CZ306881B6 - A polyolefin powder, the method of its manufacture and use - Google Patents
A polyolefin powder, the method of its manufacture and use Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306881B6 CZ306881B6 CZ2016-172A CZ2016172A CZ306881B6 CZ 306881 B6 CZ306881 B6 CZ 306881B6 CZ 2016172 A CZ2016172 A CZ 2016172A CZ 306881 B6 CZ306881 B6 CZ 306881B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- propylene
- bis
- methoxymethyl
- dimethoxypropane
- polymerization
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28011—Other properties, e.g. density, crush strength
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
- B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28016—Particle form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2310/00—Masterbatches
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
Description
Vynález se týká polyolefinového prášku, způsobu jeho výroby a použití, dále způsobu úpravy Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru určeného k výrobě polyolefinového prášku.The present invention relates to a polyolefin powder, to a process for its production and use, and to a process for treating a Ziegler-Natta precatalyst for the production of a polyolefin powder.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Známé termoplastické polymery, jako jsou polyethylen, polypropylen a různé kopolymery a terpolymery ethylenu a propylenu s vyššími α-olefmy jsou obvykle vyráběny na ZieglerovýchNattových katalytických systémech, u nichž tzv. prekatalyzátor je obvykle tvořen MgCl2, TiCl4 a interním donorem. K aktivaci tohoto prekatalyzátoru na jeho polymerace schopnou formu, tedy katalyzátor, bývá obvykle využíván organohlinitý kokatalyzátor o obecné struktuře A1R3, kde R je n-alkyl nebo iso-alkyl. Eventuálně může být tento katalyzátor modifikován různými typy externích donorů z důvodu zvýšení jeho stereospecifíty i stereoregularity výsledného termoplastického polyolefmu.Known thermoplastic polymers such as polyethylene, polypropylene, and various copolymers and terpolymers of ethylene and propylene with higher α-olefins are usually produced on ZieglerNatt catalytic systems, in which the so-called precatalyst is usually composed of MgCl 2 , TiCl 4 and an internal donor. To activate this precatalyst for the polymerizable form thus the catalyst used is usually an organoaluminum cocatalyst, the general structure A1R 3 wherein R is n-alkyl or iso-alkyl. Alternatively, the catalyst may be modified by various types of external donors to increase its stereospecificity and stereoregularity of the resulting thermoplastic polyolefin.
Charakter výsledných polymemích částic těchto polyolefmu závisí na složení prekatalyzátoru a jeho morfologii, dále také na charakteru a zastoupení jednotlivých reakčních složek (kokatalyzátor, externí donor, vodík, monomery) v reakční směsi a v neposlední řadě také na polymeračních podmínek (teplota, tlak, fázové prostředí). Výsledné polymerní částice jsou kulovitého až oválného tvaru proměnlivého rozměru (0,2 až 2,0 mm), povrch těchto částic obvykle bývá více méně hladký a sypná hmotnost vztažená k jejich morfologii a distribuci velikosti částic bývá relativně vysoká (350 až 500 g/1). Takovéto polymerní částice se vyznačují, díky svému tvaru a vysoké sypné hmotnosti, snadným transportem a skladovatelností. Z jiného pohledu je morfologie těchto polymemích částic nevýhodná, např. pro využití tohoto polymeru z hlediska sorpčních schopností.The character of the resulting polymer particles of these polyolefins depends on the composition of the precatalyst and its morphology, as well as on the nature and content of individual reactants (cocatalyst, external donor, hydrogen, monomers) in the reaction mixture and last but not least on polymerization conditions (temperature, pressure, phase). environment). The resulting polymer particles are spherical to oval in shape with varying dimensions (0.2 to 2.0 mm), the surface of these particles usually being more or less smooth, and the bulk density relative to their morphology and particle size distribution is relatively high (350 to 500 g / l). ). Due to their shape and high bulk density, such polymer particles are easy to transport and store. In another aspect, the morphology of these polymer particles is disadvantageous, for example, for utilizing this polymer in terms of sorption properties.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Úkolem vynálezu je připravit polyolefinový prášek se změněnou morfologií, nalézt výhodný způsob jeho výroby, jakož i výhodný Zieglerův-Nattův prekatalyzátor k provádění tohoto způsobu výroby. Toho se podle vynálezu značnou měrou dosáhne polyolefinovým práškem, který obsahuje částice s chomáčkovou morfologií a to alespoň ze 40 % hmotnostních.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a polyolefin powder with altered morphology, to find a preferred process for its production, and a preferred Ziegler-Natta precatalyst for carrying out this process. According to the invention, this is largely achieved by a polyolefin powder which contains particles with a tuft morphology of at least 40% by weight.
Tyto částice jsou tvořeny vlákny polyolefmu, která mají rozdílný průměr a délku. Vlákna běžně dosahují průměru 5 až 100 pm, s výhodou 10 až 50 pm a délky 10 až 2000 pm, s výhodou 50 až 1000 pm. Jde o částice nekompaktní, jelikož délka vláken je vždy několikanásobně vyšší než jejich průměr. Tím se tyto předmětné částice odlišují od běžných kompaktních částic polyolefmu, jež vykazují uniformitu ve všech 3 rozměrech. Vlákna částic polyolefinového prášku podle vynálezu jsou různě propletena a vytváří trojrozměrnou strukturu s různě velkými meziprostory v závislosti na jejich počtu, průměru a délce. Tyto meziprostory mezi vlákny obsahují vzduch (případně je lze vyplnit jinou látkou). Meziprostory mezi vlákny mají významnou roli v absorpčních a izolačních schopnostech polymeru tvořeného těmito částicemi. Částice polyolefmu s vlákennou strukturou ve formě prášku dosahují makroskopické velikosti od 0,1 do 4 mm, s výhodou od 0,2 do 2 mm - tato velikost je závislá na velikosti částic použitého polymeračního katalyzátoru, na podmínkách jeho tepelné aktivace a na podmínkách polymerace.These particles consist of polyolefin fibers having different diameters and lengths. The fibers typically have a diameter of 5 to 100 µm, preferably 10 to 50 µm, and a length of 10 to 2000 µm, preferably 50 to 1000 µm. These particles are not compact, since the length of the fibers is always several times higher than their diameter. As a result, these subject particles differ from conventional compact polyolefin particles which exhibit uniformity in all 3 dimensions. The fibers of the polyolefin powder particles of the invention are intertwined differently to form a three-dimensional structure with different sized interspaces depending on their number, diameter and length. These fiber interfaces contain air (or can be filled with another substance). The interspaces between the fibers play an important role in the absorption and insulating properties of the polymer formed by these particles. The particulate polyolefin having a fibrous structure in the form of a powder has a macroscopic size of from 0.1 to 4 mm, preferably from 0.2 to 2 mm, depending on the particle size of the polymerization catalyst used, its thermal activation conditions and polymerization conditions.
Termín částice polyolefinu s chomáčkovou morfologií podle vynálezu znamená částici polyolefmu s trojrozměrnou strukturou tvořenou různě propletenými vlákny polyolefmu s meziprostory mezi vlákny.The term tuft morphology polyolefin of the present invention refers to a polyolefin particle having a three-dimensional structure formed by interwoven fibers of polyolefin with interwoven interspaces.
- 1 CZ 306881 B6- 1 GB 306881 B6
S ohledem na praktické využití se jeví také vhodné, když polyolefinový prášek tvoří polyolefín, jehož sypná hmotnost je v rozmezí 20 až 300 g/1, z pohledu sorpčních a tepelně-izolačních schopností se jeví jako výhodnější rozsah 20 až 200 g/1. Sypná hmotnost (SH) polymemího prášku byla stanovena podle normy ISO 60(E).With regard to practical application, it also appears to be advantageous if the polyolefin powder is a polyolefin having a bulk density in the range of 20 to 300 g / l, in the range of 20 to 200 g / l in terms of sorption and thermal insulation properties. The bulk density (SH) of the polymer powder was determined according to ISO 60 (E).
Výhodný způsob přípravy polyolefinového prášku spočívá zejména v tom, že se na tepelně upraveném Zieglerově-Nattově prekatalyzátoru aktivovaném organohlinitým kokatalyzátorem provádí koordinační polymerace 1-olefinů.A preferred method of preparing the polyolefin powder is in particular by coordinating the polymerization of 1-olefins on a thermally treated Ziegler-Natta precatalyst activated with an organoaluminium cocatalyst.
Termín Zieglerův-Nattův prekatalyzátor podle vynálezu je látka tvořená sloučeninou obsahující přechodový kov z IV. - VIII. skupiny. Jedná se zpravidla o halogenidy nebo oxyhalogenidy Ti, V nebo Cr, zejména pak Ti. Výhodnými Zieglerovy-Nattovy prekatalyzátory jsou zejména TiCl3, TÍCI4, směsi VOC13 s TÍCI4 a směsi VC14 s TÍCI4. Vhodnými nosiči pro ZieglerovyNattovy prekatalyzátory jsou silika nebo hořčíkové sloučeniny jako jsou halidy hořčíku, zejména pak MgCl2; dále pak alkoxidy hořčíku, dialkyl hořčíkové sloučeniny a organické halidy hořčíku. Jsou to sloučeniny známé a běžně při polymeraci olefinu používané. V případě ZieglerovýchNattových prekatalyzátorů vázaných na povrchu nosiče a určených pro polymeraci propylenu a kopolymeraci propylenu s jinými 1-olefiny je na povrchu nosiče navázána elektrondonomí sloučenina nazývaná interní donor určená ke zvýšení stereospecifity těchto prekatalyzátorů. Podle použitého typu interního donoru můžeme Zieglerovy-Nattovy prekatalyzátory rozdělit např. na ftalátové, dietherové nebo sukcinátové.The term Ziegler-Natta precatalyst of the invention is a compound comprising a transition metal compound of IV. - VIII. groups. These are generally the halides or oxyhalides of Ti, V or Cr, in particular Ti. Preferred Ziegler-Natta precatalysts are, in particular, TiCl 3 , TiCl 4 , mixtures of VOCl 3 with TiCl 4 , and mixtures of VCl 4 with TiCl 4 . Suitable carriers for Ziegler Natt precatalysts are silica or magnesium compounds such as magnesium halides, especially MgCl 2 ; and magnesium alkoxides, dialkyl magnesium compounds, and organic magnesium halides. They are compounds known and commonly used in olefin polymerization. In the case of Ziegler Natt precatalysts bound to the support surface and intended for polymerizing propylene and copolymerizing propylene with other 1-olefins, a compound called an internal donor designed to enhance the stereospecificity of these precatalysts is attached to the support surface by electrondonomy. Depending on the type of internal donor used, Ziegler-Natta precatalysts can be divided into, for example, phthalate, diether or succinate.
Tepelná úprava tohoto Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru se provádí při sníženém tlaku pod 1 kPa nebo pod průtokem inertního plynu vybraného ze skupiny obsahující dusík, helium nebo argon, s výhodou dusík, při teplotách v rozmezí 50 °C až 150 °C po dobu 1 minuty až 10 hodin. Následná aktivace takto tepelně upraveného Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru se provádí reakcí s organohlinitou sloučeninou obecného vzorce AIR„Zun, kde R je C]-C20 alkylová skupina, Z je halogen vybraný ze skupiny obsahující F, Cl, Br nebo I a n je číslo 0, 1, 2 nebo 3, např. reakcí s některou z organohlinitých sloučenin zahrnujících trimethylhliník (TMA), triethylhliník (TEA), triisobutylhliník (TIBA), tri-n-hexylhliník (THA), tri-iso-hexylhliník (TÍHA), tri-noktyl—hliník (TOA) a tri—n—decyl—hliník (TDA).The heat treatment of the Ziegler-Natta precatalyst is carried out under reduced pressure below 1 kPa or under an inert gas flow selected from the group consisting of nitrogen, helium or argon, preferably nitrogen, at temperatures ranging from 50 ° C to 150 ° C for 1 minute to 10 hours. Subsequent activation of the heat-treated Ziegler-Natta precatalyst is accomplished by reaction with an organoaluminum compound of the formula AIR "Zun, where R is a C 1 -C 20 alkyl group, Z is a halogen selected from the group consisting of F, Cl, Br or I and n is 0 , 1, 2 or 3, e.g. by reaction with any of the organoaluminum compounds including trimethyl aluminum (TMA), triethyl aluminum (TEA), triisobutyl aluminum (TIBA), tri-n-hexyl aluminum (THA), tri-iso-hexyl aluminum (TÍHA), tri -noctyl-aluminum (TOA) and tri-n-decyl-aluminum (TDA).
Koordinační polymerace 1-olefinů může být prováděna v prostředí plynného nebo kapalného 1olefinu nebo v prostředí nepolárního uhlovodíkového rozpouštědla nasyceného 1-olefinem a výsledkem této polymerace mohou být homopolymery ethylenu nebo propylenu, dále kopolymery ethylenu nebo propylenu s vyššími 1-olefiny a dále terpolymery ethylenu a propylenu s vyššími 1-olefiny, které vždy obsahují částice s chomáčkovou morfologií.The coordination polymerization of 1-olefins can be carried out in a gaseous or liquid 1-olefin environment or a non-polar hydrocarbon solvent saturated with 1-olefin, resulting in ethylene or propylene homopolymers, ethylene or propylene copolymers with higher 1-olefins, and ethylene terpolymers; propylene with higher 1-olefins, which always contain particles with tuft morphology.
Termín nepolární uhlovodíkové rozpouštědlo podle vynálezu zahrnuje rozpouštědla vybraná ze skupiny obsahující zkapalněný propan, zkapalněný butan, izomery pentanu, hexanu, heptanu a dalších Cg-Cjg lineárních nasycených uhlovodíků, cyklopentanu, cyklohexanu, benzenu, toluenu, xylenu a minerální oleje.The term non-polar hydrocarbon solvent of the invention includes solvents selected from the group consisting of liquefied propane, liquefied butane, isomers of pentane, hexane, heptane and other C8-C8 linear saturated hydrocarbons, cyclopentane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene and mineral oils.
Vhodným prekatalyzátorem k tepelné úpravě a následné koordinační polymeraci 1-olefinů za účelem výhodné přípravy polyolefinového prášku s chomáčkovou morfologií je Zieglerův—Nattův prekatalyzátor, který obsahuje jeden nebo více interních donorů vybraných ze skupiny sloučenin obecných vzorců I, II a III:A suitable precatalyst for the heat treatment and subsequent coordination polymerization of 1-olefins to advantageously prepare a polyolefin powder with fluff morphology is the Ziegler-Natta precatalyst, which contains one or more internal donors selected from the group of compounds of formulas I, II and III:
-2CZ 306881 B6-2GB 306881 B6
(ΙΠ), které obsahují 2 kyslíkové funkční skupiny v etherové skupině -O-R navázané na uhlíkové atomy C1 a C3 atomárního seskupení C-C2-C3 podle obecného vzorce I, obecně nazývané diethery nebo obsahují 2 kyslíkové funkční skupiny v esterové skupině -O-CO-R navázané na uhlíkové atomy C1 a C3 atomárního seskupení Č’-C2-C3 podle obecného vzorce II, obecně nazývané diestery nebo obsahují 2 kyslíkové funkční skupiny v pozici 2 a 6 ve 2,6-dioxoheptandioátu navázané na uhlíkové atomy C1 a C3 atomárního seskupení C*-C2-C3 podle obecného vzorce III, kde R v etherové skupině -OR nebo R v esterové skupině -OCOR je vybrán ze skupiny obsahující alkyl, cykloalkyl, nebo aryl a R v dioátových skupinách je vybrán ze skupiny obsahující alkyl, případně alkyly dvou dioátových skupin mohou být spojeny dohromady a formovat alifatický kruh; a kde buď(ΙΠ) which contain 2 oxygen functional groups in the ether group -OR bonded to the carbon atoms C 1 and C 3 of the carbon atom group CC 2 -C 3 according to the general formula I, generally called diethers or contain 2 oxygen functional groups in the ester group -O -CO-R bound to the carbon atoms C 1 and C 3 atomic grouping C'-C 2 -C 3 according to formula II, generally called diesters or 2 oxygen containing functional group in position 2 and 6 in 2,6-bound dioxoheptandioátu the carbon atoms C 1 and C 3 atomic group C * -C 2 -C 3 according to formula III wherein R ether group, -OR, or R in the ester group -OCOR is selected from alkyl, cycloalkyl, or aryl and R the dioate groups are selected from the group consisting of alkyl, optionally the alkyls of the two dioate groups may be joined together to form an aliphatic ring; and where either
a) uhlíkové atomy C1, C2 a C3 tvoří alifatický řetězec, který je případně disubstituovaný na C2 uhlíkovém atomu, přičemž substituenty jsou vybrány ze skupiny obsahující alkyly, cykloalkyly nebo aryly, přičemž C1 aC3 jsou případně substituovány alkyly; neboa) the C 1 , C 2 and C 3 carbon atoms form an aliphatic chain which is optionally disubstituted at the C 2 carbon atom, wherein the substituents are selected from the group consisting of alkyl, cycloalkyl or aryl, wherein C 1 and C 3 are optionally substituted by alkyl; or
b) uhlíkové atomy C1, C2 a C3 tvoří alifatický řetězec, kde C2 je součástí cyklické nebo polycyklické struktury tvořené z cyklu nebo cyklů s 5, 6 nebo 7 uhlíkovými atomy a obsahující v každém cyklu 2 nebo 3 nenasycené vazby a uhlíky C1 aC3 jsou na tento atom C2 navázány, přičemž C1 a C3 jsou případně substituovány alkyly a vzniklá cyklická nebo polycyklické struktura je případně substituována substituenty vybranými ze skupiny obsahující halogeny, s výhodou Cl nebo F, alkyly, cykloalkyly, aryly, alkaryly nebo aralkyly; nebo(b) the carbon atoms C 1 , C 2 and C 3 form an aliphatic chain, where C 2 is part of a cyclic or polycyclic structure consisting of a cycle or cycles of 5, 6 or 7 carbon atoms and containing 2 or 3 unsaturated bonds and carbons C 1 and C 3 are attached to this C 2 atom, wherein C 1 and C 3 are optionally substituted with alkyls and the resulting cyclic or polycyclic structure is optionally substituted with substituents selected from the group consisting of halogens, preferably Cl or F, alkyls, cycloalkyls, aryl, alkaryls or aralkyls; or
c) uhlíkové atomy C1, C2 a C3 jsou součástí polycyklické struktury tvořené z alespoň dvou cyklů s 5, 6 nebo 7 uhlíkových atomů a obsahující v každém cyklu 2 nebo 3 nenasycené vazby, přičemž C1 a C3 jsou případně substituovány alkyly a vzniklá polycyklická struktura je případně substituována substituenty vybranými ze skupiny obsahující halogeny, s výhodou Cl nebo F, alkyly, cylkoalkyly, aryly, alkaryly nebo aralkyly; neboc) the carbon atoms C 1, C 2 and C 3 are part of a polycyclic structure made up of at least two cycles of a 5, 6 or 7 carbon atoms and in each cycle, two or three unsaturated bonds, wherein C 1 and C 3 are optionally substituted alkyl and the resulting polycyclic structure is optionally substituted with substituents selected from the group consisting of halogens, preferably Cl or F, alkyls, cylcoalkyls, aryls, alkaryls or aralkyls; or
d) uhlíkové atomy C1, C2 a C3 jsou součástí cyklické struktury tvořené z cyklu s 5, 6 nebo 7 uhlíkových atomů, přičemž vzniklá cyklická struktura je případně substituována substituenty vybranými ze skupiny obsahující halogeny, s výhodou Cl nebo F, alkyly, cykloalkyly, aryly, alkaryly nebo aralkyly.d) the C 1 , C 2 and C 3 carbon atoms are part of a cyclic structure formed from a cycle of 5, 6 or 7 carbon atoms, the resulting cyclic structure being optionally substituted with substituents selected from the group consisting of halogens, preferably Cl or F, alkyls, cycloalkyls, aryls, alkaryls or aralkyls.
Například se jedná o následující struktury interních donorů vybraných ze skupiny:For example, the following internal donor structures are selected from the group:
a) sloučenin 1,3-dietherů zahrnujících:(a) 1,3-diether compounds including:
2-methyl-2-isopropyl-l,3-dimethoxypropan;2-methyl-2-isopropyl-1,3-dimethoxypropane;
2-isopropyl-2-isobutyl-l,3-dimethoxypropan;2-isopropyl-2-isobutyl-1,3-dimethoxypropane;
2-isopropyl-2-isopentyl-l,3-dimethoxypropan;2-isopropyl-2-isopentyl-1,3-dimethoxypropane;
2-heptyl-2-pentyl-l,3-dimethoxypropan;2-heptyl-2-pentyl-1,3-dimethoxypropane;
2-isopropyl-2-cyklopentyl-l,3-dimethoxypropan;2-isopropyl-2-cyclopentyl-1,3-dimethoxypropane;
2-isopropyl-2-cyklohexyl-l,3-dimethoxypropan; 2-isopropyl-2-cyklohexylmethyl-l,3-dimethoxypropan;2-isopropyl-2-cyclohexyl-1,3-dimethoxypropane; 2-isopropyl-2-cyclohexylmethyl-1,3-dimethoxypropane;
2.2- dipropyl-l,3-dimethoxypropan;2,2-dipropyl-1,3-dimethoxypropane;
2.2- diisopropyl-l,3-dimethoxypropan;2,2-diisopropyl-1,3-dimethoxypropane;
2.2- diisobutyl-l,3-dimethoxypropan;2,2-diisobutyl-1,3-dimethoxypropane;
2.2- diisobuty 1—1,3-diethoxypropan;2,2-diisobutyl-1,3-diethoxypropane;
2.2- diisobutyl-l,3-dibutoxypropan;2,2-diisobutyl-1,3-dibutoxypropane;
2.2- dicyklohexyl-l,3-dimethoxypropan;2,2-dicyclohexyl-1,3-dimethoxypropane;
2.2- difenyl-l ,3-dimethoxypropan;2,2-diphenyl-1,3-dimethoxypropane;
2.2- dibenzyl-l ,3-dimethoxypropan;2,2-dibenzyl-1,3-dimethoxypropane;
2.2- dicyklopentyl-l,3-dimethoxypropan;2,2-dicyclopentyl-1,3-dimethoxypropane;
2.2- bis(cyklohexylmethyl)-l,3-dimethoxypropan;2,2-bis (cyclohexylmethyl) -1,3-dimethoxypropane;
1,1 -bis(methoxymethy l)-cyklopentadien;1,1-bis (methoxymethyl) -cyclopentadiene;
1, l-bis(methoxymethyl)-2,3,4,5-tetramethylcyklopentadien;1,1-bis (methoxymethyl) -2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene;
1, l-bis(methoxymethyl)-2,3,4,5-tetrafenylcyklopentadien;1,1-bis (methoxymethyl) -2,3,4,5-tetrafenylcyclopentadiene;
1, l-bis(methoxymethyl)-3,4-dicyklopentylcyklopentadien;1,1-bis (methoxymethyl) -3,4-dicyclopentylcyclopentadiene;
1, l-bis(methoxymethyl)-inden;1,1-bis (methoxymethyl) indene;
1.1- bis(methoxymethyl)-2,3-dimethylinden;1,1-bis (methoxymethyl) -2,3-dimethylindene;
1, l-bis(methoxymethyl)-4,7-dimethylinden;1,1-bis (methoxymethyl) -4,7-dimethylindene;
1,1 -bis(methoxyrnethyl)-4.7-dimethylinden;1,1-bis (methoxymethyl) -4,7-dimethylindene;
1,1 -bis(methoxymethyl)-7-methylinden;1,1-bis (methoxymethyl) -7-methylindene;
1,1 -bis(methoxymethyl)-7-isopropylinden;1,1-bis (methoxymethyl) -7-isopropylindene;
1,1 -bis(methoxymethyl)-7-cyklopentylinden;1,1-bis (methoxymethyl) -7-cyclopentylindene;
1.1- bis(methoxymethyl)-7-cyklohexylinden;1,1-bis (methoxymethyl) -7-cyclohexylindene;
9.9- bis(methoxymethyl)fluoren;9.9- bis (methoxymethyl) fluorene;
9.9- bis(methoxymethyl)-2,3,6,7-tetramethylfluoren;9.9-bis (methoxymethyl) -2,3,6,7-tetramethylfluorene;
9.9- bis(methoxymethyl)-2,7-diisopropylfluoren;9.9-bis (methoxymethyl) -2,7-diisopropylfluorene;
9.9- bis(methoxymethyl)-2,7-dicyklopentylfluoren;9.9-bis (methoxymethyl) -2,7-dicyclopentylfluorene;
b) sloučenin 1,8-naftyl diesterů a 1,8-naftyl diaryloátů zahrnujících: naftalen-l,8-diyl-dicyklohexan-karboxylát; naftalen-l,8-diyl-dicyklohexan-karboxylát;b) compounds of 1,8-naphthyl diesters and 1,8-naphthyl diaryloates, including: naphthalene-1,8-diyl-dicyclohexanecarboxylate; naphthalene-1,8-diyl-dicyclohexanecarboxylate;
naftalen-l,8-diyl-dicyklo-l-hexen-karboxylát; naftalen-l,8-diyl-dicyklo-2-hexen-karboxylát; naftalen-l,8-diyl bis(3,3-dimethylbutanoát);naphthalene-1,8-diyl-dicyclo-1-hexene-carboxylate; naphthalene-1,8-diyl-dicyclo-2-hexene-carboxylate; naphthalene-1,8-diyl bis (3,3-dimethylbutanoate);
8-(cyklohexankarbonyloxy)naftalen-l-yl-benzoát; 8-(cyklo-l-hexen-karbonyloxy)naftalen-l-yl-benzoát; 8-(cyklohexankarbonyloxy)naftalen-l-yl-2-methylbenzoát; 8-(2-methylcyklohexankarbonyloxy)naftalen-l-yl-benzoát;8- (Cyclohexanecarbonyloxy) naphthalen-1-yl-benzoate; 8- (Cyclo-1-hexene-carbonyloxy) -naphthalen-1-yl-benzoate; 8- (cyclohexanecarbonyloxy) naphthalen-1-yl-2-methylbenzoate; 8- (2-methylcyclohexanecarbonyloxy) naphthalen-1-yl-benzoate;
8-(l-cyklohexenkarbonyloxy)naftalen-l-yl-benzoát; dekahydronaftalen-l,8-diyl-dibenzoát;8- (1-cyclohexenecarbonyloxy) naphthalen-1-yl-benzoate; decahydronaphthalene-1,8-diyl dibenzoate;
1,8-naftyl-dibenzoát;1,8-naphthyl dibenzoate;
-4CZ 306881 B6-4GB 306881 B6
1.8- naftyl-di-2-methylbenzoát;1,8-naphthyl-di-2-methylbenzoate;
1.8- naftyl-di-3-methylbenzoát;1,8-naphthyl di-3-methylbenzoate;
1.8- naftyl-di-4-methylbenzoát;1,8-naphthyl-di-4-methylbenzoate;
1.8- naftyl-di-4-fluorobenzoát;1,8-naphthyl di-4-fluorobenzoate;
c) sloučeniny 2,6-dioxoheptandioátů zahrnujících:(c) 2,6-dioxoheptanedioate compounds, including:
dimethyl-2,6-dioxaheptandioát;dimethyl 2,6-dioxaheptanedioate;
diethyl-2,6-dioxaheptandioát;diethyl 2,6-dioxaheptanedioate;
diethyl-2,6-dioxa-3,5-dimethylheptandioát; diethyl-2,6-dioxa-3,5-diisopropylheptandioát;diethyl 2,6-dioxa-3,5-dimethylheptanedioate; diethyl 2,6-dioxa-3,5-diisopropylheptanedioate;
diisopropyl-2,6-dioxa-3,5-diisopropylheptandioát; diisobutyl-2,6-dioxa-3,5-diisopropylheptandioát;diisopropyl-2,6-dioxa-3,5-diisopropylheptanedioate; diisobutyl-2,6-dioxa-3,5-diisopropylheptanedioate;
diethyl-2,6-dioxa-3-isopropyl-5-isobutylheptandioát.diethyl 2,6-dioxa-3-isopropyl-5-isobutylheptanedioate.
Polyolefinový prášek s chomáčkovou morfologií lze výhodně použít jako sorbent látek vybraných ze skupiny hydrofobních uhlovodíkových sloučenin zahrnujících ropu, rostlinné a minerální oleje, benzín, naftu, petrolej a nepolární uhlovodíková rozpouštědla tvořená z C5-C20 uhlíků.The tuft morphology polyolefin powder can be advantageously used as a sorbent of substances selected from the group of hydrophobic hydrocarbon compounds including petroleum, vegetable and mineral oils, gasoline, diesel, kerosene and non-polar hydrocarbon solvents formed from C5-C20 carbons.
Polyolefinový prášek s chomáčkovou morfologií lze výhodně použít pro materiál k tepelným izolacím.The tufted morphology polyolefin powder can be advantageously used for the thermal insulation material.
Polyolefinový prášek s chomáčkovou morfologií lze výhodně použít jako materiál k výrobě koncentrátu anorganických pigmentů, organických pigmentů a aditiv pro polyolefiny zahrnujících antistatika, nukleační činidla a kluzná činidla.The tuft morphology polyolefin powder can be advantageously used as a material for producing a concentrate of inorganic pigments, organic pigments and polyolefin additives including antistatic agents, nucleating agents and glidants.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Vynález bude blíže objasněn s použitím následujících obrázků:The invention will be explained in more detail using the following figures:
Obr. 1A znázorňuje charakter polypropylenových částic s chomáčkovým charakterem připravených na prekatalyzátoru KAT A tepelně upraveném při 105 °C po dobu 4 hodin při tlaku sníženém pod 10 Pa a aktivovaném kokatalyzátorem THA. Sypná hmotnost výsledného polypropylenu s těmito chomáčkovými částicemi činila 97 g/1.Giant. 1A shows the character of tufted polypropylene particles prepared on a KAT A precatalyst heat treated at 105 ° C for 4 hours at a pressure reduced below 10 Pa and activated by the THA cocatalyst. The bulk density of the resulting polypropylene with these tuft particles was 97 g / l.
Obr. 1B znázorňuje charakter polypropylenových částic s chomáčkovým charakterem připravených na prekatalyzátoru KAT B tepelně upraveném při 105 °C po dobu 4 hodin při tlaku sníženém pod 10 Pa a aktivovaném kokatalyzátorem TIBA. Sypná hmotnost výsledného polypropylenu s těmito chomáčkovými částicemi činila 100 g/1.Giant. 1B shows the character of tufted polypropylene particles prepared on a KAT B precatalyst heat treated at 105 ° C for 4 hours at a pressure reduced below 10 Pa and activated by the TIBA cocatalyst. The bulk density of the resulting polypropylene with these tuft particles was 100 g / l.
Obr. 2 znázorňuje vliv sypné hmotnosti polypropylenu dané charakterem chomáčkové morfologgie jeho polypropylenových částic na jeho schopnost sorbovat minerální olej nebo ropu.Giant. 2 depicts the effect of the bulk density of polypropylene due to the tuft morphology of its polypropylene particles on its ability to absorb mineral oil or petroleum.
Obr. 3 znázorňuje vliv sypné hmotnosti polypropylenu dané charakterem chomáčkové morfologgie jeho polypropylenových částic na jeho tepelnou vodivost.Giant. 3 shows the effect of the bulk density of polypropylene given by the tuft morphology of its polypropylene particles on its thermal conductivity.
Podrobný popis vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Polyolefiny s chomáčkovými částicemi je podle tohoto vynálezu možné připravit na Zieglerových—Naftových katalyzátorech, které jako interní donor obsahují sloučeninu vybranou ze skupiny gama-dietherových sloučenin, gama-diesterových sloučenin nebo sloučenin tvořenýchThe tufted particle polyolefins of the present invention can be prepared on Ziegler-Naphthalene catalysts which contain as internal donor a compound selected from the group of gamma-diether compounds, gamma-diester compounds or compounds formed by
-5CZ 306881 B6-5GB 306881 B6
2,6-dioxoheptandioátem. Aby byl takový katalyzátor schopný produkce polyolefinů s chomáčkovými částicemi, je nutné jej nejprve tepelně upravit, buďto za podmínek sníženého tlaku nebo v inertní atmosféře. Vhodné podmínky pro tepelnou úpravu Zieglerových-Nattových prekatalyzátorů jsou 50 až 150 °C po dobu 1 min až 10 h za podmínek sníženého tlaku (pod 1 kPa), vhodnější však je 90 až 120 °C po dobu 1 až 4 hodin za podmínek sníženého tlaku (pod 10 Pa). Takto upravený katalyzátor má významně nižší polymerační aktivitu a je vhodný k přípravě polyolefinů s chomáčkovou morfologií, například při syntéze homopolymeru polypropylenu, při syntéze kopolymerů propylenu s ethylenem a terpolymerů propylenu s ethylenem a vyššími a-olefiny. Částice s vlákennou strukturou takto připravených polyolefinů dosahují velikosti od 0,1 do 4 mm. Velikost a charakter vlákenné struktury těchto částic jsou závislé na velikosti částic použitého polymeračního katalyzátoru, na druhu přítomného interního donoru, na podmínkách tepelné modifikace Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru a na podmínkách polymerace související zejména s typem kokatalyzátoru použitého k aktivaci Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru a časovou délkou jejího provedení.2,6-dioxoheptanedioate. In order to be able to produce polyolefins with tuft particles, such a catalyst must first be heat treated, either under reduced pressure conditions or under an inert atmosphere. Suitable conditions for the heat treatment of Ziegler-Natta precatalysts are 50 to 150 ° C for 1 min to 10 h under reduced pressure conditions (below 1 kPa), but 90 to 120 ° C for 1 to 4 hours under reduced pressure conditions (below 10 Pa). The catalyst thus treated has a significantly lower polymerization activity and is suitable for preparing polyolefins with tuft morphology, for example in the synthesis of a polypropylene homopolymer, in the synthesis of propylene-ethylene copolymers and propylene-ethylene terpolymers with higher α-olefins. The particles with the fibrous structure of the polyolefins thus prepared have a size of from 0.1 to 4 mm. The size and nature of the fiber structure of these particles depends on the particle size of the polymerization catalyst used, the type of internal donor present, the thermal modification conditions of the Ziegler-Natta precatalyst, and the polymerization conditions related in particular to the type of cocatalyst used to activate the Ziegler-Natta precatalyst. design.
Výsledný polyolefin má vlivem chomáčkové morfologie, způsobené výše zmíněnými faktory ovlivňujícími velikost a charakter vlákenné struktury částic, významně sníženou sypnou hmotnost v rozmezí 20 až 300 g/1. Ostatní vlastnosti polymeru jako je index toku taveniny a izotakticita polyolefinů se mění jen nepatrně. Syntézní parametry jako je koncentrace vodíku a přítomnost externího donoru a jeho koncentrace mají na sypnou hmotnost výsledného polyolefinů minoritní vliv.The resulting polyolefin has a significantly reduced bulk density in the range of 20 to 300 g / l due to tuft morphology caused by the above-mentioned factors affecting the size and nature of the fiber structure of the particles. Other polymer properties such as melt flow index and polyolefin isotacticity vary only slightly. Synthesis parameters such as hydrogen concentration and the presence of an external donor and its concentration have a minor effect on the bulk density of the resulting polyolefins.
Výsledný polyolefin s chomáčkovými částicemi má jako materiál polymemí vlastnosti (index toku, izotakticita) běžných polyolefinů. Lze jej tedy dále zpracovávat v tavenině do formy granulátu podle běžných technologických postupů extruze. Mechanické vlastnosti výsledného granulátu odpovídají vlastnostem původního práškového polymeru, připraveného na katalyzátoru bez tepelné úpravy a nijak se neliší od běžných hodnot.The resulting tufted particle polyolefin has the polymeric properties (flow index, isotacticity) of conventional polyolefins as the material. Thus, it can be further processed in the melt to form a granulate according to conventional extrusion technology. The mechanical properties of the resulting granulate correspond to those of the original powdered polymer prepared on the catalyst without heat treatment and do not differ from the conventional values.
Vzhledem ke své chomáčkové morfologii je výhodné použití takto připraveného polyolefinů v různých průmyslových aplikacích:Due to its tuft morphology, it is advantageous to use polyolefins prepared in this way in various industrial applications:
1) Je to materiál vhodný k sorpcím hydrofobních kapalin, jako jsou např. ropa a produkty z ní, např. minerální oleje. Sorpční schopnosti těchto nově připravených materiálů významně narůstají s poklesem jejich sypné hmotnosti a dosahují až devítinásobku hodnoty vlastní hmotnosti těchto polyolefinů. Tato vlastnost sorbovat hydrofobní kapalinu je vratnou, tj. sorbovanou látku lze následně odstředěním separovat a polyolefin připravený podle tohoto vynálezu využít znovu ke stejnému účelu.1) It is a material suitable for the sorption of hydrophobic liquids such as oil and petroleum products such as mineral oils. The sorption properties of these newly prepared materials significantly increase with a decrease in their bulk density and reach up to nine times the value of the net weight of these polyolefins. This property of absorbing the hydrophobic liquid is reversible, i.e. the sorbed substance can then be separated by centrifugation and the polyolefin prepared according to the invention reused for the same purpose.
2) Je to materiál vhodný k tepelným izolacím v důsledku jeho významně snížené tepelné vodivosti. Tepelná vodivost těchto polyolefinů významně klesá s poklesem jejich sypné hmotnosti a dosahuje až hodnot obvyklých pro pokročilé tepelně izolační materiály jako je například extrudovaný polystyren.2) It is a material suitable for thermal insulation due to its significantly reduced thermal conductivity. The thermal conductivity of these polyolefins decreases significantly with a decrease in their bulk density and reaches the values usual for advanced thermal insulation materials such as extruded polystyrene.
3) Je to materiál vhodný jako nosič různých aditiv a pigmentů pro polyolefiny. Při použití polyolefinů připraveného podle tohoto vynálezu je možno zvýšit výslednou koncentraci aditiva, např. antistatika na bázi esterů glycerolu s vyššími mastnými kyselinami, až na dvojnásobek oproti použití běžného polymemího prášku nebo granulátu. Při použití polyolefinů připraveného podle tohoto vynálezu je možno zlepšit dispergaci organického pigmentu v polyolefinů při přípravě koncentrátu organického pigmentu v polyolefinů, což se projevuje nižším nárůstem tlaku měřeného před filtračním sítem při filtračním testu těchto materiálů.3) It is a material suitable as carrier of various additives and pigments for polyolefins. By using the polyolefins prepared according to the invention, the final concentration of the additive, e.g., glycerol esters of higher fatty acid esters, can be increased up to double that of a conventional polymer powder or granulate. By using the polyolefins prepared according to the invention, the dispersion of the organic pigment in the polyolefins can be improved in the preparation of the organic pigment concentrate in the polyolefins, which results in a lower pressure increase measured before the filter screen during the filter test of these materials.
Vynález dále popisuje způsob úpravy Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru, následnou syntézu polyolefinů s chomáčkovými částicemi na takto upraveném, aktivovaném katalyzátoru a možnosti použití tohoto polyolefinů s částicemi s chomáčkovou morfologií:The invention further describes a process for treating a Ziegler-Natta precatalyst, the subsequent synthesis of polyolefins with tuft particles on a treated, activated catalyst, and the possibilities of using the polyolefins with tuft morphology particles:
-6CZ 306881 B6-6GB 306881 B6
a) Výběr výhodného Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru k následné tepelné úpravěa) Selection of the preferred Ziegler-Natta precatalyst for subsequent heat treatment
Bylo zjištěno, že polyolefin s chomáčkovou morfologií lze připravit s využitím Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru. Tento Zieglerův-Nattův prekatalyzátor obsahuje s výhodou halogentitanovou sloučeninu a vybranou sloučeninu interního elektronového donoru, přičemž jsou obě sloučeniny naneseny na halogen-hořečnatém nosiči.It has been found that polyolefin with fluff morphology can be prepared using a Ziegler-Natta precatalyst. The Ziegler-Natta precatalyst preferably contains a halogenate compound and a selected internal electron donor compound, both of which are supported on a halogen-magnesium support.
Podle ještě dalšího provedení vynálezu sloučenina interního donoru obsahuje 2 kyslíkové funkční skupiny v etherové skupině -O-R^2 podle obecného vzorce la navázané na uhlíkové atomy C1 a C3 atomárního seskupení C-C2-C3 nebo obsahuje 2 kyslíkové funkční skupiny v esterové skupině -O-CO-R^2 podle obecného vzorce Ha navázané na uhlíkové atomy C1 aC3 atomárního seskupení C-C2-C3 nebo se jedná o 2 kyslíkové funkční skupiny v pozici 2 a 6 ve 2,6-dioxoheptandioátu navázané na uhlíkové atomy C1 a C3 atomárního seskupení C*-C2-C3 ve sloučenině podle obecného vzorce lila, přičemž bud’According to yet another embodiment of the invention, the internal donor compound comprises 2 oxygen functional groups in the ether group -OR ^ 2 of the general formula Ia attached to the carbon atoms C 1 and C 3 of the carbon atom CC 2 -C 3 or contains 2 oxygen functional groups in the ester group - O-CO-R ^ 2 of formula IIa attached to the carbon atoms C 1 and C 3 of the carbon atom CC 2 -C 3 or 2 oxygen functionalities in positions 2 and 6 in the 2,6-dioxoheptanedioate attached to the carbon atoms C 1 and 3 atomic grouping C C * -C 2 -C 3 in the compound of formula IIIa, wherein either
(má),(has),
a) uhlíkové atomy C1, C2 a C3 tvoří alifatický řetězec, kde R3 a R4 jsou stejné nebo různé a jsou vybrané ze skupiny obsahující vodík nebo lineární nebo rozvětvené Ci-C2o alkyly, a R5 a R6 jsou stejné nebo různé a jsou vybrané ze skupiny obsahující vodík nebo lineární nebo rozvětvené CjC2o alkyly, a R1 a R2 jsou stejné nebo různé a jsou vybrány ze skupiny zahrnující lineární nebo rozvětvené Ci-C20 alkyly, C4-C20 cykloalkyly, C6-C20 aryly, C7-C20 alkaryly, C7-C20 aralkyly, podle obecných vzorců la, Ila a lila výše; nebo(a) the carbon atoms C 1 , C 2 and C 3 form an aliphatic chain wherein R 3 and R 4 are the same or different and are selected from the group consisting of hydrogen or linear or branched C 1 -C 20 alkyls, and R 5 and R 6 are the same or different and are selected from the group consisting of hydrogen or linear or branched C 1 -C 20 alkyls, and R 1 and R 2 are the same or different and are selected from the group consisting of linear or branched C 1 -C 20 alkyls, C 4 -C 20 cycloalkyls, C 6 -C 20 aryl, C 7 -C 20 alkaryl, C 7 -C 20 aralkyl, according to formulas Ia, IIIa and IIIa above; or
b) uhlíkové atomy C1, C2 a C3 tvoří alifatický řetězec, kde C2 je součástí cyklické struktury tvořené 5 až 7 členným cyklem a obsahující v každém cyklu 2 nebo 3 nenasycené vazby a R5 a R6 jsou stejné nebo různé a jsou vybrané ze skupiny obsahující vodík nebo lineární nebo rozvětvené CjC20 alkyly, a R7 je vybrán ze skupiny obsahující vodík; halogeny, s výhodou Cl nebo F; lineární nebo rozvětvené C]-C20 alkyly, C4-C20 cykloalkyly, C6-C20 aryly, C7-C20 alkaryly, C7-C20 aralkyly, a R1 a R2 jsou různé nebo stejné a jsou vybrány ze skupiny zahrnující lineární nebo rozvětvené C|-C20 alkyly, C4-C20 cykloalkyly, C6-C20 aryly, C7-C20 alkaryly, C7-C20 aralkyly, podle obecného vzorce IV níže(b) the carbon atoms C 1 , C 2 and C 3 form an aliphatic chain, wherein C 2 is part of a cyclic structure consisting of a 5-7 membered ring and containing 2 or 3 unsaturated bonds in each cycle and R 5 and R 6 are the same or different; are selected from the group consisting of hydrogen or linear or branched C 1 -C 20 alkyls, and R 7 is selected from the group consisting of hydrogen; halogens, preferably Cl or F; linear or branched C 1 -C 20 alkyls, C 4 -C 20 cycloalkyls, C 6 -C 20 aryls, C 7 -C 20 alkaryls, C 7 -C 20 aralkyls, and R 1 and R 2 are different or the same and are selected C 1 -C 20 alkyl, C 4 -C 20 cycloalkyl, C 6 -C 20 aryl, C 7 -C 20 alkaryl, C 7 -C 20 aralkyl, according to formula IV below
neboor
c) uhlíkové atomy C1, C2 a C tvoří alifatický řetězec, kde C2 je součástí polycyklické struktury tvořené 5 až 7 členným cyklem a obsahující v každém cyklu 2 nebo 3 nenasycené vazby a C1 a C3, kde R5 a R6 různé nebo stejné a jsou vybrány ze skupiny obsahující vodík nebo lineární nebo rozvětvené C]-C2o alkyly, kde R8 je vybrán ze skupiny obsahující vodík; halogeny, s výhodou Cl nebo F; lineární nebo rozvětvené Ci-C2o alkyly, C4-C20 cykloalkyly, C6-C2o aryly, C7-C2o alkaryly, C7-C2o aralkyly a R1 a R2 jsou různé nebo stejné a jsou vybrány ze skupiny zahrnující lineární nebo rozvětvené C|-C2o alkyly, C4-C20 cykloalkyly, C6-C2o aryly, C7-C20 alkaryly, C7C2o aralkyly, podle obecného vzorce V níže(c) the carbon atoms C 1 , C 2 and C form an aliphatic chain, where C 2 is part of a polycyclic structure consisting of a 5 to 7 membered ring and containing 2 or 3 unsaturated bonds in each cycle and C 1 and C 3 where R 5 and R 6 are different or the same and are selected from hydrogen or linear or branched C 1 -C 20 alkyl, wherein R 8 is selected from hydrogen; halogens, preferably Cl or F; linear or branched Ci-C2o alkyl, C 4 -C 20 cycloalkyl, C 6 -C 2 o aryl, C 7 -C 2 o alkaryl, C 7 -C 2 o aralkyl and R 1 and R 2 are different or identical and selected from the group consisting of linear or branched C 1 -C 2 alkyls, C 4 -C 20 cycloalkyls, C 6 -C 2 aryls, C 7 -C 20 alkaryls, C 7 -C 2 aralkyls, according to formula V below
d) uhlíkové atomy C1, C2 a C3 jsou součástí polycyklické struktury tvořené 5 až 7 člennými cykly a obsahujícími v každém cyklu 2 nebo 3 nenasycené vazby, kde R9 je vybrán ze skupiny obsahující vodík; halogeny, s výhodou Cl nebo F; lineární nebo rozvětvené Ci-C2o alkyly, C4C20 cykloalkyly, C6-C20 aryly, C7-C20 alkaryly nebo C7-C20 aralkyly, a R1 a R2 jsou různé nebo stejné a jsou vybrány ze skupiny zahrnující lineární nebo rozvětvené C|-C2o alkyly, C4-C2o cykloalkyly, C6-C20 aryly, C7-C20 alkaryly, C7-C2o aralkyly, podle obecného vzorce VI nížed) the C 1 , C 2 and C 3 carbon atoms are part of a polycyclic structure consisting of 5 to 7 membered rings and containing 2 or 3 unsaturated bonds in each cycle, wherein R 9 is selected from hydrogen; halogens, preferably Cl or F; linear or branched C 1 -C 20 alkyl, C 4 -C 20 cycloalkyl, C 6 -C 20 aryl, C 7 -C 20 alkaryl or C 7 -C 20 aralkyl, and R 1 and R 2 are different or the same and are selected from the group consisting of linear or branched C 1 -C 20 alkyl , C 4 -C 2 cycloalkyl, C 6 -C 20 aryl, C 7 -C 20 alkaryl, C 7 -C 2 aralkyl, according to general formula VI below
Mezi vybrané sloučeniny interního donoru patří s výhodou:The selected internal donor compounds preferably include:
1) Sloučeniny 1,3-dietherů podle obecného vzorce la a zahrnující např.:(1) The 1,3-diether compounds of formula (Ia) and including, for example:
2-methyl-2-isopropyl-l,3-dimethoxypropan;2-methyl-2-isopropyl-1,3-dimethoxypropane;
2- methyl-2-isopropyl-l ,3-dimethoxypropan;2-methyl-2-isopropyl-1,3-dimethoxypropane;
2-isopropyl-2-isopentyl-l,3-dimethoxypropan;2-isopropyl-2-isopentyl-1,3-dimethoxypropane;
2-isopropyl-2-cyklopentyl-l,3-dimethoxypropan;2-isopropyl-2-cyclopentyl-1,3-dimethoxypropane;
2-isopropyl-2-cyklohexyl-l,3-dimethoxypropan;2-isopropyl-2-cyclohexyl-1,3-dimethoxypropane;
2,2-diisobutyl-l,3-dimethoxypropan;2,2-diisobutyl-1,3-dimethoxypropane;
-8CZ 306881 B6-8GB 306881 B6
2.2- diisobutyl-l,3-diethoxypropan;2,2-diisobutyl-1,3-diethoxypropane;
2.2- diisobutyl-l ,3-dibutoxypropan;2,2-diisobutyl-1,3-dibutoxypropane;
2.2- dicyklohexyl-1,3-dimethoxypropan;2,2-dicyclohexyl-1,3-dimethoxypropane;
2.2- difenyl-l ,3-dimethoxypropan;2,2-diphenyl-1,3-dimethoxypropane;
2.2- dibenzyl-l ,3-dimethoxypropan;2,2-dibenzyl-1,3-dimethoxypropane;
2.2- dicyklopentyl-l ,3-dimethoxypropan a2,2-dicyclopentyl-1,3-dimethoxypropane a
2.2- bis(cyklohexylmethyl)-l ,3-dimethoxypropan.2,2-bis (cyclohexylmethyl) -1,3-dimethoxypropane.
2) Sloučeniny 1,3-diesterů podle obecného vzorce Ha a zahrnující např.:2) Compounds of 1,3-diesters of the general formula IIa and comprising e.g.
diethyl 2,2-dibenzylmalonát;diethyl 2,2-dibenzyl malonate;
diethyl 2-isobutyl-2-cyklohexylmalonát;diethyl 2-isobutyl-2-cyclohexylmalonate;
dimethyl 2-n-butyl-2-isobutylmalonát;dimethyl 2-n-butyl-2-isobutylmalonate;
diethyl 2-methyl-2-isopropylmalonát;diethyl 2-methyl-2-isopropylmalonate;
diethyl 2-methyl-2-isobutylmalonát a diethyl 2-isopropyl-2-isobutylmalonát.diethyl 2-methyl-2-isobutylmalonate; and diethyl 2-isopropyl-2-isobutylmalonate.
3) Sloučeniny 2,6-dioxoheptandioátu podle obecného vzorce lila zahrnujících např.: dimethyl-2,6-dioxaheptandioát;3) The 2,6-dioxoheptanedioate compounds of formula IIIa including, for example: dimethyl 2,6-dioxaheptanedioate;
diethyl-2,6-dioxaheptandioát; diethyl-2,6-dioxa-3,5-dimethylheptandioát;diethyl 2,6-dioxaheptanedioate; diethyl 2,6-dioxa-3,5-dimethylheptanedioate;
diethyl-2,6-dioxa-3,5-diisopropylheptandioát a diisopropyl-2,6-dioxa-3,5-diisopropylheptandioát.diethyl 2,6-dioxa-3,5-diisopropylheptanedioate; and diisopropyl 2,6-dioxa-3,5-diisopropylheptanedioate.
4) Sloučeniny 1,3-dietherů podle obecného vzorce IV zahrnující např.:(4) The 1,3-diether compounds of formula (IV), including, for example:
1, l-bis(methoxymethyl)-cyklopentadien;1,1-bis (methoxymethyl) cyclopentadiene;
1,1 -bis(methoxymethyl)-2,3,4,5-tetramethy lcyklopentadien;1,1-bis (methoxymethyl) -2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene;
1.1- bis(methoxymethyl)-3,4-dicyklopentylcyklopentadien a1,1-bis (methoxymethyl) -3,4-dicyclopentylcyclopentadiene a
1.1- bis(methoxymethyl)-2,3,4,5-tetrafenylcyklopentadien.1,1-bis (methoxymethyl) -2,3,4,5-tetrafenylcyclopentadiene.
5) Sloučeniny 1,3-dietherů podle obecného vzorce V zahrnující např.:(5) The 1,3-diether compounds of formula (V), including, for example:
9.9- bis(methoxymethyl)fluoren;9.9- bis (methoxymethyl) fluorene;
9.9- bis(methoxymethyl)-2,3,6,7-tetramethylfluoren;9.9-bis (methoxymethyl) -2,3,6,7-tetramethylfluorene;
9.9- bis(methoxymethyl)-2,7-diisopropylfluoren;9.9-bis (methoxymethyl) -2,7-diisopropylfluorene;
9.9- bis(methoxymethyl)-2,7-diisopropylfluoren a9.9- bis (methoxymethyl) -2,7-diisopropylfluorene a
9.9- bis(methoxymethyl)-2,7-dicyklopentylfluoren.9.9- bis (methoxymethyl) -2,7-dicyclopentylfluorene.
6) Sloučeniny 1,8-naftyl diesterů podle obecného vzorce VI zahrnující např.: naftalen-l,8-diyl-dicyklohexan-karboxylát;6) The 1,8-naphthyl diester compounds of the general Formula VI including, for example: naphthalene-1,8-diyl-dicyclohexanecarboxylate;
naftalen-1,8-diyl bis(3,3-dimethylbutanoát);naphthalene-1,8-diyl bis (3,3-dimethylbutanoate);
8-(cyklohexankarbonyloxy)naftalen-l-yl-benzoát;8- (Cyclohexanecarbonyloxy) naphthalen-1-yl-benzoate;
8-(cyklohexankarbonyloxy)naftalen-l-yl-2-methylbenzoát;8- (cyclohexanecarbonyloxy) naphthalen-1-yl-2-methylbenzoate;
1.8- naftyl-dibenzoát;1,8-naphthyl dibenzoate;
1.8- nafityl-di-2-methylbenzoát;1,8-naphthyl-di-2-methylbenzoate;
-9CZ 306881 B6-9EN 306881 B6
1.8- naftyl-di-3-methylbenzoát a1,8-naphthyl di-3-methylbenzoate a
1.8- naftyl-di^l-methylbenzoát.1,8-naphthyl-di-4-methylbenzoate.
Polyolefin s chomáčkovou morfologií lze dále připravit i s využitím Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru, který obsahuje 1 nebo více vybraných sloučenin interního elektronového donoru popsaných výše a spolu s ní i další sloučeninu interního donoru z řady etherů a esterů. Tyto sloučeniny interních donorů jsou společně s halogen-titanovou sloučeninou naneseny na halogen-hořečnatém nosiči.Further, a tuft morphology polyolefin can also be prepared using a Ziegler-Natta precatalyst which contains 1 or more selected internal electron donor compounds described above, along with another internal donor compound from a variety of ethers and esters. These internal donor compounds together with the halo-titanium compound are supported on a halo-magnesium carrier.
Příprava takovýchto Zieglerových-Nattových prekatalyzátorů, které obsahují vybranou sloučeninu interního donoru, je dobře známa z literatury. Jsou připravovány reakcí bezvodého halogenhořečnatého nosiče s alkoholem, nanesením halogen-titanové složky na tento nosič a následně reakcí tohoto titanem saturovaného nosiče s vybraným interním donorem, případně i s dalším typem interního donoru. Výsledný Zieglerův-Nattův prekatalyzátor může např. obsahovat 2 až 7 % hmotn. Ti, 10 až 25 % hmotn. Mg a 5 až 30 % hmotn. interního donoru.The preparation of such Ziegler-Natta precatalysts containing a selected internal donor compound is well known in the literature. They are prepared by reacting an anhydrous magnesium magnesium support with an alcohol, depositing the halogen-titanium component thereon and then reacting the titanium-saturated support with a selected internal donor, optionally with another type of internal donor. For example, the resulting Ziegler-Natta precatalyst may contain 2 to 7 wt. % Ti, 10 to 25 wt. % Mg and 5 to 30 wt. internal donor.
b) Tepelná úprava výhodného dietherového Zieglerova-Nattova prekatalyzátorůb) Heat treatment of the preferred diether Ziegler-Natta precatalysts
V případě tohoto vynálezu se jedná o využití tepelné úpravy výhodného typu Zieglerova-Nattova prekatalyzátorů k následné syntéze polyolefinu se změněným typem morfologie částic polyolefinu. Efekt této změny, tedy výsledná chomáčková morfologie polymemích částic, vede k významným změnám vlastností výsledných polyolefinů. Jednou z vlastností, která kvantitativně a reprodukovatelně popisuje tyto změny v morfologii polymemích částic a byla proto k popisu těchto změn využita, je sypná hmotnost výsledného polyolefinu. V závislosti na charakteru složení Ziegler-Nattova prekatalyzátorů, jeho teplotní a časové úpravě, charakteru složení reakční směsi a polymeračních podmínek je tato sypná hmotnost výsledného polyolefinu významně snížena a dosahuje hodnot 20 až 300 g/1.The present invention involves the use of a heat treatment of a preferred type of Ziegler-Natta precatalysts for the subsequent synthesis of a polyolefin with an altered type of polyolefin particle morphology. The effect of this change, ie the resulting tuft morphology of polymer particles, leads to significant changes in the properties of the resulting polyolefins. One property that quantitatively and reproducibly describes these changes in the polymer particle morphology and has therefore been used to describe these changes is the bulk density of the resulting polyolefin. Depending on the nature of the composition of the Ziegler-Natta precatalysts, its temperature and time treatment, the nature of the composition of the reaction mixture and the polymerization conditions, this bulk density of the resulting polyolefin is significantly reduced to 20-300 g / l.
V popisovaném vynálezu bylo zjištěno, že polyolefin s chomáčkovou morfologií lze připravit s využitím výhodného dietherového Zieglerova-Nattova prekatalyzátorů popsaného výše, který je nutno tepelně upravit specifickým způsobem.It has been found in the present invention that tufted morphology polyolefin can be prepared using the preferred diether Ziegler-Natta precatalysts described above, which need to be heat treated in a specific manner.
Tento specifický způsob tepelné úpravy výhodného dietherového Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru je prováděn buďto za podmínek sníženého tlaku (pod 1 kPa) nebo pod průtokem inertního plynu (např. dusíku) při teplotě vyšší než 30 °C, typicky za podmínek sníženého tlaku (pod 10 Pa) v teplotním rozmezí mezi 50 °C a 150 °C, s výhodou za podmínek sníženého tlaku (pod 10 Pa) v teplotním rozmezí mezi 90 °C a 120 °C. Bylo zjištěno, že za daných výhodných podmínek specifické tepelné úpravy, tedy sníženého tlaku (pod 10 Pa) a zvýšené teploty (90 °C až 120 °C), postačuje k popisované specifické tepelné úpravě Ziegler-Nattova prekatalyzátorů časový úsek delší než 1 minuta, s výhodou 5 minut až 10 hodin, výhodněji 30 minut až 4 hodiny. Specifická tepelná úprava Zieglerova-Nattova prekatalyzátorů může probíhat samozřejmě i déle než 10 hodin, výsledná chomáčková morfologie polyolefinů připravených na takto tepelně upravených vybraných Zieglerových-Nattových prekatalyzátorech se ale s narůstajícím časovým úsekem (delším než 10 hodin) dále nemění, tedy sypná hmotnost takto připravených polyolefinů dále neklesá.This specific heat treatment method of the preferred diether Ziegler-Natta precatalyst is carried out either under reduced pressure conditions (below 1 kPa) or under an inert gas (e.g. nitrogen) flow at a temperature above 30 ° C, typically under reduced pressure conditions (below 10 Pa). ) in the temperature range between 50 ° C and 150 ° C, preferably under reduced pressure conditions (below 10 Pa) in the temperature range between 90 ° C and 120 ° C. It has been found that under the preferred conditions of specific heat treatment, i.e. reduced pressure (below 10 Pa) and elevated temperature (90 ° C to 120 ° C), a period of more than 1 minute is sufficient for the specific heat treatment of Ziegler-Natta precatalysts described. preferably 5 minutes to 10 hours, more preferably 30 minutes to 4 hours. The specific heat treatment of Ziegler-Natta precatalysts can of course last for more than 10 hours, but the resulting tuft morphology of polyolefins prepared on such heat treated selected Ziegler-Natta precatalysts does not change further with increasing time period (longer than 10 hours). The polyolefins do not decrease further.
Tato tepelná úprava Zieglerova-Nattova prekatalyzátorů se projevuje u výhodného dietherového Zieglerova-Nattova dietherového prekatalyzátorů aktivovaného kokatalyzátorem tri-n-hexylhliníkem (THA) například takto:This heat treatment of the Ziegler-Natta precatalysts results in the preferred diether Ziegler-Natta diether precatalysts activated with tri-n-hexyl aluminum (THA) cocatalyst, for example as follows:
1) U KAT A klesá hodnota sypné hmotnosti polypropylenu z 395 g/1 pro katalyzátor bez tepelné úpravy na hodnotu sypné hmotnosti 97 g/1 při čtyřhodinové tepelné úpravě při 105 °C za sníženého tlaku (pod 10 Pa), tedy na 24,6 % původní hodnoty jak je popsáno v Příkladu 2,1) For KAT A, the bulk density of polypropylene drops from 395 g / l for a catalyst without heat treatment to a bulk density of 97 g / l for four hours at 105 ° C under reduced pressure (below 10 Pa), ie 24.6 % of the original value as described in Example 2,
- 10CZ 306881 B6- 10GB 306881 B6
2) U KAT B klesá hodnota sypné hmotnosti polypropylenu z 345 g/1 pro katalyzátor bez tepelné úpravy na hodnotu sypné hmotnosti 87 g/1 při čtyřhodinové tepelné úpravě při 105 °C za sníženého tlaku (pod 10 Pa), tedy na 25,2 % původní hodnoty jak je popsáno v Příkladu 3.2) For KAT B, the bulk density of polypropylene drops from 345 g / l for a catalyst without heat treatment to a bulk density of 87 g / l for four hours at 105 ° C under reduced pressure (below 10 Pa), ie 25.2 % of the original value as described in Example 3.
Polyolefinické částice s chomáčkovou morfologií podle vynálezu jsou znázorněny pro tepelně upravené dietherové Zieglerovy-Nattovy rekatalyzátoru KAT A a KAT B na Obr. 1A a 1B.The polyolefinic particles with tuft morphology of the invention are shown for the heat treated diether Ziegler-Natta recatalysts KAT A and KAT B in FIG. 1A and 1B.
c) Syntéza polyolefínu s chomáčkovou morfologií na takto tepelně upraveném a aktivovaném Zieglerově-Nattově prekatalyzátoruc) Synthesis of polyolefin with tuft morphology on a heat treated and activated Ziegler-Natta precatalyst
Bylo zjištěno, že polyolefinový prášek obsahující částice s chomáčkovou morfologií podle vynálezu lze připravit s využitím výhodného Zieglerova-Nattova dietherového prekatalyzátoru, který je nutno tepelně upravit specifickým způsobem podle vynálezu. Způsob aktivace takto připraveného Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru (na jeho polymerace schopnou formu) dále ovlivňuje charakter výsledné chomáčkové morfologie částic polyolefínu.It has been found that a polyolefin powder containing tuft morphology particles according to the invention can be prepared using the preferred Ziegler-Natta diether precatalyst, which has to be heat treated in a specific manner according to the invention. The method of activating the Ziegler-Natta precatalyst thus prepared (polymerizable form) further influences the nature of the resulting tuft morphology of the polyolefin particles.
Aktivace výhodného Zieglerova-Nattova dietherového prekatalyzátoru zahrnuje reakci s organohlinitou sloučeninou (kokatalyzátor) obecného vzorce AlRnZ3_n, kde R je C1-C20 alkyl, Z je halogen a n je 0, 1,2 nebo 3. Vhodnými příklady takovýchto kokatalyzátorů jsou trimethylhliník (TMA), triethylhliník (TEA), triisobutylhliník (TIBA), tri-n-hexylhliník (TĚLA), tri-iso-hexylhliník (TÍHA), tri-n-oktylhliník (TOA) a tri-n-decylhliník (TDA).Activation of a preferred Ziegler-Natta diether precatalyst comprises reaction with an organoaluminum compound (cocatalyst) of the formula AlR n Z 3 -n , wherein R is C 1 -C 20 alkyl, Z is halogen and n is 0, 1, 2 or 3. Suitable examples of such cocatalysts are trimethyl aluminum (TMA), triethyl aluminum (TEA), triisobutyl aluminum (TIBA), tri-n-hexyl aluminum (BODY), tri-iso-hexyl aluminum (THA), tri-n-octyl aluminum (TOA) and tri-n-decyl aluminum (TDA) .
Bylo zjištěno, že charakter kokatalyzátorů použitého k aktivaci výhodného, tepelně upraveného Zieglerova-Nattova dietherového prekatalyzátoru dále významně ovlivňuje charakter chomáčkové morfologie výsledného polyolefínu. V závislosti na struktuře kokatalyzátorů dosahuje sypná hmotnost výsledného polyolefínu s chomáčkovou morfologií rozdílných hodnot. Nejnižších hodnot sypných hmotností výsledných polyolefínů bylo dosaženo v případě aktivace výhodného, tepelně upraveného Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru vyššími kokatalyzátory jako 25 je tri— iso-butylhliník (TIBA), tri-n-hexylhliník (THA), tri-iso-hexylhliník (TÍHA) a tri-n-decylhliník (TDA).It has been found that the character of the cocatalysts used to activate the preferred, heat-treated Ziegler-Natta diether precatalyst further significantly influences the tuft morphology of the resulting polyolefin. Depending on the structure of the cocatalysts, the bulk density of the resulting polyolefin with tuft morphology achieves different values. The lowest bulk density values of the resulting polyolefins were obtained when the preferred, heat-treated Ziegler-Natta precatalyst was activated by higher cocatalysts such as 25-isobutyl aluminum (TIBA), tri-n-hexyl aluminum (THA), tri-iso-hexyl aluminum (TÍHA) and tri-n-decyl aluminum (TDA).
Například u polypropylenu připraveném na prekatalyzátoru KAT B, tepelně upravovaném 4 hodiny při 105 °C za sníženého tlaku (pod 10 Pa) dosahuje hodnota sypné hmotnosti:For example, for polypropylene prepared on a KAT B precatalyst, heat-treated for 4 hours at 105 ° C under reduced pressure (below 10 Pa), the bulk density is:
268 g/1 v případě prekatalyzátoru aktivovaného kokatalyzátorem TMA,268 g / l for TMA cocatalyst activated,
179 g/1 v případě prekatalyzátoru aktivovaného kokatalyzátorem TEA,179 g / l for TEA cocatalyst activated,
100 g/1 v případě prekatalyzátoru aktivovaného kokatalyzátorem TIBA, g/1 v případě prekatalyzátoru aktivovaného kokatalyzátorem THA a100 g / l for TIBA cocatalyst, g / 1 for THA cocatalyst, and
112 g/1 v případě prekatalyzátoru aktivovaného kokatalyzátorem TDA, jak je popsáno v Příkladu 4.112 g / L for TDA cocatalyst activated catalyst as described in Example 4.
V závislosti na použité polymerační technologii a typu Zieglerova-Nattova dietherového prekatalyzátoru se vhodné množství organohlinité sloučeniny dávkované do polymeračního reaktoru v molámím poměru na přechodový kov Zieglerova-Nattova dietherového prekatalyzátoru pohybuje v rozmezí 10 až 1000 mol/mol, preferovanější je 30 až 300 mol/mol. Množství použitého kokatalyzátorů se také částečně projevuje na kvalitě výsledného polyolefínu s chomáčkovou morfologií.Depending on the polymerization technology used and the type of Ziegler-Natta diether precatalyst, a suitable amount of organoaluminum compound fed to the polymerization reactor in a molar ratio to the transition metal of the Ziegler-Natta diether precatalyst is in the range of 10 to 1000 mol / mol, more preferably 30 to 300 mol / mol. mol. The amount of cocatalysts used is also partially reflected in the quality of the resulting polyolefin with tuft morphology.
Například u polypropylenu připraveném na prekatalyzátoru KAT B, tepelně upravovaném 4 hodiny při 105 °C za sníženého tlaku (pod 10 Pa) a aktivovaném kokatalyzátorem 10 TIBA dosahuje hodnota sypné hmotnosti:For example, for polypropylene prepared on a KAT B precatalyst, heat-treated for 4 hours at 105 ° C under reduced pressure (below 10 Pa) and activated by cocatalyst 10 TIBA, the bulk density is:
116 g/1 u prekatalyzátoru aktivovaného za poměru TIB A/Ti =15 mol/mol,116 g / l for a precatalyst activated at a TIB A / Ti ratio of 15 mol / mol,
- 11 CZ 306881 B6- 11 GB 306881 B6
102 g/1 u prekatalyzátoru aktivovaného za poměru TIB A/Ti = 50 mol/mol,102 g / l for a precatalyst activated at a TIB A / Ti ratio of 50 mol / mol,
100 g/l u prekatalyzátoru aktivovaného za poměru TIBA/Ti = 150 mol/mol, g/l u prekatalyzátoru aktivovaného za poměru TIBA/Ti = 500 mol/mol a g/l u prekatalyzátoru aktivovaného za poměru TIBA/Ti = 1000 mol/mol, jak je popsáno v Příkladu 4.100 g / L of precursor catalyst activated at TIBA / Ti ratio = 150 mol / mol, g / L of precursor catalyst activated at TIBA / Ti ratio = 500 mol / mol ag / L of precursor catalyst activated at TIBA / Ti ratio = 1000 mol / mol as described in Example 4.
Výhodný, tepelně upravený Zieglerův-Nattův dietherový prekatalyzátor je po aktivaci schopný produkce polyolefinu s chomáčkovou morfologií při polymeraci jednoho typu olefinu (homopolymerace) nebo více typů olefinů (kopolymerace nebo terpolymerace).A preferred, heat-treated Ziegler-Natta diether precatalyst upon activation is capable of producing a polyolefin with tuft morphology in the polymerization of one type of olefin (homopolymerization) or multiple types of olefins (copolymerization or terpolymerization).
Další reakční složkou přítomnou při těchto polymeracích může být volitelně tzv. externí donor jako modifikátor stereregularity syntetizovaného polyolefinu. Vhodnými strukturami takových externích donorů jsou silany, ethery a estery, například k těmto účelům hojně využívané struktury dimethoxysilanů, jako je např. diisopropyl-dimethoxysilan, diisobutyl-dimethoxysilan, methylcyklohexyl-dimethoxysilan a dicyklopentyl-dimethoxysilan. V závislosti na použité technologii a typu Ziegler-Nattova prekatalyzátoru se vhodné množství externího elektronového donoru dávkováno do polymeračního reaktoru, v molárním poměru na přechodný kov Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru, pohybuje v rozmezí 0,5 až 100 mol/mol nebo molární poměr organohlinitého kokatalyzátoru k externímu donoru je v rozmezí 0,5 až 100 mol/mol, výhodnější je molární poměr organohlinitého kokatalyzátoru k externímu donoru 0,5 až 50 mol/mol.The other reactant present in these polymerizations may optionally be an external donor as a modifier of stereregularity of the synthesized polyolefin. Suitable structures for such external donors are silanes, ethers and esters, for example the widely used dimethoxysilane structures such as diisopropyl dimethoxysilane, diisobutyl dimethoxysilane, methylcyclohexyl dimethoxysilane and dicyclopentyl dimethoxysilane. Depending on the technology used and the type of Ziegler-Natta precatalyst, a suitable amount of external electron donor is fed to the polymerization reactor, in a molar ratio to the transition metal of the Ziegler-Natta precatalyst, in the range of 0.5 to 100 mol / mol or molar ratio of organoaluminum cocatalyst to the external donor is in the range of 0.5 to 100 mol / mol, more preferably the molar ratio of organoaluminum cocatalyst to external donor is 0.5 to 50 mol / mol.
Další reakční složkou přítomnou při těchto polymeracích obvykle bývá vodík fungující jako regulátor molekulové hmotnosti a indexu toku taveniny výsledného polyolefinu.The other reactant present in these polymerizations is typically hydrogen acting as a regulator of the molecular weight and melt index of the resulting polyolefin.
Provádění polymerace s vhodným, tepelně upraveným Zieglerovým-Nattovým prekatalyzátorem lze provádět v rozpouštědlovém prostředí nepolárního uhlovodíkového rozpouštědla (např. isohexan, heptan), v prostředí zplyněného monomeru (etylen, propylen, vyšší α-olefiny) nebo monomerů, v prostředí kapalného monomeru (propylen, vyšší α-olefiny), případně lze jednotlivé polymerační fáze prováděné v několika typech polymeračního prostředí i kombinovat (např. polymerace v kapalném monomeru následovaná polymeraci v prostředí zplyněného monomeru) při všech standardních polymeračních podmínkách. V závislosti na polymerační technologii a požadovaných vlastnostech syntetizovaného polyolefinu s chomáčkovou morfologií se polymerace olefinů s vybraným, tepelně upraveným Zieglerovým-Nattovým katalyzátorem mohou provádět při teplotách v rozmezí 50 až 120 °C a tlaku 0,5 až 10 MPa, typické jsou teploty 70 až 105 °C a tlaky 1 až 4 MPa.The polymerization with a suitable heat-treated Ziegler-Natta precatalyst can be carried out in a solvent medium of a non-polar hydrocarbon solvent (eg, isohexane, heptane), a gasified monomer (ethylene, propylene, higher α-olefins) or monomers, a liquid monomer (propylene) , higher α-olefins), or individual polymerization phases carried out in several types of polymerization medium can be combined (eg polymerization in liquid monomer followed by polymerization in gasified monomer environment) under all standard polymerization conditions. Depending on the polymerization technology and the desired properties of the synthesized polyolefin with tuft morphology, the olefin polymerization with the selected heat-treated Ziegler-Natta catalyst can be carried out at temperatures ranging from 50 to 120 ° C and pressures of 0.5 to 10 MPa. 105 ° C and pressures of 1 to 4 MPa.
Takto lze připravit různé typy polyolefinových prášků s chomáčkovou morfologií. Polyolefinovým práškem podle vynálezu se míní produkty koordinačních polymeraci na Zieglerových-Nattových katalyzátorech tvořené homopolymery, kopolymery dvou a více 1-olefinů a jejich vzájemné směsi připravené při dvou a více krokových polymeracích. Výhodné jsou homopolymery propylenu a ethylenu, statistické kopolymery propylenu a ethylenu, ethylenu a 1-butenu, propylenu a 1-butenu, ethylenu a 1-hexenu, propylenu a 1-hexenu; statistické terpolymery ethylenu, propylenu a 1-butenu a ethylenu, propylenu a 1-hexenu; blokové kopolymery tvořené homomatricí polypropylenu a statistickým kopolymerem propylenu a ethylenu, blokové kopolymery tvořené homomatricí polypropylenu a statistickým kopolymerem ethylenu s 1-butenem, blokové kopolymery tvořené homomatricí polypropylenu a statistickým kopolymerem ethylenu s 1-hexenem, blokové kopolymery tvořené homomatricí polypropylenu a statistickým terpolymerem propylenu s ethylenem a 1-butenem, blokové kopolymery tvořené homomatricí polypropylenu a statistickým terpolymerem propylenu s ethylenem a 1-hexenem.Thus, various types of polyolefin powders with tuft morphology can be prepared. By polyolefin powder according to the invention is meant the coordination polymerization products on Ziegler-Natta catalysts consisting of homopolymers, copolymers of two or more 1-olefins and mixtures thereof prepared in two or more step polymerizations. Preferred are homopolymers of propylene and ethylene, random copolymers of propylene and ethylene, ethylene and 1-butene, propylene and 1-butene, ethylene and 1-hexene, propylene and 1-hexene; random terpolymers of ethylene, propylene and 1-butene and ethylene, propylene and 1-hexene; block copolymers consisting of polypropylene homomatrice and random propylene / ethylene random copolymer, block copolymers consisting of polypropylene homomatrice and randomized ethylene copolymer with 1-butene, block copolymers consisting of polypropylene homomatic and random ethylene with 1-hexene random copolymer and copolymer of homomeric propylene polymer ethylene and 1-butene, block copolymers consisting of polypropylene homomatration and random propylene terpolymer with ethylene and 1-hexene.
Nejlepšími polyolefinovými prášky podle vynálezu jsou izotaktický polypropylen (i-PP), statistické kopolymery propylenu s ethylenem a blokové kopolymery tvořené homomatricí polypropylenu a statistickým kopolymerem propylenu a ethylenu.The best polyolefin powders of the invention are isotactic polypropylene (i-PP), random copolymers of propylene with ethylene, and block copolymers consisting of polypropylene homomatics and random copolymers of propylene and ethylene.
- 12CZ 306881 B6- 12GB 306881 B6
Tento způsob přípravy polyolefinů podle vynálezu na specificky tepelně upraveném ZieglerověNattově dietherovém prekatalyzátoru aktivovaném kokatalyzátorem THA se projevuje například takto:This process for the preparation of the polyolefins of the invention on a specifically heat treated Ziegler-Natt diether precatalyst activated by a THA cocatalyst is manifested, for example, as follows:
1) U polyolefinu připraveném na prekatalyzátoru KAT A polymeračně aktivovaném kokatalyzátorem THA klesá hodnota sypné hmotnosti z 276 g/1 pro katalyzátor bez tepelné úpravy na hodnotu sypné hmotnosti 99 g/1 pro katalyzátor tepelně upravovaný 4 hodiny při 105 °C za sníženého tlaku (pod 10 Pa) v případě syntézy homopolymeru polyethylenu v rozpouštědlovém prostředí hexanu, tedy na 35,9 % původní hodnoty jak je popsáno v Příkladu 6.(1) For polyolefin prepared on KAT A polymerised by THA, the bulk density falls from 276 g / l for the catalyst without heat treatment to a bulk density of 99 g / l for the catalyst heat treated for 4 hours at 105 ° C under reduced pressure (below 10 Pa) in the case of the synthesis of a polyethylene homopolymer in a solvent medium of hexane, i.e. to 35.9% of the original value as described in Example 6.
2) U polyolefinu připraveném na prekatalyzátoru KAT A polymeračně aktivovaném kokatalyzátorem THA klesá hodnota sypné hmotnosti z 395 g/1 pro katalyzátor bez tepelné úpravy na hodnotu sypné hmotnosti 97 g/1 pro katalyzátor tepelně upravovaný 4 hodiny při 105 °C za sníženého tlaku (pod 10 Pa) v případě syntézy homopolymeru polypropylenu v prostředí zplyněného propylenu, tedy na 24,6 % původní hodnoty jak je popsáno v Příkladu 1.2) For a polyolefin prepared on a CAT catalyst polymerized with THA cocatalyst, the bulk density decreases from 395 g / l for a catalyst without heat treatment to a bulk density of 97 g / l for a catalyst heat treated for 4 hours at 105 ° C under reduced pressure 10 Pa) in the case of the synthesis of a polypropylene homopolymer in a gasified propylene medium, i.e. to 24.6% of the initial value as described in Example 1.
3) U polyolefinu připraveném na prekatalyzátoru KAT A polymeračně aktivovaném kokatalyzátorem THA klesá hodnota sypné hmotnosti z 415 g/1 pro katalyzátor bez tepelné úpravy na hodnotu sypné hmotnosti 61 g/1 pro katalyzátor tepelně upravovaný 4 hodiny při 105 °C za sníženého tlaku (pod 10 Pa) v případě syntézy homopolymeru polypropylenu v prostředí kapalného propylenu, tedy na 14,7 % původní hodnoty jak je popsáno v Příkladu 1.3) For a polyolefin prepared on a CAT catalyst polymerized with THA cocatalyst, the bulk density decreases from 415 g / l for a catalyst without heat treatment to a bulk density of 61 g / l for a catalyst heat treated for 4 hours at 105 ° C under reduced pressure 10 Pa) in the case of the synthesis of a polypropylene homopolymer in a liquid propylene medium, i.e. to 14.7% of the initial value as described in Example 1.
4) U polyolefinu připraveném na prekatalyzátoru KAT A polymeračně aktivovaném kokatalyzátorem THA klesá hodnota sypné hmotnosti z 364 g/1 pro katalyzátor bez tepelné úpravy na hodnotu sypné hmotnosti 84 g/1 pro katalyzátor tepelně upravovaný 4 hodiny při 105 °C za sníženého tlaku (pod 10 Pa) v případě syntézy kopolymerů ethylenu a propylenu 2 krokovou polymeraci tvořenou homopolymerací propylenu a statistickou kopolymerací propylenu s ethylenem, tedy na 23,1 % původní hodnoty jak je popsáno v Příkladu 7.4) For a polyolefin prepared on a KAT A polymerized activated THA cocatalyst, the bulk density decreases from 364 g / l for a catalyst without heat treatment to a bulk density of 84 g / l for a catalyst heat treated for 4 hours at 105 ° C under reduced pressure 10 Pa) for the synthesis of ethylene-propylene copolymers, a 2 step polymerization consisting of homopolymerization of propylene and random copolymerization of propylene with ethylene, to 23.1% of the original value as described in Example 7.
5) U polyolefinu připraveném na prekatalyzátoru KAT A polymeračně aktivovaném kokatalyzátorem THA klesá hodnota sypné hmotnosti z 411 g/1 pro katalyzátor bez tepelné úpravy na hodnotu sypné hmotnosti 128 g/1 pro katalyzátor tepelně upravovaný 4 hodiny při 105 °C za sníženého tlaku (pod 10 Pa) v případě syntézy terpolymeru ethylenu, propylenu a 1-butenu dvoukrokovou polymeraci tvořenou homopolymerací propylenu a statistickou kopolymerací ethylenu s 1butenem, tedy na 31,1 % původní hodnoty jak je popsáno v Příkladu 8.5) For a polyolefin prepared on a CAT catalyst polymerized with THA cocatalyst, the bulk density decreases from 411 g / l for a catalyst without heat treatment to a bulk density of 128 g / l for a catalyst heat treated for 4 hours at 105 ° C under reduced pressure 10 Pa) in the case of the synthesis of an ethylene, propylene and 1-butene terpolymer, a two-step polymerization consisting of homopolymerization of propylene and a random copolymerization of ethylene with 1-butene, to 31.1% of the original value as described in Example 8.
Tento vynález dále popisuje možnosti využití takto připravených polyolefinů s chomáčkovými částicemi v následujících aplikacích:The present invention further describes the possibilities of utilizing tufted particulate polyolefins thus prepared in the following applications:
d) Polyolefm s chomáčkovou morfologií jako materiál vhodný k sorpcím hydrofobních kapalind) Polyolefin with tuft morphology as a material suitable for sorption of hydrophobic liquids
Polyolefin s chomáčkovou morfologií, připravený podle způsobu uvedeného výše, je materiálem ropného původu a tedy hydrofobní povahy. Díky své morfologii, kterou lze obecně popsat jako chomáčkovou, je charakterizován velkým množstvím různě objemných mezivlákenných prostor. Vzhledem k tomu, že jsou tyto mezivlákenné prostory v této polyolefmové chomáčkové částici snadno přístupné, je tento materiál vhodný k sorpcím hydrofobních kapalin, jako jsou např. ropa a produkty zní, např. minerální oleje. Sorpční schopnosti těchto materiálů významně narůstají s poklesem jejich sypné hmotnosti a dosahují až šestinásobku hodnoty vlastní hmotnosti těchto polyolefinů, jak je dokumentováno v Příkladu 9. Tato hodnota je srovnatelná s hodnotami nasákavostí netkaných textilií z polypropylenu a vysoce překračuje hodnoty nasákavostí běžných anorganických sorpčních materiálů, které dosahují 1 až 2 g minerálního oleje/g sorbentů (např. v případě expandovaného a hydrofobizovaného perlitu, což je amorfní křemičitan hlinitý sopečného původu).The tufted morphology polyolefin prepared according to the method described above is a material of petroleum origin and thus of a hydrophobic nature. Due to its morphology, which can generally be described as tuft, it is characterized by a large number of interdigital spaces. Since these interfacial spaces within the polyolefin tuft particle are readily accessible, this material is suitable for the sorption of hydrophobic liquids, such as oil and products, such as mineral oils. The sorption properties of these materials increase significantly as their bulk density decreases, reaching up to six times the net weight of these polyolefins, as documented in Example 9. This value is comparable to the absorbency values of polypropylene nonwovens and greatly exceeds the absorbency values of conventional inorganic sorption materials. they amount to 1 to 2 g of mineral oil / g of sorbents (eg in the case of expanded and hydrophobised perlite, which is an amorphous aluminum silicate of volcanic origin).
- 13 CZ 306881 B6- 13 GB 306881 B6
Z Příkladu 9 je zřejmé, že klesající sypná hmotnost a tedy narůstající chomáčkový charakter výsledných polyolefmů je přímo úměrný jejich sorpčním schopnostem bez ohledu na typ prekatalyzátoru a typ kokatalyzátoru použitého kjeho aktivaci, jak je znázorněno na Obrázku 2.It can be seen from Example 9 that the decreasing bulk density and thus the increasing tuft character of the resulting polyolefins is directly proportional to their sorption properties regardless of the type of precatalyst and the type of cocatalyst used to activate it, as shown in Figure 2.
Sorpční schopnosti těchto materiálů mohou v závislosti na dalším poklesu jejich sypné hmotnosti dosahovat ještě vyšších hodnot sorbovaného množství hydrofobních kapalin, než je uvedeno v Příkladu 9. Ty se mohou blížit až devítinásobku hodnoty vlastní hmotnosti těchto polyolefmů. Snižování sypné hmotnosti těchto materiálů a s ní související nárůst jejich chomáčkového charakteru je závislé na vhodné kombinaci pro tuto vlastnost určujících předpokladů, které zahrnují výběr prekatalyzátoru (vliv typu interního donoru), charakter tepelné úpravy tohoto prekatalyzátoru (vliv teploty úpravy, doby trvání úpravy, podmínek sníženého tlaku), charakter aktivace tohoto prekatalyzátoru (vliv typu kokatalyzátoru), charakter polymeračního módu (polymerace v prostředí kapalného monomeru, v prostředí zplyněného monomeru, v prostředí nepolárního uhlovodíkového rozpouštědla), charakter polymeračních komponent (koncentrace kokatalyzátoru, externího donoru, vodíku) a charakter polymeračních podmínek (polymerační teplota, polymerační tlak, doba trvání polymerace). Vhodnou kombinací těchto, pro sypnou hmotnost polyolefinu s chomáčkovou morfologií určujících předpokladů, lze dosáhnout výsledné sypné hmotnosti kolem 20 g/l, která odpovídá sorpčním schopnostem blížícím se devítinásobku hodnoty vlastní hmotnosti těchto polyolefmů.The sorption properties of these materials may, depending on the further decrease in their bulk density, reach even higher values of the absorbed amount of hydrophobic liquids than shown in Example 9. These may be up to nine times their own weight of these polyolefins. Decreasing the bulk density of these materials and the associated increase in their tuft character is dependent upon a suitable combination of this property-determining assumptions, including the choice of precatalyst (influence of internal donor type), nature of heat treatment of the precatalyst (effect of treatment temperature, duration of treatment, reduced conditions). characterization of this precatalyst (cocatalyst type effect), polymerization mode character (polymerization in liquid monomer medium, gasified monomer medium, nonpolar hydrocarbon solvent), polymerization component character (cocatalyst concentration, external donor, hydrogen) and polymerization mode conditions (polymerization temperature, polymerization pressure, polymerization duration). By a suitable combination of these bulk density polyolefins with tuft morphology determining assumptions, a final bulk density of about 20 g / l can be achieved, which corresponds to sorption capabilities close to nine times the intrinsic weight of these polyolefins.
Vlastnost sorbovat hydrofobní kapalinu má u těchto materiálů vratný charakter, tj. sorbovanou látku lze následně odstředěním separovat a polyolefin s chomáčkovou morfologií připravený podle tohoto vynálezu využít znovu ke stejnému účelu. Například:The hydrophobic liquid sorption property of these materials is reversible, i.e. the sorbed material can then be separated by centrifugation, and the tuft morphology polyolefin prepared according to the invention can be reused for the same purpose. For example:
1) Při pětinásobné opakované sorpci a následné desorpci minerálního oleje bylo dosaženo u homopolymeru polypropylenu se sypnou hmotností 87 g/l, připraveném na katalytickém systému KAT B / THA (KAT B byl upravovaný 4 hodiny při 105 °C při tlaku sníženém pod 10 Pa) v jednotlivých cyklech sorpce a desorpce odstranění 96,7 %, 96,8 %, 96,8 %, 96,9 % a 96,7 % nasorbovaného množství minerálního oleje, jak je dokumentováno v Příkladu 10.1) Five-fold repeated sorption and subsequent desorption of mineral oil resulted in a polypropylene homopolymer with a bulk density of 87 g / l, prepared on a catalytic system KAT B / THA (KAT B was treated for 4 hours at 105 ° C at a pressure below 10 Pa) in the individual sorption and desorption cycles the removal of 96.7%, 96.8%, 96.8%, 96.9% and 96.7% of the absorbed amount of mineral oil as documented in Example 10.
2) Při pětinásobné opakované sorpci a následné desorpci ropy bylo dosaženo u homopolymeru polypropylenu se sypnou hmotností 87 g/l, připraveném na katalytickém systému KAT B / THA (KAT B byl upravovaný 4 hodiny při 105 °C při tlaku sníženém pod 10 Pa) v jednotlivých cyklech sorpce a desorpce odstranění 96,4 %, 96,3 %, 96,2 %, 96,2 % a 96,2 % nasorbováného množství ropy, jak je dokumentováno v Příkladu 10.2) With five-fold repeated sorption and subsequent desorption of crude oil, a polypropylene homopolymer with a bulk density of 87 g / l, prepared on a catalyst system KAT B / THA (KAT B was treated for 4 hours at 105 ° C at a pressure below 10 Pa) individual sorption and desorption cycles of removal of 96.4%, 96.3%, 96.2%, 96.2% and 96.2% of the adsorbed amount of crude oil as documented in Example 10.
e) Polyolefin s chomáčkovou morfologií jako materiál vhodný k tepelným izolacíme) Polyolefin with tuft morphology as a material suitable for thermal insulation
Syntetické polymery, jako je polypropylen, jsou sami o sobě špatné vodiče tepla a tedy dobré tepelné izolanty. V případě polyolefmů s chomáčkovou morfologií podle vynálezu, připravených podle způsobu uvedeného výše, se k této skutečnosti ještě přidává vysoký obsah vzduchu uzavřeného v meziprostorech mezi vlákny jednotlivých částic. Vzhledem k tomu, že je vzduch jeden z nejhorších vodičů tepla (jeden z nejlepších tepelných izolantů), má i materiál obsahující tyto chomáčkové částice významně sníženou tepelnou vodivost a je tedy vhodný k tepelným izolacím. V závislosti na poklesu sypné hmotnosti těchto materiálů narůstá i podíl obsahu vzduchu v jejich částicích, což způsobuje pokles tepelné vodivosti a nárůst tepelně-izolačních schopností.Synthetic polymers such as polypropylene are themselves poor heat conductors and hence good thermal insulators. In the case of the tuft morphology polyolefins of the present invention prepared according to the method described above, a high content of air enclosed in the interspaces between the fibers of the individual particles is added. Since air is one of the worst heat conductors (one of the best thermal insulators), even the material containing these tuft particles has a significantly reduced thermal conductivity and is therefore suitable for thermal insulation. Depending on the decrease in bulk density of these materials, the proportion of air content in their particles also increases, causing a decrease in thermal conductivity and an increase in thermal insulation properties.
Například v případě polypropylenu s chomáčkovou morfologií a sypnou hmotností 115 g/l, připraveném na prekatalyzátoru KAT B, upravovaném 4 hodiny při 105 °C za sníženého tlaku a aktivovaném kokatalyzátorem THA se dosahuje poklesu tepelné vodivosti o 43 % ve srovnání s polypropylenem s klasickou částicovou morfologií o sypné hmotnosti 447 g/l, připraveném na stejném prekatalyzátoru bez tepelné úpravy.For example, in the case of polypropylene with a fluff morphology and a bulk density of 115 g / l, prepared on a KAT B precatalyst, treated for 4 hours at 105 ° C under reduced pressure and activated with THA cocatalyst, a thermal conductivity decrease of 43% is achieved. morphology with a bulk density of 447 g / l, prepared on the same precatalyst without heat treatment.
Z Příkladu 11 je zřejmé, že klesající sypná hmotnost a tedy narůstající chomáčkový charakter výsledných polyolefinů, je přímo úměrný jejich tepelné vodivosti a tedy i tepelně—izolačnímIt is apparent from Example 11 that the decreasing bulk density and thus the increasing tuft character of the resulting polyolefins is directly proportional to their thermal conductivity and hence the thermal-insulation
- 14CZ 306881 B6 schopnostem, bez ohledu na typ prekatalyzátoru a typ kokatalyzátoru použitého k jeho aktivaci, jak je znázorněno na Obrázku 3. Tepelná vodivost v případě polymemích materiálů s nejnižší sypnou hmotností dosahuje hodnot kolem 0,040 W/(m*K). Tyto hodnoty jsou zcela srovnatelné s tepelnou vodivostí EPS (expandovaný polystyren), která dosahuje hodnot v rozsahu 0,043 až 0,035 W/(m*K) v závislosti na hustotě EPS (čím vyšší je hustota EPS, tím je jeho tepelná vodivost nižší).- 14GB 306881 B6 regardless of the type of precatalyst and the type of cocatalyst used to activate it, as shown in Figure 3. The thermal conductivity for polymer materials with the lowest bulk density is about 0.040 W / (m * K). These values are fully comparable to the thermal conductivity of EPS (expanded polystyrene), which ranges from 0.043 to 0.035 W / (m * K) depending on the density of EPS (the higher the EPS density, the lower its thermal conductivity).
Tepelně-izolační schopnosti těchto materiálů mohou v závislosti na dalším poklesu jejich sypné hmotnosti dosahovat ještě nižších hodnot tepelné vodivosti, než je uvedeno v Příkladu 11. Ty se mohou blížit až hodnotě tepelné vodivosti kolem 0,030 W/(m*K). Snižování sypné hmotnosti těchto materiálů a s ní související nárůst jejich tepelně-izolačních schopností je závislé na vhodné kombinaci pro tuto vlastnost určujících předpokladů, které zahrnují výběr prekatalyzátoru (vliv typu interního donoru), charakter tepelné úpravy tohoto prekatalyzátoru (vliv teploty úpravy, doby trvání úpravy, podmínek sníženého tlaku), charakter aktivace tohoto prekatalyzátoru (vliv typu kokatalyzátoru), charakter polymeračního módu (polymerace v bloku kapalného monomeru nebo ve zplyněném monomeru), charakter polymeračních komponent (koncentrace kokatalyzátoru, externího donoru, vodíku) a charakter polymeračních podmínek (polymerační teplota, polymerační tlak, doba trvání polymerace). Vhodnou kombinací těchto, pro sypnou hmotnost polyolefmu s chomáčkovou morfologií určujících předpokladů, lze dosáhnout výsledné sypné hmotnosti kolem 20 g/1, která odpovídá poklesu tepelné vodivosti o 60 % ve srovnání s polypropylenem s klasickou částicovou morfologií o sypné hmotnosti 447 g/1.The heat-insulating properties of these materials may, depending on the further decrease in their bulk density, reach even lower thermal conductivity values than those given in Example 11. These may be close to a thermal conductivity value of about 0.030 W / (m * K). The reduction in bulk density of these materials and the associated increase in their thermal insulation capacity is dependent on a suitable combination of determinants of this property, including the choice of precatalyst (internal donor type), the nature of the precatalyst's thermal treatment (treatment temperature, treatment duration, conditions of depressurization), characterization of this precatalyst (cocatalyst type effect), characterization of polymerization mode (polymerization in liquid monomer block or gasified monomer), characterization of polymerization components (concentration of cocatalyst, external donor, hydrogen) and characterization of polymerization conditions (polymerization temperature, polymerization pressure, polymerization duration). By suitable combination of these bulk density polyolefins with tuft morphology determining assumptions, a final bulk density of about 20 g / l can be achieved, which corresponds to a 60% decrease in thermal conductivity compared to polypropylene with classical particle morphology of 447 g / l bulk density.
f) Polyolefin s chomáčkovou morfologií jako nosič aditiv a pigmentůf) Polyolefin with tuft morphology as a carrier of additives and pigments
Částice polyolefmu s chomáčkovou morfologií obsahuje, na rozdíl od standardní polyolefínové částice, velké množství různě objemných mezivlákenných prostor. Tento volný, částicový objem je využitelný k tomu, aby již při míchání za laboratorní teploty (23 ± 2 °C) došlo k průniku částic aditiva (antistatikum, nukleační činidlo, kluzné činidlo atd.) nebo pigmentu (anorganický nebo organický) do polyolefínové částice. Takto vytvořená směs pak umožňuje vyrobit koncentrát aditiva nebo pigmentu s vyšší koncentrací aktivní složky (antistatikum, nukleační činidlo, kluzné činidlo atd.) nebo pigmentu (anorganický nebo organický) než je to možné při použití polyolefmu se standardními polyolefmovými částicemi. Např. při použití polypropylenu s chomáčkovou morfologií připraveného podle tohoto vynálezu je možno zvýšit výslednou koncentraci aditiva v polyolefmu, např. antistatika na bázi esterů glycerolu s vyššími mastnými kyselinami, až na dvojnásobek oproti použití běžného polymemího prášku nebo granulátu, jak je popsáno v Příkladu 12 nebo zlepšit dispergaci organického pigmentu v polyolefmu při přípravě koncentrátu organického pigmentu v polyolefmu, což se projevuje snížením nárůstu tlaku před filtračním sítem při filtračním testu zhruba na polovinu oproti použití běžného polymemího prášku, jak je popsáno v Příkladu 13.The tuft morphology polyolefin particle, in contrast to the standard polyolefin particle, contains a large number of interdigital space spaces. This free, particulate volume can be used to cause particles of the additive (antistatic, nucleating agent, glidant, etc.) or pigment (inorganic or organic) to penetrate into the polyolefin particle even while stirring at room temperature (23 ± 2 ° C). . The mixture thus formed makes it possible to produce an additive or pigment concentrate with a higher concentration of active ingredient (antistatic, nucleating agent, glidant, etc.) or pigment (inorganic or organic) than is possible using a polyolefin with standard polyolefin particles. E.g. using tufted morphology polypropylene prepared according to the present invention, the resulting additive concentration in the polyolefin, e.g., glycerol esters of higher fatty acid esters, can be increased up to twice that of a conventional polymer powder or granulate as described in Example 12 or improved dispersing the organic pigment in the polyolefin in the preparation of the organic pigment concentrate in the polyolefin, which results in a reduction of the pressure increase in front of the filter screen in the filtration test by about half compared to the use of a conventional polymer powder as described in Example 13.
Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Tepelná úprava Zieglerova-Nattova prekatalyzátoruHeat treatment of Ziegler-Natta precatalyst
Postup tepelné úpravy vybraných Zieglerových-Nattových prekatalyzátorů byl prováděn následovně:The heat treatment of selected Ziegler-Natta precatalysts was performed as follows:
Pro tepelnou úpravu Zieglerových-Nattových dietherových prekatalyzátorů KAT A, KAT B a KAT C s 1,3-dietherovým interním donorem, konkrétně se jednalo o 2-isopropyl-2-isobutyl1,3-dimethoxypropan, byla využita aparatura skládající se ze skleněné baňky s teflonovým uzávěrem, glycerinové lázně napojené na termostat a olejové rotační vývěvy. Při tepelné úpravě Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru byl prekatalyzátor v práškové formě nadávkován v množství cca 1 g pod ochrannou atmosférou dusíku v suchém boxu do skleněné baňky o objemu cca 50 ml a uzavřen teflonovým uzávěrem. Následně byla skleněná baňka s prekatalyzátorem v práškovéFor the treatment of Ziegler-Natta diether precatalysts KAT A, KAT B and KAT C with a 1,3-diether internal donor, namely 2-isopropyl-2-isobutyl-1,3-dimethoxypropane, an apparatus consisting of a glass flask was used. Teflon cap, glycerine baths connected to a thermostat and oil rotary vacuum pumps. During the heat treatment of the Ziegler-Natta precatalyst, the precatalyst in powder form was dosed in an amount of about 1 g under a nitrogen blanket in a dry box into a 50 ml glass flask and sealed with a Teflon cap. Subsequently, the glass flask with the precatalyst was powdered
- 15 CZ 306881 B6 formě přenesena k vlastní aparatuře a připojena ke zdroji dusíku. Pod ochranným průtokem dusíku byl teflonový uzávěr odstraněn a nahrazen ucpávkou s těsněním. Průtok dusíku byl zastaven a tlak v baňce byl snížen pomocí rotační olejové vývěvy pod 10 Pa. Po dosažení požadovaného podtlaku byla baňka s prekatalyzátorem ponořena do glycerinové lázně temperované na předem určenou teplotu. V této sestavě byl za dané teploty lázně, po stanovenou dobu a za sníženého tlaku prekatalyzátor tepelně upravován. Po skončení stanovené doby tepelné úpravy prekatalyzátoru byla ukončena evakuace, do baňky byl napuštěn dusík na atmosférický tlak a pod stálým průtokem dusíku byla baňka ochlazena na laboratorní teplotu. Po dosažení laboratorní teploty byla baňka uzavřena teflonovým uzávěrem. Takto tepelně upravený Zieglerův-Nattův prekatalyzátor byl připravený k použití v polymeraci pro přípravu polyolefinu s chomáčkovou morfologií.The mold is transferred to the apparatus itself and connected to a nitrogen source. Under a protective nitrogen flow, the Teflon seal was removed and replaced with a gland packing. The nitrogen flow was stopped and the flask pressure was reduced to below 10 Pa using a rotary oil pump. After reaching the desired vacuum, the precatalyzer flask was immersed in a glycerin bath tempered to a predetermined temperature. In this assembly, the precatalyst was heat treated at a given bath temperature, for a specified period of time and under reduced pressure. At the end of the precatalyst heat treatment period, evacuation was terminated, nitrogen was charged to the flask at atmospheric pressure, and the flask was cooled to room temperature under constant nitrogen flow. After reaching room temperature, the flask was sealed with a Teflon cap. The heat-treated Ziegler-Natta precatalyst was ready for use in polymerization to produce polyolefin with tuft morphology.
Tímto způsobem byla otestována teplota úpravy Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru s 1,3dietherovým interním donorem KAT A při 60 °C, 90 °C, 105 °C, 120 °C a 150 °C, ZieglerovaNattova prekatalyzátoru s 1,3-dietherovým interním donorem KAT B při 90 °C, 105 °C a 120 °C a Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru s 1,3-dietherovým interním donorem KAT C při 105 °C.In this way, the treatment temperature of the Ziegler-Natta precatalyst with 1.3-diether internal donor KAT A was tested at 60 ° C, 90 ° C, 105 ° C, 120 ° C and 150 ° C, the Ziegler-Natta precatalyst with 1.3-diether internal donor KAT B at 90 ° C, 105 ° C and 120 ° C and a Ziegler-Natta precatalyst with a 1,3-diether internal donor KAT C at 105 ° C.
Příprava polyolefinového prášku obsahujícího částice s chomáčkovou morfologií a jeho využitíPreparation of polyolefin powder containing particles with tuft morphology and its use
Postup přípravy polyolefinu s chomáčkovou morfologií a jeho využití je popsán v následujících příkladech. Příkladná provedení byla realizována s využitím 3 dietherových ZieglerovýchNattových prekatalyzátoru KAT A, KAT B a KAT C s 1,3-dietherovým interním donorem, konkrétně se jednalo o 2-isopropyl-2-isobutyl-l,3-dimethoxypropan, nicméně způsob přípravy polyolefinu s chomáčkovou morfologií není limitován jen na tento typ Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru, ale zahrnuje i kombinace tohoto prekatalyzátoru s dalšími typy interních donorů, jak bylo popsáno výše. Jednotlivé prekatalyzátory obsahovaly následující množství Ti: KAT A 2,8 % hmotn., KAT B - 3,7 % hmotn. a KAT C - 2,4 % hmotn. a dále se také lišily množstvím interního donoru naneseného na MgCl2 nosiči.The preparation of polyolefin with tuft morphology and its use is described in the following examples. Exemplary embodiments were realized using 3 diether ZieglerNatt precatalysts KAT A, KAT B and KAT C with a 1,3-diether internal donor, namely 2-isopropyl-2-isobutyl-1,3-dimethoxypropane, but a process for preparing polyolefin with tuft morphology is not limited to this type of Ziegler-Natta precatalyst but also includes combinations of this precatalyst with other types of internal donors as described above. The individual precatalysts contained the following amounts of Ti: KAT A 2.8 wt%, KAT B - 3.7 wt%. and KAT C - 2.4 wt. and also differed in the amount of internal donor deposited on the MgCl 2 support.
Výsledný polyolefín obsahuje částice s chomáčkovou morfologií, tvořenými vlákny polyolefinu s průměrem 10 až 50 pm a délkou 50 až 1000 pm. Vlákna částic polyolefmového prášku jsou různě propletena a vytváří trojrozměrnou strukturu s různě velkými meziprostory v závislosti na jejich počtu, průměru a délce. Tyto meziprostory mezi vlákny obsahují vzduch (případně je lze vyplnit jinou látkou). Meziprostory mezi vlákny mají významnou roli v absorpčních a izolačních schopnostech polymeru tvořeného těmito částicemi. Částice polyolefinu s vlákennou strukturou ve formě prášku dosahují s výhodou makroskopické velikosti od 0,2 do 2 mm. Tyto částice tvoří polyolefinový prášek, jehož sypná hmotnost se pohybuje v rozmezí 20 až 300 g/1, z pohledu sorpčních a tepelně-izolačních schopností se jeví jako výhodnější rozsah 20 až 200 g/1.The resulting polyolefin comprises tuft morphology particles consisting of polyolefin fibers having a diameter of 10 to 50 µm and a length of 50 to 1000 µm. The fibers of the polyolefin powder particles are intertwined differently and form a three-dimensional structure with differently sized interspaces depending on their number, diameter and length. These fiber interfaces contain air (or can be filled with another substance). The interspaces between the fibers play an important role in the absorption and insulating properties of the polymer formed by these particles. The polyolefin particles having a fiber structure in the form of a powder preferably have a macroscopic size of from 0.2 to 2 mm. These particles form a polyolefin powder whose bulk density is in the range of 20 to 300 g / l, in terms of sorption and heat-insulating properties, a range of 20 to 200 g / l seems more advantageous.
Polymerace propylenu byly provedeny v násadovém diskontinuálním nerezovém reaktoru o objemu 1,8 1 vybaveném míchadlem spirálovitého tvaru. Reaktor byl připojen na termostatický okruh umožňující externí regulaci jeho vnitřní teploty. Množství dávkovaného propylenu před i během polymerace bylo měřeno na základě úbytku hmotnosti zásobní tlakové nádoby s propylenem, v případě jiných monomerů a vodíku na základě integrace jejich průtoku hmotnostními dávkovači. Tlak v reaktoru byl měřen digitálním manometrem a teplota ve spodní (Tr) a horní části (Tr2) reaktoru termočlánky typu E.Propylene polymerizations were carried out in a 1.8 liter batch stainless steel batch reactor equipped with a spiral-shaped stirrer. The reactor was connected to a thermostatic circuit allowing external regulation of its internal temperature. The amount of propylene metered before and during polymerization was measured based on the weight loss of the propylene storage vessel, for other monomers and hydrogen, by integrating their flow through the mass feeders. The reactor pressure was measured with a digital pressure gauge and the temperature at the bottom (Tr) and top (Tr2) of the E-type thermocouples.
Během čisticí procedury byl reaktor proplachován proudem dusíku po dobu cca 30 min při 95 °C. Následně byla provedena tlaková zkouška na těsnost (30 min při 95 °C a 3,0 MPa propylenu). Po tlakové zkoušce byl reaktor ochlazen na 40 °C, vypnuto míchání a nadávkován kokatalyzátor a případně externí donor. Během dávkování těchto polymeračních komponent byl vnitřní prostor reaktoru chráněn před kontaminací ochranným průtokem dusíku. Po nadávkování všech komponent byl reaktor uzavřen a naplněn vhodným množstvím monomeru a vodíkem. Parciální tlak zbytkového dusíku v reaktoru byl cca 0,1 MPa (a).During the purification procedure, the reactor was purged with a nitrogen stream for about 30 min at 95 ° C. A leak pressure test (30 min at 95 ° C and 3.0 MPa propylene) was then carried out. After the pressure test, the reactor was cooled to 40 ° C, the agitation was turned off, and the cocatalyst and possibly an external donor were metered in. During dosing of these polymerization components, the reactor interior was protected from contamination by a protective nitrogen flow. After all the components were metered in, the reactor was sealed and filled with an appropriate amount of monomer and hydrogen. The partial pressure of residual nitrogen in the reactor was about 0.1 MPa (a).
Polymerace začala nástřikem prekatalyzátoru do reaktoru přetlačením kapalným propylenem přiThe polymerization was started by injecting the precatalyst into the reactor by passing it through liquid propylene at
- 16CZ 306881 B6 teplotě 40 °C. Následný nájezd na polymerační teplotu a tlak trval méně než 5 min. Rychlost míchání před i během polymerace byla 500 ot./min v případě polymerace ve zplyněném propylenu nebo ve zplyněné směsi monomerů a 250 ot./min v případě polymerace v prostředí kapalného propylenu. Složení parní fáze v reaktoru bylo analyzováno každých 10 min po dobu celé polymerace pomocí plynového chromatografu. Polymerace byly prováděny při teplotě 75 °C a tlaku- 16GB 306881 B6 at 40 ° C. Subsequent rise to polymerization temperature and pressure took less than 5 min. The mixing rate before and during polymerization was 500 rpm for gasification in gasified propylene or gasified monomer mixture and 250 rpm for polymerization in liquid propylene medium. The composition of the vapor phase in the reactor was analyzed every 10 min throughout the entire polymerization using a gas chromatograph. The polymerizations were carried out at 75 ° C and pressure
2,2 MPa v případě homopolymerace ve zplyněném propylenu a při teplotě 70 °C a tlaku 3,1 MPa v případě homopolymerace v prostředí kapalného propylenu. Polymerační doba byla většinou nastavena na časový úsek 60 min od dosažení polymeračních podmínek.2.2 MPa for homopolymerization in gasified propylene and at a temperature of 70 ° C and a pressure of 3.1 MPa for homopolymerization in liquid propylene medium. The polymerization time was mostly set to a time period of 60 min after the polymerization conditions were reached.
Celý proces nájezdu i vlastní polymerace byl řízen a monitorován počítačem. Po dosažení požadované polymerační teploty a tlaku byly polymerační podmínky následně udržovány na požadované úrovni až do skončení polymerace. V případě homopolymerace ve zplyněném propylenu byl konstantní tlak udržován kontinuálním dávkováním monomeru, v případě kopolymerace kontinuálním dávkováním směsi monomerů daného poměru. V závislosti na spotřebě propylenu byl v případě polymerace ve zplyněném propylenu během polymerace kontinuálně dávkován i vodík, čímž byla udržována jeho konstantní koncentrace v parní fázi během celé polymerace.The whole process of raiding and polymerization was controlled and monitored by a computer. After reaching the desired polymerization temperature and pressure, the polymerization conditions were subsequently maintained at the desired level until the polymerization was completed. In the case of homopolymerization in gasified propylene, a constant pressure was maintained by continuous monomer feed, in the case of copolymerization by continuous feed of a mixture of monomers of a given ratio. Depending on the consumption of propylene, in the case of polymerization in gasified propylene, hydrogen was continuously metered during the polymerization, maintaining its constant concentration in the vapor phase throughout the polymerization.
Na konci polymerace byl reaktor opatrně odtlakován a zbytkový monomer a kokatalyzátor odstraněny několikanásobným tlakováním dusíkem na 0,5 MPa. Následně byl polymemí prášek vyjmut z reaktoru, zvážen a sušen 2 hodiny při 70 °C ve vakuové sušárně.At the end of the polymerization, the reactor was carefully depressurized and the residual monomer and cocatalyst removed by pressurizing several times with nitrogen to 0.5 MPa. Subsequently, the polymer powder was removed from the reactor, weighed and dried for 2 hours at 70 ° C in a vacuum oven.
Pro zjištění vlivu úpravy a aktivace vybraného Zieglerova-Nattova prekatalyzátoru a vlivu následných polymeračních podmínek na vlastnosti syntetizovaných polyolefinů byly použity následující standardní analytické metody stanovení:The following standard analytical methods were used to determine the effect of treatment and activation of the selected Ziegler-Natta precatalyst and the effect of subsequent polymerization conditions on the properties of synthesized polyolefins:
Index toku (IT) polypropylenu byl měřen podle normy ISO 1133(E) při 230 °C a silou působící na píst 21,6 N. Index toku taveniny polyethylenu byl měřen podle stejné normy při teplotě 190 °C a zátěži 49 N. Obsah polypropylenu rozpustného ve studeném xylenu (X.S.) byl stanoven podle normy ISO 6427(E). Sypná hmotnost polymemího prášku (SH) byla stanovena podle normy ISO 60(E).Polypropylene flow index (IT) was measured according to ISO 1133 (E) at 230 ° C and a piston force of 21.6 N. Polyethylene melt flow index was measured according to the same standard at 190 ° C and a load of 49 N. Polypropylene content The cold xylene soluble (XS) was determined according to ISO 6427 (E). The bulk density of the polymer powder (SH) was determined according to ISO 60 (E).
Příklad 1Example 1
Syntéza homopolymeru polypropylenu s chomáčkovou morfologiíSynthesis of polypropylene homopolymer with tuft morphology
Syntéza homopolymeru polypropylenu v Příkladě 1 probíhala na 1,3-dietherovém prekatalyzátoru KAT A, jednak tepelně neupraveném (KAT A) a jednak tepelně upraveném (KAT A, KAT B) při teplotě 105 °C, po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa. Tento prekatalyzátor byl v obou případech polymeračně aktivován kokatalyzátorem THA.The polypropylene homopolymer in Example 1 was synthesized on a 1,3-diether precatalyst of KAT A, both uncooked (KAT A) and heat treated (KAT A, KAT B) at 105 ° C for 4 hours, at a pressure below 10 ° C. 10 Pa. In both cases, the precatalyst was polymerized by the THA cocatalyst.
Polymerace ve zplyněném propylenu probíhaly za těchto podmínek: polymerační teplota 75 °C, polymerační tlak 2,2 MPa (g), trvání polymerace 60 min od dosažení polymeračních podmínek, Al/Ti = 150, bez přídavku externího donoru, H2 - počáteční dávka - 10 mmol, H2/C3 = 5,0 mmol/mol.Polymerizations in gasified propylene were carried out under the following conditions: polymerization temperature 75 ° C, polymerization pressure 2.2 MPa (g), polymerization duration 60 min after polymerization conditions were reached, Al / Ti = 150, without addition of external donor, H2 - initial charge - 10 mmol, H2 / C3 = 5.0 mmol / mol.
Polymerace v bloku kapalného propylenu probíhaly za těchto podmínek: polymerační teplota 70 °C, polymerační tlak 3,1 MPa (g), trvání polymerace 60 min od dosažení polymeračních podmínek, Al/Ti = 500, bez přídavku externího donoru, H2 - počáteční dávka - 15 mmol, H2/C3 = 5,5 - 5,7 mmol/mol (v plynné fázi).The polymerization in the liquid propylene block was carried out under the following conditions: polymerization temperature 70 ° C, polymerization pressure 3.1 MPa (g), polymerization duration 60 min after polymerization conditions were reached, Al / Ti = 500, without addition of external donor, H2 - initial charge - 15 mmol, H2 / C3 = 5.5 - 5.7 mmol / mol (gas phase).
Výsledná aktivita katalyzátoru a vlastnosti polymeru jsou pro jednotlivé případy uvedeny v Tabulce 1:The resulting catalyst activity and polymer properties are shown in Table 1 on a case-by-case basis:
- 17CZ 306881 B6- 17GB 306881 B6
Tabulka 1Table 1
Jak je popsáno v Tabulce 1, tepelná úprava prekatalyzátoru KAT A při tlaku sníženém pod 10 Pa (4 hodiny při 105 °C) vedla po aktivaci THA k významnému snížení sypné hmotnosti polypropylenu na něm připraveném, jak při polymerací v bloku kapalného polymeru, kdy sypná hmotnost polypropylenu poklesla z hodnoty 415 g/1 na hodnotu 61 g/1, tak i při polymerací ve zplyněném propylenu, kdy sypná hmotnost polypropylenu poklesla z hodnoty 395 g/1 na hodnotu 97 g/1. Tato skutečnost souvisí se změnou charakteru částic polypropylenu z běžné morfologie (kulovitého až oválného tvaru) na morfologii chomáčkovou (vláknitého charakteru). Tepelná úprava prekatalyzátoru při tlaku sníženém pod 10 Pa (4 hodiny při 105 °C) vedla rovněž k významnému snížení aktivity katalyzátoru, jak při polymerací v bloku kapalného polymeru, kdy aktivita katalyzátoru poklesla z hodnoty 36,0 kg/(g*hod) na hodnotu 2,4 kg/(g*hod), tak i při polymerací ve zplyněném propylenu, kdy aktivita katalyzátoru poklesla z hodnoty 28,0 kg/(g*hod) na hodnotu 3,8 kg/(g*hod).As described in Table 1, heat treatment of the KAT A precatalyst at a pressure below 10 Pa (4 hours at 105 ° C) resulted in a significant reduction in the bulk density of the polypropylene prepared thereon, as in the polymerization in a liquid polymer block, polypropylene weight decreased from 415 g / l to 61 g / l, as was the case with gasification propylene polymerization, when the bulk density of polypropylene dropped from 395 g / l to 97 g / l. This is related to the change in the character of polypropylene particles from normal morphology (spherical to oval) to tuft (fibrous) morphology. Heat treatment of the precatalyst at a pressure below 10 Pa (4 hours at 105 ° C) also resulted in a significant reduction in catalyst activity, as in polymerization in a liquid polymer block, when catalyst activity decreased from 36.0 kg / (g * hr) to value of 2.4 kg / (g * hr) as well as in gasification propylene polymerization, where the catalyst activity decreased from 28.0 kg / (g * hr) to 3.8 kg / (g * hr).
Příklad 2Example 2
Vliv teploty při tepelné úpravě prekatalyzátoru za podmínek sníženého tlaku na morfologii polypropylenuInfluence of temperature during heat treatment of precatalyst under reduced pressure conditions on morphology of polypropylene
Syntéza homopolymeru polypropylenu v Příkladě 2 probíhala na 1,3-dietherovém prekatalyzátoru KAT A, jednak tepelně neupraveném a jednak tepelně upravovaném po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa, při teplotách 60 °C, 90 °C, 105 °C, 120 °C, 150 °C. Tento prekatalyzátor byl ve všech případech polymeračně aktivován kokatalyzátorem THA.The polypropylene homopolymer in Example 2 was synthesized on KAT A 1,3-diether precatalyst, both uncooked and heat treated for 4 hours, at a pressure below 10 Pa, at 60 ° C, 90 ° C, 105 ° C, 120 ° C, 150 ° C. This precatalyst was in all cases polymerized by the THA cocatalyst.
Polymerace probíhaly ve zplyněném propylenu za těchto podmínek: polymerační teplota 75 °C, polymerační tlak 2,2 MPa (g), trvání polymerace 60 min od dosažení polymeračních podmínek, Al/Ti = 150, bez přídavku externího donoru, H2 - počáteční dávka - 10 mmol, H2/C3 = 4,9 -The polymerizations were carried out in gasified propylene under the following conditions: polymerization temperature 75 ° C, polymerization pressure 2.2 MPa (g), polymerization duration 60 min after polymerization conditions were reached, Al / Ti = 150, without addition of external donor, H2 - initial charge - 10 mmol, H2 / C3 = 4.9 -
5,3 mmol/mol.5.3 mmol / mol.
Výsledná aktivita katalyzátoru a vlastnosti polymeru jsou pro jednotlivé případy uvedeny v Tabulce 2:The resulting catalyst activity and polymer properties are shown in Table 2 on a case-by-case basis:
-18CZ 306881 B6-18GB 306881 B6
Tabulka 2Table 2
V Tabulce 2 je popsán vliv teploty při tepelné úpravě prekatalyzátoru KAT A za podmínek sníženého tlaku na sypnou hmotnost polypropylenu připraveného na takto upravených prekatalyzátorech, aktivovaných kokatalyzátorem THA. Z Tabulky 2 je zřejmé, že s nárůstem teploty ze 60 °C až do 105 °C při tepelné úpravě prekatalyzátoru po dobu 4 hodin při tlaku sníženém pod 10 Pa, dochází k výraznému poklesu sypné hmotnosti polypropylenu z hodnoty 251 g/1 na hodnotu 97 g/1. Dalším zvyšováním teploty ze 105 °C až na 150 °C dochází naopak k nárůstu sypné hmotnosti polypropylenu z hodnoty 97 g/1 na hodnotu 187 g/1. Míra poklesu sypné hmotnosti polypropylenu z hodnoty 97 g/1 na hodnotu 187 g/1. Míra poklesu sypné hmotnosti odráží nárůst vláknitého charakteru chomáčkové morfologie polypropylenových částic. Tepelná úprava prekatalyzátoru za podmínek sníženého tlaku rovněž vede se vzrůstající teplotou úpravy k významnému poklesu aktivity katalyzátoru. S nárůstem teploty úpravy prekatalyzátoru za 60 °C až na 150 °C dochází k poklesu aktivity katalyzátoru z hodnoty 8,6 kg/(g*hod) na hodnotu 0,4 kg//g*hod).Table 2 describes the effect of the temperature treatment of the KAT A precatalyst under reduced pressure conditions on the bulk density of the polypropylene prepared on the THA activated cocatalyst. It can be seen from Table 2 that with the temperature increase from 60 ° C to 105 ° C when the precatalyst is heat treated for 4 hours at a pressure below 10 Pa, the bulk density of the polypropylene decreases from 251 g / l to 97 g / 1. Conversely, by increasing the temperature from 105 ° C to 150 ° C, the bulk density of the polypropylene increases from 97 g / l to 187 g / l. The rate of decrease of bulk density of polypropylene from 97 g / l to 187 g / l. The bulk density decrease reflects the increase in the fibrous character of the tuft morphology of the polypropylene particles. Heat treatment of the precatalyst under reduced pressure conditions also leads to a significant decrease in catalyst activity as the treatment temperature rises. As the precatalyst treatment temperature rises at 60 ° C to 150 ° C, catalyst activity decreases from 8.6 kg / (g * hr) to 0.4 kg / g * hr).
Příklad 3Example 3
Vliv trvání tepelné úpravy prekatalyzátoru za podmínek sníženého tlaku na morfologii polypropylenuInfluence of duration of heat treatment of precatalyst under reduced pressure conditions on morphology of polypropylene
Syntéza homopolymeru polypropylenu v Příkladě 3 probíhala na 1,3-dietherovém prekatalyzátoru KAT B, jednak tepelně neupraveném a jednak tepelně upravovaném při teplotě 105 °C, při tlaku sníženém pod 10 Pa, po dobu 5 minut, 15 minut, 30 minut, 60 minut, 150 minut a 240 minut. Tento prekatalyzátor byl ve všech případech polymeračně aktivován kokatalyzátorem THA.The polypropylene homopolymer in Example 3 was synthesized on KAT B 1,3-diether precatalyst, both uncooked and heat treated at 105 ° C, at a pressure below 10 Pa, for 5 minutes, 15 minutes, 30 minutes, 60 minutes , 150 minutes and 240 minutes. This precatalyst was in all cases polymerized by the THA cocatalyst.
Polymerace probíhaly ve zplyněném propylenu za těchto podmínek: polymerační teplota 75 °C, polymerační tlak 2,2 MPa (g), trvání polymerace 60 min od dosažení polymeračních podmínek, Al/Ti = 150, bez přídavku externího donoru, H2 - počáteční dávka - 10 mmol, H2/C3 = 4,8 5,2 mmol/moLThe polymerizations were carried out in gasified propylene under the following conditions: polymerization temperature 75 ° C, polymerization pressure 2.2 MPa (g), polymerization duration 60 min after polymerization conditions were reached, Al / Ti = 150, without addition of external donor, H2 - initial charge - 10 mmol, H2 / C3 = 4.8 5.2 mmol / moL
Výsledná aktivita katalyzátoru a vlastnosti polymeru jsou pro jednotlivé případy uvedeny v Tabulce 3:The resulting catalyst activity and polymer properties are shown in Table 3 on a case-by-case basis:
-19CZ 306881 B6-19GB 306881 B6
Tabulka 3Table 3
V Tabulce 3 je popsán vliv časového trvání tepelné úpravy prekatalyzátoru KAT B při 105 °C při tlaku sníženém pod 10 Pa na sypnou hmotnost polypropylenu připraveném na takto upravených prekatalyzátorech, aktivovaných kokatalyzátorem THA. Z Tabulky 3 je zřejmé, že s nárůstem časového trvání tepelné úpravy (při teplotě 105 °C, při tlaku sníženém pod 10 Pa) prekatalyzátoru KAT B z 5 minut na 240 minut dochází k významnému poklesu sypné hmotnosti polypropylenu z hodnoty 171 g/1 na hodnotu 87 g/1. Míra poklesu sypné hmotnosti odráží nárůst vláknitého charakteru chomáčkové morfologie polypropylenových částic. Vliv časového trvání tepelné úpravy prekatalyzátoru KAT B při 105 °C při tlaku sníženém pod 10 Pa se rovněž projevuje významným poklesem aktivity katalyzátoru. S nárůstem doby úpravy prekatalyzátoru z 5 minut až na 240 minut dochází k poklesu aktivity katalyzátoru z hodnoty 20,8 kg/(g*hod) na hodnotuTable 3 describes the effect of the thermal treatment time of the KAT B precatalyst at 105 ° C at a pressure below 10 Pa on the bulk density of polypropylene prepared on THA-activated precatalysts. It can be seen from Table 3 that with the increase in the cooking time (at 105 ° C, at a pressure below 10 Pa) of the KAT B precatalyst from 5 minutes to 240 minutes, the bulk density of polypropylene decreases significantly from 171 g / l to 87 g / l. The bulk density decrease reflects the increase in the fibrous character of the tuft morphology of the polypropylene particles. The effect of the thermal treatment time of the KAT B precatalyst at 105 ° C at a pressure below 10 Pa also results in a significant decrease in catalyst activity. As the precatalyst treatment time increased from 5 minutes to 240 minutes, catalyst activity decreased from 20.8 kg / (g * hr) to
4,3 kg/(g*hod).4.3 kg / (g * hr).
Příklad 4Example 4
Vliv typu kokatalyzátoru a jeho koncentrace při aktivaci prekatalyzátoru na morfologii polypropylenuInfluence of cocatalyst type and its concentration upon activation of precatalyst on polypropylene morphology
Syntéza homopolymeru polypropylenu v Příkladě 4 probíhala na 1,3-dietherovém prekatalyzátoru KAT B tepelně upravovaném při teplotě 105 °C, po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa. Tento prekatalyzátor byl v jednotlivých případech polymeračně aktivován těmito kokatalyzátory: trimethylhliník (TMA), triethylhliník (TEA), triisobutylhliník (TIBA), trihexylhliník (THA) a tridecylhliník (TDA).The polypropylene homopolymer of Example 4 was synthesized on a 1,3-diether precatalyst KAT B heat treated at 105 ° C for 4 hours at a pressure reduced below 10 Pa. This precatalyst was polymerized by the following cocatalysts: trimethyl aluminum (TMA), triethyl aluminum (TEA), triisobutyl aluminum (TIBA), trihexyl aluminum (THA) and tridecyl aluminum (TDA).
Polymerace probíhaly ve zplyněném propylenu za těchto podmínek: polymerační teplota 75 °C, polymerační tlak 2,2 MPa (g), trvání polymerace 60 min od dosažení polymeračních podmínek, Al/Ti = 50 (aktivace TMA a TEA), Al/Ti = 15, 50, 150, 500, 1000 (aktivace TIBA), Al/Ti = 150 (aktivace THA, TDA), bez přídavku externího donoru, H2 - počáteční dávka - 10 mmol, H2/C3 =4,4-5,2 mmol/mol.The polymerizations were carried out in gasified propylene under the following conditions: polymerization temperature of 75 ° C, polymerization pressure of 2.2 MPa (g), polymerization duration of 60 min after reaching polymerization conditions, Al / Ti = 50 (activation of TMA and TEA), Al / Ti = 15, 50, 150, 500, 1000 (TIBA activation), Al / Ti = 150 (THA activation, TDA), without addition of external donor, H2 - initial dose - 10 mmol, H2 / C3 = 4.4-5.2 mmol / mol.
Výsledná aktivita katalyzátoru a vlastnosti polymeru jsou pro jednotlivé případy uvedeny v Tabulce 4a a 4b:The resulting catalyst activity and polymer properties are shown in Tables 4a and 4b on a case-by-case basis:
-20CZ 306881 B6-20GB 306881 B6
Tabulka 4aTable 4a
Tabulka 4bTable 4b
V Tabulce 4a je popsán vliv charakteru aktivace (kokatalyzátory TMA, TEA, TIBA, THA a TDA) prekatalyzátoru KAT B, upraveného 4 hodiny při 105 °C při tlaku sníženém pod 10 Pa, na sypnou hmotnost polypropylenu připraveném na takto aktivovaných katalyzátorech. Z Tabulky 4a je zřejmé, že charakter aktivace prekatalyzátoru významně ovlivňuje výslednou sypnou hmotnost polypropylenu a tedy i vláknitý charakter chomáčkové morfologie polypropylenových částic. Z Tabulky 4a je dále zřejmé, že s nárůstem délky alkylů u kokatalyzátoru sypná hmotnost výsledného polypropylenu postupně klesá a minima 87 g/1 dosahuje při aktivaci kokatalyzátorem THA. Obdobně klesá i aktivita katalyzátoru, která dosahuje nejnižší hodnoty 2,2 kg/(g*hod) v případě aktivace kokatalyzátorem TDA.Table 4a describes the effect of the activation pattern (TMA, TEA, TIBA, THA and TDA cocatalysts) of the KAT B precatalyst, treated at 105 ° C for 4 hours at a pressure below 10 Pa, on the bulk density of polypropylene prepared on such activated catalysts. It is apparent from Table 4a that the precatalyst activation pattern significantly influences the resulting bulk density of the polypropylene and hence the fibrous nature of the tuft morphology of the polypropylene particles. It is further evident from Table 4a that as the alkyl length of the cocatalyst increases, the bulk density of the resulting polypropylene gradually decreases and reaches a minimum of 87 g / l when activated by the cocatalyst THA. Similarly, the activity of the catalyst decreases, reaching the lowest value of 2.2 kg / (g * hr) in the case of TDA cocatalyst activation.
Příklad 5Example 5
Vliv koncentrace externího donoru na morfologii polypropylenuInfluence of external donor concentration on polypropylene morphology
Syntéza homopolymeru polypropylenu v Příkladě 5 probíhala na 1,3-dietherovém prekatalyzátoru KAT A tepelně upravovaném při teplotě 105 °C, po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa. Tento prekatalyzátor byl ve všech případech polymeračně aktivován kokatalyzátorem THA.The polypropylene homopolymer of Example 5 was synthesized on a 1,3-diether precatalyst KAT A heat treated at 105 ° C for 4 hours at a pressure reduced below 10 Pa. This precatalyst was in all cases polymerized by the THA cocatalyst.
Polymerace probíhaly ve zplyněném propylenu za těchto podmínek: polymerační teplota 75 °C, polymerační tlak 2,2 MPa (g), trvání polymerace 60 min od dosažení polymeračních podmínek, Al/Ti = 150, Si/Ti = 0 a 5, H2 - počáteční dávka - 10 mmol, H2/C3 = 5,2 - 5,3 mmol/mol.The polymerizations were carried out in gasified propylene under the following conditions: polymerization temperature of 75 ° C, polymerization pressure of 2.2 MPa (g), polymerization duration of 60 min after reaching the polymerization conditions, Al / Ti = 150, Si / Ti = 0 and 5, H2 - initial dose - 10 mmol, H2 / C3 = 5.2 - 5.3 mmol / mol.
Výsledná aktivita katalyzátoru a vlastnosti polymeru jsou pro jednotlivé případy uvedeny v Tabulce 5:The resulting catalyst activity and polymer properties are shown in Table 5 on a case-by-case basis:
-21 CZ 306881 B6-21 GB 306881 B6
Tabulka 5Table 5
V Tabulce 5 je popsán vliv koncentrace externího donoru na sypnou hmotnost polypropylenu. Jednalo se o polymerace na tepelně upraveném prekatalyzátoru KAT A (tepelná úprava při 105 °C po dobu 4 hodin při tlaku sníženém pod 10 Pa), který byl aktivován kokatalyzátorem THA. Z Tabulky 5 je zřejmé, že přítomnost externího donoru a jeho koncentrace má na sypnou hmotnost pouze minoritní vliv.Table 5 describes the effect of external donor concentration on polypropylene bulk density. This was polymerization on a heat treated precatalyst KAT A (heat treatment at 105 ° C for 4 hours at a pressure below 10 Pa), which was activated by a THA cocatalyst. It is apparent from Table 5 that the presence of the external donor and its concentration has only a minor effect on the bulk density.
Příklad 6Example 6
Syntéza homopolymeru polyethylenu s chomáčkovou morfologiíSynthesis of polyethylene homopolymer with tuft morphology
Syntéza homopolymeru polyethylenu v Příkladě 6 probíhala na 1,3-dietherovém prekatalyzátoru KAT A, jednak tepelně neupraveném a jednak tepelně upraveném při teplotě 105 °C, po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa. Tento prekatalyzátor byl v obou případech polymeračně aktivován kokatalyzátorem THA.The polyethylene homopolymer of Example 6 was synthesized on KAT A 1,3-diether precatalyst, both uncooked and heat treated at 105 ° C, for 4 hours, at a pressure below 10 Pa. In both cases, the precatalyst was polymerized by the THA cocatalyst.
Polymerace ve zplyněném ethylenu probíhaly v prostředí isohexanu (500 ml) za těchto podmínek: polymerační teplota 65 °C, polymerační tlak 1,2 MPa (g), trvání polymerace 60 min od dosažení polymeračních podmínek, Al/Ti = 200, bez přídavku externího donoru, H2 (počáteční dávka) - 200 mmol.The polymerization in gasified ethylene was carried out in isohexane (500 ml) under the following conditions: polymerization temperature 65 ° C, polymerization pressure 1.2 MPa (g), polymerization duration 60 min after polymerization conditions were reached, Al / Ti = 200, without addition of external donor, H2 (initial dose) - 200 mmol.
Výsledná aktivita katalyzátoru a vlastnosti polymeru jsou pro jednotlivé případy uvedeny v Tabulce 6:The resulting catalyst activity and polymer properties are shown in Table 6 on a case-by-case basis:
Tabulka 6Table 6
Jak je popsáno v Tabulce 6, tepelná úprava prekatalyzátoru při tlaku sníženém pod 10 Pa (4 hodiny při 105 °C) vedla k významnému snížení sypné hmotnosti polyethylenu na něm připraveném (polymerace v prostředí isohexanu), kdy sypná hmotnost polyethylenu poklesla z hodnoty 276 g/1 na hodnotu 99 g/1. Tato skutečnost souvisí se změnou morfologie částic polyethylenu zběžné na morfologii chomáčkovou, jak bylo popsáno výše. Tepelná úprava prekatalyzátoru při tlaku sníženém pod 10 Pa (4 hodiny při 105 °C) vedla rovněž ke snížení aktivity katalyzátoru z hodnoty 2,5 kg/(g*hod) na hodnotu 0,7 kg/(g*hod).As described in Table 6, heat treatment of the precatalyst at a pressure reduced below 10 Pa (4 hours at 105 ° C) resulted in a significant reduction in the bulk density of the polyethylene prepared there (polymerization in isohexane environment) when the bulk density of polyethylene decreased from 276 g. / 1 to 99 g / l. This is related to the change in the morphology of polyethylene particles routine to the tuft morphology as described above. Heat treatment of the precatalyst at a pressure below 10 Pa (4 hours at 105 ° C) also reduced the catalyst activity from 2.5 kg / (g * hr) to 0.7 kg / (g * hr).
-22CZ 306881 B6-22GB 306881 B6
Příklad 7Example 7
Syntéza kopolymerů ethylenu a propylenu s chomáčkovou morfologiíSynthesis of copolymers of ethylene and propylene with tuft morphology
Syntéza kopolymerů ethylenu a propylenu v Příkladě 7 probíhala na 1,3-dietherovém prekatalyzátoru KAT A tepelně upraveném při teplotě 105 °C, po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa. Tento prekatalyzátor byl polymeračně aktivován kokatalyzátorem THA.The synthesis of ethylene-propylene copolymers in Example 7 was carried out on a 1,3-diether precatalyst KAT A heat treated at 105 ° C for 4 hours at a pressure reduced below 10 Pa. This precatalyst was polymerized by THA cocatalyst.
Polymerace probíhaly ve 2 krocích:The polymerization proceeded in 2 steps:
V 1. kroku probíhala 30 minut homopolymerace ve zplyněném propylenu za těchto podmínek: polymerační teplota 75 °C, polymerační tlak 2,2 MPa (g), Al/Ti = 150, bez přídavku externího donoru, H2 (počáteční dávka) - 10 mmol, H2/C3 = 5,0 mmol/mol.In step 1, homopolymerization in gasified propylene was carried out for 30 minutes under the following conditions: polymerization temperature 75 ° C, polymerization pressure 2.2 MPa (g), Al / Ti = 150, without addition of external donor, H2 (initial charge) - 10 mmol H2 / C3 = 5.0 mmol / mol.
Ve 2. kroku probíhala 30 minut statistická kopolymerace ethylenu s propylenem v plynné fázi při polymerační teplotě 75 °C. Tato kopolymerace byla prováděna při dvou různých poměrech C2/C3:In Step 2, a random gas-phase copolymerization of ethylene with propylene was carried out for 30 minutes at a polymerization temperature of 75 ° C. This copolymerization was carried out at two different C2 / C3 ratios:
a) polymerační tlak 2.25 MPa (g), dávkování C2/C3: 2,4 g C2 /100 g C3,a) polymerization pressure 2.25 MPa (g), C2 / C3 dosage: 2.4 g C2 / 100 g C3,
b) polymerační tlak 2.30 MPa (g), dávkování C2/C3: 4,8 g C2 /100 g C3.b) polymerization pressure 2.30 MPa (g), C2 / C3 feed: 4.8 g C2 / 100 g C3.
Výsledná aktivita katalyzátoru a vlastnosti polymeru jsou pro jednotlivé případy uvedeny v Tabulce 7:The resulting catalyst activity and polymer properties are shown in Table 7 on a case-by-case basis:
Tabulka 7Table 7
Úprava Kat Dávkování H2/C3 C2/C3 Obsah Aktivita I.T. X.S. Sypná prekatalyzátoru systém ethylenu 2.krok ž.krok ethylenu katal. 21,6 N hmotnost gC2/100gC3 mmol/mol mmol/mol hm.% kg/(g*hod) g/10mln hm.%g/lAdjustment Cat Dosing H2 / C3 C2 / C3 Contents Activity I.T. X.S. Bulk precatalyst ethylene system 2nd step ethylene step cat. 21.6 N weight gC2 / 100gC3 mmol / mol mmol / mol wt% kg / (g * hr) g / 10mln wt% g / l
2-kroková polymerace: v 1. kroku propylenu, ve 2. kroku ethylenu a propylenu2-step polymerization: in step 1 of propylene, in step 2 of ethylene and propylene
Jak je popsáno v Tabulce 7, tepelná úprava prekatalyzátoru KAT A při tlaku sníženém pod 10 Pa (4 hodiny při 105 °C) vedla k významnému snížení sypné hmotnosti kopolymerů ethylenu a propylenu na něm připraveném. Při dávkování ethylenu v množství 2,4 g na 100 g propylenu ve 2. kroku polymerace poklesla sypná hmotnost kopolymerů z hodnoty 364 g/l na hodnotu 84 g/l. Při dávkování ethylenu v množství 4,8 g na 100 g propylenu ve 2. kroku polymerace poklesla sypná hmotnost kopolymerů z hodnoty 399 g/l na hodnotu 136 g/l. Tato skutečnost souvisí se změnou morfologie částic kopolymerů na chomáčkovou, jak bylo popsáno výše. Tepelná úprava prekatalyzátoru při tlaku sníženém pod 10 Pa (4 hodiny při 105 °C) vedla rovněž v obou případech ke snížení aktivity katalyzátoru na zhruba třetinovou hodnotu a ke zvýšení výsledného obsahu ethylenu v kopolymerů a obsahu X.S. v kopolymerů na zhruba dvojnásobnou hodnotu.As described in Table 7, heat treatment of the KAT A precatalyst at a pressure reduced below 10 Pa (4 hours at 105 ° C) resulted in a significant reduction in bulk density of ethylene and propylene copolymers prepared thereon. The bulk density of the copolymers dropped from 364 g / l to 84 g / l when ethylene was metered in at 2.4 g per 100 g propylene in the second polymerization step. With ethylene feed of 4.8 g per 100 g propylene in the second polymerization step, the bulk density of the copolymers decreased from 399 g / l to 136 g / l. This is related to changing the morphology of copolymer particles to tuft as described above. Heat treatment of the precatalyst at a pressure below 10 Pa (4 hours at 105 ° C) also resulted in both catalyst activity decreasing to about one third and an increase in the resulting ethylene content of the copolymers and an X.S. content. in copolymers to about twice the value.
-23 CZ 306881 B6-23 GB 306881 B6
Příklad 8Example 8
Syntéza terpolymeru ethylen-propylen-buten s chomáčkovou morfologiíSynthesis of ethylene-propylene-butene terpolymer with tuft morphology
Syntéza terpolymeru ethylen, propylen, buten v Příkladě 8 probíhala na 1,3-dietherovém prekatalyzátoru KAT A tepelně upraveném při teplotě 105 °C, po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa. Tento prekatalyzátor byl polymeračně aktivován kokatalyzátorem THA.The synthesis of the ethylene, propylene, butene terpolymer in Example 8 was carried out on a 1,3-diether precatalyst KAT A heat-treated at 105 ° C for 4 hours at a pressure reduced below 10 Pa. This precatalyst was polymerized by THA cocatalyst.
Polymerace probíhaly ve 2 krocích:The polymerization proceeded in 2 steps:
V 1. kroku probíhala 30 minut homopolymerace ve zplyněném propylenu za těchto podmínek: polymerační teplota 75 °C, polymerační tlak 2,2 MPa (g), Al/Ti = 150, bez přídavku externího donoru, H2 (počáteční dávka) - 30 mmol, H2/C3 = 16 mmol/mol.In step 1, homopolymerization in gasified propylene was carried out for 30 minutes under the following conditions: polymerization temperature 75 ° C, polymerization pressure 2.2 MPa (g), Al / Ti = 150, without addition of external donor, H2 (initial charge) - 30 mmol H2 / C3 = 16 mmol / mol.
Ve 2. kroku probíhala 30 minut statistická kopolymerace ethylenu a 1-butenu při polymerační teplotě 75 °C a polymeračním tlaku 0,6 MPa (g).In Step 2, the random copolymerization of ethylene and 1-butene was carried out for 30 minutes at a polymerization temperature of 75 ° C and a polymerization pressure of 0.6 MPa (g).
Výsledná aktivita katalyzátoru a vlastnosti polymeru jsou pro jednotlivé případy uvedeny v Tabulce 8:The resulting catalyst activity and polymer properties are shown in Table 8 on a case-by-case basis:
Tabulka 8Table 8
Jak je popsáno v Tabulce 8, tepelná úprava prekatalyzátoru KAT A při tlaku sníženém pod 10 Pa (4 hodiny při 105 °C) vedla k významnému snížení sypné hmotnosti terpolymeru ethylen-propylen-buten na něm připraveném. Sypná hmotnost terpolymeru poklesla z hodnoty 411 g/1 na hodnotu 128 g/1. Tato skutečnost souvisí se změnou charakteru morfologie částic terpolymeru na chomáčkovou, jak bylo popsáno výše. Tepelná úprava prekatalyzátoru při tlaku sníženém pod 10 Pa (4 hodiny při 105 °C) vedla rovněž ke snížení aktivity katalyzátoru z hodnoty 20,6 kg/(g*hod) na hodnotu 4,1 kg/(g*hod).As described in Table 8, heat treatment of the KAT A precatalyst at a pressure reduced below 10 Pa (4 hours at 105 ° C) resulted in a significant reduction in bulk density of the ethylene-propylene-butene terpolymer prepared thereon. The bulk density of the terpolymer decreased from 411 g / l to 128 g / l. This is related to the change in the morphology of the terpolymer particles to tuft as described above. Heat treatment of the precatalyst at a pressure below 10 Pa (4 hours at 105 ° C) also reduced the catalyst activity from 20.6 kg / (g * hr) to 4.1 kg / (g * hr).
Příklad 9Example 9
Vliv charakteru chomáčkové morfologie polypropylenu na nasákavost minerálního oleje a ropyInfluence of the tuft morphology of polypropylene on the absorption of mineral oil and oil
Ke studiu nasákavosti minerálního oleje byl využit polypropylen připravený na 1,3-dietherových prekatalyzátorech KAT A a KAT B, jednak tepelně neupravených a jednak tepelně upravených při teplotě 105 °C, po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa. Tyto prekatalyzátory byly polymeračně aktivovány kokatalyzátory TEA, TIBA a THA v případě sorpce minerálního oleje, jak je uvedeno v Tabulce 9a a kokatalyzátory TIBA a THA v případě sorpce ropy, jak je uvedeno v Tabulce 9b. Ke studiu sorpčních schopností těchto polyolefínu byly jako sorbované médium využity: bílý medicinální olej (paraffinum liquidum) o hustotě 870 g/dm3 (při 15 °C) a středně těžká ropa o hustotě 863 g/dm3 (při 15 °C).To study the absorption of mineral oil, polypropylene prepared on 1,3-diether precatalysts KAT A and KAT B was used, both uncooked and heat treated at 105 ° C, for 4 hours, at a pressure below 10 Pa. These precatalysts were polymerized by TEA, TIBA and THA cocatalysts for mineral oil sorption as shown in Table 9a and TIBA and THA cocatalysts for oil sorption as shown in Table 9b. The sorption properties of these polyolefins were as follows: white medical oil (paraffinum liquidum) with a density of 870 g / dm 3 (at 15 ° C) and medium-heavy oil with a density of 863 g / dm 3 (at 15 ° C).
Postup stanovení nasákavosti minerálního oleje byl následující:The procedure for determining the absorption of mineral oil was as follows:
-24CZ 306881 B6-24GB 306881 B6
1) Polyolefin o dané sypné hmotnosti byl přesně odvážen v množství 4,0 ± 0,1 g a byl ponechán 10 minut ve směsi se 100 ml bílého medicinálního oleje nebo 100 ml středně těžké ropy za občasného promíchání (3x za dobu 10 minut).1) Polyolefin of a given bulk density was accurately weighed at 4.0 ± 0.1 g and left for 10 minutes in a mixture with 100 ml of white medicinal oil or 100 ml of moderate oil with occasional mixing (3 times for 10 minutes).
2) Následně byl 30 minut filtrován na sítu s velikostí ok 0,2 mm. Tato doba byla dostatečná k odfiltrování veškerého, do polymeru nenasorbovaného minerálního oleje nebo ropy. Výsledný polymer s nasorbovaným minerálním olejem nebo ropou byl zvážen a z jeho výsledné hmotnosti bylo spočteno množství nasorbovaného minerálního oleje nebo ropy.2) Subsequently, it was filtered on a 0.2 mm sieve for 30 minutes. This time was sufficient to filter out any non-polymer-absorbed mineral oil or petroleum. The resulting polymer with mineral oil or petroleum adsorbed was weighed and the amount of mineral oil or petroleum adsorbed was calculated from its resulting weight.
Výsledné množství nasorbovaného minerálního oleje nebo ropy je pro jednotlivé případy uvedeno v Tabulce 9a a 9b:The resulting amount of mineral oil or oil absorbed is shown in Tables 9a and 9b on a case-by-case basis:
Tabulka 9aTable 9a
Tabulka 9bTable 9b
Jak je popsáno v Tabulce 9a a 9b a na obrázku 2, nasákavost minerálního oleje a ropy polypropylenem s chomáčkovou morfologií přímo úměrně narůstá s poklesem jeho sypné hmotnosti. 25 Charakter chomáčkové morfologie, daný právě hodnotou sypné hmotnosti, je tedy pro sorpční schopnosti těchto materiálů určující. Srovnáme-li nasákavost minerálního oleje u polypropylenu s klasickou morfologií, připraveném na prekatalyzátoru KAT A, polymeračně aktivovaném kokatalyzátorem TEA, se sypnou hmotností 447 g/1, s polypropylenem s chomáčkovou morfologií, připraveném na prekatalyzátoru KAT B, polymeračně aktivovaném kokatalyzátorem THA, se 30 sypnou hmotností 87 g/1, lze konstatovat, že takto připravený polypropylen s chomáčkovou morfologií má nasákavost minerálního oleje cca 7x vyšší (zvýšení nasákavosti z 0,8 g min. oleje/g PP na 5,7 g min. oleje/g PP).As described in Tables 9a and 9b and Figure 2, the absorbability of mineral oil and petroleum with tufted morphology by polypropylene increases proportionally with decreasing bulk density. The nature of tuft morphology, given the bulk density value, is therefore decisive for the sorption properties of these materials. When comparing the absorption of mineral oil in polypropylene with classical morphology prepared on KAT A, polymerized activated cocatalyst TEA, with a bulk density of 447 g / l, with polypropylene with tuft morphology prepared on KAT B, polymerized activated cocatalyst with THA, 30 with a bulk density of 87 g / l, it can be stated that the prepared polypropylene with tuft morphology has an absorption of mineral oil about 7 times higher (increase of absorption from 0.8 g min. oil / g PP to 5.7 g min. oil / g PP) .
-25 CZ 306881 B6-25 GB 306881 B6
Příklad 10Example 10
Vliv charakteru chomáčkové morfologie polypropylenu na možnosti opakované desorpce sorbovaného minerálního oleje a ropyInfluence of tuft morphology of polypropylene on the possibility of repeated desorption of sorbed mineral oil and crude oil
Ke studiu opakované desorpce minerálního oleje byl využit polypropylen připravený na 1,3dietherových prekatalyzátorech KAT A a KAT B tepelně upravených při teplotě 105 °C, po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa. Tyto prekatalyzátory byly polymeračně aktivovány kokatalyzátory TIBA a THA, jak je uvedeno v Tabulce 10a a 10b. Ke studiu desorpčních schopností těchto polyolefinů byly jako sorbované médium znovu využity: bílý medicinální olej (paraffinum liquidum) o hustotě 870 g/dm (při 15 °C) a středně těžká ropa o hustotě 863 g/dm (při 15 °C).Polypropylene prepared on 1,3diether precatalysts KAT A and KAT B heat treated at 105 ° C for 4 hours at a pressure lower than 10 Pa was used to study the repeated desorption of mineral oil. These precatalysts were polymerically activated by TIBA and THA cocatalysts as shown in Tables 10a and 10b. To study the desorptive properties of these polyolefins, white medical oil (paraffinum liquidum) at a density of 870 g / dm (at 15 ° C) and medium heavy oil at a density of 863 g / dm (at 15 ° C) were reused as sorbed medium.
Postup stanovení opakované desorpce minerálního oleje byl následující:The procedure for determining repeated desorption of mineral oil was as follows:
1) Polyolefin o dané sypné hmotnosti byl přesně odvážen v množství 0,50 ± 0,02 g a byl umístěn do tlustostěnné centrifugační kyvety o vnitřním průměru 1,5 cm a délce 7,5 cm, vespod zákončené 1,0 cm dlouhou kapilárou o vnitřním průměru 1 mm. Polymer byl zalit sorbovaným médiem (minerální olej nebo ropa) tak, aby hladina sorbovaného média byla cca 1 cm nad polyolefinem. Kyveta se směsí chomáčkového polymeru a sorbovaného média byla ponechána po dobu 15 minut ve svislé poloze tak, aby zbytek nenasorbovaného média mohl samovolně odtéct kapilárou ve spodní části kyvety.1) Polyolefin of a given bulk density was accurately weighed in an amount of 0.50 ± 0.02 g and placed in a thick-walled centrifuge cuvette with an internal diameter of 1.5 cm and a length of 7.5 cm, underneath a 1.0 cm long capillary with an internal diameter 1 mm. The polymer was embedded with a sorbent medium (mineral oil or petroleum) so that the sorbent medium level was about 1 cm above the polyolefin. The cuvette with the mixture of tuft polymer and sorbed medium was left upright for 15 minutes so that the remainder of the unabsorbed medium could spontaneously flow through the capillary at the bottom of the cuvette.
2) Následně byl vzorek v kyvetě 60 minut centrifugován při 4000 ot./min. a poté byl zvážen.2) Subsequently, the sample was centrifuged at 4000 rpm for 60 minutes in a cuvette. and then weighed.
Odečteme-li od hmotnosti vzorku po centrifugaci (POC) v gramech hmotnost vzorku před sorpcí (POo) v gramech, dostaneme hmotnost nedesorbovaného média (YNDes) V gramech podle vzorce (i):Subtracting from grams of the sample after centrifugation (PO C ) the grams of the sample before sorption (POo) in grams, we obtain the weight of the non-desorbed medium (Y ND es) in grams according to formula (i)
Yndes = POc-POo (i).Yndes = POc-POo (i).
Toto množství nedesorbovaného média (YNDES) v gramech vztažené k celkovému, předem známému množství do polyolefinu nasorbovaného média (Ys) v gramech dává jako výsledek v každém ze sorpčně/desorpčních cyklů procento desorbovaného média (DES) pole vzorce (ii):This amount of non-desorbed medium (Y NDES ) in grams relative to the total, pre-known amount of polyolefin-absorbed medium (Ys) in grams results in each of the sorption / desorption cycles the percentage of desorbed medium (DES) field of formula (ii):
P£S(%)=Í1-^L -100 (Η)P £ S (%) = -1-1 L -100 (Η)
X JX J
Tento sorpčně/desorpční cyklus byl opakován celkem pětkrát.This sorption / desorption cycle was repeated a total of five times.
Výsledné procento desorbovaného minerálního oleje nebo ropy pro jednotlivé desorpční kroky je pro jednotlivé případy uvedeno v Tabulce 10a a 10b.The resulting percentage of desorbed mineral oil or petroleum for each desorption step is shown in Tables 10a and 10b, respectively.
Tabulka 10aTable 10a
-26CZ 306881 B6-26GB 306881 B6
Tabulka 10bTable 10b
Jak je popsáno v Tabulce 10a a 10b, dochází při opakované sorpci a desorpci minerálního oleje i ropy, v závislosti na sypné hmotnosti polypropylenu s chomáčkovou morfologií, po každém cyklu k uvolnění podobného množství sorbovaného média (cca 96 % v případě absorbovaného minerálního oleje a cca 95 % v případě absorbované ropy). Charakter desorpce vyjádřený desorbovaným množstvím minerálního oleje i ropy tedy naznačuje, že se účinnost desorpce v jednotlivých cyklech v podstatě nemění. Například v případě polypropylenu s chomáčkovou morfologií a se sypnou hmotností 87 g/1, připraveném na tepelně upraveném (105 °C, 4 hodiny, podmínky sníženého tlaku) prekatalyzátoru KAT B, polymeračně aktivovaném kokatalyzátorem THA, bylo při pětinásobné opakované sorpci a následné desorpci dosaženo v jednotlivých desorpčních krocích prakticky neměnné desorpce minerálního oleje (96,7% - 96,9%) i desorpce ropy (96,2% 96,4%)As described in Tables 10a and 10b, after repeated sorption and desorption of both mineral oil and oil, depending on the bulk density of the polypropylene with tuft morphology, a similar amount of sorbed medium is released after each cycle (approx. 96% for absorbed mineral oil and approx. 95% in the case of absorbed oil). Thus, the desorption pattern, expressed by the desorbed amount of mineral oil and oil, suggests that the desorption efficiency does not substantially change in the individual cycles. For example, in the case of polypropylene with tuft morphology and a bulk density of 87 g / l, prepared on a heat treated (105 ° C, 4 hours, reduced pressure) precatalyst KAT B, polymerized by THA cocatalyst, practically unchanged mineral oil desorption (96.7% - 96.9%) and petroleum desorption (96.2% 96.4%) in individual desorption steps
Příklad 11Example 11
Vliv charakteru chomáčkové morfologie polypropylenu na tepelnou vodivost polypropylenuInfluence of tuft morphology of polypropylene on thermal conductivity of polypropylene
Ke studiu tepelné vodivosti polyolefinu s chomáčkovou morfologií byl využit polypropylen připravený na 1,3-dietherových prekatalyzátorech KAT A a KAT B tepelně upravených při teplotě 105 °C, po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa. Tyto prekatalyzátory byly polymeračně aktivovány kokatalyzátory TEA, TIBA a THA, jak je uvedeno v Tabulce 11.Polypropylene prepared on 1,3-diether precatalysts KAT A and KAT B heat treated at 105 ° C for 4 hours at a pressure lower than 10 Pa was used to study the thermal conductivity of polyolefin with tuft morphology. These precatalysts were polymerically activated by the cocatalysts TEA, TIBA and THA as shown in Table 11.
Ke studiu tepelně izolačních schopností polymerů s chomáčkovou morfologií byl využit analyzátor tepelné vodivosti TCi (přístroj C-Therm TCi) kalibrovaný na pěnové materiály, který umožňuje tepelnou analýzu v rozsahu tepelné vodivosti od 0,01 do 100 W/(m*K).To study the thermal insulation properties of polymers with tuft morphology, a thermal conductivity analyzer TCi (C-Therm TCi apparatus) calibrated to foam materials was used, which allows thermal analysis in the thermal conductivity range from 0.01 to 100 W / (m * K).
Tímto přístrojem byla naměřena tepelná vodivost celkem 4 polyolefinových materiálů, které se lišily sypnou hmotností a odpovídající morfologií. Celkem bylo při každé analýze prováděno 10 měření, z nichž se následně stanovila výsledná tepelná vodivost materiálu jako průměrná hodnota.This device measured the thermal conductivity of a total of 4 polyolefin materials, which differed in bulk density and corresponding morphology. A total of 10 measurements were performed for each analysis, from which the resulting thermal conductivity of the material was determined as an average value.
Výsledné hodnoty tepelné vodivosti jsou pro jednotlivé případy uvedeny v Tabulce 11.The resulting thermal conductivity values are given in Table 11 for each case.
-27CZ 306881 B6-27GB 306881 B6
Tabulka 11Table 11
Jak je popsáno v Tabulce 11 a na Obrázku 3, tepelná vodivost polypropylenu s chomáčkovou morfologií přímo úměrně klesá (tzn. izolační schopnost materiálu narůstá) s poklesem jeho sypné hmotnosti. Charakter chomáčkové morfologie, daný právě hodnotou sypné hmotnosti, je tedy pro tepelnou vodivost těchto materiálů určující, Srovnáme-li tepelnou vodivost u polypropylenu s klasickou morfologií částic (teplotně neupravený prekatalyzátor KAT A polymeračně aktivovaný kokatalyzátorem TEA) se sypnou hmotností 447 g/1 s polypropylenem s chomáčkovou morfologií částic (teplotně upravený prekatalyzátoru KAT A polymeračně aktivovaný kokatalyzátorem TIBA) se sypnou hmotností 149 g/1, lze konstatovat, že polypropylen s chomáčkovou morfologií má tepelnou vodivost o cca 40 % nižší (došlo k snížení tepelné vodivosti z 0,070 W/(m*K) na 0,040 W/(m*K)).As described in Table 11 and Figure 3, the thermal conductivity of polypropylene with tuft morphology decreases proportionally (i.e., the insulating ability of the material increases) as its bulk density decreases. The character of tuft morphology, given the bulk density, is therefore decisive for the thermal conductivity of these materials. with particle tuft morphology (heat treated KAT A polymerised by TIBA cocatalyst) with a bulk density of 149 g / l, polypropylene with tuft morphology has a thermal conductivity of about 40% lower (thermal conductivity decreased from 0.070 W / ( m * K) to 0.040 W / (m * K)).
Příklad 12Example 12
Polyolefm s chomáčkovou morfologií jako nosič aditivPolyolefin with tuft morphology as additive carrier
Ke studiu schopnosti polyolefinu s chomáčkovou morfologií fungovat jako nosič aditiv byl využit polypropylen připravený na 1,3-dietherovém prekatalyzátoru KAT C tepelně upraveném při teplotě 105 °C, po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa, aktivovaný kokatalyzátorem THA. Tento polypropylen s chomáčkovou morfologií je označen v Tabulce 12a jako polypropylen B a jeho schopnost fungovat jako nosič aditiv je srovnávána s polypropylenem A s běžnou částicovou morfologií, připraveném na 1,3-dietherovém prekatalyzátoru bez tepelné úpravy, aktivovaném kokatalyzátorem TEA. V Tabulce 12a jsou srovnány vlastnosti obou typů polypropylenu. Polypropylen B s chomáčkovou morfologií má oproti polypropylenu A s běžnou morfologií významně sníženou sypnou hmotnost, což dokumentuje zejména jeho změněnou morfologii a míru charakteru této změny, jak bylo popsáno výše.Polypropylene prepared on a 1,3-diether precatalyst KAT C heat treated at 105 ° C for 4 hours at a pressure lower than 10 Pa activated by THA cocatalyst was used to study the ability of the polyolefin with fluff morphology to act as a carrier additive. This tufted morphology polypropylene is designated in Table 12a as polypropylene B and its ability to function as an additive carrier is compared to polypropylene A with conventional particle morphology prepared on a 1,3-diether precatalyst without heat treatment activated by TEA cocatalyst. Table 12a compares the properties of both types of polypropylene. Polypropylene B with tuft morphology has a significantly reduced bulk density compared to polypropylene A with conventional morphology, as evidenced in particular by its altered morphology and the degree of character of this change as described above.
Ke studiu schopnosti polyolefinu s chomáčkovou morfologií fungovat jako nosič aditiv byl využit postup, ve kterém bylo antistatikum Dimodan PV (glycerolmonostearát s obsahem dalších derivátů glycerolu a volného glycerolu v množství max. 3 % hm., výrobce Danisco) přimícháváno postupně v množství 20 % hm. (vztaženo na směs polypropylenu, aditiva a stabilizátoru) k polypropylenu A s běžnou morfologií a v množství 20 % hm., 30 % hm. a 40 % hm. (vztaženo na směs polypropylenu, aditiva a stabilizátoru) k polypropylenu B s chomáčkovou morfologií (viz Tabulka 12b). Jednotlivé směsi polypropylenu a aditiva byly stabilizovány Irganoxem B225 (směs Irganoxu 1010 - tj., [metylen-3,(3',5'-di-/crc.butyl)-4'-hydroxyfényl-propionát)]metan a Irgafosu 168 - tj. tris(2,4-di-tórc.butylfenyl)fosfit v poměru 1:1 hmotnostně, výrobce BASF) v množství 0,25 % hm. (vztaženo na směs polypropylenu, aditiva a stabilizátoru.To study the ability of polyolefin with tuft morphology to function as a carrier additive, a procedure was used in which the antistatic Dimodan PV (glycerol monostearate containing other glycerol and free glycerol derivatives at a maximum of 3% by weight, manufactured by Danisco) was admixed sequentially at 20% by weight. . (based on a blend of polypropylene, additive and stabilizer) to polypropylene A with conventional morphology and in an amount of 20 wt.%, 30 wt.%. and 40 wt. (based on a blend of polypropylene, additive and stabilizer) to polypropylene B with tuft morphology (see Table 12b). The individual polypropylene / additive blends were stabilized with Irganox B225 (Irganox 1010 blend - i.e., [methylene-3, (3 ', 5'-di- / tert -butyl) -4'-hydroxyphenyl propionate)] methane and Irgafos 168 - i.e. tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite in a ratio of 1: 1 by weight, manufactured by BASF) in an amount of 0.25 wt. (based on blend of polypropylene, additive and stabilizer.
Podmínky míšení v mísiči Thyssen Henschel byly následující: vstupní teplota surovin - 23,5 °C, objem mísiče - 5 litrů, otáčky míchadla - 200 otáček/min., doba míšení - 5 minut. Během míšení se směs ohřála na 31,2 °C, ale zůstala sypkou.The mixing conditions in the Thyssen Henschel mixer were as follows: raw material inlet temperature - 23.5 ° C, mixer volume - 5 liters, stirrer speed - 200 rpm, mixing time - 5 minutes. During mixing, the mixture warmed to 31.2 ° C but remained free-flowing.
-28 CZ 306881 B6-28 GB 306881 B6
Připravené práškové směsi byly zpracovávány na dvoušnekovém extrudéru se souhlasně rotujícími šneky Wemer&Pfleiderer ZSK 25 (D=25 mm, L/D=53). Jednotlivé směsi byly dávkovány do prvního vstupu surovin. Byly připravovány granule ze strun na hlavě se dvěma otvory o průměru 4 mm. Struny byly chlazeny ve vodě a ofukovány tlakovým vzduchem před sekáním. Na extrudéru byly nastaveny tyto teploty (od násypky k hlavě): 100, 150, 160, 170, 180, 180, 180, 180, 180, 180, 180, 180 °C a otáčky 200 otáček/min. Tavenina byla odplyňována za podmínek sníženého tlaku ve vzdálenosti 40D od vstupu surovin.The prepared powder blends were processed on a Wemer & Pfleiderer ZSK 25 co-rotating screw auger (D = 25 mm, L / D = 53). Individual mixtures were dosed into the first feed of raw materials. Granules were prepared from strings on the head with two 4 mm holes. The strings were cooled in water and blown with compressed air before cutting. The following temperatures (from hopper to head) were set on the extruder: 100, 150, 160, 170, 180, 180, 180, 180, 180, 180, 180, 180 ° C and 200 rpm. The melt was degassed under reduced pressure conditions at a distance of 40D from the feed inlet.
Tabulka 12aTable 12a
Tabulka 12bTable 12b
Jak je popsáno v Tabulce 12b, po přimíchání 20 % hm. aditiva Dimodan PV k polypropylenu s běžnou morfologií typu A probíhala následná extruze této nastabilizované směsi s problémy, konkrétně docházelo už při tomto množství aditiva k přetrhávání struny a aditivum samé nebylo, podle vizuálního zhodnocení, dostatečně zapracované do taveniny. Naopak, po přimíchání 20 % hm., 30 % hm. i 40 % hm. aditiva Dimodan PV k polypropylenu s chomáčkovou morfologií typu B probíhala následná extruze těchto nastabilizovaných směsí bez problémů, konkrétně v žádném z těchto případů nedocházelo k přetrhávání struny a aditivum samé bylo, podle vizuálního zhodnocení, zcela zapracované do taveniny. Z těchto výsledků vyplývá, že v případě použití polyolefinů s chomáčkovou morfologií je možno při přimíchávání aditiv výrazně zvýšit výslednou koncentraci aditiva v granulátu.As described in Table 12b, 20% wt. Dimodan PV additive to polypropylene with conventional type A morphology followed the extrusion of this stabilized mixture with problems, namely, already at this amount of additive, the string breakage occurred and the additive itself was not sufficiently incorporated into the melt by visual assessment. Conversely, after mixing 20 wt.%, 30 wt. i 40 wt. Dimodan PV additive to polypropylene with tuft type B morphology was followed by extrusion of these stabilized mixtures without problems, in particular none of the strings broke and the additive itself was, according to visual evaluation, completely incorporated into the melt. These results indicate that when polyolefins with tuft morphology are used, the final additive concentration in the granulate can be significantly increased by admixing the additives.
Uvedený příklad prokázal, že při použití chomáčkového polymeru lze zvýšit množství antistatika (na bázi esterů glycerolu s vyššími mastnými kyselinami) zabudovaného do polymemího materiálu až na dvojnásobek oproti použití běžného polymemího prášku nebo granulátu a dosáhnout bez výrobních problémů i hodnoty 40 hm. % aditiva zabudovaného ve výsledném granulátu polypropylenu.This example has shown that by using a tuft polymer, the amount of antistatic agent (based on glycerol esters of higher fatty acids) incorporated into the polymeric material can be increased up to twice that of a conventional polymeric powder or granulate and can achieve 40 wt. % additive incorporated in the resulting polypropylene granulate.
Příklad 13Example 13
Polyolefin s chomáčkovou morfologií jako nosič organických barevných pigmentůPolyolefin with tuft morphology as a carrier of organic color pigments
Ke studiu schopnosti polyolefinů s chomáčkovou morfologií fungovat jako nosič organických pigmentů byl využit polypropylen připravený na 1,3-dietherovém prekatalyzátorů KAT C tepelně upraveném při teplotě 105 °C, po dobu 4 hodin, při tlaku sníženém pod 10 Pa, aktivovaný kokatalyzátorem THA. Tento polypropylen s chomáčkovou morfologií je označen v Tabulce 13aTo study the ability of polyolefins with tuft morphology to function as a carrier for organic pigments, polypropylene prepared on 1,3-diether KAT C precatalysts heat treated at 105 ° C for 4 hours at a pressure below 10 Pa activated with THA cocatalyst was used. This polypropylene with tuft morphology is indicated in Table 13a
-29CZ 306881 B6 jako polypropylen B a jeho schopnost fungovat jako nosič organických pigmentů je srovnávána s polypropylenem A s běžnou částicovou morfologií, připraveném na 1,3-dietherovém prekatalyzátoru bez tepelné úpravy, aktivovaném kokatalyzátorem TEA. V Tabulce 13a jsou srovnány vlastnosti obou typů polypropylenu. Polypropylen B s chomáčkovou morfologií má oproti polypropylenu A s běžnou morfologií významně sníženou sypnou hmotnost, což dokumentuje zejména jeho změněnou morfologii a míru charakteru této změny, jak bylo popsáno výše.306881 B6 as polypropylene B and its ability to function as a carrier for organic pigments is compared to polypropylene A with conventional particle morphology prepared on a 1,3-diether precatalyst without heat treatment activated by TEA cocatalyst. Table 13a compares the properties of both types of polypropylene. Polypropylene B with tuft morphology has a significantly reduced bulk density compared to polypropylene A with conventional morphology, as evidenced in particular by its altered morphology and the degree of character of this change as described above.
Ke studiu schopnosti polyolefmů s chomáčkovou morfologií fungovat jako nosič organických pigmentů byl využit postup, ve kterém byl organický pigment přimícháván postupně v množství 30 % hm. (vztaženo na směs polypropylenu, pigmentu, stabilizátoru a dispergátoru) k polypropylenu A s běžnou morfologií a v množství 30 % hm. (vztaženo na směs polypropylenu, organického pigmentu, stabilizátoru a dispergátoru) k polypropylenu B s chomáčkovou morfologií, jak je dokumentováno v Tabulce 13b. Organickým pigmentem byla versálová červeň A3BN (výrobce SYNTHESIA a.s., Pardubice-Semtín, Česká republika) mající tzv. Colour Index Pigment Red 177/65300 a CAS Number 4051-63-2, patřící do skupiny antrachinonových organických pigmentů. Jednotlivé směsi polypropylenu, organického pigmentu a dispergátoru byly stabilizovány stabilizátorem Irganox B225 (směs Irganoxu 1010-tj., [metylen-3,(3',5'-di-terc.butyl)-4'hydroxyfenyl-propionát)]metan a Irgafosu 168 - tj. tris(2,4-di-terc.butylfenyl)fosfit v poměru 1:1 hmotnostně, výrobce BASF) v množství 0,5% hm. (vztaženo na směs polypropylenu, organického pigmentu, stabilizátoru a dispergátoru) a jako dispergátor byl použit kapalný kopolymer etylénoxidu s propylénoxidem (obchodní název SLOVACID S-44P, výrobce Sasol) v množství 0,5 % hm. (vztaženo na směs polypropylenu, organického pigmentu, stabilizátoru a dispergátoru), jak je rovněž dokumentováno v Tabulce 13b.To study the ability of polyolefins with tuft morphology to function as a carrier of organic pigments, a process was used in which the organic pigment was admixed gradually in an amount of 30% by weight. (based on a blend of polypropylene, pigment, stabilizer and dispersant) to polypropylene A having a conventional morphology and in an amount of 30 wt. (based on a blend of polypropylene, organic pigment, stabilizer and dispersant) to polypropylene B with tuft morphology as documented in Table 13b. The organic pigment was A3BN Versal Red (manufactured by SYNTHESIA a.s., Pardubice-Semtín, Czech Republic) having the Color Index Pigment Red 177/65300 and CAS Number 4051-63-2 belonging to the group of anthraquinone organic pigments. Individual blends of polypropylene, organic pigment and dispersant were stabilized with Irganox B225 stabilizer (Irganox 1010-ie, [methylene-3, (3 ', 5'-di-tert-butyl) -4'-hydroxyphenyl propionate)] methane and Irgafos stabilizer 168 - i.e. tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite in a ratio of 1: 1 by weight (manufacturer BASF) in an amount of 0.5 wt. (based on a mixture of polypropylene, organic pigment, stabilizer and dispersant) and a liquid copolymer of ethylene oxide with propylene oxide (trade name SLOVACID S-44P, manufactured by Sasol) was used as a dispersant in an amount of 0.5% by weight. (based on a blend of polypropylene, organic pigment, stabilizer and dispersant) as also documented in Table 13b.
Podmínky míšení v mísiči Thyssen Henschel byly následující: vstupní teplota surovin -23,8 °C, objem mísiče - 5 litrů, otáčky míchadla - 200 otáček/min., doba míšení - 5 minut. Během míšení se směs ohřála na 32,7 °C, ale zůstala sypkou.The mixing conditions in the Thyssen Henschel mixer were as follows: feed temperature -23.8 ° C, mixer volume - 5 liters, mixer speed - 200 rpm, mixing time - 5 minutes. During mixing, the mixture was heated to 32.7 ° C but remained free-flowing.
Připravené práškové směsi byly zpracovávány na dvoušnekovém extrudéru se souhlasně rotujícími šneky Wemer&Pfleiderer ZSK 25 (D=25 mm, L/D=53). Jednotlivé směsi byly dávkovány do prvního vstupu surovin. Byly připravovány granule ze strun na hlavě se dvěma otvory o průměru 4 mm. Struny byly chlazeny ve vodě a ofukovány tlakovým vzduchem před sekáním. Na extrudéru byly nastaveny tyto teploty (od násypky k hlavě): 130, 180, 200, 200, 200, 200, 200, 200, 200, 200, 200, 200 °C a otáčky 500 otáček/min.The prepared powder blends were processed on a Wemer & Pfleiderer ZSK 25 co-rotating screw auger (D = 25 mm, L / D = 53). Individual mixtures were dosed into the first feed of raw materials. Granules were prepared from strings on the head with two 4 mm holes. The strings were cooled in water and blown with compressed air before cutting. The following temperatures (from hopper to head) were set on the extruder: 130, 180, 200, 200, 200, 200, 200, 200, 200, 200, 200, 200 ° C and 500 rpm.
Tabulka 13aTable 13a
Tabulka 13bTable 13b
-30CZ 306881 B6-30GB 306881 B6
Koncentráty organického pigmentu byly vyrobeny ve formě granulátu a pak podrobeny testu podle ASTM standardu D 6265 - 98: Separation of Contaminants in Polymers Using an Extruder Filter Test.The organic pigment concentrates were prepared in the form of a granulate and then subjected to the ASTM standard D 6265-98: Separation of Contaminants in Polymers Using an Extruder Filter Test.
Koncentrát na bázi polypropylenového prášku A se standardní morfologií vykazoval na sítu s otvory 125 mikrometrů nárůst tlaku 18 MPa po projití 600 g koncentrátu filtrem.The standard morphology polypropylene powder based concentrate A showed a pressure increase of 18 MPa on a 125 micron sieve after passing 600 g of the concentrate through the filter.
Koncentrát na bázi polypropylenového prášku B s chomáčkovou morfologií vykazoval na sítu s otvory 125 mikrometrů nárůst tlaku 10 MPa po projití 600 g koncentrátu filtrem.Concentrate based on polypropylene powder B with tuft morphology showed a pressure increase of 10 MPa after passing 600 g of the concentrate through a filter on a 125 micron sieve.
Výhoda polypropylenového prášku s chomáčkovou morfologií připraveného podle tohoto vynálezu je i při přípravě koncentrátu organického pigmentu zřejmá, protože za jinak stejných technologických podmínek dochází u polypropylenu s chomáčkovou morfologií k účinnější dispergaci organického pigmentu v tavenině polypropylenu, která se následně projevuje sníženým nárůstem tlaku před filtračním sítem.The advantage of the polypropylene powder with tuft morphology prepared according to the present invention is also evident in the preparation of the organic pigment concentrate, because under otherwise identical technological conditions, the polypropylene with tuft morphology more effectively disperses the organic pigment in the polypropylene melt. .
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2016-172A CZ306881B6 (en) | 2013-09-03 | 2014-09-03 | A polyolefin powder, the method of its manufacture and use |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2013-676A CZ2013676A3 (en) | 2013-09-03 | 2013-09-03 | Polyolefin powder, process of its preparation and use |
CZ2016-172A CZ306881B6 (en) | 2013-09-03 | 2014-09-03 | A polyolefin powder, the method of its manufacture and use |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2016172A3 CZ2016172A3 (en) | 2016-05-25 |
CZ306881B6 true CZ306881B6 (en) | 2017-08-23 |
Family
ID=51752951
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2013-676A CZ2013676A3 (en) | 2013-09-03 | 2013-09-03 | Polyolefin powder, process of its preparation and use |
CZ2016-172A CZ306881B6 (en) | 2013-09-03 | 2014-09-03 | A polyolefin powder, the method of its manufacture and use |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2013-676A CZ2013676A3 (en) | 2013-09-03 | 2013-09-03 | Polyolefin powder, process of its preparation and use |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (2) | CZ2013676A3 (en) |
WO (1) | WO2015032370A1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4719193A (en) * | 1986-09-30 | 1988-01-12 | Union Carbide Corporation | Processes for preparing polyethylene catalysts by heating catalyst precursors |
EP0855409A1 (en) * | 1997-01-28 | 1998-07-29 | Fina Technology, Inc. | Improved Ziegler-Natta catalysts for olefin polymerization |
EP0952163A1 (en) * | 1998-04-24 | 1999-10-27 | Fina Research S.A. | Catalyst and process for its preparation |
EP1273413A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-08 | ATOFINA Research Société Anonyme | High density polyethylene fluff compaction |
EP1306391A1 (en) * | 2001-10-26 | 2003-05-02 | Fina Technology, Inc. | Ziegler-Natta catalyst for tuning MWD of polyolefin, method of making, method of using and polyolefins made therewith |
WO2007122240A1 (en) * | 2006-04-24 | 2007-11-01 | Total Petrochemicals Research Feluy | Process for the production of propylene polymers having a low ash content |
WO2009085649A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Dow Global Technologies Inc. | Self-limiting catalyst composition with bidentate internal donor |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010510361A (en) * | 2006-11-21 | 2010-04-02 | バーゼル・ポリオレフィン・イタリア・ソチエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ | Catalyst component for polymerization of olefins |
-
2013
- 2013-09-03 CZ CZ2013-676A patent/CZ2013676A3/en unknown
-
2014
- 2014-09-03 WO PCT/CZ2014/000097 patent/WO2015032370A1/en active Application Filing
- 2014-09-03 CZ CZ2016-172A patent/CZ306881B6/en unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4719193A (en) * | 1986-09-30 | 1988-01-12 | Union Carbide Corporation | Processes for preparing polyethylene catalysts by heating catalyst precursors |
EP0855409A1 (en) * | 1997-01-28 | 1998-07-29 | Fina Technology, Inc. | Improved Ziegler-Natta catalysts for olefin polymerization |
EP0952163A1 (en) * | 1998-04-24 | 1999-10-27 | Fina Research S.A. | Catalyst and process for its preparation |
EP1273413A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-08 | ATOFINA Research Société Anonyme | High density polyethylene fluff compaction |
EP1306391A1 (en) * | 2001-10-26 | 2003-05-02 | Fina Technology, Inc. | Ziegler-Natta catalyst for tuning MWD of polyolefin, method of making, method of using and polyolefins made therewith |
WO2007122240A1 (en) * | 2006-04-24 | 2007-11-01 | Total Petrochemicals Research Feluy | Process for the production of propylene polymers having a low ash content |
WO2009085649A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Dow Global Technologies Inc. | Self-limiting catalyst composition with bidentate internal donor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015032370A1 (en) | 2015-03-12 |
CZ2013676A3 (en) | 2015-03-11 |
CZ2016172A3 (en) | 2016-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kumawat et al. | Fundamental aspects of heterogeneous Ziegler–Natta olefin polymerization catalysis: An experimental and computational overview | |
JP6705779B2 (en) | High performance Ziegler-Natta catalyst system, process for making such supported catalysts and use thereof | |
CN101421318B (en) | Process for the production of propylene polymers having a low ash content | |
KR101748056B1 (en) | HIGH PERFORMANCE ZIEGLER-NATTA CATALYST SYSTEMS, PROCESS FOR PRODUCING SUCH MgCl2 BASED CATALYSTS AND USE THEREOF | |
CN102040690A (en) | Method for preparing polypropylene with low ash content | |
CA2171835A1 (en) | Multistage process for the (co)polymerization of olefins | |
WO2007006537A1 (en) | Propylene polymer composition | |
CN109679010A (en) | Preparation method of high impact polypropylene | |
CN105849141B (en) | Propylene ethylene random copolymer suitable for pipes | |
JP7024714B2 (en) | Method for manufacturing heterophasic propylene polymerized material | |
EP2036928A1 (en) | Magnesium halide adduct, olefins polymerization catalyst component and catalyst made therefrom | |
CN101759817A (en) | Electron donor composition for a solid catalyst, solid catalyst composition used in the polymerisation of alpha-olefins, and process for the production of a polymer | |
US9403926B2 (en) | Process for producing copolymers of propylene | |
CN105377914A (en) | Antioxidant extract from brown macroalgae and method for obtaining same | |
CN104479055B (en) | A kind of dialkoxy-magnesium support type ingredient of solid catalyst and catalyst | |
CZ306881B6 (en) | A polyolefin powder, the method of its manufacture and use | |
CN104558297A (en) | Polypropylene resin for biaxially oriented film and preparation method of polypropylene resin | |
CN105143528A (en) | Polypropylene fiber | |
US10364305B2 (en) | Polyolefin and a process for preparing the same | |
CN114437263B (en) | Low-VOC low-odor polypropylene resin and preparation method and application thereof | |
CN114437264B (en) | Low-VOC low-odor polypropylene resin and preparation method and application thereof | |
TW201213344A (en) | Modified polypropylene for packaging applications | |
CN117362481A (en) | Ethoxymagnesium carrier, catalyst for olefin polymerization, preparation method and application | |
KR20230079134A (en) | Monomodal polypropylene random copolymer with high impact strength | |
EP1483302A1 (en) | Process for the polymerization of olefins |