは1ないし7.5重量%の割合
で存在する。 担体の表面積はハロゲン化チタン化合物による
処理によつてかなり増加し、一方、気孔率は、ス
プレー乾燥に供される組成物中に用いた付加的化
合物の性質に従つて、実質的に変化しないかわず
かに減少することが実験的に見い出されている。
この発明の触媒の成分(a)はアルキルアルミニウム
またはアルキルアルミニウムハライドによつて構
成される。トリアルキルアルミニウム化合物こと
にアルキル基が2ないし4個の炭素原子を含有す
るものを用いて最良の結果が得られる。具体例を
挙げると、Al(C2H5)3、Al(イソ−C4H9)3および
Al(C2H5)2Clである。 この発明の担持触媒は、エチレンとC4〜C8ア
ルフアオレフインすなわち、1−ブテン、1−ペ
ンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテンおよび1−
オクテンとの共重合に活性である。 共重合反応において、触媒の成分(a)と成分(b)と
の割合は広範であり、アルミニウム/チタン原子
比は一般に2.5/1以上5000/1のオーダー以下
である。 共重合は、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタ
ン等の不活性(非反応性)有機液状媒体中の懸濁
液中でおこなわれる。 共重合温度は50ないし70℃好ましくは55℃ない
し70℃である。圧力は、一般に、約10バール以下
である。共重合体の分子量は連鎖停止剤例えば水
素によつて規制できる。 エチレンとアルフア−オレフインとの共重合に
おいて、この発明の触媒は高い活性と生産性を達
成できるので、触媒残渣を共重合体から分離する
ことが不必要となる。さらに、触媒の成分(b)の正
球状形態によつて共重合体を正球状粒形態で得る
ことができ、これは自由流動性であり、共重合体
が通常供せられる加工に直接用いることができる
ような密度を持つ。 この発明の方法は、1−ブテン含有率が2.5な
いし9重量%のエチレン/1−ブテン共重合体を
製造する場合に特に有用である。この共重合の場
合、エチレンと1−ブテンとが重合媒体に供給さ
れ、1−ブテンの濃度5ないし25重量%が液状重
合相中に常に維持される。 上記反応を、前記他の条件範囲内でおこなう
と、密度が0.915ないし0.942でメルトインデツク
スが0.7ないし4のエチレン/1−ブテン共重合
体が得られる。生成するワツクスの量は、共重合
体とワツクスとの合計100重量部当り、3〜24重
量部である。 以下、この発明の実施例を記載する。 実施例 1 大きさが0.1〜2mmで含水率が2重量%の市販
の塩化マグネシウムフレークを触媒担体の調製に
用いた。 上記塩化マグネシウム25グラムをエタノール
160グラムとデカン(シエル化学社製ライムゾル
(LIMESOL)M。予め3Aモレキユラーシーブ上
で脱水)160グラムとの混合液に加えた。この混
合物を、加圧下に撹拌しながら、全ての塩化マグ
ネシウムが見えなくなり、エマルジヨンが生成す
るまで熱し、このエマルジヨンをガスタルジ型実
験室装置中でスプレー乾燥した。この装置はエマ
ルジヨンおよびガス流を導入するためのノズル
(two−fluid pneumaticタイプ)を頂部に有する
縦形室、ガス流を排出するための手段、および底
部において固体粒子を集めるためのサイクロンを
具備する。 上記スプレー乾燥操作は、窒素流の入口温度
350℃およびガス流の出口温度230℃でおこない、
窒素ガスは、処理すべきエマルジヨン400ml当り
8m3(通常の条件下で測定)の割合で供給した。 上記室の底部に集められた粒状固体の特性は以
下の通りであつた。 ●粒子形態:球状。その約90%が大きさ5〜10ミ
クロン ●粒子の見掛け密度:0.2g/ml ●アルコール性ヒドロキシル基含有率:10重量%
(エタノールとして計算) ●表面積:30m2/g ●気孔率:2.4ml/g ●気孔半径:1000〜30000オングストローム この粒状固体を触媒成分(b)の製造用担体として
用いた。 上記の通り得た担体5グラムを、TiCl45ml含
有するライムゾルM100グラム中に入れた。これ
を115℃で2時間熱した。この処理後、冷却し、
固形分をろ別し、クロリドイオンが消失するまで
ライムゾルMで洗浄した。こうして得た触媒成分
(b)の特性は以下の通りであつた。 ●粒子の形態および大きさ:担体と同様 ●チタン含有率(金属として):3.6重量% ●表面積:100m2/g ●気孔率:2ml/g 無水ヘキサン2中において、上記触媒成分(b)
17mgと成分(a)としてのトリエチルアルミニウム
0.2mlとを混合した。こうして得た触媒懸濁液を、
撹拌器(速度700rpm)および温度制御用油系を
備えたステンレス鋼製重合反応器に入れた。 この反応器に、エチレン/1−ブテン(6バー
ル)および水素(2バール)を仕込み、重合を62
℃でおこなつた。液相に溶解した1−ブテンは約
18重量%に維持された。反応体のそれ以上の量は
反応が進行するにつれて加えて消費分を補償し
た。11時間後、重合を停止し、エチレン/1−ブ
テン共重合体を回収した。この共重合体の特性は
以下の通りであつた。 ●1−ブテン含有率:7重量% ●メルトインデツクス:1g/10分(ASTM D
1238) ●密度:0.922g/ml(DIN53479) ●共重合体の形状:粒状。その90%が大きさ125
〜250ミクロン ●チタン含有率(金属として):2ppm さらに、以下のデータが見い出された。 ●生産性:触媒1g当り共重合体18Kg ●活性:1−ブテン−エチレン混合物1気圧、1
時間でチタン1g当り共重合体8330g また、反応媒体中の可溶性ワツクス含有率はエ
チレン/1−ブテン共重合体とワツクスの合計
100重量部当り20重量部であつた。 比較例 ライムゾルMを用いなかつた以外は実施例1と
同様にして触媒担体を調製した。得られた担体の
特性は以下の通りであつた。 ●粒子形態:球状。その20%が大きさ5ないし10
ミクロン ●粒子の見掛け密度:0.35g/ml ●アルコール性ヒドロキシル基含有率:9.5重量
%(エタノールとして計算) ●表面積:3m2/g ●気孔率:0.7ml/g ●気孔半径:100ないし10000オングストローム この担体5gを実施例1と同様にしてTiCl4で
処理し、以下の特性を有する触媒成分(b)を得た。 ●形状および大きさ:担体と同様 ●チタン含有率(金属として):2重量% ●表面積:60m2/g ●気孔率:0.7ml/g この触媒成分(b)を用いた以外は実施例1と同様
にしてエチレンと1−ブテンを重合させて以下の
特性を有する共重合体を製造した。 ●1−ブテン含有率:4.5重量% ●メルトインデツクス:0.8g/10分 ●密度:0.930g/ml ●チタン含有率(金属として):4ppm 生産性および活性の値はそれぞれ6.7および
41660であつた。またワツクス含有率は24重量%
であつた。これら特性全ては実施例1において対
応する単位と同じ単位である。 実施例 2 MgCl233Kgをヘプタン100中に分散させ、こ
の懸濁液をエタノール55Kgに加え、これをスチー
ル製オートクレーブ中で撹拌した。この混合物
を、窒素ガス中加圧下に撹拌しながら130℃に熱
した。こうして均一なエマルジヨンが得られ、こ
れを130℃で工業的スプレー乾燥装置であるニロ
(NIRO)社製クローズ・サイクル・ドライヤー
に仕込んだ。 上記装置内で、エマルジヨンを間隙0.7mmの流
体ノズルを用いスプレー円錐体角60゜で液滴とし
た。供給圧は7Kg/cm2であり、エマルジヨンの流
量は15/時であつた。 また、窒素ガスの入口濃度は250℃、ガス流の
出口温度は160℃、窒素ガス流量は普通の条件下
で測定して約200m3/時であつた。装置の底部に
おいて、以下の特性を有する粒状固体を得た。 ●粒子形態:球状。その80%が大きさ30ないし40
ミクロン ●粒子の見掛け密度:0.28g/ml ●アルコール性ヒドロキシル基含有率:エタノー
ルとして25重量% ●表面積:32m2/g ●気孔率:3ml/g ●気孔半径:1000ないし65000オングストローム こうして得た担体5gを、実施例1と同様にし
てTiCl4で処理し、以下の特性を持つ触媒成分(b)
を得た。 ●形態および大きさ:担体と同様 ●チタン含有率(金属として):2.4重量% ●表面積:120m2/g ●気孔率:2.8ml/g 上記触媒成分(b)20mg、トリエチルアルミニウム
0.2mlを用い、液相に溶解した1−ブテンを16重
量%とした以外は実施例1と同様にしてエチレン
を1−ブテンと共重合させた。得られた共重合体
の特性は以下の通りであつた。 ●1−ブテン含有率:8.5重量% ●メルトインデツクス:1g/10分 ●密度:0.918g/ml ●チタン含有率(金属として):2ppm 活性および生産性の値はそれぞれ12および
93330であつた。また、ワツクス量は18重量%で
あつた。 実施例 3〜18 無水塩化マグネシウムフレーク100Kgおよび無
水エタノール100Kgを実施例2のオートクレーブ
に仕込んだ。これに表1に示す付加的化合物を得
た。表1にはエタノールと付加的化合物との重量
比(EtOH/化合物)も示されている。この混合
物を窒素中加圧下に145〜150℃に熱し、実施例2
のスプレー乾燥装置中でスプレー乾燥した。 表1には、窒素ガスの入口温度(T1)とガス
流の出口温度(T2)が℃で表示されている。 乾燥装置の底部に触媒の担体が集められた。表
1には、粒子の平均直径(ミクロン)、気孔率
(ml/g)、表面積(m2/g)およびエタノールの
重量%で表わしたアルコール性ヒドロキシル基含
有率(OH基)が示されている。 こうして得た担体を、TiCl4/担体重量比5と
して、ライムゾルM(無水デカン)中の懸濁液の
形態で130℃で1時間処理した。 上記処理の後、固形分をろ過し、クロリドイオ
ンが消失するまでライムゾルMで洗浄した。こう
して表2に示した特性を有する触媒成分(b)を得
た。すなわち、表2には重量%で表示したチタン
含有率(金属として)(%Ti)、ml/gで表示し
た気孔容積(気孔率)およびm2/gで表示した表
面積の値が示されている。 上記触媒成分(b)をエチレンと1−ブテンとの共
重合に供した。すなわち、この供重合において、
成分(b)を10mg、トリエチルアルミニウムを0.2ml
用い、重合反応を、ヘプタン2中、55℃で、エ
チレンと1−ブテンとの圧力6バール、水素2バ
ールの条件の下、液状重合媒体中に溶解した1−
ブテン約10重量%としておこなつた。 上記重合反応は、実施例1と同様、1時間おこ
ない、転化した反応体を補償するために成分の添
加をおこなつた。 表3には、得られた共重合体の特性、すなわち
ASTM D1238に従つてg/10分で表わしたメル
トインデツクス(MI)、DIN53479に従つてg/
mlで表わした密度、ミクロンで表わした共重合体
粒状粒子の平均直径(直径)、触媒1g当りの共
重合体Kg数で表わした生産性それぞれの値が示さ
れている。 上記重合におけるワツクス生成量はワツクスと
エチレン/1−ブテン共重合体との合計100重量
部につき4ないし20重量部にわたつていた。
【表】
【表】
【表】
【表】
実施例 19
本実施例は、触媒成分(b)4mgおよびジエチルア
ルミニウム0.2mlを用い、1−オクテン150mlを重
合媒体に供給し、実施例4と同様におこなつた。 次に、エチレンと水素を供給し、反応を70℃、
全圧8バール(水素2バール)で1時間おこなつ
た。 得られたエチレン/1−オクテン共重合体は平
均粒子サイズ1800ミクロンの球状であり、密度
0.936、メルトインデツクス0.8およびチタン含有
率1ppmであつた。
ルミニウム0.2mlを用い、1−オクテン150mlを重
合媒体に供給し、実施例4と同様におこなつた。 次に、エチレンと水素を供給し、反応を70℃、
全圧8バール(水素2バール)で1時間おこなつ
た。 得られたエチレン/1−オクテン共重合体は平
均粒子サイズ1800ミクロンの球状であり、密度
0.936、メルトインデツクス0.8およびチタン含有
率1ppmであつた。
第1図は本発明に使用される触媒成分の調製工
程を示すフローチヤート図である。
程を示すフローチヤート図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 密度が0.915ないし0.942g/mlのエチレンと
アルフアーオレフインとの共重合体の製造方法で
あつて、エチレンと炭素数4ないし8のアルフア
ーオレフインとを不活性有機液状媒体中、50ない
し70℃の温度および10バール以下の圧力の下で、
担持チーグラ触媒の存在下に、該液状媒体中の該
アルフアーオレフインの濃度を5ないし25重量%
に維持しつつ、重合させることからなり、該担持
チーグラー触媒は、 (a)アルキルアルミニウム及びアルキルアルミニ
ウムハライドよりなる群の中から選ばれた化合
物、並びに(b)脂肪族、脂環族、もしくは芳香族液
状炭化水素及び極性有機ヒドロキシもしくはエス
テル化合物よりなる群から選ばれた少なくとも1
種の添加剤化合物であつて大気圧下における沸点
がエタノールのそれよりも高いものを含有する塩
化マグネシウムのエタノール溶液をスプレー乾燥
した固体球状生成物とハロゲン化チタン化合物と
の反応生成物からなり、前記固体球状生成物は、
アルコール性ヒドロキシル基含有率1.5ないし20
重量%、表面積10ないし100m2/g、気孔率1.2な
いし3.5ml/g及び気孔半径1000ないし65000オン
グストロームを有することを特徴とする方法。 2 添加剤化合物が、ヘプタン、オクタン、ノナ
ン、デカン、ベンゼンまたはシクロヘキサンであ
る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 添加剤化合物が、プロピルアルコール、ポリ
ビニルフルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレ
ングリコール、ブチルヒドロキシトルエン、ヒド
ロキシメチルセルロース、ジメチルグリオキシ
ム、テトラエチルシリケート、メチルセルロース
またはフエノール類である特許請求の範囲第1項
に記載の方法。 4 エタノールと添加剤化合物の重量比が、
0.5/1ないし50/1である特許請求の範囲第1
項に記載の方法。 5 ハロゲン化チタン化合物が、チタンのハライ
ド、オキシハライド、アルコキシハライド及びハ
ロゲノ−アルコラートよりなる群の中から選ばれ
る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 6 ハロゲン化チタン化合物がTiCl4である特許
請求の範囲第1項に記載の方法。
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IT21805-A/82 | 1982-06-10 |
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EP (1) | EP0097131B1 (ja) |
JP (1) | JPS5956411A (ja) |
AT (1) | ATE26846T1 (ja) |
CA (1) | CA1203050A (ja) |
DE (1) | DE3371207D1 (ja) |
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US6172173B1 (en) | 1991-01-18 | 2001-01-09 | The Dow Chemical Company | Silica supported transition metal catalyst |
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IT1262935B (it) * | 1992-01-31 | 1996-07-22 | Montecatini Tecnologie Srl | Componenti e catalizzatori per la polimerizzazione di olefine |
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IT1256648B (it) * | 1992-12-11 | 1995-12-12 | Montecatini Tecnologie Srl | Componenti e catalizzatori per la polimerizzazione delle olefine |
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BRPI0411201B1 (pt) * | 2003-05-29 | 2021-01-26 | Basell Poliolefine Italia S.R.L. | processo para preparar um componente catalítico |
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BR112017002810B1 (pt) | 2014-09-01 | 2022-01-25 | Basell Poliolefine Italia S.R.L. | Adutos de dicloreto de magnésio-etanol e componentes de catalisador obtidos a partir dos mesmos |
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US3953414A (en) * | 1972-09-13 | 1976-04-27 | Montecatini Edison S.P.A., | Catalysts for the polymerization of olefins to spherically shaped polymers |
IT969340B (it) * | 1972-09-13 | 1974-03-30 | Montedison Spa | Catalizzatori per la polimerizza zione delle olefine a polimeri in forma sferica |
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IT1098272B (it) * | 1978-08-22 | 1985-09-07 | Montedison Spa | Componenti,di catalizzatori e catalizzatori per la polimerizzazione delle alfa-olefine |
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US4293673A (en) * | 1978-12-28 | 1981-10-06 | Union Carbide Corporation | Spheroidal polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization |
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IT1136627B (it) * | 1981-05-21 | 1986-09-03 | Euteco Impianti Spa | Catalizzatore supportato per la polimerizzazione di etilene |
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- 1983-06-03 AT AT83830112T patent/ATE26846T1/de not_active IP Right Cessation
- 1983-06-03 DE DE8383830112T patent/DE3371207D1/de not_active Expired
- 1983-06-03 PT PT76817A patent/PT76817B/pt unknown
- 1983-06-03 EP EP83830112A patent/EP0097131B1/en not_active Expired
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