WO2000022010A1 - Polyolefin nanocomposites - Google Patents

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WO2000022010A1
WO2000022010A1 PCT/EP1999/007187 EP9907187W WO0022010A1 WO 2000022010 A1 WO2000022010 A1 WO 2000022010A1 EP 9907187 W EP9907187 W EP 9907187W WO 0022010 A1 WO0022010 A1 WO 0022010A1
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zirconium dichloride
bis
cio
aryl
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PCT/EP1999/007187
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Rolf Mülhaupt
Johannes Heinemann
Peter Reichert
Michael GEPRÄGS
Joachim Queisser
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Basf Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing polyolefin nanocomposites.
  • the invention further relates to the polyolefin nanocomposites obtainable by this process and their use for the production of films, moldings and fibers.
  • thermoplastic nanocomposites based on polyamides, polyesters or polystyrenes are known. These thermoplastic materials are characterized by due to good rigidity with good toughness behavior at the same time.
  • clay minerals were used early on as reinforcing agents (see H.K.G. Theng in "Formation and Properties of Clay-Polymer Complexes", Elsevier, Amsterdam,
  • ethene can be polymerized in the presence of a Ziegler-Natta catalyst which has been applied to the surface of an inorganic filler.
  • the filling material also takes on the function of a carrier.
  • a polymer material with homogeneously distributed filling particles is obtained. If a clay mineral is used as a filler, it must first be dehydrated under oxidizing conditions at high temperatures.
  • catalytically active transition metal complex compounds are generally not sufficiently stable to be applied or bonded to the filler materials disclosed in US 529 006.
  • Pages 2493 - 2498 polyimides with a low coefficient of thermal expansion and good gas barrier properties put.
  • an intercalate of montmorillonite and the ammonium salt of dodecylamine is first formed.
  • the layered silicate delaminated in this way can then be processed in the form of a dispersion with a polyimide solution to give what is known as a 5-polyimide-mineral hybrid.
  • polyimide films with a nanocomposite structure can be produced.
  • polyolefin nanocomposites can only be prepared in a very complex manner.
  • layered silicates are diverse to improve and round off the Properties profile of polymers are used, so far there has been no process to make nanocomposites based on polyolefins, especially on an industrial scale, accessible.
  • the present invention was therefore based on the object of making a simple, versatile and inexpensive process for the production of nanocomposites based on polyolefins available which does not rely on the use of a large number of specifically modified additive components and which is the prerequisite for large-scale industrial applications Fulfills.
  • Suitable layered silicates which can be used in the process according to the invention include natural as well as synthetic layered silicates in untreated and treated form.
  • the layered silicates treated include those with
  • Acids and those which have been treated with suitable organic hydrophobizing agents.
  • Preference is given to onium ions and onium treated layer silicates used ie de ⁇ laminated or intercalated phyllosilicates.
  • Layered silicates in the sense of the present invention are generally understood to mean those silicates in which the SiO 3 tetrahedra are connected in two-dimensional infinite networks (the empirical formula for the anion is (Si 2 ⁇ 5 2 " ) n ).
  • the individual layers are ion through the lying between them Kat ⁇ connected to each other, wherein, potassium, present mostly in the course coming before ⁇ layer silicates as sodium cations magnesium, aluminum and / or calcium.
  • the natural sodium silicates natronsilite, makatite, magadiite, kenyaite, kanemite, revolite and grumantite are, for example, suitable as layered silicates.
  • Bleaching earths are particularly suitable clay-like layered silicates such as talc, mica, kaolinite and
  • Bentonite In particular, water-containing aluminum and / or magnesium silicate bleaching earths such as montmorillonite are also used.
  • smectite illite, sepiolite, palygorskite, muscovitite, allevardite, amesite, hectorite, fluorhectorite, saponite, betellite, nontronite, stevensite, vermiculite, fluorvermiculite and
  • layered silicates can be found e.g. with G. Lagaly, Progr. Colloid & Polym. Be. 1994, 95, pages 61-72.
  • Layered silicates of the bentonite type such as Optigel® from Südchemie, Kunststoff, for example, can be used as untreated layered silicates.
  • Layered silicates treated within the meaning of the present invention are to be understood to mean, inter alia, those silicates which have been pretreated with an acid, for example a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid.
  • an acid for example a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid.
  • Catalyst K 10 bleaching earth from Süd-Chemie, Kunststoff, which is a mineral compound modified by treatment with hydrochloric acid and based on calcium montmorillonite.
  • the layered silicates that come from natural bentonites and fall under the brand TONSIL ® (Süd-Chemie) should also be mentioned.
  • treated layered silicates are to be understood in particular as delaminated layered silicates.
  • Delaminated or intercalated layered silicates for the purposes of the present invention include silicates in which the layer spacings have been widened by reaction with organic hydrophobizing agents before the polyolefin nanocomposites are produced.
  • the ⁇ like layer silicates also have a reduced polarity.
  • Suitable as water repellents are e.g. Onium ions and onium salts.
  • the cations of the layered silicates are replaced by these organic water repellents, the desired layer spacings being able to be set via the type of organic residue.
  • the metal ions can be exchanged completely or partially. A complete exchange of the metal ions is preferred.
  • the amount of exchangeable metal ions is usually given in milliequivalents (meq) per 100 g layered silicate and is referred to as the ion exchange capacity.
  • Suitable organic water repellents are derived from oxonium, ammonium, phosphonium and sulfonium ions, which can carry one or more organic radicals.
  • Suitable hydrophobicizing agents are those of the general formula V and / or VI:
  • R a , R b , R c , R d independently of one another are hydrogen, a straight-chain or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon radical having 1 to 40, preferably 1 to 20, carbon atoms or 2 of the radicals, in particular to form a heterocyclic radical Rest with 5 to 10 carbon atoms,
  • Hydrophobing agents also include those compounds V or VI which have an alkyl or alkylene chain with a terminal double bond as the radical R a to R d , for example an ⁇ -decenyl, ⁇ -undecenyl, ⁇ -dodecenyl, stearyl or ⁇ -octadecenyl group.
  • Polyolefin chains can optionally be polymerized directly onto the layered silicate structure via a delaminated layered silicate which has the stated substituents.
  • Suitable anions (W) are derived from proton-providing acids, in particular mineral acids, halides such as
  • Phosphate, phosphonate, phosphite and carboxylate and especially acetate are preferred.
  • Suitable phosphonium include for example Dicosyltrime- thylphosphonium, Hexatriacontyltricyclohexylphosphonium, octadecyl cyltriethylphosphonium, Dicosyltriisobutylphosphonium, methyl tri - nonylphosphonium, Ethyltrihexadecylphosphonium, Dimethyldidecyl- phosphonium, Diethyldioctadecylphosphonium, Octadecyldiethylal - lylphosphonium, Trioctylvinylbenzylphosphonium, Dioctydecylethyl - hydroxyethylphosphonium, Docosyldiethyldichlorbenzylphosphonium, Octylnonyldecylpropargylphosphonium, Triisobutylperfluordecyl - phosphonium, Ei
  • Alkylammonium ions are particularly suitable, e.g. Butylammonium-, Hexylammonium-, Octylam onium-, Hexadecylammonium-, Octadecylammonium-, Laurylammonium-, MyriStylammonium, Palmity- lammonium-, Stearylammonium-, Pyridinium-, Octadecylammonium-, Monomethyloctadecyl- dammonium- ammonium-, Ammonium-,
  • Suitable water repellents include in WO 93/4118, WO 93/4117, EP-A 398 551 and DE-A 36 32 865.
  • Dimethylstearylbenzylammonium chloride or dimethyldistearylammonium chloride is particularly preferably used as the hydrophobizing agent.
  • Tixogel ® (Süd-Chemie) may be mentioned as a commercially available, particularly suitable treated sheet silicate. These include layered silicates from the class of the bentonites which are swollen with dimethylstearylbenzylammonium chloride.
  • the untreated layered silicates are generally reacted with the hydrophobizing agent in a suspension.
  • the preferred suspending agent is water, optionally in a mixture with alcohols, in particular lower alcohols having 1 to 3 carbon atoms. It may be advantageous to add a hydrocarbon, for example heptane, to the aqueous medium. since the hydrophobicized layered silicates are usually more compatible with these hydrocarbons than with water.
  • suspending agents are ketones and hydrocarbons.
  • a water-miscible solvent is usually preferred.
  • the metal salt formed as a by-product of the ion exchange is preferably water-soluble, so that the hydrophobic layered silicate as a crystalline solid by e.g. Filtering can be separated.
  • the ion exchange is largely independent of the reaction temperature.
  • the temperature is preferably above the crystallization point of the medium and below its boiling point. In aqueous systems, the temperature is between 0 and 100 ° C, preferably between room temperature (about 20 ° C) and 95 ° C.
  • the layered silicates After the hydrophobization, the layered silicates have a layer spacing of 5 to 100 ⁇ , preferably 5 to 50 ⁇ and in particular 8 to 40 ⁇ .
  • the layer spacing usually means the distance from the lower layer edge of the upper layer to the upper layer edge of the lower layer.
  • the length of the leaflets is usually up to 2000 ⁇ , preferably up to 1500 ⁇ .
  • the untreated and treated layered silicates described above are usually used in the form of a dispersion in the process according to the invention.
  • Dispersing agents are inert non-polar aliphatic and aromatic liquids. Suitable are, for example, aliphatic hydrocarbons such as heptane or i-octane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene or xylene, halogenated hydrocarbons such as chloroform or dichloromethane or mixtures of the compounds mentioned.
  • the dispersions can be obtained by intensive mixing of layered silicate and dispersant. Stirrer speeds in the range from 500 to 5000 rpm are generally sufficient for this.
  • Dispersion is particularly preferred under shear conditions.
  • the desired dispersion conditions can be set, for example, with the Ultra-Turrax T25 from Jahnke and Kunkel.
  • the layered silicate dispersions can, for example, be carried out directly in the polymerization vessel produce. However, they can also be prepared separately and then either placed in the reaction vessel or added at any time before the catalyst compounds are added.
  • the layered silicates are usually present in the dispersions in concentrations in the range from 1 to 40 g / 1, preferably in the range from 3 to 35 and particularly preferably in the range from 6 to 30 g / 1.
  • the dispersions obtained are stable and clear.
  • the particle sizes of the layered silicates in the dispersions obtained are preferably below 100 ⁇ m, preferably in a range from 10 ⁇ m to 100 nm. Even in the case of longer standing times, no layered silicate precipitates out of the dispersions.
  • C 2 - to C 2 o-alk-1-enes in particular C 2 - to C 2 -alk-1-enes, can be polymerized to polyolefins (co).
  • polyolefins co
  • Alk-1-enes such as 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene or 1-octene and also 1-decene or 1-dodecene are possible.
  • alk-1-enes also include aromatic monomers with a vinyl double bond, ie vinylaromatic compounds such as styrene or ⁇ -methylstyrene.
  • vinylaromatic compounds such as styrene or ⁇ -methylstyrene.
  • any mixtures of C 2 -C 10 -alk-1-enes or mixtures of alk-1-enes with vinylaromatic compounds for example styrene with ethene or higher alk-1-enes such as but-1-ene or oct -l-en, can be used.
  • Ethene or propene or a mixture thereof is preferably used.
  • the process according to the invention for the production of polyolefin nanocomposites allows access to homopolymers such as polyethylene or homopropylene as well as to copolymers, for example poly (ethene-co-but-1-ene).
  • alk-1-enes or the vinylaromatic compounds are polymerized with the aid of transition metal complexes in the presence of the dispersions described according to a coordinative mechanism.
  • all transition metal compounds that polymerize alk-1-enes to polyolefins can be used (see also W. Kaminsky and M. Arndt, Adrances in Polymer Science, 1997, 127, pp. 143-187, and H. -H. Brintzinger , D. Fischer, R. Mülhaupt, B. Rieger, RM Waymouth, Angew. Chem., 1995, 107, p. 1255 ff.).
  • C - to C 2 o-alk-1-enes and / or vinylaromatic compounds in the presence of a dispersion of one or more phyllosilicates in a non-polar aliphatic or aromatic dispersant and a transition metal compound of the general formula (Ia) or (Ib)
  • R 1 'to R 4 ' is hydrogen, -C ⁇ to -C ⁇ 0 alkyl, partially or per- halogenated C ⁇ ⁇ to Cio-alkyl, C - to Cirj-cycloalkyl, C 6 - to C ⁇ -aryl, with functional groups the basis of the elements from groups IVA,
  • R 1 'and R 2 ' together with C a and N a or R 3 'and R 4 ' together with C b and N b form a five-, six- or seven-membered aromatic or aliphatic, substituted or unsubstituted heterocycle, or
  • R 2 'and R 3 ' together with C a and C b form a five-, six- or seven-membered aliphatic or aromatic, substituted or unsubstituted carbo- or heterocycle,
  • R 5 ' is hydrogen, -C ⁇ to Cio-alkyl, C 3 - to Cio-cycloalkyl, C 6 - to C ⁇ -aryl, alkylaryl with 1 to 10 carbon atoms in the alkyl and 6 to 14 carbon atoms in the aryl radical or Si (R 6 ') 3 ,
  • M ' is an element from Group VIIIB of the Periodic Table of the Elements
  • n 0, 1, 2 or 3
  • transition metal compounds (la) or (Ib) are used which are combined with bidentate chelate ligands of the general formula (IVa) or (IVb)
  • R 1 'and R 4 ' independently of one another are hydrogen, straight-chain or branched C 1 -C 1 -alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, i-pro- pyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, partially or per-halogenated Ci- to Cio-alkyl, preferably Ci- to C ß- alkyl, such as trifluoro or trichloromethyl or 2, 2, 2-trifluoroethyl, substituted or unsubstituted C 3 - to Cio-cycloalkyl, preferably C 3 - bis
  • Ce-cycloalkyl such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 1-methylcyclohexyl or 4-t-butylcyclohexyl, C 6 - to C 1 -aryl, preferably C_ to C 1 -aryl, such as phenyl or naphthyl, especially phenyl, with functional groups based on the elements from groups IVA, VA, VIA and VIIA of the Periodic Table of elements partially or persubstituted CQ - to C ⁇ 4 -aryl, preferably C 6 - to Cio-aryl, with straight-chain or branched C ⁇ ⁇ to CIO Alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl, such as methyl,
  • R 1 'and R 2 ' together with C a and N a or R 3 'and R 4 ' together with C b and N b form a five-, six- or seven-membered aromatic or aliphatic, substituted or unsubstituted heterocycle, or
  • R 2 'and R 3 ' together with C a and C b are a five-, six- or seven-membered aliphatic or aromatic, substituted or unsubstituted carbo- or
  • R 5 'independently of one another is hydrogen, straight-chain or branched C 1 -C 10 -alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, t-Butyl, especially methyl, substituted or unsubstituted C 3 - to Cio-cycloalkyl, preferably C 3 - to Cg-cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclhexyl, 1-methylcyclohexyl or 4-t-butylcyclohexyl, especially cyclohexyl, C 6 - to -C aryl, preferably C 6 ⁇ to Cio-aryl, such as phenyl or naphthyl, especially phenyl, alkylaryl with 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6
  • Ci to Cio alkyl preferably Ci to C 6 alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, t-butyl, especially methyl or t- Butyl, C 3 - bis
  • Cio-cycloalkyl preferably C 3 - to C 6 -cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclopentyl or cyclohexyl, in particular cyclohexyl, substituted or unsubstituted C 6 to C 1 aryl, preferably C 6 to Cio aryl, such as phenyl or naphthyl, in particular phenyl, alkylaryl having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms in the alkyl and 6 to 14 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms in the aryl radical, in particular benzyl and
  • n 0 or 1, in particular 0.
  • the vicinal residues R 1 'and R 2 ' together with N a and C a or the vicinal residues R 3 'and R 4 ' together with N b and C b or with P and C b form a substituted or unsubstituted five-, six- or seven-membered aromatic or aliphatic heterocycle.
  • a five- or six-membered aliphatic ring system for example based on pyrrolidyl, piperidyl or oxazolyl
  • a five- or six-membered aromatic ring system for example based on pyrazolyl or pyridyl, or a fused aromatic heterocycle such as quinolyl or Isoquinolyl.
  • ring systems listed can be both unsubstituted and substituted, for example with -CC alkyl radicals such as methyl, ethyl, i-propyl or t-butyl, partially or perhalogenated alkyl radicals such as trifluoromethyl or 2,2, 2-trifluoroethyl, aryl radicals such as phenyl or naphthyl , substi- tuated aryl residues such as tolyl or 2- or 4-trifluoromethylphenyl, alkoxy residues such as methoxy, ethoxy, i-propoxy or t-butoxy, amino residues such as dimethylamino, diphenylamino or dibenzylamino, triorganosilyl residues such as trimethyl, tri-i- propyl, tri-n-butyl, triphenyl or t-butyl-di-phenylsilyl or halogen such as
  • Fluoride, chloride, bromide or iodide are present.
  • Six-membered aromatic, substituted or unsubstituted are preferred.
  • heterocycles can be substituted, for example, with alkyl groups, for example C 1 -C 4 alkyl groups such as methyl, or fused with aromatic ring systems such as benzene.
  • radicals R 2 'and R 3 ' are hydrogen, methyl, ethyl, i-propyl, t-butyl, methoxy, ethoxy, i-propoxy, t-butoxy, trifluoromethyl, phenyl, naphthyl, tolyl, 2-i-propylphenyl , 2-t-butylphenyl, 2, 6-di-i-propylphenyl, 2-trifluoromethylphenyl, 4-methoxyphenyl, pyridyl or benzyl and in particular hydrogen, methyl, ethyl, i-propyl or t-butyl are preferred.
  • Ligand compounds with these residues can be found in K.
  • radicals R 2 'and R 3 ' together with C a and C b are preferably part of a phenanthrene or camphor system, as in J. Matei and T. Lixandru, Bul. Inst. Politeh. mono, 1967, 13, p. 245.
  • radicals R 1 'and R 4 ' are those with sterically demanding aliphatic or aromatic groups such as t-butyl, neopentyl, cyclohexyl, substituted cyclohexyl such as 1-methylcyclohexyl or 4-t-butylcyclohexyl, phenyl, substituted phenyl such as 2- i-propylphenyl, 2-t-butylphenyl, 2, 6-di-i-propylphenyl, 2-trifluoromethylphenyl, 4-methoxyphenyl, pyridyl, pyrimidyl, quinolyl, isoquinolyl, benzyl or substituted or unsubstituted naphthyl such as 1- or 2- Naphthyl, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 1-methylcyclohexyl, 4-t-butylcyclohexyl or ferroc
  • radicals are cyclohexyl, phenyl, 1- or 2-naphthyl, 2-i-propylphenyl, 2-t-butylphenyl, 2, 6-di-t-butylphenyl, 2, 6-dineopentylphenyl, 2, 6-di- i-propylphenyl or 2-trifluoromethylphenyl, in particular 2,6-di-i-propylphenyl.
  • phenyl is also particularly preferred as the radical R '.
  • Preferred ligands (IVa) and (IVb) are compounds of the formula (IVa).
  • the ligands of the compounds (IVa) can have both C 2 symmetry and be asymmetrical, ie differ in the radicals R 1 ', R 2 ' or R 3 ', R 4 '. Those with identical radicals R 1 'and R 4 ' are particularly preferred.
  • Some preferred ligand compounds (IVa) are mentioned below as examples: Bis-N, N '- (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-l, 3-butadiene,
  • the bidentate ligands (IVa) can e.g. made of glyoxal or
  • Diacetyl can be obtained by reaction with primary amines such as n-butylamine, i-butylamine, t-butylamine, cycolhexylamine, 2-trifluoromethylaniline, 2-isopropylaniline, 2-t-butylaniline, 1-naphthylamine or 2,6-diisopropylaniline (see also G. van Koten and K. Vrieze in Advances in Organometallic Chemistry, Vol. 21, pp. 152-234, Academic Press, 1982, New York).
  • primary amines such as n-butylamine, i-butylamine, t-butylamine, cycolhexylamine, 2-trifluoromethylaniline, 2-isopropylaniline, 2-t-butylaniline, 1-naphthylamine or 2,6-diisopropylaniline
  • Suitable metals M 'in (la) or (Ib) are all elements of group VIIIB of the periodic table, ie iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium or platinum. Nickel, rhodium, palladium or platinum are preferably used, nickel and palladium, in particular palladium, being particularly preferred. Iron and cobalt are generally present in the metal compounds (I) in two or three times positively charged, palladium, platinum and nickel in two positively charged and rhodium in three positively charged.
  • the radical T 'in (I) can be chloride, bromide, iodide and preferably a C 1 -C 8 -alkyl which has no hydrogen atoms in the ⁇ position to the metal center M'. If appropriate, the C 1 -C 2 -alkyl radical can have a C 1 -C 4 -alkyl ester or a nitrile end group. Chloride and bromide are preferred as halides and methyl as the alkyl radical.
  • the rest Q 'can mean acetonitrile, benzonitrile or a linear or cyclic aliphatic ether such as diethyl ether, di-i-propyl ether or tetrahydrofuran, preferably diethyl ether.
  • Q 'can also be a linear alkyl ester, preferably having 1 to 6 carbon atoms in the acid and 1 to 4 carbon atoms in the alcohol part, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide or hexamethylphosphoric acid triamide and, in particular in the case of nickel complexes (la) or (Ib) also a halide, e.g. a bromide.
  • the radicals T 'and Q' together can represent a C 3 -alkylene chain with a linear alkyl ester end group or with a nitrile end group.
  • T 'and Q' preferably together form a - (CH 2 CH 2 CH 2 C (0) OCH 3 ) unit.
  • MAO methylalumoxane solution in toluene, approx. 10% by weight
  • oligomeric alumoxane compounds are usually prepared by reacting a solution of trialkylaluminum with water and include in EP-A 284 708 and US A 4,794,096.
  • a non-coordinating or poorly coordinating anion A ' is to be understood as those anions whose charge density at the anionic center is reduced due to electronegative residues and / or whose residues shield the anionic center sterically.
  • Preferred anions A ' are borates such as B [C 6 H 3 (CF 3 ) 2 ] _ ⁇ (tetra (3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl) borate), B [C 6 F 5 ] 4 ⁇ , BF 4 ⁇ or SbF 6 _ , A1F 4 -, AsF 6 -, PF 6 -, CF 3 S0 3 ", in particular B [C 6 H 3 (CF 3 ) 2 ] _ ⁇ , SbF 6 ⁇ and PF 6 ⁇ .
  • Preferred transition metal compounds are, for example
  • the transition metal compounds (la) and (Ib) are e.g. accessible from such complexes in which Q 'is replaced by a halide, in particular by a chloride.
  • Examples include [bis-N, N '- (2,6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2,3-dimethyl-1,3-butadiene] palladium-methyl chloride or [bis-N, N' - (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-l, 3-butadiene] alladium-methyl-choride.
  • these complexes are treated in the presence of acetonitrile, benzonitrile, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, hexa- methylphosphoric acid triamide or a linear or cyclic ether such as diethyl ether with an alkali metal or silver salt (M '') + A ' ⁇ with A' in the designated meaning of a non- or poorly coordinating anion and M '' eg in the meaning of sodium, Potassium, lithium, cesium or silver, for example sodium (tetra (3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl) borate) or silver hexafluoroantimonate.
  • M '' alkali metal or silver salt
  • the starting compound in which Q 'is replaced by a halide can be obtained by treating a corresponding cyclo-ocadiene complex with a ligand of the general formula (IVa) or (IVb) in a non-coordinating solvent such as dichloromethane.
  • a non-coordinating solvent such as dichloromethane.
  • the (TMEDA) complexes are, for example, according to a specification by de Graaf et al., Rec. Trav. Chim. Pay-Bas, 1988, 107, 299 accessible from the corresponding dichloride complexes.
  • the polymerizations with the metal complexes (I) usually take place at a pressure in the range from 1 to 100 bar, preferably from 1 to 70 bar and particularly preferably from 1 to 60 bar.
  • the concentration of transition metal compound (la) or (Ib) is generally in the range of 10 ⁇ 6 to 0.1, preferably in the range of 10 ⁇ 5 to 10 ⁇ 2 and particularly preferably in the range of 5 x 10 ⁇ 5 to 10 ⁇ 3 mol / 1 set:
  • the initial concentration of the olefinically unsaturated monomers in the reaction solution is generally in the range from 10 ⁇ 5 to 15 mol / 1, preferably from 10 ⁇ 2 to 12 mol / 1 and particularly preferably from 10 "1 to 11 mol / 1.
  • the monomers are in the presence of the dispersion described and a metallocene complex of the general formula (II)
  • X is hydrogen, -C ⁇ to Cio-alkyl, C 6 - to C ⁇ 5 -aryl,
  • Alkylaryl with 1 to 10 carbon atoms in the alkyl radical and 6 to 20 carbon atoms in the aryl radical, -OR 6 or -NR 6 R 7 ,
  • R 6 and R 7 Ci to C ⁇ 0 alkyl, C 6 to C ⁇ 5 aryl, alkylaryl,
  • Arylalkyl, fluoroalkyl or fluoroaryl each having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl radical and 6 to 20 carbon atoms in the aryl radical,
  • R 1 to R 5 are hydrogen, C ⁇ to Cio-alkyl, 5- to 7-membered cycloalkyl, which in turn can carry a Ci- to Cio-alkyl as a substituent, C_- to cis-aryl or arylalkyl, optionally also two adj - Beard residues together can represent 4 to 15 carbon atoms, saturated or unsaturated cyclic groups, or Si (R 8 ) with
  • R 8 Ci- to Cio-alkyl, C 3 - to C ⁇ 0 cycloalkyl or C _ - to cis-aryl,
  • R 9 to R 13 are hydrogen, C ⁇ to Cio-alkyl, 5- to 7-membered
  • Cycloalkyl which in turn can carry a Ci- to Cio-alkyl as a substituent, ⁇ - to cis-aryl or Arylalkyl mean and where optionally two adjacent radicals together for 4 to 15 C-
  • Atomic, saturated or unsaturated cyclic groups can be, or Si (R 1 ) 3 with
  • R 14 Ci to Cio alkyl, C 6 - to -C 5 aryl or C 3 - to
  • M 2 is silicon, germanium or tin
  • R 20 is hydrogen, C 1 to C 0 alkyl, C 6 to C 5 aryl, which in turn can be substituted with C 1 to C alkyl groups or C 3 to Cio-cycloalkyl
  • transition metal complexes which contain two aromatic ring systems bridged to one another as ligands are particularly preferred, that is to say particularly the transition metal complexes of the general formulas IIc and Ild.
  • radicals X can be the same or different, they are preferably the same.
  • X is chlorine, C 1 -C 4 -alkyl or phenyl
  • R 2 to R 6 are hydrogen or -C ⁇ to C 4 alkyl.
  • M stands for titanium, zirconium or hafnium
  • X represents chlorine, C 1 -C 4 -alkyl, phenyl or benzyl
  • R 2 to R 6 hydrogen f, C ⁇ ⁇ to C 4 alkyl or Si (R 9 ) 3 ,
  • R i ° to R 14 are hydrogen, Ci to C 4 alkyl or Si (R 15 ) 3 .
  • Examples of particularly suitable compounds include bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (pentamethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride. Bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
  • R 2 and R 10 are the same and represent hydrogen or
  • C ⁇ ⁇ to C ⁇ o ⁇ are alkyl groups
  • R 6 and R 14 are the same and for hydrogen, a methyl
  • R 3 , R 4 , R 11 and R 12 have the meaning
  • R 4 and R 12 are C 1 -C 4 -alkyl
  • R 3 and R 11 are hydrogen or two adjacent radicals
  • R 3 and R 4 and R 11 and R 12 together represent cyclic groups having 4 to 12 C atoms
  • R 16 stands for M 2 or r r
  • X represents chlorine, C 1 -C 4 -alkyl, phenyl or benzyl.
  • Examples of particularly suitable complex compounds include Dimethylsilanediylbis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, dirnethylsilanediylbis (indenyl) zirconium dichloride, dimethylsilanediylbis (tetrahydroindenyl) zirconium dichloride, ethylene bis (cyclopentadienyl) zirconiumdichloridyldichloridichlorid (ethylene) bis (zirconium) dichloride (ethylene
  • Tetramethylethylene-9-fluorenylcyclopentadienylzirconium dichloride dimethylsilanediylbis (-3-tert-butyl-5-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
  • X represents chlorine, C 1 -C 4 -alkyl, phenyl or benzyl.
  • R 16 represents M 2 or cc ,
  • R 2 to R 4 and R 6 are hydrogen, C ⁇ to Cio-alkyl
  • Such complex compounds can be synthesized by methods known per se, the reaction of the appropriately substituted cyclic hydrocarbon anions with halides of titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum being preferred.
  • metal complexes of the general formula (II) are used as transition metal catalysts, a compound which forms metallocenium ions is also regularly used as an activator.
  • Suitable compounds which form metallocenium ions are strong, neutral Lewis acids, ionic compounds with Lewis acid cations and ionic compounds with Bronsted acids as the cation.
  • M 3 is an element of III.
  • Main group of the periodic system means, in particular B, Al or Ga, preferably B,
  • X X , X 2 and X 3 for hydrogen, Ci- to Cio-alkyl, C 6 - bis
  • Alkyl radical and 6 to 20 carbon atoms in the aryl radical or fluorine, chlorine, bromine or iodine are, in particular for haloaryls, preferably for pentafluorophenyl.
  • Ionic compounds with Lewis acid cations are compounds of the general formula IIIb [(Y a +) QlQ 2 . , , Q z ] d + II Ib
  • Y is an element of I. to VI. Main group or the
  • Q to Q z for single negatively charged radicals such as Ci- to C 28 -alkyl, C 6 - to C ⁇ - 5 aryl, alkylaryl, arylalkyl,
  • Haloalkyl haloaryl each having 6 to 20 C atoms in the aryl and 1 to 28 C atoms in the alkyl radical, Ci to Cio-cycloalkyl, which can be substituted by Ci- to Cio-alkyl groups, halogen, Ci to C 28 -Alkoxy, C 6 - to cis-aryloxy,
  • d corresponds to the difference a-z, but d is greater than or equal to 1.
  • Carbonium cations, oxonium cations and sulfonium cations as well as cationic transition metal complexes are particularly suitable.
  • the triphenylmethyl cation, the silver cation and the 1, 1 '-dimethylferrocenyl cation should be mentioned in particular. They preferably have non-coordinating counterions, in particular boron compounds, as they are also mentioned in WO 91/09882, preferably tetrakis (pentafluorophenyl) borate.
  • Ionic compounds with Bronsted acids as cations and preferably also non-coordinating counterions are mentioned in WO 91/09882; the preferred cation is N, N-dimethylanilinium.
  • Open-chain or cyclic alumoxane compounds of the general formula IIIc or IIld are particularly suitable as compounds which form metallocenium ions R l
  • a -C ⁇ to C 4 alkyl group preferably a methyl or ethyl group and k is an integer from 5 to 30, preferably 10 to 25.
  • oligomeric alumoxane compounds are usually prepared by reacting a solution of trialkylaluminum with water and include in EP-A 284 708 and US A 4,794,096.
  • the oligomeric alumoxane compounds obtained in this way are present as mixtures of both linear and cyclic chain molecules of different lengths, so that m is to be regarded as the mean.
  • the alumoxane compounds can also be present in a mixture with other metal alkyls, preferably with aluminum alkyls.
  • Aryloxyalumoxanes as described in US Pat. No. 5,391,793, aminoaluminoxanes, as described in US Pat. No. 5,371,260, aminoaluminoxane anhydrochlorides, as described in EP-A 633,264, and siloxyaluminoxanes, can also be used as compounds which form metallocenium ions described in EP-A 621 279, or mixtures thereof are used.
  • metallocene complexes are ethylene bis (indenyl) hafnium dichloride and dimethylsilanediylbis (2-methyl-4,5-benzindenyl) zirconium dichloride.
  • Very particularly preferred metallocene catalysts are ethylene bis (indenyl) haf - nium dichloride / methylaluminoxane and dimethylsilanediylbis (2-methyl-4,5-benzindenyl) zirconium dichloride / methylaluminoxane catalysts.
  • the process according to the invention for the production of polyolefin nanocomposites by means of metallocene catalysts (II) is generally carried out at temperatures in the range from -50 to 300 ° C., preferably in the range from 0 to 150 ° C. and in particular in the range from 0 to 100 ° C and at pressures in the range from 0.01 to 3000 bar, preferably 0.1 to 100 bar and in particular from 0.1 to 50 bar. Further details on the implementation of such polymerizations in high-pressure reactors are described, for example, in "Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", Verlag Chemie, Weinheim, Volume 19, 1980, pages 169-195.
  • the polymerization time is usually in the range from 1 min to 12 h. Satisfactory results can already be achieved with response times of less than 20 minutes.
  • the monomers are in the presence of the sheet silicates described and a transition metal complex of the general formula (VII)
  • M * Fe or Co, preferably Fe
  • R e , R f independently of one another hydrogen, Ci to Cio alkyl, preferably Ci to C 4 alkyl, in particular methyl, C 6 to
  • Cio-aryl especially phenyl, or alkylaryl with 1 to 6 carbon atoms in alkyl and 6 to 10 carbon atoms in the aryl part, for example benzyl,
  • R9, R h , R i independently of one another are hydrogen, straight-chain or branched C 1 -C 10 -alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl , t-butyl, partially or perhalogenated Ci- to Cio-alkyl, preferably Ci to C6 alkyl, such as trifluoro- or trichloromethyl or 2, 2, 2-trifluoroethyl, substituted or unsubstituted Ci to Cio-cycloalkyl, preferably C 3 - to C_ -cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclopentyl, Cyclohexyl, 1-methylcyclohexyl or 4-t-butylcyclohexyl, Cß- to C ⁇ -aryl, preferably C 6 - to Cio-ary
  • valences of pyridyl or of the phenyl rings not explicitly mentioned in the general formula (VII) are occupied by hydrogen.
  • these valences can also be replaced by other residues, e.g. Alkyl such as methyl, aryl such as phenyl or halogen such as chlorine may be saturated.
  • a compound of the general formula (VII) in which M * is iron, R e , R f is hydrogen or methyl, R * 3, R h , R i is hydrogen, methyl or i-propyl and shark is particularly preferably chloride.
  • Alumoxanes i.e. reagents that fall under the formulas IIIc and Illd already described, e.g. MAO, brought up.
  • the polymerization in the presence of compounds (VII) can be carried out in aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene or xylene or in aliphatic hydrocarbons such as i-butane or i-do-decane.
  • the reaction pressures are generally in the range from 0.1 to 100 bar, preferably in the range from 1 to 40 bar.
  • the polymerization can also be carried out at room temperature at temperatures in the range from 0 to 100C.
  • the polymerization processes according to the invention can be carried out in solution, in suspension, in the liquid monomers or in the gas phase.
  • the polymerization is preferably carried out in solution or in the liquid monomers.
  • Suitable solvents for solution polymerization are aliphatic or aromatic, organic solvents, which can also be halogenated. Examples include toluene, ethylbenzene, chlorobenzene, dichloromethane, i-butane and heptane.
  • Suitable reactors include continuously operated stirred kettles, it also being possible, if appropriate, to use a number of several stirred kettles connected in series (reactor cascade), and also a tubular reactor or loop reactor.
  • the polymerization can be terminated by adding proton-active compounds such as mineral or organic acids, alcohols or water and mixtures of the compounds mentioned.
  • proton-active compounds such as mineral or organic acids, alcohols or water and mixtures of the compounds mentioned.
  • organic acids e.g. Acetic acid or benzoic acid are suitable, as alcohols include Methanol, ethanol or i-propanol into consideration.
  • the metallocene compound (II) is present in the reaction vessel in an inert aromatic solvent or in an aliphatic hydrocarbon.
  • aromatic solvents there are e.g. moderately polar liquids such as toluene or xylene.
  • aliphatic hydrocarbons hexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane and isododecane or mixtures thereof can be used.
  • transition metal compounds (Ia) or (Ib) or the metal ocene complexes (II) can be introduced or added to the polymerization mixture after the monomers have been added. The same applies to the compounds forming the metallocenium ions
  • the aforementioned components can be added to the reaction mixture in a final step under the previously set polymerization conditions.
  • the layered silicate dispersion is usually placed in the reaction vessel.
  • this dispersion can also be added to the reaction mixture after the monomers have been added or continuously during the course of the reaction.
  • nanocomposite polymers can be produced, polymerizing in the presence of the layered silicates, under homogeneous catalytic conditions.
  • the process according to the invention is distinguished in that, regardless of the batch size of the polymerization, there is no or only a negligible amount of reactor fouling.
  • the layered silicates are in the form of nano-structures.
  • these polyolefin nanocomposites are characterized by greater rigidity, higher hardness, improved gas and liquid barrier properties, by a shear-dependent viscosity, better flame retardant properties and, in particular compared to glass fiber-reinforced products, by better surface properties and an improved surface gloss.
  • the polyolefin nanocomposites obtained can be e.g. Process into fibers, moldings and foils using injection molding, extrusion, film blowing or blow molding.
  • the polyolefin nanocomposites obtained by the process according to the invention are used in the production of fibers, films and moldings.
  • DMPN [bis-N, N '- (2,6-diisopropylphenyl) -1,4 -diaza-2,3,3-dimethyl-1,3-butadiene] palladium- (aceto-nitrile) (methyl) - ( tetra (3,5-bis - (trifluoromethyl) phenylborate)
  • MAO methylalumoxane solution. in toluene (approx. 10% by weight) DSC (Differential Scanning Calorimetry) measurements to determine melting temperatures (T m ) and glass transition temperatures (T g ) were carried out on the Perkin Eimers Series 7. The heating or cooling rate was 10 K / min.
  • Optigel ® and Tixogel ® VZ from Süd-Chemie, Kunststoff, were used as layered silicates.
  • Optigel is an untreated, synthetic layered silicate of bentonite type.
  • Tixogel ® VZ is an organophilic sheet silicate of the bentonite type, which has been swollen with dimethylstearylbenzylammonium chloride. The sheet silicates were used without further purification steps directly for the preparation of the dispersion or for the polymerization.
  • the polymerizations were carried out in a reactor system from Buch! (Büchi AG, Uster, CH). Glass reactors with a capacity of 1.0 1 and 1.6 1 were used, which are permitted up to 6 bar overpressure.
  • the reactor was rendered inert before each polymerization. Pressure and temperature in the reactor were recorded using electronic sensors. The temperature was automatically adjusted using a Julabo thermostat set table and kept constant. The ethene pressure in the reactor was kept constant using a pressure gauge. A mass flow meter determined the amount of ethene consumed and recorded this as a function of time. The polymerization was started using a pressure burette.
  • SOMASIF 18 'ME 100 which has been treated with different delaminating agents, can be used as layered silicate.
  • 1 kg each of SOMASIF® ME 100 was dispersed in 20 1 warm water (25 1 stirred reactor). 1.2 mol of an amine and 120 ml of conc. Given hydrochloric acid. The mixture was stirred at 70 ° C. for 1 h, finally filtered, washed with 80 liters of warm water, dried and finally ground.
  • Table 3 The test parameters and product properties are shown in Table 3.
  • the layered silicate was placed in the form of a dispersion in toluene (10 ml) in the polymerization vessel. This dispersion was previously prepared separately using an Ultra-Turrax T25 from Jahnke and Kunkel (10,000 rpm over a period of 30 minutes).

Abstract

The invention relates to a method for producing polyolefin nanocomposites. According to said method, C2- to C20-alk-1-enes and/or vinylaromatic compounds are polymerised in the presence of a dispersion of one or more layered silicates, using a transition metal catalyst.

Description

PolyolefinnanocompositePolyolefin nanocomposite
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefinnanocomposite. Des weiteren betrifft die Erfindung die gemäß diesem Verfahren erhältlichen Polyolefinnanocomposite und deren Verwendung für die Herstellung von Folien, Formkörpern und Fasern.The present invention relates to a method for producing polyolefin nanocomposites. The invention further relates to the polyolefin nanocomposites obtainable by this process and their use for the production of films, moldings and fibers.
Thermoplastische Nanocomposite auf der Basis von Polyamiden, Po- lyestern oder Polystyrolen sind bekannt. Diese thermoplastischen Materialien zeichnen sich u.a. durch gute Steifigkeit bei gleich- zeitig gutem Zähigkeitsverhalten aus.Thermoplastic nanocomposites based on polyamides, polyesters or polystyrenes are known. These thermoplastic materials are characterized by due to good rigidity with good toughness behavior at the same time.
Zur Verbesserung der physikochemisehen Eigenschaften von Polymeren wurde bereits frühzeitig auf Tonmineralien als Verstärkungs- mittel zurückgegriffen (vgl. H.K.G. Theng in "Formation and Properties of Clay-Polymer Complexes" , Elsevier, Amsterdam,To improve the physicochemical properties of polymers, clay minerals were used early on as reinforcing agents (see H.K.G. Theng in "Formation and Properties of Clay-Polymer Complexes", Elsevier, Amsterdam,
1979). Dabei wurde das Tonmineral zwecks Kompatibilisierung mit der Polymermatrix in Gegenwart von Vinyl onomeren radikalisch polymerisiert . Allerdings findet bei dieser Art der Imprägnierung keine wirksame Penetration der Schichtenstruktur des Tonminerals mit dem Polymermaterial statt, weshalb die Anbindung zwischen Polymer und anorganischem Füllmaterial unbefriedigend ist. Zufriedenstellende Resultate wurden nur bei der Polykondensation von Caprolacton in Gegenwart von Tonmineral/Aminolaurylsäure- oder Tonmineral/Aminocapronsäureintercalaten erzielt (vgl. Fukushima et al., Clay Miner. 1988, 23, Seite 27).1979). The clay mineral was radically polymerized in the presence of vinyl onomers for compatibility with the polymer matrix. However, with this type of impregnation there is no effective penetration of the layer structure of the clay mineral with the polymer material, which is why the connection between the polymer and the inorganic filler material is unsatisfactory. Satisfactory results were only achieved with the polycondensation of caprolactone in the presence of clay mineral / aminolauryl acid or clay mineral / aminocaproic acid intercalates (cf. Fukushima et al., Clay Miner. 1988, 23, page 27).
Gemäß US 529 006 kann Ethen in Gegenwart eines Ziegler-Natta-Ka- talysators, der auf die Oberfläche eines anorganischen Füllmaterials aufgetragen wurde, polymerisiert werden. Das Füllmaterial übernimmt dabei gleichzeitig die Funktion eines Trägers. Man erhält ein Polymermaterial mit homogen verteilten Füllpartikeln. Wird als Füllmaterial ein Tonmineral verwendet, ist dieses zunächst unter oxidierenden Bedingungen bei hohen Temperaturen zu dehydratisieren. Katalytisch aktive Übergansmetallkomplexverbin- dugen sind in der Regel jedoch nicht ausreichend stabil gegenüber einer Aufbringung bzw. Ausbindung an die in der US 529 006 offenbarten Füllmaterialen.According to US 529 006, ethene can be polymerized in the presence of a Ziegler-Natta catalyst which has been applied to the surface of an inorganic filler. The filling material also takes on the function of a carrier. A polymer material with homogeneously distributed filling particles is obtained. If a clay mineral is used as a filler, it must first be dehydrated under oxidizing conditions at high temperatures. However, catalytically active transition metal complex compounds are generally not sufficiently stable to be applied or bonded to the filler materials disclosed in US 529 006.
Durch Zumischung von speziell vorbehandeltem Montmorillonit ge- lang es Yano et al., J. Polym. Sei. A, Polym. Chem. , 1993, 31,By adding specially pretreated montmorillonite, Yano et al., J. Polym. Be. A, polym. Chem., 1993, 31,
Seiten 2493 - 2498, Polyimide mit einem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und guten Gasbarriereeigenschaften herzu- stellen. In einem vielstufigen Prozeß wird zunächst ein Interca- lat aus Montmorillonit und dem Ammoniumsalz von Dodecylamin gebildet. Das derart delaminierte Schichtsilikat kann anschließend in Form einer Dispersion mit einer Polyimidlösung zu einem soge- 5 nannten Polyimid-Mineral-Hybrid verarbeitet werden. Auf diese Weise lassen sich Polyimidfilme mit Nanocompositestruktur erzeugen.Pages 2493 - 2498, polyimides with a low coefficient of thermal expansion and good gas barrier properties put. In a multi-stage process, an intercalate of montmorillonite and the ammonium salt of dodecylamine is first formed. The layered silicate delaminated in this way can then be processed in the form of a dispersion with a polyimide solution to give what is known as a 5-polyimide-mineral hybrid. In this way, polyimide films with a nanocomposite structure can be produced.
Usuki et al., J. Appl . Polym. Sei., 1997, Vol. 63, Seiten 137 - 10 139, fanden heraus, daß sich auf die vorhergehend geschilderte Art und Weise Montmorillonit nicht in Polypropylen einarbeiten läßt. So neigen Intercalate aus Distearyldimethylammoniumionen und Montmorillonit zu Aggregation in der relativ unpolaren Polymermatrix des Polypropylens. Erst durch Zugabe von Olefinoli- 15 gomeren mit telechelen Hydroxygruppen gelingt es, die behandelten Schichtsilikate im Nanomaßstab im Polymer zu dispergieren. Allerdings lassen sich auch auf diese Weise Schichtsilikataggregate nicht vollständig vermeiden.Usuki et al., J. Appl. Polym. Sei., 1997, Vol. 63, pages 137-10139, found that montmorillonite cannot be incorporated into polypropylene in the manner described above. Intercalates of distearyldimethylammonium ions and montmorillonite tend to aggregate in the relatively non-polar polymer matrix of polypropylene. It is only by adding olefin oligomers with telechelic hydroxyl groups that the treated layered silicates can be dispersed in the polymer on a nanoscale. However, layered silicate aggregates cannot be completely avoided in this way either.
20 In einem weiterentwickelten Verfahren zur Herstellung von Polypropylen-Mineral-Hybriden setzten Kawasumi et al., Macromol., 1997, 30, Seiten 6333 - 6338, abweichend von der zuvor geschilderten Vermittlerkomponente ein mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes Propylenoligomer ein. Eine pulverförmige Trockenmischung20 In a further developed process for the production of polypropylene-mineral hybrids, Kawasumi et al., Macromol., 1997, 30, pages 6333-6338 used a propylene oligomer modified with maleic anhydride, in deviation from the mediator component described above. A powdery dry mix
25 aus mit Stearylammoniumionen intercaliertem Montmorillonit, Polypropylen und Maleinsäureanhydrid-modifiziertem Polypropylen liefert in der Schmelze eine Polymermischung mit Nanocompositestruktur. Ohne die Zugabe von Maleinsäureanhydrid-modifiziertem Propylenoligomer lassen sich im vorliegenden Fall Nanocomposite jedoch25 made of montmorillonite, polypropylene and maleic anhydride-modified polypropylene intercalated with stearylammonium ions provides a polymer mixture with a nanocomposite structure in the melt. In the present case, however, nanocomposites can be made without the addition of maleic anhydride-modified propylene oligomer
30 nicht verwirklichen.30 do not realize.
Aus einer Lösung von mit Dodecylammoniumionen delaminiertem Montmorillonit und HD-Polyethylen in einem Gemisch aus Benzonitril und Xylol konnten Jeon et al . , Polym. Bull, 1998, Seiten 107 -From a solution of montmorillonite and HD polyethylene delaminated with dodecylammonium ions in a mixture of benzonitrile and xylene, Jeon et al. , Polym. Bull, 1998, pages 107 -
35 113, Polyethylennanocomposite durch Zugabe von Tetrahydrofuran ausfällen. Die Autoren deuten jedoch bereits an, daß die Dispergierbarkeit der Schichtsilikate in der Polymermatrix noch verbessert werden könnte. Sie schlagen vor, Polyethylenketten auf die Silikatschichten zu pfropfen.35 113, polyethylene nanocomposites precipitate by adding tetrahydrofuran. However, the authors already indicate that the dispersibility of the layered silicates in the polymer matrix could still be improved. They suggest grafting polyethylene chains onto the silicate layers.
4040
Da Polyolefine als unpolare Polymere naturgemäß keine Affinität zu organischen wie anorganischen Verbindungen mit polaren Gruppen aufweisen, müssen regelmäßig besondere Anstrengungen unternommen werden, um zum Beispiel eine homogene Vermengung von PolyolefinenSince polyolefins as non-polar polymers naturally have no affinity for organic and inorganic compounds with polar groups, special efforts must be made regularly, for example to ensure homogeneous mixing of polyolefins
45 und Schichtsilikaten zu erzielen. Polyolefinnanocomposite sind demgemäß nur auf recht aufwendige Weise darstellbar. Obwohl Schichtsilikate vielfältig zur Verbesserung und Abrundung des Eigenschaftsprofils von Polymeren eingesetzt werden, fehlt es bislang an Verfahren, Nanocomposite auf Polyolefinbasis, insbesondere im großtechnischen Maßstab, zugänglich zu machen.45 and layered silicates. Accordingly, polyolefin nanocomposites can only be prepared in a very complex manner. Although layered silicates are diverse to improve and round off the Properties profile of polymers are used, so far there has been no process to make nanocomposites based on polyolefins, especially on an industrial scale, accessible.
Zudem ist man, insbesondere bei der großtechnischen Herstellung von Polyolefinen, bestrebt, das sogenannte Reaktorfouling zu unterbinden oder möglichst gering zu halten. Häufig kann dieses jedoch nicht sichergestellt werden.In addition, in particular in the large-scale production of polyolefins, efforts are made to prevent or keep reactor fouling as low as possible. Often, however, this cannot be ensured.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, vielseitiges und kostengünstiges Verfahren für die Herstellung von Nanocomposite auf der Basis von Polyolefinen verfügbar zu machen, das nicht auf den Einsatz einer Vielzahl an spezifisch modifizierten Additivkomponenten angewiesen ist und das die Voraussetzungen für großtechnische Anwendungen erfüllt.The present invention was therefore based on the object of making a simple, versatile and inexpensive process for the production of nanocomposites based on polyolefins available which does not rely on the use of a large number of specifically modified additive components and which is the prerequisite for large-scale industrial applications Fulfills.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefinnanocomposite gefunden, bei dem man C2- bis C o-Alk-l-ene und/oder vinylaromatische Verbindungen in Gegenwart einer Dispersion eines oder mehrerer Schichtsilikate übergangsmetallkatalysiert polymerisiert .Accordingly, a process for the preparation of polyolefin nanocomposites has been found in which C 2 - to C o-alk-l-enes and / or vinylaromatic compounds are polymerized in the presence of a dispersion of one or more phyllosilicates in a transition-metal-catalyzed manner.
Des weiteren wurden die gemäß diesem Verfahren erhältlichen Polyolefinnanocomposite sowie deren Verwendung für die Herstellung von Folien, Formkörpern und Fasern gefunden.Furthermore, the polyolefin nanocomposites obtainable by this process and their use for the production of films, moldings and fibers have been found.
Unter geeignete Schichtsilikate, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommen können, fallen natürliche wie auch synthetische Schichtsilikate in unbehandelter und behandelter Form. Als behandelte Schichtsilikate kommen solche, die mitSuitable layered silicates which can be used in the process according to the invention include natural as well as synthetic layered silicates in untreated and treated form. The layered silicates treated include those with
Säuren, und solche, die mit geeigneten organischen Hydrophobie- rungsmitteln behandelt wurden, in Betracht. Bevorzugt werden mit Oniumionen bzw. Oniumsalzen behandelte Schichtsilikate, d.h. de¬ laminierte bzw. intercalierte Schichtsilikate eingesetzt.Acids, and those which have been treated with suitable organic hydrophobizing agents. Preference is given to onium ions and onium treated layer silicates used ie de ¬ laminated or intercalated phyllosilicates.
Unter Schichtsilikaten im Sinne der vorliegenden Erfindung sind im allgemeinen solche Silikate zu verstehen, in denen die Si0 -Te- traeder in zweidimensionalen unendlichen Netzwerken verbunden sind (Die empirische Formel für das Anion lautet (Si2θ5 2")n). Die einzelnen Schichten sind durch die zwischen ihnen liegenden Kat¬ ionen miteinander verbunden, wobei zumeist in den natürlich vor¬ kommenden Schichtsilikaten als Kationen Natrium, Kalium, Magnesium, Aluminium oder/und Calcium vorliegen.Layered silicates in the sense of the present invention are generally understood to mean those silicates in which the SiO 3 tetrahedra are connected in two-dimensional infinite networks (the empirical formula for the anion is (Si 2 θ 5 2 " ) n ). The individual layers are ion through the lying between them Kat ¬ connected to each other, wherein, potassium, present mostly in the course coming before ¬ layer silicates as sodium cations magnesium, aluminum and / or calcium.
Geeignet als Schichtsilikate sind zum Beispiel die natürlichen Natriumsilikate Natronsilit, Makatit, Magadiit, Kenyait, Kanemit, Revolit und Grumantit. Besonders geeignet sind Bleicherden aus tonartigen Schichtsilikaten wie Talk, Glimmer, Kaolinit undThe natural sodium silicates natronsilite, makatite, magadiite, kenyaite, kanemite, revolite and grumantite are, for example, suitable as layered silicates. Bleaching earths are particularly suitable clay-like layered silicates such as talc, mica, kaolinite and
Bentonit. Insbesondere werden auch wasserhaltige Aluminium- und/ oder Magnesiumsilikat-Bleicherden wie Montmorillonit eingesetzt.Bentonite. In particular, water-containing aluminum and / or magnesium silicate bleaching earths such as montmorillonite are also used.
Des weiteren seien Smectit, Illit, Sepiolit, Palygorskit, Musco- vit, Allevardit, Amesit, Hectorit, Fluorhectorit, Saponit, Bei- dellit, Nontronit, Stevensit, Vermiculit, Fluorvermiculit undFurthermore, smectite, illite, sepiolite, palygorskite, muscovitite, allevardite, amesite, hectorite, fluorhectorite, saponite, betellite, nontronite, stevensite, vermiculite, fluorvermiculite and
Halloysit genannt. Unter den synthetischen Schichtsilikaten sind die Fluor enthaltenden synthetischen Mica-Typen hervorzuheben.Halloysite called. Among the synthetic layered silicates, the fluorine-containing synthetic mica types should be emphasized.
Eine Beschreibung geeigneter Schichtsilikate findet sich z.B. bei G. Lagaly, Progr. Colloid & Polym. Sei. 1994, 95, Seiten 61 - 72.A description of suitable layered silicates can be found e.g. with G. Lagaly, Progr. Colloid & Polym. Be. 1994, 95, pages 61-72.
Als unbehandelte Schichtsilikate können zum Beispiel Schicht - Silikate des Bentonittyps wie Optigel® der Firma Südchemie, München, verwendet werden. Auch die Verwendung von synthetischen Schichtsilikaten z.B. SOMASIF® ME100 der Firma CO-OP Ltd., Japan, ist möglich.Layered silicates of the bentonite type such as Optigel® from Südchemie, Munich, for example, can be used as untreated layered silicates. The use of synthetic layered silicates e.g. SOMASIF® ME100 from CO-OP Ltd., Japan, is possible.
Unter behandelten Schichtsilikaten im Sinne der vorliegenden Erfindung sollen u.a. solche Silikate verstanden werden, die mit einer Säure, beispielsweise einer Mineralsäure wie Salzsäure oder Schwefelsäure, vorbehandelt wurden. Hierunter fällt zum Beispiel die kommerziell erhältliche Bleicherde "Catalyst K 10" der Firma Süd-Chemie, München, bei der es sich um eine durch Behandlung mit Salzsäure modifizierte mineralische Verbindung auf der Grundlage von Calcium-Montmorillonit handelt. In diesem Zusammenhang sind ebenfalls die unter die Marke TONSIL® (Süd-Chemie) fallenden, durch Säurebehandlung aus natürlichen Bentoniten gewonnenen Schichtsilikate zu nennen.Layered silicates treated within the meaning of the present invention are to be understood to mean, inter alia, those silicates which have been pretreated with an acid, for example a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid. This includes, for example, the commercially available "Catalyst K 10" bleaching earth from Süd-Chemie, Munich, which is a mineral compound modified by treatment with hydrochloric acid and based on calcium montmorillonite. In this context, the layered silicates that come from natural bentonites and fall under the brand TONSIL ® (Süd-Chemie) should also be mentioned.
Des weiteren sollen unter behandelte Schichtsilikate insbesondere delaminierte Schichtsilikate verstanden werden. Unter delaminierte bzw. intercalierte Schichtsilikate im Sinne der vorliegenden Erfindung fallen Silikate, bei welchen die Schichtabstände vor der Herstellung der Polyolefinnanocomposite durch Umsetzung mit organischen Hydrophobierungsmitteln aufgeweitet wurden. Der¬ artige Schichtsilikate verfügen zusätzlich über eine verringerte Polarität.Furthermore, treated layered silicates are to be understood in particular as delaminated layered silicates. Delaminated or intercalated layered silicates for the purposes of the present invention include silicates in which the layer spacings have been widened by reaction with organic hydrophobizing agents before the polyolefin nanocomposites are produced. The ¬ like layer silicates also have a reduced polarity.
Geeignet als Hydrophobierungsmittel sind z.B. Oniumionen und Oniumsalze.Suitable as water repellents are e.g. Onium ions and onium salts.
Die Kationen der Schichtsilikate werden durch diese organischen Hydrophobierungsmittel ersetzt, wobei über die Art des organischen Restes die gewünschten Schichtabstände eingestellt werden können. Der Austausch der Metallionen kann vollständig oder teilweise erfolgen. Bevorzugt ist ein vollständiger Austausch der Metall - ionen. Die Menge der austauschbaren Metallionen wird üblicherweise in Milliäquivalenten (meq) pro 100 g Schichtsilikat angege- ben und als Ionenaustauschkapazität bezeichnet.The cations of the layered silicates are replaced by these organic water repellents, the desired layer spacings being able to be set via the type of organic residue. The metal ions can be exchanged completely or partially. A complete exchange of the metal ions is preferred. The amount of exchangeable metal ions is usually given in milliequivalents (meq) per 100 g layered silicate and is referred to as the ion exchange capacity.
Bevorzugt sind Schichtsilikate mit einer Kationenaustauschkapazi - tat von mindestens 50, vorzugsweise 80 bis 130 meq/100 g. Geeignete organische Hydrophobierungsmittel leiten sich von Oxo- nium- , Ammonium-, Phosphonium- und Sulfoniumionen ab, welche einen oder mehrere organische Reste tragen können.Layered silicates with a cation exchange capacity of at least 50, preferably 80 to 130 meq / 100 g are preferred. Suitable organic water repellents are derived from oxonium, ammonium, phosphonium and sulfonium ions, which can carry one or more organic radicals.
Als geeignete Hydrophobierungsmittel seien solche der allgemeinen Formel V und/oder VI genannt:Suitable hydrophobicizing agents are those of the general formula V and / or VI:
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V VI wobei die Substituenten folgende Bedeutung haben:V VI where the substituents have the following meaning:
Ra, Rb, Rc, Rd unabhängig voneinander Wasserstoff, einen gerad- kettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 40, vorzugsweise 1 bis 20 C-Atomen oder 2 der Reste miteinander verbunden sind, insbesondere zu einem heterocyclischen Rest mit 5 bis 10 C-Atomen,R a , R b , R c , R d independently of one another are hydrogen, a straight-chain or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon radical having 1 to 40, preferably 1 to 20, carbon atoms or 2 of the radicals, in particular to form a heterocyclic radical Rest with 5 to 10 carbon atoms,
Q Phosphor oder Stickstoff,Q phosphorus or nitrogen,
Sauerstoff oder Schwefel,Oxygen or sulfur,
W ein Anion.W an anion.
Unter Hydrophobierungsmittel fallen auch solche Verbindungen V oder VI, die als Rest Ra bis Rd eine Alkyl- oder Alkylenkette mit einer endständigen Doppelbindung aufweisen, also beispielsweise ein ω-Decenyl-, ω-Undecenyl- , ω-Dodecenyl- , Stearyl- oder ω-Octadecenylrest. Über ein delaminiertes Schichtsilikat, das die genannten Substituenten aufweist, können gegebenenfalls Poly- olefinketten direkt an die Schichtsilikatstruktur anpolymerisiert werden. Geeignete Anionen (W) leiten sich von Protonen liefernden Säuren, insbesondere Mineralsäuren ab, wobei als Anionen Halogenide wieHydrophobing agents also include those compounds V or VI which have an alkyl or alkylene chain with a terminal double bond as the radical R a to R d , for example an ω-decenyl, ω-undecenyl, ω-dodecenyl, stearyl or ω-octadecenyl group. Polyolefin chains can optionally be polymerized directly onto the layered silicate structure via a delaminated layered silicate which has the stated substituents. Suitable anions (W) are derived from proton-providing acids, in particular mineral acids, halides such as
Chlorid, Bromid, Fluorid oder Iodid sowie Sulfat, Sulfonat,Chloride, bromide, fluoride or iodide as well as sulfate, sulfonate,
Phosphat, Phosphonat, Phosphit und Carboxylat und insbesondere Acetat bevorzugt sind.Phosphate, phosphonate, phosphite and carboxylate and especially acetate are preferred.
Als geeignete Phosphoniumionen seien beispielsweise Dicosyltrime- thylphosphonium, Hexatriacontyltricyclohexylphosphonium, Octade- cyltriethylphosphonium, Dicosyltriisobutylphosphonium, Methyltri - nonylphosphonium, Ethyltrihexadecylphosphonium, Dimethyldidecyl- phosphonium, Diethyldioctadecylphosphonium, Octadecyldiethylal - lylphosphonium, Trioctylvinylbenzylphosphonium, Dioctydecylethyl - hydroxyethylphosphonium, Docosyldiethyldichlorbenzylphosphonium, Octylnonyldecylpropargylphosphonium, Triisobutylperfluordecyl - phosphonium, Eicosyltrihydroxymethylphosphonium, Triacontyltris - cyanethylphosphonium und Bis - trioctylethylendiphosphonium genannt .Suitable phosphonium include for example Dicosyltrime- thylphosphonium, Hexatriacontyltricyclohexylphosphonium, octadecyl cyltriethylphosphonium, Dicosyltriisobutylphosphonium, methyl tri - nonylphosphonium, Ethyltrihexadecylphosphonium, Dimethyldidecyl- phosphonium, Diethyldioctadecylphosphonium, Octadecyldiethylal - lylphosphonium, Trioctylvinylbenzylphosphonium, Dioctydecylethyl - hydroxyethylphosphonium, Docosyldiethyldichlorbenzylphosphonium, Octylnonyldecylpropargylphosphonium, Triisobutylperfluordecyl - phosphonium, Eicosyltrihydroxymethylphosphonium, Triacontyltris - called cyanethylphosphonium and bis - trioctylethylene diphosphonium.
Besonders geeignet sind Alkylammoniumionen, also z.B. Butyl- ammonium- , Hexylammonium- , Octylam onium- , Hexadecylammonium- , Octadecylammonium- , Laurylammonium- , MyriStylammonium, Palmity- lammonium- , Stearylammonium- , Pyridinium- , Octadecylammonium- , Monomethyloctadecylammonium- , Dodecylammonium, Dodecenylammonium- und Dimethyloctadecylammoniumionen.Alkylammonium ions are particularly suitable, e.g. Butylammonium-, Hexylammonium-, Octylam onium-, Hexadecylammonium-, Octadecylammonium-, Laurylammonium-, MyriStylammonium, Palmity- lammonium-, Stearylammonium-, Pyridinium-, Octadecylammonium-, Monomethyloctadecyl- dammonium- ammonium-, Ammonium-,
Weitere geeignete Hydrophobierungsmittel sind u.a. in der WO 93/4118, WO 93/4117, EP-A 398 551 und DE-A 36 32 865 beschrieben.Other suitable water repellents include in WO 93/4118, WO 93/4117, EP-A 398 551 and DE-A 36 32 865.
Besonders bevorzugt wird auf Dimethylstearylbenzylammoniumchlorid oder Dimethyldistearylammoniumchlorid als Hydrophobierungsmittel zurückgegriffen .Dimethylstearylbenzylammonium chloride or dimethyldistearylammonium chloride is particularly preferably used as the hydrophobizing agent.
Als kommerziell erhältliches, besonders geeignetes behandeltes Schichtsilikat sei das Produkt Tixogel® (Süd-Chemie) genannt. Hierunter sind z.B. mit Dimethylstearylbenzylammoniumchlorid gequollene Schichtsilikate aus der Klasse der Bentonite zu verstehen.The product Tixogel ® (Süd-Chemie) may be mentioned as a commercially available, particularly suitable treated sheet silicate. These include layered silicates from the class of the bentonites which are swollen with dimethylstearylbenzylammonium chloride.
Für die Delaminierung werden die unbehandelten Schichtsilikate in der Regel in einer Suspension mit dem Hydrophobierungsmittel umgesetzt. Bevorzugtes Suspendiermittel ist Wasser, gegebenenfalls in Mischung mit Alkoholen, insbesondere niederen Alkoholen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen. Es kann vorteilhaft sein, dem wäßrigen Medium einen Kohlenwasserstoff, zum Beispiel Heptan, zuzugeben. da die hydrophobierten Schichtsilikate mit diesen Kohlenwasserstoffen gewöhnlich verträglicher sind als mit Wasser.For delamination, the untreated layered silicates are generally reacted with the hydrophobizing agent in a suspension. The preferred suspending agent is water, optionally in a mixture with alcohols, in particular lower alcohols having 1 to 3 carbon atoms. It may be advantageous to add a hydrocarbon, for example heptane, to the aqueous medium. since the hydrophobicized layered silicates are usually more compatible with these hydrocarbons than with water.
Weitere geeignete Beispiele für Suspendiermittel sind Ketone und Kohlenwasserstoffe. Gewöhnlich wird ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel bevorzugt. Bei der Zugabe des Hydrophobierungsmittels zum Schichtsilikat tritt ein Ionenaustausch ein, wodurch das Schichtsilikat üblicherweise hydrophober wird und aus der Lösung ausfällt. Das als Nebenprodukt des Ionenaustausches entstehende Metallsalz ist vorzugsweise wasserlöslich, so daß das hydro- phobierte Schichtsilikat als kristalliner Feststoff durch z.B. Abfiltrieren abgetrennt werden kann.Other suitable examples of suspending agents are ketones and hydrocarbons. A water-miscible solvent is usually preferred. When the hydrophobizing agent is added to the layered silicate, an ion exchange takes place, as a result of which the layered silicate usually becomes more hydrophobic and precipitates out of the solution. The metal salt formed as a by-product of the ion exchange is preferably water-soluble, so that the hydrophobic layered silicate as a crystalline solid by e.g. Filtering can be separated.
Der Ionenaustausch ist von der Reaktionstemperatur weitgehend un- abhängig. Die Temperatur liegt vorzugsweise über dem Kristallisationspunkt des Mediums und unter seinem Siedepunkt. Bei wäßrigen Systemen liegt die Temperatur zwischen 0 und 100°C, vorzugsweise zwischen Raumtemperatur (etwa 20°C) und 95°C.The ion exchange is largely independent of the reaction temperature. The temperature is preferably above the crystallization point of the medium and below its boiling point. In aqueous systems, the temperature is between 0 and 100 ° C, preferably between room temperature (about 20 ° C) and 95 ° C.
Nach der Hydrophobierung weisen die Schichtsilikate einen Schichtabstand von 5 bis 100 Ä, vorzugsweise von 5 bis 50 Ä und insbesondere von 8 bis 40 Ä auf. Der Schichtabstand bedeutet üblicherweise den Abstand von der Schichtunterkante der oberen Schicht zur Schichtoberkante der unteren Schicht. Die Länge der Blättchen beträgt üblicherweise bis zu 2000 Ä, vorzugsweise bis zu 1500 Ä.After the hydrophobization, the layered silicates have a layer spacing of 5 to 100 Å, preferably 5 to 50 Å and in particular 8 to 40 Å. The layer spacing usually means the distance from the lower layer edge of the upper layer to the upper layer edge of the lower layer. The length of the leaflets is usually up to 2000 Å, preferably up to 1500 Å.
Die vorhergehend beschriebenen unbehandelten und behandelten Schichtsilikate werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren üblicherweise in Form einer Dispersion eingesetzt. AlsThe untreated and treated layered silicates described above are usually used in the form of a dispersion in the process according to the invention. As
Dispergiermittel kommen inerte unpolare aliphatische und aromatische Flüssigkeiten in Frage. Geeignet sind zum Beispiel aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Heptan oder i-Octan, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol oder Xylol, halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Chloroform oder Dichlormethan oder Mischungen der genannten Verbindungen. Die Dispersionen können durch intensives Vermischen von Schichtsilikat und Dispergiermittel erhalten werden. Hierfür reichen im allgemeinen bereits Rührergeschwindigkeiten im Bereich von 500 bis 5000 U/mim aus. Vorteilhafterweise geschieht dieses mit Rührgeschwindigkeiten im Bereich von 5000 bis 13000 U/min, besonders bevorzugt bei 10000 U/min, über einen Zeitraum von 1 min bis 3 h, bevorzugt über einen Zeitraum von 10 min bis 1 h. Besonders bevorzugt wird unter Scherbedingungen dispergiert. Die gewünschten Dispergierbe- dingungen lassen sich zum Beispiel mit dem Gerät Ultra-Turrax T25 der Firma Jahnke und Kunkel einstellen. Die Schichtsilikatdisper- sionen lassen sich zum Beispiel direkt im Polymerisationsgefäß erzeugen. Sie können aber auch separat hergestellt werden und dann entweder im Reaktionsgefäß vorgelegt oder zu einem beliebigen Zeitpunkt vor der Zugabe der Katalysatorverbindungen zugegeben werden. Die Schichtsilikate liegen in den Dispersionen üblicherweise in Konzentrationen im Bereich von 1 bis 40 g/1, bevorzugt im Bereich von 3 bis 35 und besonders bevorzugt im Bereich von 6 bis 30 g/1 vor. Die erhaltenen Dispersionen sind stabil und klar. Die Partikelgrößen der Schichtsilikate liegen in den erhaltenen Dispersionen, vorzugsweise unterhalb von 100 μm, bevorzugt ein Bereich von 10 μm bis 100 nm. Auch bei längeren Standzeiten fällt aus den Dispersionen kein Schichtsilikat aus.Dispersing agents are inert non-polar aliphatic and aromatic liquids. Suitable are, for example, aliphatic hydrocarbons such as heptane or i-octane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene or xylene, halogenated hydrocarbons such as chloroform or dichloromethane or mixtures of the compounds mentioned. The dispersions can be obtained by intensive mixing of layered silicate and dispersant. Stirrer speeds in the range from 500 to 5000 rpm are generally sufficient for this. This is advantageously done at stirring speeds in the range from 5000 to 13000 rpm, particularly preferably at 10000 rpm, over a period of 1 minute to 3 hours, preferably over a period of 10 minutes to 1 hour. Dispersion is particularly preferred under shear conditions. The desired dispersion conditions can be set, for example, with the Ultra-Turrax T25 from Jahnke and Kunkel. The layered silicate dispersions can, for example, be carried out directly in the polymerization vessel produce. However, they can also be prepared separately and then either placed in the reaction vessel or added at any time before the catalyst compounds are added. The layered silicates are usually present in the dispersions in concentrations in the range from 1 to 40 g / 1, preferably in the range from 3 to 35 and particularly preferably in the range from 6 to 30 g / 1. The dispersions obtained are stable and clear. The particle sizes of the layered silicates in the dispersions obtained are preferably below 100 μm, preferably in a range from 10 μm to 100 nm. Even in the case of longer standing times, no layered silicate precipitates out of the dispersions.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich verschiedenste C2- bis C2o-Alk-l-ene, insbesondere C2- bis Cι2-Alk-l-ene zu Poly- olefinen (co) polymerisieren. Neben Ethen oder Propen kommenWith the process according to the invention, a wide variety of C 2 - to C 2 o-alk-1-enes, in particular C 2 - to C 2 -alk-1-enes, can be polymerized to polyolefins (co). Come alongside ethene or propene
Alk-1-ene wie 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Hepten oder 1-Octen sowie auch 1-Decen oder 1-Dodecen in Frage. Selbstverständlich fallen unter Alk-1-ene auch aromatische Monomere mit einer vinylischen Doppelbindung, d.h. vinylaromatische Verbindungen wie Styrol oder α-Methylstyrol. Es können auch beliebige Mischungen an C2- bis C o~Alk-l-enen bzw. Mischungen von Alk-1-enen mit vinylaromatischen Verbindungen, z.B. Styrol mit Ethen oder höheren Alk-1-enen wie But-l-en oder Oct-l-en, eingesetzt werden. Bevorzugt wird auf Ethen oder Propen oder deren Mischung zurück - gegriffen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Polyolefinnanocomposite gestattet sowohl den Zugang zu Homopoly- meren wie Polyethylen oder Homopropylen wie auch zu Copolymeren, beispielsweise Poly (ethen-co-but-1-en) .Alk-1-enes such as 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene or 1-octene and also 1-decene or 1-dodecene are possible. Of course, alk-1-enes also include aromatic monomers with a vinyl double bond, ie vinylaromatic compounds such as styrene or α-methylstyrene. It is also possible to use any mixtures of C 2 -C 10 -alk-1-enes or mixtures of alk-1-enes with vinylaromatic compounds, for example styrene with ethene or higher alk-1-enes such as but-1-ene or oct -l-en, can be used. Ethene or propene or a mixture thereof is preferably used. The process according to the invention for the production of polyolefin nanocomposites allows access to homopolymers such as polyethylene or homopropylene as well as to copolymers, for example poly (ethene-co-but-1-ene).
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Alk-1-ene bzw. die vinylaromatischen Verbindungen mit Hilfe von Übergangsmetall - komplexen in Gegenwart der beschriebenen Dispersionen nach einem koordinativen Mechanismus polymerisiert. Grundsätzlich kommen hierfür alle Übergangsmetallverbindungen in Frage, die Alk-1-ene zu Polyolefinen polymerisieren (s.a. W. Kaminsky u. M. Arndt, Adrances in Polymer Science, 1997, 127, S. 143-187, sowie H. -H. Brintzinger, D. Fischer, R. Mülhaupt, B. Rieger, R.M. Waymouth, Angew. Chem. , 1995, 107, S. 1255 ff.).In the process according to the invention, alk-1-enes or the vinylaromatic compounds are polymerized with the aid of transition metal complexes in the presence of the dispersions described according to a coordinative mechanism. In principle, all transition metal compounds that polymerize alk-1-enes to polyolefins can be used (see also W. Kaminsky and M. Arndt, Adrances in Polymer Science, 1997, 127, pp. 143-187, and H. -H. Brintzinger , D. Fischer, R. Mülhaupt, B. Rieger, RM Waymouth, Angew. Chem., 1995, 107, p. 1255 ff.).
In einer bevorzugten Ausführungsform werden C - bis C2o-Alk-l-ene und/oder vinylaromatische Verbindungen in Gegenwart einer Dispersion eines oder mehrerer Schichtsilikate in einem unpolaren ali- phatischen oder aromatischen Dispergiermittel und einer Übergangsmetallverbindung der allgemeinen Formel (Ia) bzw. (Ib)
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In a preferred embodiment, C - to C 2 o-alk-1-enes and / or vinylaromatic compounds in the presence of a dispersion of one or more phyllosilicates in a non-polar aliphatic or aromatic dispersant and a transition metal compound of the general formula (Ia) or (Ib)
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( Ia) ( Ib)(Ia) (Ib)
in der die Substituenten und Indizes die folgende Bedeutung ha- ben:in which the substituents and indices have the following meaning:
R1' bis R4' Wasserstoff, Cι~ bis Cι0-Alkyl, partiell oder per- halogeniertes Cι~ bis Cio-Alkyl, C - bis Cirj-Cyclo- alkyl, C6- bis Cι -Aryl, mit funktionellen Gruppen auf der Basis der Elemente aus den Gruppen IVA,R 1 'to R 4 ' is hydrogen, -C ~ to -Cι 0 alkyl, partially or per- halogenated Cι ~ to Cio-alkyl, C - to Cirj-cycloalkyl, C 6 - to Cι-aryl, with functional groups the basis of the elements from groups IVA,
VA, VIA und VIIA des Periodensystems der Elemente partiell oder persubstituiertes C6- bis Cι4-Aryl, C - bis Cχ -Heteroaryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C- Atomen im Alkyl- und 6 bis 14 C-Atomen im Arylrest oder Si(R6')3, wobei R1' und R4' nicht Wasserstoff sind, oderVA, VIA and VIIA of the periodic table of the elements partially or per-substituted C 6 - to -C 4 aryl, C - to Cχ heteroaryl, alkylaryl with 1 to 10 carbon atoms in the alkyl and 6 to 14 carbon atoms in the aryl radical or Si (R 6 ') 3 , wherein R 1 ' and R 4 'are not hydrogen, or
R1' und R2' gemeinsam mit Ca und Na oder R3' und R4' gemeinsam mit Cb und Nb einen fünf-, sechs- oder sieben- gliedrigen aromatischen oder aliphatischen, substituierten oder unsubstituierten Heterocylus , oderR 1 'and R 2 ' together with C a and N a or R 3 'and R 4 ' together with C b and N b form a five-, six- or seven-membered aromatic or aliphatic, substituted or unsubstituted heterocycle, or
R2' und R3' gemeinsam mit Ca und Cb einen fünf-, sechs- oder siebengliedrigen aliphatischen oder aromatischen, substituierten oder unsubstituierten Carbo- oder Heterocyclus bilden,R 2 'and R 3 ' together with C a and C b form a five-, six- or seven-membered aliphatic or aromatic, substituted or unsubstituted carbo- or heterocycle,
R5' Wasserstoff, Cι~ bis Cio-Alkyl, C3- bis Cio-Cyclo- alkyl, C6- bis Cι -Aryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C- Atomen im Alkyl- und 6 bis 14 C-Atomen im Arylrest oder Si (R6')3,R 5 'is hydrogen, -C ~ to Cio-alkyl, C 3 - to Cio-cycloalkyl, C 6 - to Cι-aryl, alkylaryl with 1 to 10 carbon atoms in the alkyl and 6 to 14 carbon atoms in the aryl radical or Si (R 6 ') 3 ,
R6' Cι~ bis Cio-Alkyl, C3- bis Cio-Cycloalkyl , C6- bis C- -Aryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkyl- und 6 bis 14 C-Atomen im Arylrest, m 0 oder 1 ,R6 '-C ~ to Cio-alkyl, C 3 - to Cio-cycloalkyl, C 6 - to C- aryl, alkylaryl with 1 to 10 C atoms in the alkyl and 6 to 14 C atoms in the aryl radical, m 0 or 1,
M' ein Element der Gruppe VIIIB des Periodensystems der Elemente,M 'is an element from Group VIIIB of the Periodic Table of the Elements,
Q' Acetonitril, Benzonitril, einen linearen Alkyl - ester, einen linearen oder cyclischen aliphatischen Ether, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Hexamethylphosphorsäuretriamid oder Halogenide,Q 'acetonitrile, benzonitrile, a linear alkyl ester, a linear or cyclic aliphatic ether, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide or halides,
T' Chlorid, Bromid, Jodid oder ein Cι~ bis C20-Alkyl, das in ß-Position zum Metallzentrum M' keine Wasserstoffatome aufweist, und gegebenenfalls über eine Ci- bis C -Alkylesterendgruppe oder eine Nitrilendgruppe verfügt, oder Q' und T' bilden gemeinsam eine C3-Alkylenkette mit einer linearen Cι~ bis C -Alkylester- oder einer Nitrilendgruppe ,T 'chloride, bromide, iodide or a Cι ~ to C 20 alkyl, which has no hydrogen atoms in the ß position to the metal center M', and optionally has a Ci- to C -alkyl ester end group or a nitrile end group, or Q 'and T 'together form a C 3 alkylene chain with a linear C ~ to C alkyl ester or a nitrile end group,
A' ein nicht- oder schlechtkoordinierendes Anion undA 'a non- or poorly coordinating anion and
n 0, 1 , 2 oder 3n 0, 1, 2 or 3
polymerisiert .polymerized.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Übergangsmetallverbindungen (la) bzw. (Ib) verwendet, die mit bidentaten Chelat- liganden der allgemeinen Formel (IVa) oder (IVb)In the process according to the invention, transition metal compounds (la) or (Ib) are used which are combined with bidentate chelate ligands of the general formula (IVa) or (IVb)
RM . R3 'RM. R 3 '
Ma (C (R5 J 2 ) ιiϊ— Cb^M a (C (R 5 J 2 ) ι iϊ— C b ^
[IVa)[IVa)
Ri - — Na Nb— - R4 'Ri - - N a N b - - R 4 '
R3 'R 3 '
R2 R 2
Ma (c (R5 J 2 ) sr- cb- - R3 'M a (c (R 5 J 2 ) sr- c b - - R 3 '
(ivb) , Rl - — Na p - — R4 (ivb), Rl - - N a p - - R 4
R4'R 4 '
komplexiert sind, in denenare complexed in which
R1' und R4' unabhängig voneinander Wasserstoff, geradkettig oder verzweigtes Cι~ bis Cio-Alkyl, bevorzugt Cι~ bis C6-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Pro- pyl, n-Butyl, i-Butyl, t-Butyl, partiell oder per- halogeniertes Ci- bis Cio-Alkyl, bevorzugt Ci- bis Cß-Alkyl, wie Trifluor- oder Trichlormethyl oder 2, 2 , 2-Trifluorethyl, substituiertes oder unsubsti- tuiertes C3- bis Cio-Cycloalkyl , bevorzugt C3- bisR 1 'and R 4 ' independently of one another are hydrogen, straight-chain or branched C 1 -C 1 -alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, i-pro- pyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, partially or per-halogenated Ci- to Cio-alkyl, preferably Ci- to C ß- alkyl, such as trifluoro or trichloromethyl or 2, 2, 2-trifluoroethyl, substituted or unsubstituted C 3 - to Cio-cycloalkyl, preferably C 3 - bis
Ce-Cycloalkyl, wie Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclo- hexyl, 1-Methylcyclohexyl oder 4-t-Butylcyclohe- xyl, C6- bis Cι -Aryl, bevorzugt C_- bis Cιo~Aryl, wie Phenyl oder Naphthyl, insbesondere Phenyl, mit funktioneilen Gruppen auf der Basis der Elemente aus den Gruppen IVA, VA, VIA und VIIA des Periodensystems der Elemente partiell oder persubstituiertes CQ - bis Cι4-Aryl, bevorzugt C6- bis Cio-Aryl, mit geradkettig oder verzweigtem Cι~ bis Cio-Alkyl, bevorzugt Cι~ bis C6-Alkyl, wie Methyl,Ce-cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 1-methylcyclohexyl or 4-t-butylcyclohexyl, C 6 - to C 1 -aryl, preferably C_ to C 1 -aryl, such as phenyl or naphthyl, especially phenyl, with functional groups based on the elements from groups IVA, VA, VIA and VIIA of the Periodic Table of elements partially or persubstituted CQ - to Cι 4 -aryl, preferably C 6 - to Cio-aryl, with straight-chain or branched Cι ~ to CIO Alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl, such as methyl,
Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, t-Bu- tyl , partiell oder perhalogeniertem Cι~ bis Cio-Alkyl, bevorzugt Cι~ bis C6-Alkyl, wie Trifluor- oder Trichlormethyl oder 2 , 2 , 2-Trifluor - ethyl, Triorganosilyl , beispielsweise Trimethyl-,Ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, partially or perhalogenated C 1 -C 4 -alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl, such as trifluoromethyl or trichloromethyl or 2 , 2, 2-trifluoroethyl, triorganosilyl, for example trimethyl,
Triethyl-, Tri-t-butyl- , Triphenyl- oder t-Butyl- di-phenylsilyl, Amino, beispielsweise NH2, Dimethylamino, Di-i-propylamino, Di-n-butylamino, Diphenylamino oder Dibenzylamino, Cι~ bis Cio-Alkoxy, bevorzugt Ci bis C6-Alkoxy, beispielsweise Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, t-Bu- toxy oder Halogen, beispielsweise Fluorid, Chlorid, Bromid oder Jodid; C _- bis C -Heteroaryl , bevorzugt C - bis Cg-Heteroaryl , wie Pyridyl, Pyrimidyl, Chinolyl oder Isochinolyl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 6 C-Atomen im Alkyl- und 6 bis 14 C-Atomen, bevorzugt 6 bis 10 C-Atomen im Arylrest, wie Benzyl , oder Si(R6')3 darstellen, wobei R1' und R4' nicht Wasserstoff be- deuten, oderTriethyl-, tri-t-butyl-, triphenyl- or t-butyl-di-phenylsilyl, amino, for example NH 2 , dimethylamino, di-i-propylamino, di-n-butylamino, diphenylamino or dibenzylamino, Cι ~ to Cio- Alkoxy, preferably C 1 to C 6 alkoxy, for example methoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy, t-butoxy or halogen, for example fluoride, chloride, bromide or iodide; C _ to C heteroaryl, preferably C to Cg heteroaryl, such as pyridyl, pyrimidyl, quinolyl or isoquinolyl, alkylaryl having 1 to 10 C atoms, preferably 1 to 6 C atoms in the alkyl and 6 to 14 C- Represent atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms in the aryl radical, such as benzyl, or Si (R 6 ') 3 , where R 1 ' and R 4 'are not hydrogen, or
R1' und R2' gemeinsam mit Ca und Na oder R3' und R4' gemeinsam mit Cb und Nb einen fünf-, sechs- oder sieben - gliedrigen aromatischen oder aliphatischen, sub- stituierten oder unsubstituierten Heterocylus, oderR 1 'and R 2 ' together with C a and N a or R 3 'and R 4 ' together with C b and N b form a five-, six- or seven-membered aromatic or aliphatic, substituted or unsubstituted heterocycle, or
R2' und R3' gemeinsam mit Ca und Cb einen fünf-, sechs- oder siebengliedrigen aliphatischen oder aromatischen, substituierten oder unsubstituierten Carbo- oderR 2 'and R 3 ' together with C a and C b are a five-, six- or seven-membered aliphatic or aromatic, substituted or unsubstituted carbo- or
Heterocyclus bilden, R5' unabhängig voneinander für Wasserstoff, gerad- kettig oder verzweigtes Ci- bis Cio-Alkyl, bevorzugt Ci- bis C6-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, t-Butyl, insbesondere Methyl, substituiertes oder unsubstituiertes C3- bis Cio-Cycloalkyl, bevorzugt C3- bis Cg-Cyclo- alkyl, wie Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclhexyl, 1-Methylcyclohexyl oder 4-t-Butylcyclohexyl, insbesondere Cyclohexyl, C6- bis Cι -Aryl, bevorzugt C6~ bis Cio-Aryl, wie Phenyl oder Naphthyl, insbesondere Phenyl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 6 C-Atomen im Alkyl- und 6 bis 14 C-Atomen, bevorzugt 6 bis 10 C-Atomen im Arylrest, wie Benzyl , oder Si(R6')3, besonders bevorzugt für Wasserstoff oder Methyl stehen,Form heterocycle, R 5 'independently of one another is hydrogen, straight-chain or branched C 1 -C 10 -alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, t-Butyl, especially methyl, substituted or unsubstituted C 3 - to Cio-cycloalkyl, preferably C 3 - to Cg-cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclhexyl, 1-methylcyclohexyl or 4-t-butylcyclohexyl, especially cyclohexyl, C 6 - to -C aryl, preferably C 6 ~ to Cio-aryl, such as phenyl or naphthyl, especially phenyl, alkylaryl with 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms in the alkyl and 6 to 14 carbon atoms , preferably 6 to 10 carbon atoms in the aryl radical, such as benzyl or Si (R 6 ') 3 , particularly preferably represent hydrogen or methyl,
R6' unabhängig voneinander geradkettig oder verzweigtes Ci- bis Cio-Alkyl, bevorzugt Ci- bis C6-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, t- Butyl, insbesondere Methyl oder t-Butyl, C3- bisR 6 'independently of one another straight-chain or branched Ci to Cio alkyl, preferably Ci to C 6 alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, t-butyl, especially methyl or t- Butyl, C 3 - bis
Cio-Cycloalkyl, bevorzugt C3- bis C6*-Cycloalkyl , wie Cyclopropyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl, insbesondere Cyclohexyl, substituiertes oder unsubstituiertes C6- bis Cι -Aryl, bevorzugt C6- bis Cio-Aryl, wie Phenyl oder Naphthyl, insbesondere Phenyl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 6 C-Atomen im Alkyl- und 6 bis 14 C-Atomen, bevorzugt 6 bis 10 C-Atomen im Arylrest, insbesondere Benzyl darstellt undCio-cycloalkyl, preferably C 3 - to C 6 -cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclopentyl or cyclohexyl, in particular cyclohexyl, substituted or unsubstituted C 6 to C 1 aryl, preferably C 6 to Cio aryl, such as phenyl or naphthyl, in particular phenyl, alkylaryl having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms in the alkyl and 6 to 14 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms in the aryl radical, in particular benzyl and
m 0 oder 1, insbesondere 0 bedeuten.m is 0 or 1, in particular 0.
Wie beschrieben, können in den Ligandverbindungen (IVa) und (IVb) auch die vicinalen Reste R1' und R2' gemeinsam mit Na und Ca bzw. die vicinalen Reste R3' und R4' gemeinsam mit Nb und Cb bzw. mit P und Cb einen substituierten oder unsubstituierten fünf-, sechs- oder siebengliedrigen aromatischen oder aliphatischen Heterocylus bilden. In Frage kommt u.a. ein fünf- oder sechsgliedriges ali- phatisches Ringsystem, zum Beispiel basierend auf Pyrrolidyl, Piperidyl oder Oxazolyl, ein fünf- oder sechsgliedriges aromatisches Ringsystem, zum Beispiel basierend auf Pyrazolyl oder Pyridyl, oder ein annellierter aromatischer Heterocyclus wie Chi - nolyl oder Isochinolyl. Die aufgeführten Ringsysteme können sowohl unsubstituiert als auch substituiert, beispielsweise mit Cι-C -Alkylresten wie Methyl, Ethyl, i-Propyl oder t-Butyl, partiell oder perhalogenierten Alkylresten wie Trifluormethyl oder 2,2 , 2-Trifluorethyl, Arylresten wie Phenyl oder Naphthyl, substi- tuierten Arylresten, wie Tolyl oder 2- oder 4-Trifluormethyl - phenyl, Alkoxyresten wie Methoxy, Ethoxy, i-Propoxy oder t-Bu- toxy, Aminoresten wie Dimethylamino, Diphenylamino oder Dibenzy- lamino, Triorganosilylresten wie Trimethyl-, Tri-i-propyl-, Tri- n-butyl-, Triphenyl- oder t-Butyl-di-phenylsilyl oder Halogen wieAs described, in the ligand compounds (IVa) and (IVb) the vicinal residues R 1 'and R 2 ' together with N a and C a or the vicinal residues R 3 'and R 4 ' together with N b and C b or with P and C b form a substituted or unsubstituted five-, six- or seven-membered aromatic or aliphatic heterocycle. A five- or six-membered aliphatic ring system, for example based on pyrrolidyl, piperidyl or oxazolyl, a five- or six-membered aromatic ring system, for example based on pyrazolyl or pyridyl, or a fused aromatic heterocycle such as quinolyl or Isoquinolyl. The ring systems listed can be both unsubstituted and substituted, for example with -CC alkyl radicals such as methyl, ethyl, i-propyl or t-butyl, partially or perhalogenated alkyl radicals such as trifluoromethyl or 2,2, 2-trifluoroethyl, aryl radicals such as phenyl or naphthyl , substi- tuated aryl residues such as tolyl or 2- or 4-trifluoromethylphenyl, alkoxy residues such as methoxy, ethoxy, i-propoxy or t-butoxy, amino residues such as dimethylamino, diphenylamino or dibenzylamino, triorganosilyl residues such as trimethyl, tri-i- propyl, tri-n-butyl, triphenyl or t-butyl-di-phenylsilyl or halogen such as
Fluorid, Chlorid, Bromid oder Jodid vorliegen. Bevorzugt sind sechsgliedrige aromatische, substituierte oder unsubstituierteFluoride, chloride, bromide or iodide are present. Six-membered aromatic, substituted or unsubstituted are preferred
Heterocyclen. Diese Heterocyclen können beispielsweise mit Alkyl - gruppen, z.B. C1-C4 -Alkylgruppen wie Methyl substituiert oder mit aromatischen Ringsystemen wie Benzol annelliert sein.Heterocycles. These heterocycles can be substituted, for example, with alkyl groups, for example C 1 -C 4 alkyl groups such as methyl, or fused with aromatic ring systems such as benzene.
Unter den Resten R2' und R3' sind Wasserstoff, Methyl, Ethyl, i- Propyl, t-Butyl, Methoxy, Ethoxy, i-Propoxy, t-Butoxy, Trifluormethyl , Phenyl, Naphthyl, Tolyl, 2-i-Propylphenyl , 2-t-Butylphe- nyl, 2 , 6-Di-i-propylphenyl , 2-Trifluormethylphenyl, 4-Methoxy- phenyl, Pyridyl oder Benzyl und insbesondere Wasserstoff, Methyl, Ethyl, i-Propyl oder t-Butyl bevorzugt. Ligandverbindungen mit diesen Resten finden sich bei K. Vrieze und G. van Koten, Adv. Organomet. Chem. , 1982, 21, S. 151- 239 beschrieben. Die Reste R2' und R3' sind gemeinsam mit Ca und Cb bevorzugt Bestandteil eines Phenanthren- oder CampherSystems , wie bei J. Matei und T. Lixan- dru, Bul. Inst. Politeh. Iasi, 1967, 13, S. 245 beschrieben.Among the radicals R 2 'and R 3 ' are hydrogen, methyl, ethyl, i-propyl, t-butyl, methoxy, ethoxy, i-propoxy, t-butoxy, trifluoromethyl, phenyl, naphthyl, tolyl, 2-i-propylphenyl , 2-t-butylphenyl, 2, 6-di-i-propylphenyl, 2-trifluoromethylphenyl, 4-methoxyphenyl, pyridyl or benzyl and in particular hydrogen, methyl, ethyl, i-propyl or t-butyl are preferred. Ligand compounds with these residues can be found in K. Vrieze and G. van Koten, Adv. Organomet. Chem., 1982, 21, pp. 151-239. The radicals R 2 'and R 3 ' together with C a and C b are preferably part of a phenanthrene or camphor system, as in J. Matei and T. Lixandru, Bul. Inst. Politeh. Iasi, 1967, 13, p. 245.
Besonders geeignete Reste R1' und R4' sind solche mit sterisch an- spruchsvollen aliphatischen oder aromatischen Gruppen wie t-Butyl, Neopentyl, Cyclohexyl, substituiertes Cyclohexyl wie 1-Methylcyclohexyl oder 4-t-Butylcyclohexyl, Phenyl, substituiertes Phenyl wie 2-i-Propylphenyl, 2-t-Butylphenyl , 2 , 6-Di-i-pro- pylphenyl, 2-Trifluormethylphenyl , 4-Methoxyphenyl, Pyridyl, Pyrimidyl, Chinolyl, Isochinolyl, Benzyl oder substituiertes oder unsubstituiertes Naphthyl wie 1- oder 2-Naphthyl, Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, 1-Methylcyclohexyl, 4-t-Butylcyclohexyl oder Ferrocenyl . Besonders bevorzugt als Reste sind Cyclohexyl, Phenyl, 1- oder 2-Naphthyl, 2-i-Propylphenyl , 2-t-Butylphenyl, 2 , 6-Di-t-butylphenyl, 2 , 6-Dineopentylphenyl , 2 , 6-Di-i-propylphe- nyl oder 2-Trifluormethylphenyl, insbesondere 2, 6-Di-i-propylphe- nyl . Für Verbindungen (IVb) ist auch Phenyl als Rest R ' besonders bevorzugt.Particularly suitable radicals R 1 'and R 4 ' are those with sterically demanding aliphatic or aromatic groups such as t-butyl, neopentyl, cyclohexyl, substituted cyclohexyl such as 1-methylcyclohexyl or 4-t-butylcyclohexyl, phenyl, substituted phenyl such as 2- i-propylphenyl, 2-t-butylphenyl, 2, 6-di-i-propylphenyl, 2-trifluoromethylphenyl, 4-methoxyphenyl, pyridyl, pyrimidyl, quinolyl, isoquinolyl, benzyl or substituted or unsubstituted naphthyl such as 1- or 2- Naphthyl, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 1-methylcyclohexyl, 4-t-butylcyclohexyl or ferrocenyl. Particularly preferred radicals are cyclohexyl, phenyl, 1- or 2-naphthyl, 2-i-propylphenyl, 2-t-butylphenyl, 2, 6-di-t-butylphenyl, 2, 6-dineopentylphenyl, 2, 6-di- i-propylphenyl or 2-trifluoromethylphenyl, in particular 2,6-di-i-propylphenyl. For compounds (IVb), phenyl is also particularly preferred as the radical R '.
Bevorzugt sind unter den Liganden (IVa) und (IVb) Verbindungen der Formel (IVa) . Die Liganden der Verbindungen (IVa) können sowohl C2-Symmetrie aufweisen als auch unsymmetrisch vorliegen, d.h. sich in den Resten R1', R2' bzw. R3', R4' unterscheiden. Besonders bevorzugt sind dabei solche mit identischen Resten R1' und R4' . Exemplarisch seien nachfolgend einige bevorzugte Ligandenverbin- dungen (IVa) genannt: Bis-N,N' - (2 , 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-l, 3-butadien,Preferred ligands (IVa) and (IVb) are compounds of the formula (IVa). The ligands of the compounds (IVa) can have both C 2 symmetry and be asymmetrical, ie differ in the radicals R 1 ', R 2 ' or R 3 ', R 4 '. Those with identical radicals R 1 'and R 4 ' are particularly preferred. Some preferred ligand compounds (IVa) are mentioned below as examples: Bis-N, N '- (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-l, 3-butadiene,
Bis-N,N' - (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2, 3-dimethyl-l, 3- butadien,Bis-N, N '- (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2, 3-dimethyl-l, 3-butadiene,
Bis-N,N'- (2, 6-dimethylphenyl) -1, 4-diaza-l , 3-butadien, Bis-N,N'- (2, 6-dimethylphenyl) -1, 4-diaza-2 , 3-dimethyl-l, 3- butadien,Bis-N, N'- (2,6-dimethylphenyl) -1,4-diaza-1,3-butadiene, bis-N, N'- (2,6-dimethylphenyl) -1,4-diaza-2, 3-dimethyl-l, 3-butadiene,
Bis-N,N' - (1-naphthyl) -1, 4-diaza-l, 3-butadien undBis-N, N '- (1-naphthyl) -1, 4-diaza-l, 3-butadiene and
Bis-N,N'- (l-naphthyl)-l,4-diaza-2, 3-dimethyl-l, 3-butadien.Bis-N, N'- (l-naphthyl) -l, 4-diaza-2,3,3-dimethyl-1,3-butadiene.
Die zweizähnigen Liganden (IVa) können z.B. aus Glyoxal oderThe bidentate ligands (IVa) can e.g. made of glyoxal or
Diacetyl durch Umsetzung mit primären Aminen wie n-Butylamin, i- Butylamin, t-Butylamin, Cycolhexylamin, 2-Trifluormethylanilin, 2-Isopropylanilin, 2-t-Butylanilin, 1-Naphthylamin oder 2,6-Dii- sopropylanilin erhalten werden (s.a. G. van Koten und K. Vrieze in Advances in Organometallic Chemistry, Vol. 21, S. 152 - 234, Academic Press, 1982, New York).Diacetyl can be obtained by reaction with primary amines such as n-butylamine, i-butylamine, t-butylamine, cycolhexylamine, 2-trifluoromethylaniline, 2-isopropylaniline, 2-t-butylaniline, 1-naphthylamine or 2,6-diisopropylaniline (see also G. van Koten and K. Vrieze in Advances in Organometallic Chemistry, Vol. 21, pp. 152-234, Academic Press, 1982, New York).
Als Metalle M' in (la) oder (Ib) kommen alle Elemente der Gruppe VIIIB des Periodensystems der Elemente, also Eisen, Cobalt, Nickel, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium oder Platin in Betracht. Bevorzugt werden Nickel, Rhodium, Palladium oder Platin eingesetzt, wobei Nickel und Palladium, insbesondere Palladium besonders bevorzugt ist. Eisen und Cobalt liegen in den Metallverbindungen (I) im allgemeinen zwei- oder dreifach positiv geladen vor, Palladium, Platin und Nickel zweifach positiv geladen und Rhodium dreifach positiv geladen vor.Suitable metals M 'in (la) or (Ib) are all elements of group VIIIB of the periodic table, ie iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium or platinum. Nickel, rhodium, palladium or platinum are preferably used, nickel and palladium, in particular palladium, being particularly preferred. Iron and cobalt are generally present in the metal compounds (I) in two or three times positively charged, palladium, platinum and nickel in two positively charged and rhodium in three positively charged.
Der Rest T' in (I) kann Chlorid, Bromid, Jodid und bevorzugt ein Cι~ bis C o-Alkyl, das in ß-Position zum Metallzentrum M' keine Wasserstoffatome aufweist, sein. Gegebenenfalls kann der Cι~ bis C2o-Alkylrest über eine C ~ bis C4-Alkylester- oder eine Nitri- lendgruppe verfügen. Bevorzugt sind Chlorid und Bromid als Halogenide sowie Methyl als Alkylrest.The radical T 'in (I) can be chloride, bromide, iodide and preferably a C 1 -C 8 -alkyl which has no hydrogen atoms in the β position to the metal center M'. If appropriate, the C 1 -C 2 -alkyl radical can have a C 1 -C 4 -alkyl ester or a nitrile end group. Chloride and bromide are preferred as halides and methyl as the alkyl radical.
Der Rest Q' kann Acetonitril, Benzonitril oder einen linearen oder cyclischen aliphatischen Ether wie Diethylether, Di-i-propy- lether oder Tetrahydrofuran, bevorzugt Diethylether bedeuten. Q' kann außerdem einen linearen Alkylester, bevorzugt mit 1 bis 6 C- Atomen im Säure- und 1 bis 4 C-Atomen im Alkoholteil, Dimethyl- sulfoxid, Dimethylformamid oder Hexamethylphosphorsäuretriamid sowie, insbesondere im Fall von Nickelkomplexen (la) oder (Ib) auch ein Halogenid, z.B. ein Bromid, darstellen.The rest Q 'can mean acetonitrile, benzonitrile or a linear or cyclic aliphatic ether such as diethyl ether, di-i-propyl ether or tetrahydrofuran, preferably diethyl ether. Q 'can also be a linear alkyl ester, preferably having 1 to 6 carbon atoms in the acid and 1 to 4 carbon atoms in the alcohol part, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide or hexamethylphosphoric acid triamide and, in particular in the case of nickel complexes (la) or (Ib) also a halide, e.g. a bromide.
Des weiteren können die Reste T' und Q' gemeinsam eine C3-Alkylen- kette mit einer linearen Alkylesterendgruppe oder mit einer Ni - trilendgruppe darstellen. Bevorzugt bilden T' und Q' gemeinsam eine - (CH2CH2CH2C (0) OCH3) -Einheit . T' und Q' stellen demzufolge gemeinsam mit dem Metallzentrum M' einen sechsgliedrigen Cyclus dar.Furthermore, the radicals T 'and Q' together can represent a C 3 -alkylene chain with a linear alkyl ester end group or with a nitrile end group. T 'and Q' preferably together form a - (CH 2 CH 2 CH 2 C (0) OCH 3 ) unit. T 'and Q' accordingly together with the metal center M 'represent a six-membered cycle.
Bei den Komplexen (la) und (Ib) des Nickels (M' = Ni) , bevor- zugt dem Nickeldihalogenid (n = 0) , insbesondere den Nickeldibro- midkomplexen, verwendet man üblicherweise offenkettige oder cy- clische Alumoxanverbindungen, z.B. MAO (Methylalumoxanlösung in Toluol, ca. 10 Gew. -%) , als Aktivatorzusätze. Die Herstellung dieser oligomeren Alumoxanverbindungen erfolgt üblicherweise durch Umsetzung einer Lösung von Trialkylaluminium mit Wasser und ist u.a. in der EP-A 284 708 und der US A 4,794,096 beschrieben.For the complexes (la) and (Ib) of nickel (M '= Ni), preferably the nickel dihalide (n = 0), especially the nickel dibromide complexes, open-chain or cyclic alumoxane compounds, e.g. MAO (methylalumoxane solution in toluene, approx. 10% by weight) as activator additives. These oligomeric alumoxane compounds are usually prepared by reacting a solution of trialkylaluminum with water and include in EP-A 284 708 and US A 4,794,096.
Unter einem nicht- oder schlechtkoordinierenden Anion A' sind erfindungsgemäß solche Anionen zu verstehen, deren Ladungsdichte am anionischen Zentrum aufgrund eletronegativer Reste vermindert ist und/oder deren Reste das anionische Zentrum sterisch abschirmen. Bevorzugt als Anionen A' sind Borate wie B [C6H3 (CF3) 2] _~ (Tetra (3 , 5-bis- (trifluormethyl) phenyl) borat) , B[C6F5]4 ~, BF4 ~ oder SbF6 _, A1F4-, AsF6-, PF6-, CF3S03", insbesondere B [C6H3 (CF3) 2] _~ , SbF6 ~ und PF6 ~. Geeignete Anionen sowie deren Herstellung werden z.B. bei S.H. Strauss, Chem. Rev. 1993, 93, S. 927 - 942 sowie W. Beck und K. Sünkel , Chem. Rev. 1988, 88, S. 1405 - 1421 beschrieben.According to the invention, a non-coordinating or poorly coordinating anion A 'is to be understood as those anions whose charge density at the anionic center is reduced due to electronegative residues and / or whose residues shield the anionic center sterically. Preferred anions A 'are borates such as B [C 6 H 3 (CF 3 ) 2 ] _ ~ (tetra (3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl) borate), B [C 6 F 5 ] 4 ~ , BF 4 ~ or SbF 6 _ , A1F 4 -, AsF 6 -, PF 6 -, CF 3 S0 3 ", in particular B [C 6 H 3 (CF 3 ) 2 ] _ ~ , SbF 6 ~ and PF 6 ~ . Suitable Anions and their preparation are described, for example, in SH Strauss, Chem. Rev. 1993, 93, pp. 927-942 and W. Beck and K. Sünkel, Chem. Rev. 1988, 88, pp. 1405-1421.
Bevorzugte Übergangsmetallverbindungen sind beispielsweisePreferred transition metal compounds are, for example
[Bis-N,N'-(2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2, 3-dimethyl-l, 3- butadien] palladium-acetonitril-methyl- (tetra (3 , 5-bis- (trifluormethyl) phenyl) borat) , [Bis-N,N' - (2 , 6-diisopropylphenyl) -1, 4- diaza-2 , 3-dimethyl-l, 3-butadien] palladium-diethylether-methyl- (tetra (3, 5-bis- (trifluormethyl) phenyl) borat) , [Bis-N,N'- (2,6- diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2 , 3-dimethyl-l, 3-butadien] - palladium-h1-0-methylcarboxypropyl- (tetra (3 , 5-bis- (trifluormethyl) phenyl) ) borat) , [Bis-N,N' - (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4- diaza-1, 3-butadien] palladium-hA-O-methylcarboxypropyl- ( tetra- (3 , 5-bis- (trifluormethyl) phenyl) borat) oder [Bis-N, ' - (1- naphthyl) -1, 4-diaza-2 , 3-dimethyl-l, 3-butadien] palladium-hi-O- methylcarboxypropyl- (tetra (3 , 5-bis- (trifluormethyl) phenyl) ) - borat) .[Bis-N, N '- (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2, 3-dimethyl-1,3-butadiene] palladium-acetonitrile-methyl- (tetra (3, 5-bis- ( trifluoromethyl) phenyl) borate), [bis-N, N '- (2,6-diisopropylphenyl) -1,4-diaza-2,3-dimethyl-1,3-butadiene] palladium-diethylether-methyl- (tetra ( 3, 5-bis (trifluoromethyl) phenyl) borate), [bis-N, N'- (2,6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2, 3-dimethyl-1,3-butadiene] - palladium -h 1 -0-methylcarboxypropyl- (tetra (3,5-bis- (trifluoromethyl) phenyl)) borate), [bis-N, N '- (2,6-diisopropylphenyl) -1,4-diaza-1, 3-butadiene] palladium-hA-O-methylcarboxypropyl- (tetra- (3,5-bis- (trifluoromethyl) phenyl) borate) or [bis-N, '- (1-naphthyl) -1, 4-diaza-2 , 3-dimethyl-l, 3-butadiene] palladium-h i -O-methylcarboxypropyl- (tetra (3, 5-bis (trifluoromethyl) phenyl)) borate).
Die Übergangsmetallverbindungen (la) und (Ib) sind z.B. aus solchen Komplexen zugänglich, in denen Q' durch ein Halogenid, insbesondere durch ein Chlorid ersetzt ist. Beispielsweise seien genannt [Bis-N, N' - (2 , 6-diisopropylphenyl) -1 , 4-diaza-2 , 3-dimethyl- 1, 3-butadien] palladium-methyl-chlorid oder [Bis-N, N' - (2, 6-diiso- propylphenyl) -1 , 4-diaza-l , 3-butadien] alladium-methyl-chorid.The transition metal compounds (la) and (Ib) are e.g. accessible from such complexes in which Q 'is replaced by a halide, in particular by a chloride. Examples include [bis-N, N '- (2,6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2,3-dimethyl-1,3-butadiene] palladium-methyl chloride or [bis-N, N' - (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-l, 3-butadiene] alladium-methyl-choride.
In der Regel behandelt man diese Komplexe in Gegenwart von Aceto- nitril, Benzonitril, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Hexa- methylphosphorsäuretriamid oder einem linearem oder cyclischen Ether wie Diethylether mit einem Alkali- oder Silbersalz (M'')+A'~ mit A' in der bezeichneten Bedeutung eines nicht- oder schlecht - koordinierenden Anions und M' ' z.B. in der Bedeutung von Natrium, Kalium, Lithium, Caesium oder Silber, also z.B. Natrium- (tetra (3 , 5-bis- (trifluormethyl) phenyl) borat) oder Silberhexafluoro- antimonat. Beispielhaft sei auf die bei Mecking et al . , J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, S. 888 - 899 beschriebene Herstellung verwiesen. Die Ausgangsverbindung, in der Q' durch ein Halogenid er- setzt ist, kann durch Behandlung eines entsprechenden Cycloocta- dienkomplexes mit einem Liganden der allgemeinen Formel (IVa) oder (IVb) in einem nicht-koordinierenden Lösungsmittel wie Dichlormethan erhalten werden. Derartige Herstellungsverfahren sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise bei Johnson et al., J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, S. 6414 und J.H. Groen et al.,As a rule, these complexes are treated in the presence of acetonitrile, benzonitrile, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, hexa- methylphosphoric acid triamide or a linear or cyclic ether such as diethyl ether with an alkali metal or silver salt (M '') + A ' ~ with A' in the designated meaning of a non- or poorly coordinating anion and M '' eg in the meaning of sodium, Potassium, lithium, cesium or silver, for example sodium (tetra (3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl) borate) or silver hexafluoroantimonate. One example is the one in Mecking et al. , J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, pp. 888-899 referenced production. The starting compound in which Q 'is replaced by a halide can be obtained by treating a corresponding cyclo-ocadiene complex with a ligand of the general formula (IVa) or (IVb) in a non-coordinating solvent such as dichloromethane. Such production processes are known to the person skilled in the art and are described, for example, in Johnson et al., J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, p. 6414 and JH Groen et al.,
Organometallics, 1997, 17, S. 68 beschrieben. Für die Herstellung der Cyclooctadienkomplexe sei z.B. auf H. Tom Dieck et al., Z. Naturforschung, 1981, 36b, S. 823 und D. Drew und J.R. Doyle, Inorganic Synthesis, 1990, 28, S. 348 sowie auf die deutsche Patentanmeldung 19730867.8 verwiesen.Organometallics, 1997, 17, p. 68. For the preparation of the cyclooctadiene complexes, e.g. on H. Tom Dieck et al., Z. Naturforschung, 1981, 36b, p. 823 and D. Drew and J.R. Doyle, Inorganic Synthesis, 1990, 28, p. 348 and to the German patent application 19730867.8.
Die Übergangsmetallkomplexe (la) und (Ib) können ebenfalls ausgehend von Verbindungen wie (TMEDA)MMe2 (TMEDA = N,N,N' , ' -Tetra- methylethylendiamin; Me = Methyl) erhalten werden. Die (TMEDA) - Komplexe sind zum Beispiel nach einer Vorschrift von de Graaf et al., Rec. Trav. Chim. Pay-Bas, 1988, 107, 299 aus den entsprechenden Dichloridkomplexen zugänglich.The transition metal complexes (Ia) and (Ib) can also be obtained starting from compounds such as (TMEDA) MMe 2 (TMEDA = N, N, N ','-Tetra-methylethylenediamine; Me = methyl). The (TMEDA) complexes are, for example, according to a specification by de Graaf et al., Rec. Trav. Chim. Pay-Bas, 1988, 107, 299 accessible from the corresponding dichloride complexes.
Die Polymerisationen mit den Metallkomplexen (I) finden üblicher- weise bei einem Druck im Bereich von 1 bis 100 bar, bevorzugt von 1 bis 70 bar und besonders bevorzugt von 1 bis 60 bar statt.The polymerizations with the metal complexes (I) usually take place at a pressure in the range from 1 to 100 bar, preferably from 1 to 70 bar and particularly preferably from 1 to 60 bar.
Die Konzentration an Übergangsmetallverbindung (la) oder (Ib) wird im allgemeinen auf Werte im Bereich von 10~6 bis 0,1, bevor- zugt im Bereich von 10~5 bis 10~2 und besonders bevorzugt im Bereich von 5 x 10~5 bis 10~3 mol/1 eingestellt:The concentration of transition metal compound (la) or (Ib) is generally in the range of 10 ~ 6 to 0.1, preferably in the range of 10 ~ 5 to 10 ~ 2 and particularly preferably in the range of 5 x 10 ~ 5 to 10 ~ 3 mol / 1 set:
Die Ausgangskonzentration der olefinisch ungesättigten Monomeren in der Reaktionslösung liegt im allgemeinen im Bereich von 10~5 bis 15 mol/1, bevorzugt von 10~2 bis 12 mol/1 und besonders bevorzugt von 10"1 bis 11 mol/1.The initial concentration of the olefinically unsaturated monomers in the reaction solution is generally in the range from 10 ~ 5 to 15 mol / 1, preferably from 10 ~ 2 to 12 mol / 1 and particularly preferably from 10 "1 to 11 mol / 1.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Monomere in Gegenwart der beschriebenen Dispersion und eines Metallocen- komplexes der allgemeinen Formel (II)
Figure imgf000019_0001
In a further preferred embodiment, the monomers are in the presence of the dispersion described and a metallocene complex of the general formula (II)
Figure imgf000019_0001
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:in which the substituents have the following meaning:
M Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oderM titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or
TantalTantalum
X Wasserstoff, Cι~ bis Cio-Alkyl, C6- bis Cι5-Aryl,X is hydrogen, -C ~ to Cio-alkyl, C 6 - to Cι 5 -aryl,
Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest, -OR6 oder -NR6R7,Alkylaryl with 1 to 10 carbon atoms in the alkyl radical and 6 to 20 carbon atoms in the aryl radical, -OR 6 or -NR 6 R 7 ,
wobeiin which
R6 und R7 Ci- bis Cι0-Alkyl, C6- bis Cι5-Aryl, Alkylaryl,R 6 and R 7 Ci to Cι 0 alkyl, C 6 to Cι 5 aryl, alkylaryl,
Arylalkyl, Fluoralkyl oder Fluoraryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest bedeuten,Arylalkyl, fluoroalkyl or fluoroaryl each having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl radical and 6 to 20 carbon atoms in the aryl radical,
R1 bis R5 Wasserstoff, Cι~ bis Cio-Alkyl, 5- bis 7-gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein Ci- bis Cio-Alkyl als Substituent tragen kann, C_- bis Cis-Aryl oder Arylalkyl, wobei gegebenenfalls auch zwei benach- barte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende, gesättigte oder ungesättigte cyclische Gruppen stehen können, oder Si(R8) mitR 1 to R 5 are hydrogen, C ~ to Cio-alkyl, 5- to 7-membered cycloalkyl, which in turn can carry a Ci- to Cio-alkyl as a substituent, C_- to cis-aryl or arylalkyl, optionally also two adj - Beard residues together can represent 4 to 15 carbon atoms, saturated or unsaturated cyclic groups, or Si (R 8 ) with
R8 Ci- bis Cio-Alkyl, C3- bis Cι0-Cycloalkyl oder C _ - bis Cis-Aryl,R 8 Ci- to Cio-alkyl, C 3 - to Cι 0 cycloalkyl or C _ - to cis-aryl,
Z für X oder steht,Z stands for X or
Figure imgf000019_0002
Figure imgf000019_0002
wobei die Restebeing the leftovers
R9 bis R13 Wasserstoff, Cι~ bis Cio-Alkyl, 5- bis 7-gliedrigesR 9 to R 13 are hydrogen, C ~ to Cio-alkyl, 5- to 7-membered
Cycloalkyl, das seinerseits ein Ci- bis Cio-Alkyl als Substituent tragen kann, ζ- bis Cis-Aryl oder Arylalkyl bedeuten und wobei gegebenenfalls auch zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Cycloalkyl, which in turn can carry a Ci- to Cio-alkyl as a substituent, ζ- to cis-aryl or Arylalkyl mean and where optionally two adjacent radicals together for 4 to 15 C-
Atome aufweisende, gesättigte oder ungesättigte cyclische Gruppen stehen können, oder Si(R1 )3 mitAtomic, saturated or unsaturated cyclic groups can be, or Si (R 1 ) 3 with
R14 Ci- bis Cio-Alkyl, C6- bis Cι5-Aryl oder C3- bisR 14 Ci to Cio alkyl, C 6 - to -C 5 aryl or C 3 - to
Cio-Cycloalkyl ,Cio-cycloalkyl,
oder wobei die Reste R4 und Z gemeinsam eine Grup- pierung -R15-A- bilden, in deror wherein the radicals R 4 and Z together form a grouping -R 15 -A- in which
R16 R16 R16 R16 R 16 R 16 R 16 R 16
Rl5 M2 . M2- M2 M2 C(R18)2-Rl5 M 2 . M 2 - M 2 M 2 C (R 18 ) 2 -
R17 Rl7 Rl' Rl7 R1 7 Rl7 Rl ' R l7
R16 Rl6 R16 R16R 16 Rl6 R 16 R 16
0 M2 0 M 2
R17 R17 Rl7 RlR 17 R 17 R l 7 Rl
= BR16, = AIR16, -Ge-, -Sn-, -O- , -S-, = SO, = S0 , = NR16, = CO, = PR16 oder = P(0)R16 ist,= BR 16 , = AIR 16 , -Ge-, -Sn-, -O-, -S-, = SO, = S0, = NR 16 , = CO, = PR 16 or = P (0) R 16 ,
wobeiin which
R16, R17 und R18 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoff - atom, ein Halogenatom, eine Cι-Cιo-Alkylgruppe, eine Ci-Cio-Fluoralkylgruppe, eine C6-Cιo-Fluoraryl- gruppe, eine Cß-Cio-Arylgruppe, eine Cι~Cιo-Alkoxy- gruppe, eine C -Cιo-Alkenylgruppe, eine C7-C4o-Aryl- alkylgruppe, eine C8-C4o-Arylalkenylgruppe oder eine C7-C4o-Alkylarylgruppe bedeuten oder wobei zwei benachbarte Reste jeweils mit den sie verbindenden Atomen einen Ring bilden, undR 16 , R 17 and R 18 are the same or different and a hydrogen atom, a halogen atom, a Cι-Cιo-alkyl group, a Ci-Cio-fluoroalkyl group, a C 6 -Cιo-fluoroaryl group, a C ß -Cio -Aryl group, a C 1 -C 8 -alkoxy group, a C 8 -C 4 alkenyl group, a C 7 -C 4 o-aryl-alkyl group, a C 8 -C 4 o-arylalkenyl group or a C 7 -C 4 o-alkylaryl group mean or wherein two adjacent radicals each form a ring with the atoms connecting them, and
M2 Siliciu , Germanium oder Zinn ist,M 2 is silicon, germanium or tin,
^NR19 ^PRl°^ NR 19 ^ PRl °
A O , S oder bedeuten, mit R19 Cι~ bis Cio-Alkyl, C6- bis Cis-Aryl, C - bis Cio-Cycloalkyl, Alkylaryl oder Si(R20)3,AO, S or mean with R 19 C 1 ~ to Cio-alkyl, C 6 - to cis-aryl, C - to Cio-cycloalkyl, alkylaryl or Si (R 20 ) 3 ,
R20 Wasserstoff, Cι~ bis Cι0-Alkyl, C6- bis Cι5-Aryl, das seinerseits mit Cι~ bis C -Alkylgruppen substituiert sein kann oder C3- bis Cio-CycloalkylR 20 is hydrogen, C 1 to C 0 alkyl, C 6 to C 5 aryl, which in turn can be substituted with C 1 to C alkyl groups or C 3 to Cio-cycloalkyl
oder wobei die Reste R4 und R12 gemeinsam eine Gruppierung -R15- bilden,or where the radicals R 4 and R 12 together form a group -R 15 -,
sowie gegebenenfalls einer Lewis-sauren Aktivatorverbindung polymerisiert .and optionally polymerized a Lewis acid activator compound.
Von den Metallocenkomplexen der allgemeinen Formel II sindOf the metallocene complexes of the general formula II are
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000021_0001
MX3 MX 3
Figure imgf000021_0002
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000021_0002
Figure imgf000022_0001
bevorzugt .prefers .
Besonders bevorzugt sind solche Übergangsmetallkomplexe, welche zwei miteinander verbrückte aromatische Ringsysteme als Liganden enthalten, also besonders die Übergangsmetallkomplexe der allgemeinen Formeln IIc und Ild.Those transition metal complexes which contain two aromatic ring systems bridged to one another as ligands are particularly preferred, that is to say particularly the transition metal complexes of the general formulas IIc and Ild.
Die Reste X können gleich oder verschieden sein, bevorzugt sind sie gleich.The radicals X can be the same or different, they are preferably the same.
Von den Verbindungen der Formel Ila sind insbesondere diejenigen bevorzugt, in denenOf the compounds of the formula Ila, those are particularly preferred in which
M Titan, Zirkonium oder Hafnium,M titanium, zirconium or hafnium,
X Chlor, Ci-bis C4 -Alkyl oder Phenyl undX is chlorine, C 1 -C 4 -alkyl or phenyl and
R2 bis R6 Wasserstoff oder Cι~ bis C4-Alkyl bedeuten.R 2 to R 6 are hydrogen or -C ~ to C 4 alkyl.
Von den Verbindungen der Formel Ilb sind als bevorzugt diejenigen zu nennen, bei denenOf the compounds of the formula IIb, preference is given to those in which
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium steht,M stands for titanium, zirconium or hafnium,
X für Chlor, Ci -bis C4 -Alkyl , Phenyl oder Benzyl ,X represents chlorine, C 1 -C 4 -alkyl, phenyl or benzyl,
R2 bis R6 Wasserstof f , Cχ~ bis C4-Alkyl oder Si (R9 ) 3 ,R 2 to R 6 hydrogen f, Cχ ~ to C 4 alkyl or Si (R 9 ) 3 ,
Ri° bis R14 Wasserstoff, Ci- bis C4-Alkyl oder Si(R15)3 bedeuten.R i ° to R 14 are hydrogen, Ci to C 4 alkyl or Si (R 15 ) 3 .
Insbesondere sind die Verbindungen der Formel Ilb geeignet, in denen die Cyclopentadienylreste gleich sind.The compounds of the formula IIb in which the cyclopentadienyl radicals are identical are particularly suitable.
Beispiele für besonders geeignete Verbindungen sind u.a. Bis (cyclopentadienyl) zirkoniumdichlorid, Bis (pentamethylcyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid. Bis (methylcyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid,Examples of particularly suitable compounds include bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (pentamethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride. Bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Bis (ethylcyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid,Bis (ethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Bis (n-butylcyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid undBis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dichloride and
Bis (trimethylsilylcyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.Bis (trimethylsilylcyclopentadienyl) zirconium dichloride and the corresponding dimethyl zirconium compounds.
Von den Verbindungen der Formel IIc sind diejenigen besonders geeignet, in denenOf the compounds of the formula IIc, those in which
R2 und R10 gleich sind und für Wasserstoff oderR 2 and R 10 are the same and represent hydrogen or
Cι~ bis Cιo~Alkylgruppen stehen,Cι ~ to Cιo ~ are alkyl groups,
R6 und R14 gleich sind und für Wasserstoff, eine Methyl-,R 6 and R 14 are the same and for hydrogen, a methyl,
Ethyl-, iso-Propyl- oder tert . -Butylgruppe stehenEthyl, iso-propyl or tert. -Butyl group stand
R3, R4, R11 und R12 die BedeutungR 3 , R 4 , R 11 and R 12 have the meaning
R4 und R12 Ci- bis C4-Alkyl R3 und R11 Wasserstoff haben oder zwei benachbarte Reste R3 und R4 sowie R11 und R12 gemeinsam für 4 bis 12 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen,R 4 and R 12 are C 1 -C 4 -alkyl R 3 and R 11 are hydrogen or two adjacent radicals R 3 and R 4 and R 11 and R 12 together represent cyclic groups having 4 to 12 C atoms,
R17 R17 R17 I I IR 17 R 17 R 17 III
R16 für M2 oder r r steht ,R 16 stands for M 2 or r r,
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000023_0001
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium undM for titanium, zirconium or hafnium and
X für Chlor, Ci-bis C4 -Alkyl, Phenyl oder Benzyl stehen.X represents chlorine, C 1 -C 4 -alkyl, phenyl or benzyl.
Beispiele für besonders geeignete Komplexverbindungen sind u.a. Dimethylsilandiylbis (cyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid, Dirnethylsilandiylbis (indenyl) -zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis (tetrahydroindenyl) -zirkoniumdichlorid, Ethylenbis (cyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid, Ethylenbis (indenyl) -zirkoniumdichlorid, Ethylenbis (tetrahydroindenyl) -zirkoniumdichlorid,Examples of particularly suitable complex compounds include Dimethylsilanediylbis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, dirnethylsilanediylbis (indenyl) zirconium dichloride, dimethylsilanediylbis (tetrahydroindenyl) zirconium dichloride, ethylene bis (cyclopentadienyl) zirconiumdichloridyldichloridichlorid (ethylene) bis (zirconium) dichloride (ethylene
Tetramethylethylen-9-fluorenylcyclopentadienylzirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis (-3-tert .butyl-5-methylcyclopentadienyl) - zirkoniumdichlorid,Tetramethylethylene-9-fluorenylcyclopentadienylzirconium dichloride, dimethylsilanediylbis (-3-tert-butyl-5-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilandiylbis (-3-tert .butyl-5-ethylcyclopentadienyl) - zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis ( -2-methylindenyl) -zirkoniumdichlorid,Dimethylsilanediylbis (-3-tert-butyl-5-ethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, Dimethylsilanediylbis (-2-methylindenyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilandiylbis (-2-isopropylindenyl) -zirkoniumdichlorid,Dimethylsilanediylbis (-2-isopropylindenyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilandiylbis (-2-tert .butylindenyl) -zirkoniumdichlorid,Dimethylsilanediylbis (-2-tert. Butylindenyl) zirconium dichloride,
Diethylsilandiylbis (-2-methylindenyl) -zirkoniumdibromid, Dimethylsilandiylbis (-3-methyl-5-methylcyclopentadienyl) - zirkoniumdichlorid,Diethylsilanediylbis (-2-methylindenyl) zirconium dibromide, dimethylsilanediylbis (-3-methyl-5-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilandiylbis (-3-ethyl-5-isopropylcyclopentadienyl) - zirkoniumdichlorid,Dimethylsilanediylbis (-3-ethyl-5-isopropylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilandiylbis (-2-methylindenyl) -zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis (-2-methylbenzindenyl) -zirkoniumdichlorid Dimethylsilandiylbis (2 -ethylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid, Methylphenylsilandiylbis (2 -ethylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid, Methylphenylsilandiylbis (2 -methylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid, Diphenylsilandiylbis (2 -methylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid, Diphenylsilandiylbis (2 -ethylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid, und Dimethylsilandiylbis (-2-methylindenyl) -hafniumdichlorid sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.Dimethylsilanediylbis (2-methylindenyl) zirconium dichloride, dimethylsilanediylbis (2-methylbenzindenyl) zirconium dichloride dimethylsilanediylbis (2 -ethylbenzindenyl) zirconium dichloride, methylphenylsilanediylbis (2 -ethylbenzindenyl) zirconium dichloride, methylphenylsilanediylbis (2 -methylbenzindenyl) zirconium dichloride, diphenylsilanediylbis (2 -methylbenzindenyl) zirconium dichloride , Diphenylsilanediylbis (2-ethylbenzindenyl) zirconium dichloride, and Dimethylsilandiylbis (-2-methylindenyl) hafnium dichloride and the corresponding Dimethylzirkoniumverbindungen.
Bei den Verbindungen der allgemeinen Formel Ild sind als beson- ders geeignet diejenigen zu nennen, in denenIn the case of the compounds of the general formula Ild, those in which
M für Titan oder Zirkonium,M for titanium or zirconium,
X für Chlor, Ci-bis C -Alkyl, Phenyl oder Benzyl stehen.X represents chlorine, C 1 -C 4 -alkyl, phenyl or benzyl.
R17 Ri Ri7 R 17 R i R i7
R16 für M2 oder c c steht,R 16 represents M 2 or cc ,
I I II I I
R18 R18 18R 18 R 18 18
für o- R20for o- R20
undand
R2 bis R4 und R6 für Wasserstoff, Cι~ bis Cio-Alkyl,R 2 to R 4 and R 6 are hydrogen, C ~ to Cio-alkyl,
C3- bis Cio-Cycloalkyl, C6- bis Cι5-Aryl oder Si(R9)3 stehen, oder wobei zwei benachbarte Reste für 4 bis 12 C-Atome aufweisende cyclische Grup- pen stehen. Die Synthese derartiger Komplexverbindungen kann nach an sich bekannten Methoden erfolgen, wobei die Umsetzung der entsprechend substituierten, cyclischen Kohlenwasserstoffanionen mit Halogeniden von Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oder Tantal, bevorzugt ist.C 3 - to Cio-cycloalkyl, C 6 - to -C 5 aryl or Si (R 9 ) 3 , or where two adjacent radicals stand for cyclic groups having 4 to 12 C atoms. Such complex compounds can be synthesized by methods known per se, the reaction of the appropriately substituted cyclic hydrocarbon anions with halides of titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum being preferred.
Beispiele für entsprechende Herstellungsverfahren sind u.a. im Journal of Organometallic Chemistry, 369 (1989) , 359-370 beschrieben.Examples of corresponding manufacturing processes include in the Journal of Organometallic Chemistry, 369 (1989), 359-370.
Es können auch Mischungen verschiedener Metallocenkomplexe eingesetzt werden.Mixtures of different metallocene complexes can also be used.
Werden als Übergangsmetallkatalysatoren Metallkomplexe der allge- meinen Formel (II) eingesetzt, wird regelmäßig als Aktivator eine metalloceniumionenbildende Verbindung mitbenutzt.If metal complexes of the general formula (II) are used as transition metal catalysts, a compound which forms metallocenium ions is also regularly used as an activator.
Geeignete metalloceniumionenbildende Verbindungen sind starke, neutrale Lewis - Säuren, ionische Verbindungen mit Lewis -sauren Kationen und ionische Verbindungen mit Brönsted- Säuren als Kation.Suitable compounds which form metallocenium ions are strong, neutral Lewis acids, ionic compounds with Lewis acid cations and ionic compounds with Bronsted acids as the cation.
Als starke, neutrale Lewis -Säuren sind Verbindungen der allgemeinen Formel lilaCompounds of the general formula lilac are strong, neutral Lewis acids
M3χ!χ2X3 lila bevorzugt, in derM 3 χ ! χ 2 x 3 purple preferred in the
M3 ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensy- stems bedeutet, insbesondere B, AI oder Ga, vorzugsweise B,M 3 is an element of III. Main group of the periodic system means, in particular B, Al or Ga, preferably B,
XX , X2 und X3 für Wasserstoff, Ci- bis Cio-Alkyl, C6- bisX X , X 2 and X 3 for hydrogen, Ci- to Cio-alkyl, C 6 - bis
Cis-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Halogenalkyl oder Halogenaryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen imCis-aryl, alkylaryl, arylalkyl, haloalkyl or haloaryl, each with 1 to 10 carbon atoms in the
Alkylrest und 6 bis 20 C-Atome im Arylrest oder Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen, insbesondere für Halogenaryle, vorzugsweise für Pentafluor- phenyl .Alkyl radical and 6 to 20 carbon atoms in the aryl radical or fluorine, chlorine, bromine or iodine are, in particular for haloaryls, preferably for pentafluorophenyl.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der allgemeinen Formel lila, in der X1, X2 und X3 gleich sind, vorzugsweise Tris(penta- fluorphenyl ) boran .Particularly preferred are compounds of the general formula purple, in which X 1 , X 2 and X 3 are the same, preferably tris (pentafluorophenyl) borane.
Als ionische Verbindungen mit lewissauren Kationen sind Verbindungen der allgemeinen Formel Illb [ (Ya+ ) QlQ2 . . . Qz] d+ I I Ib Ionic compounds with Lewis acid cations are compounds of the general formula IIIb [(Y a +) QlQ 2 . , , Q z ] d + II Ib
geeignet, in denensuitable in which
Y ein Element der I. bis VI. Hauptgruppe oder derY is an element of I. to VI. Main group or the
I. bis VIII. Nebengruppe des Periodensystems bedeutet,I. to VIII. Subgroup of the periodic table means
Q bis Qz für einfach negativ geladene Reste wie Ci- bis C28 -Alkyl, C6- bis Cι5-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl,Q to Q z for single negatively charged radicals such as Ci- to C 28 -alkyl, C 6 - to Cι- 5 aryl, alkylaryl, arylalkyl,
Halogenalkyl, Halogenaryl mit jeweils 6 bis 20 C- Atomen im Aryl- und 1 bis 28 C-Atomen im Alkylrest, Ci- bis Cio-Cycloalkyl, welches mit Ci- bis Cio-Alkylgruppen substituiert sein kann, Halogen, Ci- bis C28-Alkoxy, C6- bis Cis-Aryloxy,Haloalkyl, haloaryl each having 6 to 20 C atoms in the aryl and 1 to 28 C atoms in the alkyl radical, Ci to Cio-cycloalkyl, which can be substituted by Ci- to Cio-alkyl groups, halogen, Ci to C 28 -Alkoxy, C 6 - to cis-aryloxy,
Silyl- oder MercaptylgruppenSilyl or mercaptyl groups
a für ganze Zahlen von 1 bis 6 stehta stands for integers from 1 to 6
z für ganze Zahlen von 0 bis 5z for integers from 0 to 5
d der Differenz a-z entspricht, wobei d jedoch größer oder gleich 1 ist.d corresponds to the difference a-z, but d is greater than or equal to 1.
Besonders geeignet sind Carboniumkationen, Oxoniumkationen und Sulfoniumkationen sowie kationische Übergangsmetallkomplexe. Insbesondere sind das Triphenylmethylkation, das Silberkation und das 1 , 1 ' -Dimethylferrocenylkation zu nennen. Bevorzugt besitzen sie nicht koordinierende Gegenionen, insbesondere Borver- bindungen, wie sie auch in der WO 91/09882 genannt werden, bevorzugt Tetrakis (pentafluorophenyl) borat .Carbonium cations, oxonium cations and sulfonium cations as well as cationic transition metal complexes are particularly suitable. The triphenylmethyl cation, the silver cation and the 1, 1 '-dimethylferrocenyl cation should be mentioned in particular. They preferably have non-coordinating counterions, in particular boron compounds, as they are also mentioned in WO 91/09882, preferably tetrakis (pentafluorophenyl) borate.
Ionische Verbindungen mit Brönsted- Säuren als Kationen und vorzugsweise ebenfalls nicht koordinierende Gegenionen sind in der WO 91/09882 genannt, bevorzugtes Kation ist das N,N-Dimethyl - anilinium.Ionic compounds with Bronsted acids as cations and preferably also non-coordinating counterions are mentioned in WO 91/09882; the preferred cation is N, N-dimethylanilinium.
Besonders geeignet als metalloceniumionen-bildende Verbindung sind offenkettige oder cyclische Alumoxanverbindungen der allge- meinen Formel IIIc oder Illd Rl Open-chain or cyclic alumoxane compounds of the general formula IIIc or IIld are particularly suitable as compounds which form metallocenium ions R l
Al—f-O AH Rl IIIc iAl-AH fO R l IIIc i
Rl R l
Rl R l
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wobei eine Cι~ bis C4-Alkylgruppe bedeutet, bevorzugt eine Methyl- oder Ethylgruppe und k für eine ganze Zahl von 5 bis 30, bevorzugt 10 bis 25 steht.where a -C ~ to C 4 alkyl group, preferably a methyl or ethyl group and k is an integer from 5 to 30, preferably 10 to 25.
Die Herstellung dieser oligomeren Alumoxanverbindungen erfolgt üblicherweise durch Umsetzung einer Lösung von Trialkylaluminium mit Wasser und ist u.a. in der EP-A 284 708 und der US A 4,794,096 beschrieben.These oligomeric alumoxane compounds are usually prepared by reacting a solution of trialkylaluminum with water and include in EP-A 284 708 and US A 4,794,096.
In der Regel liegen die dabei erhaltenen oligomeren Alumoxanverbindungen als Gemische unterschiedlich langer, sowohl linearer als auch cyclischer Kettenmoleküle vor, so daß m als Mittelwert anzusehen ist. Die Alumoxanverbindungen können auch im Gemisch mit anderen Metallalkylen, bevorzugt mit Aluminiumalkylen vorliegen.As a rule, the oligomeric alumoxane compounds obtained in this way are present as mixtures of both linear and cyclic chain molecules of different lengths, so that m is to be regarded as the mean. The alumoxane compounds can also be present in a mixture with other metal alkyls, preferably with aluminum alkyls.
Weiterhin können als metalloceniumionen-bildende Verbindungen Aryloxyalumoxane, wie in der US-A 5,391,793 beschrieben, Aminoa- luminoxane, wie in der US-A 5,371,260 beschrieben, Aminoalumino- xanhydrochloride, wie in der EP-A 633 264 beschrieben, Siloxy- aluminoxane, wie in der EP-A 621 279 beschrieben, oder Mischungen daraus eingesetzt werden.Aryloxyalumoxanes, as described in US Pat. No. 5,391,793, aminoaluminoxanes, as described in US Pat. No. 5,371,260, aminoaluminoxane anhydrochlorides, as described in EP-A 633,264, and siloxyaluminoxanes, can also be used as compounds which form metallocenium ions described in EP-A 621 279, or mixtures thereof are used.
Besonders bevorzugte Metallocenkomplexe sind Ethylenbis (indenyl) hafniumdichlorid und Dimethylsilandiylbis- (2-Methyl-4 , 5-benzindenyl) zirconiumdichlorid. Ganz besonders bevorzugte Metallocenkatalysatoren sind Ethylen -bis (indenyl) haf - niumdichlorid/Methylaluminoxan- und Dimethylsilandiylbis- (2-Methyl-4 , 5-benzindenyl) zirconiumdichlorid/Methyl- aluminoxan-Katalysatoren .Particularly preferred metallocene complexes are ethylene bis (indenyl) hafnium dichloride and dimethylsilanediylbis (2-methyl-4,5-benzindenyl) zirconium dichloride. Very particularly preferred metallocene catalysts are ethylene bis (indenyl) haf - nium dichloride / methylaluminoxane and dimethylsilanediylbis (2-methyl-4,5-benzindenyl) zirconium dichloride / methylaluminoxane catalysts.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Polyolefinna- nocomposite mittels Metallocenkatalysatoren (II) wird in der Regel bei Temperaturen im Bereich von -50 bis 300°C, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 150°C und insbesondere im Bereich von 0 bis 100°C und bei Drücken im Bereich von 0,01 bis 3000 bar, vorzugsweise 0,1 bis 100 bar und insbesondere von 0,1 bis 50 bar durchgeführt. Weitere Details zur Durchführung derartiger Polymerisationen in Hochdruckreaktoren werden z.B. in "Ulimann' s Encyklopädie der technischen Chemie", Verlag Chemie, Weinheim, Band 19, 1980, Seiten 169 - 195, beschrieben.The process according to the invention for the production of polyolefin nanocomposites by means of metallocene catalysts (II) is generally carried out at temperatures in the range from -50 to 300 ° C., preferably in the range from 0 to 150 ° C. and in particular in the range from 0 to 100 ° C and at pressures in the range from 0.01 to 3000 bar, preferably 0.1 to 100 bar and in particular from 0.1 to 50 bar. Further details on the implementation of such polymerizations in high-pressure reactors are described, for example, in "Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", Verlag Chemie, Weinheim, Volume 19, 1980, pages 169-195.
Die Polymerisationsdauer liegt üblicherweise im Bereich von 1 min bis 12 h. Auch mit Reaktionszeiten von weniger als 20 Minuten können bereits zufriedenstellende Resultate erzielt werden.The polymerization time is usually in the range from 1 min to 12 h. Satisfactory results can already be achieved with response times of less than 20 minutes.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Monome - ren in Gegenwart der beschriebenen Schichtsilikate und eines Übergangsmetallkomplexes der allgemeinen Formel (VII)In a further preferred embodiment, the monomers are in the presence of the sheet silicates described and a transition metal complex of the general formula (VII)
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in der die Substituenten die folgende Bedeutung haben:in which the substituents have the following meaning:
M*: Fe oder Co, bevorzugt Fe,M *: Fe or Co, preferably Fe,
Re,Rf unabhängig voneinander Wasserstoff, Ci- bis Cio-Alkyl, bevorzugt Ci- bis C4 -Alkyl, insbesondere Methyl, C6- bisR e , R f independently of one another hydrogen, Ci to Cio alkyl, preferably Ci to C 4 alkyl, in particular methyl, C 6 to
Cio-Aryl, insbesondere Phenyl, oder Alkylaryl mit 1 bis 6 C-Atomen in Alkyl- und 6 bis 10 C-Atomen im Arylteil, beispielsweise Benzyl,Cio-aryl, especially phenyl, or alkylaryl with 1 to 6 carbon atoms in alkyl and 6 to 10 carbon atoms in the aryl part, for example benzyl,
R9,Rh,Ri unabhängig voneinander Wasserstoff, geradkettig oder verzweigtes Ci- bis Cio-Alkyl, bevorzugt Ci- bis C6 -Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, t-Butyl, partiell oder perhalogeniertes Ci- bis Cio-Alkyl, bevorzugt Ci- bis C6 -Alkyl, wie Trifluor- oder Trichlormethyl oder 2 , 2 , 2 -Trifluorethyl , substituiertes oder unsubstituiertes Ci- bis Cio-Cycloalkyl, bevorzugt C3 - bis C_ -Cycloalkyl, wie Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, 1 -Methylcyclohexyl oder 4 - t-Butylcyclohexyl , Cß- bis Cι -Aryl, bevorzugt C6- bis Cio-Aryl, wie Phenyl oder Naphthyl, insbesondere Phenyl, Trioganosilyl, beispielsweise Trimethyl-, Triethyl-, Ti-t-butyl-, Tri - phenyl- oder t-Butyl -di -phenylsilyl , Amino, beispielsweise NH2 , Dimethylamino, Di -i -propylamino, Di-n-butyla- mino, Diphenylamino oder Dibenzylamino, Ci- bis Cio-Al- kyoxy bevorzugt Ci- bis C6-Alkoxy, beispielsweise Methoxy, Ethoxy oder t-Butoxy, oder Halogen wie Fluorid, Chlorid odr Bromid, undR9, R h , R i independently of one another are hydrogen, straight-chain or branched C 1 -C 10 -alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl , t-butyl, partially or perhalogenated Ci- to Cio-alkyl, preferably Ci to C6 alkyl, such as trifluoro- or trichloromethyl or 2, 2, 2-trifluoroethyl, substituted or unsubstituted Ci to Cio-cycloalkyl, preferably C 3 - to C_ -cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclopentyl, Cyclohexyl, 1-methylcyclohexyl or 4-t-butylcyclohexyl, Cß- to Cι-aryl, preferably C 6 - to Cio-aryl, such as phenyl or naphthyl, in particular phenyl, trioganosilyl, for example trimethyl, triethyl, Ti-t-butyl -, Tri - phenyl- or t-butyl-di-phenylsilyl, amino, for example NH2, dimethylamino, di-i-propylamino, di-n-butylamino, diphenylamino or dibenzylamino, Ci to Cio-alkoxyoxy preferably Ci to C 6 alkoxy, for example methoxy, ethoxy or t-butoxy, or halogen such as fluoride, chloride or bromide, and
Hai unabhängig voneinander Chlorid, Bromid oder Iodid, insbesondere Chlorid.Shark independently of chloride, bromide or iodide, especially chloride.
Im allgemeinen sind die nicht explizit in der allgemeinen Formel (VII) benannten Valenzen des Pyridyl bzw. der Phenylringe mit Wasserstoff besetzt. Selbstverständlich können diese Valenzen auch durch andere Reste, z.B. Alkyl wie Methyl, Aryl wie Phenyl oder Halogen wie Chlor, abgesättigt sein.In general, the valences of pyridyl or of the phenyl rings not explicitly mentioned in the general formula (VII) are occupied by hydrogen. Of course, these valences can also be replaced by other residues, e.g. Alkyl such as methyl, aryl such as phenyl or halogen such as chlorine may be saturated.
Besonders bevorzugt wird eine Verbindung der allgemeinen Formel (VII) eingesetzt, in der M* Eisen, Re, Rf Wasserstoff oder Methyl, R*3,Rh,Ri Wasserstoff, Methyl oder i-Propyl und Hai Chorid bedeuten.A compound of the general formula (VII) in which M * is iron, R e , R f is hydrogen or methyl, R * 3, R h , R i is hydrogen, methyl or i-propyl and shark is particularly preferably chloride.
Weitere Ausführungen zu dem vorgenannten Metallkomplex sind u.a. bei Britovsek et al . , J. Chem. Soc, Chem. Commun. 1998, S. 849-850, zu finden.Further explanations on the aforementioned metal complex include in Britovsek et al. , J. Chem. Soc, Chem. Commun. 1998, pp. 849-850.
Bevorzugt werden zur Aktivierung von Verbindungen (VII) einPreference is given to activating compounds (VII)
Alumoxane, also Reagenzien, die unter die bereits beschriebenen Formeln IIIc und Illd fallen, z.B. MAO, herangezogen.Alumoxanes, i.e. reagents that fall under the formulas IIIc and Illd already described, e.g. MAO, brought up.
Die Polymerisation in Gegenwart von Verbindungen (VII) kann in aromatischen Kohlenwasserstoffen wie Benzol, Toluol oder Xylol oder in aliphatischen Kohlenwasserstoffen wie i -Butan oder i-Do- decan durchgeführt werden. Die Reaktionsdrücke liegen in der Regel im Bereich von 0,1 bis 100 bar, bevorzugt im Bereich von 1 bis 40 bar. Die Polymerisation kann bei Raumtemperatur aber auch bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 100C durchgeführt werden.The polymerization in the presence of compounds (VII) can be carried out in aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene or xylene or in aliphatic hydrocarbons such as i-butane or i-do-decane. The reaction pressures are generally in the range from 0.1 to 100 bar, preferably in the range from 1 to 40 bar. The polymerization can also be carried out at room temperature at temperatures in the range from 0 to 100C.
Die erfindungsgemäßen Polymerisationsverfahren können in Lösung, in Suspension, in den flüssigen Monomeren oder in der Gasphase durchgeführt werden. Bevorzugt erfolgt die Polymerisation in Lösung oder in den flüssigen Monomeren. Geeignete Lösungsmittel für die Lösungspolymerisation sind aliphatische oder aromatische, organische Lösungsmittel, die auch halogeniert sein können. Beispielsweise seien Toluol, Ethylbenzol, Chlorbenzol, Dichlormethan, i-Butan und Heptan genannt.The polymerization processes according to the invention can be carried out in solution, in suspension, in the liquid monomers or in the gas phase. The polymerization is preferably carried out in solution or in the liquid monomers. Suitable solvents for solution polymerization are aliphatic or aromatic, organic solvents, which can also be halogenated. Examples include toluene, ethylbenzene, chlorobenzene, dichloromethane, i-butane and heptane.
Das erfindungsgemäße Polymerisationsverfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Geeignete Reaktoren sind unter anderem kontinuierlich betriebene Rührkessel, wobei man gegebenenfalls auch eine Reihe von mehreren, hintereinander- geschalteten Rührkesseln verwenden kann (Reaktorkaskade) , ferner Rohrreaktor oder Schlaufenreaktor.The polymerization process according to the invention can be carried out continuously or batchwise. Suitable reactors include continuously operated stirred kettles, it also being possible, if appropriate, to use a number of several stirred kettles connected in series (reactor cascade), and also a tubular reactor or loop reactor.
Die Polymerisation kann durch Zugabe von protonenaktiven Verbindungen wie mineralischen oder organischen Säuren, Alkoholen oder Wasser sowie Gemischen der genannten Verbindungen abgebrochen werden. Als organische Säuren sind z.B. Essigsäure oder Benzoesäure geeignet, als Alkohole kommen u.a. Methanol, Ethanol oder i-Propanol in Betracht.The polymerization can be terminated by adding proton-active compounds such as mineral or organic acids, alcohols or water and mixtures of the compounds mentioned. As organic acids e.g. Acetic acid or benzoic acid are suitable, as alcohols include Methanol, ethanol or i-propanol into consideration.
Geeigneterweise liegt die Metallocenverbindung (II) in dem Reaktionsgefäß in einem inerten aromatischen Lösungsmittel oder in einem aliphatischen Kohlenwasserstoff vor. Als aromatische Lösungmittel kommen z.B. mäßig polare Flüssigkeiten wie Toluol oder Xylol in Betracht. Unter den aliphatischen Kohlenwasserstoffen kann beispielsweise auf Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan, Dodecan und Isododecan oder deren Mischungen zurückgegriffen wer- den.Suitably, the metallocene compound (II) is present in the reaction vessel in an inert aromatic solvent or in an aliphatic hydrocarbon. As aromatic solvents there are e.g. moderately polar liquids such as toluene or xylene. Among the aliphatic hydrocarbons, hexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane and isododecane or mixtures thereof can be used.
Die Übergangsmetallverbindungen (la) oder (Ib) bzw. die Metall - ocenkomplexe (II) können vorgelegt oder auch nach Zugabe der Monomeren zum Polymerisationsgemisch gegeben werden. Gleiches trifft auf die metalloceniumionenbildenden Verbindungen alsThe transition metal compounds (Ia) or (Ib) or the metal ocene complexes (II) can be introduced or added to the polymerization mixture after the monomers have been added. The same applies to the compounds forming the metallocenium ions
Aktivatoren zu. In einer weiteren Ausführungsform können die vorgenannten Komponenten in einem letzten Schritt unter den vorab eingestellten Polymerisationsbedingungen zum Reaktionsgemisch gegeben werden.Activators too. In a further embodiment, the aforementioned components can be added to the reaction mixture in a final step under the previously set polymerization conditions.
Üblicherweise wird die Schichtsilikatdispersion im Reaktionsgefäß vorgelegt. Darüber hinaus kann diese Dispersion auch nach Zugabe der Monomeren oder aber kontinuierlich während des Reaktionsverlaufs zum Reaktionsgemisch gegeben werden.The layered silicate dispersion is usually placed in the reaction vessel. In addition, this dispersion can also be added to the reaction mixture after the monomers have been added or continuously during the course of the reaction.
Es lassen sich ohne weiteres bis zu 60 Gew. -% und mehr, bevorzugt bis zu 40 Gew. -%, an Schichtsilikat in die Polyolefin atrix ein¬ bauen. Grundlegende Eigenschaftsverbesserungen gegenüber unverstärkten Polyolefinen gehen jedoch in der Regel bereits mit sehr geringen Schichtsilikatgehalten einher, beispielsweise mit Gehalten im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-%. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt die Herstellung von Nanocompositpolymeren, wobei in Gegenwart der Schichtsilikate polymerisiert wird, unter homogen-katalytisehen Bedingungen. Darüber hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß unabhängig von der Ansatzgröße der Polymerisation kein oder nur ein verschwindend geringes Reaktorfouling auftritt.It can be readily up to 60 wt -.% Or more, preferably up to 40 wt -.%, Of layered silicate in the polyolefin atrix a ¬ build. However, fundamental improvements in properties compared to unreinforced polyolefins usually go hand in hand with very low layered silicate contents, for example with contents in the range from 0.5 to 5% by weight. With the process according to the invention, nanocomposite polymers can be produced, polymerizing in the presence of the layered silicates, under homogeneous catalytic conditions. In addition, the process according to the invention is distinguished in that, regardless of the batch size of the polymerization, there is no or only a negligible amount of reactor fouling.
In den gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Polyole- finnanocomposite liegen die Schichtsilikate in Form von Nano- Strukturen vor. Diese Polyolefinnanocomposite zeichnen sich gegenüber herkömmlichen Polyolefinen durch eine größere Steifig - keit, eine höhere Härte, verbesserte Gas- und Flüssigkeitsbarriereeigenschaften, durch eine scherabhängige Viskosität, bessere Flammschutzeigenschaften sowie, insbesondere gegenüber glasfaser- verstärkten Produkten, durch bessere Oberflächeneigenschaften und einen verbesserten Oberflächenglanz aus.In the polyolefin nanocomposites obtained by the process according to the invention, the layered silicates are in the form of nano-structures. Compared to conventional polyolefins, these polyolefin nanocomposites are characterized by greater rigidity, higher hardness, improved gas and liquid barrier properties, by a shear-dependent viscosity, better flame retardant properties and, in particular compared to glass fiber-reinforced products, by better surface properties and an improved surface gloss.
Die erhaltenen Polyolefinnanocomposite lassen sich z.B. mittels Spritzguß, Extrusion, Folienblasen oder Blasformen zu Fasern, Formkörpern und Folien verarbeiten.The polyolefin nanocomposites obtained can be e.g. Process into fibers, moldings and foils using injection molding, extrusion, film blowing or blow molding.
Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Polyolefinnanocomposite finden bei der Herstellung von Fasern, Folien und Formkörpern Verwendung .The polyolefin nanocomposites obtained by the process according to the invention are used in the production of fibers, films and moldings.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.The present invention is illustrated by the following examples.
Beispiele:Examples:
Abkürzungen :Abbreviations:
DMN: [Bis-N, N' - (2 , 6 -diisopropyl- phenyl) -l,4-diaza-2,3 -dimethyl-1, 3 -butadien] nickeldibromidDMN: [bis-N, N '- (2,6-diisopropylphenyl) -1,4-diaza-2,3-dimethyl-1,3-butadiene] nickel dibromide
DMPN: [Bis-N,N' - (2, 6 -diisopropyl- phenyl) -1,4 -diaza-2, 3 -dimethyl-1, 3 -butadien] palladium- (aceto- nitril) (methyl) - (tetra (3 , 5 -bis - (trifluormethyl) phenylborat)DMPN: [bis-N, N '- (2,6-diisopropylphenyl) -1,4 -diaza-2,3,3-dimethyl-1,3-butadiene] palladium- (aceto-nitrile) (methyl) - ( tetra (3,5-bis - (trifluoromethyl) phenylborate)
MBI: rac-Dimethylsilylenbis (2-methylbenz [e] indenyl) -zirkoniumdichloridMBI: rac-dimethylsilylenebis (2-methylbenz [e] indenyl) zirconium dichloride
MAO: Methylalumoxan-Lsg. in Toluol (ca. 10 Gew. -%) DSC -Messungen (Differential Scanning Calorimetry) zur Bestimmung von Schmelztemperaturen (Tm) und Glasübergangstemperaturen (Tg) wurden auf dem Gerät Perkin Eimers Series 7 durchgeführt. Die Aufheiz- bzw. Abkühlrate betrug 10 K/min.MAO: methylalumoxane solution. in toluene (approx. 10% by weight) DSC (Differential Scanning Calorimetry) measurements to determine melting temperatures (T m ) and glass transition temperatures (T g ) were carried out on the Perkin Eimers Series 7. The heating or cooling rate was 10 K / min.
GPC -Messungen (Gelpermeationschromatographie) der bei Raumtemperatur nicht in Toluol löslichen Polymere wurden an ca. 0,04 Gew. -%igen Lösungen in 1, 2 , 4 -Trichlorbenzol bei einem Fluß von 1,0 mol/min mit Hilfe von Shodex-Trennsäulen (Vorsäule Shodex GPC AT-800P, lineare Säule Shodex GPC AT-80 M/S 3x und hochmolekulare Säule Shodex GPC AT-807 S lx) vorgenommen. Die Messung erfolgten gegen Polyethen- Standard. Zur Detektion wurde ein Infrarot-Detektor (λ = 3,5 μm) benutzt.GPC measurements (gel permeation chromatography) of the polymers which are not soluble in toluene at room temperature were carried out on approx. 0.04% by weight solutions in 1, 2, 4 -trichlorobenzene at a flow of 1.0 mol / min using Shodex Separation columns (guard column Shodex GPC AT-800P, linear column Shodex GPC AT-80 M / S 3x and high molecular column Shodex GPC AT-807 S lx). The measurement was carried out against the polyethene standard. An infrared detector (λ = 3.5 μm) was used for the detection.
Die Messung des Ethen-Massenflusses während der Polymerisation wurde mit dem Gerät Brooks mass flow Controller 5850E (Brooks Instrument B.V., Holland) durchgeführt.The measurement of the ethene mass flow during the polymerization was carried out using the Brooks mass flow controller 5850E (Brooks Instrument B.V., Holland).
Kernresonanzspektroskopie (NMR)Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR)
1H-NMR-Spektren und i3C -NMR-Spektren wurden auf einem Bruker ARX 300 gemessen. Bei den Nickel- bzw. Zirkon-katalysiert hergestellten Homo- und Copolymeren wurden jeweils 50 mg Polymer unter Schutzgas in 0,6 bis 0 , 8 ml CD2C14 gelöst. Die Spektren wurden bei 130°C aufgenommen. Die Palladium-Bisimin/Borat-katalysiert hergestellten Homopolyethene wurden mit jeweils 50 mg in CDC13 eingewogen. Aufnahme der Spektren erfolgte bei 25°C. 1 H-NMR spectra and i3 C -NMR spectra were measured on a Bruker ARX 300. In the case of the homopolymers and copolymers catalyzed by nickel or zirconium, 50 mg of polymer were dissolved in 0.6 to 0.8 ml of CD 2 C1 4 under protective gas. The spectra were recorded at 130 ° C. The palladium-bisimine / borate-catalyzed homopolyethenes were each weighed into CDC1 3 with 50 mg. The spectra were recorded at 25 ° C.
Als Schichtsilikate wurden die kommerziellen Produkte Optigel® sowie Tixogel®VZ der Firma Süd-Chemie, München, eingesetzt. Bei Optigel handelt es sich um ein unbehandeltes , synthetisches Schichtsilikat vom Bentonit- yp. Tixogel®VZ stellt ein organophi - les Schichtsilikat vom Bentonittyp dar, das mit Dimethylstearyl - benzylammoniumchlorid gequollen wurde. Die Schichtsilikate wurden ohne weiter Aufreinigungsschritte direkt für die Herstellung der Dispersion bzw. für die Polymerisation eingesetzt.The commercial products Optigel ® and Tixogel ® VZ from Süd-Chemie, Munich, were used as layered silicates. Optigel is an untreated, synthetic layered silicate of bentonite type. Tixogel ® VZ is an organophilic sheet silicate of the bentonite type, which has been swollen with dimethylstearylbenzylammonium chloride. The sheet silicates were used without further purification steps directly for the preparation of the dispersion or for the polymerization.
Allgemeine PolymerisationsbedingungenGeneral polymerization conditions
Die Polymerisationen wurden in einem Reaktorsystem der Firma Buch! (Büchi AG, Uster, CH) durchgeführt. Verwendet wurden Glas- reaktoren mit je 1,0 1 und 1,6 1 Fassungsvermögen, die bis zu 6 bar Überdruck zugelassen sind.The polymerizations were carried out in a reactor system from Buch! (Büchi AG, Uster, CH). Glass reactors with a capacity of 1.0 1 and 1.6 1 were used, which are permitted up to 6 bar overpressure.
Vor jeder Polymerisation wurde der Reaktor inertisiert. Druck und Temperatur im Reaktor wurden über elektronische Sensoren erfaßt. Die Temperatur wurde mittels eines Julabo-Thermostaten automa- tisch eingestellt und konstant gehalten. Über ein Manometer wurde der Ethendruck im Reaktor konstant gehalten. Ein Massenflußmesser bestimmte die jeweils verbrauchte Ethenmenge und zeichnete diese als Funktion der Zeit auf. Der Start der Polymerisation erfolgte mit Hilfe einer Druckbürette.The reactor was rendered inert before each polymerization. Pressure and temperature in the reactor were recorded using electronic sensors. The temperature was automatically adjusted using a Julabo thermostat set table and kept constant. The ethene pressure in the reactor was kept constant using a pressure gauge. A mass flow meter determined the amount of ethene consumed and recorded this as a function of time. The polymerization was started using a pressure burette.
I. Ethenpolymerisation in Gegenwart von SchichtsilikatenI. Ethene polymerization in the presence of layered silicates
In einen 1,0 1 Glasreaktor gab man unter Argon Schichtsilikat und Lösungsmittel und erwärmte das Gemisch unter Rühren (1000 U/min) auf 40°C. Durch mehrmaliges Fluten mit Ethen wurde die Argonatmosphäre entfernt. Der Ethendruck wurde auf 6 bar eingestellt. Der Katalysator sowie gegebenenfalls der Cokatalysator/Aktivator wurden, gelöst in 10 ml Toluol, zum Reaktionsgemisch gegeben. Temperatur und Druck wurden während der gesamten Polymerisations - dauer konstant gehalten. Die Reaktion wurde durch Zugabe von iso- Propanol (20 ml) abgebrochen, das Reaktionsgefäß geöffnet und das Polymerprodukt durch Zugabe einer Mischung aus Methanol (2 1) und 1/3 konz . Salzsäure (15 ml) ausgefällt. Das Fällungsgemisch wurde 2 h gerührt und das Polymerprodukt mittels Filtration gewonnen. Nach Trocknen und Entfernen letzter Lösungsmittelreste im Hochvakuum bei 60°C für 24 h wurde das Polyethylennanocomposite erhalten. Weitere Angaben zu den Versuchsparametern und den Produkt - eigenschaf ten sind der nachfolgenden Tabelle 1 zu entnehmen.Layered silicate and solvent were added to a 1.0 l glass reactor under argon and the mixture was heated to 40 ° C. with stirring (1000 rpm). The argon atmosphere was removed by repeated flooding with ethene. The ethene pressure was set at 6 bar. The catalyst and optionally the cocatalyst / activator were added to the reaction mixture, dissolved in 10 ml of toluene. The temperature and pressure were kept constant throughout the polymerization. The reaction was stopped by adding isopropanol (20 ml), the reaction vessel was opened and the polymer product by adding a mixture of methanol (2 1) and 1/3 conc. Hydrochloric acid (15 ml) precipitated. The precipitation mixture was stirred for 2 hours and the polymer product was collected by filtration. After drying and removal of the last solvent residues in a high vacuum at 60 ° C. for 24 h, the polyethylene nanocomposite was obtained. Further information on the test parameters and the product properties can be found in Table 1 below.
II. Ethen/Oct-1-en-Copolymerisation mit MBI als KatalysatorII. Ethene / oct-1-ene copolymerization with MBI as catalyst
Es wurde, wie unter I. beschrieben, verfahren mit dem Unterschied, daß 12,6 ml (Beispiele 18 und 19) bzw. 50,6 ml (Bei- spiele 16, 17 und 20 bis 24) 1-Octen zugegeben wurde, bevor das Polymerisationsgefäß mit Ethen geflutet wurde. Der Ethen-Druck wurde auf 4 bar eingestellt.The procedure was as described under I., with the difference that 12.6 ml (Examples 18 and 19) and 50.6 ml (Examples 16, 17 and 20 to 24) of 1-octene were added before the polymerization vessel was flooded with ethene. The ethene pressure was set at 4 bar.
Weitere Angaben zu Versuchsparametern und Produkteigenschaften sind der Tabelle 2 zu entnehmen.Further information on test parameters and product properties can be found in Table 2.
III . Ethenpolymerisation in Gegenwart delaminierter SchichtsilikateIII. Ethene polymerization in the presence of delaminated layered silicates
Es wurde wie unter I. beschrieben verfahren, mit dem Unterschied, daß im 1,6 1 Glasreaktor unter Rühren mit 600 U/min gearbeitet wurde. Zum Einsatz als Schichtsilikat kann SOMA- SIF18' ME 100, welches mit unterschiedlichen Delaminierungsmit • teln behandelt wurde. Dazu wurde je 1 kg SOMASIF® ME 100 in 20 1 warmem Wasser dispergiert (25 1 Rührreaktor) . Zu dieser Dispersion wurden 1,2 mol eines Amins sowie 120 ml konz. Salzsäure gegeben. Der Ansatz wurde 1 h bei 70°C gerührt, an- schließend filtriert, mit 80 1 warmem Wasser gewaschen, getrocknet und abschließend gemahlen. Die Versuchsparameter und Produkteigenschaften zeigt Tabelle 3. The procedure was as described under I., with the difference that the 1.6 l glass reactor was operated with stirring at 600 rpm. SOMASIF 18 'ME 100, which has been treated with different delaminating agents, can be used as layered silicate. For this purpose, 1 kg each of SOMASIF® ME 100 was dispersed in 20 1 warm water (25 1 stirred reactor). 1.2 mol of an amine and 120 ml of conc. Given hydrochloric acid. The mixture was stirred at 70 ° C. for 1 h, finally filtered, washed with 80 liters of warm water, dried and finally ground. The test parameters and product properties are shown in Table 3.
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Figure imgf000035_0001
Figure imgf000036_0002
a) Vergleichsversuch; auf die Zugabe von Schichtsilikat zum Polymerisationsgemisch wurde verzichtet.a) comparison test; layered silicate was not added to the polymerization mixture.
b) Das Schichtsilikat wurde in Form einer Dispersion in Toluol (10 ml) in dem Polymerisationsgefäß vorgelegt. Diese Dispersion wurde vorab separat mit einem Gerät Ultra-Turrax T25 der Firma Jahnke und Kunkel hergestellt (10 000 U/min über einen Zeitraum von 30 min) .b) The layered silicate was placed in the form of a dispersion in toluene (10 ml) in the polymerization vessel. This dispersion was previously prepared separately using an Ultra-Turrax T25 from Jahnke and Kunkel (10,000 rpm over a period of 30 minutes).
Figure imgf000036_0001
Figure imgf000036_0001
υ XIυ XI
Figure imgf000037_0001
Figure imgf000037_0002
Tabelle 3:
Figure imgf000037_0001
Figure imgf000037_0002
Table 3:
Figure imgf000038_0002
jeweils als Chlorid
Figure imgf000038_0002
each as chloride
Figure imgf000038_0001
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Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von Polyolefinnanocomposite, dadurch gekennzeichnet, daß man C2- bis C o-Alk-l-ene oder vinylaromatische Verbindungen in Gegenwart einer Dispersion eines oder mehrerer Schichtsilikate übergangsmetallkataly- siert polymerisiert.1. A process for the preparation of polyolefin nanocomposites, characterized in that C 2 - to C o-alk-l-enes or vinylaromatic compounds are polymerized in the presence of a dispersion of one or more phyllosilicates in a transition metal-catalyzed manner.
2 Verfahren zur Herstellung von Polyolefinnanocomposite nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man C2- bis C2o-Alk-l-ene oder vinylaromatische Verbindungen in Gegenwart einer Dispersion eines oder mehrerer Schichtsilikate in einem unpolaren aliphatischen oder aromatischen Dispergiermittel und einer Übergangsmetallverbindung der allgemeinen Formel (la) oder (Ib)2 Process for the preparation of polyolefin nanocomposites according to claim 1, characterized in that C 2 - to C 2 o-alk-l-enes or vinylaromatic compounds in the presence of a dispersion of one or more phyllosilicates in a non-polar aliphatic or aromatic dispersant and a transition metal compound general formula (la) or (Ib)
Figure imgf000039_0001
Figure imgf000039_0001
(Ia) (Ib)(Ia) (Ib)
in der die Substituenten und Indizes die folgende Bedeutung haben :in which the substituents and indices have the following meaning:
Ri' bis R4' Wasserstoff, Cι~ bis Cio-Alkyl, partiell oder per- halogeniertes C ~ bis Cio-Alkyl, C3- bis Cio-Cyclo- alkyl, C6- bis Cι -Aryl, mit funktioneilen Gruppen auf der Basis der Elemente aus den Gruppen IVA, VA, VIA und VIIA des Periodensystems der Elemente, partiell oder persubstituiertes C6- bis C -Aryl, C4- bis Cι3-Heteroaryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkyl- und 6 bis 14 C-Atomen im Arylrest oder Si(R6') , wobei Rl' und R4' nicht Wasserstoff sind, oder Ri' und R2' gemeinsam mit Ca und Na oder R3' und R4' gemeinsam mit Cb und Nb einen fünf-, sechs- oder sieben- gliedrigen aromatischen oder aliphatischen, substituierten oder unsubstituierten Heterocylus , oderR i 'to R 4 ' hydrogen, Cι ~ to Cio-alkyl, partially or per-halogenated C ~ to Cio-alkyl, C 3 - to Cio-cycloalkyl, C 6 - to Cι-aryl, with functional groups the basis of the elements from groups IVA, VA, VIA and VIIA of the periodic table of the elements, partially or per-substituted C 6 to C aryl, C 4 to C 3 heteroaryl, alkylaryl with 1 to 10 carbon atoms in the alkyl and 6 to 14 carbon atoms in the aryl radical or Si (R 6 '), where R 1 ' and R 4 'are not hydrogen, or R i 'and R 2 ' together with C a and N a or R 3 'and R 4 ' together with C b and N b form a five-, six- or seven-membered aromatic or aliphatic, substituted or unsubstituted heterocycle, or
R2' und R3' gemeinsam mit Ca und Cb einen fünf-, sechs- oder siebengliedrigen aliphatischen oder aromatischen, substituierten oder unsubstituierten Carbo- oder Heterocyclus bilden,R 2 'and R 3 ' together with C a and C b form a five-, six- or seven-membered aliphatic or aromatic, substituted or unsubstituted carbo- or heterocycle,
R5' Wasserstoff, Ci- bis Cio-Alkyl, C3- bis Cio-Cycloalkyl, Cß- bis Cι -Aryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkyl- und 6 bis 14 C-Atomen im Arylrest oder Si(R6')3,R 5 'is hydrogen, Ci- to Cio-alkyl, C 3 - to Cio-cycloalkyl, C ß - to -CC aryl, alkylaryl with 1 to 10 carbon atoms in the alkyl and 6 to 14 carbon atoms in the aryl radical or Si (R 6 ') 3 ,
R6' Ci- bis Cio-Alkyl, C3- bis Cio-Cycloalkyl, C6- bisR 6 'Ci to Cio-alkyl, C 3 - to Cio-cycloalkyl, C 6 - bis
Cι -Aryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkyl- und 6 bis 14 C-Atomen im Arylrest,-C aryl, alkylaryl with 1 to 10 carbon atoms in the alkyl and 6 to 14 carbon atoms in the aryl radical,
m 0 oder 1,m 0 or 1,
M' ein Element der Gruppe VIIIB des Periodensystems der Elemente,M 'is an element from Group VIIIB of the Periodic Table of the Elements,
Q' Acetonitril, Benzonitril, einen linearen Alkyl - ester, einen linearen oder cyclischen aliphatischen Ether, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Hexamethylphosphorsäuretriamid oder Halogenide,Q 'acetonitrile, benzonitrile, a linear alkyl ester, a linear or cyclic aliphatic ether, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide or halides,
T' Chlorid, Bromid, Jodid oder ein Cι~ bis C o~Alkyl, das in ß-Position zum Metallzentrum M' keine Wasserstoffatome aufweist, und gegebenenfalls über eine Cι~ bis C -Alkylesterendgruppe oder eine Nitrilendgruppe verfügt, oder Q' und T' bilden gemeinsam eine C3-Alkylenkette mit einer linea¬ ren Cι~ bis C -Alkylester- oder einer Nitrilendgruppe,T 'chloride, bromide, iodide or a Cι ~ to C o ~ alkyl, which has no hydrogen atoms in the ß-position to the metal center M', and optionally has a Cι ~ to C -alkyl ester end group or a nitrile end group, or Q 'and T 'together form a C 3 alkylene chain with a linea ¬ ren Cι ~ to C alkyl ester or nitrile end group,
A' ein nicht- oder schlechtkoordinierendes Anion undA 'a non- or poorly coordinating anion and
n 0, 1 , 2 oder 3 , oder eines Metallocenkomplexes der allgemeinen Formel (II)n 0, 1, 2 or 3, or a metallocene complex of the general formula (II)
Figure imgf000041_0001
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:
Figure imgf000041_0001
in which the substituents have the following meaning:
M Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oder TantalM titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum
X Wasserstoff, Cι~ bis Cio-Alkyl, C6- bisX is hydrogen, C ~ to Cio-alkyl, C 6 - to
5-Aryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest, -OR6 oder -NR6R7,5 -aryl, alkylaryl having from 1 to 10 carbon atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in the aryl radical, -OR 6 or -NR 6 R 7,
wobeiin which
R6 und R7 Ci- bis Cio-Alkyl, C6- bis Cι5-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Fluoralkyl oder Fluoraryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest bedeuten,R 6 and R 7 are C 1 to C 10 alkyl, C 6 to C 5 aryl, alkylaryl, arylalkyl, fluoroalkyl or fluoroaryl each having 1 to 10 C atoms in the alkyl radical and 6 to 20 C atoms in the aryl radical,
Ri bis R5 Wasserstoff, Cι~ bis Cι0-Alkyl, 5- bisR i to R 5 are hydrogen, Cι ~ to Cι 0 alkyl, 5- to
7-gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein Cι~ bis Cio-Alkyl als Substituent tragen kann, C6- bis Cis-Aryl oder Arylalkyl, wobei auch zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende, gesättigte oder ungesättigte cyclische Gruppen stehen können, oder Si(R8)3 mit7-membered cycloalkyl, which in turn can carry a C 1 -C 1 -alkyl group as a substituent, C 6 - to cis-aryl or arylalkyl, where two adjacent radicals together represent saturated or unsaturated cyclic groups having 4 to 15 C atoms can, or Si (R 8 ) 3 with
R8 Ci- bis Cio-Alkyl, C3- bis Cι0-CycloalkylR 8 Ci- to Cio-alkyl, C 3 - to -CC 0 cycloalkyl
Figure imgf000041_0002
Figure imgf000041_0002
wobei die Reste R9 bis Ri3 Wasserstof f , Cx- bis Cι0-Alkyl , 5- bisbeing the leftovers R 9 to R i3 Wasserstof f, C x - 0 to Cι alkyl, 5- to
7-gliedriges Cycloalkyl , das seinerseits ein Ci- bis Cio-Alkyl als Substituent tragen kann, C6- bis Cis-Aryl oder Arylalkyl bedeuten und wobei gegebenenfalls auch zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende, gesättigte oder ungesättigte cyclische Gruppen stehen können, oder Si (Ri4) 3 mit7-membered cycloalkyl, which in turn can carry a C 1 to C 10 alkyl as a substituent, are C 6 - to Cis-aryl or arylalkyl, and where appropriate also two adjacent radicals together for 4 to 15 C atoms, saturated or unsaturated cyclic Groups can stand, or Si (R i4 ) 3 with
R14 Ci- bis Cio-Alkyl , C6- bis Cι5-Aryl oder C3- bis Cio-Cycloalkyl ,R 14 Ci to Cio alkyl, C 6 to C 5 aryl or C 3 to Cio cycloalkyl,
oder wobei die Reste R4 und Z gemeinsam eine Gruppierung -Ri5-A- bilden, in deror wherein the radicals R 4 and Z together form a group -R i5 -A- in which
R16 R16 R16 R16 R 16 R 16 R 16 R 16
M2 . M2- M2 M2 C ( Rl 8 ) 2-M 2 . M 2 - M 2 M 2 C (Rl 8) 2 -
Rl7 R17 R17 R17Rl7 R 17 R 17 R 17
R16 Rl6 R16 R16R 16 Rl6 R 16 R 16
Rl7 R17 Ri7 R17Rl7 R 17 R i7 R 17
= BRl*5, = A1R16, -Ge-, -Sn-, -O-, -S-, = SO, = S02 , NR16, = CO, = PR oder = P(0)Ri6 ist,= BR l * 5 , = A1R 16 , -Ge-, -Sn-, -O-, -S-, = SO, = S0 2 , NR 16 , = CO, = PR or = P (0) R i6 is
wobeiin which
Ri6, Rl"7 und R18 gleich oder verschieden sind und einR i6 , R l "7 and R 18 are the same or different and one
Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Cι-Cιo-Alkylgruppe, eine Cι-Cιo~Fluor- alkylgruppe, eine Cς-Cio-Fluoraryl- gruppe, eine C6-Cιo-Arylgruppe, eineHydrogen atom, a halogen atom, a Cι-Cιo-alkyl group, a Cι-Cιo ~ fluoro-alkyl group, a Cς-Cio-fluoroaryl group, a C 6 -Cιo aryl group, one
Cι-Cιo-Alkoxygruppe, eine C -Cιo~Alkenyl- gruppe, eine C7-C o-Arylalkylgruppe, eine C8-C4o-Arylalkenylgruppe oder eine C7-C o-Alkylarylgruppe bedeuten oder wo- bei zwei benachbarte Reste jeweils mit den sie verbindenden Atomen einen Ring bilden, undCι-Cιo-alkoxy group, a C -Cιo ~ alkenyl group, a C 7 -C o-arylalkyl group, a C 8 -C 4 o-arylalkenyl group or a C 7 -C o-alkylaryl group, or two adjacent radicals each with the atoms connecting them form a ring, and
M2 Silicium, Germanium oder Zinn ist,M 2 is silicon, germanium or tin,
^NRi9 ^.PR°^ NR i9 ^ .PR °
A 0 , S , oder bedeuten, mitA 0, S, or mean with
Ri9 Ci- bis Cio-Alkyl, C6- bis Cis-Aryl, C3- bis Cio-Cycloalkyl, Alkylaryl oder Si(R20)3,R i9 Ci to Cio-alkyl, C 6 to Cis-aryl, C 3 to Cio-cycloalkyl, alkylaryl or Si (R 20 ) 3 ,
R20 Wasserstoff, Cι~ bis Cio-Alkyl, Ce~ bisR 20 is hydrogen, Cι ~ to Cio-alkyl, Ce ~ bis
Cis-Aryl, das seinerseits mit Cι~ bis C4-Alkylgruppen substituiert sein kann oder C3- bis Cio-CycloalkylCis-aryl, which in turn can be substituted with -C ~ to C 4 alkyl groups or C 3 - to Cio-cycloalkyl
oder wobei die Reste R4 und Ri2 gemeinsam eine Gruppierung -R 5- bilden,or where the radicals R 4 and R i2 together form a group -R 5 -,
sowie gegebenenfalls einer Lewis-sauren Aktivatorverbindung polymerisiert.and optionally polymerized a Lewis acid activator compound.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Übergangsmetallverbindung der allgemeinen Formel (I)Process according to Claims 1 or 2, characterized in that the transition metal compound of the general formula (I)
[Bis-N, N' - (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2 , 3-dimethyl-l, 3- butadien] palladium-acetonitril-methyl- (tetra (3 , 5-bis- (tri- fluormethyl) phenyl) borat) ,[Bis-N, N '- (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2, 3-dimethyl-1,3-butadiene] palladium-acetonitrile-methyl- (tetra (3, 5-bis- ( trifluoromethyl) phenyl) borate),
[Bis-N,N'-(2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2 , 3-dimethyl-l, 3-butadien] palladium-diethylether-methyl- (tetra (3 , 5-bis- (trifluormethyl) phenyl) borat) ,[Bis-N, N '- (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2, 3-dimethyl-1,3-butadiene] palladium-diethylether-methyl- (tetra (3, 5-bis- ( trifluoromethyl) phenyl) borate),
[Bis-N, N' - (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2, 3-dimethyl-l, 3-butadien] -palladium-hi-O-methylcarboxypropyl- (tetra (3 , 5-bis- (trifluormethyl) phenyl) ) borat) ,[Bis-N, N '- (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-2, 3-dimethyl-1,3-butadiene] -palladium-h i -O-methylcarboxypropyl- (tetra (3, 5 bis (trifluoromethyl) phenyl) borate),
[Bis-N, N' - (2 , 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-l, [Bis-N, N '- (2, 6-diisopropylphenyl) -1, 4-diaza-l,
3-butadien] pal- ladium-hi-O-methylcarboxypropyl- (tetra- (3 , 5-bis- (trifluormethyl ) phenyl ) borat) oder [Bis-N, N' - (1-naphthyl) -1 , 3-butadiene] pal- ladium-h i -O-methylcarboxypropyl- (tetra- (3,5-bis- (trifluoromethyl) phenyl) borate) or [bis-N, N '- (1-naphthyl) -1,
4-diaza-2 , 3-dimethyl-l, 3-buta- dien]palladium-hi-0-methylcarboxypropyl- (tetra (3 , 5-bis- (tri- fluormethyl) phenyl) ) -borat)4-diaza-2,3-dimethyl-1,3-butadiene] palladium-h i -0-methylcarboxypropyl- (tetra (3,5-bis- (trifluoromethyl) phenyl) borate)
verwendet . used.
. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallocenkomplex (II). Process according to Claims 1 or 2, characterized in that the metallocene complex (II)
Bis (cyclopentadienyl) zirkoniumdichlorid, Bis (pentamethylcyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid, Bis (methylcyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid, Bis (ethylcyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid, Bis (n-butylcyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid, Bis (trimethylsilylcyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis (cyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis (indenyl) -zirkoniumdichlorid,Bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (pentamethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (ethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (trimethylsilylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, dimethylsilanediylbis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, Dimethylsilanediylbis (indenyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilandiylbis (tetrahydroindenyl) -zirkoniumdichlorid, Ethylenbis (cyclopentadienyl) -zirkoniumdichlorid, Ethylenbis (indenyl) -zirkoniumdichlorid, Ethylenbis (tetrahydroindenyl) -zirkoniumdichlorid, Tetramethylethylen-9-fluorenylcyclopentadienylzirkoniumdichlorid,Dimethylsilanediylbis (tetrahydroindenyl) zirconium dichloride, ethylene bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, ethylene bis (indenyl) zirconium dichloride, ethylene bis (tetrahydroindenyl) zirconium dichloride, tetramethylethylene-9-fluorenylchloridium,
Dimethylsilandiylbis (-3-tert .butyl-5-methylcyclopentadienyl) - zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis (-3-tert .butyl-5-ethylcyclopentadienyl) - zirkoniumdichlorid,Dimethylsilanediylbis (-3-tert. Butyl-5-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, dimethylsilanediylbis (-3-tert. Butyl-5-ethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilandiylbis (-2-methylindenyl) -zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis (-2-isopropylindenyl) -zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis (-2-tert .butylindenyl) -zirkoniumdichlorid, Diethylsilandiylbis (-2-methylindenyl) -zirkoniumdibromid, Dimethylsilandiylbis (-3-methyl-5-methylcyclopentadienyl) - zirkoniumdichlorid,Dimethylsilanediylbis (-2-methylindenyl) zirconium dichloride, dimethylsilanediylbis (-2-isopropylindenyl) zirconium dichloride, dimethylsilanediylbis (-2-tert -methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilandiylbis (-3-ethyl-5-isopropylcyclopentadienyl) - zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis (-2-methylindenyl) -zirkoniumdichlorid,Dimethylsilanediylbis (-3-ethyl-5-isopropylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, dimethylsilanediylbis (-2-methylindenyl) zirconium dichloride,
Dimethylsilandiylbis (-2-methylbenzindenyl) -zirkoniumdichlorid Dimethylsilandiylbis (2-ethylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid, Methylphenylsilandiylbis (2-ethylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid, Methylphenylsilandiylbis (2-methylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid,Dimethylsilanediylbis (-2-methylbenzindenyl) zirconium dichloride dimethylsilanediylbis (2-ethylbenzindenyl) zirconium dichloride, methylphenylsilanediylbis (2-ethylbenzindenyl) zirconium dichloride, methylphenylsilanediylbis (2-methylbenziridium) zirconium dichloride
Diphenylsilandiylbis (2-methylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid, Diphenylsilandiylbis (2-ethylbenzindenyl) zirkoniumdichlorid oder Dimethylsilandiylbis (-2-methylindenyl) -hafniumdichlorid, verwendet.Diphenylsilanediylbis (2-methylbenzindenyl) zirconium dichloride, diphenylsilanediylbis (2-ethylbenzindenyl) zirconium dichloride or dimethylsilanediylbis (-2-methylindenyl) hafnium dichloride.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schichtsilikate Natronsilit, Makatit, Maga- diit, Kenyait, Kanemit, Revolit, Grumantit, Talk, Glimmer, Kaolinit, Bentonit, Montmorillonit, Smectit, Illit, Sepiolit, Palygorskit, Muscovit, Allevardit, Amesit, Hectorit, Fluor- hectorit, Saponit, Beidellit, Nontronit, Stevensit, Vermicu- lit, Fluorvermiculit, Halloysit oder Fluor enthaltende synthetische Mica-Typen oder eine Mischung der genannten Schichtsilikate verwendet.5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that sodium silicate, makatite, magdiite, kenyaite, kanemite, revolite, grumantite, talc, mica, kaolinite, bentonite, montmorillonite, smectite, illite, sepiolite, palygorskite are used as layer silicates , Muscovite, allevardite, amesite, hectorite, fluorohectorite, saponite, beidellite, nontronite, stevensite, vermicu- lit, fluorvermiculite, halloysite or fluorine-containing synthetic mica types or a mixture of the layered silicates mentioned.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dispergiermittel Dichlormethan, Toluol, Benzol oder Xylol oder eine Mischung der genannten Flüssigkeiten verwendet.6. Process according to claims 1 to 5, characterized in that dichloromethane, toluene, benzene or xylene or a mixture of the liquids mentioned is used as the dispersant.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als C2- bis C2o-Alk-l-ene Ethen oder Propen oder Ethen und Propen, But-l-en, Pent-1-en, Hex-l-en, Hept-1-en oder Oct-l-en und als vinylaromatische Verbindungen Styrol oder α-Methylstyrol verwendet.7. Process according to claims 1 to 6, characterized in that as C 2 - to C 2 o-alk-l-ene ethene or propene or ethene and propene, but-l-ene, pent-1-ene, hex -l-ene, hept-1-ene or oct-l-ene and styrene or α-methylstyrene are used as vinyl aromatic compounds.
Polyolefinnanocomposite, erhältlich gemäß den Ansprüchen 1 bis 7.Polyolefin nanocomposites obtainable according to claims 1 to 7.
9. Verwendung der Polyolefinnanocomposite gemäß Anspruch 8 für die Herstellung von Folien, Formkörpern und Fasern. 9. Use of the polyolefin nanocomposites according to claim 8 for the production of films, moldings and fibers.
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