NO167149B - Overgangsmetallholdig katalysatorkomponent, katalysator som omfatter denne og polymerisering av olefiner ved anvendelse av katalysatoren. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en overgangs'-metallholdlg katalysatorkomponent 1 form av et fast reaksjonsprodukt for anvendelse, sammen med en organoaluiminiumforblndelse ved polymerisering av olefiner til polyolefiner som polyetylen, polypropylen og lignende, eller kopolymerer som etylenkopolymerer med andre a-olefiner og diolefiner, hvilken katalysatorkomponent gir usedvanlig høy aktivitet og forbedret komonomer-respons og det oppnådde polymerprodukt en ønsket massedensltet. Katalysatorkomponenten er spesielt brukbar for fremstilling av lineære polyetylener som høydensitets- og lineære lavdensitetspolyetylener. Polymerproduktet som oppnås viser en viktig balanse av po1yrneregenskaper, for eksempel oppnår katalysatorsystemet en polymer med snever mole-kyl vekt sfordel ing og en forbedret balanse i polymerprodukt-masklnretningsrlvestyrken og tverretningsrivestyrken. Som et resultat har filmen som blåses fra den fremstilte harpiks fra denne katalysator totalt en høy styrke.

Oppfinnelsen angår også et katalysatorsystem for polymerisering eller kopolymerisering av etylen og a-olefiner med fra 3 til 12 karbonatomer.

Til slutt angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for polymerisering av etylen og a-olefiner med fra 3 til 12 karbonatomer eller blandinger av etylen, a-olefiner og diolefiner.

Katalysatorkomponenten omfatter et fast reaksjonsprodukt oppnådd ved kontakt mellom en fast, partikkelformlg, porøs bærer slik som for eksempel slllslumdloksyd, aluminiumoksyd, magneslumoksyd eller blandinger derav, for eksempel slllslum-dioksyd- aluminiumoksyd, trinnvis med et acylhalogenld, en overgansmetallforbindelse, en organometalIlsk forbindelse behandlet med en alkohol, en halogenholdlg forbindelse, halogen eller lnterhalogen og forredusering av faststoffet i nærvær av en organoaluminiumforbindelse. Den nye katalysatorkomponent som når den benyttes med en alumlnlumalkylkokataly- sator, gir det nye katalysatorsystem Ifølge oppfinnelsen som med hell kan benyttes for polymerisering av olefiner.

Katålysatorsystemet kan benyttes i oppslemmings-, enkeltfase-smelte-, oppløsnings- eller gassfasepolymerlserlngspro6esser og er spesielt effektiv for fremstilling av lineære polyetylener som høydensltetspolyetylen og lineær lavdensltetspoly-etylen.

I den senere tid har det vist seg en viss Interesse 1 forbindelse med bruken av magnesium- tltankomplekse katalysatorkomponenter for polymerisering av olefiner. For eksempel beskriver EP-publ. 27733 en katalysatorkomponent oppnådd ved reduksjon av en overgangsmetallforbindelse med et overskudd av organomagneslumforbindelse i nærvær av en bærer som silisiumdioksyd, og deretter deaktivering av overskytende organomagneslumforbindelse med visse deaktlvatorer Inkludert hydrogenklorid.

US-PS 4.136.058 beskriver en katalysatorkomponent som omfatter en organomagneslumforbindelse og en overgangernetall-halogenidforblndelse, hvilken katalysatorkomponent deretter deaktiveres med et deaktiveringsmlddel slik som hydrogenklorid. Dette patent beskriver ikke bruken av en bærer som silisiumdioksydrmen ellers er beskrivelsen tilsvarende den ovenfor angitte eruropelske søknad.

US-PS 4.250.288 beskriver en katalysator som er reaksjonsproduktet av en overgangsmetallforbindelse, en organomagneslumforbindelse og et aktivt lkke-metalllsk halogenid som EC1 og organiske halogenlder Inneholdene et labilt halogen. Katalysatorreaksjonsproduktet Inneholder også noe aluminlumalkyl.

Katalysatorkomponenter omfattende reaksjonsproduktet av et aluminlumalkyl- magneslumalkylkompleks pluss tltanhalogenid er beskrevet i US-PS 4.004.071 og US-PS 4.276.191.

US-PS 4.173.547 og 4.263.171 beskriver en katalysatorkomponent omfattende sillsiumdloksyd, et aluminlumtype tltantriklorid og dibutylmagnesium og en katalysatorkomponent omfattende et magneslumalkylalumlnlumalkylkompleks pluss tltanhalogenid på en slllslumdloksydbærer.

Bruken av klorgass 1 polymerlseringsprosesser beskrives 1 US-PS 4.267.292 der det angis at klorgass tilsettes til polymeriseringsreaktoren etter at polymeriseringen er initiert i nærvær av en Zieglerkatalysator. US-PS 4.248.735 beskriver å underkaste en slllslumdloksydbærer en behandling med brom eller jod og deretter å innarbeide en kromforbind-else på bæreren. US-PS 3.513.150 beskriver behandling av -y-alumlnlumoksyd pluss tltantetraklorld med et gassformlg klorerlngsmlddel og å benytte det behandlede materiale kombinert med en kokatalysator for polymeriseringen av etylen.

EP-publ. 32.308 beskriver polymerisering av etylen i nærvær av et katalysatorsystem omfattende en organisk metallfor-bindelse og et tltanholdig materiale som oppnås ved omsetning av et lnert partikkelformig materiale, en organisk magnesiumforbindelse, en titanforbindelse og en halogenholdlg forbindelse slik som S1C14, PCI3, BCI3, Cl2og lignende.

Hver av US-PS 4.402.861, 4.378.304, 4.388.220, 4.301.029 og 4.385.161 beskriver bårede katalysatorsystemer omfattende en oksydbærer slik som sillsiumdloksyd, en organomagneslumforbindelse, en overgangsmetallforbindelse og en eller flere katalysatorkomponentmonifiserlngsmidler. Disse patenter beskriver ikke oppfinnelsens katalysator.

I GB-PS 2.101.610 behandles sillsiumdloksyd med et mag-neslumalkyl en alkohol, benzoylklorid og TiCl^. I hver av japansk Kokai 56-098206 og 57-070107 benyttes acylhalogenider under fremstillingen av titanbårede katalysatorer. Katalysatorsystemene omfattende magnesiumalkyl- og titanfor-blndelser viser,, selv om de vanligvis er brukbare for polymeriseringen av olefiner slik som etylen og andre 1-olefiner, ikke utmerket responsivitet på hydrogen under polymeriseringsreaksjonen for kontroll av molekylvekten, innarbeider ikke lett komonomerer som buten-1 for fremstilling av etylenkopolymerer, viser ikke noen ekstremt høy katalytisk aktivitet og gir polymerprodukter hvis filmegenskaper er ubalanserte under anlsotrope forhold.

I US-PS 4.451.574 beskrives et katalysatorsystem oppnådd ved behandling av en inert partikkelformig bærer slik som sillsiumdloksyd, med en organometallisk forbindelse, et tltanhalogenld og en halogen gass. Selv om katalysatoren gir meget høye aktiviteter er det et behov for å forbedre filmegenskapene for polymerproduktet som oppnås ved polymerisering av olefiner i nærvær av katalysatoren, og å forbedre massedensiteten for polymerproduktet.

I henhold til oppfinnelsen er det funnet katalysatorkomblna-sjoner som har meget høye katalytiske aktiviteter og utmerket hydrogenresponsivitet for kontroll av molekylvekten, utmerket komonomerrespons og som gir polymerprodukt med sterkt forbedrede filmegenskaper. Harpiksen viser udmerket smelte-styrke sammen med en reduksjon i ekstruderlngsenergi forbruket, noe som resulterer i øket boblestabilitet ved blåsing av film. I tillegg viser harpiksene en økning 1 ekstruderlngshastlgheten. Oppfinnelsen skiller seg fra en paralleltløpende søknad Idet katalysatoren Ifølge oppfinnelsen uventet gir en forbedring i den katalytiske effektivitet og polymerene som oppnås derfra uventet har forbedret massedensltet.

De nye katalysatorkomponenter ifølge oppfinnelsen oppnås ved kontakt mellom en organometallisk forbindelse, en oksygenholdlg forbindelse slik som et keton, aldehyd, siloxan eller alkohol, et syrehalogenid, en overgangsmetallforbindelse, en halogen- eller lnterhalogen forbindelse 1 nærværet av en oksydbærer, og behandling av det oppnådde faststoff med en metallorganlsk forbindelse med et gruppe Ila, I Ib eller Ila metall slik som for eksempel aluminlumalkyl. Katalysatorsystemet omfattende den overgangsmetallholdige katalysatorkomponent og en organoaluminiumkokatalysator benyttes fortrinnsvis ved gassfaseetylenpolymerisering fordi det er en reduksjon i reaktorbegroningen sammenlignet generelt med de katalytiske tidligere kjente etylengassfasepolymeriserings-prosesser, noe som resulterer i mindre hyppig reaktorstans for opprensningsformål.

I henhold til dette angår oppfinnelsen en katalysatorkomponent av den innledningsvis nevnte art og denne karakteriseres ved at reaksjonsproduktet er oppnådd ved behandling av en inert fast bærer i et inert oppløsnlngsmiddel med en kombinasjon av: A) en metallorganlsk forbindelse med formelen P^MgR<2>der R<1>og R<2>som kan være like eller forskjellige inneholder 1-20 karbonatomer og er valgt blant alkyl-, aryl-, cykloalkyl-, aralkyl-, alkandienyl- eller alkenylgrupper; B) en oksygenholdlg forbindelse valgt blant ketoner, aldehyder, alkoholer, siloksaner eller blandinger derav; C) et acylhalogenld; D) minst en overgangsmetallforbindelse av et gruppe IVb-,

Vb-, VIb- eller Vlllb-metall hvorav minst ett er et

tltanhalogenld;

E) CI2. Br£eller et lnterhalogen; og efterfølgende

F) forreduksjon av det overgangsmetallholdige produkt med en metallorganlsk forbindelse av et gruppe Ila-, Ilb- eller

Illa-metall,

forutsatt at A)- og B)-bestanddelene benyttes (i) samtidig, (li) som reaksjonsproduktet av A) og B), eller (lii) behandlingen med B) skjer umiddelbart før behandlingen med A).

Oppfinnelsen angår som nevnt også et katalysatorsystem av den Innledningsvis nevnte art og dette karakteriseres ved at det omfatter

a) en organoaluminiumforbindelse med formelen AlR"nX«3_nder R" er hydrogen, et hydrokarbon eller substituert hydrokarbon med fra 1 til 20 karbonatomer, X er halogen og n er

et tall fra 1 til 3, og

b) en overgangsmetallholdlg katalysatorkomponent 1 henhold til det foregående avsnitt.

Til slutt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art og denne karakteriseres ved at den omfatter polymerisering i nærvær av et katalysatorsystem som beskrevet i det foregående avsnitt.

Den faste overgangsmetallholdige katalysatorkomponent gir når den benyttes 1 kombinasjon med en kokatalysator som en alkylaluminiumkokatalysator, et katalysatorsystem som viser et antall unike egenskaper som er av stor betydning ved olefinpolymeriseringsteknologien, for eksempel ekstremt høy katalystisk virkning, evnen til å kontrollere molekylvekten under polymeriseringsreaksjonen som et resultat av den forbedrede responsivitet til hydrogen, forbedret komonomer-respons, øket polymerutbytte og redusert reaktorbegroning. En spesiell fordel ifølge oppfinnelsen er evnen til katalytisk fremstilling av polymerprodukt med forbedret massedensitet.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er den (A) organometalllske forbindelse en dlhydrokarbylmagneslumfor-blndelse representert ved R]MgR2der R^og R£som kan være like eller forskjellige er valgt blant alkylgrupper, arylgrupper, cykloalkylgrupper, aralkylgrupper, alkadlenyl-grupper eller alkenylgrupper med fra 1 til 20 karbonatomer, den (B) oksygenholdige forbindelse representert ved alkoholer og ketoner med formelen R3OH og R4COR5der R3og hver av R4og R5som kan være like eller forskjellige, kan være en alkylgruppe, arylgruppe, cykloalkylgruppe, aralkylgruppe, alkadienylgruppe eller alkenylgruppe med 1 til 20 karbonatomer, (C) acylhalogenldet representert ved formelen RfcCOX der R{, kan være en<C>1-C20alkylgruppe, cykloalkylgruppe eller arylgruppe og X er halogen, (D) overgangsmetallforblndelsen representert ved en overgangsmetallforbindelse eller kombinasjon av slike med formlene TrX<M>4_q(0Rg)q, TrX"4_ qRgq, V0(0Rg)3og VOX"3der Tr er et overgangsmetall fra gruppe IVb, Vb, VIb og VIII og fortrinnsvis titan, vanadium eller zlrkonium, R<8>er en alkylgruppe, arylgruppe, aralkylgruppe eller en substituert aralkylgruppe med fra 1 til 20 karbonatomer og 1,3 cyklopentadienyler, X er halogen og q er 0 eller et helt tall mindre eller lik 4, og R9er en alkylgruppe, arylgruppe eller aralkylgruppe med fra 1 til 20 karbonatomer eller et 1,3-cyklopentadienyl, (E) halogenet CI2og den (F) organometalliske forbindelse er et aluminlumalkyl med formelen R7ÅlX/3_nder X' er halogen eller et hydrld og R7er en hydrokarbongruppe valgt blant alkyl, aryl, cykloalkyl, aralkyl, alkadienyl eller alkenyl med fra 1 til 20 karbonatomer idet 1< n <3.

Alle referanser til det periodiske system er til elementenes periodiske system på side B-3 i den 56. utgave av "Handbook of Chemistry and Physics", CRC press 1975.

De katalysatorkomnponentdannende bestanddeler kan tilsettes 1 en hvilken som helst rekkefølge til bærermateriale (bortsett fra (F) som må være sist) ved fremstilling av den overgangsmetallholdige katalysatorkomponent, f.eks. :

(B) , (A), (C), (D), (E) og (F)

(A+B), (C), (D), (E) og (F)

(A&B), (C), (D), (E) og (F)

(E), (B), (A), (C), (D) Og (F)

(E), (A+B), (C), (D) Og (F)

(E), (A&B), (C), (D) og (F)

(C) , (B), (A), (E), (D) og (F)

(C), (A+B), (E), (D) og (F)

(C), (A&B), (E), (D) og (F)

(D), (C), (B), (A), (E) og (F)

(D). (C), (A+B), (E) og (F)

(D), (C), (A&B), (E) og (F)

(D), (E), (B), (A), (C) og (F)

(D), (E), (A+B), (C) og (F)

(D), (E), (A&B), (C) og (F)

(D), (B), (A), (C), (E) og (F)

(D), (A+B), (C), (E) og (F)

(D), (A&B), (C), (E) og (F)

(D), (B), (A), (E), (C) og (F)

(D), (A+B), (E), (C) og (F)

(D), (A&B), (E), (C) og (F)

(B), (A), (E), (D), (C) og (F)

(B+A), (E), (D), (C) og (F)

(B&A), (E), (D), (C) og (F)

(B), (A), (C), (E), (D) og (F)

(B+A), (C), (E), (D) og (F)

(B&A), (C), (E), (D) og (F)

(B), (A), (E), (C), (D) og (F)

(B+A), (E), (C), (D) og (F)

(B&A), (E), (C), (D) og (F)

Som ovenfor anført betyr (A+B) reaksjonsproduktet av (A) og

(B) , (A&B) betyr den samtidige tilsetning av (A) og (B) til reaksjonssystemet. Av de mulige tilseetningsrekkefølger er de foretrukne (A+B), (C) , (D), (E) og (F); (A+B), (C), (D) og (F); (A+B), (E), (C) , (D), og (F); eller (C), (A+B), (E), (D) og (F). Mere

foretrukket er (E), (A+B), (C), (D) og (F); (A+B), (E), (C),

(D) , og (F); eller (A+B),(C), (D), (E) og (F). Den overgangsmetallholdige katalysatorkomponent som spesielt

foretrekkes fremstilles ved først å oppvarme den faste bærer med (E) CI2»Br2eller et lnterhalogen eller blandinger derav, fulgt av behandling med reaksjonsproduktet av (A) den organometalliske forbindelse og (B) den oksygenholdlge forbindelse og derefter behandling av faststoffet med (C)

acylhalogenidet fulgt av behandling med (D)-overgangsmetallforbindelsen og preredusering med (F).

I en andre utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringes det et katalysatorsystem som omfatter den overgangsmetallholdige faste katalysatorkomponent og en organoaluminiumkokatalysator for polymeriseringen av a-olefiner ved bruk av katalysatoren under betingelser som er karakteristiske for Ziegler-polymerisering.

I lys av den høye aktivitet for katalysatorsystemet ifølge oppfinnelsen sammenlignet med konvensjonelle Ziegler katalysatorer er det generelt ikke nødvendig å avaske polymerproduktet fordi polymerprodukt vanligvis inneholder mindre mengder katalysatorrester enn polymerprodukt fremstilt i nærvær av konvensjonelle katalysatorer.

Katalysatorsystemet kan benyttes i en gassfaseprosess, enkeltfasesmelteprosess, oppløsningsmlddelprosess eller oppslemmingsprosess. Katalysatorsystemet benyttes med hell ved polymerisering av etylen og andre a-olefiner, spesielt a-olefiner med fra 3 til 8 karbonatomer og kopolymerisering av disse med andre 1-olefiner eller diolefiner med fra 2 til 20 karbonatomer som propylen, buten, penten, heksen, butadien, 1,4-pentadien og lignende, for derved å danne kopolymerer med lav og middels densitet. Det bårede katalysatorsystem er spesielt brukbart ved polymerisering av etylen og kopolymerisering av etylen med andre a-olefiner i gassfaseprosessen.

Kort sagt omfatter katalysatorkomponentene ifølge oppfinnelsen det faste reaksjonsprodukt som oppnås ved kontakt mellom et fast bærermateriale hvor (A) er organometallisk preparat,

(B) en oksygenholdig forbindelse, (C) et acylhalogenld, (D) minst en overgangsmetallforbindelse, (E) en halogen- eller

interhalogenforbindelse som er behandlet med (F) en metallorganlsk forbindelse av et gruppe Ila-, Ilb- eller Illa-metall,

forutsatt at (A)- og (B)-bestanddelene kan tilsettes til det inerte faststoff (i) samtidig, (ii) som reaksjonsproduktet av (A) og (B), eller (lii) behandling med (B) umiddelbart før behandling med (A). Den overgangsmetallholdige katalysatorkomponent ifølge oppfinnelsen oppnås fortrinnsvis ved behandling av det inerte faste bærermateriale i et inert oppløsningsmlddel i de trinn som velges blant a) først behandling med bestanddel (E) fulgt av sekvensiell behandling med bestanddelene (A), (B), (C), (D) og (F); b) først behandling med bestanddelene (A) og (B) fulgt av sekvensiell behandling med bestanddelene (C), (D), (E) og (F);

c) først behandling med bestanddel (C) fulgt av

sekvensiell behandling med bestanddelene (A) og (B), (E), (D)

og (F); eller

d) først behandling med bestanddelen (B) og (A) fulgt av sekvensiell behandling med bestanddelene (B), (C), (D) og

(F) under den ytterligere forutsetning at (A)- og (B)-bestanddelene kan tilsettes (i) samtidig, (ii) som reaksjonsproduktet av (A) og (B), eller (ili) behandling med (B) umiddelbart før behandling med (A). Fortrinnsvis blir den overgangsmetallholdige katalysatorkomponent ifølge oppfinnelsen oppnådd ved (I) behandling av den inerte faste bærermateriale i et inert oppløsningsmlddel med bestanddel (E) fulgt av sekvensiell behandling med bestanddelene (A), (B), (C), (D) og (F) idet

(A)- og (B)-bestanddelene kan tilsettes (i) samtidig, (ii) som reaksjonsproduktet av (A) og (B), eller (ili) behandling

med (B) skjer umiddelbart før behandling med (A); eller

(II) der det faste reaksjonsprodukt oppnås ved behandling av inert fast bærer i et inert oppløsningsmlddel med bestanddelene (A) og (B) fulgt av sekvensiell behandling med bestand delene (C), (D), (E) og (F) og med den tilleggsforutsetning at (A)- og (B)-bestanddelene kan tilsettes til den faste bærer (i) samtidig med, (ii) som reaksjonsproduktet av (A) og

(B), eller

(III) ved behandling av det inerte faststoff med (B)

umiddelbart før behandling med (A). Metode (i) er spesielt foretrukket.

I henhold til oppfinnelsens polymerlseringsprosess blir etylen, minst et oc-olefin med 3 eller flere karbonatomer eller etylen og andre olefiner eller diolefiner med terminal umettethet, bragt i kontakt med katalysatoren under polymeri-seringsbetingelser for å danne et kommersielt brukbart polymerprodukt. Karakteristisk kan bæreren være en hvilken som helst av de faste partikkelformige porøse bærere slik som talkum, zirkoniumoksyd, toriumoksyd, magnesiumoksyd og titanoksyd. Fortrinnsvis er bæreren et gruppe Ila-, Illa-, IVa- og IVb-metalloksyd i finoppdelt form.

Egnede uorganiske oksyder som det er ønskelig å benytte ifølge oppfinnelsen omfatter gruppe Ila, Illa eller IVa eller IVb metalloksyder som sillsiumdloksyd, aluminiumoksyd og silisiumdioksyd-aluminiumoksyd samt blandinger derav. Andre uorganiske oksyder som kan benyttes enten alene eller i kombinasjon med silisiumdioksyd, aluminiumoksyd eller silisiumdioksyd-aluminiumdioksyd er magnesiumoksyd, titanoksyd, zirkoniumoksyd o.l. Andre egnede bærere kan imidlertid benyttes, for eksempel finoppdelte polyolefiner som finoppdelt polyetylen.

Metalloksydene inneholder generelt sure overflatehydroksylgrupper som vil reagere med det organometalllske preparat eller overgangsmetallforblndelsen som først tilsettes til reaksjonsoppløsningsmidlet. Før bruk blir den uorganiske oksydbærer dehydratisert, det vil si underkastet en termisk behandling for å fjerne vann og redusere konsentrasjonen av overflatehydroksylgrupper. Behandlingen gjennomføres 1 vakuum eller under spyling med tørr Inert gass som nitrogen ved en temperatur av ca. 100 til ca. 1000"C, og fortrinnsvis fra ca. 300 til ca. 800<*>C. Trykkbetraktninger er ikke kritiske. Varigheten for den termiske behandling kan være fra ca. 1 til ca. 24 timer. Imidlertid kan kortere eller lengere tider benyttes forutsatt at likevekt opprettes med overflate-hydroksylgruppene.

Kjemisk dehydratisering som en alternativ metode for dehydratisering av metalloksydbæreren kan fordelaktig benyttes. Kjemisk dehydratisering omdanner alt vann og alle hydroksylgrupper på oksydoverflaten til inerte elementer. Brukbare kjemiske midler er for eksempel SICI4, klorsilaner som trlmetylklorsllan, dlmetyldlklorsllan, sllylamlner som heksametyldisllasan og dlmetylamlnotrlmetylsllan og så videre. Den kjemiske dehydratisering gjennomføres ved oppslemming av uorganisk partlkkelformig materiale som for eksempel silisiumdioksyd, i et inert lavtkokende hydrokarbon som for eksempel heksan. Under den kjemiske dehydratiser-ingsreaksjon bør silisiumdioksydet holdes i en fuktighets- og oksygenfri atmosfære. Til sllislumdioksydoppslemmlngen settes så en lavtkokende inert hydrokarbonoppløsnlng av det kjemiske dehydratiseringsmiddel som for eksempel dlklordimetylsilan. Oppløsningen tilsettes langsomt til oppslemmingen. Tempera-turområdene under kjemisk dehydratisering kan være fra ca. 25 til ca. 120<*>C, imidlertid kan høyere og lavere temperaturer benyttes. Fortrinnsvis vil temperaturen være ca. 50 til ca. 70*C. Den kjemiske dehydratiseringsprosedyre bør tillates å skride frem inntil all fuktighet er fjernet fra den partikkelformige bærer, som antydet ved opphørende gassutvikling. Vanligvis vil den kjemiske dehydratisering tillates å skride frem i ca. 30 minutter til ca. 16 timer og fortrinnsvis 1 til 5 timer. Etter ferdig kjemisk dehydratisering blir det faste partikkelformige materiale filtrert under en nitrogen-atmosfære og vasket en eller flere ganger med et tørt, oksygenfritt inert hydrokarbonoppløsningsmiddel. Vaske- oppløsningsmldlene såvel som fortynningsmidler som benyttes for å danne oppslemmlngen og oppløsningen av kjemisk dehydratlserlngsmlddel kan være et hvilket som helst egnet Inert hydrokarbon. Illustrerende for slike er heptan, heksan, toluen, isopentan og lignende.

De foretrukne (A) organometallisk forbindelser som benyttes er de inerte hydrokarbonoppløselige organomagneslum forbindelser som representeres av formelen RjMgR2der hver R^og R2kan være like eller forskjellige og er alkylgrupper, arylgrupper, cykloalkylgrupper, aralkylgrupper, alkadlenyl-grupper eller alkenylgrupper. Hydrokarbongruppene R^og R2kan inneholde mellom 1 og 20 karbonatomer og fortrinnsvis fra 1 til ca. 10 karbonatomer. Illustrerende men ikke begrensende eksempler på magnesiumforbindelser som kan benyttes i henhold til oppfinnelsens utførelsesformer er dialkylmagnesiumfor-bindelser som dietylmagnesium, dipropylmagnesium, di-isopropylmagnesium, di-n-butylmagnesium, di-isobutylmag-nesium, diamylmagnesium, di-n-oktylmagnesium, di-n-heksyl-magnesium, di-n-decylmagnesium og di-n-dodecylmagnesium; dicykloalkylmagnesiumforbindelser som dicykloheksylmagneslum; diarylmagnesiumforbindelser som dibenzylmagnesium, ditolyl-magneslum og dixylylmagnesium og lignende.

Fortrinnsvis har organomagnesiumforbindelsene fra 1 til 6 karbonatomer og aller helst er R^og R2forskjellige. Illustrerende på foretrukne magnesiumforbindelser er etyl-n-propylmagnesium, etyl-n-butylmagnesium, amyl-n-heksyl-magnesium, n-butyl-s-butylmagnesium, n-butyl-n-oktylmagneslum o.l. Blandinger av hydrokarbylmagnesiumforbindelser kan være egnet, som for eksempel di-n-butylmagnesium og etyl-n-butylmagnesium.

Magnesium-hydrokarbylforbindelsene oppnås generelt fra kommersielle kilder som blandinger av magneslumhydrokarbon-forbindelser med mindre mengde aluminiumhydrokarbylfor-bindelse. Den mindre mengde aluminium hydrokarbyl er tilstede for å lette oppløseliggjøringen og/eller å redusere viskosi-teten 1 organomagnesiumforbindelsen 1 hydrokarbonoppløsnings-mldlet. Hydrokarbonoppløsningsmidlet som med hell kan benyttes for organomagneslum kan være en hvilken som helst av de velkjente hydrokarbonvæsker, for eksempel heksan, hepten, oktan, dekan, dodekan eller blandinger derav, såvel som aromatiske hydrokarboner slik som benzen, toluen, xylen og lignende.

Organomagneslumkomplekset med en mindre mengde aluminlumalkyl kan være tilstede ved formelen (RjMgR2 )p(RioAl )s der Rj og R2er som angitt ovenfor, Rjq er som angitt som R^og R2og p er større enn 0. Forholdet s/ss+p er fra 0 til 1 og fortrinnsvis fra 0 til ca. 0,7 og aller helst fra 0 til 0,1.

Illustrerende eksempler på organomagnesium-organoaluminium-kompleksene er [(nC4H9)(C2H5)Mg3[(C2H5)3Al]0.02, [(n-C4<H>9)2Mg][(C2H5)3A1]0.013, C(n-C4H9)2M<g>][(C2H5)3<A1>]2.0 og C(n-C6H13)2Mg][C2H5)3AQl]o.oi- Et egnet magnesium-aluminiumkompleks er kommersielt tilgjengelig under betegnel-sen "Magala".

De hydrokarbonoppløselige organometalliske preparater er kjente stoffer og kan fremstilles ved konvensjonelle metoder. En slik metode er for eksempel tilsetning av et egnet aluminlumalkyl til et fast dialkylmagnesium i nærvær av et inert hydrokarbonoppløsningsmlddel. Organomagnesium-organo-alumlnlumkompleksene er for eksempel beskrevet i US-PS 3.737.393 og 4.004.071. Imidlertid kan en hvilken som helst annen egnet metode for fremstilling av organometalliske forbindelser benyttes.

De oksygengholdlge forbindelser som med hell kan benyttes oppfinnelsen er alkoholer, aldehyder, slloksaner og ketoner. Fortrinnsvis velges den oksygenholdige forbindelse blant alkoholer og ketoner, representert ved formelen R30H og R4COR5der R3og hver R4og54som kan være like eller forskjellige, kan være alkylgrupper, arylgrupper, cykloalkylgrupper, aralkylgrupper, alkadienylgrupper eller alkenylgrupper med fra 2 til 20 karbonatomer. Fortrinnsvis har R gruppene fra 2 til 10 karbonatomer. Allerhelst er R gruppene alkylgrupper og har fra 2 til 6 karbonatomer.

Illustrerende men ikke begrensende eksempler på alkoholer som med hell kan benyttes er alkylalkoholer som etanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, t-butanol, 1-heksanol, 2-etyl-l-heksanol, 1-dekanol; cykloalkylalkoholer slik som cyklobutanol, cykloheksanol; arylalkoholer som fenol, 1-naftol, 2-naftol; aralkylalkoholer slik som benzylalkohol, p-kresol; alkenylalkoholer slik som allyl-alkohol, krotylalkohol, 3-buten-l-ol; og og alkadienylalko-holer som 2,4-heksadien-l-ol. Den mest foretrukne alkohol er 1-butanol.

Ketonene vil fortrinnsvis ha fra 3 til 11 karbonatomer. Illustrerende men ikke begrensende ketoner er alkylketoner som aceton,, 3-pentanon, 4-heptanon, metyletylketon. metylbutylketon; cykloalkylketoner slik som cykloheksanon, cyklopentanon, 2-metylcykloheksanon; arylketoner som benzofenon, acetofenon, propiofenon; alkenylketoner som metylvinylketon og metylallylketon. Det mest foretrukne keton er aceton.

Illustrerende men ikke begrensende aldehyder som kan benyttes med hell ved fremstilling av organomagnesiumforbindelsen er alkyladehyder slik som formaldehyd, acetaldehyd, propional-dehyd, butanal, pentanal, heksanal, heptanal, oktanal, 2-metylpropanal, 3-metylbutanal; arylaldehyder som benzaldehyd; alkenylaldehyder som acrolein, krotonaldehyd; aralkylal-dehyder som fenylacetaldehyd, o-tolualdehyd, m-tolualdehyd, p-tolualdehyd. De mest foretrukne aldehyder er acetaldehyd og formaldehyd.

Illustrerende for slloxanene som kan benyttes med hell ved fremstilling av organomagnesiumforbindelsen er heksametyl-disiloksan, oktametyltrisiloksan, oktametylcyklotetrasiloxan, dekametylcyklopentasiloxan, sym-dihydrotetrametyldisiloksan, pentametyltrihydrotrislloksan, metylhydroksycyklotetrasil-oksan, både lineære og spaltede polydimetylsiloksaner, polymetylhydrosilaner, polyetylhydrosilanoksaner, polymetyl-etylsioksylaner, polymetyloktylsiloksaner og polyfenyl-hydrosiloksaner.

De foretrukne acylhalogenider kan representeres ved formelen RfcCOX der er en hydrokarbylgruppe inneholdende 1 til 20 karbonatomer., R^kan være en alkylgruppe, arylgruppe, aralkylgruppe, cykloalkylgruppe, alkadienylgruppe eller alkenylgruppe og X er halogen. Beist er halogenet klor. Aller helst er R5en alkylgruppe med 1 til 6 karbonatomer eller en fenyl- eller alkylfenylgruppe med 6 til 10 karbonatomer. Aller helst er R(, en metyl- eller fenylgruppe og X er klor.

Illustrerende men ikke begrensende eksempler på acylhalogenider som med hell kan benyttes er alkylacylhalogenider som acetylklorid, propanoylklorid, butyrylklorid, butyrylbromid, isobutyrylklorid; arylacylhalogenider som benzoylklorid, 1-naftaoylklorid, 2-naftoylklorid; cykloalkylacylhalogenider som cyklopentankarbonylklorid, cykloheksankarbonylklorid; aralkylacylhalogenider som p-toluoyklorid, m-toluoylklorid; alkenylacylhalogenider som acryloylklorid, 6-heptenoylklorid, krotonoylklorid. Syreklorider basert på polysyrer kan også med hell benyttes, som for eksempel dodekandloyl, succinyl-klorid, kamforylklorid, tereftaloylklorid og lignende. De foretrukne syrehalogenider er acetylklorid, benzoylklorid og p-metylbenzoylklorid.

Overgangsmetallforbindelsene av et gruppe IVb-, Vb-, Vlb-eller VIII metall som med hell kan benyttes ved fremstilling av den overgangsmetallholdige katalysatorkomponent ifølge oppfinnelsen er velkjente i denne teknikk. Overgangsmetallene som kan benyttes Ifølge oppfinnelsen kan representeres ved formlene TrX'4_q(OR8)q, TrX'4_qR9q, V0X'3og V0(0R8)3.<T>r er et gruppe IVb-, Vb-, VIb- og VIII metall, fortrinnsvis gruppe IVb og Vb-metall og fortrinnsvis titan, vanadium eller zirkonium, q er 0 eller et helt tall lik eller mindre enn 4, X' er halogen og R8er en alkylgruppe, arylgruppe eller cykloalkylgruppe med fra 1 til 20 karbonatomer og Rg er en alkylgruppe, arylgruppe, aralkylgruppe, substituert aralkylgruppe, 1,3-cyklopentadienyler og lignende. Aryl-, aralkyler og substituerte aralkyler inneholder fra 1 til 20 karbonatomer og fortrinnsvis fra 1 til 10 karbonatomer. Når overgangsmetallforbindelsen inneholder en hydrokarbylgruppe idet Rg er en alkyl-, cykloalkyl-, aryl- eller aralkylgruppe, vil hydrokarbylgruppen fortrinnsvis ikke inneholde et H atom i betastilling til metallkarbonbindingen. Illustrerende men ikke begrensende eksempler på grupper er metyl neo-pentyl, 2,2-dimetylbutyl, 2,2-dimetylheksyl; arylgrupper som fenyl, naftyl; aralkylgrupper som benzyl; cykloalkylgrupper som 1-norbornyl. Blandinger av overgangsmetallforbindelsene kan benyttes hvis dette er ønskelig.

Illustrerende eksempler på overgangsmetallforbindelsene er TiCl4, TiCl4, TiBr4, Ti(0C2H5)3C1, Ti(0C2H5)C13, Ti(0C4H9)_ 3C1, Ti(0C3H7)2Cl2, Ti(0C6H13)2Cl2, Ti(0C8H17)2Br2og Ti(0C12<H>25)Cl3.

Som antydet ovenfor kan blandinger av overgangsmetallforbindelsene benyttes med hell idet ingen begrensning legges på antallet overgangsmetallforblndelser som kan omsettes med det metallorganlske preparat. Et hvilket som helst halogenld og alkoksydovergangsmetallforbindelse eller blandinger derav kan benyttes. Titantetrahalogenidene er spesielt foretrukne mens titantetraklorid er det aller mest foretrukne.

Halogenene (E) som med hell kan benyttes ifølge oppfinnelsen er Cl2, Br2, I2og blandinger derav. Illustrerende inter- halogenforbindelser er CIF f C1F3, BrF3, BrF, BrF3, BrF3, BrF5, ICI, IC13og IBr. De foretrukne halogener er Cl2og Br2. Det foretrukne lnterhalogen inneholder brom eller klor.

Overgangsmetallholdig katalysatorfaststoff behandles med en organometallisk forbindelse av et gruppe Ila, Ilb eller Illa-metall. Fortrinnsvis er den organometalliske forbindelse som benyttes i behandlingstrinnet (F) en aluminlumalkylfor-bindelse representert ved strukturformelen R7AlX3_nder X er halogen eller hydrid og R7er en hydrokarbylgruppe valgt blant Ci til Cjg mettede hydrokarbonrester og 1< n <3.

Illustrerende for slike forbindelser som med hell kan benyttes i behandlingstrinnet ifølge oppfinnelsen er A1(C2<H>5)3, A1(C2H5)2C1, Al(i-C4Hg)3, A12(C2H5)3C13, Ål(i-C4<H>9)2H, A1(C6<H>13)3, A1(<C>8<H>17)3, A1(C2H5)2H. Fortrinnsvis er organoaluminiumforbindelsen et aluminiumtrialkyl der alkylgruppene kan ha fra 1 til 10 karbonatomer og helst fra 2 til 8 karbonatomer. Tri-n-heksylaluminium og tri-n-oktyl-aluminium er de mest foretrukne.

Behandlingen av bæreren som nevnt ovenfor gjennomføres i et inert oppløsningsmlddel. Det Inerte oppløsningsmldlet kan også med hell benyttes for å oppløse individuelle bestanddeler før behandlingstrinnet. Foretrukne oppløsnlngsmldler er mineraloljer og forskjellige hydrokarboner som er flytende ved reaksjonstemperaturene og hvori de Individuelle bestanddeler er oppløselige. Illustrerende eksempler på brukbare oppløsnlngsmldler er alkaner som pentan, lsopentan, heksan, heptan, oktan og nonan; cykloalkaner som cyklopentan og cykloheksan; og aromater som benzen, toluen, etylbenzen og xylener. Mengden oppløsningsmlddel som benyttes er Ikke kritisk. Ikke desto mindre bør man benytte en mengde som tilveiebringer tilstrekkelig varmeoverføring bort fra katalysatorkomponentene under reaksjonen og tillater god blanding.

Den organometalliske komponent (A) som benyttes enten som organometallisk forbindelse eller som sitt reaksjonsprodukt med (B) en oksygenholdig forbindelse, tilsettes fortrinnsvis til det inerte oppløsningsmlddel i form av en oppløsning. Foretrukne oppløsnlngsmldler for de organometalliske preparater er alkaner som heksan, heptan, oktan og lignende. Imidlertid kan det samme oppløsningsmlddel som benyttes for oppslemming av inert partikkelformig bærer også benyttes for å oppløse det metallorganlske preparat.

Konsentrasjonen av det metallorganlske preparat i oppløs-ningsmidlet er ikke kritisk og begrenses kun av behandlings-behovene. Mengden stoffer som med hell kan benyttes i den faste katalysatorkomponent kan variere innen vide områder. Konsentrasjonen av magnesium som avsettes på den i det vesentlige tørre, inerte bærer, kan ligge innen område ca. 0,1 til ca. 2,5 mmol/g bærer, imidlertid kan større eller mindre mengder med hell benyttes. Fortrinnsvis er magnesium-forbindelsekonsentrasjonen innen område 0,5 til 2,0 mmol/g bærer og spesielt 1,0 til 1,8 mmol/g bærer. Molforholdet mellom magnesium og oksygenholdig forbindelse kan ligge innen område ca. 0,01 til ca. 2,0. Fortrinnsvis er området innen område 0,5 til 1,5 og aller helst innen området 0*8 til 1,2. Den øvre grense for dette område avhenger av valget av oksygenholdig forbindelse og tilsetningsmåte. Når den oksygenholdige forbindelse ikke er forblandet med magnesiumforbindelsen, det vil si når den tilsettes til bæreren før magnesiumforbindelsen eller etter den, kan området ligge fra 0,01 til 2,0. Forblandet med organomagnesiumforbindelsen må hydrokarbylgruppene på den oksygenholdige forbindelse være tilstrekkelig store til å sikre oppløselighet av reaksjonsproduktet, ellers ligger forholdet mellom oksygenholdig forbindelse og organomagneslumforbindelse innen område 0,01 til 1,0 og allerhelst 0,8 til 1,0.

Mengden acylhalogenid som benyttes bør være slik at det tilveiebringes et molforhold på ca. 0,1 til ca. 10 og fortrinnsvis 0,5 til ca. 2,5 med henblikk på magnesiumforbindelsen. Fortrinnsvis vil molforholdet være ca. 1 til ca. 2. Overgangsmetallkomponenten tilsettes til den inerte bærer i en konsentrasjon av ca. 0,01 til 1,5 mmol Tl/g tørket bærer, fortrinnsvis innen området ca. 0,05 til ca. 1,0 mmol Ti/g tørket bærer og allerhelst Innen området ca. 0,1 til 0,8 mmol Tl/g tørket bærer. Halogen- eller interhalogenbehand-1ingen er slik at det tilveiebringes et overskudd av halogen eller lnterhalogen. Generelt blir det benyttede halogen slik som for eksempel Cl2. benyttet i form av en gass.

Halogenbehandlingen av katalysatoren kan gjennomføres for eksempel ved eksponering av katalysatoren enten i tørr eller oppslemmingsform til gassformig klor under et totaltrykk på 1,0 til 10 atmosfærer i ca. 10 minutter til 4 timer ved temperaturer innen området ca. 0 til 100<*>C. En blanding av Cl2og en inert gass slik som argon eller nitrogen kan benyttes. Den molare konsentrasjon av Cl2i inertgassen kan ligge fra ca. 1 til 100 mol-*.

Behandlingen av faststoffene med gruppe Ila-, IIb- eller Ila-metallalkyl kan gjennomføres for eksempel enten ved å tilsette et gruppe Ila-, Ilb- eller Ila-metallhydrokarbyl til den faste blanding, eller ved å slemme opp den tørkede faste blanding i et inert oppløsningsmlddel fulgt av den egnede mengde av det organometalliske behandlingsmiddel.

Mengden behandlingsmiddel (F) som benyttes bør være slik at det tilveiebringes et molforhold på ca. 0,5 til ca. 50 og helst 1 til ca. 20 med henblikk på titan. Aller helst er molforholdet fra ca. 3 til ca. 10.

Generelt kan de individuelle reaksjonstrinn gjennomføres ved temperaturer innen området ca. -50 til ca. +150'C. Foretrukne temperaturområder er fra ca. -30 til ca. +60"C mens ca. -10 til ca. + 50°C er mest foretrukket. Reaksjonstiden for de individuelle behandlingstrinn kan ligge fra ca. 5 minutter til ca. 24 timer. Fortrinnsvis er reaksjonstiden fra ca. 1/2 time til ca. 8 timer. Under reaksjonen er det ønskelig med konstant omrøring.

Ved fremstillingen av den overgangsmetallholdige katalysatorkomponent kan en vasking etter fullføring av et hvilket som helst trinn gjennomføres. Imidlertid er det generelt funnet at vesentlige fordeler ved katalysatorsystemet reduseres ved vasking inntil fullføring av trinn (F).

Den overgangsmetallholdige katalysatorkomponent som fremstilles ifølge oppfinnelsen benyttes fortrinnsvis med kokatalysatorer som er velkjente i denne teknikk i form av Ziegler-katalyse for polymerisering av olefiner. Karakteristisk er kokatalysatorer som benyttes sammen med den overgangsmetallholdige katalysatorkomponent metallorganlske forbindelser fra gruppe Ia, Ila, Ilb og Ila- metaller som aluminiumalkyler, aluminiumalkylhydrider, litiumaluminlum-alkyler, zinkalkyler, magnesiumalkyler og lignende. Kokatalysatorene som fortrinnsvis benyttes er organoalumini-umforbindelsene. De foretrukne alkylaluminiumforbindelsene representeres ved formelen AlR"'nX"3"-n der n< n <3 og R'" er hydrogen, hydrokarbyl eller substituert hydrokarbyl og X" er halogen.Fortrinnsvis er R"' en alkylgruppe med fra 2 til 8 karbonatomer. Illustrerende for kokatalysatormaterlalet er etylaluminiumdiklorid, etylaluminiumsesquiklorid, dietylalu-miniumklorld, trietylaluminium, tri-n-butylaluminium, diisobutylaluminiumhydrid, dietylaluminiumetoksid og lignende. Aluminiumtrialkylforbindelser er mest foretrukket mens triisobutylaluminium er meget ønskelig.

Katalysatorsystemet omfattende alkylaluminiumkokatalysatoren og den overgangsmetallholdige katalysatorforbindelse blir med hell benyttet for polymerisering av etylen, andre a-olefiner med fra 3 til 20 karbonatomer som for eksempel propylen, buten-1, penten-1- heksen-1, 4-metylpenten-l, og lignende og etylenkopolymerer med andre a-olefiner eller diolefiner slik som 1,4-pentadien, 1,5-heksadien, butadien, 2-metyl-l,3-butadien og lignende. Den polymeriserbare monomer er fortrinnsvis etylen. Katalysatoren kan med hell benyttes for å fremstille høydensitetspolyetylen eller lineær lavden-sitetspolyetylen ved kopolymerisering av etylen med andre a-olefiner eller diolefiner, spesielt propylen, buten-1, penten-1, heksen-1 og okten-1. Olefinene skan polymeriseres i nærvær av katalysatoren ifølge oppfinnelsen ved en hvilken som helst egnet prosess, for eksempel suspensjons-, oppløs-nings- og gassfasepolymeriseringsprosesser.

Polymerisreingsreaksjonen som anvender katalytiske mengder av den ovenfor beskrevne katalysator kan gjennomføres under betingelser som er velkjente i denne teknikk med Ziegler-polymerisering, for eksempel i et inert fortynningsmiddel ved en temperatur innen området 50 til 120°C og et trykk på 1 til 40 atmosfærer, eller i gassfase ved et temperaturområde på 70 til 100°C ved ca. 1 til 50 atmosfærer og derover. Illustrerende for gassfaseprosessene er de som er beskrevet i US-PS 4.302.565 og 4.302.566. Som antydet ovenfor er det en fordelaktig egenskap ved katalysatorsystemet ifølge oppfinnelsen den reduserte mengde gassfasereaktortilgroing. Katalysatorsystemet kan også benyttes for å polymerisere olefin ved enkeltfasebetingelser, det vil si ved 150 til 320<*>C og 1000 til 3000 atmosfærer. Ved disse betingelser er katalysatorlevetiden kort men aktiviteten tilstrekkelig høy til at fjerning av katalysatorrester fra polymeren er unødvendig. Imidlertid er det foretrukket at polymeriseringen skjer i ved trykk innen området 1 til 50 atmosfærer og fortrinnsvis 5 til 25 atmosfærer.

Ved prosessen ifølge oppfinnelsen er det oppdaget at katalysatorsystemet er meget responsivt på hydrogen for kontroll av molekylvekten. Andre velkjente molekylvektskon-trollerende midler eller modifiseringsmidler kan imidlertid med hell benyttes.

Polyolefinene som fremstilles ifølge oppfinnelsen kan ekstruderes, smeltes mekanisk, støpes eller formes som ønsket. De kan benyttes for plater, ark, filmer og forskjellige andre gjenstander.

Mens oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med de nedenfor angitte spesifikke eksempler skal det være klart at disse kun er illustrerende. Mange alternativer og lignende kan gjennomføres uten om å gå utenfor oppfinnelsens ramme.

I eksemplene 1 til 3 og sammmenligningseksempel 1 ble silisiumdioksydbæreren fremstilt ved å anbringe en kommer-siell "G-952" silisiumgel i en vertikalkolonne og å fluidi-sere med en oppoverrettet strøm av N2. Kolonnen ble oppvarmet langsomt til 600°C og holdt ved denne temperatur i 12 timer hvoretter silikagelen ble avkjølt til omgivelsestemperatur. I eksemplene 4 til 9 og sammenligningseksempel 2 ble slllslum-deoksyd og bæreren fremstilt fra en mikrosferold sillkagel med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 45,7 pm, målt ved hjelp av et "Microtrac"-instrument, et overflateareal på 311 m<2>/g og et porevolum på 1,59 cm<3>/g. Silisiumdioksydgelen ble dehydratisert i 5 timer ved 800'C under strømmende nitrogen på samme måte som "G-952" dehydratiseringen, hvoretter silisiumdioksyd ble avkjølt til omgivelsestemperatur. I eksemplene 10 til 13 ble denne sillsiumdloksyd dehydratisert i 5 timer ved 500'C under strømmende nitrogen. Smelteindeksen MI og smelteindeksforholdet MIR ble målt i henhold til ASTM D1238, betingelse (E). Harplksdensiteten ble bestemt ved hjelp av en densitetsgradientkolonne i henhold til ASTM D1505. Massedensiteten ble bestemt ved å tillate ca. 120 cm<3>harpiks å falle fra bunnen av en polyetylentrakt over et gap på 2,5 cm til en tarert 100 cm<3>plastsylinder med dimensjonene 2,6 cm i diameter og 19 cm i høyde. Traktbunnen ble dekket med et stykke papp inntil trakten var fylt med prøven. Hele prøven ble så tillatt å falle inn i sylinderen. Uten omrøring av prøven ble overskytende harpiks skrapt bort slik at beholderen helt var fylt uten overskudd. Vekten av harpiks i 100 cm<3>sylinder ble bestemt. Målingen ble gjentatt 3 ganger og midlet notert.

Eksempel 1

Til en ampulle inneholdende 20 ml heksan ble det injisert 10 ml butyletylmagnesium (BEM)(6,8 mmol Mg). Til oppløsningen ble det tilsatt 0,5 ml (6,8 mmol) n-butanol. Blandingen ble tillatt å reagere ved romtemperatur ved halvannen time. Oppløsningen ble tilsatt til en ampulle inneholdende 3,5 g Davlson sillsiumdloksyd og omsatt med dette 1 en time ved romtemperatur. Til reaksjonsblandingen ble det tilsatt 6,8 mmol benzoylklorid (BzCl) ved omrøring. Reaksjonsblandingen ble omrørt ved romtemperatur i 1 time. Til oppslemmingen ble det så tilsatt 2,3 mmol titantetraklorid og oppslemmlngs-blandingen ble holdt ved romtemperatur i 1 time. Deretter ble ampullen forbundet med klorgassylinder og satt under trykk til 7,5 psig og tillatt reaksjon i 1 time ved romtemperatur. Am,pullen ble spylt med nitrogen og det deri inneholdte materiale filtrert. Det faste materialet ble vasket tre ganger med heksan og vakuum tørket. Katalysatoren ble gjenoppslemmet i 20 ml heksan og 15 ml tri-n-oktyl-aluminium (25 vekt-* heksan, 0,47 mmol Al/ml) ble tilsatt for å oppnå et molforhold aluminium:titan på 3:1. Reaksjonsblandingen ble holdt ved romtemperatur i 1 time, filtrert, vasket tre ganger med heksan og tørket. Den ferdige katalysatoren inneholdt 1 vekt-* titan.

Til en 1,8 liters reaktor ble det tilsatt 800 C1113 heksan, 0,15 g av den titanholdige katalysator og 1,7 ml triiso-butyllaluminiumkokatalysator (25 vekt-* heptan, 0,9 mmol/ml) for å gi et molforhold aluminium:titan på50. Beholderen ble satt under trykk til 30 psig med H2og deretter satt under trykk til 300 psig med etylen. Beholderen ble oppvarmet til 85 *C og polymeriseringen ble opprettholdt i 90 minutter. Resultatene er oppsummert i tabell 1.

Eksemplene 2 og 3

Disse eksempler ble kjørt identisk med eksempel 1 med det unntak at økede nivåer av behandlingen (F) med aluminlumalkyl ble gjennomført, at polymerlseringsreaktoren ble satt under trykk til 344,75 x IO<3>Pa abs med hydrogen og 2068,5 x IO<3>Pa abs totalt trykk med etylen og og ytterligere 40 ml buten-1 ble injisert til reaktokren. Polymeriseringstiden ble holdt i 40 minutter ved 85<*>C. >Mengden av behandlingen med (F) midlet og resultatene av polymeriseringen er oppsummert i tabell 1.

Sammenllgnlngseksempel 1

Katalysatoren ble fremstilt på samme måte som 1 eksempel 1 bortsett fra at behandlingen med tri-n-oktylaluminium ble unnlatt. Polymeriseringen ble gjennomført som i eksempel 1. Resultatene er oppsummert i tabell 1.

I eksemplene 4 til 7 ble reaksjonsproduktet av butyletylmagnesium, BEM, og 1 butanol fremstilt ved å anbringe 50 ml 9,6 vekt/vekt-* BEM i heptan i en ren, tørr og oksygenfri 125 ml ampulle inneholdende en rørestav fulgt av langsom tilsetning av 2,84 ml nyhydratisert 1-butanol tilsatt ved romtemperatur ved konstant omrøring. Den utviklede gass ble luftet ut gjennom en kanylenål. Den farveløse oppløsning ble omrørt i 3 timer ved romtemperatur. 9,16 ml heksan ble tilsatt for derved å gi én sluttkonsentrasjon på 0,5 mmol magnesium pr. ml oppløsning.

Eksempel 4

Til en 50 ml ampulle inneholdende 2 g av den dehydratiserte silisiumdioksydgel i 30 ml heksan ble det ført en blanding av 10 volum-* klor i nitrogen. Klorstrømmen ble opprettholdt i en hastighet av 0,014 g/min. i 40 minutter ved omgivelsestemperatur mens man kontinuerlig omrørte sillslumdloksyd-oppslemmingen. Overskytende Cl£ble spylt ut fra ampullen ved slutten av kloreringen ved å føre ren nitrogen med samme strømningshastighet gjennom i 5 minutter. Til den konstante omrørte klorbehandlede silisiumdioksydoppslemming ble det tilsatt 6 ml av den preparerte BEM/butanoloppløsning langsomt ved omgivelsestemperatur. Ampullen ble holdt ved omgivelsestemperatur og omrørt i en time. Til oppslemmingen ble det så dråpevls tilsatt 2 ml av en 0,5 mmol/ml oppløsning av benzoylklorid i heksan. Etter fullføring av tilsetning av benzoylklorid ble oppslemmingen omrørt i 1 time ved omgivelsestemperatur. Deretter ble 1,2 ml av en 0,5 mmol/ml oppløsning av T1C14i heksan tilsatt dråpevls til oppslemmingen. Denne ble omrørt i 1 time ved omgivelsestemperatur. 18,8 ml av en 25,2 *-ig oppløsning (vekt/vekt) av tri-n-heksyl aluminium i heptan ble tilsatt dråpevls til oppslemmingen og denne ble omrørt 1 1 time. Den faste katalysator ble fjernet ved dekantering av oppløsningsmidlet og vasket i 30 ml frisk heksan i 30 minutter. De titanholdige faststoffer ble gjenvunnet ved dekantering og tørking under nitrogen ved romtemperatur.

Til en 1,8 liters polymeriseringsreaktor ble det tilsatt 850 ml heksan, 2,4 ml av en 25-*-ig (vekt/vekt) tri-isobutyl-aluminiumoppløsning i heptan. Reaksjonsbeholderen ble satt under trykk til 206,8 x IO<3>Pa abs med hydrogen og så oppvarmet til 85°C. 20 ml buten-1 ble satt under trykk til reaktoren med tilstrekkelig etylen til å bringe det totale reaktortrykk til 103,4 x IO<3>Pa abs. 25 mg av de tørre titanholdige faststoffer ble sprøytet inn i reaktoren og polymeriseringen gjennomført 60 minutter. Polymeriseringen ble avbrutt ved å stenge av etylenstrømmen og hurtig avkjøling av reaktoren ved romtemperatur. Resultatene av polymeriseringen er oppsummert i tabell 2. En ssammenligning av resultatene i tabell 2 viser at katalysatoren ifølge oppfinnelsen gir forbedret massedensitet, en generelt snevrere molkylvektsfordeling og bedre hydrogenrespons.

Eksempel 5

Den titanholdige katalysatorkomponent ble fremstilt som i eksempel 4 bortsett fra at 4 ml benzoylkloridoppløsnlng ble benyttet ved fremstillingen. Polymeriseringen av etylen ble gjennomført som i eksempel 4 bortsett fra at 100 mg av den faste katalysatorkomponent ble benyttet. Resultatene er oppsummert 1 tabell 2.

Eksempel 6

Den titanholdige katalysatorkomponent ble fremstilt som i eksempel 4 bortsett fra at 8 ml benzoylkloridoppløsning ble benyttet ved fremstillingen. Polymeriseringen av etylen ble gjennomført som i eksempel 4 bortsett fra at 100 mg av den faste katalysatorkomponent ble benyttet. Resultatene er oppsummert 1 tabell 2.

Eksempel 7

Den titanholdige katalysatorkomponent ble fremstilt som i eksempel 4 bortsett fra at 8,4 ml benzoylkloridoppløsning ble benyttet ved fremstillingen. Polymeriseringen av etylen ble gjennomført som i eksempel 4 bortsett fra at 75 mg av den faste katalysatorkomponent ble benyttet. Resultatene er oppsummert i tabell 2.

Sammenllgnlngseksempel 2

Den titanholdige katalysatorkomponent ble fremstilt som i eksempel 4 bortsett fra at benzoylklorid ikke ble inn-arbeidet. Polymeriseringen av etylen ble gjennomført som i eksempel 4 bortsett fra at 25 ml fast katalysatorkomponent ble benyttet. Resultatene er oppsummert i tabell 2.

Eksempel 8

903 g sillsiumdloksyd ble oppslemmet 1 5000 ml lsopentan ved 25<*>C under nitrogen. Oppslemmingstemperaturen ble hevet til 35"c og reaksjonsbeholderen ble satt under trykk til 758,5 x IO<3>Pa abs med klor som ble flømmet inn i reaktoren i en konstant strømnlngshastlghet på 1,2 standardllter pr. minutt. Klortilsetningen ble opprettholdt i 1,25 timer hvorefter det ikke ble observert noe kloropptak. Oppslemmingen ble omrørt i ytterligere 0,75 timer under et klortrykk på 758,5 x IO<3>Pa abs. Kloratmosfæren ble deretter fjernet med en nitrogen-

strøm. Til oppslemmingen ble det tilsatt 2050 ml av en reaksjonsblanding av butyletylmagnesium og butanol fremstilt ved forhåndsomsetning av 10* BEM i heksan med nyrenset butanol for å oppnå et molforhold alkohol:magnesium på 0,95 ved en konsentrasjon av 0,62 mmol mg/ml. Reaksjonsblandingen ble tilsatt i løpet av 29 minutter og deretter omrørt i 2 timer. Til oppslemmingen ble det deretter tilsatt 2,68 g nyrenset benzoylklorid i løpet av 15 minutter mens man holdt temperaturen ved 35 'C. Reaksjonsblandingen ble så omrørt i ytterligere 45 minutter etter hvilket tidsrom 51,4 g ren TICI4ble tilsatt under omrøring ved 35°C i 15 minutter; omrøringen ble fortsatt i 45 minutter. Til oppslemmingen ble det i løpet av 15 minutter tilsatt 2,350 ml av en 25 *-ig tri-n-heksylaluminiumoppløsning i isopentan. Oppløsningen ble omrørt i ytterligere 45 minutter mens man holdt reaksjonsbeholderen ved 35°C. Oppløsningsmidlet ble fjernet ved dekantering, faststoffene vasket i 3000 ml isopentan og til slutt gjenvunnet ved dekantering fulgt av tørking i 4 timer ved 60°C under strømmende nitrogen.

Gassfasepolvmerisering

En 36" hvirvelsjiktreaktor som arbeidet på kontinuerlig måte ved 82°C og et totaltrykk på 2068,5 x IO<3>Pa abs ble benyttet for å fremstille en etylen-buten-l-kopolymer. En reaksjonsblanding omfattende 31,4 mol-* etylen, tilstrekkelig buten-1 og hydrogen til å gi et C4H8/C2H4molforhold på 0,390 og et H2:C2H4molforhold på 0,092 ble sirkulert kontinuerlig gjennom sjiktet ved en overflatehastighet på 48 cm/sek. Resten av reaksjonsblandingen var nitrogen. Det titanholdige faststoff som ble fremstilt ovenfor ble kontinuerlig pumpet under en matehastighet på 9,6 g/t til reaktoren og en 11* trietylaluminium-i-isopentanoppløsning ble kontinuerlig pumpet inn i rekaktopren i en matehastighet på 511 cm<3>/t. Produksjonshastigheten ble holdt på 76 kg/t og en midlere oppholdstid på 5,0 timer. Polymerproduktet som dannet seg ble fjernet periodisk for å hodle en i det vesentlgie konstant vekt av polymer 1 reaktorbeholderen. Resultatene av polymeriseringen under stabile tilstander er angitt i tabell 3.

Eksempel 9

872 g sillsiumdloksyd ble oppslemmet i 5000 ml isopentan ved 25<*>C under nitrogen. Oppslemmingstemperaturen ble hevet til 35'C og en andel på 1980 ml butyletylmagnesium- og butanol-reaksjonsprodukt i heksan (fremstilt ved forhåndsomsetning av tilstrekkelig 10*-ig butyletylmagnesium i heksan med 1-butanol for å gi et alkohol:Mg molforhold på 0,95 ved en konsentrasjon av 0,62 mmol Mg /ml) ble tilsatt under omrøring i løpet av 30 minutter. Reaksjonblandingen ble omrørt i 2 timer. Til reaksjonsblandingen ble det så tilsatt 257 g ren benzoylklorid med konstant omrøring ved 35"C i løpet av 15 minutter, fulgt av omrøring i ytterligere 45 minutter mens man opprettholdt temperaturen. Deretter ble 49,8 g ren T1C14tilsatt i løpet av 15 minutter under konstant omrøring mens man holdt oppslemmingen ved 35°C. Blandingen ble deretter omrørt i 1 time mens man holdt temperaturen ved 35<*>C i løpet av hvilket tidsrom klorgass ble strømmet inn i oppslemmingen i en mengde av 1,2 standard liter pr. minutt. Trykket i reaktoren ble holdt ved 758,5 x IO<3>Pa abs og overskytende klor ble luftet av etter behov. Klortilsetnlngen ble opprettholdt i 2 timer etter hvilket tidsrom atmosfæren ble erstattet med nitrogen. Til den klorbehandlede oppslemming ble det så tilsatt 2235 ml 25*-ig tri-n-heksaluminium i isopentan i løpet av 15 minutter under konstant omrøring mens man holdt oppslemmingen ved 35°C. Etter ferdig tilsetning ble reaksjonsblandingen omrørt i ytterligere 465 minutter. Oppløsningsmidlet ble fjernet ved dekantering og faststoffene vasket i 3000 ml isopentan. Faststoffene ble gjenvunnet ved dekantering fulgt av tørking ved 60<*>C under strømmende nitrogen.

Polymeriseringen ble gjennomført som i eksemplet, med det unntak at forholdet l^tCgB^var 1,35, forholdet C4Hg:C2H4var 0,415. Katalysematehastigheten var 11,1 g/time og molforhol det aluminium:titan var 22,8, for å oppnå en harpiksproduk-sjonshastighet på 63 kg>/time med en oppholdstid på 3,6. Resultatene av polymeriseringen er oppsummert i tabell 3.

Eksempel 10

Til en 50 ml ampulle inneholdende 2 gram av den ved 500<*>C dehydratiserte silisiumdioksydgel i 20 ml heksan ble det ført en blanding av 10 volum-* klor i nitrogen. Klorstrømmen ble holdt ved 0,014 gram/min. i 40 minutter i omgivelsestemperatur under kontinuerlig omrøring av silisiumdioksydopp-slemmingen. Overskytende CI2ble spylt bort fra ampullen ved slutten av kloreringen ved føring av ren N2i samme strøm-ningshastighet gjennom ampullen i 5 minutter. Til den konstant omrørte klorbehandlede silisiumdioksydoppslemming ble det tilsatt 8,0 ml av en 0,5 mmol/ml oppløsning av BEM:butanol (1:1) langsomt ved omgivelsestemperatur. Amp,ullen ble holdt ved omgivelsestempératur og omrørt i 1 time. Til oppslemmingen ble det dråpevls tilsatt 4,8 ml av en 1,0 mmol/ml oppløsning av benzoylklorid i heksan. Etter ferdig benzoylkloridtilsetning ble oppslemmingen omrørt i 1 time ved omgivelsestemperatur. Deretter ble 1,6 ml av en 0,5 mmol/ml oppløsning av T1C14i heksan tilsatt dråpevls til oppslemmingen. Oppslemmingen ble omrørt i 1 time ved omgivelsestemperatur. 3,8 ml av en 0,629 mmol/ml oppløsning av tri-n-heksylaluminium i heksan/heptan tilsatt dråpevls til oppslemmingen og det hele omrørt i 1 time. Den faste katalysator ble gjenvunnet ved å fjerne opplsøningsmidlet i vakuum.

Til en 2,0 1 p,olymeriseringsreaktor ble det tilsatt 850 ml heksan, 4,2 ml 25* (vekt/vekt) triisobutrylaluminlum i heptan. Reaksjonsbeholderen ble satt under trykk til 206,8 x IO<3>Pa abs med hydrogen og så oppvarmet til 85<*>C. 20 ml buten-1- ble satt under trykk i reaktoren med tilstrekkelig etylen til å bringe det totale reaktortrykk til 1034 x IO<3>Pa abs. 75 mg av de tørre titanholdige faststoffer oppslemmet i 3,0 ml whitespirlt ble injisert i reaktoren og polymeriser Ingen ble fortsatt 1 40 minutter. Polymeriseringen ble avbrutt ved å stenge etylenstrømmen og hurtig å avkjøle reaktoren til romtemperatur. Resultatene av polymeriseringen er oppsummert i tabell 4.

Eksempel 11

Den titanholdige katalysatorkomponent ble fremstilt som i eksempel 1 bortsett fra at klor ble tilsatt etter tilsetning av BEM/butanoloppløsning men før behandlingen med benzoylklorid. Polymeriseringen av etylen ble gjennomført som i eksempel 10. Resultatene av polymeriseringen er oppsummert i tabell IV.

Eksempel 12

Den titanholdige katalysatorkomponent ble fremstilt som i eksempel 10 bortsett fra at klor ble tilsatt etter tilsetning av benzoyloppløsning. Polymeriseringen av etylen ble gjennomført som i eksempel 10 bortsett fra at klor ble tilsatt etter tilsetning av benzoylkloridoppløsning. Polymeriseringen av etylen ble gjennomført som i eksempel 10. Resultatene av polymeriseringen er oppsummert i tabell IV.

Eksempel 13

Den titanholdige katalysatorkomponent ble fremstilt som i eksempel 10 bortsett fra at klor ble tilsatt etter tilsetnin-gen av TiCl4-oppløsning. Polymeriseringen av etylen ble gjennomført som 1 eksempel 10. Resultatene av polymeriseringen er angitt i tabell IV.

Claims (12)

1. Overgangsmetallholdig katalysatorkomponent 1 form av et fast reaksjonsprodukt, for anvendelse, sammen med en organoaluminiumforbindelse, ved polymerisering av olefiner,karakterisert vedat reaksjonsproduktet er oppnådd ved behandling av en inert fast bærer i et inert oppløsningsmlddel med en kombinasjon av: A) en metallorganlsk forbindelse med formelen R<*>MgR<2>derR<1>og R<2>som kan være like eller forskjellige inneholder 1-20 karbonatomer og er valgt blant alkyl-, aryl-, cykloalkyl-, aralkyl-, alkandienyl- eller alkenylgrupper; B) en oksygenholdig forbindelse valgt blant ketoner, aldehyder, alkoholer, siloksaner eller blandinger derav; C) et acylhalogenld; D) minst en overgangsmetallforbindelse av et gruppe IVb-, Vb-, VIb- eller Vlllb-metall hvorav minst ett er et titanhalogenid; E) CI2, Br£eller et lnterhalogen; og efterfølgende F) forreduksjon av det overgangsmetallholdige produkt med en metallorganlsk forbindelse av et gruppe Ila-, Hb- eller Illa-metall, forutsatt at A)- og B)-bestanddelene benyttes (i) samtidig, (ii) som reaksjonsproduktet av A) og B), eller (ili) behandlingen med B) skjer umiddelbart før behandlingen med A).;

2. Katalysatorkomponent ifølge krav 1,karakterisert vedat den er oppnådd ved behandling av det inerte faste bærermateriale i et inert oppløsningsmlddel i de rekkefølger som fremgår av følgende grupper: a) først behandling med bestanddel (E) fulgt av sekvensiell behandling med bestanddelene (A), (B), (C), (D) og (F); b) først behandling med bestanddelene (A) og (B) fulgt av sekvensiell behandling med bestanddelene (C) , (D), (E) og (F); c) først behandling med bestanddel (C) fulgt av sekvensiell behandling med bestanddelene (A) og (B), (E), (D) og (F); eller d) først behandling med bestanddelen (B) og (A) fulgt av sekvensiell behandling med bestanddelene (B), (C), (D) og (F) under den ytterligere forutsetning at (A)-og (B)-bestanddelene tilsettes (1) samtidig, (11) som reaksjonsproduktet av (A) og (B), eller (111) behandling med (B) umiddelbart før behandling med (A).;

3. Katalysatorkomponent Ifølge krav 1,karakterisert vedat den organometalliske forbindelse (A) er en dihydrokarbylmagneslumforblndelse representert ved I^MgR2 der R<1>og R<2>som hver kan være like eller forskjellige, inneholder 1 til 20 karbonatomer og velges blant alkylgrupper, arylgrupper, cykloalkylgrupper, aralkylgrupper, alkadienylgrupper eller alkenylgrupper, den oksygenholdige forbindelse (B) er valgt blant alkoholer og ketoner representert ved formelen R<3>0H og R4C0R5 derR<3>og hver av R<4>ogR<5>kan være like eller forskjellige grupper inneholdende 1 til 20 karbonatomer og kan være en alkylgruppe, arylgruppe, cykloalkylgruppe, aralkylgruppe, alkadlenylgruppe eller alkenylgruppe, acylhalogenidet (C) er representert ved formelen R<6>C0X der R<6>kan være en til C^2alkylgruppe, cykloalkylgruppe, arylgruppe eller substituert arylgruppe og X er halogen, halogenet (C) er Cl2og den organometalliske forbindelse (F) er aluminlumalkyl representert ved R<7>AlX<*>3_nhvori X' er halogen eller hydrid og R<7>er en hydrokarbylgruppe valgt blant Cjtil C^g hydrokarbonrester og 1< n <3.

4. Katalysatorkomponent Ifølge krav 6,karakterisert vedat det inerte faste bærermateriale er sillsiumdloksyd.

5. Katalysatorkomponent ifølge krav 3, karakteri sert ved at den oksygenholdige komponent er n-butanol.

6. Katalysatorkomponent ifølge krav 3, karakteri sert ved at overgangsmetallforbindelsen er T1C14.

7. Katalysatorkomponent ifølge krav 3, karakteri sert ved at R 6 er en metyl- eller fenylgruppe.

8. Katalysatorkomponent ifølge kravene 1 til 5,karakterisert vedat organomagnesiumforbindelsen (A) er etyl-n-butylmagnesium og den oksygenholdige forbindelse (B) er n-butanol og at at disse er omsatt.

9. Katalysatorkomponent ifølge krav 3,karakterisert vedat aluminlumalkyl er tri-n-heksylaluminlum.

10. Katalysatorkomponent ifølge krav 3,karakterisert vedat den inerte bærer er sillsiumdloksyd, (A)- og (B)-bestanddelene tilsettes som reaksjonsproduktet av n-butyl-etyl-magnesium og butanol, (C) er benzoylklorid, (D) er T1C14, (E) er Cl2og (F) er tri-n-heksylaluminium.

11. Katalysatorsystem for polymerisering eller kopolymerisering av etylen og a-olefiner med fra 3 til 12 karbonatomer,karakterisert vedat det omfatter a) en organoaluminiumforbindelse med formelen AlR"nX«3_nder R" er hydrogen, et hydrokarbon eller substituert hydrokarbon med fra 1 til 20 karbonatomer, X er halogen og n er et tall fra 1 til 3, og b) en overgangsmetallholdig katalysatorkomponent 1 henholdet til et hvilket som helst av kravene 1 til 10.

12. Fremgangsmåte for polymerisering av etylen og a-olefiner med fra 3 til 20 karbonatomer eller blandinger av etylen, a-olefiner og diolefiner,karakterisert vedat den omfatter polymerisering i nærvær av et katalysatorsystem ifølge krav 11.