BR112016009028B1 - componente de catalisador e catalisador para polimerização de olefina, e, processo para produção de um (co)polímero de olefina - Google Patents

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Abstract

COMPONENTE DE CATALISADOR E CATALISADOR PARA POLIMERIZAÇÃO DE OLEFINA, E, PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE UM (CO)POLÍMERO DE OLEFINA. São proporcionados um componente de catalisador para a polimerização de olefina que é altamente ativo, um catalisador de polimerização de olefina e um processo para a produção de um (co)polímero de olefina utilizando o catalisador. O componente de catalisador para a polimerização de olefina é caracterizado por compreender um filossilicato de troca iônica, com a seguinte propriedade 1 e de preferência adicionalmente possuindo ainda a seguinte propriedade 2, etc. Propriedade 1: em uma curva de distribuição dos poros calculados pelo método de análise BJH utilizando uma isotérmica de adsorção determinada por um método de adsorção de nitrogênio, a soma dos volumes de poros cada um tendo um diâmetro de 2 a 10 nm corresponde a 60 a 100% do volume total de mesoporos. Propriedade 2: em difratômetro de raios-X (XRD), o filossilicato de troca iônica dá um padrão de difração que tem um pico (m) a um 2^ de 19,6 a 20,0 graus, e quando o pico (m) tem uma intensidade de pico (M), não existe pico (i), exceto o pico (m) em um 2^ de 15 a 25 graus ou se houver um pico (i) nos 2^ de 15 a 25 graus, o pico (i)(...).

Description

Campo Técnico
[001] A presente invenção refere-se a um componente de catalisador para a polimerização de olefina, um catalisador para a polimerização de olefina e um processo para produzir um (co)polímero de olefina utilizando o catalisador. Mais particularmente, a invenção refere-se a um componente de catalisador para a polimerização de olefina, que inclui um filossilicato de troca iônica tendo uma estrutura específica, um catalisador para a polimerização de olefina e um processo para produzir um (co)polímero de olefina utilizando o catalisador.
Fundamentos da Técnica
[002] Os catalisadores para a polimerização de olefina são conhecidos na qual uma argila, argila mineral, ou um composto lamelar de troca iônica é utilizado como um componente de catalisador (ver, por exemplo, o documento de patente 1). No campo técnico de catalisadores de polimerização de olefina em que uma argila, argila mineral, ou um composto lamelar de troca iônica é utilizado como um componente de catalisador, tem havido um problema de melhorias na atividade catalítica e vários meios para resolver o problema têm sido propostos (ver, por exemplo, documentos de patente 2 a 4). Por exemplo, um catalisador para a polimerização de olefina é conhecido na qual uma argila, argila mineral, ou um composto lamelar de troca iônica que tenha sido submetido a um tratamento com ácido, um tratamento de sal, ou um tratamento químico realizado na presença de ambos, um ácido e um sal é incluído como um componente de catalisador.
[003] Também conhecido é um método em que um filossilicato de troca iônica que tenha sido tratado com um ácido de alta concentração, a fim de modificar a estrutura de poro dos mesmos, é usado como um componente de catalisador para a polimerização de olefina (ver, por exemplo, documento de patente 5) . De acordo com este método, por tratamento de um filossilicato de troca iônica com um ácido de alta concentração, poros com um tamanho grande podem ser formados. Ao utilizar o filossilicato de troca iônica assim tratado como um componente de catalisador, polímeros que possuem propriedades melhoradas de partículas são obtidos e uma melhoria da atividade catalítica é atingida.
[004] Outras técnicas em que um filossilicato de troca iônica tendo uma estrutura específica é usado são conhecidas (ver, por exemplo, documentos de patentes 6 a 8).
[005] Além disso descritas como técnicas em que a atenção é dirigida para uma estrutura específica de um filossilicato de troca iônica são uma em que a quantidade de microporos em um filossilicato de troca iônica foi especificada e um em que um filossilicato de troca iônica é tratado quimicamente com um ácido inorgânico para eliminar átomos de metal a partir dos mesmos a uma taxa específica (ver documentos de patente 9 e 10).
[006] Estas técnicas dizem respeito a um filossilicato de troca iônica altamente ativo obtido por tratamento químico de um filossilicato de troca iônica, enquanto controla a ação de intumescimento, que é uma das características do mesmo, para aumentar assim as superfícies de tratamento e aumentar a quantidade de microporos possuindo um diâmetro pequeno.
[007] No entanto, os componentes de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com as técnicas propostas até agora são ainda insuficientes em atividade, e uma melhoria tecnológica é desejada.
Documentos da Técnica Anterior Documentos de Patente
[008] Documento de Patente 1: JP-A-5-301917
[009] Documento de Patente 2: JP-A-7-309907
[0010] Documento de Patente 3: JP-A-8-127613
[0011] Documento de Patente 4: JP-A-10-168109
[0012] Documento de Patente 5: JP-A-2002-037812
[0013] Documento de Patente 6: JP-A-2002-088114
[0014] Documento de patente 7: JP-A-2003-105015
[0015] Documento de patente 8: JP-A-2003-252924
[0016] Documento de patente 9: JP-A-2012-214745
[0017] Documento de patente 10: JP-A-2012-206910
Sumario da Invenção Problema que a Invenção quer resolver
[0018] Um objeto da invenção, tendo em conta as circunstâncias e os problemas das técnicas da técnica anterior, é o de proporcionar um componente de catalisador altamente ativo para a polimerização de olefina, um catalisador de polimerização de olefina e um processo para a produção de um (co)polímero de olefina utilizando o catalisador.
Meios para Resolver o Problema
[0019] Existem ainda diversos pontos pouco claros sobre a estrutura dos poros de um filossilicato de troca iônica e relativos ao desempenho do filossilicato como um componente de catalisador para a polimerização de olefina, e tem havido ambiente para investigações a ser feitas na estrutura de poros de um filossilicato de troca iônica de modo a obter um componente de catalisador mais ativo para a polimerização.
[0020] Os presentes inventores, portanto, diligentemente foram feitas investigações de forma a realizar o objeto. Como um resultado, os inventores descobriram que, em casos em que um filossilicato de troca iônica tendo uma estrutura específica é utilizado como um componente de catalisador para a polimerização de olefina, a atividade catalítica melhora notavelmente. Mais especificamente, os presentes inventores descobriram que, em casos em que um filossilicato de troca iônica em que a quantidade de microporos específicos responde por 60 a 100% da quantidade total de poros é utilizada como um componente de catalisador para a polimerização de olefina, a atividade catalítica melhora notavelmente. A presente invenção foi completada com base nessa descoberta.
[0021] De acordo com uma primeiro aspecto da presente invenção, um componente de catalisador para a polimerização de olefina é fornecido, o componente de catalisador sendo caracterizado por compreender um filossilicato de troca iônica, com a seguinte propriedade 1.
[0022] Propriedade 1: em uma curva de distribuição dos poros calculada pelo método de análise BJH usando uma isotérmica de adsorção determinada por um método de adsorção de nitrogênio, a soma dos volumes de poros cada um tendo um diâmetro de 2 a 10 nm corresponde a 60 a 100% do volume total de mesoporos.
[0023] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, o componente de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com a primeira invenção é proporcionado, o componente de catalisador sendo caracterizado pelo fato do filossilicato de troca iônica ainda tem a seguinte propriedade 2.
[0024] Propriedade 2: no difratômetro de raios-X (XRD), o filossilicato de troca iônica dá um padrão de difração que tem um pico (m) a um 2θ de 19,6 a 20,0 graus, e quando o pico (m) tem uma intensidade de pico (M), não existe pico (i), exceto o pico de (m) em um 2θ de 15 a 25 graus, ou há um pico (i) no 2θ de 15 a 25 graus e o pico (i) tem uma intensidade de pico (I) que satisfaz a relação com a intensidade de pico (M): 0 <( I / M) <1,6, com a condição de que pode haver vários picos (i) e no caso em que existem múltiplos (n) picos (i), a soma das proporções da intensidade de pico (In) dos respectivos n picos para a intensidade de pico (M), In/M, satisfaz a 0 <[soma de (In/M)] <1,6.
[0025] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, o componente de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com a primeira ou a segunda invenção é fornecido, o componente de catalisador a ser caracterizado pelo fato de o filossilicato de troca iônica ainda tem a seguinte propriedade 3, Propriedade 3: uma área superficial específica é de 325 m2/g ou maior.
[0026] De acordo com uma quarta aspecto da presente invenção, o componente de catalisador para a polimerização de olefinas de acordo com qualquer um da primeira a terceira invenção é fornecido, o componente de catalisador sendo caracterizado pelo facto do filossilicato de troca iônica é um silicato que pertence a um grupo de esmectita.
[0027] De acordo com um quinto aspecto da presente invenção, o componente de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com a primeira à quarta invenção é fornecido, o componente de catalisador sendo caracterizado pelo fato do filossilicato de troca iônica é montmorilonita.
[0028] De acordo com uma sexta aspecto da presente invenção, o componente de catalisador para a polimerização de olefinas de acordo com o primeiro â quinta invenção é fornecido, o componente de catalisador sendo caracterizado pelo fato do filossilicato de troca iônica foi submetido a um tratamento ácido com um ácido inorgânico ou um ácido orgânico, e 10 a 65% em moles de principais cátions de metais das folhas octaédricas que constituem o filossilicato de troca iônica foram eliminados por tratamento ácido.
[0029] De acordo com um sétimo aspecto da presente invenção, o componente de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com a sexta invenção é fornecido, o componente de catalisador sendo caracterizado em que os principais cátions de metais das folhas octaédricas são alumínio.
[0030] De acordo com um oitavo aspecto da presente invenção, um catalisador para a polimerização de olefina é fornecido, o catalisador compreendendo o seguinte componente (a) e o componente (b), e opcionalmente compreendendo o seguinte componente (c), componente (a): um composto de metaloceno de um metal de transição pertencendo ao grupo 4 da tabela periódica, componente (b): o componente de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com qualquer uma das primeira à sétima invenção, e componente (c): um composto de organoalumínio.
[0031] De acordo com um nono aspecto da presente invenção, um processo para produzir um (co)polímero de olefina é fornecido, o processo compreendendo a polimerização ou copolimerização de um ou mais tipos de olefinas usando o catalisador para a polimerização de olefina de acordo com a oitava invenção.
Efeito da Invenção
[0032] O componente de catalisador para a polimerização de olefinas da presente invenção inclui um filossilicato de troca iônica, com um grande número de poros com um tamanho suficiente para a difusão de uma espécie catiônica que é um precursor para os locais ativos e são produzidos a partir de um composto de metal de transição, e tendo submetido a um ainda tratamento químico. Ao utilizar este componente de catalisador para a polimerização de olefina, um aumento no número de sítios ativos é alcançado e um (co)polímero de olefina pode ser produzido com elevada atividade.
Breve Descrição dos Desenhos
[0033] A Figura 1 é um gráfico que mostra uma curva de distribuição de poros para um filossilicato de troca iônica (Exemplo 1) como um componente de catalisador para a polimerização de olefina da presente invenção.
[0034] A Figura 2 é um gráfico que mostra uma curva de distribuição de poros para o filossilicato de troca iônica do Exemplo Comparativo 1.
[0035] A Figura 3 é um gráfico que mostra uma curva de distribuição de poros para o filossilicato de troca iônica do Exemplo Comparativo 6.
Modos para Realizar a Invenção
[0036] A presente invenção é explicada abaixo em detalhe. (1) Componente de catalisador para a polimerização de olefina (1) Propriedade 1 do filossilicato de troca iônica
[0037] Um filossilicato de troca iônica com a seguinte propriedade 1 é utilizado como ou no componente de catalisador para a polimerização de olefina da presente invenção.
[0038] Propriedade 1: em uma curva de distribuição dos poros calculada pelo método de análise BJH usando uma isotérmica de adsorção determinada por um método de adsorção de nitrogênio, a soma dos volumes de poros cada um tendo um diâmetro de 2 a 10 nm corresponde a 60 a 100% do volume total de mesoporos.
[0039] Um método para determinar o diâmetro do poro e o volume do poro por um método de adsorção de nitrogênio é mostrado abaixo.
[0040] No que se refere à quantidade de um gás que é adsorvido sobre um sólido, o potencial de interação de adsorção pode ser pensado para ser substancialmente constante quando a temperatura é constante e o sólido e o gás foram fixados. Por conseguinte, a quantidade de adsorção é expressa como uma função da pressão por si só, e esta relação é geralmente chamada de uma isotérmica de adsorção.
[0041] Na invenção, o gás nitrogênio, que é o gás mais comum para utilização em avaliar as distribuições de poro, é utilizado como um gás de adsorbato, e o filossilicato foi examinado à temperatura líquida de nitrogênio (temperatura, 77 K) e as pressões relativas P/P0 (P0 indica pressão atmosférica) na faixa de 0,025 a 0,995 para determinar uma isotérmica de adsorção.
[0042] Para calcular o volume de poros com um tamanho dentro do intervalo especificado na presente invenção, é feito uso de uma isotérmica de adsorção obtida quando a pressão relativa é elevada. O método de análise BJH é o mais comum, tal como um método para calcular as distribuições dos poros, e este método é empregado na presente invenção. Os gráficos que mostram as curvas de distribuição dos poros obtidos pelo método BJH são exibidos em relação a um Exemplo e Exemplos Comparativos que serão descritos depois (Figuras 1 a 3).
[0043] Na invenção, o termo "mesoporos" significa poros cada um tendo um diâmetro de 2 a 50 nm, de acordo com a definição pela IUPAC. Usando cada curva de distribuição dos poros, a soma dos volumes dos poros foi determinada relativamente aos poros com um diâmetro de 2 a 10 nm e poros com um diâmetro de 2 a 50 nm.
[0044] O filossilicato de troca iônica da invenção é caracterizado pelo fato de uma curva de distribuição dos poros calculados pelo método de análise BJH usando uma isotérmica de adsorção determinada pelo método de adsorção de nitrogênio, a soma (cm3/g) dos volumes de poros com um diâmetro na faixa de 2 a 10 nm corresponde a 60 a 100% da soma dos volumes de poros com um diâmetro na faixa de 2 a 50 nm, isto é, mesoporos, (volume total de mesoporos) (cm3/g).
[0045] Os tamanhos de 2 a 10 nm em termos de diâmetro são pensados corresponder às bordas do filossilicato de troca iônica. A característica, em que o volume de poros com um tamanho em que as contas variam a 60 a 100% do volume total de mesoporos indica que as partes da borda foram tratadas de forma mais uniforme, no caso em que um tratamento químico foi realizado, em comparação com conhecidos filossilicatos de troca iônica. Além disso, é pensado que neste filossilicato de troca iônica, tais partes de borda têm porções que podem proporcionar locais ativos (sítios ácidos) para polimerização de olefinas.
[0046] Por conseguinte, um filossilicato de troca iônica tendo uma tal estrutura, pode ser um componente de catalisador de polimerização de olefina com uma atividade mais elevada do que os filossilicatos de troca iônica conhecidos em que a proporção de microporos é baixa.
[0047] O filossilicato de troca iônica tendo uma estrutura deste tipo especial de poro pode ser obtido a partir de um filossilicato de troca iônica de matéria-prima que, quando submetido a um tratamento químico que envolve eluição do átomo de metal do mesmo, sofre mais ainda a eluição do metal de cada uma das camadas que constituem o silicato. Alternativamente, o filossilicato de troca iônica desejada pode ser obtido utilizando a matéria- prima.
[0048] No filossilicato de troca iônica da invenção, a proporção da soma dos volumes de poros com um diâmetro de 2 a 10 nm determinada pelo método de adsorção de nitrogênio à soma dos volumes de mesoporos é de 60 a 100%, de preferência 61 a 95%, mais preferivelmente 62 a 90%, ainda mais preferencialmente 63 a 87%, mais preferencialmente 63 a 85%.
[0049] No caso em que a proporção da soma dos volumes de poros com um diâmetro de 2 a 10 nm e o volume total de mesoporos é inferior a 60%, a atividade é pensada ser mais baixa. Enquanto isso, nos casos em que as partículas têm microporos como os únicos poros, estas partículas têm uma resistência mais elevada de partícula uma vez que há um maior número de pontos de contato entre as partículas de argila do que no caso em que os poros grandes estejam presentes em certo grau. É desejável que as partículas de filossilicato de troca iônica devem gradualmente se desintegrar com o progresso da formação de polímero na polimerização de olefina, mostrando assim a elevada atividade para fazer a polimerização se realizar, e deve dispersar uniformemente no polímero. No entanto, partículas de alta resistência são menos aptas a desintegrar-se, e, por conseguinte, apresentam atividade reduzida e venham a ser desigualmente presentes no polímero. Por conseguinte, a utilização de partículas de alta resistência pode proporcionar um polímero que tem propriedades do pó prejudicadas ou provoca problemas em etapas de processamento e de moldagem.
[0050] Por conseguinte, é mais desejável que a proporção da soma dos volumes de poros com um diâmetro de 2 a 10 nm e o volume total de mesoporos deve ser 85% ou menos. (2) Propriedade 2 do filossilicato de troca iônica
[0051] É preferível que o filossilicato de troca iônica a ser utilizado como ou no componente de catalisador para a polimerização de olefina da presente invenção deve ter as seguintes propriedades 2 além da propriedade 1. Propriedade 2: no difratômetro de raios-X (XRD), o filossilicato de troca iônica dá um padrão de difração que tem um pico (m) a um 2θ de 19,6 a 20,0 graus, e quando o pico (m) tem uma intensidade de pico (M), não existe pico (i), exceto o pico de (m) em um 2θ de 15 a 25 graus, ou há um pico (i) no 2θ de 15 a 25 graus e o pico (i) tem uma intensidade de pico (I) que satisfaz a relação com a intensidade de pico (M): 0 <( I / M) <1,6, com a condição de que pode haver vários picos (i) e no caso em que existem múltiplos (n) picos (i), a soma das proporções da intensidade de pico (In) dos respectivos n picos para a intensidade de pico (M), In/M, satisfaz a 0 <[soma de (In/M)] <1,6.
[0052] Propriedade 2 indica o grau em que as impurezas são contidas no filossilicato de troca iônica da invenção.
[0053] Em XRD, o pico (m) que aparece no intervalo 2θ de 19,6 a 20.0 graus indica a presença de um componente do filossilicato de troca iônica que é necessário para o silicato para exibir o desempenho de um catalisador de polimerização de olefinas. Exemplos do componente incluem micas, vermiculitas e esmectitas. Preferidos destes são micas e esmectitas. Especialmente preferidas são esmectitas. Das esmectitas, montmorilonita e beidelita são preferidos, e montmorilonita é especialmente preferida.
[0054] O pico (m) indica o plano cristalino (020) e/ou plano cristalino (110) de um filossilicato de troca iônica de uma espécie pertencente aos minerais.
[0055] Entretanto, qualquer pico (i) exceto o pico (m) (excluindo o pico (m)) na faixa 2θ de 15 a 25 graus é pensado indicar um componente que não é um componente do filossilicato de troca iônica que é necessário para o silicato exibir o desempenho de um catalisador de polimerização de olefina. A saber, o pico (i) é pensado indicar a presença de um componente contido como uma assim chamada impureza. Os inventores, portanto, descobriram que, nos casos em que o pico (i) é ausente ou quando o pico (i) está presente e a razão entre a intensidade (I) deste pico (i) e a intensidade (M) do pico (m), I/M, satisfaz a relação 0<(I/M)<1,6 0, em seguida, alto desempenho pode ser mantido.
[0056] No caso em que o pico (I) está ausente, a razão da intensidade (I/M) entre o pico (i) e o pico (m) é 0. Há casos em que apenas um pico (i) está presente ou quando múltiplos picos (i) estão presentes. No caso em que apenas um pico (i) está presente, a razão de intensidade (I/M) é o valor de (I/M) determinado em relação ao pico. No caso de múltiplos picos (i), as razões (In/M) entre as intensidades (In) dos respectivos picos (i)n e a intensidade (M) do pico (m) são determinadas e resumidas. Por exemplo, no caso em que existem três picos, a razão da intensidade do pico (I/M) é como se segue.
[0057] No caso em que os picos têm, respectivamente, as intensidades (I1), (I2) e (I3), um número representado por (I/M) pode ser determinado utilizando a seguinte expressão matemática. {(I1/M)+(I2/M)+(I3/M)}
[0058] Um limite inferior desejável da razão da intensidade (I/M) é 0. O limite inferior da mesma é de preferência de 0,001, mais preferivelmente de 0,01, ainda mais preferencialmente de 0,05, especialmente de preferência de 0,1, mais preferivelmente 0,5. Enquanto isso, um limite superior desejável da razão da intensidade (I/M) é de 1,6, e o limite superior é, de preferência 1,4, com maior preferência 1,2, ainda mais de preferência 1,0, com especial preferência 0,95, com maior preferência 0,9.
[0059] Em seguida, um método de medição de XRD para determinar a razão e um método para determinar as intensidades do pico a partir dos resultados da medição são explicados.
[0060] Uma medição de XRD foi feita usando uma linha Cu-Kα (obtida utilizando uma placa de absorção de Kβ) como uma fonte de raios-X sob as condições de uma voltagem do tubo de 40 kV e uma corrente no tubo de 30 mA. Foi utilizado um sistema óptico de focagem. Outras condições incluíram uma fenda de divergência de 2/3 graus, fenda de espalhamento de 2/3 graus, fenda de recebimento de 0,300 mm, modo de digitalização de digitalização 2θ/θ, faixa de varredura 2θ de 3.0000 a 550000 graus, intervalo da etapa do ângulo de 0,0200 graus, e taxa de digitalização de 4,0000 graus/min.. Um contador de cintilação foi usado como um detector, e um suporte feito de vidro e tendo uma profundidade de 0,2 mm foi usado como um suporte para a amostra. Difratômetro de raios-X Smartlab, fabricado por Rigaku Corp., foi utilizado como o aparelho.
[0061] Um procedimento para determinar as intensidades dos picos a partir dos resultados de medição assim obtidos é explicado abaixo.
[0062] Uma intensidade de difração de raios-X é obtida em termos da contagem em relação a 2θ indicado pelo contador de cintilação. Uma linha de base para a intensidade de difração é determinada da seguinte maneira. No que se refere a cada um dos valores 2θ de 15 graus e 25 graus, uma intensidade média para a faixa periférica de ± 0.1° (uma média de 11 pontos desde a etapa de ângulo é de 0,02 graus) é determinada. Estes valores médios são tomados, respectivamente, como as intensidades em 2θ de 15 graus e 25 graus. Uma linha reta é desenhada de modo a ligar estes dois pontos, e esta linha reta é tomada como a linha de base.
[0063] Se algum pico de difração atribuível à amostra apareceu na faixa de 2θ de 15 ± 0,1 graus ou 25 ± 0,1 graus, uma posição livre de pico 2θ é selecionada em uma área de vários graus periférica de modo a evitar que o pico, e uma intensidade para a linha de base é determinada com relação a esta posição 2θ. Aliás, para avaliar se um pico está presente ou não, é feita utilização de um método em que as intensidades de difração medidas são traçadas contra 2θ na faixa de 14 a 26 graus, e uma pesquisa de pico pelo método de máxima local em que o número de pontos é 20 é aplicado ao mesmo.
[0064] Intensidades de difração a partir do qual a linha de base foi subtraída são representados graficamente contra 2θ na faixa de 15 a 25 graus, e a trama é sujeita a uma pesquisa de pico pelo método de máxima local em que o número de pontos é de 20 e o valor limite é de 20% (nenhum máximo com uma intensidade inferior a 20% do maior valor de intensidade não é considerado como um pico).
[0065] A intensidade de um pico na faixa de 2θ de 19,6 a 20.0 graus obtidos pela pesquisa é tomada como a intensidade (M) do pico (m), e todos os picos na faixa de 2θ de 15 a 25° exceto o pico (m) são tomados como picos (i) e a intensidade do mesmo é considerada como a intensidade (I) dos picos (i).
[0066] Exemplos dos picos presentes faixa 2θ de 15 a 25 graus incluem o seguinte.
[0067] Exemplos dos mesmos incluem ilita (2θ = 16 a 17 graus), crisotila (2θ = 19,1 a 19,5 graus), talco (2 θ = 19,3 a 19,5 graus), dicalita (2θ = 18 a 19 graus), nacrolita (2θ = 18 a 19 graus), clorita (2θ = 18 a 19 graus), haloisita (2θ = 20,0 a 20,5 graus), quartzo (2θ = 20,6 a 21,0 graus), cristobalita (2θ = 21,6 a 22 graus ), calcita (2θ = 22,8 a 23,3 graus), e caulinita (2θ = 24,7 a 25 graus). (3) Propriedade 3 do filossilicato de troca iônica
[0068] É mais preferível que o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção deve ter a propriedade 3, isto é, ter uma área superficial específica de 325 m2/g ou maior, além de propriedade 1 ou além propriedade 1 e propriedade 2.
[0069] A área superficial específica indica uma extensão espacial necessária para um precursor do local ativo a ser suportado pelo filossilicato de troca iônica e tornar locais ativos para provocar reações de polimerização a prosseguir. Maiores áreas superficiais específicas são preferidas. Nos casos em que o filossilicato de troca iônica tem uma grande área superficial específica, um precursor do local ativo é suportado no mesmo em uma quantidade suficiente e superfícies de reação provocam reações de polimerização para prosseguir no mesmo podem ser suficientemente asseguradas, resultando numa melhoria adicional na atividade. Entretanto, no caso em que a área superficial específica do mesmo é demasiada grande, existe uma possibilidade de que as partículas possam ser tão frágeis que a forma do mesmo não pode ser mantida, resultando em propriedades do pó prejudicada. Além disso, existe uma possibilidade de que o catalisador pode ser esmagado ou desintegrado durante a polimerização provocando a ocorrência de partículas finas ou de aglomerados, o que leva a uma diminuição na estabilidade de operação da planta.
[0070] Um limite inferior para a área superficial específica do mesmo é, desejavelmente, de 150 m2/g, preferencialmente 200 m2/g, mais preferivelmente 280 m2/g, ainda mais preferivelmente 325 m2/g, especialmente de preferência de 330 m2/g, mais preferivelmente 350 m2/g. Enquanto isso, não há nenhum limite superior particular sobre a área superficial específica do mesmo. No entanto, um limite superior do mesmo é de preferência de 600 m2/g, mais preferivelmente 580 m2/g, ainda mais preferivelmente 550 m2/g, especialmente de preferência de 500 m2/g.
[0071] Exemplos de limites superior e inferior da área superficial específica do mesmo incluem faixas definidas por quaisquer combinações desejáveis de qualquer um dos limites mais baixos desejáveis com qualquer um dos limites superior desejáveis. Por exemplo, essas faixas são 325 a 550 m2/g, 330 a 500 m2/g, 350 a 500 m2/g, 200 a 600 m2/g, 350 a 580 m2/g, 280 a 550 m2/g, e 325 a 550 m2/g.
[0072] Filossilicatos de troca iônica que ocorrem naturalmente têm uma relativamente pequena área superficial específica de cerca de 0,1 a 140 m2/g, de preferência cerca de 0,1 a 90 m2/g. No entanto, a área superficial específica do mesmo pode ser aumentada pelo tratamento químico, que será descrito mais tarde.
[0073] Área superficial específica foi determinada por sujeição de uma isotérmica de adsorção obtido do modo descrito acima para a análise BET multiponto. Em geral, a análise é feita em relação a uma faixa que corresponde a pressões relativas P/P0 (P0 é a pressão atmosférica) de cerca de 0,05 a 0,35 e em que é obtida uma linha reta satisfatória. Tal faixa de análise foi determinada ao examinar a análise BET. (4) Propriedade 4 do filossilicato de troca iônica
[0074] É preferível que o filossilicato de troca iônica a ser utilizado como ou no componente de catalisador para a polimerização de olefina da invenção deve ainda ter a seguinte propriedade 4.
[0075] É preferível que o filossilicato de troca iônica a ser utilizado na presente invenção deve ser um filossilicato de troca iônica que satisfaz a seguinte como propriedade 4.
[0076] Nos casos em que os teores de Si, Al, Mg, Fe, e Na determinados por análise de raios-X fluorescente e os teores de Ca e K determinados por espectroscopia de emissão de ICP são usados para determinar os valores de x e y, que indicam as proporções em número de átomos (os números inferiores afixados a símbolos do elemento) na fórmula geral (M+, M2+i/2)x+y(Y3+2-y, Y2+y)(SÍ4—x,Alx)Oio(OH)2^nH2O, que representa a composição química da esmectita dioctaédrica, para completar a fórmula geral, então é preferível que a proporção entre a quantidade do componente Si na fórmula (Si(s)) e a quantidade total do componente Si determinado ( Si(t)), Si(s)/Si(t), deve ser 0,50 a 1.
[0077] A fórmula geral que representa a composição química da esmectita dioctaédrica é dada na página 65 em Nendo Handobukku, 3a edição (The Clay Science Society of Japan; Gihodo Shuppan Co., Ltd.; publicado em 30 de abril de 2009). O Si(s) indica que o componente Si derivado do componente de esmectita dioctaédrica contida no filossilicato de troca iônica de matéria-prima. Enquanto isso, o Si(t) determinado pela análise indica a quantidade de todos os componentes de Si contidos no filossilicato de troca iônica.
[0078] No caso em que o valor determinado de Si(s) não é igual ao Si (t), isto significa que o filossilicato de troca iônica contém um componente de Si não derivado da esmectita dioctaédrica. Pensa-se que a esmectita dioctaédrica afeta o desempenho do catalisador para a polimerização de olefina, e o seu teor é pensado ser um dos fatores que governam o desempenho.
[0079] Por conseguinte, no filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção, a relação em proporção entre Si(s) e Si(t) é importante, e é preferível que a proporção de Si(s) deve ser grande. É preferível que a proporção de Si(s) para Si(t), Si(s)/Si (t), deve ser 0,50 a 1.
[0080] Um limite inferior desejável da faixa é 0,50, e o limite inferior é de preferência 0,55, com maior preferência 0,60, ainda mais preferencialmente de 0,65, com especial preferência 0,70, com maior preferência 0,75. Enquanto isso, um limite superior desejável da faixa é mais preferivelmente 1, o que indica o estado de ausência de impurezas. No entanto, o limite superior pode ser de 0,98 ou 0,95, ou pode ser de 0,90. É preferível que a quantidade do componente de Si derivado da esmectita dioctaédrica, isto é, Si (s), deve ser grande.
[0081] Como Si (s) é determinado forma a fórmula geral representando uma composição química e a partir das quantidades de átomos determinados segundo os métodos mencionados acima é explicado a seguir.
[0082] O M+, M2+, Y3+ e Y2+ na fórmula geral indicam, respectivamente, os seguintes átomos. M+ indica K e Na; M2+ indica Ca; Y3+ indica Al, Fe3+, Mn3+, Cr3+ e; e Y2+ indica Mg, Fe2+, Mn2+, Ni, Zn, e Li (Nendo Handobukku, 3a edição, p.65, Gihodo Shuppan, publicado em 30 de abril de 2009).
[0083] Desses átomos, os sete átomos mencionados aqui acima, que são geralmente utilizados para expressar a composição química do dioctaedro, são utilizados como M2+, Y3+ e Y2+. Aqui, átomos de Fe são todos tratados como Fe3+. A saber, M+ indica K e Na, M2+ indica Ca, Y3+ indica Al e Fe3+, e Y2+ indica Mg.
[0084] Em primeiro lugar, as proporções em número de átomos (que incluem x e y aqui) na fórmula geral são determinadas. Na fórmula geral, as quantidades de átomos presentes e as proporções em número dos átomos da mesma têm uma relação representada pela seguinte expressão 1. No entanto, uma vez que o Si na fórmula é um componente Si derivado da esmectita, o Si é expresso aqui por Si(s). [Matemática. 1]
Figure img0001
[0085] Quando K e Na são substituídos para o M+, Ca é substituído por M2+, Fe3+ e Al são substituídos para o Y3+ e Mg é substituído por Y2+, então a seguinte expressão 2 detém. A quantidade de cada átomo presente é expresso aqui em termos do número de moles por g do filossilicato de troca iônica (mol/g). [Matemática. 2]
Figure img0002
[0086] Quando a expressão 2 é rearranjada e a equação é resolvida, então, a seguinte expressão 3 e expressão 4 são obtidas. [Matemática 3]
Figure img0003
Expressão 4
Figure img0004
[0087] A soma do Al3+ e Al na expressão 3 e na expressão 4 indica a quantidade do componente Al, que pode ser determinada através da análise. Estas expressões cada uma pode, portanto, ser reescrita da seguinte maneira. [Matemática. 4]
Figure img0005
Expressão 6
Figure img0006
[0088] Os valores de x e y podem ser determinados através da introdução na expressão 5 e na expressão 6 a quantidade de átomos que podem ser determinados através da análise.
[0089] Além disso, a quantidade do componente Si(s) a ser determinada pode ser determinada pelo rearranjo da expressão 7 derivada da expressão 2, obtendo-se assim a expressão 8, substituindo os valores obtidos utilizando as expressões 5 e 6, respectivamente, para x e y na expressão 8, e introduzindo a quantidade átomo de Mg, que pode ser determinada através da análise. [Matemática 5]
Figure img0007
Figure img0008
[0090] pela análise. Assim, Si(s)/Si(t) pode ser determinado.
[0091] A análise de raios-X fluorescente pode ser realizada, por exemplo, da seguinte maneira.
[0092] A amostra é queimada a 700°C por 1 hora. Uma porção de 0,5 g é depois levada para fora do mesmo e misturada com 4,5 g de Li2B4O7 como um fluxo e 0,03 g de KBr como um agente de liberação, e contas de vidro são produzidas a partir dos mesmos.
[0093] A amostra assim preparada é submetida à análise quantitativa com um analisador XRF (por exemplo, ZSX-100e, fabricado por Rigaku Industrial Corp) pelo método da curva de calibração.
[0094] Enquanto isso, na espectroscopia de emissão ICP, ácido sulfúrico e ácido fluorídrico são adicionados à amostra que foi queimada a 700°C durante 1 hora, e a mistura é aquecida para dissolver a amostra. Em seguida, esta solução é examinada com um ICP-OES (por exemplo, ULTIMA tipo 2, fabricado por Horiba Ltd.). (5) Propriedade 5 do filossilicato de troca iônica
[0095] É preferível que o filossilicato de troca iônica a ser utilizado como ou no componente de catalisador para a polimerização de olefina da presente invenção deve ainda ter a seguinte propriedade 5.
[0096] É preferível que o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção deve ter um alto grau de substituição isomorfa. Por exemplo, nas folhas octaédricas do filossilicato de troca iônica, a razão molar entre a quantidade de Mg e Al que contém os mesmos, Mg/Al é desejavelmente 0,28 ou superior. A razão molar é, de preferência 0,28 a 3,5, mais preferivelmente 0,285 a 2,5, ainda mais preferencialmente 0,287 a 1,5, especialmente de preferência 0,29 a 1, em particular 0,292 a 0,8, mais preferencialmente 0,292a 0,5.
[0097] No caso em que algum do alumínio trivalente foi substituído pelo magnésio divalente, como mostrado acima, este filossilicato de troca iônica tem cargas de camada negativas. Os presentes inventores consideram que as taxas de camada negativas afetam o desempenho (atividade) do catalisador de metaloceno funcionando como contra-ânions para tornar as espécies de cátions de um composto de metal de transição de metaloceno (complexo), que é um precursor do local ativo para o catalisador de metaloceno, apresentar forma estável de locais ativos. Ou seja, os inventores consideram que as cargas de camada negativas têm o efeito de aumentar a atividade.
[0098] A razão molar de Mg/Al pode ser determinada a partir de uma fórmula química estrutural. A fórmula estrutural química é determinada a partir dos resultados obtidos, quantificando os átomos contidos no filossilicato de troca iônica por um método comum de análise química, tal como a análise de raios X fluorescente (XRF), ICP, ou absorciometria.
[0099] Para o cálculo, o método descrito nas páginas 272-274 de Nendo Handobukku (The Clay Science Society of Japan, Gihodo Shuppan Co., Ltd., publicada em 2009, 3a edição) é geralmente utilizado. Ao determinar uma fórmula química estrutural pelo método, o tipo de cátions em cada folha e o tipo de cátions que substituem os cátions através da substituição isomorfa são tornadas claros.
[00100] Entre os métodos de cálculo é um método utilizado frequentemente em que o número de carga de ânions é usado como uma referência. Este método de cálculo é explicado abaixo.
[00101] A proporção molecular de cada átomo determinada por análise química é multiplicada pelo número de carga do cátions contido em um óxido do átomo (no caso de Si, por exemplo, o número de carga é 4) para determinar o número de cátions, e o número total de todos os cátions é determinado.
[00102] Em seguida, a fim de determinar um coeficiente para equilibrar as taxas de cátions com as cargas aniônicas, o número de carga negativa na estrutura (O contido no mineral de argila), isto é, 22, é dividido pelo número total de cátions.
[00103] O coeficiente assim obtido é multiplicado pelo número de cátions de cada átomo obtido acima. A proporção de cada átomo contido na estrutura pode ser calculada deste modo, e uma fórmula estrutural, por conseguinte, pode ser completada. Assim, a razão molar entre o alumínio e magnésio contido na folha octaédrica, Mg/Al, pode ser determinada. (6) Propriedade 6 do filossilicato de troca iônica
[00104] É preferível que o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção deve ter propriedade 6, ou seja, ter uma soma dos volumes de mesoporos (volume total de mesoporos), tal como determinado pelo método de adsorção de nitrogênio, de 0,30 cm3/g ou maior. O volume total de mesoporos do mesmo é mais preferencialmente de 0,35 cm3/g ou superior, ainda mais preferencialmente de 0,40 cm3/g ou superior, especialmente de preferência de 0,45 cm3/g ou maior. No que se refere à quantidade máxima, o volume total de mesoporos do mesmo é de preferência de 1 cm3/g ou menos, mais preferivelmente 0,8 cm3/g ou menos, ainda mais preferivelmente 0,6 cm3/g ou menos.
[00105] Enquanto isso, a soma dos volumes de poros tendo cada um diâmetro na faixa de 2 a 10 nm é de preferência de 0,15 cm3/g ou superior, mais preferivelmente 0,20 cm3/g ou superior, ainda mais preferencialmente de 0,25 cm3/g ou maior. No caso em que o volume de tais poros é menor do que, pensa-se que uma diminuição na atividade pode resultar. Entretanto, no que se refere à quantidade máxima, o volume de poros é de preferência de 1 cm3/g ou menos, mais preferivelmente 0,8 cm3/g ou menos, ainda mais preferivelmente 0,6 cm3/g ou menos, especialmente de preferência de 0,5 cm3/g ou menos. No caso em que o volume dos poros é maior do que isso, pensa-se que este filossilicato de troca iônica pode causar a ocorrência de partículas finas ou propriedades do pó deficientes. (7) Propriedade 7 do filossilicato de troca iônica
[00106] É preferível que o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção deve ter propriedade 7, isto é, ter sítios ácidos. Um limite inferior da quantidade de sítios ácidos do mesmo, em termos da quantidade de locais fortes-ácido tendo um pKa não superior a pKa <-8,2 por g de filossilicato de troca iônica, é de preferência de 30 μmol, mais preferivelmente 50 μmol, ainda mais preferivelmente 100 μmol, especialmente de preferência de 150 μmol. A quantidade de sítios ácidos é determinada de acordo com o método descrito em JP-A-2000-158707. (8) Preparação do filossilicato de troca iônica
[00107] O filossilicato de troca iônica possuindo as propriedades descritas acima pode ser produzido pelo seguinte método.
[00108] As matérias-primas para o filossilicato de troca iônica a ser utilizado na presente invenção não estão limitados aos naturais, e podem ser sintetizados artificialmente. Exemplos de tais silicatos incluem os seguintes, os quais são mostrados em "Nendo Kõbutsu-gaku" (escrito por Haruo SHIROZU, Asakura Publishing Co., Ltd., 1995). i) Minerais em que camadas 1:1 são camadas constituintes principais, tais como minerais do grupo do caulim, incluindo dickita, nacrita, caulinita, e nacrita, os minerais do grupo serpentina incluindo crisotila, lizardita e antigorita e minerais análogos a serpentina, incluindo amesita e al- lizardita. ii) Minerais em que camadas 2:1 são camadas constituintes principais, tais como silicatos dos grupos da esmectita, incluindo montmorilonita, beidelita, nontronita, saponita, hectorita, e estevensita, silicatos do grupo da vermiculita, incluindo vermiculita, silicatos do grupo da mica, incluindo mica, ilita, sericitica, e glauconita, e minerais do grupo da clorita incluindo atapulgita, sepiolita, e paligorsquita.
[00109] Estes silicatos podem estar na forma de camadas mistas. Uma vez que muitos filossilicatos de troca iônica naturais ocorrem como os principais componentes de minerais de argila, os filossilicatos de troca iônica frequentemente contêm impurezas (os seus exemplos incluem quartzo e cristobalita). Podem ser utilizados tais silicatos contendo impurezas.
[00110] É preferível que o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção deve ser um filossilicato tendo uma estrutura do tipo 2:1. Mais preferidos são os silicatos do grupo da esmectita. Ainda mais preferido é montmorilonita.
[00111] É preferível que o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção deve ser um filossilicato, que tem uma grande quantidade de cargas da camada devido a um elevado grau de substituição isomorfa. A substituição isomórfica de um filossilicato de troca iônica significa o seguinte fenômeno como descrito na página 124 de Nendo Handobukku (The Clay Science Society of Japan; Gihodo Shuppan Co., Ltd .; publicado em 2009; 3a edição).
[00112] Um filossilicato em um sentido amplo que inclui os filossilicatos de troca iônica está configurado de folhas octaédricas formadas pela coordenação de O2- ou de OH- para íons metálicos (cátions) e folhas tetraédricas formadas pela coordenação de O2- para os íons de silício (Si4+). Os metais que podem constituir a folha octaédrica incluem alumínio, magnésio, ferro, titânio, e semelhantes, e o seu teor é, por exemplo, 5 a 30% em peso com base em todo o mineral de filossilicato de troca iônica.
[00113] Em um mineral tipo 2:1 entre os filossilicatos de troca iônica, a camada de silicato da unidade é constituída por uma estrutura configurada de duas folhas tetraédricas e uma folha octaédrica ensanduichada entre as mesmas. Em um mineral 1:1, a camada de silicato da unidade é constituída por uma estrutura configurada de uma folha tetraédrica e uma folha octaédrica, uma superfície da qual tenha sido ligada a uma superfície da folha tetraédrica. Em minerais do tipo 2:1, nos casos em que os cátions das folhas tetraédricas são Si4+ sozinhas e quando os cátions das folhas octaédricas são Al3+ sozinhas ou Mg2+ sozinha, em seguida, cada folha é eletricamente neutra e não tem nenhum custo. Em minerais do tipo 2:1, no entanto, alguns dos cátions das folhas tetraédricas e folha octaédrica têm sido geralmente substituídos por outros cátions, com um número de carga diferente, mantendo o número de íons de coordenação de O2- ou OH- inalterado. Este fenômeno é chamado de substituição isomórfica.
[00114] Devido a esta substituição isomórfica, a camada de silicato transporta cargas positivas ou principalmente negativas, e essas cargas são referidas como cargas da camada. Normalmente, um filossilicato de troca iônica tem íons permutáveis de interespaço (íons contidos entre as camadas do filossilicato de troca iônica) para neutralizar as cargas da camada. Embora o tipo destes íons permutáveis não é particularmente limitado, exemplos do solvente incluem metais alcalinos pertencentes ao Grupo 1 da tabela periódica, tais como lítio e sódio, e de metais alcalino-terrosos, pertencentes ao Grupo 2 da Tabela Periódica, tais como o cálcio e magnésio.
[00115] Exemplos do filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção incluem aqueles em que algum do Al3+ da folha octaédrica foi substituído por Mg2+ ou Fe2+ por substituição isomórfica e aqueles em que algum do Mg2+ foi substituído por Li+ por substituição isomórfica.
[00116] Para o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção, prefere-se utilizar uma matéria-prima, em que a proporção em que o Al3+ foi substituído por Mg2+ na folha octaédrica, ou seja, a razão molar entre o alumínio e o magnésio, Mg/Al, é ,285 a 3,5. A razão molar de Mg/Al é mais preferencialmente 0,29 a 3, ainda mais preferencialmente 0,295 a 2, especialmente de um modo preferido 0,3 a 1,5, de preferência 0,31 a 1 excessivamente. Além disso, a razão molar de Mg/Al é mais preferivelmente 0,315 a 0,8, especialmente 0,32 a 0,65, em particular 0,325 a 0,055.
[00117] Ao utilizar um tal filossilicato de troca iônica, um filossilicato de troca iônica que satisfaz a propriedade 5 acima descrita pode ser obtido. Os filossilicatos que foram até agora descritos como matérias-primas para os componentes de catalisador para a polimerização de olefina têm razões de Mg/Al de cerca de 0,25 a 0,27, e não tem havido casos em que um filossilicato tendo um elevado grau de substituição isomórfica é utilizado como matéria-prima.
[00118] É também possível produzir o componente de catalisador para a polimerização de olefina da invenção, submetendo o seguinte filossilicato de troca iônica para o tratamento que será mostrado mais adiante.
[00119] O filossilicato de troca iônica a ser utilizado tem uma área superficial específica de cerca de 0,1 a 140 m2/g, de preferência cerca de 0,1 a 90 m2/. Apesar de ser relativamente pequena, a área superficial do filossilicato de troca iônica pode ser aumentada com o tratamento químico, que será descrito mais adiante.
[00120] É preferível que o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção deve ser produzido usando um filossilicato de troca iônica, com a seguinte propriedade. O filossilicato de troca iônica é um em que Si(s)/Si(t) de acordo com a propriedade 4 descrita acima é 0,50 a 1.
[00121] Um limite inferior preferido de Si(s)/Si(t) é de 0,55. O limite inferior é desejavelmente de 0,60, de preferência 0,65, com especial preferência 0,70, com maior preferência 0,75, ainda mais preferencialmente de 0,80, mais preferivelmente 0,90. Entretanto, no que se refere aos limites superiores preferidos da mesma, os valores de Si(s)/Si(t), que estão perto de 1,00 são preferidos uma vez que tais valores significam que o teor de outros componentes de Si da esmectita, isto é, as impurezas, é baixo. Um seu limite superior pode ser, 0,98, ou pode ser de 0,95. É preferível que o teor do componente de Si derivado de esmectita dioctaédrica, Si(s), deve ser elevada.
[00122] Ao utilizar um tal filossilicato de troca iônica um filossilicato de troca iônica que satisfaz a propriedade 4 pode ser obtido.
[00123] É também preferível que o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção deve ser produzido usando um filossilicato de troca iônica, com a seguinte propriedade. O filossilicato de troca iônica é um em que a razão entre a intensidade do pico (m) e o pico (i), I/M, em XRD de acordo com a propriedade 2 descrita acima é 0 a 2.
[00124] Um limite inferior desejável da faixa da razão de intensidade (I/M) é de 0,001. O limite inferior da mesma é de preferência de 0,01, mais preferivelmente 0,05 e ainda mais preferencialmente de 0,1, especialmente de preferência de 0,5, mais preferivelmente 0,6. Enquanto isso, um limite superior desejável da faixa da razão da intensidade (I/M) é de 1,5. O limite superior é, de preferência 1,3, com maior preferência 1,2, ainda mais de preferência 1,0, com especial preferência 0,95, com maior preferência 0,9.
[00125] Ao utilizar um tal filossilicato de troca iônica, um filossilicato de troca iônica que satisfaz a propriedade 2 pode ser obtido.
[00126] Um filossilicato de troca iônica, que mostra as propriedades de acordo com a invenção pode também ser produzido por sujeição de um filossilicato de troca iônica a um tratamento químico.
[00127] Há vários tratamentos químicos, incluindo um tratamento ácido em que um filossilicato de troca iônica é tratado com um ácido, um tratamento alcalino em que um filossilicato de troca iônica é tratado com um álcali, e um tratamento com sal em que um filossilicato de troca iônica é tratado com um sal inorgânico.
[00128] Um único tratamento químico pode ser realizado isoladamente, ou dois ou mais tratamentos químicos podem ser realizados em combinação ou em simultâneo. É preferido conduzir um tratamento com um ácido, seguido de outro tratamento químico. É preferível que o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção deve ter sido submetido a um tratamento químico com um ácido. Mais preferencialmente, o filossilicato de troca iônica foi tratado com um ácido inorgânico, entre ácidos.
[00129] Dos tratamentos químicos de um filossilicato de troca iônica, um tratamento ácido para o tratamento do filossilicato com um ácido é explicado abaixo em detalhe. No tratamento ácido, ocorre o seguinte.
[00130] No tratamento de um filossilicato de troca iônica com um ácido, não apenas as impurezas da superfície são removidas pelo ácido, mas também os íons interespaços são eluídos e substituídos por cátions de hidrogênio. Subsequentemente, alguns dos cátions que constituem as folhas octaédricas são gradualmente eluídos. Durante esta eluição, o filossilicato muda em propriedades, tais como sítios ácidos, estrutura dos poros e a área superficial específica.
[00131] Por conseguinte, o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção pode ser conseguido através da realização de um tratamento com um ácido. Embora o grau de eluição varie dependendo da concentração do ácido, período de tratamento, e o tipo de ácido, eluição está apta a ocorrer geralmente na ordem de: componentes tendo um alto teor de magnésio; componentes possuindo um elevado teor de ferro; e componentes com um elevado teor de alumínio. Enquanto isso, quanto maior a cristalinidade e quanto maior for o tamanho de partícula, menor a propriedade a ser eluída. Esta tendência refere-se à penetração do ácido para os espaços entre as camadas de cristal e para dentro da estrutura cristalina.
[00132] No que se refere à eluição, os seguintes mecanismos são pensados ser possíveis: mesma eluição que é pensado proporcionar uma estrutura ainda tendo microvazios em todas as folhas octaédricas das redes cristalinas; e eluição desigual em que os cátions de metais em porções específicas são eluídos para se obter o ácido silícico e um compósito deste ácido silícico com o filossilicato é obtido.
[00133] Pensa-se que, devido à utilização de uma matéria-prima tendo uma razão molar elevada de Mg/Al, o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção, não só tem a elevada negatividade de cargas da camada, mas também tem uma maior uniformidade na eluição em todas as folhas do que filossilicatos de troca iônica conhecidos.
[00134] Pensa-se que a soma dos volumes de poros cada um tendo um diâmetro de 2 a 10 nm, consequentemente, pode ser de 60 a 100% do volume total de mesoporos.
[00135] No que se refere às condições do tratamento ácido, a temperatura é 40-102°C desejavelmente, de preferência 50-100°C, mais preferencialmente 60-95°C. No caso em que uma temperatura demasiado baixa é utilizado, a taxa de eluição de cátions é significativamente reduzida, resultando em uma diminuição da eficiência da produção. Enquanto isso, uma temperatura demasiada elevada resulta em uma diminuição na segurança operacional.
[00136] A concentração de ácido durante o tratamento com ácido (percentagem em peso do ácido com base no peso total do sistema de reação) é, desejavelmente 3 a 30% em peso, de preferência 5 a 25% em peso, mais preferivelmente 7 a 20% em peso. No caso em que a sua concentração é muito baixa, a taxa de eluição de cátions é baixa, o que resulta em um decréscimo na eficiência da produção.
[00137] Enquanto isso, a concentração do filossilicato de troca iônica pode estar na faixa de 3 a 50% em peso. A sua concentração é, de preferência 5 a 30% em peso, mais preferivelmente 5 a 20% em peso. No caso em que a sua concentração é muito baixa, o equipamento maior é indesejavelmente necessário para a produção industrial. Entretanto, no caso em que a sua concentração é muito elevada, a lama tem indesejavelmente um aumento da viscosidade para tornar ainda difícil de se agitar e de se misturar, resultando em uma diminuição na eficiência de produção, neste caso, também.
[00138] O tratamento com ácido pode ser realizado em parcelas.
[00139] Exemplos de compostos de ácidos utilizáveis incluem ácidos inorgânicos e ácidos orgânicos, tais como ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido oxálico, ácido benzoico, ácido esteárico, ácido propiônico, ácido fumárico, ácido maleico e ácido ftálico. Preferidos destes são os ácidos inorgânicos, isto é, ácido clorídrico, ácido nítrico e ácido sulfúrico. Mais preferidos são o ácido clorídrico e ácido sulfúrico. Especialmente preferido é o ácido sulfúrico.
[00140] Através do tratamento químico, em particular, um tratamento com ácido, alguns dos cátions de metal que constituem as folhas octaédricas são eluídas de um modo preferido em uma quantidade de 10 a 65% com base no teor do mesmo, tal como determinado antes do tratamento químico. A quantidade de eluição do mesmo é mais preferivelmente 15 a 60%, ainda mais preferencialmente, 17 a 55%, especialmente de preferência de 20 a 50%. No caso em que a proporção dos cátions metálicos eluídos é muito pequena, uma quantidade suficiente de poros não pode ser garantida e uma área superficial reduzida resulta, tornando impossível obter o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção.
[00141] A proporção (% em moles) dos cátions metálicos eluídos é representada pela seguinte expressão no caso em que os cátions de metal são, por exemplo, alumínio. [((Alumínio antes do tratamento químico)/silício (razão molar)) - ((alumínio após o tratamento químico)/silício (razão molar))] ^ ((alumínio antes do tratamento químico)/silício (razão molar)) x 100
[00142] Existe a possibilidade de que os produtos de reação ou substâncias que não reagiram permaneçam na solução de reação, após o tratamento químico ter sido realizado pode causar uma diminuição na atividade. Por conseguinte, é preferido lavar o filossilicato tratado. Para este enxaguamento, um líquido tal como água ou um solvente orgânico é geralmente utilizado.
[00143] O grau de enxaguamento pode ser de 1/5 a 1/1.000, de preferência de 1/10 a 1/100. Após a lavagem e a desidratação, a secagem é realizada. É preferível que a secagem deva ser realizada de modo a não destruir a estrutura do filossilicato de troca iônica. A secagem pode ser conduzida a uma temperatura de geralmente 100 a 800°C, de preferência 150 a 600°C. A temperatura de secagem é de um modo especialmente preferido 150 a 300°C. É preferível conduzir a secagem a uma temperatura de secagem de 800°C ou inferior, de modo que a estrutura do filossilicato de troca iônica não é destruída.
[00144] Mesmo quando tais filossilicatos de troca iônica não sofram nenhuma destruição estrutural, as suas propriedades variam dependendo da temperatura de secagem. É por isso preferido alterar a temperatura de secagem de acordo com as aplicações. O período de secagem é geralmente de 1 minuto a 24 horas, de preferência 5 minutos a 4 horas. A atmosfera é de preferência ar seco, nitrogênio seco, ou argônio seco, ou, de preferência, tem uma pressão reduzida. Os métodos para a secagem não são particularmente limitados, e vários métodos podem ser utilizados.
[00145] Em geral, filossilicatos de troca iônica contêm água adsorvida e água presente entre as camadas. Na presente invenção, é preferido remover a água adsorvida e a água presente entre as camadas, antes do filossilicato de troca iônica ser usado.
[00146] Para a remoção da água, a um tratamento térmico é geralmente empregado. Embora os métodos para os mesmos não são particularmente limitados, é preferido selecionar as condições sob as quais a água e a água aderente presentes entre as camadas são inteiramente removidas e em que não ocorre destruição estrutural.
[00147] O período de aquecimento pode ser de 0,1 hora ou mais, preferencialmente de 0,2 horas ou mais. É preferido conduzir este aquecimento, de modo que o filossilicato desidratado tem um teor de água de 3% em peso ou menos, de preferência 1% em peso ou menos, quando o teor de água do filossilicato desidratado durante 2 horas sob as condições de uma temperatura de 200°C e uma pressão de 1 mmHg é tomado como 0% em peso.
[00148] Embora um processo para a produção de um filossilicato de troca iônica, que mostra as propriedades de acordo com a invenção foi descrito acima, os processos de produção, através da qual são obtidas as propriedades de acordo com a invenção não estão limitadas ao processo descrito acima e outros processos podem ser utilizados.
[00149] Uma forma de realização preferida do processo para a produção de um filossilicato de troca iônica para utilização como o componente de catalisador para a polimerização de olefina da presente invenção é um processo que inclui uma etapa de tratamento em que um filossilicato de troca iônica que tem uma área superficial específica de 0,1 a 140 m2/g e em que a razão molar entre o alumínio e o magnésio, Mg/Al, é 0,285 a 3.5, I/M satisfaz 0 <(I/M) <2, e Si(s)/Si(t) é 0,50 a 1 é tratado para eliminar 10 a 65% por mol dos principais cátions de metais das folhas octaédricas. (9) Diâmetro médio de partícula do filossilicato de troca iônica em dispersão aquosa
[00150] É preferível que o filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção, no estado de ter sido disperso em água, deveria ter um diâmetro médio de partícula menor. Um diâmetro de partícula médio menor do mesmo é pensado contribuir para um aumento na área superficial específica por unidade de peso. A expressão "estado de ter sido disperso em água" significa o estado em que o filossilicato foi suficientemente conformado com água, por exemplo, através da preparação de uma suspensão aquosa a 0,5% em peso do filossilicato de troca iônica enquanto forçadamente agitando a mistura com um agitador ou semelhantes, a fim de homogeneizar a mistura, permitindo a suspensão repousar durante a noite, e, em seguida, sujeitando a suspensão a um tratamento ultrassônico de 10 minutos.
[00151] Para determinar o diâmetro médio de partícula, um analisador de tamanho de partícula do tipo de espalhamento de difração de laser (por exemplo, LA-920, fabricado por HORIBA) é usado para examinar as partículas utilizando água como meio.
[00152] O termo "diâmetro médio de partícula" significa o diâmetro médio obtido através desta medição. Um limite superior do diâmetro médio é, de preferência 5 μm ou menos, mais preferivelmente 2,5 μm ou menos, ainda mais preferivelmente 1,5 μm ou menos, especialmente de preferência 1 μm ou menos. Quanto menor for o diâmetro médio das partículas, é preferido mais o filossilicato de troca iônica. Embora não haja nenhum limite inferior em particular, os exemplos destes é, por exemplo, 0,01 μm ou maior. (10) Granulação do filossilicato de troca iônica
[00153] O filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção pode ser um sob a forma de grânulos obtidos por granulação do filossilicato de troca iônica descrito acima. A utilização de tais grânulos é o preferido.
[00154] Os métodos para a granulação não estão particularmente limitados. Os exemplos preferidos de métodos para produzir os grânulos incluem granulação com agitação, granulação por pulverização, granulação por rolamento, briquetagem, compactação, granulação por extrusão, granulação em leito fluidizado, granulação em emulsão, granulação em líquido, granulação por moldagem por compressão. Mais exemplos preferidos dos mesmos incluem granulação de secagem por pulverização, granulação de resfriamento por pulverização, granulação em leito fluidizado, granulação de leito de jorro, granulação em líquido, e a granulação por emulsão. Exemplos especialmente preferidos dos mesmos incluem granulação de secagem por pulverização e granulação de resfriamento por pulverização.
[00155] No caso da realização de granulação por pulverização, água ou um solvente orgânico tal como metanol, etanol, clorofórmio, cloreto de metileno, pentano, hexano, heptano, tolueno, ou xileno é usado como o meio de dispersão da suspensão da matéria-prima. De preferência, a água é utilizada como o meio de dispersão.
[00156] No caso da granulação por pulverização, a concentração do filossilicato de troca iônica na suspensão da matéria-prima é regulada a 0,1 a 70% em peso, de preferência 5 a 50% em peso, mais preferivelmente 7a 45% em peso, ainda mais preferivelmente 10 a 40% em peso. Deste modo, são obtidos grânulos esféricos. No caso em que a sua concentração excede o limite superior, as partículas esféricas não são obtidas. No caso em que a sua concentração é menor do que o limite inferior, os grânulos resultantes têm um muito pequeno diâmetro médio de partícula. A temperatura de entrada do ar quente para a obtenção de partículas esféricas na granulação por pulverização varia dependendo do meio de dispersão. No caso da água, por exemplo, a granulação por pulverização pode ser conduzida a 80 a 260°C, de preferência 100 a 220°C.
[00157] Para a granulação, pode ser utilizado qualquer um de vários aglutinantes, tais como substâncias orgânicas e sais inorgânicos. Exemplos de aglutinantes utilizáveis incluem açúcar, dextrose, xarope de milho, gelatina, cola, carboximetil celulose e seus derivados, poli(álcool vinílico), silicato de sódio, cloreto de magnésio, sulfato de alumínio, cloreto de alumínio, sulfato de magnésio, álcoois, glicóis, amido, caseína, látex, poli(etileno-glicol), poli (óxido de etileno), alcatrão, breu, sol de alumina, gel de sílica, goma arábica e alginato de sódio.
[00158] Não há qualquer limitação particular sobre a forma do filossilicato de troca iônica a ser granulado. A forma pode ser a de um filossilicato de troca iônica que tenha ocorrido naturalmente, ou pode ser a de um filossilicato de troca iônica que tenha sido sintetizado artificialmente. Além disso, pode ser utilizado um filossilicato de troca iônica que tenha sido processado para a forma de alteração por pulverização, granulação, classificação, etc.
[00159] É preferível que o filossilicato de troca iônica granulado deve ter um diâmetro de partícula de 5 a 300 μm e ser de forma esférica. O diâmetro de partícula do mesmo é mais preferencialmente 5 a 250 μm, ainda mais preferencialmente 5 a 200 μm. No caso em que o granulado de filossilicato de troca iônica contenha partículas finas menores do que 5 μm em grande quantidade, os problemas, tais como a adesão ao reator são propensas a ocorrer e as partículas finas são causadoras da aglomeração do polímero e, em alguns processos de polimerização, de passagens curtas ou estagnação prolongada. A presença de uma grande quantidade de tais partículas finas, por conseguinte, é indesejável. Partículas grossas maiores que 300 μm ou maiores são indesejáveis porque tais partículas grosseiras provocam problemas, por exemplo, uma tendência para causar o entupimento. Diâmetro de partícula pode ser controlado pela classificação, fracionamento, etc., a fim de atingir um diâmetro de partícula médio que satisfaz estas exigências ou, no caso onde há partículas com um diâmetro de partícula muito pequeno ou muito grande em comparação com o diâmetro médio de partícula. 2. Catalisador para a polimerização de olefina
[00160] O filossilicato de troca iônica de acordo com a invenção é adequado para utilização como um componente de catalisador para a polimerização de olefinas. Exemplos de catalisadores para a polimerização de olefinas incluem geralmente catalisadores de Ziegler-Natta e catalisadores de metaloceno.
[00161] Na presente invenção, um catalisador para a polimerização de olefinas pode ser preparado preferencialmente fazendo contatar o componente (a) e o componente (b) e opcionalmente componente (c).
[00162] O componente (a): um composto de metaloceno de um metal de transição pertencendo ao grupo 4 da tabela periódica
[00163] O componente (b): o filossilicato de troca iônica
[00164] Componente (C): um composto de organoalumínio (1) O componente (a)
[00165] O composto de metaloceno de um metal de transição pertencendo ao grupo 4 da tabela periódica, que é utilizado como componente (a) na presente invenção, é um composto de metaloceno possuindo pelo menos um ligante de anel conjugado de cinco membros. Preferido como este composto de metal de transição são os compostos representados pelas seguintes fórmulas gerais (1) a (4). [Produto químico 1]
Figure img0009
[00166] Nas fórmulas gerais (1) a (4), A e A' cada um representa um ligante de anel conjugado de cinco membros que pode comportar um ou mais substituintes (no mesmo composto, A e A' podem ser os mesmos ou diferentes), e Q representa um grupo de ligação que liga os dois ligantes de anel conjugado de cinco membros entre si em quaisquer posições desejadas. Z representa um ligante que inclui um átomo de nitrogênio, um átomo de oxigênio, um átomo de silício, um átomo de fósforo, ou um átomo de enxofre, e Q' representa um grupo de ligação que liga o ligante de anel de cinco membros conjugado em qualquer posição desejada para o Z. M representa um átomo de um metal selecionado do grupo 4 da tabela periódica, e X e Y representam cada um, um átomo de hidrogênio, um átomo de halogênio, um grupo hidrocarboneto, um grupo alcoxi, um grupo amino, um grupo hidrocarboneto contendo fósforo, ou um grupo hidrocarboneto contendo silício (no mesmo composto, X e X' podem ser os mesmos ou diferentes).
[00167] Exemplos de A e A 'incluem um grupo ciclopentadienilo. O grupo ciclopentadienilo pode ser o grupo que tem cinco átomos de hidrogénio [C5H5-], ou pode ser um derivado do mesmo, isto é, um grupo ciclopentadienilo em que alguns dos átomos de hidrogénio foram substituídos por substituintes.
[00168] Exemplos dos substituintes incluem grupos hidrocarboneto possuindo 1 a 40, de preferência 1 a 30, átomos de carbono. Um tal grupo de hidrocarboneto pode ter sido ligado como um grupo monovalente ao grupo de ciclopentadienila. Em casos em que existem vários de tais grupos de hidrocarbonetos, dois deles podem ter sido ligados um ao outro nas respectivas extremidades (extremidade o) para formar um anel em cooperação com a parte da ciclopentadienila. Exemplos destes últimos incluem aqueles em que dois substituintes foram ligados um ao outro nas respectivas extremidades o para formar um anel fundido de seis membros que possui dois átomos de carbono adjacentes do grupo da ciclopentadienila, ou seja, indenila, tetra-hidroindenila, e fluorenila, e aqueles em que dois substituintes foram, assim, ligados um ao outro para formar um anel de sete membros fundido, ou seja, azulenila e tetra-hidroazulenila.
[00169] Os exemplos preferidos de ligantes do anel conjugado de cinco membros representados por A e A' incluem os grupos ciclopentadienila, indenila, fluorenila, e azulenila substituídos ou não substituídos. Especialmente preferidos destes grupos são indenila e azulenila substituídos ou não substituídos.
[00170] Exemplos de substituintes no grupo de ciclopentadienila incluem os grupos de hidrocarboneto tendo de 1 a 40, preferivelmente 1 a 30, átomos de carbono, e ainda incluir átomos de halogênio, tais como flúor, cloro e bromo, grupos alcoxi com 1 a 12 átomos de carbono, grupos hidrocarboneto contendo silício representados por, por exemplo, -Si(R1)(R2) (R3), grupos hidrocarboneto contendo fósforo representados por -P(R1)(R2), e os grupos de hidrocarbonetos contendo boro representados por -B(R1)(R2). No caso em que existem vários de tais substituintes, esses substituintes podem ser os mesmos ou diferentes. Os R1, R2, R3 mostrados acima pode ser o mesmo ou diferente, e cada um representa um grupo alquila com 1 a 24, de preferência 1 a 18, átomos de carbono.
[00171] Qualquer um dos substituintes no grupo de ciclopentadienila pode ter pelo menos um elemento do Grupo 15 ou 16 (isto é, heteroelemento). Neste caso, um complexo de metaloceno em que o elemento no Grupo 15 ou 16 foi ligado ao ligante do anel conjugado de cinco membros através de menos do que dois átomos é mais preferido com base na ideia de que o próprio heteroelemento é feito estar presente na proximidade de um local ativo sem combinar com ou coordenar com o metal e melhorar assim as propriedades do sítio ativo.
[00172] Não há limitações particulares quanto à posição do elemento do Grupo 15 ou 16 no ligando. É, no entanto, preferível que o elemento do Grupo 15 ou 16 deve possuir um substituinte na posição 2. É mais preferível que o substituinte na posição 2 deve ser um grupo mono ou policíclico, incluindo um anel de cinco ou seis membros que contém um heteroátomo selecionado a partir do grupo que consiste de átomos de oxigênio, enxofre, nitrogênio e fósforo. Além disso, é preferível que o substituinte deve ser um grupo heteroaromático que tem 4 a 20 átomos de carbono e poderá ter silício ou um halogênio. Este grupo heteroaromático possui preferivelmente uma estrutura de anel de cinco membros, e o heteroátomo é preferencialmente um átomo de oxigênio, enxofre, ou nitrogênio, mais preferencialmente um átomo de oxigênio ou de enxofre, ainda mais preferencialmente um átomo de oxigênio.
[00173] Q representa um grupo de ligação que liga os dois ligantes de anel de cinco membros conjugados entre si em quaisquer posições desejadas, e Q' representa um grupo de ligação que liga o ligante de anel de cinco membros conjugado em qualquer posição desejada do grupo representado por Z.
[00174] Exemplos de Q e Q' incluem os seguintes grupos. (i) grupos alquileno tais como metileno, etileno, isopropileno, fenilmetilmetileno, difenilmetileno, e ciclo-hexileno. (ii) grupos silileno tais como dimetilsilileno, dietilsilileno, dipropilsilileno, difenilsilileno, metiletilsilileno, metolfenilsilileno, metil-t- butilsilileno, disilileno, e tetrametildisilileno. (iii) grupos hidrocarboneto que contêm germânio, fósforo, nitrogênio, boro, ou alumínio.
[00175] Mais especificamente, tais grupos são os grupos representados por (CH3)2Ge, (C6H5)2Ge, (CH3)P, (C6H5)P, (C4H9)N, (C6H5)N, (C4H9)B, (C6H5)B, (C6H5)Al, e (C6H5O)Al. São preferidos os grupos alquileno e grupos silileno.
[00176] M representa um átomo de um metal, isto é, um metal de transição, selecionado a partir do Grupo 4 da tabela periódica. Especificamente, M é titânio, zircônio, háfnio, etc. Especialmente preferido é o zircônio ou háfnio.
[00177] Z representa um ligante que inclui um átomo de nitrogênio, átomo de oxigênio, átomo de silício, átomo de fósforo, ou um átomo de enxofre, ou representa um átomo de hidrogénio, um átomo de halogéneo, ou um grupo hidrocarboneto. Os exemplos preferidos do mesmo são um átomo de oxigênio, um átomo de enxofre, um grupo tioalcoxi tendo 1 a 20, de preferência 1 a 12, átomos de carbono, um grupo hidrocarboneto contendo silício possuindo 1 a 40, de preferência 1 a 18, átomos de carbono, um grupo hidrocarboneto contendo nitrogênio tendo 1 a 40, de preferência 1 a 18, átomos de carbono, um grupo hidrocarboneto contendo fósforo tendo 1 a 40, preferivelmente 1 a 18, átomos de carbono, um átomo de hidrogênio, um átomo de cloro, um átomo de bromo, e um grupo de hidrocarboneto tendo 1 a 20 átomos de carbono.
[00178] X e Y são cada um átomo de hidrogênio, um átomo de halogênio, um grupo de hidrocarboneto tendo 1 a 20, preferivelmente 1 a 10, átomos de carbono, um grupo alcoxi tendo 1 a 20, de preferência 1 a 10, átomos de carbono, um grupo amino, um grupo hidrocarboneto contendo fósforo tendo 1 a 20, de preferência 1 a 12, átomos de carbono, tais como difenilfosfino, ou um grupo hidrocarboneto contendo silício possuindo 1 a 20, de preferência 1 a 12, átomos de carbono, tais como trimetilsilila e cloreto de bis(trimetilsilil)metila. X e Y podem ser os mesmos ou diferentes. Especialmente preferidos dos mesmos são um átomo de halogênio, um grupo de hidrocarboneto com 1 a 10 átomos de carbono, e um grupo amino que possui 1 a 12 átomos de carbono.
[00179] Exemplos dos compostos representados pela fórmula geral (1) incluem (1) dicloreto de bis(metilciclopentadienil)zircônio, (2) dicloreto de bis(n-butilciclopentadienil)zircônio, (3) dicloreto de bis (1,3-dimetilciclopentadienil)zircônio, (4) dicloreto de bis(1-n-butil-3-metilciclopentadienil)zircônio, (5) dicloreto de bis(1-metil-3- trifluorometilciclopentadienil)zircônio, (6) dicloreto de bis(1-metil-3- trimetilsililciclopentadienil)zircônio, (7) dicloreto de bis(1-metil-3-fenilciclopentadienil)zircônio, (8) dicloreto de bis(indenil)zircônio, (9) dicloreto de bis(tetra-hidroindenil)zircônio, e (10) dicloreto de bis(2-metiltetra-hidroindenil)zircônio.
[00180] Exemplos dos compostos representados pela fórmula geral (2) incluem (1) dicloreto de {1-dimetilsililenobis(2-metil-4-isopropil-4H- azulenil)}zircônio, (2) dicloreto de dimetilsililenobis{1-(2-metil-4-fenil-4H- azulenil)}zircônio, (3) dicloreto de dimetilsililenobis[1-{2-metil-4-(4-fluorofenil)- 4H-azulenil}] zircônio, (4) dicloreto de dimetilsililenobis [1-{2-metil-4-(2,6- dimetilfenil)-4H-azulenil}]zircônio, (5) dicloreto de dimetilsililenobis{1-(2-metil-4,6-di-isopropil- 4H-azulenil)} zircônio, (6) dicloreto de difenilsililenobis{1-(2-metil-4-fenil-4H- azulenil)}zircônio, (7) dicloreto de 1-{dimetilsililenobis(2-etil-4-fenil-4H- azulenil)}zircônio, (8) dicloreto de etilenobis{1-[2-metil-4- (4-bifenilil)-4H- azulenilo]}zircônio, (9) dicloreto de dimetilsililenobis{1-[2-etil-4-(2-fluoro-4- bifenilil)-4H-azulenil]}zircônio, (10) dicloreto de dimetilsililenobis{1-[(2-metil-4-(2',6'- dimetil-4-bifenilil,)-4H-azulenil]}zircônio, (11) dicloreto de dimetilsilileno{1-[2-methyl-4-(4-bifenilil)- 4H-azulenil]}{1-[2-metil-4-(4-bifenilil)indenil]}zircônio, (12) dicloreto de dimetilsilileno{1-(2-etil-4-fenil-4H- azulenil)}{1-(2-metil-4,5-binzoindenil)}zircônio, (13) dicloreto de 1-{dimetilsililenobis(2-etil-4-fenil-7-fluoro- 4H-azulenil)} zircônio, (14) dicloreto de dimetilsililenobis{1-(2-etil-4-indolil-4H- azulenil)}zircônio, (15) dicloreto de dimetilsililenobis[1-{2-etil-4-(3,5- bistrifluorometilfenil)-4H-azulenil}]zircônio, (16) ácido dimetilsililenobis{1-(2-metil-4-fenil-4H- azulenil)}(zircônio) (bis trifluorometanossulfônico) (17) dicloreto de dimetilsililenobis{1-(2-emtil-4- fenilindenil)}zircônio, (18) dicloreto de dimetilsililenobis{1-(2-metil-4,5- benzoindenil)}zircônio, (19) dicloreto de dimetilsililenobis[1-{2-metil-4-(1-naftil) indenil}]zircônio, (20) dicloreto de 1- {dimetilsililenobis(2-metil-4,6-di- isopropilindenil)} zircônio, (21) dicloreto de dimetilsililenobis{1-(2-etil-4- fenilindenil)}zircônio, (22) dicloreto de etileno-1,2-bis{1-(2-metil-4- fenilindenil)}zircônio, (23) dicloreto de etileno-1,2-bis{1- (2-etil-4- fenilindenil)}zircônio, (24) dicloreto de isopropilidenobis{1-(2-metil-4- fenilindenil)}zircônio, (25) dicloreto de etileno-1,2-bis{1-(2-metil-4-fenil-4H- azulenil)}zircônio, (26) dicloreto de isopropilidenobis{1-(2-metil-4-fenil-4H- azulenil)}zircônio, (27) dicloreto de dimetilgermilenobis{1-(2-metil-4- fenilindenil)}zircônio, (28) dicloreto de dimetilgermilenobis{1-(2-etil-4- fenilindenil)}zircônio, (29) dicloreto de fenilfosfinobis{1-(2-etil-4- fenilindenil)}zircônio, (30) dicloreto de dimetilsililenobis[3-(2-furil)-2,5- dimetilciclopentadienil] zircônio, (31) dicloreto de dimetilsililenobis[2-(2-furil)-3,5- dimetilciclopentadienil] zircônio, (32) dicloreto de dimetilsililenobis[2-(2-furil)indenil]zircônio, (33) dicloreto de dimetilsililenobis[2-(2-(5-metil)furil)-4,5- dimetilciclopentadienil]zircônio, (34) dicloreto de dimetilsililenobis[2-(2-(5-trimetilsilil)furil)- 4,5-dimetilciclopentadienil]zircônio, (35) dicloreto de dimetilsililenobis[2-(2-tienil)indenil]zircônio, (36) dicloreto de dimetilsilileno[2-(2-(5-metil)furil)-4- fenilindenil] [2-metil-4-fenilindenil]zircônio, (37) dicloreto de dimetilsililenobis(2,3,5- trimetilciclopentadienil)zircônio, (38) dimetilsililenobis(2,3-dimetil-5- etilciclopentadienil)zircônio, e (39) dicloreto de dimetilsililenobis(2,5-dimetil-3- fenilciclopentadienil) zircônio.
[00181] Exemplos dos compostos representados pela fórmula geral (3) incluem (1) dicloreto de (tetrametilciclopentadienil)titânio, (2) dicloreto de (tetrametilciclopentadienil)titânio (bisisopropilamida), (3) dicloreto de (tetrametilciclopentadienil)titânio (bisciclododecilamida) dicloreto, (4) dicloreto de (tetrametilciclopentadienil)titânio {bis(trimetilsilil)amida}}, (5) dicloreto de (2-metil-4-fenil-4H-azulenil)titânio {bis(trimetilsilil)amida}, (6) dicloreto de (2-metilindenil)titânio (bis-t-butilamida), (7) dicloreto de (fluorenil)titânio (bis-t-butilamida), (8) dicloreto de (3,6-di-isopropilfluorenil)titânio (bis-t- butilamida), (9) dicloreto de (tetrametilciclopentadienil)titânio (fenóxido), e (10) dicloreto de (tetrametilciclopentadienil)titânio (2,6-di- isopropilfenóxido).
[00182] Exemplos dos compostos representados pela fórmula geral (4) incluem (1) dicloreto de dimetilsilanodiil(tetrametilciclopentadienil) (t- butilamido) titânio, (2) dicloreto de dimetilsilanodiil(tetrametilciclopentadienil) (ciclododecilamido)titânio, (3) dicloreto de dimetilsilanodiil(2-mctilindenil)(t- butilamido)titânio, e (4) dicloreto de dimetilsilanidiil(fluorenil)(t-butilamido)titânio.
[00183] Exemplos do composto de metaloceno incluem ainda os compostos indicados acima como exemplos em que o "dicloreto" foi substituído por dibrometo, difluoreto, dimetil, difenil, dibenzil, bisdimetilamido, bisdietilamido, ou semelhantes. Além disso, os seus exemplos incluem os compostos indicados acima como exemplos em que o "zircônio" foi substituído por háfnio ou titânio, ou em que o "titânio" foi substituído por háfnio ou zircônio.
[00184] É preferível que o composto de metal de transição a ser usado na presente invenção deve ser um composto representado pela fórmula geral (2). Especialmente preferido é um composto em que os substituintes formaram um anel fundido com sete membros, isto é, um composto tendo um grupo azulenila ou grupo tetra-hidroazulenila.
[00185] Um composto de metaloceno pode ser utilizado isoladamente, ou dois ou mais compostos de metaloceno podem ser usadas em combinação. No caso de se utilizar dois ou mais compostos de metaloceno em combinação, os dois ou mais compostos podem ser selecionados de entre os compostos representados por qualquer uma das fórmulas gerais (1) a (4). Alternativamente, um ou mais compostos selecionados de entre os compostos representados por uma das fórmulas gerais podem ser utilizados em conjunto com um ou mais compostos selecionados de entre os compostos representados pela outra fórmula geral.
[00186] Exemplos dos mesmos incluem uma combinação de: um composto de metaloceno (a-1), que é um composto de metaloceno que forma um catalisador de polimerização de olefinas que produz macrômeros; e um composto de metaloceno (a-2) representado pela fórmula geral (4). O composto de metaloceno que forma um catalisador de polimerização de olefinas que produz macrômeros é um composto de metaloceno que, quando o propileno é polimerizado sozinho a 70°C, forma um homopolímero de propileno que tem uma razão de vinila terminal de 0,5 ou superior. A razão molar do componente (a-2) para o componente (a-1), (a-1)/(a-2), pode ser 1,0 a 99,0. (2) O componente (c)
[00187] O componente (c) é um composto de organoalumínio.
[00188] O composto de organoalumínio a ser utilizado como componente (c) na presente invenção pode ser um composto de organoalumínio representado pela fórmula geral (AlRnX3-n)m. Na fórmula, R representa um grupo alquila tendo 1 a 20 átomos de carbono, e X representa um átomo de halogênio, um átomo de hidrogênio, um grupo alcoxi, ou um grupo amino. O símbolo n representa um número inteiro de 1 a 3, e o símbolo m representa 1 ou 2. Um desses compostos de organoalumínio pode ser usado sozinho, ou vários desses compostos de organoalumínio podem ser usados em combinação.
[00189] Exemplos do composto de organoalumínio incluem trimetilalumínio, trietilalumínio, tri-n-propilalumínio, tri-n-butilalumínio, tri- isobutilalumínio, tri-n-hexilalumínio, tri-n-octilalumínio, tri-n-decilalumínio, cloreto de dietilalumínio, sesquicloreto de dietilalumínio, hidreto de dietilalumínio, etóxido de dietilalumínio, dimetilamida de dietilalumínio, hidreto de di-isobutilalumínio, e cloreto de di-isobutilalumínio.
[00190] Preferidos destes são trialquilalumínios em que m = 1 e n = 3 e hidretos de alquilalumínio. São mais preferidos os trialquilalumínios na qual R tem 1 a 8 átomos de carbono. (3) Preparação do catalisador para polimerização de olefinas
[00191] O catalisador para a polimerização de olefinas da presente invenção é preparado fazendo contatar o componente (a) e o componente (b) e opcionalmente o componente (c).
[00192] Embora os métodos para o contato não são particularmente limitados, os componentes podem ser contatados nas seguintes sequências. Este contato pode ser realizado na ausência de um monômero ou na presença de um monômero. Para o contato destes componentes, um solvente pode ser utilizado a fim de realizar o contato suficientemente. Exemplos do solvente incluem hidrocarbonetos alifáticos saturados, hidrocarbonetos aromáticos, hidrocarbonetos alifáticos insaturados, halogenetos desses hidrocarbonetos, e monômeros a serem polimerizados preliminarmente. (i) Componente (a) e componente (b) são postos em contato uns com os outros. (ii) Componente (a) e o componente (b) são postos em contato uns com os outros, e o componente (c) é então colocada em contato com os mesmos. (iii) Componente (b) e componente (C) são postos em contato uns com os outros, e o componente (a) é depois posto em contato com os mesmos. (iv) O componente (a) e componente (C) são postos em contato uns com os outros, e o componente (b) é então colocado em contato com os mesmos. (v) Os três componentes são simultaneamente contatados.
[00193] Um método preferido de contato é um método que inclui: o contato do componente (b) e o componente (c) uns com os outros; subsequentemente, remover a parte não reagida do componente (c), por lavagem ou outros semelhantes; depois contatar o componente (c) em uma quantidade mínima necessária com o componente (b), novamente; e depois colocando em contato o componente (a) com a mistura. Neste caso, a razão molar do metal de transição/Al pode estar no intervalo de 0,1 a 1.000, de preferência 2 a 100, mais preferivelmente 4 a 50.
[00194] A temperatura à qual o componente (b) e componente (c) são postos em contato um com o outro (este contato pode ser realizado na presença do componente (a)) é de preferência 0 a 100°C, mais preferencialmente 20 a 80°C, especialmente de preferência 30 a 60°C. No caso em que a temperatura é mais baixa do que a da faixa, existe uma desvantagem na medida em que a reação é lenta. No caso em que a temperatura é mais elevada do que o limite superior, há um inconveniente em que as reações secundárias prosseguem.
[00195] No caso em que o componente (a) e componente (c) são postos em contato um com o outro (este contato pode ser realizado na presença do componente (b)), é preferível fazer com que um solvente orgânico pode estar presente como um solvente. Neste caso, é preferível que a concentração do componente (a) no solvente orgânico deve ser maior. Um limite inferior preferido da concentração do componente (a) no solvente orgânico é de preferência de 3 mmol/l, mais de preferência, 4 mmol/l, ainda mais preferencialmente de 6 mmol/l. No caso em que a sua concentração é menor do que o limite inferior, há uma possibilidade de que a reação pode ser lenta e o progresso da mesma poderia ser insuficiente.
[00196] A quantidade de componente (a) por g do componente (b) pode estar na faixa de 0,001 a 10 mmol, preferencialmente 0,001 a 1 mmol.
[00197] Do ponto de vista de melhorar as propriedades da partícula, é preferível que o catalisador da presente invenção deve ser submetido a um tratamento preliminar de polimerização em que uma olefina é posta em contato com o mesmo e polimerizado previamente em uma pequena quantidade. Apesar da olefina a ser utilizada não é particularmente limitada, pode ser feito uso de etileno, propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 1-octeno, 4- metil-1-penteno, 3-metil-1-buteno, vinilcicloalcanos, estireno, e similares. É especialmente preferida a utilização de propileno.
[00198] Para fornecer a olefina, qualquer método desejado pode ser utilizado, tal como um método de alimentação no qual a olefina é fornecida a uma taxa constante ao vaso de reação ou é fornecida de modo que uma pressão constante é mantida, um método que emprega uma combinação destes, ou um método no qual a taxa ou a pressão é alterada em fases.
[00199] O período da polimerização preliminar não é particularmente limitada. No entanto, o período é, de preferência na faixa de 5 minutos a 24 horas. A quantidade da olefina a ser submetida à polimerização preliminar é tal que a quantidade de polímero produzido por polimerização preliminar por g do componente (b) é de preferência 0,01 a 100 g, mais preferivelmente 0,1 a 50 g.
[00200] A temperatura durante a polimerização preliminar não é particularmente limitada. No entanto, a temperatura é de preferência para os mesmos 0 a 100°C, mais preferencialmente 10 a 70°C, especialmente de preferência 20 a 60°C, ainda mais preferencialmente 30 a 50°C. No caso em que a temperatura é mais baixa do que a faixa, existe a possibilidade de provocar um problema de que a velocidade da reação diminui ou a reação de ativação não procede. Entretanto, no caso em que a temperatura durante a polimerização preliminar é superior ao limite superior, existe a possibilidade de provocar um problema de que o polímero formado pela polimerização preliminar funde ou a taxa de polimerização preliminar é tão alta que as propriedades de partículas com deficiência resulta ou ativa locais são desativados através de reações secundárias.
[00201] A polimerização preliminar pode ser conduzida em um líquido, por exemplo, um solvente orgânico, e este modo é preferido. A concentração do catalisador durante a polimerização preliminar não é particularmente limitada. No entanto, a sua concentração é de preferência de 30 g/l ou superior, mais preferencialmente 40 g/l ou superior, especialmente de preferência de 45 g/l ou mais elevada. Quanto mais elevada for a sua concentração, tanto mais a ativação de metaloceno prossegue e quanto maior a atividade do catalisador.
[00202] É também possível utilizar um método em que, durante ou após o contato dos componentes, um polímero tal como polietileno, polipropileno, ou poliestireno ou um óxido inorgânico sólido, tal como sílica ou óxido de titânio é levada a coexistir com o mesmo.
[00203] O catalisador que foi submetido a polimerização preliminar pode ser utilizado como tal ou pode ser seco. Os métodos para a secagem não são particularmente limitados e os seus exemplos incluem a secagem em vácuo, secagem térmica, e secagem fazendo passar um gás de secagem. Um desses métodos pode ser usado sozinho, ou dois ou mais destes métodos podem ser utilizados em combinação. Durante a etapa de secagem, o catalisador pode ser agitado, vibrado ou fluidizado, ou pode ser deixado em repouso. 3. Processo para a produção de (co)polímero de olefinas
[00204] Polimerização com o catalisador de polimerização de olefinas, que inclui componente (a) e o componente (b) e, opcionalmente inclui ainda o componente (c), é realizada através da polimerização de uma olefina ou copolimerização de duas ou mais olefinas.
[00205] No caso de copolimerização, a relação de quantidade entre os monômeros no sistema de reação não precisa ser constante durante o lapso de tempo. Os monômeros podem ser alimentados enquanto mantendo a mesma taxa de mistura constante, ou a taxa de mistura entre os monômeros a ser alimentadas podem ser alteradas com o lapso de tempo. Além disso, qualquer um dos monômeros pode ser adicionado em parcelas em vista de uma taxa de copolimerização.
[00206] As olefinas que podem ser polimerizadas de preferência são aquelas que têm cerca de 2 a 20 átomos de carbono. Os seus exemplos incluem etileno, propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, estireno, divinilbenzeno, 7-metil-1,7-octadieno, ciclopenteno, norborneno, e etilidenonorborneno. Preferidas são α-olefinas com 2 a 8 átomos de carbono. Mais preferidos são o etileno e o propileno. No caso de copolimerização, o comonômero (s) a ser utilizado pode ser uma ou mais olefinas selecionadas a partir das olefinas enumeradas acima com exceção da olefina que serve como o principal ingrediente. É preferível que o ingrediente principal deve ser propileno.
[00207] No que se refere a modos de polimerização, qualquer modo pode ser empregado, desde que o catalisador entre em contato de forma eficiente com o monômero (s). Especificamente, pode ser feito uso de, por exemplo, um método de suspensão em que um solvente inerte é usado, um método no qual substancialmente nenhum solvente inativo é usado e propileno é usado como um solvente, um método de polimerização em solução, e um método em fase gasosa em que substancialmente nenhum solvente líquido é usado e os um ou mais monômeros são mantidos gasosos. Métodos em que a polimerização contínua ou a polimerização em batelada é conduzida também são utilizáveis.
[00208] No caso de polimerização em suspensão, pode ser feito uso de um solvente de polimerização, que é ou um solvente selecionado a partir de hidrocarbonetos alifáticos saturados e hidrocarbonetos aromáticos, tais como hexano, heptano, pentano, ciclo-hexano, benzeno e tolueno, ou uma mistura de tais hidrocarbonetos. A temperatura de polimerização pode ser 0 a 150°C, e hidrogênio pode ser utilizado de uma maneira auxiliar como um regulador do peso molecular. A pressão apropriada de polimerização é 0 a 2,000 kg/cm2G, de preferência 0 a 60 kg/cm2G.
[00209] O (co)polímero de olefina a ser obtido pelo processo de produção da presente invenção não é particularmente limitado. No entanto, os seus exemplos incluem homopolímeros de etileno, homopolímeros de propileno, copolímeros em bloco de propileno/etileno, copolímeros aleatórios de propileno/etileno e copolímeros de propileno/etileno/α-olefina. Exemplos
[00210] A presente invenção será explicada em detalhe a seguir por referência aos Exemplos, mas a presente invenção não deve ser interpretada como sendo limitada pelos Exemplos seguintes.
[00211] Os instrumentos analíticos e aparelho utilizado para determinar as propriedades e os métodos utilizados para a determinação são como se segue. (Métodos para determinar várias propriedades) (1) Análise da composição de filossilicato de troca iônica:
[00212] Curvas de calibração foram desenhadas através de análises químicas de acordo com JIS, e os teores de compostos foram determinados por análise de raios-X fluorescente.
[00213] O aparelho utilizado foi ZSX-100e, fabricado por Rigaku Industrial Corp. Uma amostra foi preparada por queima do filossilicato a 700°C durante 1 hora, subsequentemente, retirando uma porção de 0,5 g do mesmo, misturando a porção com 4,5 g de um fluxo (Li2B4O7) e 0,03 g de um agente de liberação (KBr), e que formam esferas de vidro a partir da mistura.
[00214] A curva de calibração varia para os respectivos átomos são como se segue.
[00215] Si, 19,8 a 44,22%; Al, 2,01 a 19,4%; Mg, 0,22 a 3,02%; Na, 0,21 a 3,62%; Fe, 0,53a 5,83%.
[00216] No que se refere ao Ca e K, os seus teores foram determinados por espectroscopia de emissão ICP. O ácido sulfúrico e o ácido fluorídrico foram adicionados à amostra que tinha sido queimada a 700°C durante 1 hora, e a mistura foi aquecida para dissolver a amostra. Em seguida, esta solução foi analisada com um ICP-OES (ULTIMA tipo 2, fabricado por Horiba Ltd.). (2) Determinação da distribuição de poros e determinação da área superficial específica:
[00217] A distribuição dos poros e uma área superficial específica foram determinadas pelo método de adsorção de nitrogênio. À temperatura de nitrogênio líquido foi determinada uma isotérmica de adsorção. A isotérmica de adsorção obtida foi submetida a análise BET multiponto para determinar a área superficial específica.
[00218] Além disso, usando a isotérmica de adsorção, a soma dos volumes de poros tendo cada um diâmetro de 2 a 10 nm e uma distribuição de mesoporos foram determinados pelo método de análise BJH.
[00219] Aparelho: Autosorb 3B, fabricado por Quantachrome Instruments Método de medição: método de adsorção de nitrogênio (Condições de pré-tratamento: a amostra é aquecida a 200°C sob vácuo (1,3 MPa ou inferior) durante 2 horas) Quantidade de amostra: cerca de 0,2 g Temperatura de liquefação do gás: 77 K (3) Medição do diâmetro de partículas: (3-1) Produto granulado e catalisador
[00220] Utilizando analisador de distribuição do diâmetro de partícula do tipo de espalhamento de difração de laser LA-920, fabricado pela HORIBA Ltd., uma medição foi feita usando etanol como o meio de dispersão sob as condições de um índice de refração de 1,3 e um fator de forma de 1,0. O termo "diâmetro de partículas" significa diâmetro mediano. (3-2) Matéria-prima
[00221] Uma porção de 0,05 g foi pesada do filossilicato de troca iônica e, gradualmente, adicionada a 9,95 g de água destilada com agitação com um agitador, preparando-se assim uma suspensão aquosa homogênea de 0,5% em peso. Esta suspensão foi deixada repousar durante a noite (durante 12 horas ou mais). Esta suspensão aquosa foi submetida a um tratamento ultrassônico de 10 minutos e, em seguida, examinada com um analisador de tamanho de partícula do tipo de espalhamento de difração de laser (por exemplo, um analisador de partículas do tipo de espalhamento de difração de laser LA-920, fabricado pela HORIBA Ltd.) utilizando água como o meio de dispersão sob as condições de um índice de refração de 1,3 e um fator de forma de 1,0. O termo "diâmetro de partículas" significa diâmetro mediano. (4) MFR (índice de fluidez):
[00222] Usando um indicador de fusão fabricado pela Takara, a medição foi feita de acordo com JIS K7210 "Plastics: Method for Measuring Melt Mass Flow Rate (MFR) e Melt Volume Flow Rate (MVR) of Thermoplastics" sob as condições de teste de 230°C e uma carga de 2,16 kg. (5) Difratometria de raios-X: (5-1) Condições de medição de difratometria de raios-X
[00223] As amostras utilizadas na presente invenção foram cada uma examinadas sob as seguintes condições de medição de difratometria de raios- X.
[00224] Aparelho: Difratômetro de raios-X Smartlab, fabricado pela Rigaku Corp. fonte
[00225] Fonte de raios-X: linha Cu-Kα (obtida usando placa de absorção Kβ); tensão do tubo, 40 kV; corrente do tubo, 30 mA
[00226] Sistema óptico: modo de focagem
[00227] Fenda de divergência, 2/3 graus; fenda de espalhamento, 2/3 graus; fenda de recebimento, 0,300 mm
[00228] Modo de digitalização: varredura 2θ/θ
[00229] Faixa de varredura 2θ: 3.0000 a 55.0000 graus
[00230] Intervalo da etapa de ângulo: 0,0200 graus
[00231] Taxa de digitalização: 4,0000 graus/min
[00232] Detector: contador de cintilação
[00233] Suporte da amostra: suporte feito de vidro e tendo uma profundidade de 0,2 milímetros (5-2) Método de processamento de dados da difratometria de raios-X (método de determinação da intensidade)
[00234] Uma intensidade de difração de raios-X pode ser obtida em termos de contagem em relação a 2θ indicado pelo contador de cintilação. Uma linha de base para a intensidade de difração é determinada da seguinte maneira. No que se refere a cada um dos valores 2θ de 15 graus e 25 graus, uma intensidade média para a faixa periférica de ± 0,1 graus (uma média de 11 pontos desde que a etapa do ângulo é de 0,02 graus) é determinada. Estes valores médios são tomados, respectivamente, como as intensidades em 2θ de 15 graus e 25 graus.
[00235] Uma linha reta é desenhada de modo a ligar estes dois pontos, e esta linha reta é tomada como a linha de base. Se algum pico de difração atribuível à amostra apareceu na faixa de 2θ de 15 ± 0,1 graus ou 25 ± 0,1 graus, um pico livre da posição 2θ é selecionado em uma área periférica de vários graus de modo a evitar aquele pico, e uma intensidade para a linha de base é determinada com relação a esta posição 2θ. Aliás, para avaliar se um pico está presente ou não, é feita utilização de um método em que as intensidades de difração medidas são traçadas contra 2θ na faixa de 14 a 26 graus, e uma pesquisa de pico pelo método de máxima local em que o número de pontos é 20 é aplicada ao mesmo.
[00236] Intensidades de difração a partir do qual a linha de base foi subtraída são representados graficamente contra 2θ na faixa de 15 a 25 graus, e a representação é sujeita a uma pesquisa de pico pelo método de máxima local em que o número de pontos é de 20 e o valor limite é de 20% (nenhum máximo com uma intensidade inferior a 20% do maior valor de intensidade não é considerado como um pico).
[00237] Com respeito a cada uma das amostras apresentadas nos itens do experimento, as posições 2θ de todos os picos na faixa de 2θ de 15 a 25 graus obtidos pela busca, as intensidades dos mesmos, obtidos através da subtração da linha de base, e as razões da intensidade de pico (I/M) estão resumidos na Tabela 2. [Exemplo 1] 1. Montmorilonita granulada
[00238] Como um folossilicato de troca iônica, foi feito uso de "Benclay KK", fabricado pela Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd., que era um produto de montmorilonita granulada (componente principal: esmectita grupo montmorilonita de estrutura em camadas do tipo 2:1).
[00239] Esta montmorilonita granulada tinha um diâmetro médio de partícula de 12,9 μm e tinha uma composição química (% em peso) incluindo Al = 9,81, Si = 31,52, Fe = 1,89, Mg = 3,17, Na = 2,9, K = 0,25, e Ca = 0,43 . Razões molares foram Al/Si = 0,324, Mg/Si = 0,116, Fe/Si = 0,03, e Mg/Al = 0,359. A área superficial específica da mesma foi de 81 m2/g. Os principais cátions metálicos que constituíam as folhas octaédricas eram alumínio. Além disso, a Si(s)/Si(t) do filossilicato de troca iônica foi de 0,93.
[00240] A montmorilonita que não tinha sido granulada foi utilizada para preparar uma suspensão aquosa da mesma a 0,5% em peso, e este estado de suspensão de montmorilonita tinha um diâmetro de partícula de 0,44 μm. O método utilizado para a preparação da suspensão aquosa e o método utilizado para examinar a suspensão são como mostrado em (3-2) acima. 2. Tratamento químico do filossilicato de troca iônica
[00241] Água destilada foi introduzida em uma quantidade de 258 g para um balão de 0,5 l equipado com um agitador e um dispositivo de refluxo, e 33,1 g de ácido sulfúrico a 96% foi deixado cair no seu interior. Os conteúdos foram aquecidos com um banho de óleo até que a temperatura interna atingiu 95°C. Depois da temperatura alvo tinha sido atingida, foi adicionado 40,2 g de montmorilonita granulada mostrada no item 1 acima, e a mistura resultante foi agitada.
[00242] Em seguida, a mistura foi feita reagir durante 360 minutos enquanto se mantinha 95°C. Esta solução de reação foi vertida em 0,2 l de água destilada para terminar deste modo a reação. Por outro lado, esta suspensão foi filtrada com um dispositivo configurado de um funil de Nutsche, uma garrafa de sucção, e um aspirador conectado a mesma, e a montmorilonita foi então lavada com 0,7 l de água destilada, três vezes.
[00243] A montmorilonita assim tratada tinha uma composição (% em peso), incluindo Al = 7,54, Si = 37,29, Mg = 2,03, e Fe = 1,09, e os teores de Na, K, e Ca na mesma eram limites de detecção ou menos. A montmorilonita tratada tinha razões molares de Al/Si = 0,211 e Mg/Al = 0,299. O teor de Al na mesma após o tratamento com ácido sulfúrico foi inferior em 34,9% (devido a eluição) do que o teor de Al antes do tratamento com ácido sulfúrico. A montmorilonita tratada tinha uma área superficial específica de 387 m2/g, o volume dos poros com um diâmetro de 2 a 10 nm, PV2-10nm, foi de 0,28 cm3/g, e o volume de mesoporos, PV, foi de 0,39 cm3/g . Assim, o volume dos poros com um diâmetro de 2 a 10 nm, PV2-10nm, era de 71,8% do volume total de mesoporos PV.
[00244] O bolo recuperado foi seco a 120°C durante a noite, e uma porção de 28,3 g do mesmo foi pesada e submetida a etapa seguinte. Esta montmorilonita foi adicionada a uma solução aquosa preparada por dissolução de 12,2 g de hidrato de sulfato de lítio em 172 ml de água destilada em um béquer de plástico de 1 l, e feito reagir com o mesmo a 90°C durante 2 horas. A suspensão resultante foi filtrada com um dispositivo configurado de um funil de Nutsche, uma garrafa de sucção, e um aspirador ligado a mesma, e a montmorilonita foi então lavada com 0,5 l de água destilada, três vezes. O bolo recuperado foi seco a 120°C durante a noite.
[00245] Como resultado, montmorilonita quimicamente tratada foi obtida em uma quantidade de 28,2 g. Esta montmorilonita quimicamente tratada tinha um teor de Li de 0,49% em peso e continha Li entre as camadas. Foi assim verificado que a montmorilonita, apesar de ter sido submetida a tratamentos com um ácido e um sal, manteve as propriedades de troca iônica.
[00246] A área superficial específica, o volume de poros com um diâmetro de 2 a 10 nm, e o volume total de mesoporos não se alterou com o tratamento com hidrato de sulfato de lítio. A montmorilonita tratada quimicamente aqui obtida foi examinada pelo método de adsorção de nitrogênio para se obter uma isotérmica de adsorção, que foi submetida a análise BJH. A distribuição de mesoporos assim determinada é apresentada na Figura 1.
[00247] A montmorilonita quimicamente tratada assim obtida foi peneirada com uma peneira com um tamanho de abertura de 53 μm para remover partículas grossas. Como resultado, 26,9 g de partículas tendo um diâmetro médio de partícula de 13,4 μm foram obtidas como a fração que tinha passado através da peneira. A área superficial específica, o volume dos poros com um diâmetro de 2 a 10 nm, e o volume total de mesoporos não alterou através do peneiramento.
[00248] Este filossilicato de troca iônica foi analisado por XRD. Como resultado, dois picos foram detectados na faixa de 2θ de 15 a 25 graus. Os respectivos resultados encontram-se resumidos na Tabela 2. 3. Preparação do catalisador
[00249] O procedimento que se segue foi realizado em um gás inerte usando um solvente e um monômero em que cada um tinha sido desoxidado e desidratado.
[00250] A montmorilonita quimicamente tratada preparada acima foi introduzida em um balão com uma capacidade de 200 ml e secada sob vácuo a 200°C durante 3 horas (pelo menos duas horas após a colisão ter terminado). Subsequentemente, uma porção de 10 g de montmorilonita seca foi pesada e colocada em um balão com uma capacidade de 1 l, e 65 ml de heptano e 35 ml de uma solução em heptano de tri-isobutilalumínio (TiBA) (25,3 mmol; concentração, 143,4 g/l) foram adicionados a isso. Esta mistura foi agitada à temperatura ambiente durante 1 hora. Em seguida, o sólido foi lavado com heptano para um grau de retenção de líquido de 1/100. Finalmente, a quantidade de suspensão foi ajustada a 100 ml. Foram ali adicionados 85 ml de heptano e 1,53 ml de uma solução em heptano de tri-n-octilalumínio (TnOA) (concentração, 143,6 mg/ml; 599 μmol). Esta mistura foi agitada à temperatura ambiente durante 15 minutos.
[00251] A esta mistura foi adicionada uma solução de heptano (30 ml) de 125 mg (153,8 μmol) de dicloreto de (r)-[1,1'-dimetilsililenobis{2-metil-4- (4-clorofenil)-4H-azulenil}]háfnio (sintetizado de acordo com o Exemplo de JP-A-10-110136), a solução de heptano foi preparada em outro frasco (capacidade, 200 ml). Esta mistura foi agitada a 60°C durante 60 minutos. Depois de completada a reação, adicionou-se ainda heptano para ajustar o volume total a 333 ml.
[00252] O complexo montmorilonita/metaloceno preparado acima foi introduzido numa autoclave de tipo agitação, que tinha uma capacidade de 1 l e que tinha sido objeto de deslocamento de nitrogênio. No momento em que a temperatura no interior da autoclave tornou-se estável a 40°C, propileno começou a ser alimentado a uma taxa de 5 g/h e a temperatura foi mantida a 40°C. Após 4 horas, a alimentação de propileno foi terminada, e o sistema foi mantido durante mais 1 hora. Assim, foi conduzida a polimerização preliminar.
[00253] Depois de se completar a polimerização preliminar, o propileno residual foi removido por purga, e uma suspensão de catalisador que tinha sido submetido a polimerização preliminar foi recuperada a partir da autoclave. A suspensão de catalisador recuperada que havia sido submetida a polimerização preliminar foi deixada em repouso, e 150 ml do sobrenadante foi retirado. Subsequentemente, 4,14 ml de uma solução em heptano de TiBA (2,96 mmol) foi adicionada a mesma à temperatura ambiente, e a mistura foi, em seguida, seca sob vácuo a 40°C durante 1 hora. Deste modo, foi obtido 31,79 g de um catalisador que tinha sido submetido a polimerização preliminar, o catalisador tendo incluído 2,14 g de polipropileno por g de catalisador. 4. Copolimerização de propileno e etileno
[00254] A atmosfera dentro de uma autoclave do tipo de agitação com uma capacidade de 3 l foi suficientemente deslocada com propileno. Em seguida, 2,8 ml (2,02 mmol) de uma solução em heptano de TiBA foi introduzida no seu interior, seguido por 16,5 g de etileno, 45 ml de hidrogênio, e 750 ml de propileno líquido. Os conteúdos foram aquecidos para 70°C, e esta temperatura foi mantida. O catalisador que tinha polimerizado preliminarmente foi misturado com heptano, e esta suspensão foi forçada para dentro da autoclave, em uma quantidade de 15 mg em termos de quantidade de catalisador (excluindo o peso do polímero formado pela polimerização preliminar) para iniciar a polimerização. Enquanto se mantinha a temperatura interna a 70°C, a polimerização foi continuada durante 1 hora. Em seguida, foi adicionado 5 ml de etanol à mesma para terminar a reação de polimerização. O gás residual foi removido por purga para se obter um polímero. O polímero obtido foi seco a 90°C durante 1 hora.
[00255] Como resultado, o polímero foi obtido em uma quantidade de 318 g. A atividade catalítica foi de 21.200 g-PP/g de catalisador/h. O MFR dos mesmos foi de 0,38 g/10 min. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 1. [Exemplo 2] 1. Polimerização do propileno
[00256] Utilizando 15 mg do mesmo catalisador que tinham sido submetido a polimerização preliminar, tal como no Exemplo 1, foi conduzida a mesma operação de polimerização como no Exemplo 1, exceto que o etileno não foi usado.
[00257] Como resultado, a atividade catalítica foi de 9000 g-PP/g de catalisador/h. O MFR foi de 0,50 g/10 min. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 1. [Exemplo 3] 1. Tratamento químico de filossilicato de troca iônica
[00258] A montmorilonita granulada do Exemplo 1 foi submetida ao mesmo tratamento com ácido sulfúrico, como no Exemplo 1, exceto que a reação com o ácido sulfúrico foi conduzida por 420 minutos.
[00259] A montmorilonita quimicamente tratada assim obtida tinha uma composição (% em peso), incluindo Al = 6,82, Si = 37,40, Mg = 1,87, e Fe = 0,98, e os teores de Na, K, e Ca na mesma foram limites de detecção ou menos. A montmorilonita tratada tinha razões molares de Al/Si = 0,190 e Mg/Al = 0,304. Através do tratamento com ácido sulfúrico, 41,4% do Al foi eluído. A montmorilonita tratada tinha uma área superficial específica de 430 m2/g, um PV2-10nm de 0,33 cm3/g, e um PV de 0,46 cm3/g. O PV2-10nm foi de 71,7% do PV.
[00260] Depois disso, um tratamento com hidrato de sulfato de lítio foi conduzido da mesma maneira que no Exemplo 1. A área superficial específica e a distribuição dos poros permaneceu inalterada após o tratamento com hidrato de sulfato de lítio.
[00261] Este filossilicato de troca iônica foi analisado por XRD. Como resultado, dois picos foram detectados na faixa de 2θ de 15 a 25 graus. Os respectivos resultados encontram-se resumidos na Tabela 2.
[00262] Na preparação subsequente do catalisador, o rastreio com uma peneira com uma dimensão de abertura 53 μm foi realizado para remover partículas grossas e foi utilizada a fração que passou através da peneira, tal como no Exemplo 1. 2. Preparação do catalisador
[00263] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que a montmorilonita quimicamente tratada preparada acima foi usada em uma quantidade de 10 g e que a quantidade de dicloreto de (r)- [1,1'-dimetilsililenobis{2-metil-4-(4-clorofenil)-4H-azulenil}]háfnio foi alterada para 126 mg (155 μmol). Como resultado, um catalisador que foi submetido a polimerização preliminar e que incluiu 2,07 g de polipropileno por g de catalisador foi obtido em uma quantidade de 31,09 g. 3. Copolimerização de propileno e etileno
[00264] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que foi usado o catalisador acima.
[00265] Como resultado, a atividade catalítica foi de 20.800 g-PP/g de catalisador/h. O MFR foi de 0,24 g/10 min. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 1. [Exemplo 4] 1. Tratamento químico de filossilicato de troca iônica
[00266] A montmorilonita granulada do Exemplo 1 foi submetida ao mesmo tratamento com ácido sulfúrico, como no Exemplo 1, exceto que a reação com o ácido sulfúrico foi realizada durante 480 minutos.
[00267] A montmorilonita quimicamente tratada assim obtida tinha uma composição (% em peso), incluindo Al = 6,51, Si = 37,40, Mg = 1,83, e Fe = 0,92, e os teores de Na, K, e Ca na mesma foram limites de detecção ou menos. A montmorilonita tratada tinha razões molares de Al/Si = 0,181 e Mg/Al = 0,312. Através do tratamento com ácido sulfúrico, 44,1% do Al foi eluído. A montmorilonita tratada tinha uma área superficial específica de 425 m2/g, um PV2-10nm de 0,35 cm3/g, e um PV de 0,47 cm3/g. O PV2-10nm era 74,5% do PV.
[00268] Depois disso, um tratamento com hidrato de sulfato de lítio foi conduzido da mesma maneira que no Exemplo 1. A área superficial específica e a distribuição dos poros permaneceu inalterada após o tratamento com hidrato de sulfato de lítio.
[00269] Este filossilicato de troca iônica foi analisado por XRD. Como resultado, dois picos foram detectados na faixa de 2θ de 15 a 25 graus. Os respectivos resultados encontram-se resumidos na Tabela 2.
[00270] Na preparação subsequente do catalisador, o rastreio com uma peneira com uma dimensão de abertura 53 μm foi realizado para remover partículas grossas e foi utilizada a fração que passou através da peneira, tal como no Exemplo 1. 2. Preparação do catalisador
[00271] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que a montmorilonita quimicamente tratada preparada acima foi usada em uma quantidade de 10 g e que a quantidade de dicloreto de (r)- [1,1'-dimetilsililenobis{2-metil-4-(4-clorofenil)-4H-azulenil}]háfnio foi alterada para 123 mg (151,3 μmol).
[00272] Como resultado, um catalisador que foi submetido a polimerização preliminar e que inclui 2,13 g de polipropileno por g de catalisador foi obtido em uma quantidade de 31,68 g. 3. Copolimerização de propileno e etileno
[00273] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que foi usado o catalisador acima.
[00274] Como resultado, a atividade catalítica foi de 19.500 g-PP/g de catalisador/h. O MFR foi de 0,37 g/10 min. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 1. [Exemplo 5] 1. Tratamento químico de filossilicato de troca iônica
[00275] A montmorilonita granulada do Exemplo 1 foi submetida ao mesmo tratamento com ácido sulfúrico, como no Exemplo 1, exceto que a reação com o ácido sulfúrico foi realizada durante 220 minutos.
[00276] A montmorilonita quimicamente tratada assim obtida tinha uma composição (% em peso), incluindo Al = 8,10, Si = 35,69, Mg = 2,34, e Fe = 1,20, e os teores de Na, K, e Ca na mesma foram limites de detecção ou menos. A montmorilonita tratada tinha razões molares de Al/Si = 0,236 e Mg/Al = 0,321. Através do tratamento com ácido sulfúrico, 27,2% do Al foi eluído. A montmorilonita tratada tinha uma área superficial específica de 350 m2/g, um PV2-10nm de 0,23 cm3/g, e um PV de 0,36 cm3/g. O PV2-10nm foi de 63,9% do PV.
[00277] Depois disso, um tratamento com hidrato de sulfato de lítio foi conduzida da mesma forma que no Exemplo 1. A área superficial e a distribuição de poros permaneceu inalterada após o tratamento com hidrato de sulfato de lítio.
[00278] Este filossilicato de troca iônica foi analisado por XRD. Como resultado, dois picos foram detectados na faixa de 2θ de 15 a 25 graus. Os respectivos resultados encontram-se resumidos na Tabela 2.
[00279] Na preparação subsequente do catalisador, o rastreio com uma peneira com uma dimensão de abertura 53 μm foi realizado para remover partículas grossas e foi utilizada a fração que passou através da peneira, tal como no Exemplo 1. 2. Preparação do catalisador
[00280] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que a montmorilonita quimicamente tratada preparada acima foi usada em uma quantidade de 10 g e que a quantidade de dicloreto de (r)- [1,1'-dimetilsililenobis{2-metil-4-(4-clorofenil)-4H-azulenil}]háfnio foi alterada para 120 mg (147,6 μmol).
[00281] Como resultado, um catalisador que foi submetido a polimerização preliminar e que inclui 1,92 g de polipropileno por g de catalisador foi obtido em uma quantidade de 29,55 g. 3. Copolimerização de propileno e etileno
[00282] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que foi usado o catalisador acima.
[00283] Como resultado, a atividade catalítica foi de 21.000 g-PP/g de catalisador/h. O MFR foi de 0,40 g/10 min. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 1. [Exemplo Comparativo 1] 1. Montmorilonita granulada
[00284] Como um filossilicato de troca iônica, foi feito uso de "Benclay SL", fabricado pela Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd., que foi um produto de montmorilonita granulada (componente principal: esmectita - grupo montmorilonita de estrutura em camadas do tipo 2:1).
[00285] Esta montmorilonita granulada tinha um diâmetro médio de partícula de 14,4 μm e tinha uma composição (% em peso), incluindo Al = 8,83, Si = 33,07, Fe = 2,11, Mg = 2,12, Na = 2,38, K = 0,23, e Ca = 0,80. Razões molares foram Al/Si = 0,278 e Mg/Al = 0,266. A área superficial específica da mesma foi de 113 m2/g. Os principais cátions metálicos que constituíam as folhas octaédricas eram alumínio. Além disso, o Si(s)/Si(t), do filossilicato de troca iônica foi de 0,70.
[00286] A montmorilonita, que não tinha sido granulada foi utilizada para preparar uma suspensão aquosa da mesma de 0,5% em peso, e este estado de suspensão de montmorilonita tinha um diâmetro de partícula de 0,53 μm. O método utilizado para a preparação da suspensão aquosa e o método utilizado para examinar a suspensão são como mostrado em (3-2) acima. 2. Tratamento químico do filossilicato de troca iônica
[00287] A montmorilonita granulada foi submetida ao mesmo tratamento com ácido sulfúrico, como no Exemplo 1, exceto que a reação foi conduzida a uma temperatura de 100°C durante 240 minutos.
[00288] A montmorilonita quimicamente tratada assim obtida tinha uma composição (% em peso), incluindo Al = 6,91, Si = 37,99, Mg = 1,04, e Fe = 1,52, e os teores de Na, K, e Ca na mesma foram limites de detecção ou menos. A montmorilonita tratada tinha razões molares de Al/Si = 0,189 e Mg/Al = 0,167. Através do tratamento com ácido sulfúrico, 32,0% do Al foi eluído. O filossilicato de troca iônica tratado com ácido tinha uma área superficial específica de 313 m2/g, um PV2-10nm de 0,23 cm3/g, e um PV de 0,39 cm3/g. O PV2-10nm foi de 59% do PV. Este filossilicato de troca iônica tratado com ácido foi analisado pelo método de adsorção/dessorção de nitrogênio para obter uma isotérmica de adsorção, que foi submetida a análise BJH. A distribuição de mesoporos assim determinada é apresentada na Figura 2.
[00289] Depois disso, um tratamento com hidrato de sulfato de lítio foi conduzido da mesma forma que no Exemplo 1. A área superficial e a distribuição de poros permaneceu inalterada após o tratamento com hidrato de sulfato de lítio.
[00290] Este filossilicato de troca iônica foi analisado por XRD. Como resultado, dois picos foram detectados na faixa de 2θ de 15a 25 graus. Os respectivos resultados encontram-se resumidos na Tabela 2.
[00291] Na preparação do catalisador posterior, o rastreio com uma peneira com uma dimensão de abertura 53 μm foi realizado para remover partículas grossas e foi utilizada a fração que passou através da peneira, tal como no Exemplo 1. 3. Preparação do catalisador
[00292] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que a montmorilonita quimicamente tratada preparada acima foi usada em uma quantidade de 10 g e que a quantidade de dicloreto de (r)- [1,1'-dimetilsililenobis{2-metil-4-(4-clorofenil)-4H-azulenil}]háfnio foi alterado para 123 mg (151,3 μmol). Como resultado, um catalisador que foi submetido a polimerização preliminar e que inclui 2,12 g de polipropileno por g de catalisador foi obtido em uma quantidade de 31,58 g. 4. Copolimerização de propileno e etileno
[00293] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que foi usado o catalisador acima.
[00294] Como resultado, a atividade catalítica foi de 18.000 g-PP/g de catalisador/h. O MFR foi de 0,37 g/10 min. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 1. [Exemplo Comparativo 2] 1. Polimerização do propileno
[00295] Utilizando 15 mg do mesmo catalisador que foi submetido a polimerização preliminar, tal como no Exemplo Comparativo 1, foi realizada a mesma operação de polimerização tal como no Exemplo Comparativo 1, exceto que o etileno não foi usado.
[00296] Como resultado, a atividade catalítica foi de 7500 g-PP/g de catalisador/h. O MFR foi de 0,80 g/10 min. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 1. [Exemplo Comparativo 3] 2. Tratamento químico do filossilicato de troca iônica
[00297] A montmorilonita granulada foi submetida ao mesmo tratamento com ácido sulfúrico, como no Exemplo 1, exceto que a reação foi conduzida a uma temperatura de 95°C por 380 minutos.
[00298] A montmorilonita quimicamente tratada assim obtida tinha uma composição (% em peso), incluindo Al = 6,25, Si = 39,15, Mg = 1,01, e Fe = 1,47, e os teores de Na, K, e Ca na mesma foram limites de detecção ou menos. A montmorilonita tratada tinha razões molares de Al/Si = 0,166 e Mg/Al = 0,179. Através do tratamento com ácido sulfúrico, 40,3% do Al foi eluído. O filossilicato de troca iônica tratado com ácido tinha uma área superficial específica de 290 m2/g, um PV2-10nm de 0,23 cm3/g, e um PV de 0,42 cm3/g. O PV2-10nm foi de 54,8% do PV.
[00299] Depois disso, um tratamento com hidrato de sulfato de lítio foi conduzido da mesma maneira que no Exemplo 1. A área superficial específica e a distribuição dos poros permaneceu inalterada após o tratamento com hidrato de sulfato de lítio.
[00300] Este filossilicato de troca iônica foi analisado por XRD. Como resultado, dois picos foram detectados na faixa de 2θ de 15 a 25 graus. Os respectivos resultados encontram-se resumidos na Tabela 2.
[00301] Na preparação subsequente do catalisador, o rastreio com uma peneira com uma dimensão de abertura de 53 μm foi realizado para remover partículas grossas e foi utilizada a fração que passou através da peneira, tal como no Exemplo 1. 3. Preparação do catalisador
[00302] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que a montmorilonita quimicamente tratada preparada acima foi usada em uma quantidade de 10 g e que a quantidade de dicloreto de (r)- [1,1'-dimetilsililenobis{2-metil-4-(4-clorofenil)-4H-azulenil}]háfnio foi alterada para 123 mg (151,3 μmol).
[00303] Como resultado, um catalisador que foi submetido a polimerização preliminar e que inclui 2,13 g de polipropileno por g de catalisador foi obtido em uma quantidade de 31,68 g. 4. Copolimerização de propileno e etileno
[00304] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que foi usado o catalisador acima.
[00305] Como resultado, a atividade catalítica foi de 15.000 g-PP/g de catalisador/h. O MFR foi de 0,41 g/10 min. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 1. [Exemplo Comparativo 4] 1. Tratamento químico do filossilicato de troca iônica
[00306] O mesmo tratamento com ácido sulfúrico, como no Exemplo Comparativo 1 foi realizado, com exceção de que as quantidades de água destilada e ácido sulfúrico foram alteradas para 184,6 g e 16,7 g, respectivamente, e que a reação foi conduzida a 90°C por1.200 minutos.
[00307] A montmorilonita quimicamente tratada assim obtida tinha uma composição (% em peso), incluindo Al = 7,18, Si = 37,94, Mg = 1,09, e Fe = 1,53, e os teores de Na, K, e Ca na mesma foram limites de detecção ou menos. A montmorilonita tratada tinha razões molares de Al/Si = 0,197 e Mg/Al = 0,168. Através do tratamento com ácido sulfúrico, 29,1% do Al foi eluído. O filossilicato de troca iônica tratado com ácido tinha uma área superficial específica de 301 m2/g, um PV2-10nm de 0,22 cm3/g, e um PV de 0,38 cm3/g. O PV2-10nm foi de 57,9% do PV.
[00308] Depois disso, um tratamento com hidrato de sulfato de lítio foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 1. A área superficial específica e a distribuição dos poros permaneceram inalteradas após o tratamento com hidrato de sulfato de lítio.
[00309] Este filossilicato de troca iônica foi analisado por XRD. Como resultado, dois picos foram detectados na faixa de 2θ de 15 a 25 graus. Os respectivos resultados encontram-se resumidos na Tabela 2.
[00310] Na preparação subsequente do catalisador, o rastreio com uma peneira com uma dimensão de abertura de 53 μm foi realizado para remover partículas grossas e foi utilizada a fração que passou através da peneira, tal como no Exemplo 1. 2. Preparação do catalisador
[00311] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que a montmorilonita quimicamente tratada preparada acima foi usada em uma quantidade de 10,2 g e que a quantidade de dicloreto de (r) -[1,1'-dimetilsililenobis{2-metil-4-(4-clorofenil)-4H-azulenil}]háfnio foi alterada para 122 mg (150,2 μmol).
[00312] Como resultado, um catalisador que foi submetido a polimerização preliminar e que inclui 2,19 g de polipropileno por g de catalisador foi obtido em uma quantidade de 32,93 g. 3. Copolimerização de propileno e etileno
[00313] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que foi usado o catalisador acima.
[00314] Como resultado, a atividade catalítica foi de 17.600 g-PP/g de catalisador/h. O MFR foi de 0,42 g/10 min. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 1. [Exemplo Comparativo 5] 1. Tratamento químico do filossilicato de troca iônica
[00315] O mesmo tratamento com ácido sulfúrico e tratamento com sal como no Exemplo Comparativo 1 foram conduzidos, exceto que 660 g de água destilada, 67 g de hepta-hidrato de sulfato de magnésio, e 55 g de ácido sulfúrico foram introduzidos, que a montmorilonita granulada utilizada no Exemplo Comparativo 1 foi tratada em uma quantidade de 100 g, e que a reação foi conduzida a uma temperatura de 90°C por 1.230 minutos. O tratamento com sal subsequente com sulfato de lítio foi omitido.
[00316] A montmorilonita quimicamente tratada assim obtida tinha uma composição (% em peso), incluindo Al = 6,50, Si = 34,50, Mg = 1,60, e Fe = 1,43, e os teores de Na, K, e Ca na mesma foram limites de detecção ou menos. A montmorilonita tratada tinha razões molares de Al/Si = 0,196 e Mg/Al = 0,273. Através do tratamento com ácido sulfúrico e o tratamento com sal, 29,4% do Al foi eluído. O filossilicato de troca iônica tratado com ácido e com sal tinha uma área superficial específica de 262 m2/g, um PV2- 10nm de 0,18 cm3/g, e um PV de 0,39 cm3/g. O PV2-10nm foi de 46,2% do PV.
[00317] Este filossilicato de troca iônica foi analisado por XRD. Como resultado, dois picos foram detectados na faixa de 2θ de 15 a 25 graus. Os respectivos resultados encontram-se resumidos na Tabela 2.
[00318] Na preparação subsequente do catalisador, o rastreio com uma peneira com uma dimensão de abertura de 53 μm foi realizado para remover partículas grossas e foi utilizada a fração que passou através da peneira, tal como no Exemplo 1. 2. Preparação do catalisador
[00319] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que a montmorilonita quimicamente tratada preparada acima foi usada em uma quantidade de 10 g e que a quantidade de dicloreto de (r)- [1,1'-dimetilsililenobis{2-metil-4-(4-clorofenil)-4H-azulenil}]háfnio foi alterada para 123 mg (151,3 μmol).
[00320] Como resultado, um catalisador que foi submetido a polimerização preliminar e que inclui 0,50 g de polipropileno por g de catalisador foi obtido em uma quantidade de 15,15 g. 3. Copolimerização de propileno e etileno
[00321] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que foi usado o catalisador acima.
[00322] Como resultado, a atividade catalítica foi de 14.000 g-PP/g de catalisador/h. O MFR foi de 0,42 g/10 min. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 1. [Exemplo Comparativo 6] 1. Tratamento químico do filossilicato de troca iônica
[00323] O mesmo tratamento com ácido sulfúrico, como no Exemplo Comparativo 1 foi realizado, com exceção de que 3750 g de água destilada e 2.500 g de ácido sulfúrico foram introduzidos, que a montmorilonita granulada utilizada no Exemplo Comparativo 1 foi tratada em uma quantidade de 1000 g, e que a mistura foi aquecida a uma temperatura de reação de 90°C longo de 60 minutos, reagiram a 90°C durante 300 minutos, e, em seguida, resfriada ao longo de 60 minutos.
[00324] A montmorilonita quimicamente tratada assim obtida tinha uma composição (% em peso), incluindo Al = 5,21, Si = 38,92, Mg = 0,80, e Fe = 1,25, e os teores de Na, K, e Ca na mesma foram limites de detecção ou menos. A montmorilonita tratada tinha razões molares de Al/Si = 0,139 e Mg/Al = 0,170. Através do tratamento com ácido sulfúrico, 50,0% do Al foi eluído. O filossilicato de troca iônica tratado com ácido tinha uma área superficial específica de 222 m2/g, um PV2-10nm de 0,21 cm3/g, e um PV de 0,39 cm3/g. O PV2 -10nm foi de 53,8% do PV.
[00325] Depois disso, um tratamento com hidrato de sulfato de lítio foi conduzido da mesma forma que no Exemplo 1. A área superficial e a distribuição de poros permaneceram inalteradas após o tratamento com lítio.
[00326] Este filossilicato de troca iônica foi analisado por XRD. Como resultado, dois picos foram detectados na faixa de 2θ de 15 a 25 graus. Os respectivos resultados encontram-se resumidos na Tabela 2.
[00327] Na preparação subsequente de preparação, o rastreio com uma peneira com uma dimensão de abertura de 53 μm foi realizado para remover partículas grossas e a fração que passou através da peneira foi usada, como no Exemplo 1. O filossilicato de troca iônica foi examinado pelo método de adsorção de nitrogênio para se obter uma isotérmica de adsorção, que foi submetida a análise BJH. A distribuição de mesoporos assim determinada é apresentada na Figura 3. 2. Preparação do catalisador
[00328] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que a montmorilonita quimicamente tratada preparada acima foi usada em uma quantidade de 10 g e que a quantidade de dicloreto de (r)- [1,1'-dimetilsililenobis{2-metil-4-(4-clorofenil)-4H-azulenil}]háfnio foi alterado para 122 mg (150,1 μmol).
[00329] Como resultado, um catalisador que foi submetido a polimerização preliminar e que inclui 2,18 g de polipropileno por g de catalisador foi obtido em uma quantidade de 32,14 g. 3. Copolimerização de propileno e etileno
[00330] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que foi usado o catalisador acima.
[00331] Como resultado, a atividade catalítica foi de 10.500 g-PP/g de catalisador/h. O MFR foi de 0,53 g/10 min. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 1. Tabela 1
Figure img0010
Tabela 2
Figure img0011
[00332] Pode ser visto a partir da Tabela 1 que os catalisadores dos Exemplos 1 a 5, em cada um dos quais o componente de catalisador constituído por um filossilicato de troca iônica satisfaz o recurso, em que a soma dos volumes de poros cada um tendo um diâmetro de 2 a 10 nm PV2-10nm considera 60 a 100% do volume total de mesoporos PV, têm uma maior atividade catalítica do que os catalisadores dos Exemplos comparativos 1 a 6, que foram avaliados nas mesmas condições e condições melhoradas.
Aplicabilidade industrial
[00333] Nos casos em que o componente de catalisador para a polimerização de olefinas da presente invenção que inclui um filossilicato de troca iônica específica, e o catalisador para a polimerização de olefinas, que inclui o componente de catalisador são usados, a polimerização prossegue com elevada atividade, o que torna possível produzir eficientemente poliolefinas. O componente de catalisador e o catalisador da presente invenção, portanto, têm alta aplicabilidade industrial.

Claims (9)

1. Componente de catalisador para polimerização de olefina, caracterizado pelo fato de que compreende um filossilicato de troca iônica, com a seguinte propriedade 1, Propriedade 1: em uma curva de distribuição dos poros calculada pelo método de análise BJH usando uma isotérmica de adsorção determinada por um método de adsorção de nitrogênio, a soma dos volumes de poros cada um tendo um diâmetro de 2 a 10 nm corresponde a 60 a 100% do volume total de mesoporos.
2. Componente de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o filossilicato de troca iônica tem ainda a seguinte propriedade 2, Propriedade 2: no difratômetro de raios-X (XRD), o filossilicato de troca iônica dá um padrão de difração que tem um pico (m) a um 2θ de 19,6 a 20,0 graus, e quando o pico (m) tem uma intensidade de pico (M), não existe pico (i), exceto o pico (m) em um 2θ de 15 a 25 graus, ou há um pico (i) em 2θ de 15 a 25 graus e o pico (i) tem uma intensidade de pico (I) que satisfaz a relação com a intensidade de pico (M): 0 <( I/M) <1,6, com a condição de que pode haver vários picos (i) e no caso em que existem múltiplos (n) picos (i), a soma das razões da intensidade de pico (In) dos respectivos n picos para a intensidade de pico (M), In/M, satisfaz a 0 <[soma de (In/M)] <1,6.
3. Componente de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o filossilicato de troca iônica adicionalmente tem a seguinte propriedade 3, Propriedade 3: uma área superficial específica é de 325 m2/g ou maior.
4. Componente de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o filossilicato de troca iônica é um silicato que pertence a um grupo da esmectita.
5. Componente de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o filossilicato de troca iônica é montmorilonita.
6. Componente de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o filossilicato de troca iônica foi submetido a um tratamento por ácido com um ácido inorgânico ou um ácido orgânico, e 10 a 65% em moles de principais cátions de metal das folhas octaédricas que constituem o filossilicato de troca iônica foram eliminados por tratamento por ácido.
7. Componente de catalisador para a polimerização de olefina de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os principais cátions de metal das folhas octaédricas são alumínio.
8. Catalisador para a polimerização de olefina, caracterizado pelo fato de que compreende o seguinte componente (a) e o componente (b), e opcionalmente que compreende o seguinte componente (c), componente (a): um composto de metaloceno de um metal de transição pertencendo ao grupo 4 da tabela periódica, componente (b): o componente de catalisador para a polimerização de olefina como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, e componente (c): um composto de organoalumínio.
9. Processo para produção de um (co)polímero de olefina, caracterizado pelo fato de que compreende a polimerização ou copolimerização de um ou mais tipos de olefinas usando o catalisador para a polimerização de olefinas como definido na reivindicação 8.
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