Donador interno para catalizadores de polimerización de olefina.

Un componente del catalizador sólido de titanio para uso en polimerización olefínica,

que comprende:

un compuesto de titanio;

un compuesto de magnesio; y

un compuesto de diariloato de 1,8-naftilo donador interno de electrones.

Donador interno para catalizadores de polimerización de olefina

Campo técnico

Se describen donadores de electrones internos, métodos de elaboración de donadores de electrones internos, componentes catalizadores sólidos de titanio, sistemas catalizadores que contienen componentes catalizadores sólidos de titanio, métodos de elaboración de componentes catalizadores sólidos de titanio, y métodos de polimerización o copolimerización de una olefina alfa usando un sistema catalizador que contiene un componente del catalizador sólido de titanio.

Antecedentes Las poliolefinas son una clase de polímeros derivados de olefinas simples. Los métodos conocidos de fabricación de poliolefinas implican el uso de catalizadores de polimerización tipo Ziegler-Natta. Estos catalizadores polimerizan monómeros de vinilo utilizando un haluro de metal de transición para proporcionar un polímero estereorregulado.

Existen numerosos catalizadores de polimerización tipo Ziegler-Natta. Los catalizadores tienen diferentes características y/o conducen a la producción de poliolefinas que tienen diversas propiedades. Por ejemplo, ciertos catalizadores tienen una alta actividad mientras que otros catalizadores tienen baja actividad, y de manera similar ciertos catalizadores tienen una larga vida, mientras que otros catalizadores tienen una vida corta. Por otra parte, las poliolefinas elaboradas con el uso de catalizadores de polimerización tipo Ziegler-Natta varían en estereorregularidad, distribución de peso molecular, resistencia al impacto, fluidez en estado fundido, rigidez, capacidad de sellado térmico, isotacticidad, y similares.

El documento WO 2007/018909 A1 describe sistemas de catalizadores y métodos de fabricación de los sistemas catalizadores para la polimerización de una olefina que contiene un componente del catalizador sólido de titanio que contiene un compuesto inorgánico de titanio, un aducto de alcohol de magnesio elaborado a partir de un compuesto de inorgánico de magnesio y un alcohol, y un soporte poroso que tiene al menos una determinada área superficial específica, un determinado volumen de poro, y un cierto tamaño promedio de partícula. El sistema catalizador de acuerdo con el documento WO 2007/018909 A1 puede contener además un compuesto de organoaluminio y, opcionalmente, un compuesto de organosilicio. El componente del catalizador sólido de titanio puede comprender también un donador interno de electrones. También se divulgan métodos de elaboración de poliolefinas.

Los catalizadores útiles de polimerización tipo Ziegler-Natta fabricados a través de un método de precipitación se elaboran mediante un compuesto orgánico de magnesio como material de partida. El compuesto orgánico de magnesio conduce a la formación de una partícula deseable de catalizador de forma esférica. El reemplazo del compuesto orgánico de magnesio como material de partida con un haluro de magnesio notablemente menos costoso da como resultado una partícula de catalizador con una morfología que es difícil de controlar y asférica o el uso de procesos costosos tales como congelación por atomización (proceso donde se mezcla MgCl2 con etanol, se calienta para formar una mezcla fundida, y luego se la atomiza a través de una boquilla en forma de un líquido frío o de un gas) .

Resumen A continuación se presenta un resumen simplificado de la innovación con el fin de proporcionar un conocimiento básico de algunos aspectos de la innovación. Este resumen no es una visión amplia de la innovación. No se pretende ni identificar elementos clave o críticos de la innovación ni delimitar el alcance de la innovación. Más bien, el único fin de este resumen es presentar algunos conceptos de la innovación en una forma simplificada como un preludio de la descripción más detallada que se presenta a continuación.

Lo que se describe aquí son compuestos de diariloato de 1, 8-naftilo donadores de electrones internos y métodos de elaboración y uso de los diariloatos de 1, 8-naftilo. Los compuestos de diariloato de 1, 8-naftilo donadores de electrones internos proporcionan al menos una actividad mejorada del catalizador, mejor respuesta al hidrógeno, y un mayor control sobre una composición polimérica cuando se utilizan en un componente del catalizador sólido de titanio de un sistema catalizador de polimerización de olefina.

Se proporcionan aquí componentes catalizadores sólidos de titanio para uso en polimerización olefínica, sistemas catalizadores de polimerización de olefinas, métodos de elaboración de componentes catalizadores sólidos de titanio, y métodos de polimerización y copolimerización de olefinas que implican el uso de los componentes catalíticos sólidos de titanio. Los componentes catalizadores sólidos de titanio contienen un compuesto de titanio, un compuesto de magnesio, y un compuesto de diariloato de 1, 8-naftilo donador interno de electrones. El sistema catalizador puede contener un componente del catalizador sólido de titanio, un compuesto de organoaluminio, y un compuesto de organosilicio. El componente catalizador de titanio se puede elaborar poniendo en contacto un compuesto de magnesio y un compuesto de titanio con un compuesto de diariloato de 1, 8-naftilo donador interno de electrones.

La innovación de la invención también proporciona métodos de polimerización o copolimerización de una olefina. Los métodos implican poner en contacto una olefina con un sistema catalizador que contiene un componente del catalizador sólido de titanio, un compuesto de organoaluminio; y un compuesto de organosilicio. El componente del catalizador sólido de titanio contiene un compuesto de diariloato de 1, 8-naftilo donador interno de electrones.

Para la realización de los fines anteriores y relacionados, la innovación implica las características que se describen a continuación en su totalidad y particularmente señaladas en las reivindicaciones. La siguiente descripción y los dibujos adjuntos exponen en detalle ciertos aspectos ilustrativos e implementaciones de la innovación. Estos son indicativos, sin embargo, sólo de algunas de las diversas maneras en que se pueden emplear los principios de la innovación. Otros objetivos, ventajas y características nuevas de la innovación se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada de la innovación cuando se considera en combinación con los dibujos.

Breve resumen de los dibujos La Figura 1 es un diagrama esquemático de alto nivel de un sistema de polimerización de olefinas de acuerdo con un aspecto de la innovación de la invención.

La Figura 2 es un diagrama esquemático de un reactor de polimerización de olefinas de acuerdo con un aspecto de la innovación de la invención.

La Figura 3 es un diagrama esquemático de alto nivel de un sistema para la elaboración de un copolímero de impacto de acuerdo con un aspecto de la innovación de la invención.

Descripción detallada Se describen compuestos de diariloato de 1, 8-naftilo, métodos de elaboración de compuestos de diariloato de 1, 8naftilo. El objetivo de la invención se refiere a métodos de uso de compuestos de diariloato de 1, 8-naftilo como donadores de electrones internos, componentes catalizadores sólidos de titanio para uso en polimerización olefínica, sistemas catalizadores de polimerización de olefinas, métodos para la elaboración de componentes catalizadores sólidos de titanio, y métodos de polimerización y copolimerización de olefinas que implican el uso de un componente del catalizador sólido de titanio.

Los compuestos de diariloato de 1, 8-naftilo tienen tres grupos arilo unidos por enlaces éster (tres grupos arilo conectados por dos enlaces éster, tales como un compuesto arilo enlazado por éster de naftilo enlazado por éster de arilo) .

Aunque no se desea estar ligado por ninguna teoría, se cree que los compuestos de diariloato de 1, 8-naftilo tienen un estructura química que permite el enlazamiento tanto a un compuesto de titanio como a un compuesto de magnesio, ambos típicamente presentes en un componente del catalizador sólido de titanio de un sistema catalizador de polimerización de olefina. Los compuestos de diariloato de 1, 8-naftilo también actúan como donadores de electrones internos, debido a las propiedades de donación de electrones de los compuestos, en un componente del catalizador sólido de titanio de un sistema catalizador de polimerización de olefina.

Los compuestos adecuados de diariloato de 1, 8-naftilo están representados por la Fórmula química (I) :

en donde cada R es independientemente hidrógeno, halógeno, alquilo que tiene 1 a 8 átomos de carbono, fenilo, arilalquilo que tiene de 7 a 18 átomos de carbono, o alquilarilo... [Seguir leyendo]

1. Un componente del catalizador sólido de titanio para uso en polimerización olefínica, que comprende: un compuesto de titanio; un compuesto de magnesio; y un compuesto de diariloato de 1, 8-naftilo donador interno de electrones.

2. El componente del catalizador sólido de titanio de la reivindicación 1, en donde el compuesto de diariloato de 1, 8naftilo donador interno de electrones se representa por medio de la Fórmula química (I) :

en donde cada R es independientemente hidrógeno, halógeno, alquilo que tiene 1 a 8 átomos de carbono, fenilo, arilalquilo que tiene de 7 a 18 átomos de carbono, o alquilarilo que tienen de 7 a 18 átomos de carbono.

3. El componente del catalizador sólido de titanio de la reivindicación 1 que comprende de 1 a 50% en peso del compuesto de diariloato de 1, 8-naftilo donador interno de electrones.

4. El componente del catalizador sólido de titanio de la reivindicación 1, en donde el compuesto de diariloato de 1, 8naftilo donador interno de electrones comprende al menos uno seleccionado de entre el grupo que consiste de dibenzoato de 1, 8-naftilo; di-4-metilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-3-metilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-2-metilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-4-etilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-4-n-propilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-4-isopropilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-4-n-butilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-4-isobutilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-4-t-butilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-4fenilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-4-fluorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-3-fluorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-2-fluorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-4-clorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-3-clorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-2-clorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-4-bromobenzoato de 1, 8-naftilo; di-3-bromobenzoato de 1, 8-naftilo; di-2-bromobenzoato de 1, 8-naftilo; di-4ciclohexilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-2, 3-dimetilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-2, 4-dimetilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-2, 5dimetilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-2, 6-dimetilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-3, 4-dimetilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-3, 5dimetilbenzoato de 1, 8-naftilo; di-2, 3-diclorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-2, 4-diclorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-2, 5diclorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-2, 6-diclorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-3, 4-diclorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-3, 5diclorobenzoato de 1, 8-naftilo; di-3, 5-di-t-butilbenzoato de 1, 8-naftilo.

5. Un sistema catalizador para uso en polimerización olefínica, que comprende:

un componente del catalizador sólido de titanio que comprende un compuesto de diariloato de 1, 8-naftilo donador interno de electrones;

un compuesto de organoaluminio; y

un compuesto de organosilicio.

6. El sistema catalizador de la reivindicación 5, en donde el compuesto de diariloato de 1, 8-naftilo donador interno de electrones está representado por la Fórmula química (I) :

en donde cada R es independientemente hidrógeno, halógeno, alquilo que tiene 1 a 8 átomos de carbono, fenilo, arilalquilo que tiene de 7 a 18 átomos de carbono, o alquilarilo que tienen de 7 a 18 átomos de carbono.

7. El sistema catalizador de la reivindicación 6, en donde cada R es independientemente hidrógeno, halógeno, alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, fenilo, arilalquilo que tiene de 7 a 12 átomos de carbono, o alquilarilo que tiene 7 a 12 átomos de carbono.

8. Un método de elaboración de un componente del catalizador sólido de titanio para un sistema catalizador, que comprende:

poner en contacto un compuesto de magnesio y un compuesto de titanio con un compuesto de diariloato de 1, 8naftilo donador interno de electrones para proporcionar el componente del catalizador sólido de titanio.

9. El método de la reivindicación 8, en donde el compuesto de diariloato de 1, 8-naftilo donador interno de electrones está representado por la Fórmula química (I) :

en donde cada R es independientemente hidrógeno, halógeno, alquilo que tiene 1 a 8 átomos de carbono, fenilo, arilalquilo que tiene de 7 a 18 átomos de carbono, o alquilarilo que tienen de 7 a 18 átomos de carbono.

10. El método de la reivindicación 8 que comprende además poner en contacto al compuesto de magnesio y al

compuesto de titanio con un segundo compuesto de diariloato de 1, 8-naftilo donador interno de electrones para 15 proveer el componente del catalizador sólido de titanio.

11. El método de la reivindicación 8, en donde cada R es independientemente hidrógeno, halógeno, alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o fenilo.

12. Un método de polimerización o copolimerización de una olefina, que comprende:

poner en contacto una olefina con un sistema catalizador que contiene un componente del catalizador sólido de 20 titanio que comprende un compuesto de diariloato de 1, 8-naftilo donador interno de electrones; un compuesto de organoaluminio que tiene al menos un enlace de carbono-aluminio; y un compuesto de organosilicio.

13. El método de la reivindicación 12, en donde el compuesto de diariloato de 1, 8-naftilo donador interno de electrones está representado por la Fórmula química (I) :

en donde cada R es independientemente hidrógeno, halógeno, alquilo que tiene 1 a 8 átomos de carbono, fenilo, arilalquilo que tiene de 7 a 18 átomos de carbono, o alquilarilo que tienen de 7 a 18 átomos de carbono.

14. El método de la reivindicación 12, en donde la olefina es propileno.