WO1997010272A1 - Process for producing propene/but-1-ene copolymers - Google Patents

Process for producing propene/but-1-ene copolymers Download PDF

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WO1997010272A1
WO1997010272A1 PCT/EP1996/003891 EP9603891W WO9710272A1 WO 1997010272 A1 WO1997010272 A1 WO 1997010272A1 EP 9603891 W EP9603891 W EP 9603891W WO 9710272 A1 WO9710272 A1 WO 9710272A1
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WO
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alkyl
aryl
cio
group
atoms
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PCT/EP1996/003891
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Inventor
David Fischer
Franz Langhauser
Meinolf Kersting
Roland Hingmann
Günther SCHWEIER
Original Assignee
Basf Aktiengesellschaft
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/04Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F210/06Propene

Definitions

  • the present invention relates to processes for the preparation of propene / but-1-ene copolymers, the molar ratio of propene to but-1-ene being in the range from 10,000: 1 to 4: 1, at temperatures in the range from 50 to 120 ° C continuously polymerized and used as catalyst systems that act as active ingredients
  • R 12 and R 13 are C 1 to C 10 alkyl, C 6 to C 5 aryl, alkylaryl, arylalkyl, fluoroalkyl or fluoroaryl each having 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in the aryl radical,
  • Rl and R 7 Ci to Cio alkyl or C ⁇ to C ⁇ 5 aryl
  • R 2 and R ⁇ are hydrogen, Ci- to Cio-alkyl, 5- to 7-membered cycloalkyl, which in turn can carry a C ⁇ ⁇ to Cio-alkyl as a substituent, or Si (R 14 ) 3 with
  • R 14 Ci- to Cio-alkyl or C 3 - to -CC 0 cycloalkyl
  • R 3 to R 5 and R 9 to R 11 are hydrogen, C 1 to C 0 alkyl, 5- to 7-membered
  • Cycloalkyl which in turn can carry a C 1 -C 8 -alkyl as a substituent, C 6 - to Cis-aryl or arylalkyl, where optionally two adjacent radicals together can also represent cyclic groups having 4 to 15 C atoms, or Si (R 15 ) 3 with
  • R 15 Ci to Cio alkyl, C 6 to C ⁇ aryl or C 3 to
  • R 15 is, wherein R 15 , R 16 and R 17 are the same or different and a hydrogen atom, a halogen atom, a C ⁇ -C ⁇ o-alkyl group, a C ⁇ -C ⁇ o-fluoroalkyl group, a C 6 -C ⁇ o ⁇ fluoroaryl group, a C ⁇ -Cio-aryl group mean a Ci-Cio-alkoxy group, a C 2 -C ⁇ alkenyl group, a C 7 -C 4 o-arylalkyl group, a C ⁇ -C 4 o-arylalkenyl group or a C 7 -C 4 o-alkyl aryl
  • M 1 is silicon, germanium or tin
  • R 18 to R 20 are fluorine, chlorine, bromine, iodine or C ⁇ ⁇ to Ci 2 ⁇ alkyl.
  • the present invention relates to the use of the copolymers thus obtained for the production of films or moldings and to the films and moldings obtainable here.
  • Binary propene / but-1-ene copolymers have recently received increased interest, for example as sealing layer materials as in AM Chatterjee et al. , Soc. of Plastics Engineers, ANTEC Conf. Proc. S. 1977-1981 (1994).
  • sealing layer materials as in AM Chatterjee et al. , Soc. of Plastics Engineers, ANTEC Conf. Proc. S. 1977-1981 (1994).
  • ethene / propene copolymers usually used for this application they are characterized, with the same melting point, by a significantly lower sealing temperature and, at the same time, higher rigidity.
  • Low sealing temperatures, ie low melting points of the polymer are desirable for the applications mentioned.
  • the object of the present invention was therefore to remedy the disadvantages mentioned, in particular to keep the amount of but-l-ene to be used as low as possible and to provide a process which can be carried out on an industrial scale.
  • the molar ratio of the monomers propene and but-1-ene used is in the range from 10,000: 1 to 4: 1, preferably 50: 1 to 5: 1, in particular 25: 1 to 7: 1 (propene: but-1-ene ). Small amounts of other monomers can also be present, but preferably not more than 1 mol%, based on the amount of propene used. Ethylene or other olefins are preferred here, preferably hex-1-ene, oct-1-ene and dec-1-ene.
  • the process according to the invention is carried out continuously at temperatures in the range from 50 to 120 ° C., preferably from 60 to 100 ° C.
  • M stands for zirconium or hafnium
  • X represents chlorine or C 1 -C 4 -alkyl, in particular chlorine or methyl
  • R 2 and R ⁇ are C 1 -C 4 -alkyl, in particular methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl or tert-butyl,
  • R 3 to R 5 and R 9 to R 11 for hydrogen, Ci to C 4 alkyl, in particular methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl or tert-butyl, Ce, - to -C 2 aryl , in particular phenyl or where two adjacent radicals together represent 4 to 15 carbon atoms, in particular 8 to 12 carbon atoms, cyclic groups,
  • R 2 and R 3 together represent 4 to 15 carbon atoms, in particular cyclic groups containing 8 to 12 carbon atoms,
  • R 8 and R 9 together for 4 to 15 carbon atoms, in particular 8 to 12
  • M 1 is preferably silicon
  • R 15 and R 16 are hydrogen, C ⁇ to 4, in particular methyl or C ß - to C ⁇ 2 -aryl, especially phenyl.
  • Metallocene complexes of the general formula I which are symmetrical are preferred.
  • Such complex compounds can be synthesized by methods known per se, the reaction of the appropriately substituted cyclic hydrocarbon anions with halides of titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum being preferred.
  • Suitable compounds B) forming metallocenium ions are in particular strong, neutral Lewis acids, ionic compounds with Lewis acid cations, ionic compounds with Bronsted acids as the cation and alumoxane compounds.
  • M 2 is an element of III.
  • Main group of the periodic table means, in particular B, Al or Ga, preferably B,
  • X 2 , X 3 and X 4 for hydrogen, Ci- to Cio-alkyl, C 6 - to -C 5 aryl, alkylaryl, arylalkyl, haloalkyl or haloaryl, each with 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C- Atoms in the aryl radical or fluorine, chlorine, bromine or iodine are, in particular for haloaryls, preferably for pentafluorophenyl.
  • C 28 alkyl C 6 to C 5 aryl, alkylaryl, arylalkyl, haloalkyl, haloaryl each having 6 to 20 C atoms in the aryl and 1 to 28 C atoms in the alkyl radical,
  • Ci- to C ⁇ o * -cycloalkyl which can optionally be substituted with Ci- to Cio-alkyl groups, halogen, Ci to C 28 alkoxy, C $ to Cis-aryloxy, silyl or mercaptyl groups
  • a stands for integers from 1 to 6
  • z stands for integers from 0 to 5 d corresponds to the difference az, but d is greater than or equal to 1.
  • Carbonium cations, oxonium cations and sulfonium cations as well as cationic transition metal complexes are particularly suitable.
  • the triphenylmethyl cation, the silver cation and the 1,1'-dimethylferrocenyl cation should be mentioned in particular. They preferably have non-coordinating counterions, in particular boron compounds, as they are also mentioned in WO 91/09882, preferably tetrakis (pentafluorophenyl) borate.
  • Ionic compounds with Bronsted acids as cations and preferably also non-coordinating counterions are mentioned in WO 91/09882; the preferred cation is N, N-dimethylanilinium.
  • Open-chain or cyclic alumoxane compounds of the general formula III or IV are particularly suitable as compound B) forming metallocenium ions
  • R 21 represents a Cx to C 4 alkyl group
  • Methyl or ethyl group and m represents an integer from 5 to 30, preferably 10 to 25.
  • oligomeric alumoxane compounds are usually prepared by reacting a solution of trialkylaluminum with water and include in EP-A 284 708 and US A 4,794,096.
  • the oligomeric alumoxane compounds obtained are generally present as mixtures of both linear and cyclic chain molecules of different lengths, so that m is to be regarded as the mean.
  • the alumoxane compounds can also be present in a mixture with other metal alkyls, preferably with aluminum alkyls. 97/10272 9 PO7EP96 / 03891
  • component B) aryloxyalumoxanes, as described in US Pat. No. 5,391,793, aminoaluminoxanes, as described in US Pat. No. 5,371,260, aminoaluminoxane hydrochlorides, as described in EP-A 633 264, siloxyaluminoxanes, as in EP-A 621 279 described, or mixtures thereof are used.
  • metallocene complexes and the oligomeric alumoxane compound in amounts such that the atomic ratio between aluminum from the oligomeric alumoxane compound and the transition metal from the metallocene complexes is in the range from 10: 1 to 10 6 : 1, in particular is in the range from 10: 1 to 10 4 : 1.
  • the catalyst system used in the process according to the invention can optionally also contain an aluminum compound of the general formula II as component C)
  • R 18 to R 20 represent fluorine, chlorine, bromine, iodine or C 1 -C 1 -alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl
  • the radicals R 18 to R 20 are preferably the same and stand for methyl, ethyl, isobutyl or n-hexyl.
  • Component C) is preferred in an amount of 500: 1 to
  • Aromatic hydrocarbons are usually used as solvents for these catalyst systems, preferably with 6 to 20 carbon atoms, in particular xylenes and toluene and mixtures thereof.
  • the catalyst systems are preferably used in supported form.
  • the support materials used are preferably finely divided supports which preferably have a particle diameter in the range from 1 to 300 ⁇ m, in particular from 30 to 70 ⁇ m.
  • Suitable carrier materials are, for example, silica gels, preferably those of the formula Si0 2 • a A1 2 0 3 , where a is a number in the range is from 0 to 2, preferably 0 to 0.5; these are therefore aluminosilicates or silicon dioxide.
  • Such products are commercially available, for example Silica Gel 332 from Grace.
  • Other carriers include finely divided polyolefins, for example finely divided polypropylene or magnesium chloride.
  • the process according to the invention can be carried out in the gas phase, in suspension and in liquid monomers.
  • Suitable suspending agents are, for example, aliphatic hydrocarbons.
  • the process according to the invention is preferably carried out in the gas phase.
  • a supported catalyst system is used and polymerized at a pressure of 10 to 40 bar, preferably 15 to 32 bar over a period of more than 12 hours, preferably more than 24 hours.
  • the average molecular weight of the copolymers formed can be controlled using the methods customary in polymerization technology, for example by adding regulators such as hydrogen.
  • the copolymers produced by the process according to the invention fall with good, i.e. process morphology.
  • the average particle diameter is preferably greater than 0.5 mm and preferably less than 5% by weight of the particles have a particle diameter of greater than 5 mm.
  • T m is the melting point of the copolymer
  • Copolymers have a narrow molecular weight distribution M w / M n (M w weight average, M n number average). M w / M n is preferably less than 3.
  • the process according to the invention can be carried out on an industrial scale, the amount of but-1-ene to be used is small and the copolymers produced by the process according to the invention can be used to produce films and moldings.
  • d a vg means the average particle diameter of the polymer powder.
  • the Staudinger index [ ⁇ ] was determined at 135 ° C in decalin, the melting point T m by means of DSC (differential scanning . Calorimetry), the amount of C 4 in the copolymer by IR and 13 C-NMR measurements, M w (Weight average) and M n (number average) by GPC (gel permeation chromatography).
  • the xylene-soluble fractions X L were determined as follows:
  • the xylene-soluble portion results from g x 500 x 100

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Abstract

A process is disclosed for producing propene/but-1-ene copolymers in which the molar ratio between propene and but-1-ene lies in a range from 10,000:1 to 4:1. Polymerisation is continuously carried out at temperatures in a range from 50 to 120 °C. Systems that contain as active components (A) metallocene complexes; (B) a metallocene ion-generating compound; and optionally (C) an aluminium compound, are used as catalyst systems.

Description

Verfahren zur Herstellung von Propen/But-1-en-Copolymeren Process for the preparation of propene / but-1-ene copolymers
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Propen/But-1-en-Coρolymeren, wobei das molare Verhältnis von Propen zu But-l-en im Bereich von 10.000 : 1 bis 4 : 1 liegt, man bei Temperaturen im Bereich von 50 bis 120°C kontinuierlich polymerisiert und als Katalysatorsysteme solche verwendet, die als aktive BestandteileThe present invention relates to processes for the preparation of propene / but-1-ene copolymers, the molar ratio of propene to but-1-ene being in the range from 10,000: 1 to 4: 1, at temperatures in the range from 50 to 120 ° C continuously polymerized and used as catalyst systems that act as active ingredients
A) Metallocenkomplexe der allgemeinen Formel IA) Metallocene complexes of the general formula I
Figure imgf000003_0001
Figure imgf000003_0001
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:in which the substituents have the following meaning:
M Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oderM titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or
Tantal,Tantalum,
X Fluor, Chlor, Brom, Iod, Wasserstoff, C-.- bis C-.0-A1- kyl, C(,- bis Cι5-Aryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Ato- men im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,X fluorine, chlorine, bromine, iodine, hydrogen, C -.- to C-. 0 -A1- kyl, C (, - to -C 5 -aryl, alkylaryl with 1 to 10 carbon atoms in the alkyl radical and 6 to 20 carbon atoms in the aryl radical,
-OR12 oder -NR12Rl3,-OR 12 or -NR 12 Rl 3 ,
wobei R12 und R13 Ci- bis Cio-Alkyl, Cβ~ bis Cι5-Aryl, Alkylaryl, Aryl¬ alkyl, Fluoralkyl oder Fluoraryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest bedeuten,in which R 12 and R 13 are C 1 to C 10 alkyl, C 6 to C 5 aryl, alkylaryl, arylalkyl, fluoroalkyl or fluoroaryl each having 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in the aryl radical,
Rl und R7 Ci- bis Cio-Alkyl oder Cβ- bis Cι5-Aryl,Rl and R 7 Ci to Cio alkyl or Cβ to Cι 5 aryl,
R2 und Rδ Wasserstoff, Ci- bis Cio-Alkyl, 5- bis 7-gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein Cι~ bis Cio-Alkyl als Substituent tragen kann, oder Si(R14)3 mitR 2 and Rδ are hydrogen, Ci- to Cio-alkyl, 5- to 7-membered cycloalkyl, which in turn can carry a Cι ~ to Cio-alkyl as a substituent, or Si (R 14 ) 3 with
R14 Ci- bis Cio-Alkyl oder C3- bis Cι0-CycloalkylR 14 Ci- to Cio-alkyl or C 3 - to -CC 0 cycloalkyl
R3 bis R5 und R9 bis R11 Wasserstoff, Cι~ bis Cι0-Alkyl, 5- bis 7-gliedrigesR 3 to R 5 and R 9 to R 11 are hydrogen, C 1 to C 0 alkyl, 5- to 7-membered
Cycloalkyl, das seinerseits ein Cι~ bis Cι0-Alkyl als Substituent tragen kann, C6- bis Cis-Aryl oder Arylalkyl, wobei gegebenenfalls auch zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cy- clische Gruppen stehen können, oder Si(R15)3 mitCycloalkyl, which in turn can carry a C 1 -C 8 -alkyl as a substituent, C 6 - to Cis-aryl or arylalkyl, where optionally two adjacent radicals together can also represent cyclic groups having 4 to 15 C atoms, or Si (R 15 ) 3 with
R15 Ci- bis Cio-Alkyl, C6- bis C^-Aryl oder C3- bisR 15 Ci to Cio alkyl, C 6 to C ^ aryl or C 3 to
Cio-Cycloalkyl,Cio-cycloalkyl,
oder wobeior where
R2 und R3 gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cyclischeR 2 and R 3 together for 4 to 15 carbon atoms cyclic
Gruppen stehen ,Groups stand,
oder wobei R8 und R9 gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cyclischeor wherein R 8 and R 9 together for 4 to 15 C-containing cyclic
Gruppen stehen ,Groups stand,
15 R15 R15 R1515 R15 R15 R 15
R6R6
M1 M1 M1- M1 CR2 17.M 1 M 1 M 1 - M 1 CR 2 17.
R16 R16 R16 R16 R 16 R 16 R 16 R 16
( 15 R15 R15 R15(15 R15 R 15 R 15
0 M1 - C C '0 M 1 - CC '
R16 Rl 6 R16 R16 - BR15, - AIR15, -Ge-, -Sn-, -0-, -S-, - SO, - S02, = NR15, - CO, = PR15 oder ■= P(0)R15 ist, wobei R15, R16 und R17 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Cι-Cιo-Alkylgruppe, eine Cι-Cιo-Fluoralkylgruρpe, eine C6-Cιo~Fluorarylgruppe, eine Cβ-Cio-Arylgruppe, eine Ci-Cio-Alkoxygruppe, eine C2-Cιo~Alkenylgruppe, eine C7-C4o-Arylalkylgruppe, eine Cβ-C4o-Arylalkenylgruppe oder eine C7-C4o-Alkyl- arylgruppe bedeuten oder R15 und R16 oder R15 und R17 jeweils mit den sie verbindenden Atomen einen Ring bilden, undR 16 Rl 6 R 16 R 16 - BR 15 , - AIR 15 , -Ge-, -Sn-, -0-, -S-, - SO, - S0 2 , = NR 15 , - CO, = PR 15 or ■ = P (0) R 15 is, wherein R 15 , R 16 and R 17 are the same or different and a hydrogen atom, a halogen atom, a Cι-Cιo-alkyl group, a Cι-Cιo-fluoroalkyl group, a C 6 -Cιo ~ fluoroaryl group, a Cβ-Cio-aryl group mean a Ci-Cio-alkoxy group, a C 2 -C ~ alkenyl group, a C 7 -C 4 o-arylalkyl group, a Cβ-C 4 o-arylalkenyl group or a C 7 -C 4 o-alkyl aryl group or R 15 and R 16 or R 15 and R 17 each form a ring with the atoms connecting them, and
M1 Silicium, Germanium oder Zinn istM 1 is silicon, germanium or tin
enthalten,contain,
B) eine metalloceniumionenbildende Verbindung undB) a compound forming metallocenium ions and
C) gegebenenfalls eine Aluminiumverbindung der allgemeinen For¬ mel IIC) optionally an aluminum compound of the general formula II
AlR18Rl9R20 IIAlR 18 R 19 R 20 II
in derin the
R18 bis R20 für Fluor, Chlor, Brom, Jod oder Cι~ bis Ci2~Alkyl stehen.R 18 to R 20 are fluorine, chlorine, bromine, iodine or C ~ ~ to Ci 2 ~ alkyl.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der so erhaltenen Copolymeren zur Herstellung von Folien oder Form¬ körpern sowie die hierbei erhältlichen Folien und Formkörper.Furthermore, the present invention relates to the use of the copolymers thus obtained for the production of films or moldings and to the films and moldings obtainable here.
Binäre Propen/But-1-en-Copolymere finden in jüngster Zeit ver- stärktes Interesse, beispielsweise als Siegelschichtmaterialien wie in A.M. Chatterjee et al. , Soc. of Plastics Engineers, ANTEC Conf. Proc. S. 1977-1981 (1994) beschrieben. Gegenüber den für diese Anwendung üblicherweise eingesetzten Ethen/Propen-Copolyme- ren zeichnen sie sich, bei gleichem Schmelzpunkt, durch eine deutlich tiefere Siegeltemperatur bei gleichzeitig höherer Stei¬ figkeit aus. Wünschenswert für die genannten Anwendungen sind niedrige Siegeltemperaturen, d.h. niedrige Schmelzpunkte des Po¬ lymeren. Hierzu sind, da die durch But-1-eneinbau bewirkte molare Schmelzpunkterniedrigung erheblich geringer ist als die durch Etheneinbau, sehr große But-1-enmengen (größer 12 mol-.%) in die Monomerenmischung einzubringen. Aufgrund der einsetzenden Konden¬ sation von But-l-en ist dies bspw. in Gasphasenprozeßen nur be- dingt möglich und erfordert gewöhnlich eine Erniedrigung des Pro- penpartialdruckes. Hierunter leiden die Katalysatorproduktivität und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gleichermaßen. Binäre Propen/But-1-en-Copolymere mit niedrigen Schmelzpunkten bei ver- hältnismäßig geringem Comonomergehalt beschreibt dieBinary propene / but-1-ene copolymers have recently received increased interest, for example as sealing layer materials as in AM Chatterjee et al. , Soc. of Plastics Engineers, ANTEC Conf. Proc. S. 1977-1981 (1994). Compared to the ethene / propene copolymers usually used for this application, they are characterized, with the same melting point, by a significantly lower sealing temperature and, at the same time, higher rigidity. Low sealing temperatures, ie low melting points of the polymer, are desirable for the applications mentioned. For this purpose, since the molar melting point reduction caused by the incorporation of but-1 is considerably less than that caused by the incorporation of ethene, very large amounts of but-1-ene (greater than 12 mol%) have to be introduced into the monomer mixture. Due to the onset of condensation of but-l-ene, this is only useful in gas phase processes, for example. absolutely possible and usually requires a lowering of the propene partial pressure. The catalyst productivity and the economy of the process suffer equally from this. Binary propene / but-1-ene copolymers with low melting points and a relatively low comonomer content are described in US Pat
EP-A 318 049. Diese Copolymeren werden mit homogenen Zirkonocen— Katalysatoren in einer Lösungspolymerisation, bei Polymerisati¬ onstemperaturen von 0°C, hergestellt. Eine Übertragung dieser Her¬ stellungsweise auf technische Bedingungen ist nicht möglich.EP-A 318 049. These copolymers are produced with homogeneous zirconocene catalysts in solution polymerization, at polymerization temperatures of 0 ° C. It is not possible to transfer this method of manufacture to technical conditions.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, den genannten Nachteilen abzuhelfen, insbesondere die einzusetzende But-l-en- Menge möglichst gering zu halten und ein großtechnisch durchführ¬ bares Verfahren zur Verfügung zu stellen.The object of the present invention was therefore to remedy the disadvantages mentioned, in particular to keep the amount of but-l-ene to be used as low as possible and to provide a process which can be carried out on an industrial scale.
Demgemäß wurde das eingangs definierte Verfahren gefunden.Accordingly, the process defined at the outset was found.
Weiterhin wurden die Verwendung der so erhaltenen Copolymeren zur Herstellung von Folien und Formkörpern gefunden sowie die hierbei erhältlichen Folien und Formkörper.Furthermore, the use of the copolymers obtained in this way for the production of films and moldings and the films and moldings obtainable here were found.
Das molare Verhältnis der eingesetzten Monomeren Propen und But-l-en liegt im Bereich von 10.000 : 1 bis 4 : 1, bevorzugt 50 : 1 bis 5 : 1, insbesondere 25 : 1 bis 7 : 1 (Propen : But-l-en) . Geringe Mengen anderer Monomerer können ebenfalls vorhanden sein, vorzugsweise jedoch nicht mehr als 1 mol-%, bezogen auf die Menge an eingesetztem Propen. Geeignet sind hier Ethyien oder weitere Olefine, bevorzugt Hex-l-en, Oct-l-en und Dec-l-en.The molar ratio of the monomers propene and but-1-ene used is in the range from 10,000: 1 to 4: 1, preferably 50: 1 to 5: 1, in particular 25: 1 to 7: 1 (propene: but-1-ene ). Small amounts of other monomers can also be present, but preferably not more than 1 mol%, based on the amount of propene used. Ethylene or other olefins are preferred here, preferably hex-1-ene, oct-1-ene and dec-1-ene.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Temperaturen im Bereich von 50 bis 120°C, vorzugsweise von 60 bis 100°C kontinuierlich durchgeführt.The process according to the invention is carried out continuously at temperatures in the range from 50 to 120 ° C., preferably from 60 to 100 ° C.
Von den bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Metallo¬ cenkomplexen der allgemeinen Formel I sind diejenigen bevorzugt, in denenOf the metallocene complexes of the general formula I used in the process according to the invention, preference is given to those in which
M für Zirkonium oder Hafnium steht,M stands for zirconium or hafnium,
X für Chlor oder Cι~ bis C4-Alkyl, insbesondere Chlor oder Methyl,X represents chlorine or C 1 -C 4 -alkyl, in particular chlorine or methyl,
R1 und R7 für Cι~ bis C4-Alkyl, insbesondere Methyl oder Ethyl, oder Phenyl, R2 und Rθ für Ci- bis C4-Alkyl, insbesondere für Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl oder tert.-Butyl,R 1 and R 7 for -C ~ to C 4 alkyl, in particular methyl or ethyl, or phenyl, R 2 and R θ are C 1 -C 4 -alkyl, in particular methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl or tert-butyl,
R3 bis R5 und R9 bis R11 für Wasserstoff, Ci- bis C4-Alkyl, insbesondere Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl oder tert.-Butyl, Ce,- bis Cι2-Aryl, insbesondere Phenyl oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome, insbesondere 8 bis 12 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen,R 3 to R 5 and R 9 to R 11 for hydrogen, Ci to C 4 alkyl, in particular methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl or tert-butyl, Ce, - to -C 2 aryl , in particular phenyl or where two adjacent radicals together represent 4 to 15 carbon atoms, in particular 8 to 12 carbon atoms, cyclic groups,
oder wobeior where
R2 und R3 gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome, insbesondere 8 bis 12 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen,R 2 and R 3 together represent 4 to 15 carbon atoms, in particular cyclic groups containing 8 to 12 carbon atoms,
oder wobeior where
R8 und R9 gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome, insbesondere 8 bis 12R 8 and R 9 together for 4 to 15 carbon atoms, in particular 8 to 12
C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen,Cyclic groups containing C atoms,
R15 Rl 5 Rl 5 Ri 5R 15 Rl 5 Rl 5 R i 5
R6 fü rR 6 for
— M I1 — , — CI oder — C I — CI — steht-- MI 1 -, - CI or - CI - CI - stands-
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000007_0001
wobei M1 bevorzugt Silicium bedeutet undwhere M 1 is preferably silicon and
R15 und R16 Wasserstoff, Cι~ bis C4, insbesondere Methyl oder Cß- bis Cι2-Aryl, insbesondere Phenyl.R 15 and R 16 are hydrogen, C ~ to 4, in particular methyl or C ß - to Cι 2 -aryl, especially phenyl.
Bevorzugt sind Metallocenkomplexe der allgemeinen Formel I, die symmetrisch sind.Metallocene complexes of the general formula I which are symmetrical are preferred.
Besonders bevorzugt sind rac.-Dimethylsilylenbis (2-methylindenyl) zirkoniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-ethylindenyl) zirkoniumdichlorid rac.-Ethylenbis (2-phenylindenyl) zirkoniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2, 4, 6-trimethylindenyl) zirkoniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2, 4, 7-trimethylindenyl)zirkoniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4, 6-diethylindenyl) zirkonium¬ dichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4,7-diethylindenyl) zirkonium- dichlorid rac.-Dimethylsilylenbis(2-methyl-4,6-diisopropylindenyl)- zirkoniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4,7-diisopropylindenyl)- zirkoniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-ethyl-4, 6-diisopropylindenyl)- zirkoniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-methylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-ethylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid rac,-Ethylenbis (2-methylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid rac,-Ethylenbis(2-ethylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid rac.-Ethylenbis(2-phenylbenzindenyl) zirkoniumdichloridRac.-Dimethylsilylenbis (2-methylindenyl) zirconium dichloride rac.-dimethylsilylenbis (2-ethylindenyl) zirconium dichloride rac.-ethylene bis (2-phenylindenyl) zirconium dichloride rac.-dimethylsilylenbis (2, 4, 6-trimethyldichloro) zirconium Dimethylsilylenbis (2, 4, 7-trimethylindenyl) zirconium dichloride rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4, 6-diethylindenyl) zirconium dichloride rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4,7-diethylindenyl) zirconium dichloride rac.- Dimethylsilylenebis (2-methyl-4,6-diisopropylindenyl) zirconium dichloride rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4,7-diisopropylindenyl) - zirconium dichloride rac.-Dimethylsilylenbis (2-ethyl-4, 6-diisopropylindenyl) - zirconium dichloride rac.-Dimethylsilylenbis (2-methylbenzindenyl) zirconium dichloride rac.-Dimethyl -ethylbenzindenyl) zirconium dichloride rac, -ethylenebis (2-methylbenzindenyl) zirconium dichloride rac, -ethylenebis (2-ethylbenzindenyl) zirconium dichloride rac.-ethylenebis (2-phenylbenzindenyl) zirconium dichloride
rac.-Dimethylsilylenbis (2-methylindenyl) hafniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-ethylindenyl)hafniumdichlorid rac.-Ethylenbis(2-phenylindenyl)hafniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2,4, 6-trimethylindenyl)hafniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2,4, 7-trimethylindenyl)hafniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4,6-diethylindenyl) hafnium¬ dichlorid rac.-Dimethylsilylenbis(2-methyl-4,7-diethylindenyl)hafnium¬ dichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4,6-diisopropylindenyl)hafnium¬ dichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4,7-diisopropylindenyl)hafnium¬ dichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-ethyl-4, 6-diisopropylindenyl)hafnium- dichlorid rac.-Dimethylsilylenbis(2-methylbenzindenyl)hafniumdichlorid rac.-Dimethylsilylenbis(2-ethyIbenzindenyl)hafniumdichlorid rac.-Ethylenbis(2-methylbenzindenyl)hafniumdichlorid rac.-Ethylenbis(2-ethylbenzindenyl)hafniumdichlorid rac.-Ethylenbis(2-phenylbenzindenyl)hafniumdichloridrac.-dimethylsilylenebis (2-methylindenyl) hafnium dichloride rac.-dimethylsilylenbis (2-ethylindenyl) hafnium dichloride rac.-ethylenebis (2-phenylindenyl) hafnium dichloride rac.-dimethylsilylenbis (2,4, 6-trimethylindenyl) hafnium-dichlorodichloride , 4, 7-trimethylindenyl) hafnium dichloride rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4,6-diethylindenyl) hafnium¬ dichlorid rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4,7-diethylindenyl) hafnium¬ dichloride rac.-Dimethylsilylenbis (2 -methyl-4,6-diisopropylindenyl) hafnium dichloride rac.-Dimethylsilylenbis (2-methyl-4,7-diisopropylindenyl) hafnium dichloride rac.-Dimethylsilylenbis (2-ethyl-4, 6-diisopropylindenyl) hafnium dichloride rac. -Dimethylsilylenebis (2-methylbenzindenyl) hafnium dichloride rac.-dimethylsilylenebis (2-ethylbenzindenyl) hafnium dichloride rac.-ethylenebis (2-methylbenzindenyl) hafnium dichloride rac.-ethylenebis (2-ethylbenzindenyl) hafniumdichidyldichlorid
Es können auch Mischungen mehrerer Metallocenkomplexe eingesetzt werden.Mixtures of several metallocene complexes can also be used.
Die Synthese derartiger Komplexverbindungen kann nach an sich be¬ kannten Methoden erfolgen, wobei die Umsetzung der entsprechend substituierten, cyclischen Kohlenwasserstoffanionen mit Halogeniden von Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oder Tantal, bevorzugt ist.Such complex compounds can be synthesized by methods known per se, the reaction of the appropriately substituted cyclic hydrocarbon anions with halides of titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum being preferred.
Beispiele für entsprechende Herstellungsverfahren sind u.a. im Journal of Organometallic Chemistry, 369 (1989), 359-370 be¬ schrieben. Geeignete metalloceniumionenbildende Verbindungen B) sind ins¬ besondere starke, neutrale Lewissäuren, ionische Verbindungen mit lewissauren Kationen, ionische Verbindungen mit Brönsted-Säuren als Kation und Alumoxanverbindungen.Examples of corresponding production processes are described, inter alia, in the Journal of Organometallic Chemistry, 369 (1989), 359-370. Suitable compounds B) forming metallocenium ions are in particular strong, neutral Lewis acids, ionic compounds with Lewis acid cations, ionic compounds with Bronsted acids as the cation and alumoxane compounds.
Als starke, neutrale Lewissäuren sind Verbindungen der allge¬ meinen Formel VCompounds of the general formula V are strong, neutral Lewis acids
M2X2X3X4 VM 2 X 2 X 3 X 4 V
bevorzugt, in derpreferred in the
M2 ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems bedeutet, insbesondere B, AI oder Ga, vorzugsweise B,M 2 is an element of III. Main group of the periodic table means, in particular B, Al or Ga, preferably B,
X2, X3 und X4 für Wasserstoff, Ci- bis Cio-Alkyl, C6- bis Cι5-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Halogenalkyl oder Halogenaryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atome im Arylrest oder Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen, insbesondere für Halogenaryle, vorzugs¬ weise für Pentafluorphenyl.X 2 , X 3 and X 4 for hydrogen, Ci- to Cio-alkyl, C 6 - to -C 5 aryl, alkylaryl, arylalkyl, haloalkyl or haloaryl, each with 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C- Atoms in the aryl radical or fluorine, chlorine, bromine or iodine are, in particular for haloaryls, preferably for pentafluorophenyl.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der allgemeinen Formel V, in der X2, X3 und X4 gleich sind, vorzugsweise Tris(pentafluor- phenyl)boran.Particularly preferred are compounds of the general formula V in which X 2 , X 3 and X 4 are the same, preferably tris (pentafluorophenyl) borane.
Als ionische Verbindungen mit lewissauren Kationen sind Verbindungen der allgemeinen Formel VICompounds of the general formula VI are ionic compounds with Lewis acid cations
[(Aa+)QιQ2...Qz]d+ VI[(A a + ) QιQ 2 ... Q z ] d + VI
geeignet, in denensuitable in which
A ein Element der I. bis VI. Hauptgruppe oder der I. bis VIII. Nebengruppe des Periodensystems bedeutet,A an element of I. to VI. Main group or the I. to VIII. Subgroup of the periodic table means
Qi bis Qz für einfach negativ geladene Reste wie Ci- bisQi to Q z for simply negatively charged residues such as Ci to
C28-Alkyl, C6- bis Cι5-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Halogenalkyl, Halogenaryl mit jeweils 6 bis 20 C-Ato- men im Aryl- und 1 bis 28 C-Atome im Alkylrest,C 28 alkyl, C 6 to C 5 aryl, alkylaryl, arylalkyl, haloalkyl, haloaryl each having 6 to 20 C atoms in the aryl and 1 to 28 C atoms in the alkyl radical,
Ci- bis Cιo*-Cycloalkyl, welches gegebenenfalls mit Ci- bis Cio-Alkylgruppen substituiert sein kann, Ha¬ logen, Ci- bis C28-Alkoxy, C$- bis Cis-Aryloxy, Silyl- oder MercaptylgruppenCi- to Cιo * -cycloalkyl, which can optionally be substituted with Ci- to Cio-alkyl groups, halogen, Ci to C 28 alkoxy, C $ to Cis-aryloxy, silyl or mercaptyl groups
a für ganze Zahlen von 1 bis 6 steht z für ganze Zahlen von 0 bis 5 d der Differenz a-z entspricht, wobei d jedoch größer oder gleich 1 ist.a stands for integers from 1 to 6, z stands for integers from 0 to 5 d corresponds to the difference az, but d is greater than or equal to 1.
Besonders geeignet sind Carboniumkationen, Oxoniumkationen und Sulfoniumkationen sowie kationische Übergangsmetallkomplexe. Ins¬ besondere sind das Triphenylmethylkation, das Silberkation und das 1, 1'-Dimethylferrocenylkation zu nennen. Bevorzugt besitzen sie nicht koordinierende Gegenionen, insbesondere Borver¬ bindungen, wie sie auch in der WO 91/09882 genannt werden, bevor- zugt Tetrakis (pentafluorophenyl)borat .Carbonium cations, oxonium cations and sulfonium cations as well as cationic transition metal complexes are particularly suitable. The triphenylmethyl cation, the silver cation and the 1,1'-dimethylferrocenyl cation should be mentioned in particular. They preferably have non-coordinating counterions, in particular boron compounds, as they are also mentioned in WO 91/09882, preferably tetrakis (pentafluorophenyl) borate.
Ionische Verbindungen mit Brönsted-Säuren als Kationen und vor¬ zugsweise ebenfalls nicht koordinierende Gegenionen sind in der WO 91/09882 genannt, bevorzugtes Kation ist das N,N-Dimethyl- anilinium.Ionic compounds with Bronsted acids as cations and preferably also non-coordinating counterions are mentioned in WO 91/09882; the preferred cation is N, N-dimethylanilinium.
Besonders geeignet als metalloceniumionenbildende Verbindung B) sind offenkettige oder cyclische Alumoxanverbindungen der allge¬ meinen Formel III oder IVOpen-chain or cyclic alumoxane compounds of the general formula III or IV are particularly suitable as compound B) forming metallocenium ions
R2kR 2 k
Al-f-O Al-h -R21 IIIAl-f-O Al-h -R21 III
R"R "
R21R 2 1
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001
wobei R21 eine Cx- bis C4-Alkylgruppe bedeutet, bevorzugtwherein R 21 represents a Cx to C 4 alkyl group, preferred
Methyl- oder Ethylgruppe und m für eine ganze Zahl von 5 bis 30, bevorzugt 10 bis 25 steht.Methyl or ethyl group and m represents an integer from 5 to 30, preferably 10 to 25.
Die Herstellung dieser oligomeren Alumoxanverbindungen erfolgt üblicherweise durch Umsetzung einer Lösung von Trialkylaluminium mit Wasser und ist u.a. in der EP-A 284 708 und der US A 4,794,096 beschrieben.These oligomeric alumoxane compounds are usually prepared by reacting a solution of trialkylaluminum with water and include in EP-A 284 708 and US A 4,794,096.
In der Regel liegen die dabei erhaltenen oligomeren Alumoxanver¬ bindungen als Gemische unterschiedlich langer, sowohl linearer als auch cyclischer Kettenmoleküle vor, so daß m als Mittelwert anzusehen ist. Die Alumoxanverbindungen können auch im Gemisch mit anderen Metallalkylen, bevorzugt mit Aluminiumalkylen vor¬ liegen. 97/10272 9 PO7EP96/03891The oligomeric alumoxane compounds obtained are generally present as mixtures of both linear and cyclic chain molecules of different lengths, so that m is to be regarded as the mean. The alumoxane compounds can also be present in a mixture with other metal alkyls, preferably with aluminum alkyls. 97/10272 9 PO7EP96 / 03891
Weiterhin können als Komponente B) Aryloxyalumoxane, wie in der US-A 5,391,793 beschrieben, Aminoaluminoxane, wie in der ÜS-A 5,371,260 beschrieben, Aminoaluminoxanhydrochloride, wie in der EP-A 633 264 beschrieben, Siloxyaluminoxane, wie in der EP-A 621 279 beschrieben, oder Mischungen daraus eingesetzt wer¬ den.Furthermore, as component B) aryloxyalumoxanes, as described in US Pat. No. 5,391,793, aminoaluminoxanes, as described in US Pat. No. 5,371,260, aminoaluminoxane hydrochlorides, as described in EP-A 633 264, siloxyaluminoxanes, as in EP-A 621 279 described, or mixtures thereof are used.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Metallocenkomplexe und die oligomere Alumoxanverbindung in solchen Mengen zu verwenden, daß das atomare Verhältnis zwischen Aluminium aus der oligomeren Alumoxanverbindung und dem Übergangsmetall aus den Metallocen¬ komplexen im Bereich von 10:1 bis 106:1, insbesondere im Bereich von 10:1 bis 104:1, liegt.It has proven to be advantageous to use the metallocene complexes and the oligomeric alumoxane compound in amounts such that the atomic ratio between aluminum from the oligomeric alumoxane compound and the transition metal from the metallocene complexes is in the range from 10: 1 to 10 6 : 1, in particular is in the range from 10: 1 to 10 4 : 1.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Katalysator¬ system kann als Komponente C) gegebenenfalls noch eine Aluminium¬ verbindung der allgemeinen Formel IIThe catalyst system used in the process according to the invention can optionally also contain an aluminum compound of the general formula II as component C)
A1R18R1 9R20 IIA1R 18 R 1 9 R 20 II
in derin the
R18 bis R20 für Fluor, Chlor, Brom, Jod oder Cj- bis Cι2-Alkyl stehen, bevorzugt für Ci- bis Cβ-AlkylR 18 to R 20 represent fluorine, chlorine, bromine, iodine or C 1 -C 1 -alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl
enthalten.contain.
Vorzugsweise sind die Reste R18 bis R20 gleich und stehen für Methyl, Ethyl, Isobutyl oder n-Hexyl.The radicals R 18 to R 20 are preferably the same and stand for methyl, ethyl, isobutyl or n-hexyl.
Bevorzugt ist die Komponente C) in einer Menge von 500 : 1 bisComponent C) is preferred in an amount of 500: 1 to
I : 1, insbesondere 350 : 1 bis 50 : 1 (molares Verhältnis AI ausI: 1, in particular 350: 1 to 50: 1 (molar ratio AI from
II zu Übergangsmetall aus I) im Katalysatorsystem enthalten.II to transition metal from I) contained in the catalyst system.
Als Lösungsmittel für diese Katalysatorsysteme werden üblicher¬ weise aromatische Kohlenwasserstoffe eingesetzt, bevorzugt mit 6 bis 20 C-Atomen, insbesondere Xylole und Toluol sowie deren Mischungen.Aromatic hydrocarbons are usually used as solvents for these catalyst systems, preferably with 6 to 20 carbon atoms, in particular xylenes and toluene and mixtures thereof.
Die Katalysatorsysteme werden bevorzugt in geträgerter Form ein¬ gesetzt.The catalyst systems are preferably used in supported form.
Als Trägermaterialien werden vorzugsweise feinteilige Träger ein¬ gesetzt, die bevorzugt einen Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 300 μm aufweisen, insbesondere von 30 bis 70 μm. Geeignete Trägermaterialien sind beispielsweise Kieselgele, bevorzugt solche der Formel Si02 a A1203, worin a für eine Zahl im Bereich von 0 bis 2 steht, vorzugsweise 0 bis 0,5; dies sind also Alumo¬ silikate oder Siliciumdioxid. Derartige Produkte sind im Handel erhältlich, z.B. Silica Gel 332 der Fa. Grace. Weitere Träger sind u.a. feinteilige Polyolefine, beispielsweise feinteiliges Polypropylen oder Magnesiumchlorid.The support materials used are preferably finely divided supports which preferably have a particle diameter in the range from 1 to 300 μm, in particular from 30 to 70 μm. Suitable carrier materials are, for example, silica gels, preferably those of the formula Si0 2 a A1 2 0 3 , where a is a number in the range is from 0 to 2, preferably 0 to 0.5; these are therefore aluminosilicates or silicon dioxide. Such products are commercially available, for example Silica Gel 332 from Grace. Other carriers include finely divided polyolefins, for example finely divided polypropylene or magnesium chloride.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Gasphase, in Suspen¬ sion und in flüssigen Monomeren durchgeführt werden. Als Suspen¬ sionsmittel eignen sich beispielsweise aliphatische Kohlenwasser- Stoffe. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Gas¬ phase durchgeführt .The process according to the invention can be carried out in the gas phase, in suspension and in liquid monomers. Suitable suspending agents are, for example, aliphatic hydrocarbons. The process according to the invention is preferably carried out in the gas phase.
Hierbei hat es sich als besonders bevorzugt erwiesen, wenn man ein geträgertes Katalysatorsystem verwendet und bei einem Druck von 10 bis 40 bar, vorzugsweise 15 bis 32 bar über einen Zeitraum von mehr als 12 Stunden, vorzugsweise mehr als 24 Stunden poly¬ merisiert.It has proven to be particularly preferred here if a supported catalyst system is used and polymerized at a pressure of 10 to 40 bar, preferably 15 to 32 bar over a period of more than 12 hours, preferably more than 24 hours.
Die mittlere Molmasse der gebildeten Copolymeren kann mit den in der Polymerisationstechnik üblichen Methoden gesteuert werden, beispielsweise durch Zufuhr von Reglern wie Wasserstoff.The average molecular weight of the copolymers formed can be controlled using the methods customary in polymerization technology, for example by adding regulators such as hydrogen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Copolymeren fallen mit guter, d.h. prozeßtauglicher Morphologie an. Der mittlere Teilchendurchmesser ist vorzugsweise größer als 0,5 mm und vorzugsweise weniger als 5 Gew.-% der Partikel weisen einen Teilchendurchmesser von größer als 5 mm auf.The copolymers produced by the process according to the invention fall with good, i.e. process morphology. The average particle diameter is preferably greater than 0.5 mm and preferably less than 5% by weight of the particles have a particle diameter of greater than 5 mm.
Die Löslichkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge- stellten Copolymeren in Xylol (bei 20°C) XL gehorcht der BeziehungThe solubility of the copolymers produced by the process according to the invention in xylene (at 20 ° C.) X L obeys the relationship
XL < [94117 * exp (-0,0793 * Tm) - 0,0245] Gew.-%,XL <[94117 * exp (-0.0793 * T m ) - 0.0245]% by weight,
wobei Tm der Schmelzpunkt des Copolymeren ist.where T m is the melting point of the copolymer.
Bevorzugt istIs preferred
XL < [542400 * exp (-0,1 * Tm) + 0,5] Gew.-%.X L <[542400 * exp (-0.1 * T m ) + 0.5] wt%.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltenThose produced by the process according to the invention
Copolymeren weisen eine enge Molekulargewichtsverteilung Mw/Mn auf (Mw Gewichtsmittelwert, Mn Zahlenmittelwert) . Vorzugsweise ist Mw/Mn kleiner als 3. Das erfindungsgemäße Verfahren ist großtechnisch durchführbar, die einzusetzende But-1-en-Menge ist gering und die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Copolymeren können zur Herstellung von Folien und Formkörpern verwendet werden.Copolymers have a narrow molecular weight distribution M w / M n (M w weight average, M n number average). M w / M n is preferably less than 3. The process according to the invention can be carried out on an industrial scale, the amount of but-1-ene to be used is small and the copolymers produced by the process according to the invention can be used to produce films and moldings.
BeispieleExamples
Beispiel 1: Herstellung eines Metallocen-TrägerkatalysatorsExample 1: Preparation of a supported metallocene catalyst
a) Herstellung des Trägermaterialsa) Production of the carrier material
1000 g Kieselgel (SG 332, 50 μm, Fa. Grace; 8 h bei 180°C im Vakuum (1 mbar) ausgeheizt) wurden in 5 1 Toluol unter ^-At¬ mosphäre suspendiert. Bei einer Temperatur von 18°C wurden 7,75 1 (6,83 kg) 1,53 molare Methylaluminoxan(MAO) lösung (in Toluol, Fa. Witco) über 120 Minuten zugegeben. Anschließend wurde 7 h bei Raumtemperatur nachgerührt, filtriert und der Filterkuchen zweimal mit je 2,5 1 Toluol gewaschen. Anschlie¬ ßend wurde im Vakuum getrocknet.1000 g of silica gel (SG 332, 50 μm, Grace; heated for 8 hours at 180 ° C. in a vacuum (1 mbar)) were suspended in 5 l of toluene under an atmosphere. At a temperature of 18 ° C., 7.75 l (6.83 kg) of 1.53 molar methylaluminoxane (MAO) solution (in toluene, from Witco) were added over 120 minutes. The mixture was then stirred for 7 h at room temperature, filtered and the filter cake washed twice with 2.5 1 of toluene. It was then dried in vacuo.
b) Beladung mit dem Metallocenkomplexb) loading with the metallocene complex
1 kg des unter a) hergestellten MAO beladenen Kieselgels wurde in einem evakuierten Gefäß vorgelegt. Anschließend wurde unter Rühren eine Lösung von 5,8 g (10 mmol) rac.-Dime¬ thylsilylenbis (2-methylbenzindenyl) zirkondichlorid in 1,32 1 1,53 molarer MAO-Lösung (Toluol) zugegeben. Nach dem Druck¬ ausgleich mit N2 wurde 30 Minuten bei Raumtemperatur durch¬ mischt . Dann wurde, zunächst bei 20°C, die Hauptmenge Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert (bis kein Lösungsmittel mehr überging) . Anschließend wurde die Temperatur in 5°C Schritten auf 55°C erhöht und der Katalysator solange ge¬ trocknet, bis er als oranges, gut rieselfähiges Pulver zu¬ rückblieb.1 kg of the silica gel containing MAO prepared under a) was placed in an evacuated vessel. A solution of 5.8 g (10 mmol) of rac.-dimethylsilylenebis (2-methylbenzindenyl) zirconium dichloride in 1.32 1 1.53 molar MAO solution (toluene) was then added with stirring. After pressure equalization with N 2 , the mixture was mixed for 30 minutes at room temperature. The main amount of solvent was then distilled off in vacuo (initially at 20 ° C. until no more solvent passed over). The temperature was then increased in 5 ° C. steps to 55 ° C. and the catalyst was dried until it remained as an orange, free-flowing powder.
Beispiele 2 bis 4:Examples 2 to 4:
Herstellung von Propen/But-1-en-Copolymeren im kontinuierlichen GasphasenverfahrenProduction of propene / but-1-ene copolymers in a continuous gas phase process
10 g/h des in Beispiel 1 hergestellten Metallocen-Trägerkatalysa¬ tors wurden in einen 200 1 Gasphasenreaktor dosiert. Propen und But-l-en wurden zugeführt und bei 24 bar Reaktordruck und 60°C Po¬ lymerisationstemperatur copolymerisiert, wobei pro Stunde 30 mmol Triisobutylaluminium zugefahren wurden (1 molare Lösung in Heptan) . Die Polymerisation wurde über einen Zeitraum von 48 Stunden kontinuierlich betrieben. Der Reaktorausstoß betrug 20 kg/h. Es entstand ein Copolymergries.10 g / h of the supported metallocene catalyst prepared in Example 1 were metered into a 200 1 gas phase reactor. Propene and but-l-ene were fed in and copolymerized at 24 bar reactor pressure and 60 ° C. polymerization temperature, 30 mmol of triisobutylaluminum being fed in per hour (1 molar solution in heptane). The polymerization was carried out over a period of Operated continuously for 48 hours. The reactor output was 20 kg / h. A copolymer grit was formed.
Über die Menge an eingesetztem Propen und But-l-en sowie die Ei- 5 genschaften der entstandenen Copolymeren gibt die nachfolgende Tabelle Aufschluß.The table below gives information about the amount of propene and but-1-ene used and the properties of the copolymers formed.
davg bedeutet mittlerer Teilchendurchmesser des Polymergries.d a vg means the average particle diameter of the polymer powder.
10 Der Staudinger-Index [η] wurde bei 135°C in Decalin bestimmt, der Schmelzpunkt Tm mittels DSC (Differential scanning .calorimetry) , die Menge an C4 im Copolymer durch IR- und 13C-NMR-Messungen, Mw (Gewichtsmittelwert) und Mn (Zahlenmittelwert) durch GPC (Gel- £ermeations-C_hromatographie) .10 The Staudinger index [η] was determined at 135 ° C in decalin, the melting point T m by means of DSC (differential scanning . Calorimetry), the amount of C 4 in the copolymer by IR and 13 C-NMR measurements, M w (Weight average) and M n (number average) by GPC (gel permeation chromatography).
1515
Die xylollöslichen Anteile XL wurden folgendermaßen bestimmt:The xylene-soluble fractions X L were determined as follows:
In einen 1-Liter-Dreihalskolben mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer wurden 500 ml destilliertes Xylol (Isomerengemisch)500 ml of distilled xylene (mixture of isomers) were placed in a 1 liter three-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser and thermometer.
20 eingefüllt und auf 100°C erhitzt. Bei dieser Temperatur wurde das Polymere eingefüllt, anschließend auf den Siedepunkt des Xylols erhitzt und 60 min am Rückfluß gehalten. Anschließend wurde die Wärmezufuhr abgebrochen, innerhalb von 20 min mit einem Kältebad auf 5°C abgekühlt und dann wieder auf 20°C erwärmt . Diese Tem-20 filled and heated to 100 ° C. The polymer was introduced at this temperature, then heated to the boiling point of the xylene and kept at reflux for 60 min. The heat supply was then cut off, cooled to 5 ° C. in the course of 20 min with a cooling bath and then heated again to 20 ° C. This tem-
25 peratur wurde für 30 min gehalten. Das ausgefallene Polymerisat wurde abfiltriert und von dem Filtrat exakt 100 ml in einen vorher tarierten 250-ml-Einhalskolben gefüllt. Daraus wurde das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer entfernt. Anschließend wurde der verbleibende Rückstand im Vakuumtrockenschrank beiThe temperature was held for 30 min. The precipitated polymer was filtered off and exactly 100 ml of the filtrate were filled into a previously tared 250 ml single-necked flask. The solvent was removed from this on a rotary evaporator. The remaining residue was then added to the vacuum drying cabinet
30 80°C/200 Torr für 2 h getrocknet. Nach dem Erkalten wurde ausge¬ wogen.30 80 ° C / 200 torr dried for 2 h. After cooling, the mixture was weighed out.
Der xylollösliche Anteil ergibt sich aus g x 500 x 100The xylene-soluble portion results from g x 500 x 100
35 XL G x V35 XL G x V
XL = xylollöslicher Anteil in % g = gefundene Menge G = Produkteinwaage 40 V = Volumen der eingesetzten FiltratmengeX L = xylene-soluble fraction in% g = quantity found G = product weight 40 V = volume of the amount of filtrate used
45
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Figure imgf000015_0002
45
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Claims

Patentansprücheclaims
Verfahren zur Herstellung von Propen/But-1-en-Copolymeren, wobei das molare Verhältnis von Propen zu But-l-en im Bereich von 10.000 : 1 bis 4 : 1 liegt, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen im Bereich von 50 bis 120°C kontinuier¬ lich polymerisiert und als Katalysatorsysteme solche verwendet, die als aktive BestandteileProcess for the preparation of propene / but-1-ene copolymers, the molar ratio of propene to but-1-ene being in the range from 10,000: 1 to 4: 1, characterized in that at temperatures in the range from 50 to Polymerized 120 ° C continuously and used as catalyst systems those which are active ingredients
A) Metallocenkomplexe der allgemeinen Formel IA) Metallocene complexes of the general formula I
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0001
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:in which the substituents have the following meaning:
M Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oder Tantal,M titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum,
X Fluor, Chlor, Brom, Iod, Wasserstoff,X fluorine, chlorine, bromine, iodine, hydrogen,
Ci- bis Cio-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkyl¬ aryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest, -OR12 oderCi to Cio alkyl, C 6 to C 15 aryl, alkyl aryl having 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in the aryl radical, -OR 12 or
-NR12R13,-NR12R13,
wobeiin which
R12 und R13 Ci- bis Cio-Alkyl, C6- bis Cι5-Aryl, Alkyla¬ ryl, Arylalkyl, Fluoralkyl oder Fluoraryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest bedeuten, R1 und R7 Ci- bis Cio-Alkyl oder Cζ- bis Ci5~Aryl,R 12 and R 13 are C 1 to C 10 alkyl, C 6 to C 5 aryl, alkyla ryl, arylalkyl, fluoroalkyl or fluoroaryl each having 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in the aryl radical , R 1 and R 7 are Ci- to Cio-alkyl or Cζ- to Ci5 ~ aryl,
R2 und R8 Wasserstoff, Cι~ bis Cio-Alkyl, 5- bis.R 2 and R 8 are hydrogen, Cι ~ to Cio-alkyl, 5- to.
7-gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein Cι~ bis Cio-Alkyl als Substituent tragen kann, oder Si(R14)3 mit7-membered cycloalkyl, which in turn can carry a C ~ to Cio-alkyl as a substituent, or Si (R 14 ) 3 with
R14 Ci- bis Cio-Alkyl oder C3- bis Cio-CycloalkylR 14 Ci to Cio alkyl or C 3 to Cio cycloalkyl
R3 bis R5 undR 3 to R 5 and
R9 bis Rn Wasserstoff, Cι~ bis Cι0-Alkyl, 5- bisR 9 to R n are hydrogen, C 1 to C 0 alkyl, 5 to
7-gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein Cι~ bis Cio-Alkyl als Substituent tragen kann, Cζ- bis Cis-Aryl oder Arylalkyl, wobei gegebenenfalls auch zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen können, oder Si(R15)3 mit7-membered cycloalkyl, which in turn can carry a C 1 -C to -alkyl as a substituent, Cζ- to cis-aryl or arylalkyl, where optionally two adjacent radicals together can represent cyclic groups having 4 to 15 C atoms, or Si (R 15 ) 3 with
R15 Ci- bis Cio-Alkyl, C6- bis Cι5-Aryl oderR 15 Ci to Cio alkyl, C 6 to C 5 aryl or
C3- bis Cio-Cycloalkyl,C 3 - to Cio-cycloalkyl,
oder wobeior where
R2 und R3 gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen,R 2 and R 3 together represent cyclic groups containing 4 to 15 carbon atoms,
oder wobeior where
R8 und R9 gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen,R 8 and R 9 together represent cyclic groups containing 4 to 15 carbon atoms,
R15 R" R15 R15R15 R "R15 R 15
R6 M1 • M1- M1 Ml CR217 ,R 6 M 1 • M 1 - M 1 Ml CR 2 1 7 ,
Rl6 Rl6 Rl6 Rl6Rl6 Rl6 Rl6 Rl6
R15 R15 R15 R15 R 15 R 15 R15 R15
0 Ml C C 0 ml CC
R16 Ri6 Rl6 R16R 16 R i6 Rl6 R 16
= BR15, = AlRl5, -Ge-, -Sn-, -O-, -S-, = SO,= BR 15 , = AlRl 5 , -Ge-, -Sn-, -O-, -S-, = SO,
= S02, = NR15, = CO, = PR15 oder = P(0)Ri5 ist, wobei Ri 5, R16 und R11 gleich oder verschieden sind und ein Wasser¬ stoffatom, ein Halogenatom, eine Cι-Cιo-Alkylgruppe, eine Cι-Cιo-Fluoralkyl- gruppe, eine Cβ-Cio-Fluorarylgruppe, eine= S0 2 , = NR 15 , = CO, = PR 15 or = P (0) Ri 5 , wherein R i 5 , R 16 and R 11 are the same or different and a hydrogen atom, a halogen atom, a Cι-Cιo-alkyl group, a Cι-Cιo-fluoroalkyl group, a Cβ-Cio-fluoroaryl group, one
C6~Cιo-Arylgruppe, eine Cι-Cι0-Alkoxygruppe, eine C2-Cιo~Alkenylgruppe, eine C7-C4o~Aryl- alkylgruppe, eine Cβ-Cήo-Arylalkenylgruppe oder eine C7-C4o*~Alkylarylgruppe bedeuten oder R15 und Ri 6 oder R15 und Rl 7 jeweils mit den sie verbindenden Atomen einen Ring bil¬ den, undC 6 ~ Cιo aryl group, a Cι -Cι 0 alkoxy group, a C 2 -Cιo ~ alkenyl group, a C 7 -C 4 o ~ arylalkyl group, a Cβ-Cήo-arylalkenyl group or a C 7 -C 4 o * or R 15 and R i 6 or R 15 and R l ~ alkylaryl 7 each bil¬ with the atoms connecting them to a ring, and
Mα Silicium, Germanium oder Zinn istM α is silicon, germanium or tin
enthalten,contain,
B) eine metalloceniumionenbildende Verbindung undB) a compound forming metallocenium ions and
C) gegebenenfalls eine Aluminiumverbindung der allgemeinen Formel IIC) optionally an aluminum compound of the general formula II
AlRl8Rl9R20 IIAlR l8 R l9 R 20 II
in derin the
Rl8 bis R20 für Fluor, Chlor, Brom, Jod oder Cι~ bis Cι2-Alkyl stehen.Rl 8 to R 20 are fluorine, chlorine, bromine, iodine or -C ~ to -C 2 alkyl.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das molare Verhältnis von Propen zu But-l-en im Bereich von 50 : 1 bis 5 : 1 liegt.2. The method of claim 1, wherein the molar ratio of propene to but-1-ene is in the range of 50: 1 to 5: 1.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß man bei Temperaturen im Bereich von 60 bis 100°C kontinuierlich polymerisiert.3. Process according to claims 1 to 2, characterized gekennzeich¬ net that polymerized continuously at temperatures in the range of 60 to 100 ° C.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß M in der allgemeinen Formel I für Zirkonium oder Hafnium steht.4. Process according to claims 1 to 3, characterized gekennzeich¬ net that M in general formula I represents zirconium or hafnium.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß als metalloceniumionenbildende Verbindung B) offen- kettige oder cyclische Alumoxanverbindungen der allgemeinen Formel III oder IV R21\Process according to claims 1 to 4, characterized gekennzeich¬ net that as the metallocenium ion-forming compound B) open-chain or cyclic alumoxane compounds of the general formula III or IV R21 \
Al-f- 0 Al-i R2 ! II IAl-f- 0 Al-i R 2 ! II I
R21R 2 1
R21R 2 1
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
wobei R21 eine Cι~ bis C4-Alkylgruppe bedeutet und m für eine ganze Zahl von 5 bis 30 steht,where R 21 is a C 1 -C 4 -alkyl group and m is an integer from 5 to 30,
eingesetzt werden.be used.
6. Verwendung der gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 erhaltenen Copolymeren zur Herstellung von Folien oder Formkörpern.6. Use of the copolymers obtained according to claims 1 to 5 for the production of films or moldings.
7. Folien und Formkörper, erhältlich aus den gemäß den Ansprü¬ chen 1 bis 5 erhaltenen Copolymeren als wesentliche Kompo¬ nente. 7. Films and moldings obtainable from the copolymers obtained according to claims 1 to 5 as essential components.
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