DE3043949A1 - BLOCK MIXING POLYMERIZATION METHOD AND PRODUCT - Google Patents
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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- C08F297/08—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the coordination type polymerising mono-olefins
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Description
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
l · Dr. V. SCH MIED-KOWARZIK
Dipl.-lng. G. DANNENBERG · Dr. P.WEINHOLD · Dr. D. GUDELl · Dr. V. SCH MIED-KOWARZIK
Dipl.-Ing. G. DANNENBERG Dr. P.WEINHOLD Dr. D. GUDEL
335024 SIEGFRIEDSTRASSE 8 TELEFON: C089) 4Q 335024 SIEGFRIEDSTRASSE 8 TELEPHONE: C089) 4Q
Case: EP-3OO4 Wd/WdCase: EP-3OO4 Wd / Wd
El Paso Polyolefins Company W. 115 Century Road Paramus, New Jersey 07652 / U. S, A.El Paso Polyolefins Company W. 115 Century Road Paramus, New Jersey 07652 / U. S, A.
BLOCKMISCHPOLYMERISATIONSVERFAHREN UND PRODUKTBLOCK MIX POLYMERIZATION PROCESS AND PRODUCT
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Bei der Bockpolymerisation wird im wesentlichen eine Kombi- ]In the case of block polymerization, essentially a combination]
nation der besten physikalischen und chemischen Eigenschaften i zweier oder mehrerer Polymeren erhalten, z. B. die Kombination^nation of the best physical and chemical properties i obtained two or more polymers, e.g. B. the combination ^
s jener Eigenschaften des Polypropylen mit denen des Polyäthylen. Während Polyäthylen keine so hohen Schmelzpunkte j oder Zugfestigkeit wie das Polypropylen aufweist, besitzt ; es andererseits ausgezeichnete Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen wie z. B. hinsichtlich Sprödigkeit und Schlag- \ s those properties of polypropylene with those of polyethylene. While polyethylene does not have as high a melting point or tensile strength as polypropylene; on the other hand, it has excellent properties at low temperatures such as. B. with regard to brittleness and impact \
κ, festigkeit. Wenn die hervorragenden Eigenschaften dieser ; beiden Polymeren bei dem Verfahren der Blockpolymerisation kombiniert werden, erhält man damit ein Heteropolymer, welchesκ, strength. If the excellent properties of these; If both polymers are combined in the process of block polymerization, a heteropolymer is obtained, which
für viele Anwendungsgebiete verwendet werden kann, für welche j keines der beiden Homopolymere praktisch geeignet war.can be used for many fields of application for which j neither homopolymer was practical.
is jis j
Eine Gruppe von Blockmischpolymeren, die hervorragende physi- \ A group of block copolymers that have excellent physical \
kaiische Eigenschaften hat, sind die Äthylen-Propylen- I Has kaiische properties are the ethylene-propylene- I
Blockmischpolymere wie z. B. jene vom P-EP-Typ, wobei P einen iBlock copolymers such as B. those of the P-EP type, where P is an i
Iropylen-Homopolymer-Vorblock bezeichnet und EP ein Äthylen- jIropylene homopolymer bloom and EP denotes an ethylene j
Propylen-Nachblock des Mischpolymers ist. Durch Variieren jPropylene post-block of the copolymer is. By varying j
der Anteile der Blockpolymeren und des polymerisierten =the proportions of the block polymers and the polymerized =
Sthylengehalts können die physikalischen Eigenschaften gut jThe physical properties of the ethylene content can be good j
geregelt werden, um der jeweiligen Anwendung zu entsprechen, Iregulated to suit the particular application, I.
für die das Polymerprodukt bestimmt ist. Im allgemeinen ' ist die Raumtemperatur -Schlagfestigkeit des Blockmischpolymeren bei konstanten Schmelzflußwerten im wesentlichen direkt proportional der Menge an polymerisiertem Äthylenfor which the polymer product is intended. In general, 'is the room temperature -Schlagfestigkeit of block copolymers directly proportional at constant melt flow essentially the amount of polymerized ethylene
in dem Gesamtprodukt. :in the overall product. :
Blockmischpolymere werden in technischem Maßstab vorteilhaft ι nach dem in US PS 3 514 501 beschriebenen Verfahren hergestellt. Kurz gesagt umfaßt dieses Verfahren die Herstellung : eines Vorblocks, vorzugsweise in der flüssigen Phase, durch ; katalytische Polymerisation von Propylen in einem Kohlen- ; wasserstoff-Verdünnungsmittel wie z. B. flüssigem Propylen j unter Bildung einer Aufschlämmung. Nach Abtrennung der Auf- ! schlämmung wird das Vorpolymer, das noch Rückstände an akti- ? vem Katalysator enthält, in mindestens eine Reaktionszone ; eingeführt, in der es mit Monomerdämpfen über einen ausreichen*Block copolymers are advantageously produced on an industrial scale by the process described in US Pat. No. 3,514,501. Briefly, this process comprises the manufacture of: a billet, preferably in the liquid phase; catalytic polymerization of propylene in a carbon ; hydrogen diluents such as. B. liquid propylene j to form a slurry. After separating the! slurry becomes the prepolymer that still has residues of active? vem catalyst contains, in at least one reaction zone; introduced, in which it is sufficient with monomer vapors *
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den Zeitraum umgesetzt wird, um den Nachpolymerblock auf dem j Vorpolymerblock in den gewünschten Anteilen zu bilden. :the period of time is reacted to form the post-polymer block on the prepolymer block in the desired proportions. :
Das in der Vergangenheit für derartige Polymerisationsverfahren verwendete, herkömmliche Katalysatorsystem besteht ; aus einer nicht-modifizierten oder einer mit einem Elektronen»- r donator-modifizierten Titanhalogenid-Komponente, die mitThe conventional catalyst system used in the past for such polymerization processes is; from an unmodified one or one with an electron »- r donator-modified titanium halide component, which is made with
einem Aluminium-organischen Cokatalysator akiviert ist. 10 Typische Beispiele herkömmlicher Polymerisationskatalysator- :; systeme für Propylen umfassen cokristallisierte Titantri- ; chlorid/Aluminiumtrichlorid-Katalysatoren der allgemeinen \ Formel n.TiCl., .AlCl-, aktiviert mit Diäthylaluminiumchlorid oder Triäthylaluminium. Das cokristallisierte Titantrichloridj 15 Aluminiumtrichlorid kann einer Modifizierungsbehandlung \ mit einer Elektonendonatorverbindung unterzogen worden sein, um dessen Aktivität oder Stereospezifität zu verstärken. Derartige Verbindungen umfassen Phosphorverbindungen, Ester anorganischer und organischer Säure, Äther und zahlreiche andere Verbindungen.an aluminum-organic cocatalyst is activated. 10 Typical examples of conventional polymerization catalyst:; Systems for propylene include cocrystallized titanium tri-; chloride / aluminum catalysts of the general \ formula n.TiCl., .AlCl- activated with diethylaluminum chloride and triethylaluminum. The co-crystallized Titantrichloridj 15 aluminum may have been subjected to a Elektonendonatorverbindung to enhance its activity or stereospecificity modification treatment \. Such compounds include phosphorus compounds, esters of inorganic and organic acids, ethers, and numerous other compounds.
Ein Hauptnachteil bei der Verwendung der genannten herkömmlichen Katalysatoren ist die geringe Katalysatorproduktivität, was die Notwendigkeit der nachfolgenden Entaschung des Produktes erforderlich macht, um den Anteil an Katalysatorrückständen zu reduzieren, die sonst die Produktqualität ungünstig beeinflussen würden.A major disadvantage of using the aforementioned conventional catalysts is the low catalyst productivity, what the need for subsequent ash removal from the product makes necessary to reduce the proportion of catalyst residues that would otherwise degrade the product quality would affect.
Kürzlich sind für die Polymerisation von «C*-01efinen neue Katalysatoren entwickelt worden, die weitaus aktiver sindRecently there are new ones for the polymerization of C * -01efins Catalysts have been developed that are far more active
als die genannten herkömmlichen Katalysatoren. Kurz gesagt ■ bestehen diese Katalysatoren aus einer Titanhalogenid-than the aforementioned conventional catalysts. In short ■ these catalysts consist of a titanium halide
Katalysatorkomponente auf einem Magnesiumdihalogenid als Träger und einer Alkylaluminiumverbindung, welche als ein Komplex !mit einer Elektronendonatorverbindung anwesend sein kann.Catalyst component supported on a magnesium dihalide and an alkyl aluminum compound which may be present as a complex with an electron donor compound.
Diese Katalysatorkomponenten sind in der Literatur z. B. ; beschrieben worden in:· US PS 3 830 787, 3 953 414, 4 051 313, : 4 115 319 und 4 149 990.These catalyst components are in the literature, for. B.; has been described in: US Pat. No. 3,830,787, 3,953,414, 4,051,313, : 4,115,319 and 4,149,990.
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Die Produktivitätswerte, die man mit diesen neuen Katalysatoren erhält, sind außerordentlich hoch, so daß man Polymere erhält, die so geringfügige Katalysatorrückstände enthalten, ■, daß der herkömmliche Schritt des Entaschens entfallen kann. Die Katalysatoren sind bei der Homopolymerisation von Propylen und bei der Mischpolymerisation einer Mischung aus Propylen und einem anderen ^-Olefin wie z. B. Äthylen gut wirksam unter der Voraussetzung, dnß die FolymerisationsreaktionThe productivity values obtained with these new catalysts are extraordinarily high, so that polymers can be used obtained that contain so little catalyst residues, ■ that the conventional step of ash removal can be omitted. The catalysts are used in homopolymerization of propylene and in copolymerization of a mixture of propylene and another ^ -olefin such as B. Ethylene is effective provided that the polymerization reaction
κι in einem flüssigen Verdünnungsmittel wie z. B. flüssigem Propylenmonomer erfolgt. Bei der Dampfphasenpolymerisation, welche bei der Herstellung des EP-Mischpolymerblockes der P-EP-Blockpolymere (wie oben beschrieben) unter Anwendung herkömmlicher Verfahrensbedingungen angewendet wird, wurdeκι in a liquid diluent such as. B. liquid Propylene monomer takes place. In vapor phase polymerization, which are used in the production of the EP copolymer block of the P-EP block polymers (as described above) conventional process conditions is used
,r, jedoch gefunden, daß die Produktqualität des erhaltenen Blockpolymeren praktisch schlecht ist. Insbesondere wurde gefunden, daß - um die gewünschte Schlagfestigkeit bei dem gewünschten Schmelzfluß zu erzielen - beträchtlich mehr Äthylen in das Gesamtpolymer eingearbeitet werden muß als, r, however, found that the product quality of the obtained Block polymer is practically bad. In particular, it has been found that - to achieve the desired impact strength in the To achieve the desired melt flow - considerably more ethylene must be incorporated into the overall polymer than
?() dies der Fall ist, wenn herkömmliche Katalysatoren verwendet werden. Der notwendige Anstieg des Äthylengehalts zur Erzielung der Schlagfestigkeit hat nachteiligen Einfluß auf andere wünschenswerte Eigenschaften des Endprodukts wie z. B. Steifheit, Formbeständigkeit in der Wärme, Zugfestigkeit ? () This is the case when conventional catalysts are used. The need to increase the ethylene content to achieve impact strength adversely affects other desirable properties of the end product such as: B. stiffness, dimensional stability under heat, tensile strength
?u etc. ? u etc.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hochwirksames Verfahren zur Dampfphasenpolymerisation von Äthylen/Propylen-Blöcken auf vorgeformte Propylenpolymeren J() zu schaffen, welches Polymerprodukte mit verbesserter Schlagfestigkeit ergibt, ohne daß dabei andere wünschenswerte physikalische Folymereigenschaften wesentlich beeinflußt werden.It is therefore an object of the present invention to provide a highly effective process for the vapor phase polymerization of ethylene / propylene blocks onto preformed propylene polymers J () which results in polymer products with improved impact strength without significantly affecting other desirable physical polymer properties.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Äthylen/Propylen-Blockmischpolymeren, worin der polymerisierte Äthylengehalt des Gesamtpolymerproduktes auf ein Minimum gebracht wird r um die gewünschte Schlagfestigkeit zu erhalten.Another object of the invention is to provide a process for the preparation of ethylene / propylene block copolymers in which the polymerized ethylene content of the total polymer product is brought to a minimum r in order to obtain the desired impact strength.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines neuen Äthylen/Fropyleu-Blockmischpolymeren, welches im Vergleich zu herkömmlichen Äthylen/Propylen-BlockmiGchr, polymeren mit gleichem Geyamtäthylengehalt verbesserte Verarbnit harke it beim Strangpressen oder Spritzgießen aufweist.Another object of the present invention is to provide a new ethylene / Fropyleu block copolymers, which as compared with conventional ethylene / propylene BlockmiGch r, with the same polymeric Geyamtäthylengehalt improved Verarbnit harke it during the extrusion or injection molding has.
Eine weitere Aufgabe tier vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines neuen Äthylen/Propylen-Blockmischpolymeren, in welches bei niedrigeren Strangpress- oder Formpresstemperatiiren und/oder geringerem Strangpress- oder Formpressdruck als herkömmliche Harze mit gleichem Schmelzfluß und gleichem Äthylengehalt verarbeitet werden kann.Another object of the present invention is that Creation of a new ethylene / propylene block copolymer, in which at lower extrusion or compression molding temperatures and / or lower extrusion or compression molding pressure than conventional resins with the same melt flow and the same Ethylene content can be processed.
Gegenstand der Erfindung ist ein kontinuierliches Dampfphasen-Blockmischpolymerisationsverfahren , welches die folgenden Schritte umfaßt:The invention relates to a continuous vapor phase block copolymerization process which includes the following steps:
?i) (A) Herstellung eines vorgeformten Propylenpolymeren in feinteiliger Form, wobei das vorgeformte Polymer Rück- : stände an aktivem Katalysator enthält und durch Polymerisation von Propylen in Anwesenheit einer Katalysatorzusammensetzung hergestellt worden ist, welche die ? i) (A) Preparation of a preformed propylene polymers in particulate form, wherein the preformed polymer back: Scores of active catalyst and being prepared by polymerizing propylene in the presence of a catalyst composition comprising the
.J5 folgenden Bestandteile enthält:. J5 contains the following components:
a) eine Aluminiumtrialkylverbindung oder eine Aluminiumtrialkylverbindung, die zumindest teilweise einer Komplexbildung mit einer Elektronen-a) an aluminum trialkyl compound or an aluminum trialkyl compound which is at least partially a complex formation with an electron
3() donatcrverbindung unterworfen wurde und 3 () donor compound has been subjected and
b) Titantri- oder -tetrahalogenid auf einem Magnesiumdihalogenidträger, b) titanium tri- or tetrahalide on a magnesium dihalide support,
oder einen Komplex eines Titantri- oder -tetra- \ holagenids mit einer Elektronendonatorverbindung i auf einem Magnesiumdihalogenidträger; \ or a complex of Titantri- or tetra- \ holagenids with an electron i on a magnesium dihalide; \
(B) Einführen des vorgeformten Polymeren in mindestens eine j kontinuierliche, gerührte Reaktionszone; j(B) introducing the preformed polymer into at least one j continuous, stirred reaction zone; j
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(C) Einführen von Äthylen- und rropylenmonomereri in die Reaktionszotie in einem Molverhältnis von Äthylen zu Propylen von etwa 0,15 zu etwa 0,3 und(C) Introducing ethylene and propylene monomers into the Reaction rate in a molar ratio of ethylene to Propylene from about 0.15 to about 0.3 and
(D) Polymerisieren des Äthylen- und Propylenmonoraeren in der Dampfphase in der Reaktionszone auf das vorgeformte(D) polymerizing the ethylene and propylene monora in the Vapor phase in the reaction zone on the preformed
Propylen-Vorpolymer.Propylene prepolymer.
in In der Beschreibung und in den Ansprüchen dieser Erfindung haben die nachfolgenden Bezeichnungen die folgende Bedeutung: in the description and claims of this invention the following terms have the following meanings:
a) "vorgeforintes Polymer" bedeutet ein Propylenpolymer, ; welches zur unabhängigen Verwendung geeignet ist, welchesa) "preformed polymer" means a propylene polymer; which is suitable for independent use, which
v, jedoch Rück;.;Lände an aktivem Katalysator enthält.v, but back;.; contains land of active catalyst.
b) "Rückstände an aktivem Katalysator" bezeichnet katalytische Komponenten in dem Polymer, welche die Polymerisation zugefügter Monomere bewirken, wobei die Zugabe weiterer Katalysatormengen nicht nötig ist. Die hier genannten Rückstände an aktivem Katalysator sind vorzugsweise solche wie sie bei der anfänglichen Polymerisation zur Herstellung des vorgeformten Polymeren verwendet worden sind.b) "Active catalyst residues" means catalytic Components in the polymer that cause the polymerization of added monomers, with the addition of further amounts of catalyst is not necessary. The active catalyst residues mentioned here are preferably those as in the initial polymerization used to make the preformed polymer.
c) "Biockpolymer" hat die gleiche Bedeutung wie es nach dem Stand der Technik üblich ist, d. h. ein Polymermolekül bestehtc) "Block polymer" has the same meaning as it after State of the art is common, d. H. consists of a polymer molecule
?fi aus einem einzelnen Abschnitt eines oC-Olefin-Polymeren oder -Mischpolymeren, der an einen einzelnen Abschnitt eines anderen <*-01efiri-Polymeren oder -Mischpolymeren gebunden ist. Blockpolymere umfassen zwei oder mehrere Mischpolymere, wobei diese nacheinander aufeinander aufpolymerisiert sind, ? fi from a single section of one oC-olefin polymer or copolymer bonded to a single section of another <* - 01efiri polymer or copolymer. Block polymers comprise two or more mixed polymers, these being polymerized one after the other,
.!n und eiti Homopolymer, gefolgt von einem Mischpolymeren. ! n and eiti homopolymer, followed by a mixed polymer
oder alternativ Homo- oder Mischlpolymerblöcke von zwei oder mehreren «'-Olefinmonomeren.or, alternatively, homo- or mixed polymer blocks of two or more «'-olefin monomers.
d) "Flüchtige Bestandteile" umfassen nicht-polymerisierte cO-01efinmonomere sowie inerte Kohlenwasserstoffverdünnungs- ; mittel wie z. B. Äthan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan,d) "Volatile ingredients" include non-polymerized ones CO-01efin monomers and inert hydrocarbon diluents; medium such as B. ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane,
Octan, aromatische Kohlenwasserstoffe, Dieselöle oder der- ! gleichen. 1Octane, aromatic hydrocarbons, diesel oils or the - ! same. 1
e) Polymerisation in einem "Kohlenwasserstoffverdünnungsmittel" heißt, daß die Polymerisation in Anwesenheit inerter Kohlen- j Wasserstoffverdünnungsmittel durchgeführt werden kann wie ;e) Polymerization in a "hydrocarbon diluent" means that the polymerization can be carried out in the presence of inert carbon j hydrogen diluents such as ;
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3Q439493Q43949
ζ. B. in Anwesenheit jener, die oben unter d) genannt wurden oder Polymerisationen, wobei das tlonomcr, z. B. Propylen, unter Einhaltung entsprechender Temperatur- und Druckverhältnisse während der Polymerisation in flüssiger Form gehalten wird und selbst als Dispersionsmedium dient oder wobei Mischungen von inerten Kohlenwasserstoffen und Olefinmonomeren in flüssiger Form verwendet werden, f) "Dampfphasen" -Blockpolyrnerisation und "im wesentlichen ζ. B. in the presence of those mentioned above under d) or polymerizations, wherein the tlonomcr, z. B. propylene, while maintaining appropriate temperature and pressure conditions is kept in liquid form during the polymerization and itself serves as a dispersion medium or mixtures of inert hydrocarbons and olefin monomers are used in liquid form, f) "vapor phase" block polymerization and "essentially
in trockenes Vorpolymer" heißt, daß ein vorgeformtes Polymer, das flüchtige Bestandteile in der Größenordnung von etwa 5 % oder weniger enthält, mit gasförmigen Monomeren ohne Zugabe von inerten Kohlenwasserstoffverdünnungsmitteln umgesetzt wird.in dry prepolymer "means that a preformed polymer, that contains volatiles on the order of about 5% or less, with gaseous monomers without Addition of inert hydrocarbon diluents is implemented.
Propylen t gegebenenfalls in Mischung mit kleineren Mengen anderer c£~01efine mit etwa 2-10 Kohlenstoffatomen oder mehr, kann zur Bildung eines Vorpolymeren verwendet werden. Die anderen Olefine sind z. B. Äthylen, Buten-1, Isobuten-!, Penten-1, Hexen-1 und höhere Verbindungen sowie verzweigtkettige (^-Olefine wie z. B. 2-Methylbuten-1, A-Methylpenten-1 und höhere Verbindungen. Von diesen Monomeren sind Propylen und Mischungen von Propylen und Äthylen besonders interessant und bevorzugt. Wenn eine Kthylerikomporiente vorhanden ist, T propylene optionally mixed with minor amounts of other c ~ £ 01efine be used with about 2-10 carbon atoms or more, to form a prepolymer. The other olefins are e.g. B. ethylene, 1-butene, 1-isobutene, 1-pentene, 1-hexene and higher compounds and branched-chain (^ -olefins such as 2-methylbutene-1, A-methylpentene-1 and higher compounds. Of these Monomers, propylene and mixtures of propylene and ethylene are particularly interesting and preferred.
?l> wird diese vorzugsweise auf eine Konzentration von etwa 0,3-2 Gew.-% der gesamten Monomerbeschickung begrenzt. ? l> it is preferably to a concentration of about 0.3-2 wt .-% of the total monomer charge limited.
Das Vorpolymer wird in der Reaktionszone unter Verwendung eines Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittels und eines PoIy-3Ü merisationskatalysators gebildet, wobei die Polymerisation bis zu einem Feststoffgehalt von etwa 5-60 %, vorzugsweise etwa 20 - 40 % durchgeführt wird. Das bevorzugte Verdünnungsmittel ist flüssiges Propylen.The prepolymer is formed in the reaction zone using a hydrocarbon diluent and a polymerization catalyst , the polymerization being carried out to a solids content of about 5-60%, preferably about 20-40%. The preferred diluent is liquid propylene.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorpolymerbildung, d. h. bei dem bekannten sogenannten "Liquid-Pool-Verfahren", fungiert das Propylen sowohl als flüssiges Verdünnungsmittel als auch als Reaktionsteilnehmer, wobei kleine !'engen inerter Kohlenwasserstoffe wie z. B. Hexan, Mineralöle,In a preferred embodiment of prepolymer formation, d. H. in the well-known so-called "liquid pool process", the propylene functions both as a liquid diluent as well as reactants, with small! 'narrow inert hydrocarbons such. B. hexane, mineral oils,
,Paraffin
flüssiges etc., die zur Einführung der Katalysatorkomponente,Paraffin
liquid etc. leading to the introduction of the catalyst component
130065/OeOO130065 / OeOO
in die Reaktionszone verwendet werden können, anwesend sein
können.can be used in the reaction zone
can.
Die Reaktion ist kontinuierlich. Monomerbeschickung und Katalysatorkornponenten
werden kontinuierlich in den Reaktor
gegeben und eine Aufschlämmung von Polymerprodukt und
flüssigem Proplyen wird abgezogen, vorzugsweise mittels eines cyclischen Entnahmeventils, welches den kontinuierlichenThe reaction is continuous. The monomer feed and the catalyst components are fed continuously into the reactor
given and a slurry of polymer product and
liquid propylene is withdrawn, preferably by means of a cyclic withdrawal valve, which the continuous
in Betrieb simuliert. Verschiedene Modifizierungsmittel wie
z. B. Wasserstoff können zugegeben werden, um die Eigenschaften des Polymerproduktes zu verändern. Solche Modifizierungsmittel
sind dem Fachmann bekannt und sollen hier
nicht näher beschrieben werden, da sie nicht Teil diesersimulated in operation. Various modifiers such as
z. B. Hydrogen can be added to change the properties of the polymer product. Such modifiers are known to those skilled in the art and are intended here
cannot be further described as it is not part of this
15 Erfindung sind. 15 are invention.
Als die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatorkomponenten
zur Herstellung des Vorpolymers können alle kürzlich entwickelten, hoch-aktiven Magnesiumhalogenid-Trägerkatalysator-Komponenten
und Aluminium-organischen CokatalysatorkomponenterJ wie sie in den US PS 3 830 787, 3 953 414, 4 051 313, 4 115 3"J9
und 4 149 990 beschrieben worden sind, verwendet werden,
auf deren Offenbarung hier ausdrücklich verwiesen wird.As the catalyst components used in the present invention
Any of the recently developed, highly active supported magnesium halide catalyst components and organoaluminum cocatalyst components such as those described in US Pat have been used,
express reference is made to the disclosure of which here.
Eine solche Katalysatorzusammensetzung ist typischerweise : eine Zweikomponenten-Zusammensetzung, wobei die Komponenten \ separat in den Polymerisationsreaktor gegeben werden. j Vorzugsweise stammt die Komponente a) einer solche Zusammen- j setzung aus der Gruppe: Trialkylaluminium mit·1-8 Kohlen- :Such a catalyst composition is typically: a two-part composition, wherein the components \ separately be added to the polymerization reactor. Preferably, component a) of such a composition comes from the group: trialkylaluminum with 1-8 carbons:
stoffatomen in der Alkylgruppe wie z. B. Triäthylaluminium, Trimethylaluminium, Tri-n-butylaluminium, Tri-isobutylaluminiüm, Triisohexylaluminium, Tri-n-octylaluminium und Triisooctyl- j aluminium. Das Trialkylaluminium wird insbesondere vor dem \ Einführen in den Polymersiationsreaktor mit einem Elektronen- } material atoms in the alkyl group such as. B. triethyl aluminum, trimethyl aluminum, tri-n-butyl aluminum, tri-isobutyl aluminum, triisohexyl aluminum, tri-n-octyl aluminum and triisooctyl aluminum. The trialkylaluminum is particularly against the \ introduction into the Polymersiationsreaktor with an electron}
... donator einer Komplexbildung unterworfen. Die besten Ergebnisse werden erzielt, x^enn Ester von Carbonsäuren oder Diamine, insbesondere Ester aromatischer Säuren, als Elektronendonator * verwendet werden. !... the donator is subject to complex formation. The best results are achieved, x ^ enn esters of carboxylic acids or diamines, in particular esters of aromatic acids, can be used as electron donors *. !
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Einige typische Beispiele solcher Verbindungen sind Methyl- ;Some typical examples of such compounds are methyl;
und Äthylbenzoat, Methyl- und fithyl-p-methoxybenzoat, Di- ; äthylcarbonat, Äthylacetat, Dimethylmaleat, Triäthylborat,and ethyl benzoate, methyl and ethyl p-methoxybenzoate, di-; ethyl carbonate, ethyl acetate, dimethyl maleate, triethyl borate,
Sthyl~o-chlorbenzoat, Äthylnaphthenat, Methyl-p-toluat ,Kthyltoluat,Methyl o-chlorobenzoate, ethyl naphthenate, methyl p-toluate, ethyl toluate,
Äthyl-p-butoxybenzoat, Äthylcyclohexanoat, Kthylpivalat, \ Ethyl p-butoxybenzoate, ethyl cyclohexanoate, ethyl pivalate, \
N,N,N',N'-Tetramethylendiamin, 1,2,A-Trimethylpiperazin, : 2,5-Dimethylpiperazin und dergleichen. Das MolverhältnisN, N, N ', N'-Tetramethylenediamine, 1,2, A-Trimethylpiperazine,: 2,5-dimethylpiperazine and the like. The molar ratio
von Aluminiumalkyl zu Elektronendonator kann zwischen etwa ;from aluminum alkyl to electron donor can be between about;
,o 1-100, vorzugsweise zwischen etwa 2-5 betragen. Lösungen ; des Elektronendonators und der Trialkylaluminiumverbindung, o 1-100, preferably between about 2-5. Solutions ; the electron donor and the trialkylaluminum compound
in einem Kohlenwasserstoff wie z. B. Hexan oder Heptan ■ werden vorzugsweise für eine bestimmte Zeit, im allgemeinenin a hydrocarbon such as B. hexane or heptane ■ are preferably for a period of time, in general
weniger als 1 Stunde lang vor dem Einführen der Mischung in ;for less than 1 hour before introducing the mixture into;
die Polymerisationsreaktionszone umgesetzt. =the polymerization reaction zone reacted. =
Die andere Komponente der Katalysatorzusammensetzung ist \ entweder ein Titantri- oder -tetrahalogenid auf einem J Magnesiumdihalogenidträger oder ein Komplex eines Titantri- !The other component of the catalyst composition is \ either a Titantri- or -tetrahalogenid on a J magnesium dihalide or a complex of a Titantri-!
oder -tetrahalogenids und einer Elektronendonatorverbindung j
auf einem Magnesiumdihalogenidträger. Das Halogen in dem \ jeweiligen Halogenid kann Chlor, Brom oder Jod sein; j
das bevorzugte Halogen ist Chlor. Der Elektronendonator
- sofern dieser bei der Komplexbildung verwendet wird -or tetrahalide and an electron donor compound j on a magnesium dihalide support. The halogen in the \ respective halide may be chlorine, bromine or iodine; j the preferred halogen is chlorine. The electron donor
- if this is used in complex formation -
stammt zweckmäßig aus der Gruppe der Ester anorganischer
und organischer Sauerstoff-haltiger Säuren und den Polyaminen. Beispiele solcher Verbindungen sind die Ester aromatischer
Carbonsäuren wie z. B. Benzoesäure, p-Methoxybenzoesäure und p-Toluolsäuren und besonders die Alkylester
genannter Säuren; die Alkylendiamine wie z. B. N1 ,N" ,N"' ,N1"1
Tetramethyläthylendiamin. Das Molverhältnis von Magnesium
zu dem Elektronendonator beträgt etwa 1 oder mehr, vorzugsweise zwischen etwa 2 und 10. Der Titangehalt (berechnet als
Titanmetall) beträgt im allgemeinen zwischen etwa 0,1 und
20 Gew.-% in der Trägerkatalysatorkomponente, vorzugsweise
zwischen etwa 1 und 3 Gew.-%.appropriately comes from the group of the inorganic esters
and organic acids containing oxygen and the polyamines. Examples of such compounds are the esters of aromatic carboxylic acids such as. B. benzoic acid, p-methoxybenzoic acid and p-toluic acids and especially the alkyl esters
named acids; the alkylenediamines such. B. N 1 , N ", N"', N 1 " 1
Tetramethylethylenediamine. The molar ratio of magnesium
to the electron donor is about 1 or more, preferably between about 2 and 10. The titanium content (calculated as
Titanium metal) is generally between about 0.1 and
20% by weight in the supported catalyst component, preferably
between about 1 and 3 weight percent.
Die Herstellung solcher Trägerkatalysatorkomponenten istThe production of such supported catalyst components is
in der Literatur beschrieben worden, und diese sindhas been described in the literature, and these are
am Markt erhältlich. Savailable on the market. S.
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Bei speziellen Ausführungsformen der Erfindung werden als Elektronendonatoren Carbonssäureester verwendet, die etwaIn specific embodiments of the invention, as Electron donors used carboxylic acid esters, which are about
I bis 2 Kohlenstoffatome in der Estergruppe und etwa 1 bisI to 2 carbon atoms in the ester group and about 1 to
II Kohlenstoffatome in der Säurekomponente enthalten, während die als Elektronendonatoren verwendbaren Diamine vorzugsweise etwa 4 bis 7 Kohlenstoffatome enthalten.II contain carbon atoms in the acid component, while the diamines which can be used as electron donors preferably contain about 4 to 7 carbon atoms.
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- -«ΓDie Katalysatorkomponenten a) und b) werden in solchen Mengen in die Vorpolymer-Reaktionszone eingeführt, daß das Mol-Verhältnis von Al/Ti in dem weiten Bereich von etwa 1 bis etwa 10 000, vorzugsweise zwischen etwa 1o und 200, aufrechterhalten wird.- - «ΓThe catalyst components a) and b) are in such Amounts introduced into the prepolymer reaction zone that the Al / Ti molar ratio are in the wide range of about 1 to about 10,000, preferably between about 10 and 200, is maintained.
Die Temperaturen, bei denen die Vorpolymerbildung erfolgt, sind nach dem Stand der Technik bekannt und liegen z. B. zwischen 10° und 121°C, vorzugsweise zwischen etwa 46 7^0C, insbesondere zwischen etwa 52 - 68°C. Der Druck bei der Vorpolymerbildung kann von atmosphärischem Druck oder darunter, bei welchem normalerweise flüssige, inerte Kohlenwasserstoffverdünnungsmittel wie z. B. Heptan oder Hexan verwendet werden, bis zu einem Druck von 35 atüThe temperatures at which the prepolymer takes place are known in the prior art and are, for. B. between 10 ° and 121 ° C, preferably between about 46 7 ^ 0 C, in particular between about 52-68 ° C. The pressure in prepolymer formation can be from atmospheric pressure or below at which normally liquid, inert hydrocarbon diluents such as. B. heptane or hexane can be used up to a pressure of 35 atm
oder mehr, bei welchem Propylen als dessen eigenes Dispersions mittel oder Propylen in Mischung mit einem normalerweise gasförmigen Kohlenwasserstoffverdünnungsmittel wie z. B. Propan oder Buten, welche unter den Reaktionsbedingungen S20 flüssig sind, verwendet werden, betragen.or more, in which propylene as its own dispersant or propylene in mixture with a normally gaseous hydrocarbon diluent such as. B. propane or butene, which are liquid under the reaction conditions S 20 , are used.
j Das Vorpolymer wird von der Reaktionszone zu einer Ab- ! ; trennungszone wie z. B. einem Zyklon oder einem Beutel- \ filter geleitet, wo die flüchtigen Bestandteile von dem \ ! 25 Polymer abgetrennt und nach bekannten Verfahren weiterverarbeitet und in die Reaktionszone zurückgeleitet werden. Die : Abtrennung der flüchtigen Bestandteile erfolgt in ausreichen- ; : dem Maße, so daß weniger als etwa 10 %, vorzugsweise nicht mehr als etwa 5 % Gehalt an flüchtigen Bestandteilen in dem Vorpolymer verbleiben.j The prepolymer is converted from the reaction zone to an ab-! ; separation zone such as A cyclone or a bag \ filter passed example, where the volatile constituents of the \! 25 polymer separated and further processed by known methods and returned to the reaction zone. The: the volatile constituents are separated in sufficient quantities; : to the extent that less than about 10%, preferably no more than about 5% volatile content remains in the prepolymer.
Bei der Gasphasen-Blockpolymerisation wird das Polymer, das man aus der Trennungszone gewinnt und das Rückstände an aktivem Katalysator enthält, in eine kontinuierliche gerührte' Reaktionszone geleitet, die so ausgestattet ist, daß das Äthylenmonomer und das Propylenmonomer an einem oder mehreren Punkten über die Länge der Zone (und .inerte Gase wie z. B. Stickstoff) eingeführt werden können, so daß die Rückstände an aktivem Katalysator in dem Vorpolymer die genannten Monomeren zu einem Block polymerisieren,wodurch dieIn the case of gas phase bulk polymerization, the polymer that is recovered from the separation zone and the residues accumulate contains active catalyst, passed into a continuous stirred 'reaction zone which is equipped so that the Ethylene monomer and the propylene monomer at one or more points along the length of the zone (and inert gases such as B. nitrogen) can be introduced so that the residues of active catalyst in the prepolymer polymerize said monomers to a block, whereby the
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- nrr- - nrr-
endgültigen Eigenschaften des hergestellten Harzes modifi- \ ziert werden. Die Polymerisation in der kontinuierlichen gerührten Reaktionszone wird im allgemeinen bei einem Druck c, durchgeführt, der unter dem bei der Vorpolymerisation verwendetem Druck liegt, und zwar bei etwa 0,7 - 3,5 atü : oder etwas mehr. Die Polymerisations temperatur kann sich z. B* im Bereich von etwa 10 - 99°C, vorzugsweise von 54 - 93°C bewegen. s final properties of the resin modi \ prepared are sheet. The polymerization in the continuous stirred reaction zone is generally carried out at a pressure performed below that used in the prepolymerization pressure, namely at about 0.7 - 3.5 atmospheres: or slightly more. The polymerization temperature can, for. B * in the range of about 10-99 ° C, preferably 54-93 ° C. s
::
Die Äthylen- und Propylenmonomeren müssen vor dem Einführen : in die Gasphasenzone nicht vorher vermischt werden. Es ist ; sogar vorteilhaft, jedes Monomer separat an einem oder ; vorzugsweise mehreren Stellen entlang des Reaktors einzu-1f) führen. Es kann flüssiges Propylen eingeführt werden, wel- : ches beim Verdampfen einen Teil der durch die Polymerisation i erzeugten Hitze in der Reaktionszone entfernt. Das Mol- \ verhältnis des in die Reaktionszone eingeführten gesamten j Äthylens zu dem gesamten Propylen sollte jedoch von etwa 0,15 - 0,3+gehalten werden. Bei Verwendung höherer Anteile ; wurde gefunden, daß die Wirksamkeit des Äthylengehalts in dem Polymergesamtprodukt in Bezug auf die Schlagfestigkeitseigen-i schäften beträchtlich vermindert ist. Zum Beispiel ist es \ bei einem Molverhältnis von 0,5 erforderlich, etwa die doppelte Menge an Äthylen in das gesamte Polymer einzubringen, um die gleichen Schlagfestigkeitswerte wie bei einem End- \ produkt zu erhalten, das mit einem Verhältnis von etwa 0,2 hergestellt wurde. ; The ethylene and propylene monomers must be mixed before introduction into the gas phase zone. It is ; even advantageously, each monomer separately at one or ; preferably several points along the reactor lead 1f) . Liquid propylene can be introduced which, when evaporated, removes part of the heat generated by the polymerization in the reaction zone. The mole \ ratio of the introduced to the reaction zone throughout the entire j ethylene to propylene, however, should be from about 0.15 to 0.3 + are maintained. When using higher proportions; It has been found that the effectiveness of the ethylene content in the overall polymer product on impact strength properties is significantly reduced. For example, it is \ at a molar ratio of 0.5 required about introduce double the amount of ethylene in the whole polymer to the same impact values to obtain \ product as a final reagent prepared with a ratio of about 0.2 became. ;
Im allgemeinen wird in dem gesamten Blockpolymerisations-In general, in the entire block polymerization
reaktorsystem zwischen etwa 5 - AO Gew.-% Blockpolymer, bezogen auf das Gewicht des hergestellten Gesamtpolymers, erzeugt=reactor system between about 5 - AO wt .-% block polymer, based on the weight of the total polymer produced, produced =
Geeigente, kontinuierlich gerührte Reaktionszonen umfassenInclude appropriate, continuously stirred reaction zones
jene, die in US P 3 514 501 beschrieben worden sind, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich verwiesen wird. Die Reaktionszone kann aus einem oder mehreren Rohrreaktoren in Serie angeordnet, gegebenenfalls mit einer Ummantelung zum Abführen der Wärme und geeigenten Einleitungs-those described in US P 3,514,501, the disclosure of which is expressly incorporated herein by reference. The reaction zone can consist of one or more tubular reactors arranged in series, optionally with a jacket for dissipating the heat and suitable introduction
+ ) d.h. 0,15 - 0,3 Hol ,ft£hvle_n dio MpI Propylen +) ie 0.15-0.3 Hol, ft £ hvle_n dio MpI propylene
öffnungen für das Monomer sowie mit einer Rührvorrichtung ; ausgestattet sein. Entsprechend einer erfindungsgemäß : bevorzugten Ausführungsform werden ein oder mehrere horizonta-;openings for the monomer and with a stirrer; be equipped. According to a preferred embodiment according to the invention, one or more horizontally;
■ 5 Ie Bandmischer-Reaktoren für den kontinuierlichen Betrieb■ 5 Ie ribbon mixer reactors for continuous operation
{ verwendet. Solche Reaktoren sind innen mit einer Reihe von ; ; Bandschaufeln und/oder Blättern ausgestattet, die aufgrund : eines Kraftantriebs rotieren. Bei zweckmäßiger Anordnung der Rührvorrichtung kann das Polymer kontinuierlich vom Einlaß zum Auslaß geleitet werden. Unabhängig von Rühr- bzw. Misch- : { used. Such reactors come with a number of inside ; ; Belt blades and / or blades equipped, which rotate due to: a power drive. With a suitable arrangement of the stirring device, the polymer can be passed continuously from the inlet to the outlet. Independent of stirring or mixing :
Vorgang verhält sich das Polymerpulver im wesentlichen ganz ähnlich wie ein fließendes Medium und "fließt" oder bewegtDuring the process, the polymer powder behaves essentially very similarly to a flowing medium and "flows" or moves
■ sich vom Einführungspunkt des Reaktors zum Ausgangspunkt,■ move from the entry point of the reactor to the starting point,
; d. h, es fließt die gesamte Reaktorlänge entlang in ähnlicher Weise wie ein fließendes Medium, beispielsweise eine Flüssig-: : keit.; d. h, it flows along the entire reactor length in a manner similar to a flowing medium such as a liquid: ness.
; ,wenigstens; ,at least
; Propylen wird7durch die Reaktoreinlaßöffnung eingeführt,; Propylene is introduced 7 through the reactor inlet port,
: Bei Verwendung von flüssigem Propylenmonomer erfolgt die Beschickung vorzugsweise durch Einlaßsprühdüsen entlang : des oberen Teils des Reaktors. Die Ä'thylenmonomerbeschickung in Dampfform kann in ähnlicher Weise an Punkten über die Länge des Reaktors erfolgen. Es ist von Vorteil, wenn der ' Reaktor eine äußere Kühlungsummantelung besitzt, um die Wärme durch die Reaktorwand abzuleiten. Gegebenenfalls können zusätzliche Dampfphasenreaktoren in Serie mit dem Blockpolymerisationsreaktor angeordnet werden, um die Verweilzeit zu verlängern. Gegebenenfalls können - je nach dem gewünschten Zweck - verschiedene, bekannte Modifizierungsmittel zu einem oder mehreren der Reaktoren zugegeben werden.: When using liquid propylene monomer, the Feed preferably through inlet spray nozzles along: the top of the reactor. The ethylene monomer feed in vapor form can be done in a similar manner at points along the length of the reactor. It is an advantage if the 'The reactor has an outer cooling jacket around the Dissipate heat through the reactor wall. Optionally, additional vapor phase reactors can be installed in series with the bulk polymerization reactor be arranged to increase the residence time. If necessary, can - depending on the desired Purpose - various known modifying agents are added to one or more of the reactors.
Wegen der hohen Produktitivität des Trägerkatalysatorsystems (angegeben in kg hergestelltes Polymer pro kg Ti-Metall) - und die Produktivität wurde erfindungsgemäß weiter erhöht besteht keine Notwendigkeit eines Schrittes der Entaschung zum Entfernen des Katalysatorrückstands aus dem Polymer, wie dies bei herkömmlichen Katalysatoren der Fall ist,Because of the high productivity of the supported catalyst system (given in kg of polymer produced per kg of Ti metal) - and the productivity has been further increased according to the invention, there is no need for a step of ash removal to remove the catalyst residue from the polymer, as is the case with conventional catalysts,
: Die erfindungsgemäßen Polymerprodukte, die mit Hilfe des: The polymer products according to the invention, which with the help of the
bevorzugten "liquid pool"-Verfahrens hergestellt.werden, besitzen folgende Eigenschaften: -- preferred "liquid pool" process. have the following properties: -
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: -ja·- ί: -yes · - ί
'■ Ihr Schrnelzflußbereich beträgt zwischen etwa 0,1 und 10 g/10 Min,das Ver- ! '■ Your melt flow range is between about 0.1 and 10 g / 10 min.
hältnis des Gewichtsdurchschnitts-Molekulargewichts zum Zahlendurchschnittfratio of weight average molecular weight to number average f
Molekulargewicht ist über 6,5, der Äthylengehalt beträgt/e^äsf^W.-%,Molecular weight is over 6.5, the ethylene content is / e ^ ä s f ^ W. -%,
> 5 vorzugsweise mehr als etwa 4 Gew.-%, der Titangehalt ist nicht höher als> 5 preferably more than about 4% by weight, the titanium content is not higher than
etwa 3 TpM, der Mg-Gehalte nicht höher als etwa 40 TpM, der Cl-Gehalt |about 3 ppm, the Mg content not higher than about 40 ppm, the Cl content |
nicht höher als etwa 100 TpM,und der Gesarat-Aschegehalt ist ino greater than about 100 ppm and the total ash content is i
nicht höher als etwa 400 TpM. \ no higher than about 400 ppm. \
id Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Polymere \ id The particular advantages of the polymers according to the invention \
im Vergleich zu herkömmlichen Polymeren umfassen: einen ,Compared to conventional polymers include: one,
breiteren Bereich der Verarbeitbarkeit, geringerer Energie- \ wider range of processability, lower energy \
bedarf bei der Verarbeitung, bessere Fähigkeit zum Füllen \ needs in processing, better ability to fill \
dünner Abschnitte und zahlreicher Vertiefungen in der Form, Jthin sections and numerous indentations in the shape, J
bessere Tiefzieheigenschaften und leichtere Ziehfähigkeit jbetter deep-drawing properties and easier drawability j
sowie höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit bei der Her- jas well as higher processing speed in the manufacture of j
stellung von Endlosfäden- und Stapelfaserprodukten. \ production of filament and staple fiber products. \
Aufgrund von Spiral-Schmelzflussmessungen wurde z. B. jBased on spiral melt flow measurements, z. B. j
gefunden, daß die erfindungsgemäßen Polymere mit einem j Schmelzflußbereich von etwa 2 -IOg/10 Min. bei Preßtemperatur,found that the polymers according to the invention with a j Melt flow range of about 2 -IOg / 10 min. At press temperature,
die 23 - etwa 17 Grad niedriger liegen bzw. Druckver- . \ the 23 - are about 17 degrees lower or Druckver-. \
2 *2 *
hältnissen, die ca. 25 - 11 kp/cm geringer sind,verarbeitet !conditions that are approx. 25 - 11 kp / cm lower are processed!
werden können als dies bei herkömmlichen Polymeren mit jcan be compared to conventional polymers with j
or gleichem Schmelzfluß (ASTM-1238) und gleichem Gesamtäthylen- \ or the same melt flow (ASTM-1238) and the same total ethylene \
gehalt der Fall ist. Ϊsalary is the case. Ϊ
Man nimmt an, daß die Molekulargewichtverteilung von ;It is believed that the molecular weight distribution of;
Mw/Mn die Eigenschaft ist, die am wahrscheinlichsten iMw / Mn is the property that is most likely i
Verbesserungen der Schlagfestigkeit sowie auch der rheologi- jImprovements in impact resistance as well as rheological j
sehen Werte des Polymers und der Verarbeitbarkeit hervor- \ see values of the polymer and the processability \
bringt. Polymerisation mit einem herkömmlichen Katalysator- \ system ergibt typischerweise ein Polymerprodukt mit einembrings. Polymerization using a conventional catalyst \ system typically gives a polymer product with a
Verhältnis von Mw/Mn von höchstens 6,5, im allgemeinen jRatio of Mw / Mn of at most 6.5, generally j
von weniger als 6, während die erfindungsgemäßen Polymere Jof less than 6, while the inventive polymers J
jj
ein Verhältnis von Mw/Mn von mindestens 6,5, insbesondere Ia ratio of Mw / Mn of at least 6.5, in particular I.
etwa 7 bis etwa 10 aufweisen. :about 7 to about 10. :
Gegebenenfalls können in das Polypropylenharz verschiedene JIf necessary, various J
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-;μγ--; μγ-
Additive wie Fasern, Füllmittel, Antioxidationsmittel, Metalldeaktivierungsmittel, Wärme- und Lichtstabilisatoren, Farben, Pigmente, Gleitmittel und dergleichen eingearbeitet werden.Additives such as fibers, fillers, antioxidants, metal deactivators, Heat and light stabilizers, paints, pigments, lubricants and the like can be incorporated.
Die erfindungsgemäßen Polymere können vorteilhaft bei der Herstellung von Fasern, Fäden und Folien durch Strangpressen, bei der Herstellung von starren Gegenständen durch Spritzgießen sowie bei der Herstellung von Flaschen durch Blasformverfahren verwendet werden.The polymers according to the invention can advantageously be used in the production of fibers, threads and films by extrusion, in the manufacture of rigid objects by injection molding and in the manufacture of bottles by blow molding processes be used.
Die folgenden Beispiele erläutern die Vorteile der Erfindung.The following examples illustrate the advantages of the invention.
Beispiele 1-7Examples 1-7
Die Versuche wurden in einer kontinuierlich betriebenen Pilot-Anlage in technischem Maßstab durchgeführt. Zur Herstellung des Vorpolymeren wurde ein mit einem Rührer ausgestatteter Reaktor kontinuierlich mit Propylen und den Katalysatorkomponenten beschickt, wobei die Geschwindigkeit der Monomerbeschickung einer Verweilzeit in dem Reaktor von 2 Stunden entsprach. Die Aluminium-organische Verbindung des Katalysatorsystems war eine Hexanlösung von Triisobutylaluminium (TIBA), welches vor dem Einführen in den Reaktor mit einer Hexanlösung von Methyl-p-toluat (MPT), einer Elektronendonatorvertindung, behandelt worden war. Die feste Titanhalogenid-Katalysatorträgerkomponente war ein im Handel erhältlicher Katalysator· Die Katalysatortragerkomponente enthielt etwa 1,5 Gew.-% Titan, 20,3 Gew.-% Magnesium, 60 Gew.-% Chlor und 9,6 Gew.-% flüchtige Kohlenwasserstoffe. Bei der Herstellung der Katalysatortragerkomponente war fithylbenzoat verwendet worden. Die zwei Katalysatorkomponenten wurden in einer Geschwindigkeit eingeführt, dierder Polymerherstellungsgeschwindigkeit direkt proportional war und in ausreichenden Mengen, um die Polymer-Feststoffkonzentration in der Reaktoraufschlämmung bei einem Nominalwert von etwa AO % zu halten. Die Katalysatorproduktivität (kg Polymer/kg Ti-Metall) wurde jeweils aus der Entnahmegeschwindigkeit der Polymeraufschlämmung, dem Feststoff-The tests were carried out in a continuously operated pilot plant on an industrial scale. To prepare the prepolymer, a reactor equipped with a stirrer was continuously charged with propylene and the catalyst components, the rate of monomer charging corresponding to a residence time in the reactor of 2 hours. The organoaluminum compound of the catalyst system was a hexane solution of triisobutylaluminum (TIBA) which had been treated with a hexane solution of methyl p-toluate (MPT), an electron donor compound, before being introduced into the reactor. The solid titanium halide catalyst support component was a commercially available catalyst. The catalyst support component contained about 1.5 weight percent titanium, 20.3 weight percent magnesium, 60 weight percent chlorine, and 9.6 weight percent volatile hydrocarbons . Ethyl benzoate was used in the preparation of the catalyst support component. The two catalyst components were introduced at a rate which was directly proportional to r of the polymer production rate and in amounts sufficient to maintain the polymer solids concentration in the reactor slurry at a nominal value of about AO%. The catalyst productivity (kg polymer / kg Ti metal) was determined in each case from the removal rate of the polymer slurry, the solids
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gehalt in der Aufschlämmung und der Zugabemenge an Titankalalysatorkomponente errechnet.content in the slurry and the amount of titanium analyzer component added calculated.
ö Nach Abtrennung des Vorpolymers von dem nicht umgesetzten Propylen wurde dieses Vorpolymer, welches noch Rückstände an aktivem Katalysator enthielt, nachfolgend in zwei in Serie angeordnete, mit einer Ummantelung zur Wasserkühlung ausgestattete, horizontale Reaktoren geleitet, wovQn jeder der Reaktoren mit Bandschaufeln zum Zwecke des Rührens ausgestattet war. Das Propylen wurde in der Nähe der öffnung jeder der Reaktoren , das Äthylen durch drei öffnungen, die gleichmäßig über die Reaktoren verteilt waren, eingeführt. Das Blockpolymerprodukt wurde vom Auslaß des zweiten Reaktors gewonnen. Die Verfahrensbedingungen in jedem der Reaktoren waren im wesentlichen die gleichen, sofern dies nicht anderweitig angegeben wurde. Die jeweiligen Verfahrensbedingungen und Ergebnisse werden in der Tabelle 1 angegen. Die Zeichnung zeigt das Verhältnis von Gewoi Äthylen in dem Produkt zu der Izod- ö After separating the prepolymer from the unreacted propylene this prepolymer, which still contained residues of active catalyst was subsequently arranged in two series, equipped with a jacket for water cooling, directed horizontal reactors wovQn each of the reactors with ribbon blades for the purpose of stirring was equipped. The propylene was introduced near the opening of each of the reactors, the ethylene through three openings evenly distributed over the reactors. The block polymer product was recovered from the outlet of the second reactor. The process conditions in each of the reactors were essentially the same unless otherwise indicated. The respective process conditions and results are given in Table 1. The drawing shows the ratio of Gewoi ethylene in the product to the Izod-
Kerbzähigkeit (bei Raumtemperatur). Die Kurve A bezeichnet das typische Verhältnis, welches man bei Herstellung des Vorpolymeren mit herkömmlichem Katalysator erhält wie z. B. Stauffer AA-Katalysator (3TiCIo.AlCIo) mit Diäthylaluminium-Chlorid als Cokatalysator (Molverhältnis von Al/Ti = etwa 3) und unter Bedingungen, die einen endgültigen Produkt-Schmelzfluß von etwa 2g/10 Min. erlaubten. Es wurde gefunden, daß bei einem solchen herkömmlichen Verfahren das verwendete Molverhältnis von Äthylen/Propylen in der Dampfphasenreaktionszone beträchtlich variiert werden kann, z. B. vonNotch toughness (at room temperature). Curve A denotes the typical ratio that is found in the manufacture of the Pre-polymers obtained with conventional catalyst such. B. Stauffer AA catalyst (3TiCIo.AlCIo) with diethylaluminum chloride as a cocatalyst (Al / Ti molar ratio = about 3) and under conditions that result in a final product melt flow of about 2g / 10 min. allowed. It has been found that in such a conventional method, that used The ethylene / propylene molar ratio in the vapor phase reaction zone can be varied considerably, e.g. B. from
etwa 0,2 bis 0,8, ohne daß man eine wesentliche Auswirkung auf das durch Kurve A dargestellte Verhältnis erreicht.about 0.2-0.8 without significantly affecting the relationship represented by curve A.
Die Kurve B beschreibt das Verhältnis von Äthylengehalt zu Izod-Schlagfestigkeit, welche man entsprechend der Ver-Curve B describes the ratio of ethylene content to Izod impact strength, which is determined according to the
gleichsbeispiele 1 - 6 erhielt. Die Polymere in dxesen Beispielen wurden alle mit einer erfindungsgemäßen Katalysatorzusammensetzung hergestellt. Die Damphphasen-Blockmischpolymerisationsreaktionen jedoch wurden jeweils bei einem Verhältnis von Äthylen/Propylen hergestellt, das außerhalbsame examples 1 - 6 received. The polymers in these examples were all made with a catalyst composition according to the invention manufactured. The vapor phase bulk interpolymerization reactions, however, were each at one Ethylene / propylene ratio produced outside
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des erfindungsgemäßen Bereichs lag. Wie man aus Kurve B in der Zeichnung ersehen kann, war das jeweils in die Blockmischpolymere eingearbeitete Äthylen nicht sehr wirkungsvoll bei der Erzielung guter Schlagfestigkeitswerte. Tatsächlich ist die Einarbeitung von etwa der doppelten Mengen Äthylen im Vergleich zu konventionell hergestellten Blockmischpolymeren (Kurve A) notwendig, um Produkte mit der erwünschten Schlagfestigkeit zu erhalten.of the range according to the invention. How to get from curve B in As can be seen from the drawing, the ethylene incorporated into each of the block copolymers was not very effective in achieving good impact resistance values. In fact, the incorporation of about twice the amount of ethylene is compared to conventionally produced block copolymers (curve A) necessary to produce products with the desired To maintain impact resistance.
ίο Beispiel 7» das erfindimgsgemäß hergestellt wurde, ergab ein Blockmischpolymer mit einem wesentlich verbesserten Verhältnis von Äthylengehalt zur Schlagfestigkeit, (Der Punkt ist in der Zeichnung angegeben.)Example 7, which was produced according to the invention, resulted a block copolymer with a significantly improved ratio of ethylene content to impact strength, (The point is indicated in the drawing.)
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ο σ> ο οο σ> ο ο
271■ 2 hours -
271
ii
jI.
j
+) Diese Werte wurden aus+) These values were taken from
angelsächsischen Maßeinheit ft.lb/in. unter Verwendung des FaktorsAnglo-Saxon unit of measurement ft.lb/in. using the factor
Die Polymerprodukte aus 2 kontinuierlichen Polymerisationsansätzen, die im wesentlichen entsprechend dem für die Beispiele 1-7 beschriebenem Verfahren hergestellt wurden, jedoch mit der Ausnahme, daß 1,4 Mol-% Äthylen in dem Beschickungsstrom des Vorpolymer-Reaktors in Beispiel 9 anwesend war und als Cokatalysator Triäthylaluminium verwendet wurde, wurden einer detaillierten Analyse unterzogen Die Ergebnisse soviie die jeweiligen VerfahrensThe polymer products from 2 continuous polymerization batches, which essentially correspond to that for the Examples 1-7 described procedure were prepared, but with the exception that 1.4 mol% of ethylene in the Feed stream of the prepolymer reactor was present in Example 9 and used triethylaluminum as cocatalyst were subjected to a detailed analysis. The results as well as the respective procedures
bedingungen werden in der Tabelle 2 angegeben.conditions are given in table 2.
Wie in Tabelle 2 angegeben, wurden ASTM-Standard-Testverfahren zur Bestimmung der meisten Eigenschaften der Polymer produkte angewendet.As indicated in Table 2, ASTM standard test procedures were used to determine most of the properties of the polymer products applied.
Das Verhältnis von Mw/Mn wurde durch Flüssigkeitschromatographie unter Verwendung von o-Dic&orbenzol als Lösungsmittel bestimmt.The ratio of Mw / Mn was determined by liquid chromatography using o-dicorbenzene as a solvent certainly.
Der Gehalt an Ti, Mg und Al wurde durch atomare Absorptions analyse der Polymerasche, gelöst in Salzsäure, bestimmt. Der Chlorgehalt wurde durch kolorimetrische Bestimmung der verbrannten Polymerprobe unter Verwendung einer Parr- ?r> Sauerstoff bombe bestimmt.The content of Ti, Mg and Al was determined by atomic absorption analysis of the polymer ash dissolved in hydrochloric acid. The chlorine content was determined by colorimetric determination of the burned polymer sample using a Parr? R> Oxygen bomb.
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Forts.TabelleContinued table
Polymer-Verunreinigungen kristalliner Schmlezpunkt, 0C Härte (Rockwell) (6) LTB++ - 0C (7) Izod-Schlagfestigkeit (8) mkg/cmPolymer impurities crystalline melting point, 0 C hardness (Rockwell) (6) LTB ++ - 0 C (7) Izod impact strength (8) mkg / cm
Asche - TpM Mg - TpM Ti- TpM
Cl - TpM Al - TpMAsh - TpM Mg - TpM Ti- TpM
Cl - TPM Al - TPM
(1) ASTM D1238, Bed. L(1) ASTM D1238, Bed. L.
(2) ASTM D15O5(2) ASTM D15O5
(3) ASTM D638 (A) ASTM D79O(3) ASTM D638 (A) ASTM D79O
(5) ASTM D6A8(5) ASTM D6A8
(6) ASTM D(6) ASTM D.
(7) ASTM D7A6(7) ASTM D7A6
(8) ASTM D256(8) ASTM D256
+ = Biegetemperatur unter Belastung+ = Bending temperature under load
++ = Tieftemperatursprödigkeit++ = low temperature brittleness
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-Zb--Zb-
LeerseiteBlank page
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