DE3640185A1 - Katalysator fuer die olefinpolymerisation - Google Patents
Katalysator fuer die olefinpolymerisationInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen neuen Katalysator für die Olefinpolymerisation,
der hohe katalytische Aktivität aufweist
und mit dem man hochstereospezifische Olefinpolymerisate
herstellen kann. Sie betrifft auch einen speziellen festen
Katalysator-Bestandteil zur Verwendung in dem Katalysator.
Insbesondere betrifft die Erfindung einen neuen Katalysator
zur Olefinpolymerisation, welcher sich zur Herstellung
hochstereoregulärer Olefinpolymerisate in hoher Ausbeute eignet
und welcher seine katalytische Aktivität und Fähigkeit
zur Ausbildung stereospezifischer Polymerisate über längere
Zeiträume beibehält. Er enthält einen speziellen festen Katalysatorbestandteil,
ein zweifach oder vierfach substituiertes
Piperidinderivat und eine aluminiumorganische Verbindung, wobei
der spezielle feste Bestandteil für den Katalysator aus
Magnesium, einem Alkylmonohalogenid, einem Phthalsäurediester
und Titantetrachlorid gemäß einer Reihe spezieller Verfahrensweisen
hergestellt werden kann.
In den letzten Jahren wurde eine Anzahl neuer Katalysatoren
für die Olefinpolymerisation, unter anderem für
Propylen, entwickelt und vorgeschlagen, wobei ein zusammen
mit einem Elektronendonor auf Magnesiumchlorid aufgetragener
Bestandteil mit aktivem Titan anstelle des gängigen bekannten
Titatrichlorid-Katalysatorbestandteils verwendet wird.
Die im Anfangsstadium entwickelten neuen Katalysatortypen
enthielten ein durch gemeinsames Vermahlen eines Komplexes aus
Titantetrachlorid und einem organischen Monocarbonsäureester
als Elektronendonor mit Magnesiumchlorid erhaltenes Produkt
oder ein durch Behandlung eines gemeinsam vermahlene Produkts
aus Magnesiumchlorid und einem organischen Monocarbonsäureester
als Elektronendonor mit Titantetrachlorid erhaltenes
Produkt (JP-A-50-12 590).
Allerdings sind diese Katalysatoren für die Verwendung
im Industriemaßstab nicht ausreichend geeignet.
Um verschiedene Eigenschaften der Katalysatoren zu verbessern,
wurde bisher eine Anzahl von Verbesserungsvorschlägen eingebracht,
z. B. unter anderem die Verwendung von Diäthoxymagnesium,
von speziellen Elektronendonorverbindungen und Modifikationen
für Verfahrensweisen zur Vereinigung der vorgenannten
Bestandteile, oder Vorkehrungen, um die Bestandteile in
engen Kontakt zu bringen. In der
JP-A-59-12 904 z B. wird ein Katalysatorbestandteil
für solche Katalysatoren beschrieben, welcher sich ableitet
von einer Magnesiumverbindung der Formel Mg(OR)2, in der R
einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylrest bedeutet,
einen aromatischen Monocarbonsäureester und einer Titanverbindung
der Formel TiX4, in der X ein Halogenatom bedeutet.
In der JP-A-54-94 590 z. B.
wird ein modifiziertes Verfahren beschrieben, in dem ein
Katalysatorbestandteil hergestellt wird durch Inkontaktbringen
eines mit einem Elektronendonor behandelten Magnesiumdihalogenids
mit einer vierwertigen Titanverbindung, die mindestens
ein Halogenatom und gegebenenfalls einen Elektronendonor
trägt. Der erhaltene Katalysatorbestandteil wird dann mit
einer aluminiumorganischen Verbindung, einem Ester einer aromatischen
Monocarbonsäure und einer Verbindung der Formel
M-O-R vereinigt, wobei M ein Metallatom aus den Gruppen I-A,
II-A, II-B, III-A, III-B, IV-A und IV-B des Periodensystems
darstellt und R ein Wasserstoffatom oder ein Kohlenwasserstoffrest
ist. Der so erhaltene Katalysator zur Olefinpolymerisation
hat eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen
Deaktivierung. In der JP-A-57-63 310
wird ein Verfahren zur Polymerisation von Propylen beschrieben
unter Zuhilfenahme eines verbesserten Katalysators, der
sich ableitet von einem Katalysatorbestandteil, enthaltend
verschiedene Ester als Elektronendonoren, Magnesiumchlorid in
aktivierter Form und einer Titanverbindung, sowie von einer
Verbindung, die eine Si-O oder Si-N-Bindung enthält, sowie
einer aluminiumorganischen Verbindung. Diese Katalysatoren
haben eine etwas verbesserte Wirkungsweise, erreichen aber
nicht den in der Praxis erforderlichen Grad an katalytischer
Wirksamkeit und an Qualität des erzeugten Polymerisats.
Die letztlich vorgeschlagenen verbesserten Verfahren haben
jedoch auch den Nachteil, daß das Chlor des in dem bekannten
Verfahren hauptsächlich als Trägerstoff verwendeten Magnesiumchlorids
sowie das Halogen des Titanhalogenids einen
schlechten Einfluß auf das erhaltene Polymerisat hat. Ein
Erfordernis dieser Verfahren ist deshalb eine hohe katalytische
Aktivität, welche hoch genug ist, um den Einfluß des
Chlors im wesentlichen vernachlässigbar zu machen, oder,
eine Reduzierung der Menge an Magnesiumchlorid, die in dem
Katalysatorbestandteil enthalten ist.
Bei der Olefinpolymerisation im Industriemaßstab, speziell
bei der Produktion stereoregulärer Polymerisate aus
Propylen, Buten-1 oder ähnlichen Olefinen in handelsüblichem
Maßstab, ist es üblicherweise unverzichtbar, einen Elektronendonor,
wie einen Ester einer aromatischen Monocarbonsäure,
in Katalysatoren zu verwenden, welche Magnesiumchlorid als
Trägerstoff und in Kombination mit einer aluminiumorganischen Verbindung
enthalten. In diesem Fall ist es nötig, den Ester
einer organischen Monocarbonsäure in überaus großer Menge
beim Polymerisationsverfahren zu verwenden, wobei ein neues
Problem auftaucht, daß der Ester seinen eigenartigen Estergeruch
auf das erhaltene Polymerisat überträgt. Zudem tritt ein
ernstes Problem bei der Verwendung solcher Katalysatoren
auf. Bei den sogenannten Trägerkatalysatoren mit hoher
katalytischer Aktivität wie bei Katalysatoren, die Magnesiumchlorid
als Träger enthalten, ist die Aktivität des Katalysators
im Anfangsstadium der Polymerisation sicherlich hoch,
nimmt jedoch im Verlauf der Zeit beachtlich ab und gestaltet
so die Verfahrensausübung problemhaft. In der Folge ist die
Verwendung eines Katalysators dieses Typs praktisch unmöglich
im Fall der Blockcopolymerisation, bei welcher vergleichsweise
längere Polymerisationszeiten erforderlich sind.
Um diesen Nachteil zu beheben, wurde in der vorstehend genannten
JP-A-54-94 590 ein
verändertes Verfahren vorgeschlagen. Wie sich aus dem Inhalt
dieser Schrift ergibt, braucht man in diesem Verfahren den
Ester einer organischen Monocarbonsäure nicht nur zur Herstellung
des Katalysators sondern auch im Verlauf der Polymerisation.
Im allgemeinen nimmt der im Katalysator enthaltene Anteil
an Ester einer organischen Monocarbonsäure infolge der
Behandlung mit dem Titanhalogenid oder infolge des Waschens
mit einem organischen Lösungsmittel in einem solchen Ausmaß
ab, daß der Estergeruch des erhaltenen Polymerisats fast vernachlässigbar
wird. Allerdings ist es derzeit üblich, daß die
Menge des beim Polymerisationsschritt der Olefine verwendeten
Esters einer organischen Monocarbonsäure viel größer
ist als die im Katalysator enthaltene, so daß fast die gesamte
Estermenge im erhaltenen Polymerisat solange nicht gelöst sein
wird, als im Polymerisationsschritt der Ester verwendet wird.
Wie aus dem Beispiel 1 (A), (B) und (C) dieser Schrift hervorgeht,
erfordert die dort beschriebene Verfahrensweise mühsame
und komplizierte Vorgänge bei der Herstellung des Katalysators
und bei der Polymerisation der Olefine. Weiterhin ist der Katalysator
aus praktischer Sicht, wie vorstehend beschrieben,
nicht zufriedenstellend, insbesondere was die Beibehaltung
der Aktivität betrifft.
Unter den gegebenen Umständen ist deshalb auf diesem Gebiet
ein großer Bedarf vorhanden für die Entwicklung eines neuen
Katalysators für die Polymerisation von Olefinen, welcher merklich
verbesserte Eigenschaften hat. Diese Eigenschaften betreffen
die Polymerisationsaktivität, die stereospezifische Wirksamkeit,
die Beibehaltung der Aktivität über lange Zeiträume
der Polymerisation hinweg, die Verringerung des Einflusses
von Chlor auf das erhaltene Polymerisat auf ein zufriedenstellendes
Maß beim derzeitigen handelsüblichen Produktionsmaßstab
von Olefinpolymerisaten, und insbesondere das Erreichen einer
gleichbleibend hohen Ausbeute an stereoregulärem Olefinpolymerisat.
Bis jetzt wurde dieses Bedürfnis allerdings
noch nicht befriedigt.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Bereitstellung eines
neuen Katalysators zur Polymerisation von Olefinen, der die
Herstellung hochstereoregulärer Polymerisate in guter Ausbeute
ermöglicht. In Erfüllung dieser Funktion soll er die Nachteile
bekannter Katalysatoren im Bezug auf Korrosion und Geruch
des erhaltenen Polymerisats überwinden und seine Aktivität
über längere Zeiträume der Polymerisation beibehalten. Eine
weitere Aufgabe liegt in der Bereitstellung von Olefinpolymerisaten,
insbesondere von Polymerisaten mit stereoregulärer
Struktur. In dieser Aufgabe ist auch die Bereitstellung eines
speziellen festen Katalysatorbestandteils für die Herstellung
des neuen Katalysators enthalten.
Diese Aufgabe wird durch den überraschenden Befund gelöst,
daß ein Katalysator, der durch Zusammenbringen eines 2,6-Dialkyl-
oder eines 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidin-Derivats und
einer aluminiumorganischen Verbindung mit einem speziellen
festen Katalysatorbestandteil hergestellt wurde, hohe katalytische
Aktivität zusammen mit stereospezifischer Wirksamkeit
über längere Polymerisationszeiträume aufweist, ohne an
Wirksamkeit zu verlieren, und daß durch ihn die Schwierigkeiten
einer von Restbestandteilen an Chlor herrührenden
Korrosion oder des von der Verwendung eines aromatischen
Monocarbonsäureester herrührenden Geruchs im erhaltenen Polymerisat
überwunden werden.
Die Erfindung betrifft somit den in den Patentansprüchen
gekennzeichneten Gegenstand.
Mit dem Katalysator der Erfindung werden die verschiedenen
Nachteile bekannter Katalysatoren überwunden und die Herstellung
hochstereoregulärer Polymerisate in guter Ausbeute
über längere Zeiträume der Polymerisation hinweg ermöglicht,
ohne daß der Katalysator an Aktivität verliert.
Eine Ausführungsform der Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Katalysators für die Polymerisation von Olefinen,
welcher enthält: einen festen Katalysatorbestandteil (A1),
der hergestellt wird durch Zusammenbringen eines gemeinsam
vermahlenen Produkts aus (a) einem Stoff, der durch Umsetzung
von Magnesium mit mindestens der zweifachen Molmenge
eines Alkylmonohalogenids in Abwesenheit eines Lösungsmittels
aber in Gegenwart von Jod erhalten wurde, und (b) einem
Phthalsäuredialkylester; mit Titantetrachlorid, außerdem
ein zweifach oder vierfach substituiertes Piperidinderivat
(B) der allgemeinen Formel
wobei R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils
ein Alkylrest sind, und R2 und R4 jeweils ein Wasserstoffatom
oder denselben oder verschiedene Alkylreste bedeuten,
und weiterhin eine aluminiumorganische Verbindung (C) der allgemeinen
Formel,
wobei R ein Alkylrest ist, Q und Q′ gleich oder verschieden
sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X ein Halogenatom
ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines Katalysators für die Polymerisation von
Olefinen welcher enthält:
einen festen Katalysatorbestandteil (A2), der durch Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produkts aus (a) einem Stoff, der erhalten wurde durch Umsetzung von Magnesium mit mindestens zweifacher Molmenge Alkylmonohalogenid in Abwesenheit eines Lösungsmittels, jedoch in Gegenwart von Jod, und (b) einem Phthalsäuredialkylester und (c) Titantetrachlorid, mit Titantetrachlorid,
ein zweifach oder vierfach substituiertes Piperidinderivat (B) der allgemeinen Formel in der R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils eine Alkylgruppe bedeuten und R2 und R4 beide ein Wasserstoffatom oder denselben oder verschiedene Alkylreste bedeuten, und eine aluminiumorganische Verbindung (C) der allgemeinen Formel in der R ein Alkylrest ist, Q und Q′ gleich oder verschieden sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X ein Halogenatom ist.
einen festen Katalysatorbestandteil (A2), der durch Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produkts aus (a) einem Stoff, der erhalten wurde durch Umsetzung von Magnesium mit mindestens zweifacher Molmenge Alkylmonohalogenid in Abwesenheit eines Lösungsmittels, jedoch in Gegenwart von Jod, und (b) einem Phthalsäuredialkylester und (c) Titantetrachlorid, mit Titantetrachlorid,
ein zweifach oder vierfach substituiertes Piperidinderivat (B) der allgemeinen Formel in der R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils eine Alkylgruppe bedeuten und R2 und R4 beide ein Wasserstoffatom oder denselben oder verschiedene Alkylreste bedeuten, und eine aluminiumorganische Verbindung (C) der allgemeinen Formel in der R ein Alkylrest ist, Q und Q′ gleich oder verschieden sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X ein Halogenatom ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Katalysators für die Polymerisation von
Olefinen welcher enthält:
einen festen Katalysatorbestandteil (A3), erhalten durch Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produkts aus (a) einem Stoff, erhalten durch Umsetzung von Magnesium mit mindestens zweifacher Molmenge Alkylmonohalogenid in Abwesenheit eines Lösungsmittels, jedoch in Gegenwart von Jod, (b) einem Phthalsäuredialkylester und (c) Titantetrachlorid, mit Titantetrachlorid in Gegenwart eines bei Normaltemperatur flüssigen aromatischen Kohlenwasserstoffs und/oder Halogenkohlenwasserstoffs (d);
ein zweifach oder vierfach substituiertes Piperidinderivat (B) der allgemeinen Formel in der R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils einen Alkylrest bedeuten und R2 und R4 beide ein Wasserstoffatom oder den gleichen oder verschiedene Alkylreste bedeuten, und eine aluminiumorganische Verbindung (C) der allgemeinen Formel in der R ein Alkylrest ist, Q und Q′ gleich oder verschieden sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X ein Halogenatom ist.
einen festen Katalysatorbestandteil (A3), erhalten durch Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produkts aus (a) einem Stoff, erhalten durch Umsetzung von Magnesium mit mindestens zweifacher Molmenge Alkylmonohalogenid in Abwesenheit eines Lösungsmittels, jedoch in Gegenwart von Jod, (b) einem Phthalsäuredialkylester und (c) Titantetrachlorid, mit Titantetrachlorid in Gegenwart eines bei Normaltemperatur flüssigen aromatischen Kohlenwasserstoffs und/oder Halogenkohlenwasserstoffs (d);
ein zweifach oder vierfach substituiertes Piperidinderivat (B) der allgemeinen Formel in der R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils einen Alkylrest bedeuten und R2 und R4 beide ein Wasserstoffatom oder den gleichen oder verschiedene Alkylreste bedeuten, und eine aluminiumorganische Verbindung (C) der allgemeinen Formel in der R ein Alkylrest ist, Q und Q′ gleich oder verschieden sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X ein Halogenatom ist.
Der hier verwendete Ausdruck "Polymerisation" bedeutet
jede Art Polymerisation, wie Homopolymerisation und Copolymerisation
von Olefinen, wie auch jegliche Art Polymerisation
in Gasphase oder Blockpolymerisation in Abwesenheit jeglichen
Polymerisationslösungsmittels sowie auch Aufschlämmungs- oder
Lösungspolymerisation in Anwesenheit eines Polymerisationslösungsmittels.
Der erfindungsgemäße Katalysator ist bei den vorstehend genannten
drei Ausführungsformen durchwegs dadurch gekennzeichnet,
daß als Hauptbestandteil der spezielle, neue, feste Katalysatorbestandteil
(A1), (A2) oder A3) zusammen mit den anderen
Bestandteilen (B) und (C) verwendet wird. Diese festen Katalysatorbestandteile
(A1), (A2) und (A3) unterscheiden sich in
der Zusammensetzung voneinander und werden im allgemeinen als
fester Katalysatorbestandteil (A) bezeichnet. Dieser feste
Katalysatorbestandteil (A) kann allein ohne wesentliche
Inaktivierung aufbewahrt werden, z. B. in Pulverform unter
Vakuum oder in einem inerten Medium, und kann mit den anderen
Bestandteilen (B) und (C) vermischt werden, um den Katalysator
unmittelbar vor der Polymerisation eines Olefins herzustellen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht deshalb in
der Bereitstellung eines neuen Katalysatorbestandteils (A),
d. h. des Bestandteils (A1), (A2) oder (A3), wie er in den
vorstehend genannten drei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Katalysators verwendet wird.
Der feste Katalysatorbestandteil (A) wird hergestellt durch gemeinsames
Vermahlen des Stoffes (a), welcher ein Reaktionsprodukt
von Magnesium ist, und eines Phthalsäuredialkylesters (b)
gegebenenfalls zusammen mit Titantetrachlorid (c), wobei ein
gemeinsam vermahlenes Produkt entsteht, welches dann mit Titantetrachlorid
in Gegenwart oder Abwesenheit eines aromatischen
Kohlenwasserstoffs und/oder Halogenkohlenwasserstoffes
(d) in Berührung gebracht wird. Bei der Herstellung des gemeinsam
vermahlenen Produktes muß der Stoff (a) mit dem
Phthalsäuredialkylester (b) gemeinsam vermahlen werden, da ein
einfaches Zusammenmischen des einzelnen vermahlenen Stoffes (A)
mit den einzelnen vermahlenen Phthalsäuredialkylester (b) nicht
zu einem festen Katalysatorbestandteil (A) mit hoher katalytischer
Aktivität führt.
Erfindungsgemäß muß deshalb die Vermahlung (oder Pulverisierung)
des Stoffes (a), des Phthalsäuredialkylesters (b) und
gegebenenfalls des Titantetrachlorids (c) gleichzeitig, d. h.
mit dem Gemisch dieser Bestandteile durchgeführt werden. Diese Art
des Vermahlens wird hier durch den Ausdruck "gemeinsam Vermahlen"
wiedergegeben. So bedeutet der Ausdruck "gemeinsam
vermahlenes Produkt" hier ein Produkt, das durch gemeinsames
Vermahlen mehrerer Stoffe erhalten wird.
Das Magnesium wird zur Herstellung des Stoffes (a) in metallischer
Form verwendet. Das Magnesium kann deshalb in stückiger
Form als Späne, als Granulat oder als Pulver eingesetzt werden. Zum
Erreichen genügender Reaktionsfähigkeit mit dem Alkylmonohalogenid
setzt man das Magnesium vorzugsweise als Pulver ein, welches
am besten frisch hergestellt wurde. Solches gepulvertes
Magnesiummetall ist im Handel erhältlich und kann eine Teilchengröße
zwischen einigen Mikrometern bis einigen 100 Mikrometern
haben.
Das bei der Herstellung des Stoffes (a) zur Umsetzung mit dem
Magnesium benötigte Alkylmonohalogenid (oder einfach "-halogenid")
ist bei Raumtemperatur flüssig und hat 2 bis 12, vorzugsweise
3 bis 8 Kohlenstoffatome. Solche geradkettigen oder
verzweigten Alkylhalogenide sind bekannt und im Handel erhältlich.
Bevorzugte Beispiele für Alkylhalogenide sind unter
anderem n-Propylchlorid, Isopropylchlorid, n-Butylchlorid,
Isobutylchlorid, Pentylchlorid, Hexylchlorid, und Octylchlorid,
wie auch die entsprechenden Bromide.
Der Phthalsäuredialkylester (b) (im folgenden vereinfacht als
Substanz (b) bezeichnet) für die Herstellung des festen
Katalysatorbestandteils (A) wird durch die allgemeine Formel
wiedergegeben, wobei R und R′ gleich oder verschieden sind und
jeweils einen gegebenenfalls an jeder beliebigen Stelle verzweigten
C1-C8-Alkylrest bedeuten. Vorzugsweise sind R und R′
gegebenenfalls an beliebiger Stelle verzweigte C1-C5-Alkylreste.
Beispiele für bevorzugte Dialkylreste sind Dimethylphthalat,
Diäthylphthalat, Dipropylphthalat, Diisopropylphthalat,
Dibutylphthalat, Diisobutylphthalat, Diamylphthalat,
Diisoamylphthalat, Methyläthylphthalat, Methylpropylphthalat,
Methylbutylphthalat, Methylisobutylphthalat, Äthylpropylphthalat,
Äthylbutylphthalat, Äthylisobutylphthalat, Propylbutylphthalat,
Propylisobutylphthalat, Propylamylphthalat,
und Butylamylphthalat. Unter diesen Diestern sind C2-C4-Dialkyl-
Diester mit identischen Resten R und R′ am meisten bevorzugt,
wie Diäthylphthalat, Dipropylphthalat, Dibutylphthalat,
und Diisobutylphthalat.
Das Titantetrachlorid, das mit dem gemeinsam vermahlenen
Produkt zusammengebracht werden soll ist im Handel erhältlich
oder kann nach Bedarf mittels bekannter Verfahren
hergestellt werden. Das Titantetrachlorid soll so rein als
möglich sein, kann jedoch Spuren zufälliger Verunreinigungen
enthalten. Zusätzlich zum Titantetrachlorid, welches mit dem
gemeinsam vermahlenen Produkt zusammengebracht werden
soll, kann man bei der Herstellung des festen Katalysatorbestandteils
(A2) und (A3) eine gewisse Menge Titantetrachlorid
zur Herstellung des gemeinsam vermahlenen Produkts
verwenden. Das mit den Stoffen (a) und (b) gemeinsam vermahlene
Titantetrachlorid wird hier als das Titantetrachlorid (c)
oder einfach als Stoff (c) bezeichnet und wird so von dem
Titantetrachlorid unterschieden, welches mit dem gemeinsam
vermahlenen Produkt zusammengebracht werden soll.
Der aromatische Kohlenwasserstoff und/oder Halogenkohlenwasserstoff
(d) (im folgenden einfacher als Stoff (d) bezeichnet),
der gegebenenfalls zusammen mit Titantetrachlorid
in Berührung mit dem gemeinsam vermahlenen Produkt gebracht
werden soll, ist normalerweise flüssig und sollte mit den
anderen Bestandteilen nicht reagieren. Beispiele für den
Stoff (d) sind Benzol, Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Brombenzol,
o-Dichlorbenzol, o-Dichlortoluol und deren Gemische. Hierunter
werden Benzol, Toluol und Chlorbenzol oder deren Gemische
bevorzugt.
Das als erfindungsgemäßer Bestandteil (B) eingesetzte Piperidinderivat
ist ein 2,6-zweifach substituiertes oder 2,6,6,6-vierfach
substituiertes Piperidin und hat folgende allgemeine
Formel:
in der R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils
einen Alkylrest bedeuten und R2 und R4 jeweils Wasserstoffatome
oder die gleichen oder verschiedenen Alkylreste sind.
Vorzugsweise hat der Alkylrest 1 bis 8, insbesondere 1 bis 4 Kohlenstoffatome
und ist z. B. eine Methyl-, Äthyl-, Propyl-,
Isopropyl-, Butyl- oder Isobutylgruppe. Das Piperidinderivat
ist vorzugsweise zweifach bzw. vierfach in 2,6-Stellung bzw.
in 2,2,6,6-Stellung durch gleiche Alkylreste substituiert,
bevorzugte Beispiele solcher Piperidinderivate sind unter
anderem 2,6-Dimethylpiperidin, 2,6-Diäthylpiperidin, 2,6-Dipropylpiperidin,
2,6-Diisopropylpiperidin, 2,6-Dibutylpiperidin,
2,6-Diisobutylpiperidin, 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin,
2,2,6,6-Tetraäthylpiperidin, 2,2,6,6-Tetrapropylpiperidin,
2,2,6,6-Tetraisopropylpiperidin und 2,2,6,6-Tetrabutylpiperidin.
Hierunter ist 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin besonders bevorzugt.
Solche Piperidinderivate sind im Handel erhältlich
oder können nach bekannten Verfahren hergestellt werden.
Die erfindungsgemäß als Bestandteil (C) verwendete aluminiumorganische
Verbindung hat die allgemeine Formel
in der R ein C1-C8-Alkylrest ist, Q und Q′ gleich oder verschieden
sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X
ein Halogenatom ist. So ist die aluminiumorganische Verbindung
unter anderem ein Trialkylaluminium, ein Dialkylaluminiumhalogenid
und ein Alkylaluminiumhalogenid oder ein Gemisch
dieser Aluminiumverbindungen. Bevorzugte Beispiele für aluminiumorganische
Verbindungen sind unter anderem Triäthylaluminium,
Tripropylaluminium, Triisopropylaluminium, Tributylaluminium,
Triisobutylaluminium, Diäthylaluminiumchlorid,
Dipropylaluminiumchlorid, Diisopropylaluminiumchlorid, Dibutylaluminiumchlorid,
Äthylaluminiumdichlorid, Propylaluminiumdichlorid,
Butylaluminiumdichlorid sowie die entsprechenden
Bromide und Dibromide. Besonders bevorzugt sind Trialkylaluminiumverbindungen,
wobei Triäthylaluminium und Triisobutylaluminium
am meisten bevorzugt werden.
Bei der Herstellung des Stoffes (a) bei der das Magnesiummetall
vorzugsweise in Pulverform mit dem Alkylhalogenid
in Abwesenheit jeglichen Lösungsmittels jedoch in Gegenwart
von einer geringen Menge Jod umgesetzt wird, ist es nötig,
das Alkylhalogenid in einer Menge von mindestens 2 Mol je Mol
Magnesium einzusetzen. Wenn die Menge des Alkylhalogenids weniger
als 2 Mol pro Mol Magnesium beträgt, ist es unmöglich,
einen Stoff (a) zu erhalten, welcher einen Katalysator mit der
erwarteten Wirkung ergibt. Die Verwendung von Jod ist nötig
für die Förderung der Umsetzung zwischen Magnesiummetall und
Alkylmonohalogenid. Hierzu wird das Jod in einer Menge von
0,001 bis 1 g pro Gramm Magnesium eingesetzt. Es bestehen
keine Einschränkungen im Hinblick auf die Reaktionstemperatur
und Reaktionszeit, solange die Umsetzung nur zufriedenstellend
verläuft. Allerdings wird diese Umsetzung gewöhnlich bei einer
Temperatur über 20°C während mindestens 10 Minuten durchgeführt,
vorzugsweise über 40°C während mindestens 30 Minuten.
Der bei dieser Umsetzung erhaltene Stoff (a) zeigt IR-Absorptionsbanden
für den Alkylrest. Diese Umsetzung wird vorzugsweise
in einer inerten Gasatmosphäre und in Abwesenheit von Feuchtigkeit
durchgeführt.
Der erfindungsgemäße feste Katalysatorbestandteil (A) hat
drei verschiedene Ausführungsformen (A1), (A2) und (A3) und
wird aus den Stoffen (a), (b) und gegebenenfalls Titantetrachlorid
zusammen mit Stoff (d) entsprechend drei verschiedenen
Verfahrensweisen hergestellt. Das Grundmerkmal für die Herstellung
des festen Katalysatorbestandteils (A1) besteht darin,
den Stoff (a) zusammen mit dem Stoff (b) einer gemeinsamen Vermahlung
zu unterwerfen, wobei ein gemeinsam vermahlenes Produkt
entsteht, welches anschließend mit Titantetrachlorid
zusammengebracht wird. Bei der Herstellung des festen Katalysatorbestandteils
in seiner zweiten Ausführungsform (A2)
wird der Stoff (a) zusammen mit den Stoffen (b) und (c) gemeinsam
vermahlen, welches anschließend mit Titantetrachlorid zusammengebracht
wird. Bei der Herstellung des festen Katalysatorbestandteils
in seiner dritten Ausführungsform (A3) werden
die Stoffe (a), (b) und (c) miteinander gemeinsam vermahlen,
wie in der vorstehend genannten zweiten Ausführungsform,
anschließend wird das erhaltene gemeinsam vermahlene Produkt
in Berührung gebracht mit Titantetrachlorid in Gegenwart des
Stoffes (d). Bei diesen Ausführungsformen wird die gemeinsame
Vermahlung entsprechend gängiger Vermahlungs- oder Pulverisierungsverfahren
unter Verwendung einer Mühle vorgenommen,
vorzugsweise in inerter Gasatomosphäre und in Abwesenheit von
Feuchtigkeit. Zum Beispiel wird der Stoff (a) zusammen mit
Stoff (b), mit oder ohne zugemischten Stoff (c), in eine Mühle
gegeben, und unter Stickstoffatmosphäre und Abwesenheit von
Feuchtigkeit während vorgegebener Zeit gemeinsam vermahlen.
Alle Mühlentypen, wie Kugelmühlen, Vibrationsmühlen und Kolloidmühlen,
können für diese Verfahrensweise verwendet werden.
Vorzugsweise werden Kugelmühlen oder Vibrationsmühlen eingesetzt.
Die für das gemeinsame Vermahlen erforderliche Zeit beträgt
mindestens 10 Minuten, vorzugsweise mindestens 30 Minuten.
Üblicherweise wird das Verfahren in Abwesenheit jeglichen
Verdünnungsmittels bei Raumtemperatur durchgeführt.
Bei der Herstellung des festen Katalysatorbestandteils (A)
(in seinen Ausführungsformen (A1), A2) oder (A3)) kann jeder
der Einzelbestandteile (oder Verbindungen) in beliebiger Menge
eingesetzt werden, es sei denn, der aus diesen Einzelbestandteilen
hervorgehende feste Katalysatorbestandteil (A) wird in
seiner Wirkung ungünstig beeinflußt. So bestehen hinsichtlich
des Verhältnisses der Stoffe (a), (b) und (c), des Titantetrachlorids
und des gegebenenfalls verwendeten Stoffes (d) keine
Einschränkungen, solange nur für den daraus hervorgehenden
festen Katalysatorbestandteil (A) die erwartete Wirksamkeit erreicht
wird. Gewöhnlich wird allerdings der Stoff (b) in einer
Menge von 0,01 bis 1 g pro Gramm des Stoffes (a) eingesetzt,
während Stoff (c) in einer Menge von 0,01 bis 1 g pro Gramm Stoff
(a) verwendet wird, für den Fall, daß der Stoff (c) mit den
Stoffen (a) und (b) gemäß der zweiten und dritten Ausführungsform
(A2) bzw. (A3) zusammen vermahlen wird. Bei der Behandlung
des gemeinsam vermahlenen Produkts mit dem Titantetrachlorid
wird das letztere in einer Menge von mindestens 0,1 g,
vorzugsweise mindestens 1 g pro Gramm des Stoffes (a) eingesetzt.
Wenn Stoff (d) zusammen mit Titantetrachlorid verwendet
wird, gemäß der dritten Ausführungsform (A3), wird dieser in
einer Menge von 0,01 bis 100 ml, vorzugsweise 0,1 bis 10 ml pro ml
Titantetrachlorid eingesetzt. Wenn die hier genannten Mengenverhältnisse
im festen Katalysatorbestandteil (A) merklich
größer oder kleiner sind als den genannten Bereichen entspricht,
kann die Polymerisationsaktivität und die Isotaktizität
des erhaltenen Polymerisats vermindert werden.
In allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen müssen die
Herstellungsschritte für den festen Katalysatorbestandteil (A) in
einer spezifischen Reihenfolge erfolgen, wie vorstehend im
Hinblick auf den Einsatz der Einzelbestandteile bei der Umsetzung
beschrieben, um einen Katalysator mit hoher Polymerisationsaktivität
zu erhalten. Das "Zusammenbringen" im Rahmen
dieser Herstellung wird in einem Temperaturbereich von
-10°C bis zum Siedepunkt des Titantetrachlorids während 10 Minuten
bis 100 Stunden durchgeführt. Ein bevorzugter Temperaturbereich
liegt bei etwa 15 bis 120°C, die bevorzugte Reaktionszeit
beträgt etwa 1 bis 10 Stunden, obwohl diese von der
angewandten Temperatur abhängt. Wenn die Temperatur für das Zusammenbringen
des gemeinsam vermahlenen Produkts mit dem Titantetrachlorid
unter -10°C liegt, fällt die katalytische Gesamtwirksamkeit
des erhaltenen Katalysators für die Praxis zu niedrig aus. Wenn
andererseits die Temperatur den Siedepunkt des Titantetrachlorids
überschreitet, wird die Polymerisationsaktivität verringert.
Wenn die Kontaktzeit des gemeinsam vermahlenen Produkts
mit dem Titantetrachlorid weniger als 10 Minuten beträgt, wird
sowohl die Polymerisationsaktivität als auch die stereospezifische
Wirksamkeit vermindert. Wenn die Kontaktzeit 100 Stunden
überschreitet, wird kein im Zusammenhang mit solcher Verlängerung
der Kontaktzeit zusammenhängender Vorteil erreicht.
So wird die Obergrenze für die Kontaktzeit lediglich aus wirtschaftlichen
Gründen festgesetzt. Nach der genannten Behandlung
kann das erhaltene Produkt noch einmal mit Titantetrachlorid
zusammengebracht und wiederholtermaßen in An- oder Abwesenheit
des Stoffes (d) umgesetzt werden. Dieses Zusammenbringen
wird vorzugsweise in inerter Gasatmosphäre und
gleichermaßen in Abwesenheit von Feuchtigkeit durchgeführt.
Der so erhaltene feste Katalysatorbestandteil (A) kann gegebenenfalls
mit einem inerten organischen Lösungsmittel gewaschen
werden. Bevorzugte Beispiele für ein inertes organisches Lösungsmittel,
das sich für diesen Waschprozeß eignet, sind
unter Normalbedingungen flüssige gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe,
wie n-Hexan oder n-Heptan. Als Inertgas wird
vorzugsweise Stickstoff verwendet.
Die so hergestellten festen Katalysatorbestandteile (A1), (A2)
und (A3) werden dann jeweils mit dem Bestandteil (B), d. h. mit
dem zweifach oder vierfach substituierten Piperidinderivat und
mit dem Bestandteil (C), d. h. mit der aluminiumorganischen Verbindung
zum erfindungsgemäßen Katalysator für die Olefinpolymerisation
vereinigt. Die Bestandteile (B) und (C) können mit
dem festen Katalysatorbestandteil (A) unmittelbar vor der Olefinpolymerisation
im Polymerisationsrekator zum Katalysator
vereinigt werden.
Bei der Herstellung des Katalysators wird der Bestandteil (C)
in einer Menge von 1 bis 1000 Mol pro im festen Katalysatorbestandteil
(A) enthaltenen Titanatom eingesetzt, während der
Bestandteil (B) in einer Menge von 0,005 bis 1,0 Mol pro Mol
des Bestandteils (c) verwendet wird. Wenn die Menge des Bestandteils
(C) weniger als 1 Mol pro Titanatom im festen Katalysatorbestandteil
ist, wird die Aktivität im Katalysator für
praktische Belange
zu niedrig. Die Obergrenze von 1000 Mol pro Titanatom
ist lediglich aus wirtschaftlichen Gründen festgesetzt, da keine
zusätzliche Verbesserung erzielt wird, auch wenn die Menge von
Bestandteil (C) 1000 Mol pro Titanatom überschreitet. Wenn die
Menge des Bestandteils (B) weniger als 0,005 Mol pro Mol des
Bestandteils (C) ist, leidet die stereospezifische Wirksamkeit
des erhaltenen Katalysators. Andererseits fällt die katalytische
Aktivität des erhaltenen Katalysators für praktische
Belange zu niedrig aus, wenn die Menge des Bestandteils (B)
1,0 Mol pro Mol des Bestandteils (C) überschreitet.
Die Olefinpolymerisation kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Katalysators gemäß der üblichen Verfahrensweisen für die Gasphasen-
oder Blockpolymerisation in Abwesenheit eines organischen
Lösungsmittels und für die Polymerisation in Aufschlämmung
oder Lösung in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels
durchgeführt werden. Als Olefine für die Polymerisation
werden C1-C4-α-Olefine eingesetzt, unter anderem
Äthylen, Propylen, 1-Buten und deren Gemische. Solche Olefine
können entweder in Gas- oder Flüssigphase eingesetzt werden.
Die in diesem Fall angewandte Polymerisationstemperatur liegt
unter 200°C, vorzugsweise unter 100°C, der Polymerisationsdruck
liegt unter 133 KPa (100 g/cm2 G) vorzugsweise unter 5×102 KPa
(50 kg/cm2 G). Diese Bedingungen ändern sich im allgemeinen
je nach Art der Olefine und nach Art der angewandten Polymerisationstechnik.
Sie können in angemessener Weise durch
den Fachmann unter Beachtung der verschiedenen Faktoren bei
der Polymerisation ausgewählt werden.
Wenn die Olefinpolymerisation mithilfe des erfindungsgemäßen Katalysators
mit überraschenderweise hoher katalytischer Wirkung und gleichzeitig hoher Stereospezifität
durchgeführt wird, bekommen die
erhaltenen Polymerisate eine signifikant hohe Stereoqualität,
außerdem können Katalysatorreste im erhaltenen Polymerisat
auf einem sehr niedrigen Niveau gehalten werden. Außerdem
fällt die Restchlormenge im erhaltenen Polymerisat sehr gering
aus, so daß jeglicher Einfluß von Chlor auf das Polymerisat in
einem solchen Maße ausgeschaltet werden kann, daß jegliche
Entaschung als Nachbehandlung unnötig wird. Im erhaltenen Polymerisat
enthaltenes Chlor kann auf der einen Seite
die Einrichtungen für die Granulierung und Verformung des Polymerisats
korrodieren, auf der anderen Seite kann es zur Qualitätsminderung
und Vergilbung des erhaltenen Polymerisats beitragen.
So ist eine solche starke Reduzierung des Chlorgehalts
in der Tat sinnvoll und für die Herstellung von Olefinpolymerisaten
industriell von Vorteil.
Weiterhin kann die Verwendung eines Esters einer aromatischen
Monocarbonsäure als Elektronendonor, wie in relativ
großen Mengen bei bekannten Verfahren Olefinpolymerisation
üblich, erfindungsgemäß vermieden werden, wobei das Problem
des Estergeruchs im Olefinpolymerisat gelöst wird.
Der erfindungsgemäße spezielle feste Katalysatorbestandteil
kann in inerter Atmosphäre oder Medium über lange Zeiträume
ohne Deaktivierung aufbewahrt werden. Dies führt zu dem Vorteil,
daß der feste Katalysatorbestandteil ohne Verminderung
seiner Wirksamkeit transportiert werden kann.
Die in bekannten Verfahren verwendeten hochaktiven trägergebundenen
Katalysatoren haben den Nachteil, daß ihre katalytische
Wirkung pro Zeiteinheit im Verlauf der Zeit merklich abnimmt.
Beim erfindungsgemäßen Katalysator jedoch ist die zeitliche
Abnahme der katalytischen Wirkung pro Zeiteinheit außerordentlich
gering im Vergleich zu bekannten trägergebundenen
Katalysatoren, so daß man den Katalysator vorteilhaft zur
Blockcopolymerisation von Olefinen verwenden kann, bei der
längere Polymerisationszeiten nötig sind. Der erfindungsgemäße
Katalysator nimmt in der katalytischen Wirkung merklich
zu, wenn höhere Polymerisationsdrucke angewendet werden und
kann so für die in den letzten Jahren beobachtete Praxis der
Blockpolymerisation und Polymerisation in Gasphase in weitem
Rahmen verwendet werden. Überdies können mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Katalysators Polymerisate mit hoher Stereoqualität
erhalten werden.
Es ist bei der Herstellung von Olefinpolymerisaten in industriellem
Maßstabe allgemein bekannt, im Polymerisationssystem Wasserstoff
mitzuverwenden um den Schmelzindex des erhaltenen
Polymerisats einzustellen. Allerdings zeigten alle bekannten
Katalysatoren mit organischen Monocarbonsäureestern und
Katalysatorbestandteilen mit Magnesiumhalogenid als Trägerstoff
den Nachteil, daß ihre Aktivität und stereospezifische Wirkung
bei Mitverwendung von Wasserstoff im Polymerisationssystem
ernstlich verschlechtert wurde. Im Gegensatz dazu
kommt dem erfindungsgemäßen Katalysator der signifikante Vorteil
zu, daß seine katalytische Aktivität und stereospezifische
Wirkungsweise bei Mitverwendung von Wasserstoff bei der
Durchführung der Olefinpolymerisation kaum abnimmt, selbst
wenn der Schmelzindex des erhaltenen Polymerisats sehr hoch
ist. Diese vorteilhafte Wirkung hat man auf diesem Gebiet
immer herbeigewünscht.
Bei der Herstellung von Olefinpolymerisaten in handelsüblichen
Maßstab ist die Schüttdichte des erhaltenen Polymerisats
einer der wichtigten Faktoren, da diese Eigenschaft
großen Einfluß auf die Kapazität von Polymerisationsausrüstung
und Nachbehandlungsvorrichtung hat. Es ist ein zusätzliches
Verdienst der Erfindung, daß auch in dieser Hinsicht
eine hervorragende Wirkung erzielt wird. So liefert der
erfindungsgemäße Katalysator eine großen Beitrag zur
industriellen Herstellung stereoregulärer Olefinpolymerisate
von hoher Qualität.
Die Erfindung wird im folgenden im einzelnen durch Beispiele
und Vergleichsbeispiele erläutert.
(1) Herstellung von Stoff (a):
In einem 2,0-Liter-Rundkolben mit Rührwerk wurden nach ausreichender Verdrängung der Luft durch Stickstoff 30 g Magnesiumpulver, 1,0 gJod und 1,2 l N-Butylchlorid gegeben. Das Gemisch wurde 5 Stunden lang beim Siedepunkt des n-Butylchlorids umgesetzt. Nach Beendigung der Umsetzung wurde die überstehende Flüssigkeit entfernt und das Reaktionsprodukt dreimal mit je 500 ml n-Butylchlorid gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet, wobei Stoff (a) in Pulverform erhalten wurde.
In einem 2,0-Liter-Rundkolben mit Rührwerk wurden nach ausreichender Verdrängung der Luft durch Stickstoff 30 g Magnesiumpulver, 1,0 gJod und 1,2 l N-Butylchlorid gegeben. Das Gemisch wurde 5 Stunden lang beim Siedepunkt des n-Butylchlorids umgesetzt. Nach Beendigung der Umsetzung wurde die überstehende Flüssigkeit entfernt und das Reaktionsprodukt dreimal mit je 500 ml n-Butylchlorid gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet, wobei Stoff (a) in Pulverform erhalten wurde.
(2) Herstellung des festen Katalysatorbestandteiles (A):
In einem 1,0-Liter-Gefäß einer Vibrationsmühle, das zu 4/5 des gesamten Fassungsvermögens mit Kugeln aus rostfreiem Stahl mit 25 mm Durchmesser gefüllt war, wurden unter Stickstoffatmosphäre 20 g des Stoffes (a) in Pulverform, wie im vorangegangenen Schritt (1) erhalten, und 5,0 ml Phthalsäuredibutylester gegeben. Das Gemisch wurde 17 Stunden gemeinsam vermahlen bei einer Vibrationsgeschwindigkeit von 1430 V.p.m. und einer Vibrationsamplitude von 3,5 mm.
In einem 1,0-Liter-Gefäß einer Vibrationsmühle, das zu 4/5 des gesamten Fassungsvermögens mit Kugeln aus rostfreiem Stahl mit 25 mm Durchmesser gefüllt war, wurden unter Stickstoffatmosphäre 20 g des Stoffes (a) in Pulverform, wie im vorangegangenen Schritt (1) erhalten, und 5,0 ml Phthalsäuredibutylester gegeben. Das Gemisch wurde 17 Stunden gemeinsam vermahlen bei einer Vibrationsgeschwindigkeit von 1430 V.p.m. und einer Vibrationsamplitude von 3,5 mm.
In einen 500-ml-Rundkolben mit Rührwerk wurden nach ausreichender
Verdrängung der Luft mit Stickstoff 5 g der Feststoffzubereitung
aus vorstehender Vermahlungsbehandlung gegeben.
Zur festen Zubereitung wurden 200 ml TiCl4 gegeben und das Gemisch
auf 120°C gebracht und dabei 2 Stunden gehalten. Nach Beendigung
der Umsetzung wurde die überstehende Flüssigkeit
entfernt und das Umsetzungsprodukt mit weiteren 200 ml TiCl4
versetzt und miteinander 2 Stunden bei 120°C umgesetzt. Nach
Beendigung der Umsetzung wurde das Reaktionsgemisch auf 40°C
herunter gekühlt und das feste Produkt 10 mal mit je 200 ml
n-Heptan gewaschen, wobei ein fester Katalysatorbestandteil (A)
erhalten wurde.
In diesem Fall wurde der Titangehalt im festen Katalysatorbestandteil
(A) gemessen und zu 1,61 Gewichtsprozent ermittelt.
(3) Polymerisation:
In einen 2,0-Liter-Autoklaven mit eingebautem Rührwerk wurden nach vollständiger Verdrängung der Luft durch Stickstoff 193 mg Triäthylaluminium, 24 mg 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin und 6.0 mg des vorstehend beschriebenen festen Katalysatorbestandteils (A) gegeben. Der Autoklav wurde dann mit 1,8 Liter Wasserstoffgas und 1,4 Liter verflüssigtem Propylen beladen und die Polymerisationsreaktion 1 Stunde bei 70°C durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion wurde das erhaltene Polymerisat unter vermindertem Druck bei 80°C getrocknet und die erhaltene Menge mit [A] bezeichnet. Das Polymerisat wurde 6 Stunden mit siedendem n-Heptan extrahiert, und dabei ein hierin unlösliches Polymerisat erhalten, dessen Menge als [B] bezeichnet wurde. Die Polymerisationsaktivität [C] bezogen auf verwendeten festen Katalysatorbestandteil wird nach der folgenden Gleichung errechnet:
In einen 2,0-Liter-Autoklaven mit eingebautem Rührwerk wurden nach vollständiger Verdrängung der Luft durch Stickstoff 193 mg Triäthylaluminium, 24 mg 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin und 6.0 mg des vorstehend beschriebenen festen Katalysatorbestandteils (A) gegeben. Der Autoklav wurde dann mit 1,8 Liter Wasserstoffgas und 1,4 Liter verflüssigtem Propylen beladen und die Polymerisationsreaktion 1 Stunde bei 70°C durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion wurde das erhaltene Polymerisat unter vermindertem Druck bei 80°C getrocknet und die erhaltene Menge mit [A] bezeichnet. Das Polymerisat wurde 6 Stunden mit siedendem n-Heptan extrahiert, und dabei ein hierin unlösliches Polymerisat erhalten, dessen Menge als [B] bezeichnet wurde. Die Polymerisationsaktivität [C] bezogen auf verwendeten festen Katalysatorbestandteil wird nach der folgenden Gleichung errechnet:
Die Ausbeute [D] an gesamten kristallinen Polymerisat wird
nach folgender Gleichung errechnet:
Das Ergebnis der Polymersation wird in Tabelle I gezeigt, wobei
der Gehalt an Restchlor als [E] bezeichnet wird, der
Schmelzindex (MI) des Polymerisats als [F] und die Schüttdichte
des Polymerisats als [G].
Der Versuch wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt,
die Polymerisationszeit betrug jedoch 30 Minuten.
Das Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle I gezeigt.
Der Versuch wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt,
jedoch wurde die Polymerisationsreaktion in der
folgenden Weise vorgenommen:
In einen 2,0-Liter-Autoklaven mit Rührvorrichtung wurden nach vollständiger Verdrängung der Luft durch Stickstoff 700 ml n-Heptan gegeben. Der Autoklav wurde nacheinander mit 301 mg Triäthylaluminium, 37 mg 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin und 14,0 mg wie in Beispiel 1 hergestelltem festen Katalysatorbestandteil beladen unter Beibehaltung der Stickstoffatmosphäre.
In einen 2,0-Liter-Autoklaven mit Rührvorrichtung wurden nach vollständiger Verdrängung der Luft durch Stickstoff 700 ml n-Heptan gegeben. Der Autoklav wurde nacheinander mit 301 mg Triäthylaluminium, 37 mg 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin und 14,0 mg wie in Beispiel 1 hergestelltem festen Katalysatorbestandteil beladen unter Beibehaltung der Stickstoffatmosphäre.
Dann wurde der Autoklav mitz 150 ml Wasserstoffgas beladen und
die Temperatur auf 70°C erhöht. In den Autoklaven wurde dann
Propylengas eingeführt und die Polymerisationsreaktion 1 Stunde
bei einem Druck von 60 KPa (kg/cm2·G) durchgeführt. Nach Beendigung
der Polymerisation wurde das feste Polymerisat durch Filtration
gesammelt und unter vermindertem Druck unter Erwärmen
auf 80°C getrocknet. Andererseits wurde das Filtrat zu einem
Polymerisat eingedampft, welches in dem Polymerisationslösungsmittel
gelöst war, und die Menge dieses Polymerisats als
[H] bezeichnet, während die Menge des festen Polymerisats als
[I] bezeichnet wurde. Das feste Polymerisat wurde 6 Stunden
mit siedendem n-Heptan extrahiert und dabei ein in n-Heptan
unlösliches Polymerisat erhalten, dessen Menge als [J] bezeichnet
wurde.
Die Polymerisationskette [K] bezogen auf festen Katalysatorbestandteil
(A) wird nach folgender Gleichung errechnet:
Die Ausbeute [L] an kristallinem Polymerisat wird nach folgender
Gleichung errechnet:
Die Ausbeute [M] des gesamten kristallinen Polymerisats wird
nach folgender Gleichung errechnet:
Das Ergebnis der Polymerisationsreaktion wird in Tabelle II
gezeigt, wobei der Restchlorgehalt als [N] bezeichnet wird,
der Schmelzindex (MI) des Polymerisats als [O] und
des Polymerisats als [P].
Der Versuch wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 ausgeführt,
jedoch betrug die Polymerisationszeit 2 Stunden. Das
Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle II gezeigt.
Der Versuch zur Herstellung des festen Katalysatorbestandteils
wurde in derselben Weise wie in Beispie 1 ausgeführt,
jedoch statt Phthalsäuredibutylester Phthalsäuredipropylester
in derselben Menge eingesetzt. Der Titangehalt
im festen Katalysatorbestandteil betrug
1,78 Gewichtsprozent. Der Polymerisationsversuch wurde in
derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Das Ergebnis
des Versuchs wird in Tabelle I gezeigt.
Die Herstellung des festen Katalysatorbestandteils wurde in
derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurden
7 ml Phthalsäuredibutylester anstellte von 5 ml Phthalsäuredibutylester
verwendet. Der Titangehalt im festen
Katalysatorbestandteil betrug 2,08 Gewichtsprozent.
Der Polymerisationsversuch wurde in derselben Weise wie in
Beispiel 1 durchgeführt. Das Ergebnis des Versuchs wird in
Tabelle I gezeigt.
Die Herstellung des festen Katalysatorbestandteils wurde in
derselben Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, jedoch wurde
Phthalsäurediisobutylester anstelle Phthalsäuredibutylester
eingesetzt. Der Titangehalt im festen Katalysatorbestandteil
betrug 1,64 Gewichtsprozent. Der Polymerisationsversuch
wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1
durchgeführt. Das Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle I
gezeigt.
In ein 1,0-Liter-Gefäß einer Vibrationsmühle, das bis zu 4/5
des gesamten Fassungsvermögens mit Kugeln aus rostfreiem
Stahl von 25 mm Durchmesser gefüllt ist, werden unter
Stickstoffatmosphäre 20 g des pulverigen Stoffes (a) aus
Beispiel 1, 7,5 ml Phthalsäuredibutylester und 4,0 ml TiCl4
gegeben. Das Gemisch wird 17 Stunden gemeinsam vermahlen
bei einer Vibrationsgeschwindigkeit von 1430 V.p.m. bei
einer Vibrationsamplitude von 3,5 mm.
In einen 500-ml-Rundkolben mit Rührer wurden nach genügender
Verdrängung der Luft durch Stickstoffgas 5 g der festen Zubereitung
aus der vorstehend beschriebenen Vermahlungsbehandlung
gegeben. Zu dem Feststoff wurden 200 ml TiCl4 gegeben,
das Gemisch auf 120°C erhitzt und dabei 2 Stunden belassen.
Nach Beendigung der Reaktion wurde die überstehende Flüssigkeit
entfernt und das Reaktionsprodukt mit weiteren
200 ml TiCl4 vereinigt und 2 Stunden bei 120°C umgesetzt.
Nach Beendigung der Umsetzung wurde das Reaktionsgemisch
auf 40°C heruntergekühlt und das feste Produkt zehnmal mit
je 200 ml n-Heptan gewaschen, wobei ein fester Katalysatorbestandteil
(A) erhalten wurde. Der Titangehalt wurde
in dem festen Katalysatorsbestandteil (A) gemessen
und zu 2,26 Gewichtsprozent ermittelt.
Ein Polymerisationsversuch wurde in derselben Weise wie in
Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurden 3,0 mg des festen
Katalysatorbestandteils verwendet. Das Ergebnis des Versuchs
wird in Tabelle I gezeigt.
Ein Versuch wurde in derselben Weise wie in Beispiel 8
durchgeführt, jedoch betrug die Polymerisationszeit 30 Minuten.
Das Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle I gezeigt.
Ein Versuch wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3
durchgeführt, jedoch wurden 10,0 mg des nach der in Beispiel 8
beschriebenen Verfahrensweise hergestellten festen Katalysatorbestandteils
verwendet. Das Ergebnis des Versuchs wird
in Tabelle II gezeigt.
Ein Versuch wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10
durchgeführt, jedoch betrug die Polymerisationszeit 2 Stunden.
Das Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle II gezeigt.
Ein Versuch zur Herstellung des festen Katalysatorbestandteils
wurde in derselben Weise durchgeführt, wie in Beispiel 8
beschrieben, jedoch wurde anstatt Phthalsäuredibutylester
die gleiche Menge Phthalsäuredipropylester verwendet.
Der Titangehalt im festen Katalysatorbestandteil
betrug 2,63 Gewichtsprozent. Der Polymerisationsversuch
wurde in derselben Weise wie in Beispiel 8 beschrieben,
durchgeführt. Das Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle I
gezeigt.
Die Herstellung des festen Katalysatorbestandteils wurde in
derselben Weise wie in Beispiel 8 beschrieben, durchgeführt,
jedoch wurde die zweimalige Umsetzung nach Zugabe von je 200 ml
TiCl4 bei 130°C durchgeführt. Der Titangehalt im festen
Katalysatorbestandteil betrug 2.45 Gewichtsprozent.
Der Polymerisationsversuch wurde in derselben Weise wie in
Beispiel 8 beschrieben, durchgeführt. Das Ergebnis des Versuchs
wird in Tabelle I gezeigt.
In ein 1,0-Liter-Gefäß einer Vibrationsmühle, das bis zu 4/5
des Fassungsvermögens mit Kugeln aus rostfreiem Stahl von
25 mm Durchmesser gefüllt war, wurden unter Stickstoffgasatmosphäre
20 g des pulverartigen Stoffes (a) aus Beispiel 1,
7,5 ml Phthalsäuredibutylester und 4,0 ml TiCl4 gegeben. Das
Gemisch wurde 17 Stunden lang gemeinsam vermahlen bei einer
Vibrationsgeschwindigkeit von 1430 V.p.m. und einer Vibrationsamplitude
von 3,5 mm.
In einen 500-ml-Rundkolben mit Rührwerk wurden nach genügender
Verdrängung der Luft durch Stickstoffgas 5 g der festen Zubereitung
aus der vorstehenden Vermahlungsbehandlung gegeben.
Zu dem Feststoff wurden 50 ml TiCl4 und 50 ml Toluol gegeben,
das Gemisch wurde auf 115°C erhitzt und dabei 2 Stunden gehalten.
Nach Beendigung der Reaktion wurde die überstehende Flüssigkeit
entfernt und das feste Produkt mit weiteren 50 ml
TiCl4 vereinigt und 2 Stunden bei 115°C zusammen umgesetzt.
Nach Beendigung der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch auf
40°C herunter gekühlt und das feste Produkt 10 mal mit je
200 ml n-Heptan gewaschen, wobei ein fester Katalysatorbestandteil
erhalten wurde. Der Titangehalt des festen Katalysatorbestandteils
wurde gemessen und zu 2,17 Gewichtsprozent
ermittelt.
Der Polymerisationsversuch wurde in derselben Weise wie in
Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt, jedoch wurden 3,0 mg
des vorstehenden genannten Katalysatorbestandteils verwendet.
Das Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle I gezeigt.
Ein Versuch wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14
beschrieben, durchgeführt, jedoch betrug die Polymerisationszeit
30 Minuten. Das Ergebnis des Versuchs ist in Tabelle I
gezeigt.
Ein Versuch wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 beschrieben
durchgeführt, jedoch wurden 10,0 mg des nach der
Beschreibung in Beispiel 14 hergestellten festen Katalysatorbestandteils
verwendet. Das Ergebnis des Versuchs wird in
Tabelle II gezeigt.
Ein Versuch wurde in derselben Weise wie in Beispiel 16 beschrieben,
durchgeführt, jedoch betrug die Polymerisationszeit
2 Stunden. Das Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle II
gezeigt.
Ein Versuch zur Herstellung eines festen Katalysatorbestanteils
wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 beschrieben,
durchgeführt, jedoch wurde anstelle von Phthalsäuredibutylester
dieselbe Menge Phthalsäuredipropylester eingesetzt.
Der Titangehalt im festen Katalysatorbestandteil betrug
2,13 Gewichtsprozent. Der Polymerisationsversuch
wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 beschrieben
durchgeführt. Das Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle I
gezeigt.
Die Herstellung des festen Katalysatorbestandteils wurde in
derselben Weise wie in Beispiel 14 beschrieben durchgeführt,
jedoch wurden 5,0 ml Phthalsäuredipropylester und 2,0 ml
TiCl4 verwendet anstelle von 7,5 ml Phthalsäuredibutylester
und 4,0 ml TiCl4. Der Titangehalt im festen Katalysatorbestandteil
betrug 2,13 Gewichtsprozent. Der Polymerisationsversuch
wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14
beschrieben durchgeführt. Das Ergebnis des Versuchs wird in
Tabelle I gezeigt.
20 g handelsübliches MgCl2 und 5,0 ml Phthalsäuredibutylester
wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 beschrieben,
pulverisiert. 5 g der Pulverzusammensetzung wurden dann
unter Stickstoffgasatmosphäre in ein 500 ml Glasgefäß gegeben.
Dann wurden 200 ml TiCl4 zugegeben und das Gemisch zusammen
unter 2stündigem Rühren bei 120°C umgesetzt. Nach Beendigung
der Reaktion wurde die überstehende Flüssigkeit entfernt
und das Reaktionsprodukt mit weiteren 200 ml TiCl4 vereinigt
und 2 Stunden bei 120°C zusammen umgesetzt.
Nach Beendigung der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch auf
40°C herabgekühlt und das feste Produkt 10-mal mit je 200 ml
n-Heptan gewaschen, wobei ein fester Katalysatorbestandteil
erhalten wurde. Der Titangehalt dieses festen
Katalysatorbestandteils wurde gemessen und zu 1,64 Gewichtsprozent
ermittelt.
Der Polymerisationsversuch wurde in derselben Weise wie in
Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, jedoch wurden 6,0 mg des
vorstehend beschriebenen festen Katalysatorbestandteils verwendet.
Das Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle I gezeigt.
Ein Versuch wurde in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 1
beschrieben durchgeführt, jedoch betrug die Polymerisationszeit
30 Minuten. Das Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle I
gezeigt.
Ein Versuch wurde in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 1
beschrieben durchgeführt, jedoch wurde die Polymerisation
in derselben Weise durchgeführt wie in Beispiel 3 beschrieben.
Das Ergebnis des Versuchs wird in Tabelle II gezeigt.
Der Vergleich der Beispiel 1 und 2 mit den Vergleichsbeispielen 1
und 2 läßt erkennen, daß der erfindungsgemäße Katalysator
eine sehr geringe Abnahme seiner katalytischen Wirkung
im Verlauf der Polymerisationszeit zeigt. Der Vergleich
der Beispiele 1 und 3 mit den Vergleichsbeispielen 1 und 3
läßt erkennen, daß beim erfindungsgemäßen Katalysator die katalytische
Wirkung bei Anwendung höherer Polymerisationsdrucke
stärker ansteigt.
Es ist selbstverständlich, daß die vorstehend aufgeführten
typischen Beispiele innerhalb des Bereichs der Anmeldung im
Hinblick auf Reaktanden und Reaktionsbedingungen durch den
Fachmann variiert werden können, wobei im wesentlichen dieselben
Ergebnisse herauskommen.
Viele in weitem Bereich unterschiedliche Ausführungsformen
der Erfindung sind möglich ohne Abweichung von erfindungsgemäßer
Lehre und Erfindungsbereich. Daher wird davon ausgegangen,
daß die Erfindung nicht weiter auf ihre speziellen Ausführungsformen
begrenzt wird als in den Ansprüchen definiert
wurde.
Claims (60)
1. Katalysator für die Olefinpolymerisation, enthaltend folgende
Bestandteile:
(A) einen festen Katalysatorbestandteil, der hergestellt wird durch Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produkts aus (a) einem Stoff, erhalten durch Umsetzung von Magnesium mit mindestens der zweifachen Molmenge eines Alkylmonohalogenides in Abwesenheit eines Lösungsmittel, jedoch in Gegenwart von Jod, und (b) einem Phthalsäuredialkylester mit Titantetrachlorid,
(B) ein zweifach oder vierfach substituiertes Piperidinderivat der allgemeinen Formel in der R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils einen Alkylrest bedeuten und R2 und R4 jeweils ein Wasserstoffatom oder denselben oder verschiedene Alkylreste bedeuten, und
(C) eine aluminiumorganische Verbindung der allgemeinen Formel in der R ein Alkylrest ist und Q und Q′ gleich oder verschieden sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X ein Halogenatom ist.
(A) einen festen Katalysatorbestandteil, der hergestellt wird durch Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produkts aus (a) einem Stoff, erhalten durch Umsetzung von Magnesium mit mindestens der zweifachen Molmenge eines Alkylmonohalogenides in Abwesenheit eines Lösungsmittel, jedoch in Gegenwart von Jod, und (b) einem Phthalsäuredialkylester mit Titantetrachlorid,
(B) ein zweifach oder vierfach substituiertes Piperidinderivat der allgemeinen Formel in der R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils einen Alkylrest bedeuten und R2 und R4 jeweils ein Wasserstoffatom oder denselben oder verschiedene Alkylreste bedeuten, und
(C) eine aluminiumorganische Verbindung der allgemeinen Formel in der R ein Alkylrest ist und Q und Q′ gleich oder verschieden sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X ein Halogenatom ist.
2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Alkylmonohalogenid bei Raumtemperatur flüssig ist und
3 bis 8 Kohlenstoffatome hat.
3. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Phthalsäuredialkylester (b) Dimethylphthalat, Diäthylphthalat,
Diisopropylphthalat, Dipropylphthalat, Dibutylphthalat,
Diisobutylphthalat, Diamylphthalat, Diisoamylphthalat,
Äthylbutylphthalat, Äthylisobutylphthalat oder
Äthylpropylphthalat ist.
4. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Pipieridinderivat (B) ein 2,6-Dialkylpiperidin oder ein
2,2,6,6-Tetraalkylpiperidin ist.
5. Katalysator nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Piperidinderivat (B) in einer Menge von 0,005 bis
1,0 Mol pro Mol der aluminiumorganischen Verbindung (C)
eingesetzt wird.
6. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die aluminiumorganische Verbindung (C) aus einem Trialkylaluminium,
einem Dialkylaluminiumhalogenid, einem Alkylaluminiumhalogenid
oder aus einem Gemisch davon besteht.
7. Katalysator nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die aluminiumorganische Verbindung (C) in einer
Menge von 1 bis 1000 Mol pro im festen Katalysatorbestandteil
(A) enthaltenem Titanatom eingesetzt wird.
8. Katalysator für die Olefinpolymerisation, enthaltend folgende
Bestandteile:
(A) einen festen Katalysatorbestandteil, der hergestellt wird durch Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produkts aus (a) einem Stoff, erhalten durch Umsetzung von Magnesium mit mindestens der zweifachen Molmenge eines Alkylmonohalogenids in Abwesenheit eines Lösungsmittels, jedoch in Gegenwart von Jod, (b) einem Phthalsäuredialkylester und (c) Titantetrachlorid mit Titantetrachlorid,
(B) ein zweifach oder vierfach substituiertes Piperidinderivat der allgemeinen Formel in der R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils einen Alkylrest bedeuten, und R2 und R4 jeweils ein Wasserstoffatom oder denselben oder verschiedene Alkylreste bedeuten, und
(C) eine aluminiumorganische Verbindung der allgemeinen Formel in der R ein Alkylrest ist, Q und Q′ gleich oder verschieden sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X ein Halogenatom ist.
(A) einen festen Katalysatorbestandteil, der hergestellt wird durch Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produkts aus (a) einem Stoff, erhalten durch Umsetzung von Magnesium mit mindestens der zweifachen Molmenge eines Alkylmonohalogenids in Abwesenheit eines Lösungsmittels, jedoch in Gegenwart von Jod, (b) einem Phthalsäuredialkylester und (c) Titantetrachlorid mit Titantetrachlorid,
(B) ein zweifach oder vierfach substituiertes Piperidinderivat der allgemeinen Formel in der R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils einen Alkylrest bedeuten, und R2 und R4 jeweils ein Wasserstoffatom oder denselben oder verschiedene Alkylreste bedeuten, und
(C) eine aluminiumorganische Verbindung der allgemeinen Formel in der R ein Alkylrest ist, Q und Q′ gleich oder verschieden sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X ein Halogenatom ist.
9. Katalysator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Alkylmonohalogenid bei Raumtemperatur flüssig ist und
3 bis 8 Kohlenstoffatome hat.
10. Katalysator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Phthalsäuredialkylester (b) Dimethylphthalat, Diäthylphthalat,
Diisopropylphthalat, Dipropylphthalat, Dibutylphthalat,
Diisobutylphthalat, Diamylphthalat, Diisoamylphthalat,
Äthylbutylphthalat, Äthylisobutylphthalat
oder Äthylpropylphthalat ist.
11. Katalysator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Piperidinderivat (B) ein 2,6-Dialkylpiperidin oder
ein 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidin ist.
12. Katalysator nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Piperidinderivat (B) in einer Menge von 0,005
bis 1,0 Mol pro Mol der aluminiumorganischen Verbindung
(C) eingesetzt wird.
13. Katalysator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die aluminiumorganische Verbindung (C) aus einem Trialkylaluminium,
einem Dialkylaluminiumhalogenid, einem Alkylaluminiumdihalogenid
oder aus einem Gemisch davon besteht.
14. Katalysator nach Anspruch 8 oder 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die aluminiumorganische Verbindung (C) in einer
Menge von 1 bis 1000 Mol pro im festen Katalysatorbestandteil
(A) enthaltenem Titanatom eingesetzt wird.
15. Katalysator für die Olefinpolymerisation, enthaltend folgende
Bestandteile:
(A) einen festen Katalysatorbestandteil, der hergestellt wird durch Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produktes aus (a) einem Stoff, erhalten durch Umsetzung von Magnesium mit mindestens der zweifachen Molmenge eines Alkylmonohalogenids in Abwesenheit eines Lösungsmittels, jedoch in Gegenwart von Jod, (b) einem Phthalsäuredialkylester und (c) Titantetrachlorid mit Titantetrachlorid in Gegenwart eines bei Raumtemperatur flüssigen aromatischen Kohlenwasserstoffes und/oder Halogenkohlenwasserstoffes (d),
(B) ein zweifach oder vierfach substituiertes Piperidinderivat der allgemeinen Formel in der R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils einen Alkylrest bedeuten und R2 und R4 jeweils ein Wasserstoffatom oder denselben oder verschiedene Alkylreste bedeuten, und
(C) eine aluminiumorganische Verbindung der allgemeinen Formel in der R ein Alkylrest ist, Q und Q′ gleich oder verschieden sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X ein Halogenatom ist.
(A) einen festen Katalysatorbestandteil, der hergestellt wird durch Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produktes aus (a) einem Stoff, erhalten durch Umsetzung von Magnesium mit mindestens der zweifachen Molmenge eines Alkylmonohalogenids in Abwesenheit eines Lösungsmittels, jedoch in Gegenwart von Jod, (b) einem Phthalsäuredialkylester und (c) Titantetrachlorid mit Titantetrachlorid in Gegenwart eines bei Raumtemperatur flüssigen aromatischen Kohlenwasserstoffes und/oder Halogenkohlenwasserstoffes (d),
(B) ein zweifach oder vierfach substituiertes Piperidinderivat der allgemeinen Formel in der R1 und R3 gleich oder verschieden sind und jeweils einen Alkylrest bedeuten und R2 und R4 jeweils ein Wasserstoffatom oder denselben oder verschiedene Alkylreste bedeuten, und
(C) eine aluminiumorganische Verbindung der allgemeinen Formel in der R ein Alkylrest ist, Q und Q′ gleich oder verschieden sein können und jeweils R oder X bedeuten, wobei X ein Halogenatom ist.
16. Katalysator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
das Alkylmonohalogenid bei Raumtemperatur flüssig ist und
3 bis 8 Kohlenstoffatome hat.
17. Katalysator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
der Phthalsäurealkylester (b) Dimethylphthalat, Diäthylphthalat,
Diisopropylphthalat, Dipropylphthalat, Dibutylphthalat,
Diisobutylphthalat, Diamylphthalat, Diisoamylphthalat,
Äthylbutylphthalat, Äthylisobutylphthalat oder
Äthylpropylphthalat ist.
18. Katalysator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
das Piperidinderivat (B) ein 2,6-Dialkylpiperidin oder
2,2,6-Tetralkylpiperidin ist.
19. Katalysator nach Anspruch 15 oder 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das Piperidinderivat (B) in einer Menge von 0,005
bis 1,0 Mol pro Mol der aluminiumorganischen Verbindung
(C) eingesetzt wird.
20. Katalysator nach Anspruch 15m dadurch gekennzeichnet, daß
die aluminiumorganische Verbindung (C) aus einem Trialkylaluminium,
einem Dialkylaluminiumhalogenid, einem Alkylaluminiumhalogenid
oder aus einer Mischung davon besteht.
21. Katalysator nach Anspruch 15 oder 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die aluminiumorganische Verbindung (C) in
einer Menge von 1 bis 1000 Mol pro im festen Katalysatorbestandteil
(A) enthaltenem Titanatom eingesetzt wird.
22. Fester Katalysatorbestandteil für bei der Olefinpolymerisation
verwendete Katalysatoren, erhältlich
durch Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produkts
aus (a) einem Stoff, erhalten durch Umsetzung von Magnesium
mit mindestens der zweifachen Molmenge eines Alkylmonohalogenids
in Abwesenheit eines Lösungsmittels, jedoch
in Gegenwart von Jod und (b) einem Phthalsäuredialkylester
mit Titantetrachlorid.
23. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umsetzung zum Stoff (a) bei einer
Temperatur oberhalb 20°C, vorzugsweise oberhalb 40°C erfolgt.
24. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung zum Stoff (a)
in einer Zeit von mehr als 10 Minuten, vorzugsweise mehr
als 30 Minuten durchgeführt wird.
25. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß das Alkylmonohalogenid bei Raumtemperatur
flüssig ist und 3 bis 8 Kohlenstoffatome hat.
26. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 25, dadurch
gekennzeichnet, daß das Alkylmonohalogenid n-Propylchlorid,
Isopropoylchlorid, n-Butylchlorid, Isobutylchlorid, Pentylchlorid,
Hexylchlorid oder Octylchlorid ist.
27. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß das Jod in einer Menge von 0,001 bis 1 g
pro Gramm Magnesium eingesetzt wird.
28. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß der Phthalsäuredialkylester (b) Dimethylphthalat,
Diäthylphthalat, Diisopropylphthalat, Dipropylphthalat,
Dibutylphthalat, Diisobutylphthalat, Diamylphthalat,
Diisoamylphthalat, Äthylbutylphthalat, Äthylisobutylphthalat
oder Äthylpropylphthalat ist.
29. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß der Phthalsäuredialkylester (b) in
einer Menge von 0,01 bis 1 g pro Gramm des Stoffes (a) eingesetzt
wird.
30. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß das Titantetrachlorid in einer Menge
von mindestens 0,1 g, vorzugsweise mindestens 1 g pro Gramm
des Stoffes (a) eingesetzt wird.
31. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zusammenbringen des miteinander
vermahlenen Produkts mit dem Titantetrachlorid bei einer
Temperatur von -10°C bis zum Siedepunkt des Titantetrachlorids
erfolgt.
32. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 22 oder 31,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenbringen während
einer Zeit von 10 Minuten bis 100 Stunden erfolgt.
33. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 22, 31 oder
32, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenbringen
wiederholt erfolgt.
34. Fester Katalysatorbestandteil für zur Olefinpolymerisation
verwendete Katalysatoren, erhältlich durch
Zusammenbringen eines gemeinsam vermahlenen Produks aus
(a) einem Stoff, erhalten durch Umsetzung von Magnesium
mit mindestens der zweifachen Molmenge eines Alkylmonohalogenids
in Abwesenheit eines Lösungsmittels, jedoch in
Gegenwart von Jod, (b) einem Phthalsäuredialkylester und
(c) Titantetrachlorid mit Titantetrachlorid.
35. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 34, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umsetzung zum Stoff (a) bei Temperaturen
oberhalb 20°C, vorzugsweise oberhalt 40°C durchgeführt
wird.
36. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 34 oder 35,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung zum Stoff (a)
während einer Zeit von länger als 10 Minuten, vorzugsweise
länger als 30 Minuten durchgeführt wird.
37. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 34, dadurch
gekennzeichnet, daß das Alkylmonohalogenid bei Raumtemperatur
flüssig ist und 3 bis 8 Kohlenstoffatome hat.
38. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 37, dadurch
gekennzeichnet, daß das Alkylmonohalogenid n-Propylchlorid,
Isopropylchlorid, n-Butylchlorid, Isobutylchlorid, Pentylchlorid,
Hexylchlorid oder Octylchlorid ist.
39. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 34, dadurch
gekennzeichnet, daß das Jod in einer Menge von 0,001 bis
1 g pro Gramm Magnesium eingesetzt wird.
40. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 34, dadurch
gekennzeichnet, daß der Phthalsäuredialkylester (b) Dimethylphthalat,
Diäthylphthalat, Diisopropylphthalat, Dipropylphthalat,
Dibutylphthalat, Diisobutylphthalat, Diamylphthalat,
Diisoamylphthalat, Äthylbutylphthalat, Äthylisobutylphthalat
oder Äthylpropylphthalat ist.
41. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 34, dadurch
gekennzeichnet, daß der Phtalsäuredialkylester (b) in
einer Menge von 0,01 bis 1 g pro Gramm des Stoffes (a)
eingesetzt wird.
42. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 34, dadurch
gekennzeichnet, daß das mit dem Stoff (a) und dem Phtalsäuredialkylester
(b) gemeinsam zu vermahlende Titantetrachlorid
(c) in einer Menge von 0,01 bis 1 g pro Gramm des
Stoffes (a) eingesetzt wird.
43. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 34, dadurch
gekennzeichnet, daß das Titantetrachlorid in einer Menge
von mindestens 0,1 g, vorzugsweise von mindestens 1 g pro
Gramm des gemeinsam vermahlenen Produkts eingesetzt wird.
44. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 34 oder 43,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenbringen des gemeinsam
vermahlenen Produkts mit dem Titantetrachlorid
bei Temperaturen von -10°C bis zum Siedepunkt des Titantetrachlorids
erfolgt.
45. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 34, 43 oder
44, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenbringen
des gemeinsam vermahlenen Produkts mit dem Titantetrachlorid
während einer Zeit von 10 Minuten bis 100 Stunden erfolgt.
46. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 34, 43, 44
oder 45, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenbringen
wiederholt erfolgt.
47. Fester Katalysatorbestandteil für zur Olefinpolymerisation
verwendete Katalysatoren, erhältlich durch Zusammenbringen
eines gemeinsam vermahlenen Produktes aus
(a) einem Stoff, erhalten durch Umsetzung von Magnesium
mit mindestens der zweifachen Molmenge eines Alkylmonohalogenids
in Abwesenheit eines Lösungsmittels, jedoch in Gegenwart
von Jod, (b) einem Phthalsäuredialkylester und
(c) Titantetrachlorid mit Titantetrachlorid in Gegenwart
eines bei Raumtemperatur flüssigen aromatischen Kohlenwasserstoffs
und/oder Halogenkohlenwasserstoffs (d).
48. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umsetzung zum Stoff (a) bei Temperaturen
oberhalb 20°C, vorzugsweise oberhalb 40°C durchgeführt
wird.
49. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47 oder 48, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umsetzung zum Stoff (a)
während einer Zeit von länger als 10 Minuten, vorzugsweise
länger als 30 Minuten durchgeführt wird.
50. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47, dadurch
gekennzeichnet, daß das Alkylmonohalogenid bei Raumtemperatur
flüssig ist und 3 bis 8 Kohlenstoffatome hat.
51. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 50, dadurch
gekennzeichnet, daß das Alkylmonohalogenid n-Propylchlorid,
Isopropylchlorid, n-Butylchlorid, Isobutylchlorid, Pentylchlorid,
Hexylchlorid oder Octylchlorid ist.
52. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47, dadurch
gekennzeichnet, daß das Jod in einer Menge von 0,001 bis
1 g pro Gramm Magnesium eingesetzt wird.
53. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47, dadurch
gekennzeichnet, daß der Phthalsäuredialkylester (b) Dimethylphthalat,
Diäthylphthalat, Diisopropylphthalat, Dipropylphthalat,
Dibutylphthalat, Diisobutylphthalat, Diamylphthalat,
Diisoamylphthalat, Äthylbutylphthalat, Äthylisobutylphthalat
oder Äthylpropylphthalat ist.
54. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet,
daß der Phthalsäuredialkylester (b) in einer
Menge von 0,01 bis 1 g pro Gramm des Stoffes (a) eingesetzt
wird.
55. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47, dadurch
gekennzeichnet, daß das mit dem Stoff (a) und dem Phthalsäuredialkylester
(b) gemeinsam zu vermahlende Titantetrachlorid
(c) in einer Menge von 0,01 bis 1 g pro Gramm des
Stoffes (a) eingesetzt wird.
56. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47, dadurch
gekennzeichnet, daß das Titantetrachlorid in einer Menge
von mindestens 0,1 g, vorzugsweise von mindestens 1 g pro
Gramm des gemeinsam vermahlenen Produkts eingesetzt wird.
57. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47 oder 56,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenbringen des gemeinsam
vermahlenen Produkts mit dem Titantetrachlorid bei
Temperaturen von -10°C bis zum Siedepunkt des Titantetrachlorids
in Gegenwart eines bei Raumtemperatur flüssigen
aromatischen Kohlenwasserstoffes und/oder Halogenkohlenwasserstoffes,
erfolgt.
58. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47, 56 oder 57,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenbringen während
einer Zeit von 10 Minuten bis 100 Stunden in Gegenwart
des aromatischen Kohlenwasserstoffes und/oder des Halogenkohlenwasserstoffes
erfolgt.
59. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47, 56, 57
oder 58, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenbringen
in Gegenwart des aromatischen Kohlenwasserstoffes und/oder
Halogenkohlenwasserstoffs wiederholt erfolgt.
60. Fester Katalysatorbestandteil nach Anspruch 47, dadurch
gekennzeichnet, daß der aromatische Kohlenwasserstoff und/oder
aromatische Halogenkohlenwasserstoff Benzol,
Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Brombenzol, o-Dichlorbenzol,
o-Chlortoluol oder ein Gemisch davon darstellt.
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