DE2332890A1 - CONTINUOUS PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF ELASTOMERIC COPOLYMERISATES OF AETHYLENE WITH A HIGHER ALPHAOLEFIN - Google Patents
CONTINUOUS PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF ELASTOMERIC COPOLYMERISATES OF AETHYLENE WITH A HIGHER ALPHAOLEFINInfo
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Description
Köln, den 25.6.1973 Eg/Ax/HzCologne, June 25th, 1973 Eg / Ax / Hz
Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von elastömeren Copolymerisaten von Äthylen mit einem höheren oC -Olefin Continuous process for the production of elastomeric copolymers of ethylene with a higher oC -olefin
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von elastömeren Copolymerisäten von Äthylen mit höheren oc-Olefinen, insbesondere die Herstellung von EPDM-Elastomeren mit verhältnismäßig weiter Molekulargewichtsverteilung bei sehr enger Verteilung der Zusammensetzung, d.h. der Mengenverhältnisse der Bestandteile.The invention relates to an improved method of manufacture of elastomeric copolymers of ethylene with higher oc-olefins, especially the production of EPDM elastomers with a relatively wide molecular weight distribution with a very narrow distribution of the composition, i.e. the proportions of the components.
Es sind zahlreiche Katalysatorsysteme vom Ziegler-(Pyp bekannt. Die gebräuchlichsten Ziegler-Katalysatoren sind die Vanadin- und Titanhalogenide, die allein oder in Kombination mit den verschiedensten Organoaluminiumverbindungen als Reduktionsmittel verwendet werden.Numerous Ziegler (Pyp. The most common Ziegler catalysts are the vanadium and titanium halides, used alone or in combination can be used with a wide variety of organoaluminum compounds as reducing agents.
Durch Verwendung verschiedener Kombinationen dieser Ziegler-Katalysator systeme ist es möglich, die Molekulargewichtsverteilung, den Gelgehalt, die Verteilung der Monomerensequenzen und Monomerenmenge im jeweiligen EPDM-Elastomeren sowie viele andere Eigenschaften der Polymerisate zu regeln und einzustellen. In diesem Zusammenhang gibt es eine als "Polydispersität" (Q) bekannte Wechselbeziehung zwischen dem Gewichtsmittel des Molekulargewichts und dem Zahlenmittel des Molekulargewichts. Diese Beziehung wird empirisch als H11ZSn ausgedrückt. Q kann bekanntlich einen Wert bis etwa 20 haben, der auf eine sehr weite Molekulargewichtsverteilung innerhalb einer gegebenen Polymerprobe hinweist. By using different combinations of these Ziegler catalyst systems, it is possible to regulate and adjust the molecular weight distribution, the gel content, the distribution of the monomer sequences and the amount of monomers in the respective EPDM elastomer, as well as many other properties of the polymers. In this context, there is a correlation known as "polydispersity" (Q) between the weight average molecular weight and the number average molecular weight. This relationship is expressed empirically as H 11 ZS n . As is known, Q can have a value up to about 20, which indicates a very wide molecular weight distribution within a given polymer sample.
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Diese Eigenschaft beeinflußt zusammen mit dem Molekulargewicht und der Zusammensetzung des Polymerisats unmittelbar die Verarbeitbarkeit des Elastomeren. Bis zum Zeitpunkt der Erfindung war es jedoch nicht bekannt, wie EPDM-Elastomere mit einer bestimmten Kombination von Eigenschaften hergestellt werden können. Diese Kombination ist eine erweiterte Molekulargewichtsverteilung und eine enge Verteilung bezüglich der Zusammensetzung.This property, together with the molecular weight and the composition of the polymer, has a direct influence the processability of the elastomer. However, until the time of the invention it was not known like EPDM elastomers can be produced with a certain combination of properties. This combination is an expanded molecular weight distribution and a narrow composition distribution.
Es ist bekannt, daß gewisse Ziegler-Katalysatoren durch Verwendung einer Reihe von wenigstens drei Reaktoren reaktiviert werden können. Die EPDM-Reaktion wird in allen drei Reaktoren durchgeführt, indem der gesamte Katalysator in den ersten Reaktor gegeben und den folgenden Stufen ein Reaktivator zugesetzt wird. Ein kürzlich erteiltes Patent, das diese Lehre gibt, ist das USA-Patent 3 629 212. Dieses Herstellungsverfahren hat den Nachteil, daß durch den Reaktivator erhöhte Kosten und Reinigungsprobleme entstehen. It is known that certain Ziegler catalysts reactivate using a series of at least three reactors can be. The EPDM reaction is carried out in all three reactors by removing all of the catalyst added to the first reactor and a reactivator added to the following stages. A recently granted The patent that gives this teaching is US Pat. No. 3,629,212. This manufacturing process has the disadvantage that by the reactivator incurs increased costs and cleaning problems.
Es wurde nun gefunden, daß die Molekulargewichtsverteilung von EPDM-Elastomeren bei gleichzeitiger Verengung der Verteilung der Zusammensetzung, d.h. der Anteilbereiche der Bestandteile, bei einem kontinuierlichen Verfahren unter Verwendung einer aus zwei Reaktoren bestehenden Reihe ohne Verwendung eines Reaktivators erweitert werden kann. Dies wird erreicht, indem man dem ersten Reaktor ein Lösungsmittel, die Monomeren, den Katalysator und die Organoaluminiumverbindung als Gokatalysator bei einer Temperatur von -50° bis 150°C und einem Druck von 0 bis 70 atü zuführt, den Polymerzement aus dem ersten Reaktor abzieht und ihn dem zweiten Reaktor zusammen mit zusätzlichem Cokatalysator und Monomerem oder Katalysator zuführt. Der zweite Reaktor wird im wesentlichen bei der gleichen Temperatur und beim gleichen Druck wie der erste Reaktor gehalten. Der Inhalt des Reaktors wird durch Verwendung eines im Reaktoreinsatz verwendeten gekühlten Verdünnungs-It has now been found that the molecular weight distribution of EPDM elastomers with a simultaneous narrowing of the distribution the composition, i.e. the proportions of the constituents, in a continuous process below Using a row consisting of two reactors can be expanded without using a reactivator. This is achieved by adding a solvent, the monomers, the catalyst and the organoaluminum compound to the first reactor as a cocatalyst at a temperature of -50 ° to 150 ° C and a pressure of 0 to 70 atmospheres, withdraws the polymer cement from the first reactor and the second reactor together with additional cocatalyst and feeds monomer or catalyst. The second reactor is at essentially the same temperature and held at the same pressure as the first reactor. The contents of the reactor are made using a cooled diluent used in the reactor insert
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mittels bei einer verhältnismäßig konstanten Temperatur gehalten·kept at a relatively constant temperature by means of
Das erhaltene EPDM-Elastomere hat einen Q-Wert von 2 bis 8· Das Produkt wird unter Verwendung einer durch Mischen von VOCl, mit Ti(OR)^ (worin R ein C^C^-Alkylrest ist) hergestellten Katalysatorkomponente als Katalysator hergestellt. Als Organoaluminiumverbindung, die als Reduktionsmittel dient, wird vorzugsweise ein Alkylaluminiumsesquihalogenid verwendet.The EPDM elastomer obtained has a Q value of 2 to 8 The product is made using one by mixing VOCl with Ti (OR) ^ (where R is C 1 -C 4 alkyl) Catalyst component produced as a catalyst. As an organoaluminum compound that acts as a reducing agent is preferably an alkyl aluminum sesquihalide used.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit dem in der Abbildung dargestellten Verfahrensschema beschrieben. Die Monomeren, Lösungsmittel, der Katalysator und der Cokatalysator werden kontinuierlich dem Rührwerksreaktor 1 zugeführt. Der Polymerzement wird ohne Abtötung oder sonstige Deaktivierung der Katalysatorkomponenten, ausgenommen durch den Abbau innerhalb des Reaktors, unmittelbar vom Reaktor 1 in den Reaktor 2 eingeführt. Dem Reaktor 2 werden kontinuierlich zusätzliches Monomeres und/oder Cokatalysator, Katalysator und Lösungsmittel zugeführt. In keinen der Reaktoren wird ein Reaktivator eingeführt. Die Monomeren werden im Reaktor 2 weiter polymerisiert.The invention is described below in connection with the process scheme shown in the figure. The monomers, solvents, the catalyst and the cocatalyst are fed continuously to the stirred reactor 1 fed. The polymer cement is removed without killing or otherwise deactivating the catalyst components introduced directly from reactor 1 into reactor 2 by the breakdown within the reactor. The reactor 2 will be continuously supplied additional monomer and / or cocatalyst, catalyst and solvent. In none A reactivator is introduced into the reactors. The monomers are polymerized further in reactor 2.
Die Temperatur in den Reaktoren wird durch Verwendung von Wärmeaustauschern oder anderen üblichen Mitteln verhältnismäßig konstant gehalten. Vorzugsweise wird die Temperatur durch Einführung eines gekühlten Verdünnungsmittels in die Reaktionszone aufrechterhalten.The temperature in the reactors is made proportionate through the use of heat exchangers or other conventional means kept constant. Preferably, the temperature is increased by introducing a chilled diluent into maintain the reaction zone.
Anschließend an die Polymerisation im Reaktor 2 wird der Polymerzement ausgetragen und Katalysatordeaktivatoren zugeführt, wo der Zement "deaktiviert", das Polymerisat isoliert und der Fertigbehandlung zugeführt wird. Nach dem zweiten Reaktor können übliche Methoden angewandt und Deaktivierungsmittel verwendet werden, um die kombinierten Katalysatorkomponenten zu deaktivieren und nicht umgesetzteFollowing the polymerization in reactor 2, the polymer cement is discharged and catalyst deactivators are added, where the cement is "deactivated", the polymer is isolated and sent for finishing. After this Second reactor can be used conventional methods and deactivating agents used to the combined Deactivate catalyst components and unreacted
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Monomere, Lösungsmittel und fertiges Polymerisat aus dem Reaktionsgemisch zurückzugewinnen bzw. zu isolieren. Wie bei allen Ziegler-Natta -Polymerisationen üblich, werden alle Monomeren, Lösungsmittel und Katalysatorkomponenten vollständig getrocknet und von gelöster Feuchtigkeit oder anderen Bestandteilen, von denen bekannt ist, daß sie die Aktivität des Katalysatorsystems beeinträchtigen, befreit. Zuführungsbehälter, Leitungen und Reaktoren körinen durch Abdecken mit einem trockenen Inertgas, z.B. Stickstoff, geschützt werden.Monomers, solvents and finished polymer from the Recover or isolate reaction mixture. As is common with all Ziegler-Natta polymerizations, all monomers, solvents and catalyst components completely dried and of dissolved moisture or other ingredients known to affect the activity of the catalyst system, freed. Feed tanks, lines and reactors can be removed by covering them with a dry inert gas, e.g. nitrogen, to be protected.
Wasserstoff kann durch gesonderte Leitungen jeder beliebigen Stufe oder mit dem Lösungsmittel der ersten Stufe oder mit den Monomeren in den anschließenden Stufen zur Einstellung des Molekulargewichts zugeführt werden.Any hydrogen can be supplied through separate lines Stage or with the solvent of the first stage or with the monomers in the subsequent stages for Adjustment of the molecular weight are supplied.
Das beim Verfahren hergestellte EPM- oder EPDM-Elastomere ist ein Interpolymerssat von Äthylen mit einem oder mehreren höheren a-Olefinen mit 3 bis 3 C-Atomen, vorzugsweise Propylen (EPM). Zusätzlich kann ein nicht konjugiertes acyclisches oder alicyclisches Dien zugegeben werden, um ungesättigte Einheiten in das Polymerisat einzuführen (EPDM).The EPM or EPDM elastomer produced in the process is an interpolymer of ethylene with one or more higher α-olefins with 3 to 3 carbon atoms, preferably Propylene (EPM). In addition, a non-conjugated acyclic or alicyclic diene can be added in order to introduce unsaturated units into the polymer (EPDM).
MonomereMonomers
Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich für die Homopolymerisation von a-Olefinen, z.B. Äthylen, Propylen und Buten-1, jedoch ist die Erfindung hauptsächlich auf die Herstellung von elastomeren Copolymerisaten von Äthylen mit einem C^-Cg-a-Olefin und elastomeren Terpolymeren von Äthylen mit einem C,-Cg-a-Olefin und einem nicht konjugierten acyclischen oder alicyclischen Diolefin gerichtet.The method according to the invention is suitable for homopolymerization of α-olefins, e.g. ethylene, propylene and Butene-1, however, the invention is mainly related to the production of elastomeric copolymers of ethylene with a C ^ -Cg-α-olefin and elastomeric terpolymers of Ethylene with one C, -Cg-α-olefin and one non-conjugated acyclic or alicyclic diolefin directed.
Als repräsentative Beispiele von 0,-Cg-a-Olefinen, die als Monomere mit Äthylen für die Herstellung von Copolymeren oder Terpolymeren verwendet werden können, seien genannt:As representative examples of O, -Cg-α-olefins which are known as Monomers that can be used with ethylene for the production of copolymers or terpolymers are:
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A. Geradkettige acyclische α-Olefine, z.B. Propylen, Buteia-1, Penten-1, Hexen-1 und Octen-1.A. Straight-chain acyclic α-olefins, e.g. propylene, Buteaia-1, pentene-1, hexene-1 and octene-1.
B. Verzweigte acyclische α-Olefine, b.B. 3-Methylbuten-1, 4-lfiethylpenten-1 und 5»5-Dimethylhexen-1·B. Branched acyclic α-olefins, b.B. 3-methylbutene-1, 4-ethylpentene-1 and 5 »5-dimethylhexene-1 ·
O, Alicyclische, d.h. carbocyclische α-Olefine, z.B. Vinylcyclopentan, Allylcyclopentan und Vinylcyclohexan.O, alicyclic, i.e. carbocyclic α-olefins, e.g. vinylcyclopentane, Allyl cyclopentane and vinyl cyclohexane.
Als repräsentative Beispiele von nicht konjugierten Diolefinen, die als dritte Monomere im Terpolymeren verwendet werden können, seien genannt:As representative examples of non-conjugated diolefins, which can be used as third monomers in the terpolymer are:
A. Geradkettige acyclische Diene, z.B. 1,4-_Hexadien, 1,5-Hexadien und 1,6-Octadien.A. Straight chain acyclic dienes, e.g. 1,4-hexadiene, 1,5-hexadiene and 1,6-octadiene.
B. Verzweigte acyclische Diene, z.B. 5-Methyl-1,4—hexadien, 3»7-Dimethyl-1,6-octadien, 3 %7-Dimethyl-1,7-octadien und die Isoarerengemische von Dihydromyrcen und Dihydroocimen. B. Branched acyclic dienes, for example 5-methyl-1,4-hexadiene, 3-7-dimethyl-1,6-octadiene, 3 % 7-dimethyl-1,7-octadiene and the isoarerene mixtures of dihydromyrcene and dihydroocimes.
C. Alicyclische Diene mit einem Ring, z.B. 1,4—Cyclohexadien, 1,5-Cyclooctadien, 1,5-Gyclododecadien, 4—Vinylcyclohexan, i-Allyl-^-isopropylidencyclohexan, 3-Allylcyclopenten, 4—Allylcyclohexen und i-Isopropenyl-4— (4-butenyl)cyclohexan.C. Alicyclic dienes with a ring, e.g. 1,4-cyclohexadiene, 1,5-cyclooctadiene, 1,5-cyclododecadiene, 4-vinylcyclohexane, i-Allyl - ^ - isopropylidenecyclohexane, 3-Allylcyclopenten, 4 — allylcyclohexene and i-isopropenyl-4— (4-butenyl) cyclohexane.
D. Alicyclische Diene mit mehreren verschmolzenen und überbrückten Ringen, z.B. Tetrahydroinden, Methyltetrahydroinden, Dicyclopentadien, Bicyclo(2,2,1)hepta-2,5-dien, 2-Methylbicycloheptadien, Alkenyl-, Alkyliden-, Cycloalkenyl- und Cycloalkylidennorbornene, z.B. 5-Methylen-2-norbornen, 5-Äthyliden-2-norbornen, 5-Propenyl-2-norbornen, 5-Isopropylidennorbornen, 5"(4—Gyclopentenyl)-2-norbornen und 5-Cyclob.exyliden-2-noΓboΓnen.D. Alicyclic dienes with multiple fused and bridged Rings, e.g. tetrahydroinden, methyltetrahydroind, Dicyclopentadiene, bicyclo (2,2,1) hepta-2,5-diene, 2-methylbicycloheptadiene, alkenyl, alkylidene, Cycloalkenyl and cycloalkylidene norbornenes, e.g. 5-methylene-2-norbornene, 5-ethylidene-2-norbornene, 5-propenyl-2-norbornene, 5-isopropylidene norbornene, 5 "(4-gyclopentenyl) -2-norbornene and 5-Cyclob.exyliden-2-noΓboΓnen.
Die geeigneten nicht konjugierten Diolefine enthalten im allgemeinen 5 bis 14 C-Atome, und die sie enthaltenden Terpolymeren haben aus der Viskosität berechnete mittlereThe suitable non-conjugated diolefins contain im generally 5 to 14 carbon atoms, and those containing them Terpolymers have mean values calculated from the viscosity
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Molekulargewichte von etwa 30.000 bis 350.000, vorzugsweise etwa 100.000 bis 250.000, bestimmt in Dekalin bei 135°C.Molecular weights from about 30,000 to 350,000, preferably about 100,000 to 250,000, determined in decalin at 135 ° C.
Strukturell können die Terpolymeren gemäß der Erfindung für die verschiedenen dritten nichtkonjugierten Dienmonomeren als regellose Polymerisate mit folgenden Komponenten dargestellt werden:Structurally, the terpolymers according to the invention can for the various third non-conjugated diene monomers as random polymers with the following components being represented:
ι 'Χι 'Χ
Höhere a-Olefin einheitenHigher α-olefin units
Äthyleneinheiten Ethylene units
t- ι Z t- ι Z
H-C-C-C-CH,H-C-C-C-CH,
III t> III t>
HHH 1,4-HexadieneinheitenHHH 1,4-hexadiene units
H HH H
>H2 > H 2
HC-CHHC-CH
Höhere a-01efin einheitenHigher a-01efin units
Äthyleneinheiten Ethylene units
■**■■ ** ■
Höhere a-01efin- Äthyleneinheiten einheitenHigher α-olefin ethylene units units
H2CH 2 C
HC-CHHC-CH
Tetrahydroindeneinheiten Tetrahydroinden units
H H I IH H I I
HC-CH2-CHHC-CH 2 -CH
H5C-CH 5 CC
S-CH,NS,
5-Äthyliden-2-norb orneneinheiten 5-ethylidene-2-norbornene units
Hierin sind x, j und ζ ganze Zahlen, die im allgemeinen im Bereich von 1 bis 15 liegen.Herein, x, j, and ζ are integers that generally range from 1 to 15.
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Geeignete Medien zur Auflösung oder Dispergierung der Katalysatorkomponenten und der fieaktionsprodukte und zum Wärmeaustausch können aus der allgemeinen Gruppe der Erdölkohlenwasserstoffe und halogenierten Kohlenwasserstoffe gewählt werden. Bevorzugt werden geradkettige oder verzweigte gesättigte C^-Kohlenwasserstoffe oder niedrigere Kohlenwasserstoffe, jedoch können ebensogut gesättigte alicyclische oder aromatische Cc-C^-Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Halogenierte Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 6 C-Atomen im Molekül sind ebenfalls geeignet. Brauchbar ist auch flüssiges Propylen. Als Beispiele repräsentativer Lösungsmittel und Dispergiermittel, die außerdem für die Abfuhr der Reaktionswärme geeignet sind, sind zu nennen: Propylen, Propan, Butan, Pentan, Cyclopentan, Hexan, Cyclohexan, Methylcyclopentan, Heptan, Methylcyclohexan, Isooctan, Benzol, Toluol, gemischte Xylole, Cumol, Dichloräthan, Trichloräthan, o-Dichlorbenzol und TetrachloräthylenCPerchloräthylen).Suitable media for dissolving or dispersing the catalyst components and the fieaktionsprodukte and for Heat exchange can be selected from the general group of petroleum hydrocarbons and halogenated hydrocarbons to get voted. Straight-chain or branched saturated C ^ hydrocarbons or lower are preferred Hydrocarbons, however, saturated alicyclic or aromatic Cc-C ^ hydrocarbons can just as well be used. Halogenated hydrocarbons with 2 to 6 carbon atoms in the molecule are also suitable. Liquid propylene can also be used. As examples of representative solvents and dispersants that are also suitable for removing the heat of reaction, the following are to be mentioned: propylene, propane, butane, pentane, cyclopentane, Hexane, cyclohexane, methylcyclopentane, heptane, Methylcyclohexane, isooctane, benzene, toluene, mixed Xylenes, cumene, dichloroethane, trichloroethane, o-dichlorobenzene and tetrachlorethylene-perchlorethylene).
Als Katalysatoren werden für die Zwecke der Erfindung Übergangsmetallverbindungen von Metallen der Gruppen IVb, Vb und VIb des Periodensysteme verwendet. Besonders vorteilhaft sind Vanadin- und Titanverbindungen. Besonders bevorzugt werden Vanadinverbindungen der allgemeinen Formel VO2X1J., worin ζ einen Wert von 0 oder 1 und t einen Wert von 2 bis 4 hat. X wird unabhängig aus der aus Halogenen mit einer Ordnungszahl von 17 oder mehr als 17, Acetylacetonaten, Halogenacetylacetonaten, Alkoxyderi und Halogenalkoxyden bestehenden Gruppe gewählt. Als Beispiele sind VOCl5, VCl4, VO(OEt)3, VO(AcAc)2, VOCl2(OBu), V(AcAc)5 und VOCl2AcAc, worin (AcAc) ein Acetylacetonat ist, zu nennen. Bevorzugt wird VOCl,.For the purposes of the invention, transition metal compounds of metals of groups IVb, Vb and VIb of the periodic table are used as catalysts. Vanadium and titanium compounds are particularly advantageous. Vanadium compounds of the general formula VO 2 X 1 J., in which ζ has a value of 0 or 1 and t has a value of 2 to 4, are particularly preferred. X is independently selected from the group consisting of halogens having an atomic number of 17 or greater than 17, acetylacetonates, haloacetylacetonates, alkoxides, and haloalkoxides. Examples include VOCl 5 , VCl 4 , VO (OEt) 3 , VO (AcAc) 2 , VOCl 2 (OBu), V (AcAc) 5 and VOCl 2 AcAc, in which (AcAc) is an acetylacetonate. VOCl, is preferred.
Die Titanverbindungen, die in Kombination mit Vanadinverbindungen verwendet werden können, haben die allgemeineThe titanium compounds that can be used in combination with vanadium compounds are general
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Formel Ti(OR)^, in der H ein acyclischer oder alicyclischer einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 C-Atomen ist.Formula Ti (OR) ^, in which H is an acyclic or alicyclic monovalent hydrocarbon radical with 1 to 12 carbon atoms is.
Besonders bevorzugt von den brauchbaren Katalysatoren werden Vanadyltrichlorid (7001,), Vanadintetrachlorid (VCl^) und Tetrabutyltitanat (Ti(OBu)^), das in Kombination mit VOCl, verwendet wird.Particularly preferred of the usable catalysts are vanadyl trichloride (7001,), vanadium tetrachloride (VCl ^) and tetrabutyl titanate (Ti (OBu) ^), which in combination with VOCl, is used.
Als Cokatalysatoren eignen sich für die Zwecke der Erfindung reduzierende metallorganische Verbindungen aus den Gruppen Ha, lib und lila, insbesondere Organoaluminiumverbindungen der allgemeinen Formel AlH1 X1 , worin R1 ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest, nämlich ein 0I-0^p" Alkylrest, -Alkylarylrest, -Arylalkylrest oder -Gycloalkylrest, m eine Zahl von 1 bis 3» X* ein Halogen mit einer Ordnungezahl von 17 oder mehr als 17 (Cl, Br und I) und die Summe von m und η ■ 3 ist. Verschiedene Gemische von Cokatalysatoren können verwendet werden.Suitable cocatalysts for the purposes of the invention are reducing organometallic compounds from the groups Ha, lib and lilac, in particular organoaluminum compounds of the general formula AlH 1 X 1 , in which R 1 is a monovalent hydrocarbon radical, namely a 0 I -0 ^ p "alkyl radical, - Alkylaryl, arylalkyl or cycloalkyl, m is a number from 1 to 3 »X * is a halogen with an order number of 17 or more than 17 (Cl, Br and I) and the sum of m and η ■ 3. Various mixtures of Cocatalysts can be used.
Als Beispiele geeigneter Cokatalysatoren sind Al(Bt),, Al(isoBu),, Et2AlCl, EtAlCl2 und Et,Al2Cl, zu nennen.Examples of suitable cocatalysts are Al (Bt) ,, Al (isoBu) ,, Et 2 AlCl, EtAlCl 2 and Et, Al 2 Cl.
1· Temperatur; Die Polymerisation wird bei Temperaturen im Bereich von -50° bis 1500C, vorzugsweise 0° bis 1000C, insbesondere 10° bis 70°C durchgeführt.1 x temperature ; The polymerization is preferably carried out at temperatures ranging from -50 ° to 150 0 C, 0 ° to 100 0 C, in particular 10 ° to 70 ° C.
2. Druck: Der Druck, bei dem die Polymerisation durchgeführt wird, hängt von der Reaktionstemperatur und Polymerisationsgeschwindigkeit ab, jedoch wird der Druck in Jedem Fall so hoch gehalten, daß er dem Dampfdruck des Lösungsmittels und der Reaktionsteilnehmer insgesamt entspricht. Bei dem besonders bevorzugten Temperaturbereich liegt der Druck, der erforderlich ist, ua die Reaktions-2. Pressure : The pressure at which the polymerization is carried out depends on the reaction temperature and the rate of polymerization, but the pressure is kept so high in each case that it corresponds to the vapor pressure of the solvent and of the reactants as a whole. In the particularly preferred temperature range, the pressure that is required, including the reaction
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teilnehmer in der Flüssigphase zu halten, bei etwa 4,2 bis 21 atü.to keep participants in the liquid phase, at around 4.2 to 21 atm.
3· Konzentration der Monomeren: In Abhängigkeit davon, ob ein elastomeres EPM-Copolymerisat oder ein elastomereβ EPDM-Terpolymeree hergestellt werden soll, werden die Monomeren der ersten Stufe und der anschließenden Stufe in einem bevorzugten Molverhältnis zugeführt. Für ein typisches EPDM-Elastomeres werden die Monomeren beispielsweise in folgenden Mengen in alle Stufen eingeführt: Äthylen 2 bis 15 Gew.-Teile, vorzugsweise 3 bis 10 Gew.-Teile pro 100 Gew.-!Feile Lösungsmittel;3 · Concentration of the monomers : Depending on whether an elastomeric EPM copolymer or an elastomeric EPDM terpolymers is to be produced, the monomers of the first stage and the subsequent stage are fed in a preferred molar ratio. For a typical EPDM elastomer, the monomers are introduced into all stages, for example, in the following amounts: ethylene 2 to 15 parts by weight, preferably 3 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of solvent; Propylen 4 bis 30 Gew.-Teile, vorzugsweise 6 bis 20 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Lösungsmittel, und 5-Äthyliden-2-norbornen 0,1 bis 5 Grew.-Teile, vorzugsweise 0,3 bis 3 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Lösungsmittel.Propylene 4 to 30 parts by weight, preferably 6 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of solvent, and 5-ethylidene-2-norbornene 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.3 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of solvent.
M-· Katalvsatorkonzentration: Der Übergangsmetallkatalysator, z.B. TOCIx, wird, gegebenenfalls mit einem Lösungsmittel verdünnt, dem ersten Reaktor so zugeführt, daß sein· Konzentration im Gesamtlösungsmittel 0,01 bis 5»0 mMol, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 »Mol/l, beträgt. M- · Catalyst concentration : The transition metal catalyst, for example TOCIx, is, if necessary, diluted with a solvent, fed to the first reactor in such a way that its concentration in the total solvent is 0.01 to 5 »0 mmol, preferably 0.05 to 0.5» mol / l.
Die als Cokatalysator verwendete Organoaluminiumverbindung, die ebenfalls vorher mit dem Lösungsmittel verdünnt werden kann, wird gleichzeitig der ersten Stufe in einer solchen Menge zugeführt, daß der Übergangsmetallkatalysator auf maximale Aktivität gebracht wird. Das Molverhältnis von Organoaluminiumverbindung zum Übergangsmetallkatalysator liegt im allgemeinen im Bereich von 1,0 bis 20 Mol Organoaluminiumverbindung pro Mol Übergangsmetallverbindung·The organoaluminum compound used as cocatalyst, which can also be diluted beforehand with the solvent, is at the same time the first stage in such Amount supplied that the transition metal catalyst is brought to maximum activity. The molar ratio of Organoaluminum compound to transition metal catalyst is generally in the range of 1.0 to 20 moles of organoaluminum compound per mole of transition metal compound
Dem zweiten Reaktor kann die Organoaluminiumverbindung in der gleichen Menge oder in einer größeren Menge als dem ersten Reaktor zugeführt werden.The second reactor can contain the organoaluminum compound in the same amount or in an amount greater than that are fed to the first reactor.
Wasserstoff kann zur Einstellung des Molekulargewichts und der Molekulargewichtsverteilung allen Stufen in einer MengeHydrogen can be used in an amount to adjust the molecular weight and the molecular weight distribution at all stages
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2 3 ? I 3 9 02 3? I 3 9 0
von 1,0 bis 10.000 Teilen pro Million Teile ithylen zugesetzt werden.from 1.0 to 10,000 parts per million parts of ethylene added will.
Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß gemäß der Erfindung die Monomeren, Cokatalysatoren und Wasserstoff in beliebiger Kombination in die zweite Stufe eingeführt werden können. Es ist möglich, den Ubergangsmetallkatalysator nur der ersten Stufe zuzuführen.The above description shows that, according to the invention, the monomers, cocatalysts and hydrogen in any combination can be introduced into the second stage. It is possible to use the transition metal catalyst to be fed only to the first stage.
Die Reaktionszonen können auch in anderer Weise angeordnet werden, um die unter Verwendung von zwei hintereinandergeschalteten Reaktoren erzielten guten Ergebnisse zu erreichen. In einem einzelnen Reaktor kann eine waagerechte Trennwand eingebaut werden, die den Reaktor in zwei getrennte Zonen für die Polymerisation unterteilt. Bei einer solchen Anordnung werden getrennte Zuführungen für ,jede Reaktionszone vorgesehen. Das Lösungsmittel, die Monomeren, der Katalysatoren und der Cokatalysator werden jeder Zone in der gleichen Reihenfolge wie zwei getrennten Reaktoren zugeführt.The reaction zones can also be arranged in another way in order to avoid the use of two series-connected Reactors achieved good results. A horizontal Partition wall can be installed, which divides the reactor into two separate zones for the polymerization. At a In such an arrangement, separate feeds are provided for each reaction zone. The solvent, the monomers, the catalysts and cocatalyst are each zone in the same order as two separate reactors fed.
Bei beiden Methoden ist die Möglichkeit gegeben, die Zugabe verschiedener Komponenten des Einsatzes zu verändern. In Abhängigkeit von der jeweils gewünschten Zusammensetzung des Polymerisats können zusätzliches Äthylen, höheres a-01efin oder nichtkonjugiertes Dien dem zweiten Reaktor oder der zweiten Zone allein oder in einer bestimmten Kombination zugeführt werden. Es ist auch möglich, alle in den Reaktor 1 eingesetzten Monomeren in den Reaktor 2 einzuführen· With both methods it is possible to change the addition of different components of the insert. Depending on the composition of the polymer desired in each case, additional ethylene, higher α-olefin or non-conjugated diene can be fed to the second reactor or the second zone alone or in a specific combination. It is also possible to introduce all of the monomers used in reactor 1 into reactor 2
Als weitere Variante könnte im Reaktor 2 eine andere Organo— aluminiumverbindung als im Reaktor 1 verwendet werden. Wenn beispielsweise Diäthylaluminiumchlorid als Cokatalysator im Reaktor 1 verwendet wird, könnte Äthylaluminiumsesquichlorid in den Reaktor 2 eingeführt werden. Interessante Auswirkungen auf die Molekulargewichtsverteilung wurden bei dieser Arbeitsweise festgestellt.As a further variant, a different organoaluminum compound than in reactor 1 could be used in reactor 2. For example, if diethylaluminum chloride is used as cocatalyst in the reactor 1, ethylaluminum sesquichloride could be introduced into the reactor. 2 Interesting effects on the molecular weight distribution were found with this procedure .
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Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert#The invention is further illustrated by the following examples explained #
Zwei mit Kühlmänteln (nicht dargestellt) versehene, auf die in der Abbildung dargestellte Weise hintereinandergeschaltete Reaktoren wurden für die nachstehend beschriebenen Versuche verwendet· Beim stationären Zustand hatte der Reaktor 1 beim Überlauf ein Volumen von 5»68 1 und der Reaktor 2 ein Volumen von 5 »68 1. Die Temperatur wurde in den Reaktoren 1 und 2 durch Vorkühlen des Reaktoreinsatzes aufrechterhalten, indem, von einem empfindlichen !Temperaturregler gesteuert, Kühlwasser durch den Mantel umgewälzt wurde. Die im Lösungsmittel gelöste Katalysatorkomponente wurde dem Reaktor mit einer Pumpe genau zudosiert. Two with cooling jackets (not shown) provided on The cascading reactors shown in the figure were used for those described below Experiments used · At the steady state, reactor 1 had a volume of 5 »68 1 and at the overflow the reactor 2 has a volume of 5 »68 1. The temperature in the reactors 1 and 2 by precooling the reactor insert maintained by, controlled by a sensitive! temperature controller, cooling water through the jacket was circulated. The catalyst component dissolved in the solvent was precisely metered into the reactor using a pump.
Der Katalysator und der Cokatalysator wurden in den folgenden Mengen in den ersten Reaktor eingeführt:The catalyst and cocatalyst were introduced into the first reactor in the following amounts:
1) V0Cl5-Ti(0-butyl)4: 1,5 g/Stunde.1) VOCl 5 -Ti (0-butyl) 4 : 1.5 g / hour.
2) Diäthylaluminiumchlorid (Et2AlOl): 6,3 g/Stunde. Das Molverhältnie von VOOl, zu Ti(O-butyl)^ betrug 2:1. Der Katalysator wurde mit Hexan verdünnt. In den zweiten Reaktor wurden die Katalysatorkomponenten in folgenden Mengen eingeführt:2) Diethylaluminum chloride (Et 2 AlOl): 6.3 g / hour. The molar ratio of VOOl to Ti (O-butyl) ^ was 2: 1. The catalyst was diluted with hexane. The catalyst components were introduced into the second reactor in the following amounts:
1) Et2AlCl: 3,15 g/Stunde.1) Et 2 AlCl: 3.15 g / hour.
2) VOCl5-Ti(O-Bu)^: 0,75 g/Stunde.2) VOCl 5 -Ti (O-Bu) ^: 0.75 g / hour.
Die übrigen Einsatzmaterialien wurden in den nachstehend in Tabelle I genannten Mengen in den Reaktor 1 und/oder eingeführt.The remaining feedstocks were in the amounts given in Table I below in reactor 1 and / or introduced.
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Die Temperatur beider Reaktoren wurde bei 32 G gehalten. Das in der ersten Stufe gebildete Äthylen-Propylen-ENB-Polymerisat wurde als Zement in die zweite Stufe eingeführt, wo die zusätzlichen Katalysatoren zugegeben wurden und weitere Polymerisation stattfand.The temperature of both reactors was kept at 32G. The ethylene-propylene-ENB polymer formed in the first stage was introduced as cement into the second stage, where the additional catalysts were added and further polymerization took place.
Die Verweilzeit betrug in beiden Reaktoren je 5 Minuten. Bei diesem Versuch wurde ein Äthylen-Propylen-ENB-Terpolymeres mit einer verhältnismäßig weiten Verteilung von Zusammensetzung und Molekulargewicht erhalten. Der Wirkungsgrad des Katalysators war verhältnismäßig gering im Vergleich zu den Versuchen, bei denen die eingesetzten Monomeren auf die Reaktorstufen aufgeteilt wurden.The residence time in each of the two reactors was 5 minutes. An ethylene-propylene-ENB terpolymer was used in this experiment obtained with a relatively wide distribution of composition and molecular weight. The efficiency of the catalyst was relatively low compared to the tests in which the used Monomers were distributed to the reactor stages.
Unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Apparatur und nach der gleichen allgemeinen Arbeitsweise wurden die Monomeren und Katalysatorkomponenten in den in (Tabelle II genannten Mengen in die Reaktoren eingeführt. Bei diesem Versuch wurden die eingesetzten Monomeren auf die Reaktoren 1 und 2 aufgeteilt, während der Katalysator und der Cokatalysator insgesamt dem Reaktor 1 zugeführt wurde. Als Lösungsmittel wurde Hexan in beide Reaktoren eingeführt. Die Temperatur der Reaktoren betrug etwa 32°C, und der Druck wurde bei etwa 4,2 atü gehalten.Using the apparatus described in Example 1 and following the same general procedure, the Introduced monomers and catalyst components into the reactors in the amounts specified in Table II Experiment, the monomers used were divided between reactors 1 and 2, while the catalyst and the cocatalyst total of the reactor 1 was fed. Hexane was introduced into both reactors as a solvent. The temperature of the reactors was about 32 ° C and the pressure was maintained at about 4.2 atmospheres.
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23323902332390
Tabelle II Geteilter Einsatz der MonomerenTable II Shared use of monomers
Einsatz (g/1OO g Hexan)
Hexan, g/Stunde
Äthylen
Propylen Use (g / 1OO g hexane)
Hexane, g / hour
Ethylene
Propylene
VOCl,VOCl,
Ti(0-butyl)4
Et2AlCl
Verweilzeit, MinutenTi (0-butyl) 4
Et 2 AlCl
Dwell time, minutes
Wirkungsgrad des Katalysators (g Polymerisat/g VOCl3;Catalyst efficiency (g polymer / g VOCl 3 ;
PropylenumsatzPropylene conversion
Mit dem gebildeten Polymerisat wurde eine Mischung der folgenden Zusammensetzung hergestellt:A mixture of the following composition was produced with the polymer formed:
Polymerisat 100 TeilePolymer 100 parts
FEF-Ruß 70 "FEF carbon black 70 "
SRF-fiuß 30 "SRF foot 30 "
Naphthenisches öl (Flexon 886) 100 " Stearinsäure 1Naphthenic Oil (Flexon 886) 100 "stearic acid 1
ZnO 5ZnO 5
Schwefel 0,85Sulfur 0.85
TMTDS (Tetramethylthiuramdisulfid) 0,5 TDEDL (80%ig) 0,5TMTDS (tetramethylthiuram disulfide) 0.5 TDEDL (80%) 0.5
DPTTS 0,5DPTTS 0.5
MBT (Mercaptobenzothiazol) 0,5MBT (mercaptobenzothiazole) 0.5
Die Polymermischung hatte nach Vulkanisation für 20 Minuten bei 1600C die folgenden Eigenschaften:After vulcanization for 20 minutes at 160 ° C., the polymer mixture had the following properties:
Zugfestigkeit 121 kg/cm2 Tensile strength 121 kg / cm 2
Dehnung 660%Elongation 660%
Modul bei 300% Dehnung 44 kg/cm2 Module at 300% elongation 44 kg / cm 2
Shore A-Härte 46Shore A hardness 46
309883/1345309883/1345
ο ο -? " ο ηο ο -? "ο η
Das ursprüngliche" Polymerisat hatte- eine L'ooney-Viskosität ML-260 (1+8) von 42, einen Äthylengehalt von 60,5 Gew.-#, ein Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) von 70,0 χ 10"' und eine Grenzviskosität (I.V.) von 3,0.. The original polymer had a L'ooney viscosity ML-260 (1 + 8) of 42, an ethylene content of 60.5 wt .- #, a number average molecular weight (Mn) of 70.0 χ 10 "'and an intrinsic viscosity (IV) of 3.0 ..
Unter Verwendung der gleichen Apparatur wie in 3eispiel 1
und nach dem gleichen allgemeinen Verfahren wurden die
Monomeren und Katalysatorkonponenten in den in Tabelle II genannten Mengen in die Reaktoren gegeben. In diesen ?all
wurden die zugeführten Monomeren auf die Reaktoren 1 und 2 aufgeteilt, während der Katalysator und der Cokatalysator
ausschließlich in den Reaktor 1 eingeführt wurden,
wobei Jedoch Äthylaluminiumsesquichlorid als zweiter Cokatalysator dem Reaktor 2 zugesetzt wurde.
Using the same apparatus as in Example 1 and following the same general procedure, the monomers and catalyst components were added to the reactors in the amounts shown in Table II. In these? All, the monomers fed in were divided between reactors 1 and 2, while the catalyst and the cocatalyst were introduced exclusively into reactor 1,
However, ethylaluminum sesquichloride was added to reactor 2 as a second cocatalyst.
Tabelle IHATable IHA
Geteilte Shared
Zuführung der Monomeren und Verwendung einesFeeding the monomers and using a
zweiten Cokatalysatorssecond cocatalyst
Einsatz mission
C C.
g/100 g / 100
R R.
Hexan )Hexane)
Hexan, g/Stunde
Äthylen
Propylen
EIIB
VOCl3
Ti(OBu)^
Et2AlCl
Et3Al2Cl5
Re aktortempe ratur
Druck
Verweilzeit, MinutenHexane, g / hour Ethylene Propylene EIIB VOCl 3 Ti (OBu) ^ Et 2 AlCl Et 3 Al 2 Cl 5 Re aktortempe temperature Pressure Dwell time, minutes
g Polymerisat/g VOCl3 613g polymer / g VOCl 3 613
" " ENB -2,9"" ENB -2.9
Mooney-Viakosität ML-260 (1+8) 30Mooney Viakosity ML-260 (1 + 8) 30
Grenzviskosität 2,7Intrinsic viscosity 2.7
Mn χ 10-5 309883/1345 70,0Mn χ 10-5 309883/1345 70.0
Mit dem gebildeten Polymerisat wurde eine Mischung der in Beispiel 2 genannten Zusammensetzung hergestellt. Die Mischung wurde 20 Minuten bei 1600C vulkanisiert. Das VuI-kanisat hatte die folgenden Eigenschaften:A mixture of the composition mentioned in Example 2 was prepared with the polymer formed. The mixture was vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes. The VuI-kanisat had the following properties:
Zugfestigkeit 117 kg/cm2 Tensile strength 117 kg / cm 2
Dehnung 680%Elongation 680%
Modul bei 300% Dehnung 41 kg/ca2 Module at 300% elongation 41 kg / approx. 2
Shore A-Härte 44Shore A hardness 44
Die gemäß den Beispielen 2 und 3 hergestellten Polymerisate zeigen eindeutig bessere kautschuktechnisehe Eigenschaften als das Polymerisat, das zum Vergleich auf die in Beispiel 4 beschriebene Weise hergestellt wurde. Außerdem ergäben Elutionsfraktionsuntersuchungen dieser Polymerisate eine sehr enge Verteilung hinsichtlich der Zusammensetzung. Dies wurde durch die Infrarotanalyse und Bestimmungen der Grenzviskosität (in Dekalin) bestätigt·The polymers prepared according to Examples 2 and 3 clearly show better rubber properties than the polymer prepared in the manner described in Example 4 for comparison. Also would result Elution fraction studies of these polymers a very narrow distribution in terms of composition. This was confirmed by infrared analysis and intrinsic viscosity determinations (in decalin) confirmed
Auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise, jedoch unter Einführung aller Monomeren und des Katalysators (einschließlich dee Cokatalysators) nur in den ersten Reaktor wurde ein Polymerisat mit den in Tabelle IV genannten Eigenschaften hergestellt.In the manner described in Example 2, but with the introduction of all monomers and the catalyst (including the cocatalyst) was only in the first reactor a polymer prepared with the properties given in Table IV.
Tabelle IV: Vergleichsversuch Mooney-Viskosität ML-260 (1+8) 29 Äthylen 57,7 Gew.-% Table IV: Comparative test Mooney viscosity ML-260 (1 + 8) 29 ethylene 57.7% by weight
ENB 3,5 Gew.-%ENB 3.5% by weight
Grenzviskosität 2,1Intrinsic viscosity 2.1
Mn χ 10~5 57,0Mn χ 10 -5 57.0
Eigenschaften der vulkanisierten Polymermischung (wie in Beispiel 2) Properties of the vulcanized polymer mixture (as in example 2)
Zugfestigkeit91,4 kg/cm2 Dehnung 590%Tensile strength 91.4 kg / cm 2 elongation 590%
Modul bei 300% Dehnung 34 kg/cm2 Module at 300% elongation 34 kg / cm 2
Shore A-Härte 44Shore A hardness 44
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23323902332390
Die in den folgenden Beispielen beschriebenen Versuche wurden durchgeführt, um die bei Verwendung von zwei hintereinandergeschaltet en Seaktoren möglichen Variationen bei Zugabe der Monomeren, des Katalysators und/oder des Cokatalysators in der oben beschriebenen Weise zu veranschaulichen· The experiments described in the following examples were carried out to the when using two cascaded Possible variations in the addition of the monomers, the catalyst and / or the cocatalyst are possible to illustrate in the manner described above
Ein mehrstufiges Reaktorsystem mit kontinuierlichem Durchfluß, wie es in Beispiel 1 beschrieben wurde, wurde bei allen nachstehend beschriebenen Versuchen verwendet» Äthylen, Propylen und Wasserstoff als Kettenüberträger (falls verwendet) konnten beiden Reaktoren als GaBe zudosiert werden. Alle Ausgangsmaterialien wurden in üblicher Weise gereinigt, um Gifte für Ziegler-Katalysatoren zu entfernen. Der Katalysator (Vanadinverbindung) und der Cokatalysator (Aluminiumalkyl) wurden getrennt in den Reaktor eingeführt, in dem sich der aktive Katalysator inA continuous flow multi-stage reactor system as described in Example 1 was used in all experiments described below use ethylene, propylene and hydrogen as chain transfer agents (if used) could be added as GaBe to both reactors will. All starting materials were purified in the usual way to avoid poisons for Ziegler catalysts remove. The catalyst (vanadium compound) and the cocatalyst (aluminum alkyl) were separated into the Introduced reactor in which the active catalyst is in
öitu bildete. Der Reaktordruck betrug 1,03 bis 1,1 kg/cm Bei einigen Versuchen wurden der gesamte Katalysator, der gesamte Cokatalysator und das Hexan als Lösungsmittel in den ersten Reaktor eingeführt.öitu formed. The reactor pressure was 1.03 to 1.1 kg / cm In some trials, all of the catalyst, all of the cocatalyst, and the hexane were used as the solvent introduced into the first reactor.
Das aus dem Reaktor 2 austretende Produkt, wurde in einen Abscheider geführt, wo die nicht umgesetzten Gase abgeblasen wurden und der Polymerzement gesammelt wurde. Das Lösungsmittel wurde später aus dieser Lösung durch Strippen mit Wasserdampf entfernt. Das isolierte Polymerisat wurde durch Pressen getrocknet.The product emerging from reactor 2 was passed into a separator, where the unconverted gases were blown off and the polymer cement was collected. The solvent was later stripped from this solution removed with steam. The isolated polymer was dried by pressing.
In den Beispielen 8 und 9 wurde ein aus zwei Reaktoren bestehendes System mit einem 3,8 1-Reaktor und einem 11,36 1-Autoklaven, die hintereinandergeschaltet waren, verwendet. Die Reaktoren wurden bei 5,3 kg/cm betrieben. Eine Gasphase war nicht vorhanden, jedoch war die Arbeitsweise im übrigen die gleiche, wie oben beschrieben·In Examples 8 and 9, one consisting of two reactors was used System with a 3.8 liter reactor and a 11.36 liter autoclave connected in series was used. The reactors were operated at 5.3 kg / cm. There was no gas phase, but the mode of operation was im rest the same as described above
Die Bedingungen und Ergebnisse der in den Beispielen 5 bis 9 beschriebenen Versuche sind in Tabelle V genannt·The conditions and results of the in Examples 5 to The experiments described in Table 9 are listed in Table V.
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233.390233,390
Biese drei Versuche veranschaulichen den Einfluß des Arbeitens in zwei Reaktorstufen auf die Molekulargewichtsverteilung. Änderungen der Molekulargewichtsverteilung sind in einem einzelnen Reaktor schwierig zu erreichen, jedoch zeigen die nachstehend angegebenen Ergebnisse eindeutig, wie leicht eine Änderung der Molekulargewichtsverteilung in einem mehrstufigen Reaktorsystem möglich ist·These three experiments illustrate the influence of working in two reactor stages on the molecular weight distribution. Changes in molecular weight distribution are difficult to achieve in a single reactor, however the results given below clearly show how easily it is possible to change the molecular weight distribution in a multi-stage reactor system
Im falle von Beispiel 5 wurden in der ersten Reaktorstufe 85# Polymerisat hergestellt, bei dem das Verhältnis von viskosimetrisch ermitteltem Molekulargewicht zum Zahlenmittel des Molekulargewichts (My/^l 2,2 betrug. Dies deutet auf ein Polymerisat hin, das eine enge Molekulargewicht avert eilung hat und schwierig zu verarbeiten ist.In the case of Example 5, the first reactor stage produced 85 # polymer in which the ratio of the viscometrically determined molecular weight to the number average molecular weight (My / ^ l was 2.2. This indicates a polymer which has a narrow molecular weight distribution and is difficult to process.
In Beispiel 6 wurde daher das Verhältnis KyMn auf 3,5 erhöht und die Molekulargewichtsverteilung erweitert, indem nur 50% des Polymerisate in der ersten Stufe gebildet wurden. In Beispiel 7 wurde Wasserstoff als Eettenüberträger in die erste Stufe eingeführt (Hp/VOCl, »3,0 Mol/Mol). Hierdurch ergab sich eine weitere Erweiterung der Molekulargewichtsverteilung und ein besser zu verarbeitendes Polymerisat mit einem B^/H^-Wert von 4,0.In Example 6, the ratio KyM n was therefore increased to 3.5 and the molecular weight distribution was expanded in that only 50% of the polymer was formed in the first stage. In Example 7, hydrogen was introduced into the first stage as a transfer agent (Hp / VOCl, »3.0 mol / mol). This resulted in a further expansion of the molecular weight distribution and a polymer that was easier to process and had a B ^ / H ^ value of 4.0.
Als Katalysator wurde bei diesen VersuchenThe catalyst used in these experiments
Al0Etx verwendet· Die Ergebnisse sind in Tabelle V genannt.Al 0 Et x used. The results are given in Table V.
Diese Versuche wurden im 3»8 1-Reaktor und in dem nachgeschalteten 11,35 1-Reaktor durchgeführt, wobei 2VOC1,/ !Ti(OBu) u-AlEt2CI als Katalysator verwendet und ein Terpolymeres von Äthylen, Propylen und 5-Ä.thyliden-2-norbornen (ENB) hergestellt wurde.These experiments were carried out in the 3 »8 l reactor and in the downstream 11.35 l reactor, using 2VOC1, /! Ti (OBu) u -AlEt2Cl as catalyst and a terpolymer of ethylene, propylene and 5-ethylidene -2-norbornene (ENB) was produced.
In Beispiel 8 wurde der 3,8 1-Reaktor allein verwendet und ENB in einer Menge von 0,21 kg/100 kg Hexan zugeführt· DerIn Example 8, the 3.8 liter reactor was used alone and ENB supplied in an amount of 0.21 kg / 100 kg hexane · The
309883/1345309883/1345
QWQlNALQWQINAL
23:". 3023: ". 30
Wirkungsgrad des Katalysators betrug 665· In Beispiel 9 wurde das aus dem 3,8 1-Beaktor austretende Produkt dem 11,35 1-Heaktor zusammen mit zusätzlichen Monomeren und Lösungsmittel zugeführt. Ein Polymerisat mit dem gleichen Äthylengehalt und der gleichen Mooney-Viskosität wie in Beispiel 8 wurde gebildet, Jedoch wurde der Wirkungsgrad des Katalysators von 665 auf 956 erhöht. Die Ergebnisse sind in Tabelle V genannt.The efficiency of the catalyst was 665 · In Example 9 the product emerging from the 3.8 1 Beaktor was the 11.35 1-Heaktor together with additional monomers and Solvent supplied. A polymer with the same ethylene content and the same Mooney viscosity as in Example 8 was formed, however the catalyst efficiency was increased from 665 to 956. The results are given in Table V.
309883/1345309883/1345
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VD I VD I
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