金属茂化合物及其作为催化剂组分的应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN95120167.0

申请日:

1995.12.26

公开号:

CN1137527A

公开日:

1996.12.11

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日:2001.7.11|||授权||||||公开

IPC分类号:

C07F17/00; C07F7/00; C08F4/62; C08F4/622

主分类号:

C07F17/00; C07F7/00; C08F4/62; C08F4/622

申请人:

赫彻斯特股份公司;

发明人:

M·奥利奇; C·费里兹; H·F·赫尔曼; F·库伯; W·斯帕里克; R·泽克

地址:

联邦德国法兰克福

优先权:

1994.12.28 DE P4446922.5

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利商标事务所

代理人:

樊卫民

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内容摘要

本发明涉及式(I)所示的多核金属茂化合物,式中:M1为四价金属;L1互不依赖地相同或不同,为一个被取代了的环戊二烯基基团;L2和L3互不依赖地相同或不同,为π-配位体;B互不依赖地相同或不同,各为一个二价的桥接单元;X互不依赖地相同或不同,代表一个氢原子、一个卤素原子、一个C1-C10-氟代烃基或一个C1-C40-含烃基;K为0至10的一个整数。本发明的金属茂化合物适合作制备烯烃聚合物用的催化剂组分。

权利要求书

1.式I所示的多核金属茂化合物

式中:M1为四价金属;L1互不依赖地相同或不同,为一个被取
代了的环戊二烯基基团;L2和L3互不依赖地相同或不同,为π-
配位体;B互不依赖地相同或不同,各为一个二价的桥接单元;
X互不依赖地相同或不同,代表一个氢原子、一个卤素原子、一个
C1-C10-氟代烃基或一个C1-C40-含烃基;K为0至10的一个
整数。
2.按权利要求1所述的金属茂化合物,式中M1为钛、锆或
铪,L2和L3互不依赖地相同或不同,为一个环戊二烯基基团,B
互不依赖地相同或不同,各为一个二价桥接单元,K为0至2的
一个整数。
3.含有a)按权利要求1或2所述的式1的至少一种多核金
属茂化合物和(b)至少一种助催化剂的催化剂组分。
4.以载体化了的形式和/或以经过预聚合的形式存在的按权
利要求3所述的催化剂组分。
5.在含有至少一种多核金属茂化合物和至少一种助催化剂
的催化剂存在下,通过至少一种烯烃的聚合来制备聚烯烃的方
法,其特征在于:这种多核金属茂化合物具有化学结构式I,

式:M1为四价金属,L1互不依赖地相同或不同,为一个被取了
的环戊二烯基基团,L2和L3互不依赖地相同或不同,为一个π-
配位体,B互不依赖地相同或不同,各为一个二价的桥接单元,
X互不依赖地相同或不同,代表一个氢原子、一个卤素原子、一个
C1-C10-氟代烃基或一个C1-C40含烃基,K为0至10的一个
整数。
6.按权利要求5所述的方法,其中使式Ra-CH=CH-Rb
的至少一种烯烃进行聚合,式中Ra和Rb为相同或不同,表示一
个氢原子或一个C1-C20-烃基,或者Ra和Rb一起和连接它们
的原子形成一个或多个环。
7.按权利要求3或4所述的催化剂组分的应用,用于烯烃聚
合。

说明书

金属茂化合物及其作为催化 剂组分的应用

本发明涉及适合作烯烃聚合催化剂组分的一种新的金属茂化
合物,而且也涉及制备这种金属茂化合物的一种方法,此外还涉
及使用本发明的这种金属茂化合物来制备聚烯烃的一种方法。

元素周期表第4副族的金属茂化合物在甲基铝氧烷(MAO)存
在下适用于烯烃的聚合。在此文献中说明了桥连的和非桥连的金属
茂化合物的一些例子。这些金属茂化合物和铝氧烷或其它助催化剂
配合构成部份活性和立体定向性都很高的催化剂体系(见Chem.
unserer Zeit(1994)28,197;J.Organomet.Chem.(1994)479,
1)。这些含金属茂的催化剂越来越多地用于线型的和环状的烯烃以
及二烯烃的共聚反应和三聚反应(见EP 399 348)。

单核的金属茂二氯化物配合物在MAO存在下适用于乙烯和
丙烯的聚合(见EP 129 368)。

二核的柄型金属茂二氯化物配合物也是已知的。在这些配合物
中桥原子是烃环体系的一部份,并且这些配合物在MAO存在下
适用于1-烯烃的间同立构聚合(见EP 528 041)。从EP 632 063
中也已知一些二核的金属茂。

与第IV副族金属非桥连的二核金属茂二氯化物配合物中只
作为化合单元含有一种二价烃基或一个二甲基甲硅烷基基团的这
样一些例子是已知的(见J.Chem.Soc.,Chem.Comm.(1994)
727;Organometallics(1991)10,2191;Organometallics(1989)8,
2107;Organometallics(1989)8,547;J.Organomet.Chem.
(1989)264,105)。

在所生成的聚合物是以固体产生的方法中使用可溶解的(均相
的)金属茂-甲基铝氧烷-催化剂体系时,其缺点是在反应器壁
和搅拌器上产生严重结壳。如果在这种悬浮液介质中溶有金属茂或
铝氧烷,或者溶有这两者,则由于聚合物粒子的附聚作用而产生
这些结壳。因为这些结壳能迅速达到可观的厚度,具有高强度,并
且妨碍对冷却介质的热交换,所以必须定期清除反应器内的这些
结壳。

为了避免反应器内结壳,可使金属茂载体化。对金属茂的载体
化方法是已知的(见EP 578 838)。当然还不能完全阻止载体化了
的催化剂从粒子表面剥离(“沥滤”)(“Leaching”)。

存在的任务是找到一种金属茂化合物,这种化合物能避免现
有技术上的缺点,尤其能生产出高活性和高分子量的聚烯烃,如
聚乙烯。此外还存在的任务是找到一种金属茂化合物,这种化合物
通过多次固着在载体表面而具有有利得多的“沥滤”特性。

本发明因此涉及式1所示的一种多核的金属茂化合物

式中:M1为四价金属;L1互不依赖地相同或不同,为被取代了的
环戊二烯基基团;L2和L3互不依赖地相同或不同,为π-配位体;
B互不依赖地相同或不同,各为一个二价的桥化单元;X互不依赖
地相同或不同,代表一个氢原子、一个卤素原子、一个C1-C10-氟
代烃基或一个C1-C40-含烃基;K为0至10的一个整数。优选
M1等于钛、锆、铪、钒、铌、钽、钪、钇或稀土金属,特别优选的是钛
或锆。
L1为相同或不同,优选为相同,而且为一个被取代了的环戊二烯
基基团。
L2为相同或不同,优选为相同,而且优选为优选被取代了的一个
环戊二烯基基团。  
L3为相同或不同,优选为相同,而且优选为首先被取代了的一个环
戊二烯基基团。

环戊二烯基基团是指未被取代的和被取代了的环戊二烯基基
团这个概念,如:甲基环戊二烯基、茚基、2-甲基茚基、2-甲基-
4-苯基茚基、2-乙基-4-萘基茚基、2-甲基-4,6-二异丙基茚
基、4,5-苯并茚基、2-甲基-4,5-苯并茚基、芴基或2,7-二叔
丁基芴基。

这些未被取代的或被取代了的环戊二烯基基团可能是单键合
的(L2),可能表示双键合的被取代了的亚环戊二烯基基团(L1)或
也可能表示三键合的未被取代的或被取代了的环戊二烯基-亚基
基团(L3)。
X优选为相同,而且代表一个氢原子、一个卤素原子、一个C1-C10
-氟代烃基如CF3或代表C1-C40-含烃基如:C1-C20-烷基、C6
-C30-芳基、OR1或NR21基,其中R1为相同或不同并表示氢、C1
-C30-含烃基如:C1-C20-烷基、C6-C30-芳基或C1-C20-卤
代烃基。
B为二价C1-C40-的含烃基桥接单元,而且优选具有式II

          -E(R2)n-Km-E(R2)n-    (II)
式中:E为相同或不同,代表一个杂原子(就是说,不是碳和氢),
E优选代表元素周期表第四主族除碳以外的一种元素或代表元素
周期表第五或第六主族的一种元素,特别优选的是代表硅和锗。
R2代表C1-C40-含烃基如:C1-C20-烷基、C6-C30-芳基。
R2基也可能是环状连接。n就等于E的化合价减2,如果E为第四
主族的一种元素,例如n等于2;如果E为第五主族的一种元素,
n最好为1;如果E为第六主族的一种元素,n就等于零。K为两
个杂原子E之间的一个桥接单元,优选为一个二价的C1-C40-含
烃基,最好是二价的C2-含烃基。m为1,或者如果这两个元素E
直接相连,m就为零。
K是0至10的一个整数,优选的是0、1或2。
L1的例子有:
甲基亚环戊二烯基、叔丁基亚环戊二烯基、二甲基亚环戊二烯基、
1H-茚-1-亚基、4-苯基-1H-茚-1-亚基、4-萘基-1H-
茚-1-亚基、2,4,7-三甲基-1H-茚-1-亚基、2-甲基-1H
-茚-1-亚基、2-甲基-4,6-二异丙基-1H-茚-1-亚基、2
-甲基-4-苯基-1H-茚-1-亚基、2-甲基-4,5-苯并-1H
-茚-1-亚基,4,5-苯并-1H-茚-1-亚基、9H-芴-9-亚
基、2,7-二溴-9H-芴-9-亚基、4,5-二甲基-9H-芴-9-
亚基、3-叔丁基-9H-芴-9-亚基、7H-苯并〔C〕芴-7-亚
基。
L2的例子有:

环戊二烯基、甲基环戊二烯基、二甲基环戊二烯基、叔丁基环戊
二烯基、五甲基环戊二烯基、五乙基环戊二烯基、五苯基环戊二烯
基、茚基、1,2,3-三甲基茚基、9H-芴基、2,7-二苯基-9H-芴
基、9-三甲基甲硅烷基-9H-芴基、4,5-二甲基-9H-芴基和
3-叔丁基-9H-芴基。
L3的例子有:
环戊二烯-1-基-2,4-亚基、9H-芴-9-基-2,7-亚基、1H
-茚-1-基-4,7-亚基、1H-茚-1-基-3,7-亚基。
式1的多核金属茂化合物的例子有:
〔1,1,2,2-四甲基-1,2-双-(1H-茚基-1-亚基)乙硅烷〕双
(环戊二烯基钛二氯化物)
〔1,4-二硅杂-1,4-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,4,4-四
甲基丁烷〕双(环戊二烯基钛二氯化物)
〔1,5-二硅杂-1,5-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,5,5-四
甲基戊烷〕双(环戊二烯基钛二氯化物)
〔1,6-二硅杂-1,6-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,6,6-四
甲基己烷〕双(环戊二烯基钛二氯化物)
〔1,8-二硅杂-1,8-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,8,8-四
甲基辛烷〕双(环戊二烯基钛二氯化物)
〔1,10-二硅杂-1,10-双-(1H-茚基-1-亚基〕-1,1,10,10
-四甲基癸烷〕双(环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,12-二硅杂-1,12-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,12,12
-四甲基十二烷〕双(环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,12-二硅杂-1,4-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,4,4-
四甲基-2-丁炔〕双(环戊二烯基锆二氯化物)
1,4-双〔二甲基-(1H-茚基-1-亚基)甲硅烷基〕苯-双(环戊
二烯基锆二氯化物)
1,4-双〔2-〔二甲基-(1H-茚基-1-亚基)甲硅烷基〕乙基〕-
双(环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,1,2,2,-四甲基-1,2-双-(9H-芴基-9-亚基)乙硅烷〕双
(环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,4-二硅杂-1,4-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,4,4-四
甲基丁烷〕双(环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,5-二硅杂-1,5-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,5,5-四
甲基戊烷〕双(环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,6-二硅杂-1,6-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,6,6-四
甲基已烷〕双(环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,8-二硅杂-1,8-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,8,8-四
甲基辛烷〕双(环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,10-二硅杂-1,10-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,10,
10-四甲基癸烷〕双(环戊二烯基铪二氯化物)
〔1,12-二硅杂-1,12-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,12,12
-四甲基十二烷〕双(环戊二烯基铪二氯化物)
〔1,4-二硅杂-1,4-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,4,4-四
甲基-2-丁炔〕双(环戊二烯基铪二氯化物)
1,4-双〔二甲基-(9H-芴基-9-亚基)甲硅烷基〕苯-双(环戊
二烯基铪二氯化物)
1,4-双〔2-〔二甲基-(9H-芴基-9-亚基)甲硅烷基〕乙基〕双
(环戊二烯基铪二氯化物)
〔1,1,2,2-四甲基-1,2-双-(1H-茚基-1-亚基)乙硅烷〕双
(五甲基环戊二烯基钛二氯化物)
〔1,4-二硅杂-1,4-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,4,4-四
甲基丁烷〕双(五甲基环戊二烯基钛二氯化物)
〔1,5-二硅杂-1,5-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,5,5-四
甲基戊烷〕双(五甲基环戊二烯基钛二氯化物)
〔1,6-二硅杂-1,6-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,6,6-四
甲基已烷〕双(五甲基环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,8-二硅杂-1,8-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,8,8-四
甲基辛烷〕双(五甲基环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,10-二硅杂-1,10-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,10,10
-四甲基癸烷〕双(五甲基环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,12-二硅杂-1,12-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,12,12
-四甲基十二烷基〕双(五甲基环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,4-二硅杂-1,4-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,4,4-四
甲基-2-丁炔〕双(五甲基环戊二烯基铪二氯化物)
1,4-双〔二甲基-(1H-茚基-1-亚基)甲硅烷基〕苯-双(五甲
基环戊二烯基铪二氯化物)
1,4-双〔2-〔二甲基-(1H-茚基-1-亚基)甲硅烷基〕乙基〕双
(五甲基环戊二烯基铪二氯化物)
〔1,1,2,2-四甲基-1,2-双-(9H-芴基-9-亚基)乙硅烷〕双
(五甲基环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,4-二硅杂-1,4-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,4,4-四
甲基丁烷〕双(五甲基环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,5-二硅杂-1,5-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,5,5-四
甲基戊烷〕双(五甲基环戊二烯基铪二氯化物)
〔1,6-二硅杂-1,6-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,6,6-四
甲基已烷〕双(五甲基环戊二烯基铪二氯化物)
〔1,8-二硅杂-1,8-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,8,8-四
甲基辛烷〕双(五甲基环戊二烯基钛二氯化物)
〔1,10-二硅杂-1,10-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,10,10
-四甲基癸烷〕双(五甲基环戊二烯基钛二氯化物)
〔1,12-二硅杂-1,12-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,12,12
-四甲基十二烷〕双(五甲基环戊二烯基钛二氯化物)
〔1,4-二硅杂-1,4-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,4,4-四
甲基-2-丁炔〕双(五甲基环戊二烯基钛二氯化物)
1,4-双〔二甲基-(9H-芴基-9-亚基)甲硅烷基〕苯-双(五甲
基环戊二烯基锆二氯化物)
1,4-双〔2-〔二甲基-(9H-芴基-9-亚基)甲硅烷基〕乙基〕双
(五甲基环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,4-二硅杂-1,4-双-(3-叔丁基-2,4-环戊二烯-1-亚
基)-1,1,4,4-四甲基丁烷〕双(茚基二甲基钛)
〔1,5-二硅杂-1,5-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,5,5-四
甲基戊烷〕双(茚基二甲基钛)
〔1,6-二硅杂-1,6-双-(4,7-二甲基-1-茚基-亚基)-1,1,
6,6-四甲基已烷〕双(茚基二甲基锆)
〔1,8-二硅杂-1,8-双-(2-乙基-4-苯基--1H-茚基-1
-亚基)-1,1,8,8-四甲基辛烷〕双(茚基锆二氯化物)
〔1,10-二硅杂-1,10-双-(2,7-二甲基-9H-芴-9-亚基)
-1,1,10,10-四甲基癸烷〕双(环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,12-二硅杂-1,12-双-(2,4-二甲基-2,4-环戊二烯-1
-亚基)-1,1,12,12-四甲十二烷〕双(环戊二烯基锆二氯化物)
〔1,4-二硅杂-1,4-双-(4,5-二甲基-9H-芴-9-亚基)-
1,1,4,4-四甲基-2-丁炔〕双(五甲基环戊二烯基二甲基锆)
1,4-双〔二甲基-(2,7-二叔丁基-9H-芴基-9-亚基)甲硅
烷基〕苯-双(环戊二烯基锆二氯化物)
1,4-双〔2-〔二甲基-(4-萘基-1H-茚基-1-亚基)甲硅烷
基〕乙基〕-双(环戊二烯基二甲基铪)
〔1,8-二硅杂-1,8-双-(2-甲基-1H-茚基-1-亚基)-1,
1,8,8-四乙基辛烷〕双〔(2-甲基-4-苯基-1H-茚基)锆二氯
化物〕
〔1,6-二硅杂-1,6-双(4,5-苯并-1H-茚基-1-亚基)-1,
1,6,6-四乙氧基辛烷〕双〔(2-甲基-4-萘基-1H-茚基)锆二
氯化物〕
〔1,8-二硅杂-1,8-双(2,3-二甲基-1H-茚基-1-亚基)-
1,1,8,8-四乙基-3,4-二丁基-3-辛烯〕双〔2-甲基-4,7-二
异丙基-1H-茚基)锆二氯化物〕
〔1,7-二锡杂-4-氧杂-1,7-双(四甲基环戊-2,4-二烯基-1
-亚基)-1,1-二甲基-7,7-二丁基庚烷〕双〔(2,7-二甲基-
9H-芴基)锆二氯化物〕
〔1,8-二硅杂-1,8-双(3-甲基环戊-2,4-二烯-1-亚基)-
1,1,8,8-四甲基辛烷〕双〔(4-苯基-1H-茚基)锆二氯化物〕

本发明的金属茂化合物配位体体系的制备方法是已知的(见
(Angew.Chem.(1989)101,1536)。

此外,本发明还涉及式I金属茂化合物的一种制备方法。这种
方法通过式IVM2R3的一种合适的试剂使式III的一种配位体前
体进行(K+2)次脱质子并与式V的一种化合物反应形成式VI的
一种化合物。

L1、B及K在式III中和在式I中具有同样意义。
在式IV中M2代表一种碱金属如锂、钠或钾、R3代表C1-C16-含
烃基或氢。式L2M1Y3(V)的化合物的制备方法是已知的(见
Chem.Ber.(1994)127,3;Macromolecules(1993)26,5822;J.
Organomet.Chem.(1988)340,37;Inorg.Chem.(1982)21,
1277)。在式V中Y代表一个卤素原子,尤其代表氯,L2和M1
有在式I中同样的意义。在式VII中M2为碱金属如锂、钠或钾,X
具有式I中同样的意义。

此反应优选在一种非质子传递溶剂中,例如在甲苯、己烷、乙
醚或四氢呋喃中进行。温度可为-78~140℃,优选为0~110℃。
可过量使用化合物VI,以初级配位体III为基优选使用2至3当
量化合物VI。

本发明此外还涉及在含有至少一种金属茂化合物和至少一种
助催化剂的催化剂存在下通过至少一种烯烃的聚合来制备一种烯
烃聚合物的一种方法,其特征在于:这种金属茂是式I所示的化合
物。

优选使式Ra-CH=CH-Rb的烯烃进行均聚或共聚,式中Ra
和Rb为相同或不同,表示一个氢原子或一个C1-C20-烃基,尤其
C1-C10烃基,或Ra和Rb一起与连接它们的原子形成一个或多个
环。这样一些烯烃的例子有:1-烯烃如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-
戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯或1-辛烯、苯乙烯、二烯如1,3
-丁二烯或1,4-己二烯和环状烯烃如降冰片烯、四环十二烯、降
冰片二烯或乙烯基降冰片烯。在本发明的方法中优选使乙烯进行匀
聚,或者使乙烯与具有3至20个碳原子的一种或多种1-烯烃,
如与丙烯进行共聚,和/或与一种或多种C4-C20-二烯,如与1,4
-丁二烯进行共聚。这样一些共聚物的例子有乙烯/丙烯共聚物和
乙烯/丙烯/1,4-己二烯共聚物。

这种聚合优选在-60~300℃的温度下,特别优选在50~
200℃的温度下进行。聚合压力优选为0.5至64巴。

可使聚合在溶液中,在浆液中,在悬浮液中或在气相中连续
地或非连续地、一步或多步地进行。优选的实施形式是气相聚合。

本发明方法中所使用的催化剂优选含有式I的一种金属茂化
合物。也可使用式I的两种或多种金属茂化合物的混合物,或者使
用式I的金属茂化合物与其它桥连或非桥连的金属茂化合物的混
合物,例如用来制备分子量分布宽的或分子量分布多峰的一些聚
烯烃。

基于其路易斯酸度可使中性金属茂转化成阳离子,而且可使
这种阳离子稳定(“易变配位作用”)的各种化合物,原则上都适合
作本发明方法中的助催化剂。此外,这种助催化剂和由它产生的阴
离子不应继续与所产生的金属茂阳离子进行反应(见EP 427
679)。作为助催化剂优选使用一种铝化合物和/或一种硼化合物。

硼化合物的优选化学式为Rx3NH4-xBR44、Rx3PH4-xBR44
R33CBR44或BR34,式中:x表示1至4的一个数,优选表示3;R3
团相同或不同,优选为相同,而且是C1-C10-烷基基团或C6-C18
-芳基基团,或者两个R3基团一起和连接它们的原子形成一个
环;R4基团相同或不同,优选为相同,而且是C6-C18-芳基,这
个芳基可被烷基、卤代烷基或氟取代。R3尤其代表乙基、丙基、丁基
或苯基;R4代表苯基、五氟苯基、3,5-双三氟代甲基苯基、基、
二甲苯基或甲苯基(见EP 277003,EP 277 004和EP 426 638)。

作为助催化剂优选使用一种铝化合物如铝氧烷和/或一种烷基
铝。

作为助催化剂特别优选使用铝氧烷,尤其使用式VIIIa的线
型铝氧烷和/或式VIIIb的环型铝氧烷,

在式VIIIa和式VIIIb中:R5基团为相同和不同,表示氢或C1-
C18-烷基基团或C6-C18-芳基基团或苄基;P表示2至50的一
个整数,优选表示10至35的一个整数。
优选R5为相同并表示氢、甲基、异丁基、苯基或苄基,特别优选为
甲基。
制备这些铝氧烷的方法是已知的(见DE 4004 477)。

未知这些铝氧烷的准确立体结构(见J.Am.Chem.Soc.115
(1993)4971)。例如可设想的是:链和环以较大的二维或三维结构
结合。

与制备方法无关,对所有的铝氧烷熔液来说共同的是以游离
形式或作为加合物存在的未反应的铝原料化合物的含量不固定。

用一种助催化剂,尤其用铝氧烷将本发明的金属茂化合物在
用于聚合中之前进行预活化是可能的。借此可明显提高聚合活性。
金属茂化合物的预活化优选在溶液中进行的。为此优选将此金属茂
化合物溶解在铝氧烷溶于一种惰性烃的溶液中。脂族烃或芳族烃都
适合作惰性烃。优选使用甲苯。

铝氧烷于此溶液中的浓度以总溶液量为基为约1重量%至饱
和点的范围内,优选在5~30重量%的范围内。可按这同样浓度加
入金属茂,但优选每摩尔铝加10-4至1摩尔金属茂。预活化时间为
5分钟至60小时,优选为5至60分钟。预活化在-78至100℃的
温度下进行,优选在0至70℃的温度下进行。

在此情况下每分米3(dm3)溶剂或每分米3反应器容积优选使
用过渡金属浓度为10-3至10-8摩尔,更可取为10-4至10-7摩尔
的金属茂化合物量。每分米3溶剂或每分米3反应器容积优选使用
10-6-10-1摩尔,更优选10-5-10-2摩尔浓度的铝氧烷。以约等
摩尔的量将上述其它助催化剂用于金属茂化合物。但原则上较高的
浓度也是可能的。

为了除去烯烃中存在的催化剂毒物,用一种铝化合物,优选
用一种烷基铝,例如用三甲基铝或三乙基铝进行提纯是有好处的。
这种提纯不仅可在聚合装置内自己进行,或者也可使烯烃在加到
聚合装置中之前与铝化合物接触,紧接着又使其分离。

在本发明的方法中作为分子量调节剂和/或为了提高聚合活性
可加入氢,借此可获得象蜡一样的低分子聚烯烃。

在本发明的方法中优选用一种合适的溶剂在聚合反应器外以
一单独步骤使金属茂化合物与助催化剂进行反应。在此情况下可进
行一次载体化。

在本发明的方法中可借助于这种金属茂化合物进行预聚合。为
了预聚合优选使用这种(或一种)在聚合中所用的烯烃。

本发明方法中使用的催化剂是可载体化的。例如通过载体化可
以控制所制成的聚烯烃的结晶形态。为此可使金属茂化合物首先与
载体而且紧接着与助催化剂进行反应。也可首先使助催化剂载体
化,紧接着使其与金属茂化合物反应。使金属茂化合物与助催化
剂的反应产物载体化也是可能的。合适的载体例如有:硅胶、氧化
铝、固态铝氧烷或其它无机载体例如氯化镁。一种细分的聚烯烃粉
末也是合适的载体。载体化的助催化剂的制备例如可按EP 567
952中所述方法进行。

如果这种聚合是以悬浮聚合或溶液聚合的形式进行的,就可
使用齐格勒低压法(Ziegler-Niederdruckverfahren)常用的惰性
溶剂,例如用脂族或环脂族烃、这样的烃例如有:丙烷、丁烷、己
烷、庚烷、异辛烷、环己浣、甲基环己浣。此外可利用汽油馏分或氢化
的柴油馏分。也可用甲苯。优选用液态单体进行聚合。

如果使用惰性溶剂,就计量输入气态单体或液态单体。

聚合时间是随意的,因为本发明方法中要用的这种催化剂表
明,聚合活性的下降只与时间有微不足道的关系。

按照本发明方法制成的聚合物特别适合于用来生产模制体如
薄膜、板材或大型空心件(例如管子)。

可用本发明的金属茂化合物来有利地生产共聚物,尤其用来
生产低密度的含乙烯共聚物如LLDPE。本发明的金属茂化合物尤
其适合使用低浓度共聚用单体来生产共聚物,尤其生产低密度的
含乙烯共聚物。例如当在气相聚合中共聚用单体在过饱和浓度下缩
合而造成技术上的困难,那么出于技术上或经济上的考虑,保持
低浓度共聚用单体是特别有利的。在气相聚合中用较高沸点的共聚
用单体进行共聚时,使用本发明的金属茂化合物尤其有利。

实施例

在隔绝空气和水份并在氩气保护下(Schlenk技术)制备和处理
有机金属化合物。所有需要的溶剂在使用前都和合适的干燥剂一起
煮沸数小时,紧接着在氩气保护下完全蒸馏出来。

1H-NMR谱(1H-核磁共振)表征这些化合物。

实施例1

〔1,4-二硅杂-1,4-双-(9H-芴基-9-亚基)-1,1,4,4
-四甲基丁烷〕双(环戊二烯基锆二氯化物)    (1):

将5.0克(10.5毫摩尔)1,1,4,4-四甲基-1,4-二芴基-1,
4-二硅杂丁烷悬浮在100毫升乙醚中并使其与13.0毫升(21毫
摩尔)正丁基锂反应。在室温下将此黄色悬浮液搅拌8小时,紧接
着使其冷却到0℃。然后加入5.5克(21毫摩尔)环戊二烯基锆三氯
化物,在0℃搅拌30分钟和在室温搅拌一小时。在真空下除去这
种有机悬浮液中的溶剂,用二氯甲烷萃取残余物,通过一个烧结
玻璃漏斗过滤,在-30℃结晶析出总共4.25克(4.6毫摩尔,
44%)黄色晶体形二核配合物(I)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3,25℃,δ(ppm)rel.CH2Cl2):
8.14-8.08(m,4H,C13H8),7.77-7.68(m,4H,C13H8),7.47-7.40(m,8H,
C13H8),5.73(s,10H,C5H5),0.77(s,4H,CH2CH2),0.59(s,12H,Si(CH3)2).

实施例2

〔1,4-二硅杂-1,4-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,4,4
-四甲基丁烷〕双(环戊二烯基锆二氯化物)    (2)

将4.0克(10.7毫摩尔)1,1,4,4-四甲基-1,4-二茚基-1,
4-二硅杂丁烷溶于80毫升乙醚中并使其与13.5毫升(21.4毫摩
尔)正丁基锂(1.6摩尔于己烷中)进行反应。在室温下搅拌此黄色
溶液4小时,紧接着加入5.65克(21.6毫摩尔)环戊二烯基锆三氯
化物。数分钟内生成一种最初为油性的红色悬浮液,在三小时内这
种悬浮液变成黄色悬浮液。通过一个烧结玻璃漏斗分离出溶剂,
用50毫升乙醚洗涤残留物,然后在真空中干燥。用二氯甲烷萃取
此残留物,通过一个烧结玻璃漏斗过滤,在-30℃下结晶。微粒结
晶(2)的产量为2.8克(3.4毫尔,32%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3,25℃,δ(ppm)rel.CH2Cl2):
7.76-7.66(m,4H,C9H6),7.38-7.26(m,4H,C9H6),6.98(d,2H,C9H6),
6.84(d,2H,C9H6),6.05(s,10H,C5H5),0.72(m,4H,CH2CH2),0.46
(s,6H,SiCH3),0.40(s,6H,SiCH3).

实施例3

〔1,4-二硅杂-1,4-双-(1H-茚基-1-亚基)-1,1,4,4
-四甲基丁烷〕双(五甲基环戊二烯基锆二氯化物)    (3):

将6.0克(16.0毫摩尔)1,1,4,4-四甲基-1,4-二茚基-1,
4-二硅杂丁烷溶于250毫升乙醚中并使其与20.0毫升(31.0毫
摩尔)正丁基锂反应。在室温下搅拌此淡黄色溶液8小时,紧接着加
入10.3克(31.0毫摩尔)五甲基环戊二烯基锆三氯化物。数分钟内
生成一种黄色悬浮液,在室温下再搅拌此悬浮液三小时。通过一个
烧结玻璃漏斗分离出氯化锂,用200毫升乙醚洗涤此滤渣。将合并
的乙醚溶液浓缩到150毫升,在-20℃下结晶,(3)的产量为4.5
克(4.7毫摩尔,29%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3,25℃,δ(ppm)rel.CHCl3):
7.92(m,2H,C9H6),7.65(m,2H,C9H6),7.44(m,4H,C9H6),6.46(s,4H,
C9H6),2.18(s,30H,C5Me5),0.82(m,4H,CH2CH2),0.58(s,6H,SiCH3),
0.52(s,6H,SiCH3).

聚合实施例1

把来自实施例1的0.20毫克金属茂溶于1.25毫升MAO的
甲苯溶液中,搅拌15分钟。与此同时进行的是将750毫升柴油(沸
点100~120℃)以及3.75毫升MAO的甲苯溶液加到经过惰性化
(inertisierter)的1.5分米3的搅拌反应器中,调节温度到70℃。
计量加入这种催化剂溶液,在每分钟750转的搅拌下和7巴压力
的乙烯一起聚合1小时。紧接着去除反应器中的压力,过滤出悬浮
液中的聚合物,用丙酮洗涤,在真空干燥箱中干燥12小时。得到
14克聚乙烯,其皂化值为711毫升/克。

聚合实施例2

用0.6毫克来自实施例2的金属茂和聚合实施例1一样进行
聚合。

得到29.4克聚乙烯,其皂化值为874毫升/克。GPC分析发现
Mw=551000克/摩尔,Mw/Mn=5.2。

聚合实施例3

用0.5毫克来自实施例2的金属茂类似于聚合实施例2进行
聚合,首先通入0.5巴压力的氢,然后用乙烯补充到7巴压力。得
到42.3克聚乙烯,其皂化值为113毫升/克。
聚合实施例4

用2.0毫克来自实施例3的金属茂和聚合实施例1一样进行
聚合。

得到25克聚乙烯,其皂化值为224毫升/克。GPC分析发现
Mw=121400克/摩尔,Mw/Mn=7.1。

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本发明涉及式()所示的多核金属茂化合物,式中:M1为四价金属;L1互不依赖地相同或不同,为一个被取代了的环戊二烯基基团;L2和L3互不依赖地相同或不同,为-配位体;B互不依赖地相同或不同,各为一个二价的桥接单元;X互不依赖地相同或不同,代表一个氢原子、一个卤素原子、一个C1-C10-氟代烃基或一个C1-C40-含烃基;K为0至10的一个整数。本发明的金属茂化合物适合作制备烯烃聚合物用的催化剂组分。。

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