BRPI0613607A2 - sistema catalisador para a polimerização de uma olefina, componente catalisador de titánio sólido para a polimerização de olefinas e métodos de produzir um componente catalisador de titánio sólido para a polimerização de olefinas e uma poliolefina - Google Patents

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Abstract

SISTEMA CATALISADOR PARA A POLIMERIZAçãO DE UMA OLEFINA, COMPONENTE CATALISADOR DE TITáNIO SóLIDO PARA A POLIMERIZAçãO DE OLEFINAS E MéTODOS DE PRODUZIR UM COMPONENTE CATALISADOR DE TITáNIO SóLIDO PARA A POLIMERIZAçãO DE OLEFINAS E UMA POLIOLEFINA. Descritos são sistemas catalisadores e métodos de produzir os sistemas catalisadores para a polimerização de uma olefina contendo um componente catalisador de titânio sólido contendo um composto inorgânico de magnésio e um álcool, e um suporte poroso tendo pelo menos um de uma certa área de superfície específica, um certo volume de poro, eum certo tamanho de partícula mediano. O sistema catalisador pode ainda conter um composto de organoalumínio e opcionalmente um composto de organossilício. Também são descritos métodos de produzir poliolefinas.

Description

"SISTEMA CATALISADOR PARA A POLIMERIZAÇÃO DE UMA OLEFINAs COMPONENTE CATALISADOR DE TITÂNIO SÓLIDO PARA A POLIMERIZAÇÃO DE OLEFINAS E MÉTODOS DE PRODUZIR UM COMPONENTE CATALISADOR DE TITÂNIO SÓLIDO PARA A POLIMERIZAÇÃO DE OLEFINAS E UMA POLIOLEFINA"
CAMPO DA INVENÇÃO A invenção objeto diz respeito em geral a sistemas catalisadores para polimerização de olefinas suportados para produzir polímeros oleflnicos, e a métodos para produzir os sistemas catalisadores e os polímeros olefmicos.
FUNDAMENTOS As poliolefinas são uma classe de polímeros derivados de olefinas simples. Os métodos conhecidos de produzir poliolefinas envolvem o uso de catalisadores de polimerização de Ziegler-Natta. Estes catalisadores polimerizam os monômeros vinílicos com o uso de um composto de metal de transição, para prover um polímero estereorregulado.
Existem numerosos catalisadores de polimerização de Ziegler- Natta. Os catalisadores têm diferentes características e/ou levam à produção de olefinas tendo diversas propriedades. Além disso, as poliolefinas produzidas com o uso dos catalisadores de polimerização de Ziegler-Natta variam na estereorregularidade, na distribuição do peso molecular, na resistência ao impacto, na escoabilidade em fusão, na rigidez, nas condições de vedação, na isotacticidade, e outros.
Os catalisadores de polimerização de Ziegler-Natta suportados por sílica geralmente são produzidos através de um método de precipitação com o uso de um material de partida de composto de magnésio orgânico. O composto de magnésio orgânico é clorado de modo a fornecer cloreto de magnésio. No entanto, o procedimento de cloração tende a corroer gravemente o equipamento de fabricação e introduz a preocupação ambiental O seguinte apresenta um sumário simplificado da invenção de modo a proporcionar um entendimento básico de alguns aspectos da invenção. Este sumário não é uma vista geral da invenção. Ele não pretende nem identificar os elementos chave ou críticos da invenção, nem delinear o escopo da invenção. Ao invés disso, o único propósito deste sumário é apresentar alguns conceitos da invenção em uma forma simplificada como uma introdução à descrição mais detalhada que será apresentada daqui por diante.
A invenção objeto fornece sistemas catalisadores de polimerização de olefínas, métodos de produzir os sistemas catalisadores de polimerização de olefínas, e métodos de polimerizar (e copolimerizar) olefínas que envolvam o uso de um componente catalisador de titânio sólido contendo um suporte poroso tendo certas características físicas. O uso do suporte poroso, e de compostos de magnésio inorgânico e titânio, fornecem um sistema catalisador de polimerização da olefína com pelo menos um dentre a alta eficiência catalisadora, o baixo custo, as técnicas de fabricação ambientalmente favoráveis, a produção de partículas poliméricas tendo a morfologia desejada (controlável), a produção de partículas poliméricas tendo a densidade de massa desejada, e a produção de copolímero de impacto com um alto teor de etileno.
Para a realização do acima e dos fins relacionados, a invenção compreende os aspectos a seguir completamente descritos e particularmente salientados nas reivindicações. A seguinte descrição e os desenhos anexos apresentam em detalhes certos aspectos ilustrativos e implementações da invenção. Estes são indicativos, entretanto, senão uns poucos dos vários meios em que os princípios da invenção podem ser empregados. Outros objetos, vantagens e novos aspectos da invenção se tornarão evidentes da seguinte descrição da invenção, quando considerados em combinação com os desenhos.
BREVE SUMÁRIO DOS DESENHOS
A Figura 1 é um diagrama esquemático de alto nível de um sistema de polimerização da olefina de acordo com um aspecto da invenção objeto.
A Figura 2 é um diagrama esquemático de um reator de polimerização da olefina de acordo com um aspecto da invenção objeto.
A Figura 3 é um diagrama esquemático de alto nível de um sistema para produzir copolímero de impacto de acordo com um aspecto da invenção obj eto.
DESCRIÇÃO DETALHADA
A invenção objeto diz respeito a componentes catalisadores de titânio sólido, a sistemas catalisadores, a métodos de produzir componentes catalisadores de titânio sólido e a sistemas catalisadores, e a métodos de produzir poliolefinas, incluindo polietilenos tais como polietileno de alta densidade (HDPE) e polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), polipropileno, copolímeros de etileno-propileno, e copolímeros de impacto, tais como a borracha polimérica intimamente misturada em uma matriz de poliolefina.
Um aspecto da invenção envolve a formação do suporte catalisador de um composto de magnésio inorgânico, um álcool, e suporte poroso sólido tendo certas características físicas. O uso do composto de magnésio inorgânico, um álcool, um suporte poroso sólido tendo certas características físicas, elimina a necessidade de clorar um composto de magnésio organometálico e, tendo em vista que um procedimento de cloração é eliminado, as preocupações ambientais indesejáveis são mitigadas (as correntes de detritos prejudiciais são reduzidas). A corrosão do equipamento de fabricação causada pelos procedimentos de cloração é igualmente eliminada. Além disso, o uso de um composto de magnésio inorgânico é muito menos dispendioso do que o uso de um composto de magnésio organometálico, dessa forma reduzindo os custos de fabricação do catalisador.
Existem vários benefícios associados com os componentes catalisadores de titânio sólido. O uso do suporte poroso tendo certas características físicas e do composto de magnésio inorgânico também contribui para a capacidade de formar um componente catalisador de titânio sólido de conformação substancialmente esférica. A conformação substancialmente esférica do componente catalisador de titânio sólido contribui para a capacidade do sistema catalisador em vários métodos de polimerização para prover um nível melhorado de controle sobre as propriedades dos produtos poliméricos resultantes (propriedades tais como a densidade de massa, a temperatura de transição vítrea, as propriedades de aderência, os coeficientes de expansão/contração induzida pela temperatura, a escoabilidade melhorada, e outros).
A invenção objeto ainda diz respeito a um sistema catalisador da polimerização da olefma formado de um componente catalisador de titânio sólido compreendendo titânio e um suporte catalisador produzido de um composto de magnésio inorgânico, um álcool, um suporte poroso tendo certas características físicas, e, opcionalmente, um doador interno de elétrons, um composto de organoalumínio e, opcionalmente, um composto de organossilício (doador externo de elétrons), ou um derivado de qualquer destes grupos; e um processo de polimerização que compreende polimerizar ou copolimerizar olefinas na presença do sistema catalisador de polimerização descrito acima.
Falando-se de uma forma geral, o componente catalisador de titânio sólido é produzido pelo contato de pelo menos um composto de magnésio inorgânico com um álcool em um meio orgânico; depois o contato de um suporte poroso tendo certas características físicas com o produto de composto de magnésio inorgânico-álcool. Após o produto de composto de magnésio inorgânico-álcool ter sido impregnado sobre o suporte poroso, um composto de titânio inorgânico e, opcionalmente, um doador interno de elétrons são colocados em contato com o suporte poroso impregnado. As propriedades desejáveis e benéficas do componente catalisador de titânio sólido não são obtidas quando o álcool, o composto de magnésio inorgânico, o suporte poroso tendo certas características físicas, e o composto de titânio inorgânico não forem de outra forma empregados.
O suporte poroso tem características físicas que levam à fabricação de componentes catalisadores desejáveis e benéficos de titânio sólido. Isto é, o suporte poroso contribui diretamente para muitas das propriedades benéficas do componente catalisador de titânio sólido em particular, e do sistema catalisador da olefina, em geral. Nesta conexão, o suporte é um aspecto necessário da invenção. Especificamente o suporte poroso tem pelo menos um dentre uma certa área superficial específica, um certo volume de poros e um certo tamanho médio de partículas, para contribuir com as propriedades desejáveis e benéficas dos componentes catalisadores de titânio sólido. O suporte poroso pode ter pelo menos dois dentre uma certa área superficial específica, um certo volume de poros e um certo tamanho médio de partículas, para contribuir com as propriedades desejáveis e benéficas dos componentes catalisadores de titânio sólido. O suporte poroso pode ter todos os três dentre uma certa área superficial específica, um certo volume de poros e um certo tamanho médio de partículas, para contribuir com as propriedades desejáveis e benéficas dos componentes catalisadores de titânio sólido.
Em uma modalidade, a área superficial específica do suporte poroso é de cerca de 100 m2/g ou mais e de cerca de 2.000 m2/g ou menor. Em outra modalidade, a área superficial específica do suporte poroso é de cerca de 200 m2/g ou mais e de cerca de 1.500 m2/g ou menor. Em ainda outra modalidade, a área superficial específica do suporte poroso é de cerca de 300 m2/g ou mais e de cerca de 1.000 m2/g ou menor. A área superficial específica pode ser determinada com o uso de técnicas convencionais que envolvam os isotermas de absorção de nitrogênio, tais como o uso da ASTM D3663-03 intitulada "Método de Teste Padrão para a Área Superficial dos Catalisadores e dos Portadores de Catalisadores", a qual fica aqui incorporada como referência.
Em uma modalidade, o volume de poros do suporte poroso é de cerca de 0,2 cm3/g ou mais e de cerca de 5 cm3/g ou menor. Em outra modalidade, o- volume de poros do suporte poroso é de cerca de 0,3 cm3/g ou mais e de cerca de 4 cm3 ou menor. Em ainda outra modalidade, o volume de poros do suporte poroso é de cerca de 0,5 cm3/g ou mais, e de cerca de 3 cm3/g ou menor. O volume de poros pode ser determinado por um teste de absorção de nitrogênio, tal como o uso de um método de acordo com o método de análise delineado na ASTM D4641-88 intitulado "Prática padrão para o cálculo das distribuições dos tamanhos dos poros dos catalisadores dos isotermas de absorção do nitrogênio", a qual fica aqui incorporada como referência.
Em uma modalidade, o tamanho médio de partículas (em volume) do suporte poroso é de cerca de 1 mícron ou mais e de cerca de 200 mícrons ou menor. Em outra modalidade, o tamanho médio de partícula (em volume) do suporte poroso é de cerca de 5 mícrons ou mais e de cerca de 150 mícrons ou menor. Em ainda outra modalidade, o tamanho médio de partículas (em volume) do suporte poroso é de cerca de 10 mícrons ou mais e de cerca de 100 mícrons ou menor. O tamanho médio de partículas pode ser determinado com o uso de técnicas costumeiras tais como o uso de métodos e dispositivos convencionais para medir os tamanhos de partículas. Para os fins desta invenção, o tamanho médio de partículas é determinado por técnicas de difração de laser com o uso de um Instrumento de Malvern. Falando-se de uma forma geral, a luz de um laser é dirigida em uma nuvem de partículas em suspensão em um meio transparente. As partículas dispersam a luz, e as partículas menores dispersando a luz em ângulos maiores do que as partículas maiores. A luz dispersa é medida por uma série de fotodetectores colocados em diferentes ângulos.
O material de suporte poroso pode ser obtido de uma pletora de fontes comerciais, incluindo Grace Davison, Engelhard e outros.
O suporte poroso contém e/ou é feito de um material que possa suportar o titânio e um produto de composto de magnésio inorgânico-álcool (e opcionalmente um doador interno de elétrons). Exemplos gerais de materiais de suporte poroso incluem os óxidos de metais e outros materiais que tenham grupos hidroxila sobre a superfície. Exemplos específicos de materiais de suporte porosos incluem a sílica, a alumina, alumina-silicatos, céria, os zeólitos, a argila, a zircônia, titânia, o óxido de zinco, e outros.
Os compostos de magnésio inorgânico usados na preparação do componente catalisador de titânio sólido incluem, por exemplo, os haletos de magnésio. Pelo termo inorgânico, os compostos de magnésio inorgânico não contêm um átomo de carbono (assim como um composto de magnésio organometálico tal como os magnésios de alcóxi). Exemplos de compostos de magnésio inorgânico incluem o cloreto de magnésio, o brometo de magnésio, o iodeto de magnésio e o fluoreto de magnésio, os hidratos de qualquer dos haletos de magnésio, e outros.
O álcool facilita a dissolução do composto de magnésio inorgânico pela combinação com o composto de magnésio inorgânico, para prover um aduto. Exemplos gerais de álcoois incluem os álcoois primários, os álcoois alquílicos, os álcoois alquenílicos, e os álcoois aromáticos. Nestes exemplos gerais, a alquila, a alquenila e os grupos aromáticos contêm de 1 a cerca de 12 átomos de carbono. Em outra modalidade, a alquila, a alquenila, os grupos aromáticos contêm de cerca de 2 a cerca de 8 átomos de carbono. Exemplos de álcoois incluem o metanol, o etanol, o n-propanol, o isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, n-pentanol, isopentanol, hexanol, 2-etilexanol, decanol, ciclo-hexanol, fenol, e outros.
O meio orgânico em que o composto de magnésio inorgânico e o álcool entram em contato, incluem um ou mais solventes orgânicos e/ou líquidos orgânicos. Preferivelmente o solvente orgânico é capaz de permitir e facilitar a formação de um aduto do composto de magnésio inorgânico e o álcool. Exemplos de solventes orgânicos incluem alcanos tais como butano, pentano, hexano, heptano, octanos, decano, querosene, ciclopentano, ciclo- hexano e ciclooctano; hidrocarbonetos aromáticos tais como o benzeno, o tolueno, o xileno, o etilbenzeno e os naftalenos; compostos contendo oxigênio, tais como os álcoois e os glicóis; as cetonas; ésteres; éteres; e outros.
Uma quantidade adequada do meio orgânico é empregada quando o composto de magnésio inorgânico e álcool são colocados em contato para formar o aduto de álcool magnésio. Em uma modalidade, quando do contato do composto de magnésio inorgânico com álcool, a relação molar do meio orgânico para o composto de magnésio inorgânico é de cerca de 1:1 a cerca de 50:1. Em outra modalidade, quando o contato do composto de magnésio inorgânico com álcool, a relação molar do meio orgânico para o composto de magnésio inorgânico é de cerca de 2:1 a cerca de 30:1. Em ainda outra modalidade, quando do contato do composto de magnésio inorgânico com álcool, a relação molar do meio orgânico para o composto de magnésio inorgânico é de cerca de 3:1 a cerca de 10:1.
O composto de magnésio inorgânico, álcool e meio orgânico podem ser combinados em qualquer ordem (todos de uma vez; o composto de magnésio inorgânico e o meio orgânico inicialmente combinados, seguido pelas adições separadas, semi-simultâneas ou simultâneas do álcool; ou o álcool e o meio orgânico inicialmente combinados, seguidos pela adição do composto de magnésio inorgânico). Quando os componentes não são adicionados ao mesmo tempo, a mistura como é formada pode ser aquecida a temperaturas discretas após adicionar-se algum ou todos os componentes (isto é, entre a adição dos componentes).
A mistura do composto de magnésio, álcool e meio orgânico (ou qualquer submistura contendo menos do que todos estes componentes) pode ser aquecida acima da temperatura ambiente por um período de tempo adequado. Em uma modalidade, a mistura ou uma submistura é aquecida até uma temperatura de cerca de 40°C a cerca de 200°C. Em outra modalidade, a mistura ou uma submistura é aquecida a uma temperatura de cerca de 60°C a cerca de 140°C. Em ainda outra modalidade, a mistura ou uma submistura é aquecida a uma temperatura de cerca de 80°C a cerca de 120°C. Em uma modalidade, a mistura ou uma submistura é aquecida por um período de tempo de cerca de 10 minutos a cerca de 15 horas. Em outra modalidade, a mistura ou uma submistura é aquecida por um período de tempo de cerca de 30 minutos a cerca de 10 horas. Em ainda outra modalidade, a mistura ou uma submistura é aquecida por um período de tempo de cerca de 1 hora a cerca de 4 horas.
Quantidades relativas adequadas do composto de magnésio inorgânico com álcool são colocadas em contato para formar o aduto de álcool magnésio. Em uma modalidade, quando do contato do composto de magnésio inorgânico com o álcool, a relação molar do álcool para o composto de magnésio inorgânico é de cerca de 0,1:1 a cerca de 1:0,1. Em outra modalidade, quando do contato do composto de magnésio inorgânico com o álcool, a relação molar do álcool para o composto de magnésio inorgânico é de cerca de 0,25:1 a cerca de 1:0,25. Em ainda outra modalidade, quando do contato do composto de magnésio inorgânico com o álcool, a relação molar do álcool para o composto de magnésio inorgânico é de cerca de 0,5:1 a cerca de 1:0,5.
O aduto de magnésio álcool pode ser recuperado da mistura por qualquer meio adequado, tal como pelas técnicas de precipitação. Em uma modalidade, entretanto, o aduto de magnésio álcool não é formado ou recuperado com o uso de secagem por pulverização. Em outra modalidade, o aduto de magnésio álcool não é desalcoolizado. O aduto de magnésio álcool é então colocado em contato com o suporte poroso no mesmo ou em diferente meio orgânico para impregnar o suporte poroso com o aduto de magnésio álcool. Alternativamente, se o aduto de magnésio álcool não for recuperado da mistura, o aduto de magnésio álcool ficará em contato com o suporte poroso no meio orgânico em que o aduto de magnésio álcool seja formado para impregnar o suporte poroso com o aduto de magnésio álcool.
O suporte impregnado pode ser recuperado do meio orgânico por qualquer meio adequado, tal como as técnicas de precipitação, as técnicas de filtração, etc. O componente catalisador de titânio sólido pode ser preparado pelo contato do suporte impregnado com um composto de titânio inorgânico. Alternativamente, se o suporte impregnado não for recuperado do meio orgânico, um composto de titânio inorgânico é colocado em contato com o suporte impregnado no meio orgânico para formar o componente catalisador de titânio sólido.
O composto de titânio inorgânico usado na preparação do componente catalisador de titânio sólido é, por exemplo, um composto de titânio tetravalente inorgânico representado pela Fórmula (I)
Ti(R)gX4-g (I)
em que cada R independentemente representa um grupo inorgânico não halogênico, X representa um átomo de halogênio, e 0≤g≤4. Pelo termo inorgânico, os compostos de titânio inorgânico não contêm um átomo de carbono (tal como um composto de titânio organometálico como os titânios de alcóxi e os haletos de titânio de alcóxi). Exemplos específicos do composto de titânio inorgânico incluem os tetra-haletos de titânio tais como o TiCl4, TiBr4 e Til4. Estes compostos de titânio podem ser individualmente usados ou em uma combinação de dois ou mais. Eles podem ser usados como diluições em compostos de hidrocarboneto ou em hidrocarbonetos halogenados.
Quando do preparo do componente catalisador de titânio, um doador interno de elétrons é opcionalmente usado/adicionado. Falando de um modo geral, quando a olefina desejada é ou contém polipropileno, um doador interno de elétrons é tipicamente usado. Doadores internos de elétrons, por exemplo doadores de elétrons contendo oxigênio tais como álcoois, certos compostos de organossílicio, fenóis, cetonas, aldeídos, ácidos carboxílicos, ésteres de ácido orgânico ou inorgânico, éteres, amidas de ácido e anidridos de ácido, e doadores de elétrons contendo nitrogênio tais como amônia, aminas, nitrilas e isocianatos.
Exemplos específicos incluem os ésteres de ácido orgânico tendo de 2 a cerca de 30 átomos de carbono, tais como o formiato de metila, acetato de etila, acetato de vinila, acetato de propila, acetato de octila, acetato de ciclo-hexila, propionato de etila, butirato de metila, valerato de etila, estearato de etila, cloroacetato de metila, dicloroacetato de etila, metacrilato de metila, crotonato de etila, maleato de dibutila, butilmalonato de dietila, dibutilmalonato de dietila, ciclo-hexanocarboxilato de etila, 1,2-ciclo- hexanodicarboxilato de dietila, 1,2-ciclo-hexanodicarboxilato de di-2- etilexila, benzoato de metila, benzoato de etila, benzoato de propila, benzoato de butila, benzoato de octila, benzoato de ciclo-hexila, benzoato de fenila, benzoato de benzila, toluato de metila, toluato de etila, toluato de amila, etilbenzoato de etila, anisato de metila, ftalato de dioctila, ftalato de diisopropila, ftalato de dibutila, ftalato de diisobutila, ftalato de dioctila, gama-butirolactona, delta-valerolactona, cumarina, ftalida e carbonato de etileno; ésteres de ácido inorgânico tais como o silicato de etila, silicato de butila, viniltrietoxissilano, feniltrietoxissilano e difenildietoxissilano; haletos de ácido tendo 2 a cerca de 15 átomos de carbono tais como o cloreto de acetila, cloreto de benzoíla, cloreto de tolila, cloreto de anisoíla e dicloreto de ftaloíla; éteres tendo 2 a cerca de 20 átomos de carbono tais como o éter metílico, éter etílico, éter isopropílico, éter butílico, éter amílico, tetra- hidrofurano, anisol e éter difenílico; amidas de ácido tais como a acetamida, benzamida e toluamida; anidridos de ácido tais como o anidrido benzóico e o anidrido itálico, aminas tais como a metilamina, etilamina, dietilamina, tributilamina, piperidina, tribenzilamina, anilina, piridina, picolina e tetrametiletilenodiamina; e nitrilas tais como a acetonitrila, benzonitrila e tolunitrila.
Os ésteres podem também ser empregados como doadores internos de elétrons para uso com o componente catalisador de titânio. Exemplos destes ésteres são os compostos representados pelas seguintes fórmulas:
<formula>formula see original document page 13</formula>
em que R1 representa um grupo hidrocarboneto substituído ou não substituído, e R2, R5 e R6 representam um átomo de hidrogênio ou um grupo hidrocarboneto substituído ou não substituído, ReR representam um átomo de hidrogênio ou um grupo hidrocarboneto substituído ou não substituído, pelo menos um deles sendo preferivelmente um grupo hidrocarboneto substituído ou não substituído, e R3 e R4 podendo ser ligados um ao outro. Em uma modalidade, os grupos hidrocarbonetos substituídos ou não substituídos contêm de 1 a cerca de 30 átomos de carbono.
Exemplos dos grupos hidrocarboneto substituído para R1 a R5 são os grupos hidrocarboneto tendo grupos contendo heteroátomos tais como " Ν, O e S, por exemplo C-O-C, COOR, COOH, OH, SO3H, -C-N-C- e NH2. Especialmente preferidos são os diésteres de ácidos dicarboxílicos em que pelo menos um dentre R1 e R2 é um grupo alquila tendo pelo menos cerca de 2 átomos de carbono.
Exemplos específicos de ésteres de ácido policarboxílico incluem os ésteres alifáticos de ácido policarboxílico tais como o succinato de dietila, succinato de dibutila, metilsuccinato de dietila, dipropilsuccinato, dipentilsuccinato, diexilsuccinato, dioctilsuccinato, didecilsuccinato, butiloctiisuccinato, didodecilsuccinato, e outros alquilsuccinatos, alfa- metilglutarato de diisobutila, malonato de dietila, malonato de dibutila, metilmalonato de dietila, etilmalonato de dietila, isopropilmalonato de dietila, butilmalonato de dietila fenilmalonato de dietila, dietilmalonato de dietila, alilmalonato de dietila, diisobutilmalonato de dietila, di-n-butilmalonato de dietila, maleato de dimetila, maleato de dietila, maleato de monooctila, maleato de dioctila, maleato de di-n-butila, maleato de di-iso-butila, butilmaleato de dibutila, butilmaleato de dietila, adipato de dietila, adipato de dibutila, sebacato de dietila, sebacato de dibutila, beta-metilglurato de diisopropila, etilsuccinato de dialila, ftimarato de di-2-etilexila, itaconato de dietila, itaconato de dibutila, citraconato de dioctila e citraconato de dimetila; ésteres de ácido policarboxílico alicíclicos tais como 1,2-ciclo- hexanocarboxilato de dietila, 1,2-ciclo-hexanocarboxilato de diisobutila, tetra- hidroftalato de dietila e ácido Nádico, éster dietílico; ésteres de ácido policarboxílico aromático tais como o ftalato de monoetila, ftalato de dimetila, ftalato de metiletila, ftalato de monoisobutila, ftalato de mono-n- butila, ftalato de dietila, ftalato de etilisobutila, ftalato de etil-n-butila, ftalato de di-n-propila, ftalato de diisopropila, ftalato de di-n-butila, ftalato de diisobutila, ftalato de di-n-heptila, ftalato de di-2-etilexila, ftalato de di-n- octila, ftalato de di-isooctila, ftalato de dineopentila, ftalato de didecila, ftalato de benzilbutila, ftalato de difenila, naftalenodicarboxilato de dietila, naftalenodicarboxilato de dibutila, trimelitato de trietila, trimelitato de dibutila, hemimelitato de trietila, hemimelitato de tributila, piromelitato de tetraetila, piromelitato de tetrabutila, 1,2-ciclo-hexano-dicarboxilato de dietila e 1,2-dicloexano-dicarboxilato de dibutila; e ésteres de ácido policarboxílico heterocíclico tais como os ésteres de ácido 3,4-furanodicarboxílico. Exemplos específicos dos ésteres de composto poliidróxi podem incluir 1,2- diacetoxibenzeno, 1-metil-2,3-diacetoxi-benzeno, 2-metil-2,3- diacetoxibenzeno, 2,8-diacetoxinaftaleno, dipivalato de etileno glicol e pivalato de butanodiol. Exemplos específicos do ésteres de ácido carboxílico hidróxi-substituídos são o salicilato de benzoiletila, o salicilato de acetilisobutila e o salicilato de acetilmetila.
Os ésteres de ácido dicarboxílico de cadeia longa, tais como o adipato de dietila, o adipato de diisobutila, o sebacato de diisopropila, o sebacato de di-n-butila, o sebacato de di-n-octila e o sebacato de 2-etilexila, podem também ser usados como os ésteres de ácido policarboxílico que podem ser incluídos no componente catalisador de titânio. Entre estes ésteres polifuncionais, os compostos tendo a estrutura dadas pelas fórmulas gerais acima são preferidos. Igualmente preferidos são os ésteres formados entre o ácido itálico, o ácido maleico ou o ácido malônico substituído e álcoois tendo pelo menos cerca de 2 átomos de carbono, são especialmente preferidos
Outro grupo de doadores internos de elétrons que podem ser incluídos no componente catalisador de titânio são os ésteres de ácido monocarboxílico representados por RCOOR' em que ReR' são grupos hidrocarboíla que podem ter um substituinte, e pelo menos um deles é um grupo alifático ramificado (incluindo alicíclico) ou contendo anel. Especificamente, pelo menos um dentre ReR' podem ser (CHs)2CH-, C2H5CH(CH3)-, (CH3)2CHCH2-, (CH3)3C-, C2H5CH-, (CH3)CH2-, ciclo- hexila, metilbenzila, paraxilila, acrílico e carbonilbenzila. Se qualquer um dentre R e R' for qualquer um do grupo acima descrito, o outro pode ser o grupo acima ou outro grupo tal como um grupo linear ou cíclico. Exemplos específicos dos ésteres de ácido monocarboxílico incluem monoésteres de ácido dimetilacético, ácido trimetilacético, ácido alfa-metilbutírico, ácido beta-metilbutírico, ácido metacrílico e ácido benzoilacético; e ésteres de ácido monocarboxílico formados com álcoois tais como metanol, etanol, isopropanol, isobutanol e terc-butanol.
Os doadores internos de elétrons podem ser usados individualmente ou em combinação. No emprego do doador interno de elétrons, eles não têm de ser usados diretamente como materiais de partida, mas os compostos que podem ser convertidos nos doadores de elétrons no decurso do preparo dos componentes catalisadores de titânio podem também ser usados como materiais de partida.
O componente catalisador de titânio sólido pode ser formado pelo contato do suporte catalisador contendo magnésio, pelo composto de titânio e pelo doador interno de elétrons, mediante métodos conhecidos usados para preparar um componente catalisador de titânio altamente ativo de um suporte de magnésio, um composto de titânio e um doador de elétrons.
Vários exemplos do método de produzir o componente catalisador de titânio sólido são resumidamente descritos abaixo.
(1) O suporte impregnado com o aduto de magnésio álcool opcionalmente com o doador interno de elétrons, é colocado em contato com o composto de titânio inorgânico na fase líquida.
(2) O suporte impregnado com o aduto de magnésio álcool e o composto de titânio inorgânico são colocados em contato na presença do doador interno de elétrons opcional para precipitar um complexo de titânio sólido.
(3) O produto de reação obtido em (2) é ainda reagido com um composto de titânio inorgânico. (4) O produto de reação obtido em (1) ou (2) é ainda colocado em contato com o doador interno de elétrons opcional e o composto de titânio inorgânico.
(5) O produto obtido em (1) a (4) é tratado com um halogênio, um composto halogênio ou um hidrocarboneto aromático.
(6) O suporte impregnado com o aduto de magnésio álcool é colocado em contato com o doador interno de elétrons opcional, o composto de titânio inorgânico e/ou um hidrocarboneto contendo halogênio.
(7) O suporte impregnado com o aduto de magnésio álcool é colocado em contato com o composto de titânio inorgânico na fase líquida, filtrado e lavado. O produto é ainda colocado em contato com o doador interno de elétrons opcional e o composto de titânio inorgânico, depois ativado com o composto de titânio inorgânico adicional em um meio orgânico.
Nas modalidades de produzir o componente catalisador de titânio sólido de acordo com os exemplos (2), (3), (4) e (5), a solução de suporte impregnado com o aduto de magnésio álcool é misturada com tetra- haleto de titânio líquido para formar precipitado sólido na presença opcional de um precipitante auxiliar. Um éster de ácido policarboxílico pode ser adicionado antes, durante ou após a precipitação dos sólidos e carregado sobre o sólido.
O processo de precipitação de sólidos pode ser realizado pela adição de tetra-haleto de titânio líquido em gotas em uma solução de suporte impregnada com o aduto de magnésio álcool em temperatura baixa ou na ambiente para separar por precipitação os sólidos imediatamente. Um doador interno de elétrons acha-se opcionalmente presente no sistema de reação. O doador interno de elétrons pode ser adicionado ou após a solução de suporte impregnada do aduto de magnésio álcool ter sido obtida ou junto com o suporte impregnado do aduto de magnésio álcool. Para facilitar a obtenção de partículas sólidas uniformes, o processo de precipitação pode ser realizado lentamente. Quando a adição do composto de titânio inorgânico em gotas em temperatura baixa ou ambiente é aplicada, o processo pode ter lugar durante um período de cerca de 1 hora a cerca de 6 horas.
O precipitado sólido é primeiro separado da mistura. No precipitado sólido assim obtido pode ser arrastada uma variedade de complexos e impurezas, de modo que outro tratamento pode, em alguns casos, ser necessário.
O precipitado sólido é lavado com um diluente inerte e depois tratado com tetra-haleto de titânio ou uma mistura de tetra-haleto de titânio com um diluente inerte. O tetra-haleto de titânio usado nesta ação é idêntico ou diferente do composto de titânio inorgânico usado. A quantidade de tetra- haleto de titânio usada é de cerca de 1 a cerca de 20 moles, tal como de cerca de 2 a cerca de 15 moles, por mol de magnésio no suporte poroso. A temperatura do tratamento varia de cerca de 50°C a cerca de 150°C, tal como de cerca de 60 0C a cerca de 100 0C. Se uma mistura de tetra-haleto de titânio com diluente inerte for usada para tratar do precipitado sólido, o percentual em volume do tetra-haleto de titânio na solução de tratamento será de cerca de 10 % a cerca de 100 %, o restante sendo um diluente inerte.
Os sólidos tratados podem ser ainda lavados com um diluente inerte para remover compostos de titânio ineficazes e outras impurezas. O diluente inerte aqui usado pode ser hexano, heptano, octano, 1,2-dicloroetano, benzeno, tolueno, xilenos, e outros hidrocarbonetos.
Em uma modalidade, particularmente nas modalidades que seguem o exemplo (2) descrito acima, o componente catalisador sólido tem a seguinte composição química: titânio, de cerca de 1 a cerca de 7 % em peso; magnésio, de cerca de 3 a cerca de 15 % em peso; halogênio, de cerca de 10 a cerca de 40 % em peso; doador interno de elétrons opcional, de cerca de 0,5 a cerca de 15 % em peso; e suporte poroso, de cerca de 40 a cerca de 85 % em peso.
O componente catalisador de titânio sólido é um componente catalisador altamente ativo compreendendo titânio, um aduto de magnésio álcool, um suporte poroso, e opcionalmente um doador interno de elétrons. As quantidades dos ingredientes usados no preparo do componente catalisador de titânio sólido podem variar, dependendo do método de preparo. Em uma modalidade, de cerca de 0,01 a cerca de 5 moles do doador interno de elétrons opcional e de cerca de 0,01 a cerca de 500 moles do composto de titânio inorgânico, são usados por mol do composto de magnésio inorgânico usado para produzir o componente catalisador de titânio sólido. Em outra modalidade, de cerca de 0,05 a cerca de 2 moles do doador interno de elétrons opcional e de cerca de 0,05 a cerca de 300 moles do composto de titânio inorgânico, são usados por mol do composto de magnésio inorgânico usado para produzir o componente catalisador de titânio sólido.
Em uma modalidade, no componente catalisador de titânio sólido, a relação atômica de halogênio/titânio é de cerca de 4 a cerca de 200; a relação do doador interno de elétrons opcional/mol de titânio, é de cerca de 0,01 a cerca de 10; e a relação atômica de magnésio/titânio é de cerca de 1 a cerca de 100. Em outra modalidade, no componente catalisador de titânio sólido, a relação atômica do halogênio/titânio é de cerca de 5 a cerca de 100; a relação molar de doador interno de elétrons opcional/titânio é de cerca de 0,2 a cerca de 6; e a relação atômica de magnésio/titânio é de cerca de 2 a cerca de 50.
Em uma modalidade, o tamanho (diâmetro) do componente catalisador de titânio sólido formado de acordo com a presente invenção é de cerca de 10 mícrons a cerca de 150 mícrons (em uma base de 50 % em volume). Em outra modalidade, o tamanho (diâmetro) do componente catalisador de titânio sólido é de cerca de 20 mícrons a cerca de 100 mícrons (em uma base de 50 % em volume). Em ainda outra modalidade, o tamanho (diâmetro) do componente catalisador de titânio sólido é de cerca de 30 mícrons a cerca de 80 mícrons (em uma base de 50 % em volume).
O componente catalisador de titânio sólido pode ser usado como um componente catalisador para produzir poliolefinas após ter sido combinado ou diluído com um composto inorgânico ou orgânico, tal como um composto de silício, um composto de alumínio.
Métodos de preparar o componente catalisador de titânio sólido, que podem ser usados na invenção objeto, contanto que o suporte poroso, um álcool, um composto de magnésio inorgânico, e um composto de titânio inorgânico sejam usados, são descritos nas Patentes U.S. e nas Publicações de Patentes U.S.: 4.639.430, 5.064.799, 5.227.439, 5.244.854, 5.278.117, 5.633.419, 5.661.097 e 5.798.314, as quais ficam aqui incorporadas como referência a este respeito.
O sistema catalisador pode conter pelo menos um composto de organoalumínio além do componente catalisador de titânio sólido. Os compostos tendo pelo menos uma ligação de alumínio-carbono na molécula podem ser usados como o composto de organoalumínio. Exemplos de compostos de organoalumínio incluem os compostos da seguinte Fórmula (II):
Rm7Al(OR8)nHpXq1 (II)
Na Fórmula (II), R7 e R8 podem ser idênticos ou diferentes, e cada um representa um grupo hidrocarboneto usualmente tendo 1 a cerca de 15 átomos de carbono, preferivelmente 1 a cerca de 4 átomos de carbono; X1 representa um átomo halogênio, 0≤q<3, 0≤p<3, 0≤n<3, em + N + p + q = 3.
Exemplos específicos dos compostos de organoalumínio representados pela Fórmula (II) incluem os alumínios trialquílicos tais como o alumínio trietílico e o alumínio tributílico; alumínios trialquenílicos tais como o alumínio triisoprenílico; alcóxidos de alumínio dialquílico tais como o etóxido de alumínio dietílico e o butóxido de alumínio dibutílico; sesqui- alcóxidos de alumínio alquílico tais como o sesqui-etóxido de alumínio etílico e o sesquibutóxido de alumínio butílico; os alumínios alquílicos parcialmente
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alcoxilados tendo uma composição média representada por R.2,5 Al(OR )o,s;
haletos de alumínio dialquílico tais como o cloreto de alumínio dietílico, o cloreto de alumínio dibutílico e o brometo de alumínio dietílico; sesqui- haletos de alumínio alquílico tais como o sesquicloreto de alumínio etílico, o sesquicloreto de alumínio butílico e o sesquibrometo de alumínio etílico; alumínios alquílicos parcialmente halogenados, por exemplo os di-haletos de alumínio alquílico tais como o dicloreto de alumínio etílico, o dicloreto de alumínio propílico e o dibrometo de alumínio butílico; hidretos de alumínio dialquílico tais como o hidreto de alumínio dietílico e o hidreto de alumínio dibutílico; outro alumínio alquílico parcialmente hidrogenado, por exemplo diidretos de alumínio alquílico tais como o diidreto de alumínio etílico e o 15 diidreto de alumínio propílico; e alumínios alquílicos parcialmente alcoxilados e halogenados, tais como o etoxicloreto de alumínio etílico, o butoxicloreto de alumínio butílico e o etoxibrometo de alumínio etílico.
O componente catalisador do composto organoalumínio é usado no sistema catalisador em uma quantidade em que a relação molar do alumínio para titânio (do componente catalisador sólido) seja de cerca de 5 a cerca de 1.000. Em outra modalidade, a relação molar do alumínio para titânio no sistema catalisador é de cerca de 10 a cerca de 700. Em ainda outra modalidade, a relação molar do alumínio para o titânio no sistema catalisador é de cerca de 25 a cerca de 400. O sistema catalisador pode opcionalmente conter pelo menos
um composto de organossilício além do componente catalisador de titânio sólido. Este composto de organossilício é algumas vezes denominado de um doador externo de elétrons. Nos casos em que o polipropileno é produzido como a olefma (ou porção do copolímero), o composto de organossilício/doador externo de elétrons é empregado. O composto de organossilício contém silício tendo pelo menos um ligando hidrocarboneto (grupo hidrocarboneto). Exemplos gerais de grupos hidrocarboneto incluem os grupos alquila, os grupos cicloalquila, os grupos (cicloalquil)metileno, os grupos alqueno, os grupos aromáticos, e outros.
O composto de organossilício, quando usado como um doador externo de elétrons servindo como um componente de um sistema catalisador de Ziegler-Natta para a polimerização da oleflna, contribui para a capacidade de se obter um polímero (pelo menos uma porção do qual é poliolefma) tendo uma ampla distribuição de peso molecular e cristalinidade controlável, ao mesmo tempo em que retém alto desempenho em relação à atividade catalítica e à produção de polímero altamente estereorregular.
O composto de organossilício é usado no sistema catalisador em uma quantidade em que a relação molar do composto de organoalumínio para o composto de organossilício seja de cerca de 2 a cerca de 90. Em outra modalidade, a relação molar do composto de organoalumínio para o composto de organossilício é de cerca de 5 a cerca de 70. Em ainda outra modalidade, a relação molar do composto de organoalumínio para o composto de organossilício é de cerca de 7 a cerca de 35.
Em uma modalidade, o composto de organossilício é representado pela Fórmula (III)
Rn9Si(OR10)4-H (III)
em que R9 e R10 representam um grupo hidrocarboneto, e η é 0 < η < 4. Exemplos específicos do composto de organossilício de Fórmula (III) incluem trimetilmetoxissilano, trimetiletoxissilano, dimetildimetoxissilano, dimetildietoxissilano, diisopropildimetoxissilano, t-butilmetildimetoxissilano, t-butilmetildietoxissilano, t-amilmetildietoxissilano, difenildimetoxissilano, fenilmetildimetoxissilano, difenildietoxissilano, bis-o-tolildimetoxissilano, bis-m-tolildimetoxissilano, bis-p-tolildimetoxissilano, bis-p- tolildietoxissilano, bisetilfenildimetoxissilano, diciclo-hexildimetoxissilano, ciclo-hexilmetildimetoxissilano, ciclo-hexilmetildietoxissilano, etiltrimetoxissilano, etiltrietoxissilano, viniltrimetoxissilano, metiltrimetoxissilano, n-propiltrietoxissilano, deciltrimetoxissilano, deciltrietoxissilano, feniltrimetoxissilano, gama-cloropropiltrimetoxissilano, metiltrietoxissilano, etiltrietoxissilano, viniltrietoxissilano, t- butiltrietoxissilano, n-butiltrietoxissilano, iso-butiltrietoxissilano, feniltrietoxissilano, gama-aminopropiltrietoxissilano, clorotrietoxissilano, etiltriisopropoxissilano, viniltríbutoxissilano, ciclo-hexiltrimetoxissilano, ciclo-hexiltrietoxissilano, 2-norbornanotrimetoxissilano, 2- norbornanotrietoxissilano, 2-norbornanometildimetoxissilano, silicato de etila, silicato de butila, trimetilfenoxissilano, metiltrialiloxissilano, viniltris(beta-metoxietoxissilano), viniltriacetoxissilano e dimetiltetraetoxidissiloxano.
Em outro aspecto da invenção objeto, o composto de organossilício é representado pela Fórmula (IV)
SiR^11Rm^12(OR^13)3-m (IV)
Na Fórmula (IV) acima, 0 ≤ m 3, tal como 0 ≤ m ≤ 2; e R^11 representa um grupo ciclopropila, um grupo ciclobutila, um grupo ciclopentila, um grupo ciclopentenila, um grupo ciclopentadienila, um grupo ciclo-hexila, ou um derivado de qualquer destes. O derivado pode ser, preferivelmente, por exemplo, um grupo ciclopentila substituído por 1 a cerca de 4 grupos alquila tendo 1 a cerca de 4 átomos de carbono, um grupo alquila tendo 2 a cerca de 4 átomos de carbono substituído por um grupo ciclopentila que pode ser substituído por 1 a cerca de 4 grupos alquila tendo 1 a cerca de 4 átomos de carbono, um grupo ciclopentenila substituído por 1 a cerca de 4 grupos alquila tendo 1 a cerca de 4 átomos de carbono, um grupo ciclopentadienila substituído por 1 a cerca de 4 grupos alquila tendo 1 a cerca de 4 átomos de carbono, ou um grupo indenila, indanila, tetra-hidroindenila ou fluorenila, que pode ser substituído por 1 a cerca de 4 grupos alquila tendol a cerca de 4 átomos de carbono.
Exemplos específicos do grupo R11 incluem ciclopropila, ciclobutila, ciclopentila,2-metilciclopentila, 3-metilciclopentila,2- etilciclopentila, 3-propilciclopentila, 3-isopropilciclopentila, 3- butilciclopentila, ciclopentil butila 3-terciário, 2,2-dimetilciclopentila, 2,3- dimetilciclopentila, 2,5-dimetilciclopentila, 2,2,5-trimetilciclopentila, 2,3,4,5- tetrametilciclopentila, 2,2,5,5-tetrametilciclopentila, 1-ciclopentilpropila, 1- metil-l-ciclopentiletila, ciclopentenila, 2-ciclopentenila, 3-ciclopentenila, 2- metil-1-ciclopentenila, 2-metil-3-ciclopentenila, 3-metil-3-ciclopentenila, 2- etil-3-ciclopentenila, 2,2-dimetil-3-ciclopentenila, 2,5-dimetil-3- ciclopentenila, 2,3,4,5-tetrametil-3-ciclopentenila, 2,2,5,5-tetrametil-3- ciclopentenila, 1,3-ciclopentadienila, 2,4-ciclopentadienila, 1,4- ciclopentadienila, 2-metil-1,3-ciclopentadienila, 2-metil-2,4-ciclopentadienila, 3-metil-2,4-diclopentadienila, 2-etil-2,4-ciclopentadienila, 2-dimetil-2,4- ciclopentadienila, 2,3-dimetil-2,4-ciclopentadienila, 2,5-dimetil-2,4- ciclopentadienila, 2,3,4,5-tetrametil-2,4-ciclopentadienila, indenila, 2- metilindenila, 2-etilindenila, 2-indenila, l-metil-2-indenila, l,3-dimetil-2- indenila, indanila, 2-metilindanila, 2-indanila, l,3-dimetil-2-indanila, 4,5,6,7- tetra-hidroindenila, 4,5,6,7-tetra-hidro-2-indenila, 4,5,6,7-tetra-hidro-l-metil- 2-indenila, 4,5,6,7-tetra-hidro-l,3-dimetil-2-indenila, grupos fluorenila, ciclo- hexila, metilciclo-hexilas, etilciclo-hexilas, propilciclo-hexilas, isopropilciclo- hexilas, n-butilciclo-hexilas, ciclo-hexilas de butila terciária, dimetilciclo- hexilas e trimetilciclo-hexilas.
Na Fórmula (IV), R12 e R13 são idênticos ou diferentes e cada um representa um hidrocarboneto. Exemplos de R12 e R13 são os grupos alquila, cicloalquila, arila e aralquila tendo 3 ou mais átomos de carbono. Além disso, R11 e R12 podem ser ligados em ponte por um grupo alquila, etc. Exemplos gerais de compostos de organossilício são aquelas de Fórmula (IV) em que R11 é um grupo ciclopentila, R12 é um grupo alquila tal como metila ou um grupo ciclopentila, e R13 é um grupo alquila, particularmente um grupo metila ou etila.
Exemplos específicos de compostos de organossilício de Fórmula (IV) incluem trialcoxissilanos como o ciclopropiltrimetoxissilano, o ciclobutiltrimetoxissilano, o ciclopentiltrimetoxissilano, 2-
metilciclopentiltrimetoxissilano, 2,3-dimetilciclopentiltrimetoxissilano, 2,5- dimetilciclopentiltrimetoxissilano, ciclopentiltrietoxissilano,
ciclopenteniltrimetoxissilano, 3-ciclopenteniltrimetoxissilano, 2,4-
ciclopentadieniltrimetoxissilano, ideniltrimetoxissilano e
fluoreniltrimetoxissilano; dialcoxissilanos tais como o diciclopentildimetoxissilano, bis(2-metilciclopentil)dimetoxissilano,
bis(butilciclopentil 3-terciário)dimetoxissilano, bis(2,3-dimetilciclopentil)- dimetoxissilano, bis(2,5-dimetilciclopentil)dimetoxissilano,
diciclopentildietoxissilano, diciclobutildietoxissilano,
ciclopropilciclobutildietoxissilano, diciclopentenildimetoxissilano, di(3- ciclopentenil)dimetoxissilano, bis(2,5-dimetil-3-ciclopentenil)-
dimetoxissilano, di-2,4-ciclopentadienildimetoxissilano, bis(2,5-dimetil-2,4- ciclopentadienil)dimetoxissilano, bis( 1 -metil-1 -ciclopentiletil)-
dimetoxissilano, ciclopentilciclopentenildimetoxissilano,
ciclopentilciclopentadienildimetoxissilano, diindenildimetoxissileno, bis(l,3- dimetil-2-indenil)dimetoxissilano, ciclopentadienilindenildimetoxissilano, difluorenildimetoxissilano, ciclopentilfluorenildimetoxissilano e
indenilfluorenildimetoxissilano; mono-alcoxissilanos tais como o triciclopentilmetoxissilano, triciclopentenilmetoxissilano,
triciclopentadienilmetoxissilano, triciclopentiletoxissilano,
diciclopentilmetilmetoxissilano, diciclopentiletilmetoxissilano,
diciclopentilmetiletoxissilano, ciclopentildimetilmetoxissilano,
ciclopentildietilmetoxissilano, ciclopentildimetiletoxissilano, bis(2,5- dimetilciclopentil)-ciclopentilmetoxissilano, diciclopentilciclopentenilmetoxissilano,
diciclopentilciclopentadienilmetoxissilano e
diindenilciclopentilmetoxissilano; e etilenobis-ciclopentildimetoxissilano.
Em outro aspecto da invenção objeto, o composto de
organossilício é um composto de poliorganossilício contendo, como um monômero, qualquer dos compostos de organossilício descritos acima.
A polimerização das olefmas é realizada na presença dos sistemas catalisadores descritos acima. Em geral, as olefinas entram em contato com o sistema catalisador descrito acima sob condições adequadas para formar produtos poliméricos desejados. Em uma modalidade, a polimerização é realizada pela adição de uma olefina e o sistema catalisador a um meio de hidrocarboneto inerte, e reagindo-se a olefina sob condições adequadas em uma zona de reação ou de polimerização. Em outra modalidade, a formação do copolímero de impacto é realizada com o uso de pelo menos duas zonas de polimerização.
Exemplos específicos do meio de hidrocarboneto inerte incluem hidrocarbonetos alifáticos tais como propano, butano, pentano, hexano, heptano, octano, decano, dodecano e querosene; hidrocarbonetos alicíclicos tais como ciclopentano, ciclo-hexano e metilciclopentano; hidrocarbonetos aromáticos tais como benzeno, tolueno e xileno; hidrocarbonetos halogenados tais como o cloreto de etileno e clorobenzeno; e misturas destes. Na polimerização, uma olefina líquida pode ser usada no lugar de parte ou de todo o meio de hidrocarboneto inerte. Exemplos de olefmas que podem ser usadas na polimerização
principal são as alfa-olefmas tendo 2 a 20 átomos de carbono, tais como etileno, propileno, 1-buteno, 4-metil-l-penteno, 1-penteno, 1-octeno, 1- hexeno, 3-metil-1-penteno, 3-metil-1-buteno, 1-deceno, 1-tetradeceno, 1- eicoseno e vinilciclo-hexano. Nos processos de polimerização, estas alfa- 3)
olefinas podem ser usadas individualmente ou em qualquer combinação com outra olefína ou outro monômero. Os produtos resultantes são os polímeros que incluem um ou mais monômeros olefinicos.
Em uma modalidade, uma olefína é homopolimerizada, ou duas ou mais olefinas são copolimerizadas. Em outra modalidade, os copolímeros produzidos com o sistema catalisador contêm de cerca de 50 % a cerca de 99 % em peso de poliolefinas, e de cerca de 1 % a cerca de 50 % em peso de comonômeros (tais como os monômeros termoplásticos ou elastoméricos). Em outra modalidade, os copolímeros produzidos com o sistema catalisador contêm de cerca de 75 % a cerca de 98 % em peso de poliolefinas e de cerca de 2 % a cerca de 25 % em peso de comonômeros não olefinicos. Exemplos de comonômeros incluem estireno, butadieno, acrilonitrila, acrilamida, alfa-metil estireno, cloroestireno, vinil tolueno, divinil benzeno, dialilftalato, alquilmetacrilatos e alquilacrilatos. Em uma modalidade, a polimerização emprega um sistema
catalisador contendo o componente catalisador de titânio em uma quantidade de cerca de 0,001 a cerca de 0,75 milimol calculada como átomo de Ti por litro do volume da zona de polimerização, o composto de organossilício em uma quantidade de cerca de 1 a cerca de 2.000 moles por mol de átomos de titânio no componente catalisador de titânio, e o composto opcional de organossilício (doador externo) em uma quantidade de cerca de 0,001 a cerca de 10 moles calculada como átomos de Si no composto de organossilício por mol dos átomos de metal no composto de organoalumínio (quando presente). Em outra modalidade, a polimerização emprega um sistema catalisador contendo o componente catalisador de titânio em uma quantidade de cerca de0,005 a cerca de 0,5 milimol calculada com átomo de Ti por litro do volume da zona de polimerização, o composto de organoalumínio em uma quantidade de cerca de 5 a cerca de 500 moles por mol de átomos de titânio no componente catalisador de titânio, e o composto de organossilício opcional em uma quantidade de cerca de 0,01 a cerca de 2 moles, calculada como átomos de Si no composto de organossilício por mol dos átomos de metal no composto de organoalumínio. Em ainda outra modalidade, a polimerização emprega um sistema catalisador opcionalmente contendo o composto de organossilício em uma quantidade de cerca de 0,05 a cerca de 1 mol calculado como átomos de Si no composto de organossilício por mol dos átomos de metal no composto de organoalumínio.
O uso de hidrogênio no momento da polimerização promove e contribui para o controle do peso molecular do polímero resultante, e o polímero obtido pode ter um elevado índice da vazão de massa fundida.
Em uma modalidade, a temperatura de polimerização é de cerca de 0°C a cerca de 200°C. Em outra modalidade, a temperatura de polimerização é de cerca de 20°C a cerca de 100°C. Em uma modalidade, a pressão de polimerização é tipicamente de cerca da pressão subatmosférica (cerca de 0,1 bar ou mais) a cerca de 100 bar. Em outra modalidade, a pressão de polimerização é tipicamente de cerca de 2 bar a cerca de 75 bar. A polimerização principal pode ser realizada em bateladas, semicontínua ou continuamente. A polimerização também pode ser realizada em dois ou mais estágios sob diferentes condições de reação. A polimerização de uma olefína é realizada usualmente na fase gasosa, de suspensão (em uma pasta), ou na fase líquida.
O polímero olefínico assim obtido pode ser um homopolímero, um copolímero randômico, um copolímero em bloco ou um copolímero de impacto. O copolímero de impacto contém uma mistura íntima de um homopolímero poliolefínico com uma borracha poliolefínica. Por exemplo, o propileno e uma borracha de etileno podem ser formados em dois reatores acoplados em série para formar um copolímero de impacto. Exemplos de borrachas poliolefínicas incluem as borrachas de etileno propileno (EPR), tais como a borracha de copolímero de etileno propileno metileno (EPM) e a borracha de terpolímero de etileno propileno dieno metileno (EPDM).
Exemplos de polietilenos incluem o polietileno de alta densidade e o polietileno linear de baixa densidade.
A copolimerização em bloco do propileno ou do etileno e outra olefrna pode ser realizada em dois estágios. A polimerização em um primeiro estágio pode ser a homopolimerização do propileno ou a copolimerização do propileno com a outra olefma. Em uma modalidade, a quantidade dos monômeros polimerizados no primeiro estágio é de cerca de 50 a cerca de 95 % em peso. Em outra modalidade, a quantidade dos monômeros polimerizados no primeiro estágio é de cerca de 60 a cerca de 90 % em peso. Esta polimerização de primeiro estágio pode, quando necessário, ser realizada em dois ou mais estágios sob as mesmas ou diferentes condições de polimerização.
Em uma modalidade, a polimerização em um segundo estágio é desejavelmente realizada de tal modo que a relação molar do propileno ou do etileno para a(s) outra(s) olefina(s) seja de cerca de 10/90 a cerca de 90/10.
Em outra modalidade, a polimerização em um segundo estágio é desejavelmente realizada de tal modo que a relação molar do propileno ou do etileno para a(s) outra(s) olefma(s) seja de cerca de 20/80 a cerca de 80/20.
Em ainda outra modalidade, a polimerização em um segundo estágio é desejavelmente realizada de tal modo que a relação molar do propileno ou do etileno para a(s) outra(s) olefina(s) seja de cerca de 30/70 a cerca de 70/30. A produção de um polímero ou copolímero cristalinos de outra olefina pode ser obtida no segundo estágio de polimerização.
Os catalisadores/métodos da invenção objeto podem, em alguns casos, levar à produção de poliolefinas que incluam ICPs tendo solúveis de xileno (XS) de cerca de 0,5 % a cerca de 10 %. Em outra modalidade, as poliolefinas tendo solúveis de xileno (XS) de cerca de 2 % a cerca de 7 % são produzidas de acordo com a presente invenção. Em ainda outra modalidade, as poliolefinas tendo solúveis de xileno (XS) de cerca de 3 % a cerca de 6 % são produzidas de acordo com a presente invenção. O XS refere-se ao percentual de polímero sólido que se dissolve no xileno. Um valor baixo de XS% geralmente corresponde a um polímero altamente isotático (isto é, de cristalinidade mais elevada), enquanto um valor de XS% elevado geralmente corresponde a um polímero isotático baixo.
Os catalisadores/métodos da invenção objeto podem, em alguns casos, levar à produção de olefmas que incluam ICPs tendo densidades de massa (BD) de pelo menos cerca de 0,3 cm3/g. Por exemplo, em uma modalidade, um produto de poliolefma tem uma BD de pelo menos cerca de 0,35 cm3/g. Em outra modalidade, um produto de poliolefma tem uma BD de pelo menos cerca de 0,38 cm /g.
A invenção objeto pode levar à produção de poliolefinas que incluam polietileno, polipropileno, copolímeros em bloco de propileno, e copolímeros de impacto incluindo copolímeros de impacto com base em polipropileno tendo um ou mais dentre excelentes escoabilidade em fusão, moldabilidade, equilíbrio desejável entre a rigidez e a elasticidade, bom controle estereoespecífico, bom controle sobre o tamanho, forma, distribuição de tamanhos, e distribuição do peso molecular, resistência ao impacto e resistência ao impacto com uma alta eficiência catalítica e/ou boa operabilidade. O emprego dos sistemas catalisadores contendo o componente catalisador de titânio sólido produzido de um composto de titânio inorgânico, um composto de magnésio inorgânico, um álcool e suporte poroso sólido tendo certas características físicas, produz catalisadores simultaneamente tendo alta eficiência catalítica e um ou mais dentre excelentes escoabilidade em fusão, características de extrusão, moldabilidade, rigidez-elasticidade e resistência ao impacto.
O polímero olefmico obtido pelo uso do sistema catalisador pode ter uma quantidade muito pequena de um componente de polímero amorfo e, portanto, uma pequena quantidade de um componente solúvel em hidrocarboneto. Conseqüentemente, uma película moldada deste polímero resultante pode ter baixa pegajosidade superficial.
A poliolefina obtida pelo processo de polimerização é excelente na distribuição do tamanho de partículas, do diâmetro de partículas e da densidade de massa, e a copoliolefma obtida tem uma distribuição de composição limitada. Em um copolímero de impacto, a excelente fluidez, baixa resistência à temperatura, e um equilíbrio desejado entre a rigidez e a elasticidade, podem ser obtidos.
Exemplos de sistemas para polimerizar olefmas são agora descritos. Com referência à Figura 1, um diagrama esquemático de alto nível de um sistema 10 para polimerizar olefmas é mostrado. A entrada 12 é usada para introduzir em um reator 14 os componentes do sistema catalisador, olefmas, comonômeros opcionais, hidrogênio gasoso, meios fluidos, ajustadores de pH, tensoativos, e quaisquer outros aditivos. Não obstante apenas uma entrada seja mostrada, muitas são freqüentemente empregadas. O reator 14 é qualquer veículo adequado que possa polimerizar olefmas. Exemplos de reatores 14 incluem um único reator, uma série de dois ou mais reatores, reatores de lama, reatores de leito fixo, reatores de fase gasosa, reatores de gás fluidificado, reatores de circuito, reatores circuladores de múltiplas zonas, e outros. Uma vez esteja completa a polimerização, ou quando as poliolefinas sejam produzidas, o produto polimérico é removido do reator 14 através da saída 16 que leva a um coletor 18. O coletor 18 pode incluir o processamento de jusante, tal como aquecimento, extrusão, moldagem e outros.
Com referência à Figura 2, um diagrama esquemático de um reator circulador de múltiplas zonas 20, que pode ser empregado como o reator 14 na Figura 1, ou o reator 44 na Figura 3, para produzir poliolefinas. O reator circulador de múltiplas zonas 20 substitui uma série de reatores separados com um único circuito de reator que permite diferentes condições de polimerização de fase gasosa nos dois lados, por causa do uso de uma barreira líquida. No reator circulador de múltiplas zonas 20, uma primeira zona inicia rica em monômero olefmico e, opcionalmente, um ou mais comonômeros. Uma segunda zona é rica em hidrogênio gasoso, e um fluxo de gás de alta velocidade divide as partículas de resina em corrida livremente. As duas zonas produzem resinas de diferentes pesos moleculares e/ou composição monomérica. Os grânulos de polímero se desenvolvem à medida em que eles circulam ao redor do circuito, construindo camadas alternadas de cada fração polimérica em uma forma de cebola. Cada partícula polimérica
constitui uma combinação íntima de ambas as frações de polímeros.
Em operação, as partículas poliméricas sobem através do gás fluidificante em um lado ascendente 24 do circuito e descem através do monômero líquido em um lado descendente 26. Os mesmos ou diferentes monômeros (e de novo opcionalmente um ou mais comonômeros) podem ser adicionados nas duas pernas do reator. O reator usa os sistemas catalisadores
descritos acima.
Na zona de separação de liquido/gás 30, o hidrogênio gasoso é
removido para esfriar e recircular. Os grânulos poliméricos são então
adensados no topo do lado descendente 26, onde eles então descem. Os
monômeros são introduzidos como líquidos nesta seção. As condições no
topo do lado descendente 26 podem variar com diferentes combinações e/ou
proporções de monômeros nos passos sucessivos.
Com referência à Figura 3, um diagrama esquemático de alto
nível de outro sistema 40 para polimerizar definas é apresentado. Este
sistema é de forma ideal adequado para produzir o copolímero de impacto.
Um reator 44, tal como um reator único, uma série de reatores, ou o reator de
circulação de múltiplas zonas, é pareado com um reator 48 de fase gasosa ou
de leito fluidificado a jusante contendo os sistemas catalisadores descritos acima para produzir copolímeros de impacto com impacto desejável ao equilíbrio da rigidez ou maior maciez do que são produzidos com os sistemas catalisadores convencionais. A entrada 42 é usada para introduzir no reator 44 os componentes do sistema catalisador, olefmas, comonômeros opcionais, hidrogênio gasoso, meios fluidos, ajustadores do PH, tensoativos, e quaisquer outros aditivos. Embora apenas uma entrada seja mostrada, muitas freqüentemente são empregadas. Através dos meios de transferência 46, a poliolefina produzida no primeiro reator 44 é enviada para um segundo reator 48. A alimentação 50 é usada para introduzir os componentes do sistema catalisador, as olefmas, comonômeros opcionais, meios fluidos, e quaisquer outros aditivos. O segundo reator 48 pode ou não conter componentes do sistema catalisador. Novamente, embora apenas uma entrada seja mostrada, muitas são freqüentemente empregadas. Uma vez esteja completa a segunda polimerização, ou quando os copolímeros de impacto são produzidos, o produto polimérico é removido do segundo reator 48 através da saída 52, a qual leva a um coletor 54. O coletor 54 pode incluir processamento de jusante, tal como aquecimento, extrusão, moldagem, e outros. Pelo menos um dentre o primeiro reator 44 e o segundo reator 48 contém sistemas catalisadores de acordo com a invenção.
Quando da produção de um copolímero de impacto, o polipropileno pode ser formado no primeiro reator, enquanto uma borracha de etileno propileno pode ser formada no segundo reator. Nesta polimerização, a borracha de etileno propileno no segundo reator é formada com a matriz (e particularmente dentro dos poros) do polipropileno formado no primeiro reator. Conseqüentemente, uma mistura íntima de um copolímero de impacto é formada, em que o produto polimérico aparece como um produto polimérico único. Uma tal mistura íntima não pode ser produzida simplesmente misturando-se um produto de polipropileno com um produto de borracha de etileno propileno. Embora não mostrado em qualquer das figuras, os sistemas e reatores podem ser controlados, opcionalmente com realimentação com base em testes contínuos ou intermitentes, usando-se um processador equipado com uma memória opcional e controladores. Por exemplo, um processador pode ser conectado a um ou mais dos reatores, entradas, saídas, sistemas de testes/medições acoplados com os reatores, e outros, para monitorar e/ou controlar o processo de polimerização, com base nos dados pré-estabelecidos concernentes às reações, e/ou com base nos dados de testes/medições gerados durante uma reação. O controlador pode controlar válvulas, taxas de fluxo, as quantidades de materiais que entram nos sistemas, as condições (temperatura, tempo de reação, pH etc.) das reações, etc., conforme instruído pelo processador. O processador pode conter ou ser acoplado a uma memória que contenha dados concernentes aos vários aspectos do processo de polimerização e/ou dos sistemas envolvidos no processo de polimerização.
Os seguintes exemplos ilustram a presente invenção. A menos que de outra forma indicado nos seguintes exemplos e em outras partes do relatório descrito e das reivindicações, todas as partes e percentuais são em peso, todas as temperaturas são em graus centígrados, e a pressão situa-se na, ou quase na, pressão atmosférica.
EXEMPLO 1
10 g de cloreto de magnésio são dissolvidos em 28 ml de etanol e 200 ml de hexano. 20 g de sílica (Grace Davison SYLOPOL 2229) são empastados em solução de cloreto de magnésio por 1 hora. A pasta é esfriada a -20°C e 50 g de tetracloreto de titânio são acrescentados. A temperatura é aumentada a 80°C e 5 ml de ftalato de diisobutila (DIBP) são adicionados e esfriados por 1 hora. 45,7 g de TiCl4 e 206,8 g de tolueno são adicionados para ativar o sólido para se obter o catalisador final.
1,5 ml de alumínio trietílico a 25 % é injetado no reator de 3,4 litros em 30°C, o que é exclusivo do ar e da umidade mediante purga de nitrogênio. 0,6 ml de metil dimetóxi silano ciclo-hexílico 0,128 M e 10 mg de catalisador em óleo mineral são carregados no reator. Depois, 3,5 libras (1,59 kg) de hidrogênio gasoso são carregadas no reator. Depois, 1500 ml de propileno líquido são adicionados no reator. A polimerização do propileno prossegue por 1 hora a 70°C. No final da polimerização, o reator é esfriado até 20°C. O polipropileno é completamente secado em um forno de vácuo. Os resultados deste e de outros exemplos são dados na Tabela 1.
EXEMPLO 2
O Exemplo 1 é repetido, porém 172 g de TiCl4 são adicionados ao invés dos 50 g de TiCl4 a-20°C.
EXEMPLO 3
O Exemplo 1 é repetido, porém 130 g de TiCl4 são adicionados ao invés dos 50 g de TiCl4 a-20°C.
EXEMPLO 4
O Exemplo 2 é repetido, porém 60 ml de etanol são adicionados, ao invés dos 28 ml de etanol, e a pasta de solução de MgCl2 em sílica é lavada com tolueno antes da adição de TiCl4.
EXEMPLO 5
O Exemplo 4 é repetido, porém 12,5 g de MgCl2 são adicionados, ao invés de 10 g de MgCl2.
EXEMPLO 6
O Exemplo 3 é repetido, porém 10 ml de DIBP são acrescentados, ao invés de 5 ml de DIBP.
EXEMPLO 7
O Exemplo 1 é repetido, porém a Sílica XPO-2410 disponível da Grace Davison é adicionada, ao invés do SYLOPOL 2229.
EXEMPLO 8
O Exemplo 1 é repetido, porém Sílica ES757 disponível da Ineos é adicionada, ao invés do SYLOPOL 2229. EXEMPLO 9
O Exemplo 1 é repetido, porém Sílica MD868 CM disponível da Ineos é adicionada, no lugar de SYLOPOL 2229.
TABELA 1
<table>table see original document page 36</column></row><table>
As características dos catalisadores e dos produtos poliméricos dos Exemplos 1 a 9, são resumidas na Tabela 1. CE refere-se à eficiência catalítica, BD refere-se à densidade de massa, o primeiro D50 refere-se a um diâmetro médio do componente catalisador de titânio sólido em uma base de 50 % em volume, determinado por um Instrumento de Malvern, XS refere-se a solúveis de xileno, MFI refere-se ao índice de fluxo de massa fundida em uma base de g/10 minutos de acordo com o padrão ASTM D 1238, o segundo D50 refere-se a um diâmetro médio do produto polimérico em uma base de 50 % em volume, determinado por um Instrumento de Malvern, e <150 refere-se ao % em volume do produto polimérico tendo um diâmetro médio menor do que 150 μm.
EXEMPLO 10
O Exemplo 4 é repetido sem DIBP. O intermediário é ativado com o uso de 60 ml de TiCl4 e 60 ml de hexano em 95°C por 1 hora. O catalisador final tem 5,39 % de Ti em peso e 5,04 % de Mg em peso.
O reator de polimerização è purificado por pressurização e despressurização por 10 vezes com nitrogênio altamente puro. Um fraco com o catalisador é colocado no dispositivo de ruptura antes do aperto do reator. TEA, etileno, hidrogênio (0,63 ou 0,84 MPa), comonômero (4,4 g em 0,8 MPa) são alimentados ao reator na ordem mencionada. As corridas da polimerização são iniciadas em 80°C. A pressão total de 2,1 MPa é mantida constante durante a corrida de 1 hora mediante alimentação contínua de etileno. Após 1 hora, o monômero é separado por ventilação e o polímero obtido é pesado. A atividade do catalisador é expressa em g de PE/g de cat/hora. Os resultados são dados na Tabela 2.
TABELA 2 __
<table>table see original document page 37</column></row><table>
Embora a invenção seja explanada em relação a certas modalidades, deve ficar entendido que várias modificações destas se tornarão evidentes àqueles habilitados na técnica, após a leitura do relatório descritivo. Portanto, deve ficar entendido que a invenção aqui apresentada cobre tais modificações conforme se situem dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims (10)

1. Sistema catalisador para a polimerização de uma olefina caracterizado pelo fato de que compreende: um componente catalisador de titânio sólido que compreende um composto inorgânico de titânio, um aduto magnésio-álcool, e um suporte poroso tendo pelo menos um de uma área de superfície específica de cerca de100 m2/g ou mais e cerca de 2000 m2/g ou menos, um volume de poro de cerca de 0,2 cm3/g ou mais e cerca de 5 cm3/g ou menos, e um tamanho de partícula mediano (em volume) de cerca de 1 mícron ou mais e cerca de 200 mícrons ou menos; um composto de organoalumínio tendo pelo menos uma ligação alumínio-carbono; e opcionalmente um composto de organossilício.
2. Sistema catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte poroso tem pelo menos dois de uma área de superfície específica de cerca de 200 m2/g ou mais e cerca de 1500 m2/g ou menos, um volume de poro de cerca de 0,3 cm3/g ou mais e cerca de4 cm3/g ou menos, e um tamanho de partícula mediano (em peso) de cerca de5 mícrons ou mais e cerca de 150 mícrons ou menos.
3. Sistema catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente catalisador de titânio sólido compreende ainda um doador de elétron interno.
4. Componente catalisador de titânio sólido para a polimerização de olefínas, caracterizado pelo fato de que compreende: um composto inorgânico de titânio; um aduto de álcool-magnésio feito de um composto inorgânico de magnésio e um álcool; e um suporte poroso tendo pelo menos um de uma área de superfície específica de cerca de 100 m2/g ou mais e cerca de 2,000 m2/g ou menos, um volume de poro de cerca de 0,2 cm^3/g ou mais e cerca de 5 cm^3/g ou menos, e um tamanho de partícula mediano (em volume) de cerca de 1 mícron ou mais e cerca de 200 mícrons ou menos, o componente catalisador de titânio sólido tendo um diâmetro de cerca de 20 mícrons a cerca de 150 mícrons (em uma base de 50% em volume).
5. Componente catalisador de titânio sólido de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o suporte poroso tem pelo menos dois de uma área de superfície específica de cerca de 200 m^2/g ou mais e cerca de 1500 m^2/g ou menos, um volume de poro de cerca de 0,3 cm^3/g ou mais e cerca de 4 cm^3/g ou menos, e um tamanho de partícula mediano (em volume) de cerca de 5 mícrons ou mais e cerca de 150 mícrons ou menos.
6. Método de produzir um componente catalisador de titânio sólido para a polimerização de olefinas, caracterizado pelo "fato de que compreende: combinar um composto inorgânico de magnésio e um álcool para formar um aduto; em um meio líquido para formar uma mistura; impregnar o aduto sobre um suporte poroso tendo um de uma área de superfície específica pelo menos de cerca de 100 m^2/g ou mais e cerca de 2000 m^2/g ou menos, um volume de poro de cerca de 0,2 cm^3/g ou mais e cerca de 5 cm^3/g ou menos, e um tamanho de partícula mediano (em volume) de cerca de 1 mícron ou mais e cerca de 200 mícrons ou menos; e contatar o suporte poroso impregnado com aduto com um composto inorgânico de titânio.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o suporte poroso tem uma área de superfície específica de cerca de -300 m^2/g ou mais e cerca de 1000 m^2/g ou menos, um volume de poro de cerca de 0,5 cm^3/g ou mais e cerca de 3 cm^3/g ou menos, e um tamanho de partícula mediano (em volume) de cerca de 10 mícrons ou mais e cerca de -100 mícrons ou menos.
8. Método de produzir uma poliolefína, caracterizado pelo fato de que compreende: contatar uma olefina com um sistema catalisador compreendendo um componente catalisador de titânio sólido, o componente de catalisador de titânio sólido compreendendo inclui um composto inorgânico de titânio, um aduto magnésio e álcool feito de um composto inorgânico de magnésio e um álcool, e um suporte poroso tendo pelo menos um de uma área de superfície específica de cerca de 100 m2/g ou mais e cerca de 2000 m2/g ou menos, um volume de poro de cerca de 0,2 cm3/g ou mais e cerca de 5 cm3/g ou menos, e um tamanho de partícula mediano (em volume) de cerca de 1 mícron ou mais e cerca de 200 mícrons ou menos; um composto de organoalumínio que tem pelo menos uma ligação alumínio-carbono; e opcionalmente um composto de organossilício para prover a poliolefína.
9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a olefina compreende pelo menos uma selecionada do grupo que consiste em etileno, propileno, 1-buteno, 4-metil-1-penteno, 1-penteno, 1- octeno, 1-hexeno, 3-metil-1-penteno, 3-metil-1-buteno, 1-deceno, 1 - tetradeceno, 1-eicoseno e vinilciclo-hexano.
10. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o componente catalisador de titânio sólido compreende um doador de elétron interno.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100953948B1 (ko) 2007-12-24 2010-04-21 호남석유화학 주식회사 올레핀 중합 촉매의 제조 방법 및 이로부터 제조된 올레핀중합 촉매
US8003559B2 (en) * 2008-05-13 2011-08-23 Basf Corporation Internal donor for olefin polymerization catalysts
US7638585B2 (en) 2008-05-13 2009-12-29 Basf Catalysts, Llc Catalyst flow
MX2010014128A (es) 2008-07-03 2011-03-21 Schlumberger Tech B V Star Generacion de una estimacion de recuperacion incremental de proceso de recuperacion de petroleo mejorada seleccionada.
US8003558B2 (en) 2008-07-29 2011-08-23 Basf Corporation Internal donor for olefin polymerization catalysts
RU2567391C2 (ru) 2009-08-21 2015-11-10 Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн Компонент катализатора для полимеризации этилена, приготовление такового и катализатор, включающий компонент катализатора
US8227370B2 (en) 2010-11-10 2012-07-24 Basf Corporation High activity catalyst component for olefin polymerization and method of using the same
WO2012091684A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Irpc Public Company Limited A catalyst for olefin polymerisation and a method for the preparation thereof
WO2012118510A1 (en) * 2011-03-03 2012-09-07 Basf Corporation Internal and external donor compounds for olefin polymerization catalysts iii
BR112014012169A2 (pt) 2011-11-21 2017-06-13 Basf Corp sistema de catalisador, componente catalisador sólido, e, processo para polimerizar ou copolimerizar uma olefina
US8765626B2 (en) 2011-11-30 2014-07-01 Basf Corporation Internal donor structure for olefin polymerization catalysts and methods of making and using same
US9619592B2 (en) 2012-08-31 2017-04-11 Schlumberger Technology Corporation Analysis of enhanced oil recovery (EOR) processes for naturally-fractured reservoirs
US8933180B2 (en) 2013-03-14 2015-01-13 Basf Corporation Internal and external donor compounds for olefin polymerization catalysts IV
US9284392B2 (en) 2013-03-15 2016-03-15 Basf Corporation Mixed internal donor structures for 1-olefin polymerization catalysts
US9663595B2 (en) 2014-08-05 2017-05-30 W. R. Grace & Co. —Conn. Solid catalyst components for olefin polymerization and methods of making and using the same
US9738736B2 (en) 2014-08-12 2017-08-22 W. R. Grace & Co.-Conn Combined internal donor system for Ziegler-Natta polyolefin catalysts and methods of making and using same
EP3015504A1 (en) * 2014-10-27 2016-05-04 Borealis AG Heterophasic polypropylene with improved puncture respectively impact strength/stiffness balance
US9637575B2 (en) 2014-12-31 2017-05-02 W. R. Grace & Co. -Conn. Catalyst system, olefin polymerization catalyst components comprising at least an internal electron donor compound, and methods of making and using the same

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2603919C2 (de) * 1976-02-03 1984-08-09 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zum Herstellen von Homo- und Copolymerisaten von C&darr;2&darr;-bisC&darr;6&darr;-&alpha;-Monoolefinen
FR2583307B1 (fr) * 1985-06-14 1993-07-02 Atochem Support a base de silice et de chlorure de magnesium, son procede de fabrication, catalyseurs obtenus a partir de ce support.
JP2656946B2 (ja) * 1988-05-13 1997-09-24 三井石油化学工業株式会社 チタン触媒成分およびその製法
JP2723134B2 (ja) * 1988-05-18 1998-03-09 三井化学株式会社 エチレン(共)重合用支持体担持チタン触媒成分およびその製法
JP2732597B2 (ja) * 1988-07-20 1998-03-30 三井化学株式会社 チタン触媒成分およびその製法
US5192731A (en) * 1988-05-13 1993-03-09 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Titanium catalyst components, process for preparing same, catalysts containing same for preparing ethylene polymers and process for preparing said ethylene polymers
JP2617988B2 (ja) * 1988-05-18 1997-06-11 三井石油化学工業株式会社 エチレン系重合体の製法およびエチレン系重合体製造用触媒
JP2613621B2 (ja) * 1988-05-13 1997-05-28 三井石油化学工業株式会社 エチレン系重合体の製法およびエチレン系重合体製造用触媒
JP2667453B2 (ja) * 1988-07-20 1997-10-27 三井石油化学工業株式会社 エチレン系重合体の製法およびエチレン系重合体製造用触媒
EP0408750B1 (en) * 1988-05-13 2000-03-01 Mitsui Chemicals, Inc. Titanium catalyst component, process for its preparation, catalyst for producing ethylenic polymer containing said titanium catalyst component, and process for producing ethylenic polymer
IT1238387B (it) * 1990-01-10 1993-07-16 Himont Inc Componenti e catalizzatori per la polimerizzazione di olefine
IT1248981B (it) * 1990-06-22 1995-02-11 Enichem Anic Spa Procedimento per la preparazione di un componente solido di catalizzatore per la (co)polimerizzazione dell'etilene
IT1246265B (it) * 1990-09-07 1994-11-17 Enimont Anic Srl Componente solido di catalizzatore per la (co)polimerizzazione dell'etilene
US5227439A (en) * 1990-09-07 1993-07-13 Ecp Enichem Polimeri S.R.L. Solid component of catalyst for the (co) polymerization of ethylene
FI86866C (fi) * 1990-12-19 1992-10-26 Neste Oy Foerfarande foer modifiering av katalysatorer avsedda foer polymerisation av olefiner
IT1245250B (it) * 1991-03-27 1994-09-13 Himont Inc Componenti e catalizzatori per la polimerizzazione di olefine
CA2116259A1 (en) * 1993-02-23 1994-08-24 Akira Sano Solid catalyst components for olefin polymerization and use thereof
JP3805385B2 (ja) * 1993-02-23 2006-08-02 日本ポリオレフィン株式会社 オレフィン類重合用触媒成分および触媒およびそれを用いたオレフィン類重合体の製造方法
JP3300999B2 (ja) * 1993-02-23 2002-07-08 日石三菱株式会社 オレフィン重合用触媒成分および触媒およびそれを用いたポリオレフィンの製造方法
JPH06306116A (ja) * 1993-02-23 1994-11-01 Nippon Oil Co Ltd オレフィン重合用固体触媒成分およびポリオレフィンの製造法
US5661097A (en) * 1994-08-12 1997-08-26 The Dow Chemical Company Supported olefin polymerization catalyst
JP3440144B2 (ja) * 1994-09-06 2003-08-25 昭和電工株式会社 エチレン系重合体の製造方法
IT1277684B1 (it) * 1995-12-21 1997-11-11 Montell North America Inc Componenti e catalizzatori per la polimerizzazione delle olefine
CN1208385C (zh) * 2001-08-03 2005-06-29 中国科学院长春应用化学研究所 蒙脱土-四氯化钛催化剂及其聚烯烃/蒙脱土复合材料的制备方法
US6855655B2 (en) * 2002-07-15 2005-02-15 Univation Technologies, Llc Supported polymerization catalyst

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