Частицы алкоксида магния и их применение - RU2784963C2

Чертежи

Описание

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

По настоящей заявке испрашивается приоритет по заявке на патент Китая CN 201610949275.9 под названием "Magnesium alkoxide particle and application thereof", поданной 26 октября 2016 г. Полное содержание указанной выше заявки включено в настоящее изобретение в качестве ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области катализаторов, в частности к частицам алкоксида магния и их применению.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Вследствие возрастающей потребности населения в полиолефинах все в большей степени необходимы катализаторы полимеризации олефина. В настоящее время наиболее широко использующимся катализатором является катализатор Циглера-Натта, нанесенный на хлорид магния. В способах получения катализатора, раскрытых в патенте Китая CN 85100997 А и патенте Китая CN 1453298 А, твердый компонент катализатора обычно состоит из магния, титана, галогена и органического электронодонорного соединения. Однако один катализатор не может обладать всеми различными характеристиками, такими как подходящие размер и форма частиц, однородное распределение частиц, минимальный размер частиц и высокая объемная плотность, а также высокая каталитическая активность и стереорегулярность. Катализатор на подложке, полученный с использованием в качестве носителя алкоксимагния, может обладать лучшими характеристиками.

При получении катализатора полимеризации α-олефина морфология частиц порошкообразного алкоксимагния непосредственно влияет на морфологию частиц катализатора. В реакции полимеризации олефина с использованием катализатора объемная плотность полимера определяет степень загрузки оборудования при полимеризации олефина, поэтому чрезвычайно важно увеличить объемную плотность полимера. Морфология частиц и объемная плотность определяют сыпучесть порошкообразного полимера и сыпучесть находящегося в форме частиц материала также является чрезвычайно важной для бесперебойного производства и транспортировки. Хорошая сыпучесть порошкообразного алкоксимагния экономит время и средства, в особенности, во время проведения загрузки, переноса и выгрузки. Поэтому при получении алкоксимагния важными задачами являются обеспечение превосходной морфологии частиц и высокой объемной плотности.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы настоящего изобретения провели тщательные исследования прямой реакции металлического магния со смесью спиртов с получением сферических микрочастиц алкоксимагния. Результат показал, что объемная плотность частиц алкоксимагния, предлагаемых в настоящем изобретении, заметно улучшена и распределение частиц по размерам является однородным. Полученный катализатор обладает высокой активностью при полимеризации, обеспечивает высокую объемную плотность полимера, обладает хорошей морфологией частиц, превосходной сыпучестью и во время полимеризации образуется меньшее количество мелкодисперсных частиц.

Частицы алкоксимагния содержат продукт реакции следующих компонентов: 1) порошкообразный магний; 2) смесь спиртов; 3) галогенирующий реагент; и 4) титанат.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения титанат обладает структурой, описывающейся формулой I:

в которой R¹, R² и R³ могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга и выбраны из группы, состоящей из H и алкила, предпочтительно линейного или разветвленного С₁-С₁₀-алкила; X выбран из группы, состоящей из следующих: алкоксигруппа, предпочтительно С₁-С₁₀-алкоксигруппа, карбоксигруппа, галоген (например, хлор), сульфоновая группа, фосфатная группа и сульфатная группа; и а, b с и d независимо обозначают целые числа, находящиеся в диапазоне 0-4, и a+b+c+d=4. Предпочтительно, если титанат представляет собой по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: тетраметилтитанат, тетраэтилтитанат, тетра-н-пропилтитанат, тетра-и-бутилтитанат, тетра-н-пентилтитанат, тетра-н-гексилтитанат, тетра-н-, гептилтитанат, тетраизооктилтитанат, тетра-н-нонилтитанат, тетра-н-децилтитанат и их изомеры.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения титанат можно использовать в качестве сшивающего реагента. Если не ограничиваться теоретическими соображениями, то можно предположить, что титанат, добавленный во время получения частиц алкоксимагния, может обеспечивать сшивку. Таким образом, полученные частицы алкоксимагния могут обладать более компактной и плотной структурой, и объемная плотность частиц алкоксимагния может быть существенно улучшена при сохранении хорошей морфологии частиц. Частицы алкоксимагния, предлагаемые в настоящем изобретении, содержат в частицах титанат. Титанат распределен в частицах.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения выраженное в процентах массовое содержание титаната в частицах носителя составляет 0,01-10 мас.%, предпочтительно 0,1-9 мас.%, например, 0,1-8 мас.%, 0,2-8 мас.% или 0,2-7 мас.%.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения в число компонентов дополнительно включен диспергирующий реагент. Предпочтительно, если диспергирующий реагент представляет собой инертный органический растворитель, по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: гексан, гептан, октан, декан, бензол, толуол, ксилол и их производные, предпочтительным является толуол. В настоящем изобретении инертный органический растворитель используют для диспергирования материалов. Инертный органический растворитель может не только растворять материалы, чтобы материалы можно было легче перемешивать, но и устранять часть статического электричества, что оказывает определенное воздействие на защиту морфологии частиц продукта.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения отношение массы титаната к массе порошкообразного магния составляет (0,01-5):1, предпочтительно (0,05-4):1, более предпочтительно (0,05-3):1 и более предпочтительно (0,05-2):1.

Что касается порошкообразного магния, использующегося в настоящем изобретении, то порошкообразный магний может находиться в любой форме, например, можно использовать частицы, ленты или порошок, при условии, что они обладают хорошей эффективностью в реакции. Для обеспечения того, что полученный алкоксимагний обладает средним размером частиц, равным 10-80 мкм, и обладает превосходной морфологией частиц, необходимо выбирать сферические частицы порошкообразного магния, обладающие средним размером, предпочтительно равным менее 360 мкм, более предпочтительно равным 300-100 мкм, чтобы поддерживать относительно постоянную эффективность при проведении реакции.

Кроме того, на характер поверхности порошкообразного магния не налагаются особые ограничения. Однако скорость реакции может уменьшиться, если на поверхности порошкообразного магния образуется пленка, такая как пленка из гидроксида. Поэтому, предпочтительно, если на поверхности порошкообразного магния отсутствует пленка, такая как пленка из гидроксида.

Смесь спиртов, использующаяся в настоящем изобретении, представляет собой смесь линейных или разветвленных одноатомных спиртов или многоатомных спиртов. Предпочтительной является смесь C₁-С₁₀-спиртов. Конкретными примерами являются: метанол, этанол, н-пропанол, н-бутанол, н-пентанол, н-гексанол, н-гептанол, н-октанол, н-нонанол, н-деканол, 2-пропанол, 2-бутанол, 2-пентанол, 2-гексанол, 2-гептанол, 2-октанол, 2-нонанол, 2-деканол, 2-этилбутанол, 2-этилгексанол, 4-метил-2-пентанол, 3,3,5-триметилпентанол, 4-метил-3-гептанол, бензиловый спирт, 2-фенилэтанол, 1-фенил-1-пропанол, этиленгликоль или глицерин.

Предпочтительно, если смесь спиртов представляет собой смесь этанола и изооктанола, в которой содержание этанола составляет 80-99 мас.% и содержание изооктанола составляет 1-20 мас.%. В настоящем изобретении на содержание воды в спирте не налагаются особые ограничения и для получения обладающего хорошими рабочими характеристиками алкоксимагния необходимо, чтобы содержание воды было как можно меньшим. Содержание воды в спирте обычно регулируют таким образом, чтобы оно составляло менее 1000 част./млн, предпочтительно менее 200 част./млн.

Отношение количества молей смеси спиртов к количеству молей магния составляет (2-50):1, предпочтительно (2,5-18):1.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения галогенирующим реагентом является элементарный галоген и/или неорганический галогенид, например, смесь элементарного галогена и неорганического галогенида. Предпочтительно, если галогенирующим реагентом является по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: элементарный йод, бром, хлор, хлорид магния, бромид магния, йодид магния, хлорид кальция, бромид кальция, йодид кальция, хлорид ртути, бромид ртути, йодид ртути и алкоксимагнийгалогенид. Предпочтительно, если галогенирующим реагентом является смесь по меньшей мере одного из следующих: элементарный йод, бром и хлор, и по меньшей мере одного из следующих: хлорид магния, бромид магния, йодид магния, хлорид кальция, бромид кальция, йодид кальция, хлорид ртути, бромид ртути, йодид ртути и алкоксимагнийгалогенид. Более предпочтительно, если галогенирующим реагентом является по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: элементарный йод, йодид магния, хлорид магния и алкоксимагнийгалогенид, и особенно предпочтительно, если им является смесь элементарного йода и хлорида магния. Иод или хлорид магния можно добавлять к реакционной смеси в чистом виде или в виде раствора. Иод и хлорид магния можно добавлять к реакционной системе по отдельности или для добавления к реакционной системе их можно частично или полностью смешать вместе.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения отношение количества молей галогенирующего реагента к количеству молей порошкообразного магния, определенное в пересчете на количество атомов галогена, составляет (0,0002-0,2):1, предпочтительно (0,0025-0,05):1. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что количество добавленных атомов галогена влияет на морфологию частиц и размер частиц конечного алкоксимагния. Если использующееся количество атомов галогена является слишком малым, то полученные частицы алкоксимагния обладают чрезвычайно плохой морфологией; и если использующееся количество атомов галогена является слишком большим, то не только увеличиваются затраты на получение алкоксимагния, но и частицы алкоксимагния являются неоднородными по размеру, а также затруднительно регулировать протекание реакции.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения способ получения частиц алкоксимагния включает приготовление реакционной системы, содержащей 1) порошкообразный магний, 2) смесь спиртов, 3) галогенирующий реагент и 4) титанат, и предоставление реакционной системе возможности реагировать при температуре с получением частиц алкоксимагния. При необходимости можно установить порядок добавления реагентов. В частности, на методику добавления титаната и галогенирующего реагента не налагаются особенные ограничения. Титанат и галогенирующий реагент можно добавить растворенными в этаноле или их можно добавить в твердой или жидкой форме непосредственно к порошкообразному магнию и спирту, или их можно добавить по каплям в спиртовой раствор галогенирующего реагента в ходе нагревания порошкообразного магния и спиртового раствора.

Все реакции, предлагаемые в настоящем изобретении, проводят в атмосфере инертного газа, например, в атмосфере аргона или азота, и предпочтительно, если в настоящем изобретении используют азот.

Кроме того, при добавлении порошкообразного магния, смеси спиртов, галогенсодержащего вещества и инертного растворителя можно изначально добавлять полное количество реагентов или добавлять их порциями. Добавление исходных веществ порциями может предотвратить одновременное образование большого количества водорода и предотвратить образование капель спирта или галогена, обусловленное одновременным образованием большого количества водорода, и поэтому из соображений безопасности такая методика добавления является предпочтительной. Количество отдельных порций можно определить с учетом размера реакционного сосуда и количества разных использующихся материалов.

Температура проведения реакции, предлагаемой в настоящем изобретении, может находиться в диапазоне от 0°С до температуры кипения реакционной системы. Небольшое изменение давления в реакционной смеси приводит к изменению температуры кипения. Чем выше температура проведения реакции, тем быстрее протекает реакция. В ходе реакции температуру проведения реакции также можно изменить и путем выбора температуры проведения реакции можно изменить размер частиц и морфологию частиц. В контексте настоящего изобретения предпочтительной температурой проведения реакции является температура кипения реакционной системы.

Степень превращения при протекании реакции обычно устанавливают путем определения количества выделяющегося водорода, образующегося в ходе реакции, и продолжительность проведения реакции обычно составляет 2-30 ч.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения в реакционную систему дополнительно включен диспергирующий реагент и реакцию проводят в диспергирующем реагенте. Диспергирующим реагентом может являться инертный органический растворитель, предпочтительно по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: гексан, гептан, октан, декан, бензол, толуол, ксилол и их производные, более предпочтительным является толуол.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения продукт сушат или суспендируют в диспергирующем реагенте.

После завершения реакции продукт можно промыть спиртом и/или смесью спиртов, использующейся для получения алкоксимагния; продукт также можно промыть органическим растворителем, использующимся в реакции; в зависимости от конкретных условий можно не проводить промывку продукта и на методику промывки и количество стадий промывки не налагаются специальные ограничения.

В соответствии с настоящим изобретением получают частицы алкоксимагния, которые содержат в частицах титанат. Титанат распределен в внутри частиц и на их поверхности. Если не ограничиваться теоретическими соображениями, то можно предположить, что титанат, добавленный во время получения частиц алкоксимагния, может обеспечивать сшивку. Таким образом, полученные частицы алкоксимагния могут обладать более компактной и плотной структурой, и объемная плотность частиц алкоксимагния может быть существенно улучшена при сохранении хорошей морфологии частиц. Частицы алкоксимагния, предлагаемые в настоящем изобретении, содержат в частицах титанат. Титанат распределен в частицах.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения выраженное в процентах массовое содержание титаната в частицах носителя составляет 0,01-10 мас.%, предпочтительно 0,1-9 мас.%, например, 0,1-8 мас.%, 0,2-8 мас.% или 0,2-7 мас.%.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения титанат обладает структурой, описывающейся формулой I:

в которой R¹, R² и R³ могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга и выбраны из группы, состоящей из Н и алкила, предпочтительно линейного или разветвленного С₁-С₁₀-алкила; X выбран из группы, состоящей из следующих: алкоксигруппа, предпочтительно С₁-С₁₀-алкоксигруппа, карбоксигруппа, галоген (например, хлор), сульфоновая группа, фосфатная группа и сульфатная группа; и а, b, с и d независимо обозначают целое число, равное от 0 до 4, и a+b+c+d=4. Предпочтительно, если титанат представляет собой по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: тетраметилтитанат, тетраэтилтитанат, тетра-н-пропилтитанат, тетра-н-бутилтитанат, тетра-н-пентилтитанат, тетра-н-гексилтитанат, тетра-н-гептилтитанат, тетраизооктилтитанат, тетра-н-нонилтитанат, тетра-н-децилтитанат и их изомеры.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения способ получения частиц алкоксимагния включает приготовление реакционной системы, содержащей 1) порошкообразный магний, 2) смесь спиртов, 3) галогенирующий реагент и 4) титанат, реакционную систему используют для проведения реакции с получением частиц алкоксимагния. При необходимости можно установить порядок добавления реагентов. В частности, на методику добавления титаната и галогенирующего реагента не налагаются особенные ограничения. Титанат и галогенирующий реагент можно добавить растворенными в этаноле или их можно добавить в твердой или жидкой форме непосредственно к порошкообразному магнию и спирту, или их можно добавить по каплям в спиртовой раствор галогенирующего реагента в ходе нагревания порошкообразного магния и спиртового раствора.

Все реакции, предлагаемые в настоящем изобретении, проводят в атмосфере инертного газа, например, в атмосфере аргона или азота, и предпочтительно, если в настоящем изобретении используют азот.

Кроме того, при добавлении порошкообразного магния, смеси спиртов, галогенсодержащего вещества и инертного растворителя можно изначально добавлять полное количество реагентов или добавлять их порциями. Добавление исходных веществ порциями может предотвратить одновременное образование большого количества водорода и предотвратить образование капель спирта или галогена, обусловленное одновременным образованием большого количества водорода, и поэтому из соображений безопасности такая методика добавления является предпочтительной. Количество отдельных порций можно определить с учетом размера реакционного сосуда и количества разных использующихся материалов.

Температура проведения реакции, предлагаемой в настоящем изобретении, может находиться в диапазоне от 0°С до температуры кипения реакционной системы. Небольшое изменение давления в реакционной смеси приводит к изменению температуры кипения. Чем выше температура проведения реакции, тем быстрее протекает реакция. В ходе реакции температура проведения реакции также можно изменить и путем выбора температуры проведения реакции можно изменить размер частиц и морфологию частиц. В контексте настоящего изобретения предпочтительной температурой проведения реакции является температура кипения реакционной системы.

Степень превращения при протекании реакции устанавливают путем определения количества выделяющегося водорода, образующегося в ходе реакции, и продолжительность проведения реакции обычно составляет от 2 до 30 ч.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения отношение массы титаната к массе порошкообразного магния составляет (0,01-5):1, предпочтительно (0,05-4):1, более предпочтительно (0,05-3):1 и более предпочтительно (0,05-2):1.

Что касается порошкообразного магния, использующегося в настоящем изобретении, то можно использовать порошкообразный магний, находящийся в любой форме, если он обладает хорошей эффективностью в реакции. Например, можно использовать порошкообразный магний в форме частиц, порошкообразный магний в форме лент или порошкообразный магний в форме порошка. Для обеспечения того, что полученный алкоксимагний обладает средним размером частиц, равным 10-80 мкм, и обладает превосходной морфологией частиц, необходимо выбирать сферические частицы порошкообразного магния, обладающие средним размером, предпочтительно равным менее 360 мкм, более предпочтительно равным 300-100 мкм, чтобы поддерживать относительно постоянную эффективность при проведении реакции.

Кроме того, на характер поверхности порошкообразного магния не налагаются особые ограничения. Однако скорость реакции может уменьшиться, если на поверхности порошкообразного магния образуется пленка, такая как пленка из гидроксида. Поэтому, предпочтительно, если на поверхности порошкообразного магния отсутствует пленка, такая как пленка из гидроксида.

Смесь спиртов, использующаяся в настоящем изобретении, представляет собой линейный или разветвленный одноатомный спирт или многоатомный спирт. Предпочтительной является смесь С₁-С₁₀-спиртов. Конкретными примерами являются: метанол, этанол, н-пропанол, н-бутанол, н-пентанол, н-гексанол, н-гептанол, н-октанол, н-нонанол, н-деканол, 2-пропанол, 2-бутанол, 2-пентанол, 2-гексанол, 2-гептанол, 2-октанол, 2-нонанол, 2-деканол, 2-этилбутанол, 2-этилгексанол, 4-метил-2-пентанол, 3,3,5-триметилпентанол, 4-метил-3-гептанол, бензиловый спирт, 2-фенилэтанол, 1-фенил-1-пропанол, этиленгликоль или глицерин.

Предпочтительно, если смесь спиртов представляет собой смесь этанола и изооктанола, в которой содержание этанола составляет 80-99 мас.% и содержание изооктанола составляет 1-20 мас.%. В настоящем изобретении на содержание воды в спирте не налагаются особые ограничения и для получения обладающего хорошими рабочими характеристиками алкоксимагния необходимо, чтобы содержание воды было как можно меньшим. Содержание воды в спирте обычно регулируют таким образом, чтобы оно составляло менее 1000 част./млн, предпочтительно менее 200 част./млн.

Отношение количества молей смеси спиртов к количеству молей магния составляет (2-50):1, предпочтительно (2,5-18):1.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения галогенирующим реагентом является элементарный галоген и/или неорганический галогенид, например, смесь элементарного галогена и неорганического галогенида. Предпочтительно, если галогенирующим реагентом является по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: элементарный йод, бром, хлор, хлорид магния, бромид магния, йодид магния, хлорид кальция, бромид кальция, йодид кальция, хлорид ртути, бромид ртути, йодид ртути и алкоксимагнийгалогенид. Предпочтительно, если галогенирующим реагентом является смесь по меньшей мере одного из следующих: элементарный йод, бром и хлор, и по меньшей мере одного из следующих: хлорид магния, бромид магния, йодид магния, хлорид кальция, бромид кальция, йодид кальция, хлорид ртути, бромид ртути, йодид ртути и алкоксимагнийгалогенид. Более предпочтительно, если галогенирующим реагентом является по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: элементарный йод, йодид магния, хлорид магния и алкоксимагнийгалогенид, и особенно предпочтительно, если им является смесь элементарного йода и хлорида магния. Йод или хлорид магния можно добавлять к реакционной смеси в чистом виде или в виде раствора. Йод и хлорид магния можно добавлять к реакционной системе по отдельности или для добавления к реакционной системе их можно частично или полностью смешать вместе.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения отношение количества молей галогенирующего реагента к количеству молей порошкообразного магния, определенное в пересчете на количество атомов галогена, составляет (0,0002-0,2):1, предпочтительно (0,0025-0,05):1. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что количество добавленных атомов галогена влияет на морфологию частиц и размер частиц конечного алкоксимагния. Если использующееся количество атомов галогена является слишком малым, то полученные частицы алкоксимагния обладают чрезвычайно плохой морфологией; и если использующееся количество атомов галогена является слишком большим, то не только увеличиваются затраты на получение алкоксимагния, но и частицы алкоксимагния являются неоднородными по размеру, а также затруднительно регулировать протекание реакции.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения в реакционную систему дополнительно включен диспергирующий реагент и реакцию проводят в диспергирующем реагенте. Диспергирующим реагентом может являться инертный органический растворитель, предпочтительно по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: гексан, гептан, октан, декан, бензол, толуол, ксилол и их производные, более предпочтительным является толуол.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения продукт сушат или суспендируют в диспергирующем реагенте.

После завершения реакции продукт можно промыть спиртом и/или смесью спиртов, использующейся для получения алкоксимагния; продукт также можно промыть органическим растворителем, использующимся в реакции; в зависимости от конкретных условий можно не проводить промывку продукта и на методику промывки и количество стадий промывки не налагаются специальные ограничения.

Другой задачей настоящего изобретения является получение компонента катализатора Циглера-Натта, содержащего продукт реакции следующих компонентов:

A) указанные выше частицы алкоксимагния;

B) титансодержащий галогенид; и

C) электронодонорное соединение.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения электронодонорным соединением является по меньшей мере одно, выбранное из группы, состоящей из следующих: карбоксилат, электронодонорное соединение - 2,3-ди-нелинейный алкил-2-цианодисукцинат и алифатический простой эфир. Можно использовать одно электронодонорное соединение или можно использовать комбинацию нескольких электронодонорных соединений. Количество использующегося электронодонорного соединения составляет 0,005-10 молей в пересчете на количество магния, содержащегося в 1 моле диалкоксимагния.

Электронодонорное соединение - карбоксилат выбран из группы, состоящей из монобензоата или фталата, описывающегося формулой II

в которой R₁ и R₂ независимо выбраны из группы, состоящей из следующих: замещенный или незамещенный C₁-C₈-алкил, С₃-С₁₀-циклоалкил или С₆-С₂₀-арил; R₃-R₆ независимо выбраны из группы, состоящей из следующих: водород, галоген, С₁-С₄-алкил или С₁-С₄-алкоксигруппа, где предпочтительно, если по меньшей мере три из R₃-R₆ обозначают водород, и более предпочтительно, если электронодонорным соединением - карбоксилатом является по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: ди-н-бутилфталат, диизобутилфталат, диэтилфталат, дипентилфталат, диоктилфталат, метилбензоат, этилбензоат, пропилбензоат, изопропилбензоат, бутилбензоат и изобутилбензоат.

2,3-Ди-нелинейный алкил-2-цианодисукцинат обладает структурой, описывающейся формулой III:

в которой R₁ и R₂ могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга и обозначают линейный алкан, содержащий от 1 до 10 атомов углерода, разветвленный алкил или циклоалкил, содержащий от 3 до 10 атомов углерода, арил, содержащий от 6 до 10 атомов углерода, алкиларил или арилалкил, содержащий от 7 до 10 атомов углерода, где атом водорода, присоединенный к атому углерода указанного алкила, циклоалкила, арила, алкиларила или арилалкила, необязательно может быть замещен (гетеро)атомом галогена, алкилом или алкоксигруппой и атом углерода, содержащийся в основной цепи, необязательно может быть замещен гетероатомом. Предпочтительно, если группы R₁ и R₂ выбраны из группы, состоящей из следующих: линейный алкил, содержащий от 1 до 8 атомов углерода, разветвленный алкил или циклоалкил, содержащий от 3 до 8 атомов углерода, и арил, содержащий от 6 до 10 атомов углерода. Более предпочтительно, если группы R₁ и R₂ представляют собой линейный или разветвленный алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил, н-пентил, изопентил, трет-пентил, циклопентил, циклогексил или фенил.

2,3-Ди-нелинейный алкил-2-цианодисукцинат выбран из числа подходящих соединений, примерами которых, включая, но не ограничиваясь только ими, являются:

диэтил-2-циано-2,3-ди-н-пропилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-диизопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-ди-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-диизобутилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-ди-н-пентилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-диизопентилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-дициклопентилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-ди-н-гексилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-диизогексилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-изопропил-3-н-пропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-изобутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-н-пентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-изопентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-циклопентилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-н-бутил-3-н-пропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-бутил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-бутил-3-изобутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-бутил-3-н-пентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-бутил-3-изопентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-бутил-3-циклопентилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-изобутил-3-н-пропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изобутил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изобутил-3-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изобутил-3-н-пентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изобутил-3-изопентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изобутил-3-циклопентилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-н-пентил-3-н-пропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-пентил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-пентил-3-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-пентил-3-изобутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-пентил-3-изопентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-пентил-3-циклопентилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-изопентил-3-н-пропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопентил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопентил-3-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопентил-3-изобутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопентил-3-н-пентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопентил-3-циклопентилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-циклопентил-3-н-пропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-циклопентил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-циклопентил-3-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-циклопентил-3-изобутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-циклопентил-3-н-пентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-циклопентил-3-изопентилсукцинат;

предпочтительно, если он выбран из группы, состоящей из следующих: диэтил-2-циано-2,3-диизопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-ди-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-диизобутилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-ди-н-пентилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-диизопентилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-изопропил-3-н-пропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-изобутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-н-пентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-изопентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-циклопентилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-н-бутил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-бутил-3-изобутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-бутил-3-н-пентилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-изобутил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изобутил-3-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изобутил-3-н-пентилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-н-пентил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-пентил-3-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-пентил-3-изобутилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-изопентил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопентил-3-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопентил-3-изобутилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-циклопентил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-циклопентил-3-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-циклопентил-3-изобутилсукцинат; и

наиболее предпочтительно, если он выбран из группы, состоящей из следующих: диэтил-2-циано-2,3-диизопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-ди-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-диизобутилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-ди-н-пентилсукцинат, диэтил-2-циано-2,3-диизопентилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-изопропил-3-н-бутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-изобутилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-н-пентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-изопентилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопропил-3-циклопентилсукцинат;

диэтил-2-циано-2-н-бутил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изобутил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-н-пентил-3-изопропилсукцинат, диэтил-2-циано-2-изопентил-3-изопропилсукцинат, и диэтил-2-циано-2-циклопентил-3-изопропилсукцинат.

2,3-Ди-нелинейный алкил-2-цианодисукцинат можно использовать независимо или в комбинации и его использующееся количество составляет 0,005-10 молей в пересчете на количество магния, содержащегося в 1 моле сферического диалкоксимагния.

Примеры алифатического простого эфира включают, но не ограничиваются только ими, по меньшей мере один из следующих: 2,2'-ди-н-пропил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-диизопропил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-ди-н-бутил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-диизобутил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-ди-н-пентил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-диизопентил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-ди-н-гексил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-диизогексил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пропил-2-изопропил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пропил-2-н-бутил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пропил-2-изобутил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пропил-2-н-пентил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пропил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пропил-2-н-гексил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пропил-2-изогексил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-н-бутил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-изобутил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-н-пентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-н-гексил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-изогексил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-бутил-2-изобутил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-бутил-2-н-пентил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-бутил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-бутил-2-н-гексил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-бутил-2-изогексил-1,3-диметиловый эфир, 2-изобутил-2-н-пентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изобутил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изобутил-2-н-гексил-1,3-диметиловый эфир, 2-изобутил-2-изогексил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пентил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пентил-2-н-гексил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пентил-2-изогексил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопентил-2-н-гексил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопентил-2-изогексил-1,3-диметиловый эфир и 2-н-гексил-2-изогексил-1,3-диметиловый эфир;

предпочтительно по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: 2-изопропил-2-(3-метилбутил)-1,3-диметоксипропан, 2,2'-диизопропил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-ди-н-бутил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-диизобутил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-ди-н-пентил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-диизопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пропил-2-изопропил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пропил-2-изобутил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-пропил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-н-бутил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-изобутил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-н-пентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-изогексил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-бутил-2-изобутил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-бутил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-н-бутил-2-изогексил-1,3-диметиловый эфир, 2-изобутил-2-н-пентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изобутил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изобутил-2-н-гексил-1,3-диметиловый эфир, 2-изобутил-2-изогексил-1,3-диметиловый эфир и 2-н-пентил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир; и наиболее предпочтительно по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: 2-изопропил-2-(3-метилбутил)-1,3-диметоксипропан, 2,2'-диизопропил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-диизобутил-1,3-диметиловый эфир, 2,2'-диизопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-изобутил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-н-пентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изопропил-2-изогексил-1,3-диметиловый эфир, 2-изобутил-2-н-пентил-1,3-диметиловый эфир, 2-изобутил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир и 2-н-пентил-2-изопентил-1,3-диметиловый эфир. Количество использующегося алифатического простого эфира составляет 0,005-10 молей в пересчете на количество магния, содержащегося в 1 моле сферического диалкоксимагния.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения титансодержащий галогенид описывается формулой IV:

в которой X обозначает галоген; R₇ обозначает С₁-С₂₀-алкил и n обозначает целое число, находящееся в диапазоне 0-4.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения количество использующегося титансодержащего галогенида составляет 0,5-100 молей, более предпочтительно 1-50 молей в пересчете на количество магния, содержащегося в 1 моле сферического диалкоксимагния. Таким образом отношение количества молей титансодержащего галогенида к количеству молей частиц алкоксимагния предпочтительно составляет (0,5-100):1, более предпочтительно (1-50):1.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения при получении компонента катализатора температура проведения реакции находится в диапазоне -40-200°С, предпочтительно в диапазоне -20-150°С, и продолжительность проведения реакции находится в диапазоне от 1 мин до 20 ч, предпочтительно в диапазоне от 5 мин до 8 ч.

Другой задачей настоящего изобретения является получение катализатора, предназначенного для полимеризации олефина, содержащего продукт реакции следующих компонентов:

(1) указанный выше компонент катализатора;

(2) алюминийорганическое соединение; и

(3) необязательно внешний донор электронов.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения алюминийорганическим соединением является алюминийорганическое соединение, описывающееся формулой AlR'_mX'_3-m, в которой R' представляет собой по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: водород, С₁-С₂₀-алкил и С₆-С₂₀-арил; X' обозначает галоген; и m обозначает целое число, находящееся в диапазоне 1-3.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения внешним донором электронов является кремнийорганическое соединение, описывающееся формулой R⁴_pR⁵_qSi(OR⁶)_4-p-q, в которой R⁴ и R⁵ независимо представляют собой по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: атом галогена, атом водорода, С₁-С₂₀-алкил, С₃-С₂₀-циклоалкил, С₆-С₂₀-арил и C₁-С₂₀-галогеналкил; R⁶ представляет собой любой, выбранный из группы, состоящей из следующих: С₁-С₂₀-алкил, С₃-С₂₀-циклоалкил, С₆-С₂₀-арил и C₁-С₂₀-галогеналкил; и р и q обозначают целые числа, находящиеся в диапазоне 0-3 соответственно, и p+q<4.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения отношение количества молей алюминия, содержащегося в алюминийорганическом соединении, к количеству молей титана, содержащегося в компоненте катализатора, составляет (5-5000):1, предпочтительно (20-1000):1 и более предпочтительно (50-500):1; и отношение количества молей алюминия, содержащегося в алюминийорганическом соединении, к количеству молей внешнего донора электронов составляет (0,1-500):1, предпочтительно (1-300):1 и наиболее предпочтительно (3-100):1.

Настоящее изобретение также относится к способу полимеризации олефина, включающему введение олефина во взаимодействие с катализатором при условиях проведения полимеризации. По меньшей мере один из олефинов описывается общей формулой CH₂=CHR, в которой R представляет собой любой из следующих: водород и C₁-С₆ алкил.

Способ полимеризации олефина, предлагаемый в настоящем изобретении, можно применять для гомополимеризации олефина, а также его можно применять для сополимеризации разных олефинов. Конкретными примерами α-олефина, представленного общей формулой CH₂=CHR, являются этилен, пропилен, 1-н-бутен, 1-н-пентен, 1-н-гексен, 1-н-октен и 4-метил-1-пентен. Более предпочтительно, если олефином, представленным общей формулой CH₂=CHR, является по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из следующих: этилен, пропилен и 1-бутен.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения условиями проведения полимеризации олефина являются следующие: температура, равная 0-150°С, предпочтительно 60-130°С; продолжительность, равная 0,1-5 ч, предпочтительно 0,5-4 ч; и давление, равное 0,01-10 МПа, предпочтительно 0,5-5 МПа.

Настоящее изобретение обладает следующими преимуществами.

В настоящем изобретении в качестве галогенирующего реагента используют небольшое количество смеси галогенсодержащих веществ. При добавлении титаната и/или инертного органического растворителя во время протекания реакции протекание реакции можно легче регулировать и можно лучше поддерживать морфологию частиц.

Если не ограничиваться теоретическими соображениями, то можно предположить, что титанат, добавленный во время получения частиц алкоксимагния, может обеспечивать сшивку. Таким образом, полученные частицы алкоксимагния могут обладать более компактной и плотной структурой, и объемная плотность частиц алкоксимагния может быть существенно улучшена при сохранении хорошей морфологии частиц. Кроме того, может быть существенно улучшена объемная плотность полимера. Кроме того, катализатор обладает хорошей активностью и частицы полимера обладают лучшей морфологией. Частицы алкоксимагния, полученные в соответствии с настоящим изобретением, можно применять, в частности, для получения катализатора полимеризации олефина. Полученный катализатор обладает высокой активностью, хорошей морфологией и однородным распределением частиц и его можно применять в аппаратах, предназначенных для получения олефина в газовой фазе. Полученный полимер обладает существенно улучшенной объемной плотностью и хорошей сыпучестью, что является благоприятным для длительного стабильного использования катализатора.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлены полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа фотографии поперечных сечений частиц алкоксимагния, полученных в сравнительном примере и примерах, предлагаемых в настоящем изобретении.

На фиг. 2 представлены полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа фотографии морфологий частиц алкоксимагния, полученных в сравнительном примере и примерах, предлагаемых в настоящем изобретении.

На фиг. 3a представлен энергетический спектр образца сравнительного примера 1, предлагаемого в настоящем изобретении.

На фиг. 3б представлен энергетический спектр образца примера 1, предлагаемого в настоящем изобретении.

На фиг. 3в представлен энергетический спектр образца примера 2, предлагаемому в настоящем изобретении.

На фиг. 3г представлен энергетический спектр образца примера 14, предлагаемого в настоящем изобретении.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение подробно описано ниже на основании вариантов осуществления и прилагаемых чертежей, однако настоящее изобретение не ограничивается приведенными ниже вариантами осуществления.

Следует отметить, что исследование частиц алкоксимагния и полиолефина, полученных в вариантах осуществления настоящего изобретения, проводили с использованием приведенных ниже методик.

1. Содержание титаната в частицах алкоксимагния и содержание атомов титана в компоненте катализатора для полимеризации олефина определяли с помощью спектрофотометра 721.

2. Индекс расплава (ИР) полимера определяли с помощью прибора для определения индекса расплава XRZ-00 по методике, описанной в GB/T3682-2000.

3. Размер частиц и распределение частиц по размерам для диалкоксимагния и катализатора определяли с помощью Malvern Mastersizer ТМ2000 по методике дифракции лазерного излучения с использованием н-гексана в качестве диспергирующего средства, где SPAN=(D₉₀-D₁₀)/D₅₀.

4. Содержание донора электронов - карбоксилата в компоненте катализатора для полимеризации олефина определяли с помощью газовой хроматографии.

5. Индекс изотактичности (ИИ) полимера определяли по следующей методике: образец сухого полимера массой 2 г помещали в экстрактор и экстрагировали с кипящим гептаном в течение 6 ч и затем остаток сушили до постоянной массы. Изотактичность рассчитывали по следующей формуле:

Изотактичность ИИ=масса полимера после экстракции/2×100%.

6. Объемную плотность (ОП) алкоксимагния и полимера определяли по методике измерения массы неуплотненного твердого вещества в единице объема.

7. Содержание (%) мелкодисперсного порошка в полимере определяли путем просеивания полученного полимера через сито 80 меш и оно представляет собой выраженное в мас.% количество обладающего небольшим размером частиц прошедшего через сито порошка в пересчете на массу всего полимера.

8. Анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии - изучение энергетического спектра проводили с помощью сканирующего электронного микроскопа с холодной полевой эмиссией Hitachi S-480 и исследование проводили при таких условиях, что напряжение сканирующего электронного микроскопа составляло 1 кВ.

Для исследования использовали энергодисперсионную спектроскопию с помощью системы TEAM Октан супер, условиями проведения исследования являлись следующие: напряжение = 20 кВ, коэффициент усиления = 5000, угол выхода = 30, время пребывания = 100 (с), временная константа усилителя = 7,68 (мкс) и разрешающая способность = 128,2 (эВ).

На фиг. 1 представлены полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа фотографии поперечных сечений частиц алкоксимагния, полученных в примерах и сравнительном примере, предлагаемых в настоящем изобретении, где фотографии 1a, 1б, 1в и 1г соответствуют сравнительному примеру 1, примеру 2, примеру 1 и примеру 14 соответственно. Из фотографий можно заключить, что, если при получении частиц алкоксимагния не добавляют титанат, то полученный алкоксимагний состоит из комбинации многоугольных пластинчатых кристаллов (см. 1a на фиг. 1) и после добавления титаната он действует аналогично сшивающему реагенту и структура частиц становится более компактной и плотной, некоторые пластинчатые кристаллы объединяются в результате определенного химического воздействия (см. фиг. 1б, 1в и 1г) и структура изменяется.

На фиг. 2 представлены полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа фотографии морфологий частиц алкоксимагния, полученных в примерах и сравнительном примере, предлагаемых в настоящем изобретении, где фотографии 2a, 2б, 2в и 2г соответствуют сравнительному примеру 1, примеру 2, примеру 1 и примеру 14 соответственно. Из фиг. 2 можно заключить, что при получении частиц алкоксимагния после добавления титаната структура частиц становится более компактной и плотной, пластинчатые кристаллы постепенно сшиваются с образованием более компактной структуры. Более того, при увеличении количества добавленного титаната в заключение не видны пластинчатые кристаллы и в результате сшивки они образуют стабильное структурное тело. Кроме того, после сшивки титаната с одной частицей при достаточном количестве титаната можно сшить множество частиц и получить более крупную компактную структуру.

Фиг. 3a, фиг. 3б, фиг. 3в и фиг. 3г представляют собой изображения энергетических спектров, полученных для образцов сравнительного примера 1, примера 2, примера 1 и примера 14 соответственно. При изучении выбранных областей энергетического спектра в блоках, представленных на фиг. 2, можно видеть, что частицы алкоксимагния, полученные в примерах, содержат внутри титан, что указывает на то, что в частицах алкоксимагния (включая внутреннюю часть) содержится титанат.

Примеры 1-14

Получение частиц алкоксимагния: Реактор с перемешивающим устройством снабжали обратным холодильником, термометром и бюреткой. После того, как воздух в реакторе полностью заменяли на азот, в реактор добавляли этанол, обладающий содержанием воды, составляющим менее 200 част./млн, и небольшое количество изооктанола, обладающего содержанием воды, составляющим менее 200 част., а также добавляли элементарный йод и хлорид магния и их растворяли. Затем добавляли порошкообразный магний (размер частиц равен менее 300 мкм) и толуол. Для проведения реакции к жидкой реакционной смеси добавляли определенное количество титаната. После перемешивания температуру повышали до температуры кипения реакционной системы. Реакцию проводили до завершения реакции, т.е. до прекращения выделения водорода. Затем проводили промывку, выделение и сушку. Добавляемые исходные вещества и результаты представлены в таблице 1.

Получение твердого компонента катализатора с использованием полученных частиц алкоксимагния: После многократной замены воздуха на обладающий высокой чистотой азот в реактор объемом 300 мл добавляли 10 мл толуола и 90 мл тетрахлорида титана. После повышения температуры до 50°С добавляли суспензию, полученную из 10 г полученных частиц алкоксимагния, 50 мл толуола и 1,2 мл электронодонорного соединения, т.е. ди-н-бутилфталата (в таблице 1 обозначен, как "ДНБФ") или диэтил-2,3-диизопропил-2-дицианосукцината (в таблице 1 обозначен, как "JS"), или 2-изопропил-2-(3-метилбутил)-1,3-диметоксипропана (в таблице 1 обозначен, как "простой эфир №2"). Температуру медленно повышали до 115°С и поддерживали в течение 2 ч и затем жидкость удаляли фильтрованием при пониженном давлении. Затем добавляли смешанный раствор 30 мл тетрахлорида титана и 120 мл толуола. После повышения температуры до 110°С добавляли 1,5 мл электронодонорного соединения, т.е. ди-н-бутилфталата (в таблице 1 обозначен, как "ДНБФ") или диэтил-2,3-диизопропил-2-дицианосукцината (в таблице 1 обозначен, как "JS"), или 2-изопропил-2-(3-метилбутил)-1,3-диметоксипропана (в таблице 1 обозначен, как "простой эфир №2"). После перемешивания в течение 1 ч жидкость удаляли фильтрованием при пониженном давлении. Затем добавляли смешанный раствор 30 мл тетрахлорида титана и 120 мл толуола. Температуру повышали до 110°С и проводили перемешивание в течение 1 ч. Такую обработку повторяли 2 раза и жидкость удаляли фильтрованием. Полученное твердое вещество 4 раза промывали с помощью 150 мл гексана при температуре, равной 60°С, и жидкость удаляли фильтрованием. После проведения сушки получали твердое порошкообразное вещество, которое представляло собой твердый компонент катализатора. Конкретные данные представлены в таблице 1.

Полимеризация пропилена: Автоклав объемом 5 л продували током газообразного азота при температуре, равной 70°С, в течение 1 ч и затем в него при комнатной температуре в токе газообразного азота помещали 5 мл раствора триэтилалюминия в гексане (концентрация триэтилалюминия равна 0,5 ммоль/мл), 1 мл раствора циклогексилметилдиметоксисилана (ЦГММС) в гексане (концентрация ЦГММС равна 0,10 ммоль/мл), 10 мл безводного гексана и 10 мг твердого компонента катализатора. Автоклав закрывали, затем добавляли 1 л водорода (в стандартном состоянии) и 2,0 л жидкого пропилена. Затем при перемешивании температуру в течение 10 мин повышали до 70°С. После проведения полимеризации при 70°С в течение 2 ч перемешивание прекращали. Неполимеризованные пропиленовые мономеры удаляли и полимер собирали для проведения исследования. Конкретные данные представлены в таблице 1.

Сравнительные примеры 1-2

Получение носителя - алкоксимагния: Реактор с перемешивающим устройством снабжали обратным холодильником, термометром и бюреткой. После того, как воздух в реакторе полностью заменяли на азот, в реактор добавляли этанол и небольшое количество изооктанола, а также добавляли элементарный йод и хлорид магния и их растворяли. Затем добавляли порошкообразный магний. Для проведения реакции к жидкой реакционной смеси добавляли обладающий определенной структурой титанат. После перемешивания температуру повышали до температуры кипения реакционной системы. Реакцию проводили до завершения реакции, т.е. до прекращения выделения водорода. Затем проводили промывку, выделение и сушку. Добавляемые исходные вещества и результаты представлены в таблице 1.

Получение катализатора: Способ являлся таким же, как описанный в примере 1.

Полимеризация пропилена: Способ являлся таким же, как описанный в примере 1.

Конкретные результаты приведены в таблице 1.

Сравнительный пример 3

Получение носителя - алкоксимагния: Способ являлся таким же, как описанный в примере 2, за исключением того, что в ходе получения не добавляли тетрабутилтитанат. Результаты представлены в таблице 1.

Получение катализатора: Твердый компонент катализатора получали и полученных частиц алкоксимагния. После многократной замены воздуха на обладающий высокой чистотой азот в реактор объемом 300 мл добавляли 10 мл толуола и 90 мл тетрахлорида титана. После повышения температуры до 50°С добавляли суспензию, полученную из 10 г полученных частиц алкоксимагния, 50 мл толуола и 1,2 мл карбоксилата (в качестве примера использовали ди-н-бутилфталат, ДНБФ, но карбоксилат не ограничивается этим соединением). Температуру медленно повышали и после обеспечения температуры, равной 80°С, добавляли 5 г тетрабутилтитаната. Температуру медленно повышали до 115°С и поддерживали в течение 2 ч и затем жидкость удаляли фильтрованием при пониженном давлении. Затем добавляли смешанный раствор 30 мл тетрахлорида титана и 120 мл толуола. После повышения температуры до 110°С по каплям добавляли 1,5 мл ДНБФ. После проведения перемешивания в течение 1 ч жидкость удаляли фильтрованием при пониженном давлении. Затем добавляли смешанный раствор 120 мл тетрахлорида титана и 30 мл толуола. Температуру повышали до 110°С и проводили перемешивание в течение 1 ч. Такую обработку повторяли 2 раза и жидкость удаляли фильтрованием. Полученное твердое вещество 4 раза промывали с помощью 150 мл гексана при температуре, равной 60°С, и жидкость удаляли фильтрованием. После проведения сушки получали твердое порошкообразное вещество, которое представляло собой твердый компонент катализатора. Конкретные результаты приведены в таблице 1.

Полимеризация пропилена: Способ являлся таким же, как описанный в примере 1.

Конкретные результаты приведены в таблице 1.

Из результатов, представленных в таблице 1, можно видеть, что частицы алкоксимагния, предлагаемые в настоящем изобретении, обладают более компактной структурой и существенно улучшенной объемной плотностью и, если используют смесь спиртов и смешанный галогенирующий реагент, то частицы алкоксимагния могут обладать хорошей морфологией и однородным распределением по размерам. Если полимеризацию пропилена проводят с использованием катализатора, полученного в настоящем изобретении, то объемную плотность полученного полимера можно существенно улучшить и объемную плотность полимера можно увеличить на 10% или более при использовании одинаковых условий (например, сравнительный вариант осуществления 1 и вариант осуществления 1). В то же время активность при полимеризации является высокой и частицы полимера обладают небольшим содержанием мелкодисперсного порошка и обладают лучшей сыпучестью, что является благоприятным для длительного стабильного использования катализатора в установках для крупномасштабной полимеризации пропилена. Катализатор обладает широкой областью применения.

Настоящее изобретение разъяснено в сочетании с некоторыми вариантами осуществления, приведенными выше в настоящем изобретении. Однако можно внести различные улучшения в варианты осуществления и вещества, предлагаемые в настоящем изобретении, можно заменить эквивалентными веществами без отклонения от объема притязаний настоящего изобретения. Соответствующие признаки, раскрытые в соответствующих вариантах осуществления настоящего изобретения, можно объединить друг с другом любым образом, и для этих комбинаций полное описание не приведено лишь с целью экономии места и затрат. Настоящее изобретение не ограничивается конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем изобретении, а включает все технические решения, входящие в объем притязаний формулы изобретения.

Реферат

Настоящее изобретение относится к вариантам частицы алкоксимагния в качестве компонента катализатора Циглера-Натта. Один из вариантов частицы содержит продукт реакции следующих компонентов: 1) порошкообразный магний; 2) смесь спиртов; 3) галогенирующий реагент; и 4) титанат. При этом частица алкоксимагния содержит титанат в частице, и титанат распределен в внутри частицы и на ее поверхности, и, кроме того, частица алкоксимагния имеет сферическую форму и средний размер частиц 10-80 мкм, и выраженное в процентах массовое содержание титаната составляет 0,01-8 мас.% в пересчете на массу алкоксимагния. Также изобретение относится к компоненту катализатора Циглера-Натта, к катализатору, предназначенному для полимеризации олефина и к способу полимеризации олефина. Технический результат - обеспечение превосходной морфологии частиц и высокой объемной плотности, а также катализатора, обладающего высокой активностью при полимеризации и обеспечивающего высокую объемную плотность полимера. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл., 17 пр.

Формула