Un compuesto aminosilánico representado mediante la siguiente fórmula (1),

R12Si(NHR2)2 (1)

en la que R1 representa un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 3 a 5 átomos de carbono o un grupo ciclopentilo, siendo dos R1 iguales o diferentes, y R2 representa un grupo etilo

Compuestos aminosilánicos, componentes catalíticos y catalizadores para la polimerización de olefinas, y procedimiento para la producción de polímeros olefínicos con los mismos

CAMPO TÉCNICO

La presente invención propone un nuevo compuesto aminosilánico, particularmente un nuevo compuesto de organosilicio que no incluye un enlace Si-OR que era indispensable como componente catalítico de la polimerización de olefinas usado en tecnologías generales; un componente catalítico y un catalizador para la polimerización de olefinas, en el que se usa el compuesto aminosilánico; y un procedimiento para producir polímeros olefínicos usando el componente catalítico y el catalizador.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

En la técnica se conoce un componente catalítico sólido que contiene magnesio, titanio, un compuesto dador de electrones y un halógeno como componentes esenciales usados para la polimerización de olefinas tales como propileno. Se ha propuesto un gran número de métodos para polimerizar o copolimerizar olefinas en presencia de un catalizador para la polimerización de olefinas que comprende el componente catalítico sólido anterior, un compuesto de organoaluminio y un compuesto de organosilicio. Por ejemplo, el Documento 1 de Patente (JP-A-57-63310) y el Documento 2 de Patente (JP-A-57-63311) proponen un método para polimerizar olefinas con tres o más átomos de carbono en el que se usa un catalizador que comprende una combinación de un compuesto de magnesio, un compuesto de titanio y un compuesto de organosilicio que tiene un enlace Si-O-C. Sin embargo, debido a que estos métodos no son necesariamente satisfactorios para producir polímeros muy estereorregulares con rendimiento elevado, se ha deseado una mejora de estos métodos.

El Documento 3 de Patente (JP-A-63-3010) propone un catalizador y un método para polimerizar propileno. El catalizador comprende un componente catalítico sólido, obtenido procesando un polvo producido a partir de un dialcoximagnesio, un diéster de ácido dicarboxílico aromático, un hidrocarburo aromático, y un haluro de titanio con calor, un compuesto de organoaluminio, y un compuesto de organosilicio.

El Documento 4 de Patente (JP-A-1-315406) propone otro catalizador para la polimerización de olefinas, y un método para polimerizar olefinas en presencia de este catalizador. El catalizador para la polimerización de olefinas comprende un componente catalítico sólido preparado haciendo que un líquido en suspensión que contiene dietoximagnesio y un alquilbenceno entre en contacto con tetracloruro de carbono, haciendo reaccionar el líquido en suspensión con cloruro de ácido ftálico, y haciendo que el producto sólido resultante entre en contacto con tetracloruro de titanio en presencia de un alquilbenceno, un compuesto de organoaluminio y un compuesto de organosilicio.

En el documento EP 0 578 470 A2 se describe un procedimiento para preparar poliolefinas con una densidad aparente elevada, un tamaño de partículas relativamente grande, y una distribución estrecha de tamaños de partículas. Para dicho procedimiento, se usa un catalizador que comprende un óxido de silicio y/u óxido de aluminio, un haluro de magnesio, un compuesto de titanio, un compuesto de organoaluminio y un compuesto de silicio. Dicho compuesto de silicio puede ser compuestos aminosilánicos en los que los grupos amino son grupos amino exclusivamente terciarios.

Tanto en M. L. Ferreira et al., Macromol. Chem. Phys. 2001, 202, 830 como en P. G. Belelli et al., Curr. Trends Polym. Sci. 2000, 5, 79 se describe (dimetilamino) trimetilsilano como un aditivo para influir sobre la actividad catalítica de catalizadores metalocénicos soportados y no soportados, y sobre los pesos moleculares resultantes.

El documento JP 2003 231711 A se refiere a un método para estabilizar resinas de poliolefinas, así como a la síntesis de dichas resinas de poliolefinas. Como aditivo para el catalizador de olefinas a base de titanio, se describe anilinotrimetilsilano.

Todas las tecnologías generales descritas anteriormente han obtenido ciertos resultados a la hora de mejorar la actividad catalítica hasta el grado de permitir el suministro con una etapa de eliminación de cenizas para eliminar restos catalíticos tales como cloro y titanio procedentes de los polímeros formados, mejorando el rendimiento de polímeros estereorregulares, y mejorando la durabilidad de la actividad catalítica durante la polimerización. Sin embargo, existe una demanda de mejora continuada de tal catalizador.

Los polímeros producidos usando estos catalizadores se usan en una variedad de aplicaciones que incluyen productos formados tales como vehículos y aparatos eléctricos domésticos, recipientes, y películas. Estos productos se fabrican fundiendo polvos poliméricos producidos mediante polimerización, peletizando el polímero fundido, y conformando los peletes en productos usando diversos moldes. A la hora de fabricar productos formados, particularmente grandes productos mediante moldeo por inducción o similar, algunas veces es necesario que los polímeros fundidos tengan una fluidez elevada (velocidad de flujo del fundido: MFR) . En particular, con el fin de reducir costes en la fabricación de un copolímero de bloques enormemente funcional a usar como material para vehículos, en un método para producir un copolímero en una cantidad necesaria justamente para obtener un elastómero termoplástico a base de olefina (en lo sucesivo denominado como “TPO”) en un reactor de polimerización, y obtener el TPO directamente en el reactor de polimerización sin añadir un copolímero producido separadamente, esto es, en la denominada “fabricación de un TPO hecho en el reactor mediante polimerización directa”, se demanda una velocidad de flujo del fundido de 200 en una etapa de homopolimerización a fin de producir un producto acabado con una velocidad de flujo del fundido elevada y asegurar un moldeo por inyección fácil. Se ha llevado a cabo un gran número de estudios para aumentar la velocidad de flujo del fundido a la vez que se mantiene una estereorregularidad elevada del polímero.

La velocidad de flujo del fundido depende enormemente del peso molecular de los polímeros. En la industria, generalmente se añade hidrógeno como regulador del peso molecular para los polímeros durante la polimerización de propileno. En este caso, habitualmente se añade una gran cantidad de hidrógeno para producir polímeros de bajo peso molecular que tienen una velocidad de flujo del fundido elevada. Sin embargo, la cantidad de hidrógeno que se puede añadir está limitada debido a que la resistencia del reactor a la presión está limitada en aras de la seguridad.

A fin de añadir una mayor cantidad de hidrógeno en la polimerización en fase de vapor, se ha de disminuir la presión parcial de los monómeros a polimerizar, dando como resultado una disminución de la productividad. El uso de una gran cantidad de hidrógeno también provoca un problema de coste. Como método para resolver este problema, el documento 5 de patente (WO 2004-16662) propone un método para producir un polímero que tiene una velocidad de flujo del fundido elevada y una estereorregularidad elevada usando un compuesto mostrado mediante la fórmula Si (OR1) 3 (NR2R3) como componente catalítico para la polimerización de olefinas.

Sin embargo, debido a que estos métodos no son necesariamente satisfactorios para resolver básicamente los problemas anteriores de producción de TPO mediante polimerización directa, se ha deseado una mejora de estos métodos.

(Documento 1 de Patente) JP-A-57-63310 (Reivindicaciones)

(Documento 2 de Patente) JP-A-57-63311 (Reivindicaciones)

(Documento 3 de Patente) JP-A-63-3010 (Reivindicaciones)

(Documento 4 de Patente) JP-A-1-315406 (Reivindicaciones)

(Documento 5 de Patente) WO 2004-16662 (Reivindicaciones)

E. A. Semenova et al., Bull. Acad. Sci. USSR, Chem. Sci. 1962, 11, 1945 describen la reacción de dialquildicloro- y alquildiclorosilanos con metilamina para dar como resultado alquilaminosilanos. El documento sólo describe grupos metilo, etilo y fenilo como sustituyentes para el átomo de silicio.

R. Herbst-Irmer et al., Phosphorous, Sulfur and Silicon 1996, 112, 185 se refieren a la síntesis de ciclodifosfazanos. Los aminosilanos neutros y sus sales de litio se describen como compuestos intermedios.

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1. Un compuesto aminosilánico representado mediante la siguiente fórmula (1) ,

R12Si (NHR2) 2 (1)

en la que R1 representa un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 3 a 5 átomos de carbono o un grupo ciclopentilo, siendo dos R1 iguales o diferentes, y R2 representa un grupo etilo.

2. El compuesto aminosilánico según la reivindicación 1, que es bis (etilamino) diciclopentilsilano o bis (etilamino) diisopropilsilano.

3. Un componente catalítico para la polimerización de olefinas representado mediante la siguiente fórmula (2) ,

R3nSi (NR4R5) 4-n (2)

en la que R3 representa un grupo alquilo ramificado que tiene 1 a 20 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo o un derivado del mismo, un grupo vinilo, o un grupo aralquilo, siendo dos o más R3, que pueden estar presentes, iguales

o diferentes; R4 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 a 20 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo o un derivado del mismo, un grupo vinilo, un grupo arilo, o un grupo aralquilo, siendo dos o más R4, que pueden estar presentes, iguales o diferentes; R5 representa un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 a 20 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo o un derivado del mismo, un grupo vinilo, un grupo arilo, o un grupo aralquilo, siendo dos o más R5, que pueden estar presentes, iguales o diferentes; R4 y R5 se pueden enlazar para formar un anillo; n es 0 o un número entero de 1 a 3; y al menos uno de los grupos NR4R5 es un grupo amino secundario.

4. El componente catalítico para la polimerización de olefinas según la reivindicación 3, en el que, en la fórmula (2) , n es 2; R3 es un grupo alquilo ramificado que tiene 1 a 12 átomos de carbono o un grupo cicloalquilo, siendo dos o más R3, que pueden estar presentes, iguales o diferentes; R4 es un átomo de hidrógeno; y R5 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 a 3 átomos de carbono.

5. El componente catalítico para la polimerización de olefinas según la reivindicación 3, en el que, en la fórmula (2) , n es 1; R3 es un grupo alquilo ramificado que tiene 1 a 12 átomos de carbono o un grupo cicloalquilo, siendo dos o más R3, que pueden estar presentes, iguales o diferentes; R4 es un átomo de hidrógeno; y R5 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 a 3 átomos de carbono.

6. El componente catalítico para la polimerización de olefinas según la reivindicación 3, en el que, en la fórmula (2) , n es 0; dos de los cuatro grupos NR4R5 son grupos perhidroquinolino o grupos perhidroisoquinolino, o uno de los cuatro grupos NR4R5 es un grupo amino secundario en el que el R4 es un átomo de hidrógeno.

7. Un catalizador para la polimerización de olefinas formado de un compuesto aminosilánico como componente esencial, que se representa mediante la siguiente fórmula (2) ,

R3nSi (NR4R5) 4-n (2)

en la que R3 representa un grupo alquilo ramificado que tiene 1 a 20 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo o un derivado del mismo, un grupo vinilo, o un grupo aralquilo, siendo dos o más R3, que pueden estar presentes, iguales

o diferentes; R4 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 a 20 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo o un derivado del mismo, un grupo vinilo, un grupo arilo, o un grupo aralquilo, siendo dos o más R4, que pueden estar presentes, iguales o diferentes; R5 representa un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 a 20 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo o un derivado del mismo, un grupo vinilo, un grupo arilo, o un grupo aralquilo, siendo dos o más R5, que pueden estar presentes, iguales o diferentes; R4 y R5 se pueden enlazar para formar un anillo; n es 0 o un número entero de 1 a 3; y al menos uno de los grupos NR4R5 es un grupo amino secundario.

8. Un catalizador para la polimerización de olefinas formado a partir de (A) un componente catalítico sólido que comprende magnesio, titanio, halógeno, y un compuesto dador de electrones; (B) un compuesto de organoaluminio representado mediante la siguiente fórmula (3) ,

R6pAlQ3-p (3)

en la que R6 representa un grupo alquilo que tiene 1 a 4 átomos de carbono, Q representa un átomo de hidrógeno o un átomo de halógeno, y p representa un número real que satisface la fórmula 0<p 3; y (C) un componente catalítico según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6. 9. El catalizador para la polimerización de olefinas según la reivindicación 8, en el que el componente catalítico sólido (A) se prepara poniendo en contacto (a) un compuesto de magnesio, (b) un compuesto de haluro de titanio tetravalente, y (c) un compuesto dador de electrones.

10. Un procedimiento para producir un polímero olefínico, que comprende polimerizar olefinas en presencia del catalizador para la polimerización de olefinas según la reivindicación 8 ó 9.

11. El procedimiento para producir un polímero olefínico según la reivindicación 10, en el que las olefinas son propileno.

Figura 1

(A) Componente de metal de transición

(a) Compuesto de magnesio

(b) Compuesto de haluro de titanio tetravalente Contacto

(c) Compuesto dador de electrones

(B) Componente de organoaluminio R6pAlQ3-p 0<p 3

Olefina

(C) Compuesto aminosilánico R3nSi (NR4R5) 4-n