Componente catalizador.

Procedimiento de preparación de un componente catalizador particulado para la polimerización de olefinas,

comprendiendo dicho procedimiento los pasos de:

a) prever una solución de al menos un Complejo A que es un complejo de un compuesto de metal del Grupo 2 y un alcohol que comprende además de la mitad hidroxilo al menos una adicional mitad que lleva oxígeno opcionalmente en un medio de reacción líquido orgánico;

b) añadir dicha solución a al menos un compuesto de un metal de transición y producir una emulsión cuya fase dispersada contiene más de un 50% molar del metal del Grupo 2;

c) agitar la emulsión a fin de mantener a las gutículas de dicha fase dispersada preferiblemente dentro de una gama de tamaños medios de 5 a 200 μm;

d) solidificar dichas gutículas de la fase dispersada;

e) recuperar las partículas solidificadas del componente catalizador para la polimerización de olefinas, en donde se añade un dador de electrones en cualquier paso antes del paso c) y el mismo es éster de ácido no ftálico.

Componente catalizador

[0001] La invención se refiere a un componente catalizador particulado para la polimerización de olefinas, y en particular a uno que comprende un metal del Grupo 2, y a un procedimiento de preparación del mismo. La invención también se refiere al uso de un componente catalizador de este tipo para preparar un catalizador usado en la polimerización de olefinas.

Antecedentes de la invención

[0002] Los catalizadores para poliolefinas del tipo de los de Ziegler-Natta (ZN) son perfectamente conocidos en el campo de los polímeros, y generalmente comprenden (a) al menos un componente catalizador hecho a base de un compuesto de metal de transición del Grupo 4 a 6 de la Tabla Periódica (IUPAC, Nomenclatura de Química Inorgánica, 1989), un compuesto de metal del Grupo 1 a 3 de la Tabla Periódica (IUPAC) y opclonalmente un compuesto de un elemento del grupo 13 de la Tabla Periódica (IUPAC) y/o un compuesto dador interno. El catalizador ZN (catalizador de Ziegler-Natta) puede también comprender (b) un adicional componente catalizador o adicionales componentes catalizadores tal o tales como un cocatalizador y/o un dador externo.

[0003] Son conocidos en el estado de la técnica varios métodos para preparar catalizadores ZN. En un método conocido se prepara un sistema catalizador ZN soportado impregnando un material particulado de soporte con los componentes catalizadores. En la WO-A-01 55 230, el (los) componente(s) catalizadores) va(n) soportado(s) en un material Inorgánico u orgánico poroso de soporte tal como sílice.

[0004] En un adicional método perfectamente conocido el material de soporte está basado en uno de los componentes catalizadores, tal como p. ej. en un compuesto de magnesio tal como MgCh. Este tipo de material de soporte puede también hacerse de varias maneras. La EP-A-713 886 de la Japan Olefins describe la formación de un aducto de MgCh con un alcohol que es luego emulsionado, y finalmente la mezcla resultante es sometida a enfriamiento rápido para así provocar la solidificación de las gutículas.

[0005] Como alternativa, la EP-A-856 013 de la BP da a conocer la formación de un soporte sólido basado en Mg, en donde la fase que contiene el componente de Mg es dispersada en una fase continua y la fase de Mg dispersada es solidificada añadiendo la mezcla bifásica a un hidrocarburo líquido.

[0006] Las partículas de soporte sólido formadas son normalmente tratadas con un compuesto de metal de transición y opcionalmente con otros compuestos para formar el catalizador activo.

[0007] En consecuencia, en el caso de los soportes externos, algunos ejemplos de los cuales se dan a conocer en las publicaciones anteriormente mencionadas, la morfología del soporte es uno de los factores deflnltorlos de la morfología del catalizador final.

[0008] Una desventaja que se da en el caso de los sistemas catalizadores soportados es la de que la distribución de los compuestos catalíticamente activos en el material de soporte es dependiente de la química superficial y de la estructura superficial del material de soporte. Como resultado de ello, esto puede a menudo conducir a una distribución no uniforme del (de los) componente(s) activo(s) dentro de la partícula catallzadora. Como consecuencia de la desigual distribución de los sitios activos en las partículas catalizadoras son obtenidos catalizadores con inhomogeneidades intra- partículas, así como con inhomogeneidades inter-partículas entre las distintas partículas, lo cual conduce finalmente a la obtención de un material polímero inhomogéneo.

[0009] Además, en el polímero final quedará como residuo material de soporte, lo cual podría ser perjudicial en algunas aplicaciones de los polímeros.

[0010] La WO-A-OO 08073 y la WO-A-OO 08074 describen adicionales métodos para producir un catalizador ZN sólido, en donde se forma una solución de un compuesto basado en Mg y uno o varios adicionales compuestos catalizadores y el producto de reacción de ello es precipitado siendo así separado de la solución calentando el sistema. Además, la EP- A-926 165 da a conocer otro método de precipitación, en donde una mezcla de MgCh y alcóxldo de Mg es precipitada junto con un compuesto de Ti para así obtener un catalizador ZN.

[0011] La EP-A-83 074 y la EP-A-83 073 de la Montedison dan a conocer métodos para producir un catalizador ZN o un precursor del mismo, en donde se forma en un medio líquido inerte o una fase gaseosa inerte una emulsión o dispersión de compuesto de Mg y/o Ti y se hace que dicho sistema reaccione con un compuesto de alquilaluminio para así precipitar un catalizador sólido. Según ejemplos, dicha emulsión es luego añadida a un mayor volumen de compuesto de Al en hexano y es prepollmerlzada para así provocar la precipitación.

[0012] En general, un inconveniente de tales métodos de precipitación es la dificultad que se tiene para controlar el paso de precipitación y por consiguiente la morfología de las partículas catalizadoras que precipitan.

[0013] Además, la precipitación del (de los) componente(s) catalizadores) redunda fácilmente en la formación de una amplia distribución del tamaño de partículas de las partículas catalizadoras que comprenden partículas que van desde partículas muy pequeñas hasta grandes aglomerados, y adicionalmente redunda en la pérdida de la morfología del catalizador y en una formación de finos. En el proceso de polimerización esto ocasiona a su vez indeseadas y perjudiciales perturbaciones tales como obturaciones, una formación de capas de polímero en las paredes del reactor y en las tuberías y en otros equipos, tales como extrusionadoras, así como una disminución de la fluidez del polvo de polímero y otros problemas de manipulación de los polímeros.

[0014] La WO 03/000757 y la WO 03/000754 describen un procedimiento de preparación de un componente catalizador para la polimerización de olefinas que permite preparar partículas sólidas de un componente catalizador que comprende un metal del grupo 2 junto con un metal de transición. Este procedimiento usa un ftalato como dador de electrones interno.

[0015] La WO 2004/029112 da a conocer un adicional procedimiento de preparación de un componente catalizador para la polimerización de olefinas, en donde el procedimiento está adicionalmente caracterizado por el hecho de que un específico compuesto de alquilaluminio es puesto en contacto con el componente catalizador, permitiendo así cierto grado de incremento de la actividad a elevadas temperaturas.

[0016] La US 5.413.979 describe un adicional método de preparación de una composición de procatalizador sólido en donde materiales de soporte son impregnados con precursores del componente catalizador a fin de así obtener un componente catalizador.

[0017] La US 4.294.948 finalmente da a conocer un procedimiento para preparar un polímero o copolímero olefínico empleando un componente catalizador de titanio sólido preparado tratando precursores del catalizador pulverizados con compuestos organometálicos de un metal de cualquiera de los grupos I o III de la Tabla Periódica, estando dicho procedimiento caracterizado por el hecho de que la preparación del catalizador tiene lugar usando materiales precursores pulverizados, sólidos y particulados.

[0018] La EP 1403292 A1, la EP 0949280 A1, la US-A-4924948, la US-A-5413979 y la US-A-5409875, así como la EP 1273595 A1, describen procedimientos de preparación de componentes catalizadores para la polimerización de olefinas o catalizadores para la polimerización de olefinas, así como procedimientos de preparación de polímeros o copolímeros olefínicos.

[0019] En consecuencia, a pesar de que se ha hecho mucho trabajo de desarrollo en el campo de los catalizadores de Ziegler-Natta, sigue habiendo necesidad de métodos alternativos o mejorados para producir catalizadores ZN con propiedades deseables. Un aspecto particular a este respecto es el deseo de evitar en la medida de lo posible el uso de sustancias que sean consideradas como potencialmente dañinas con respecto a la salud así como a los aspectos medioambientales. Una clase de sustancias que han sido consideradas como potencialmente dañinas es la de los ftalatos, que han venido siendo comúnmente usados como dadores de electrones internos en los procesos de preparación de catalizadores. A pesar de que la cantidad de estos compuestos de ftalato usados como dadores internos en la preparación de los catalizadores en el polímero final es muy pequeña, sigue siendo deseable descubrir compuestos alternativos para sustituir a los compuestos de ftalato y sin embargo obtener catalizadores que tengan una buena actividad, una excelente morfología y otras propiedades deseadas.

Procedimiento de preparación de un componente catalizador particulado para la polimerización de definas, comprendiendo dicho procedimiento los pasos de:

a) prever una solución de al menos un Complejo A que es un complejo de un compuesto de metal del Grupo 2 y un alcohol que comprende además de la mitad hidroxilo al menos una adicional mitad que lleva oxígeno opcionalmente en un medio de reacción líquido orgánico;

b) añadir dicha solución a al menos un compuesto de un metal de transición y producir una emulsión cuya fase dispersada contiene más de un 50% molar del metal del Grupo 2;

c) agitar la emulsión a fin de mantener a las gutículas de dicha fase dispersada preferiblemente dentro de una gama de tamaños medios de 5 a 200 pm;

d) solidificar dichas gutículas de la fase dispersada;

e) recuperar las partículas solidificadas del componente catalizador para la polimerización de olefinas,

en donde se añade un dador de electrones en cualquier paso antes del paso c) y el mismo es áster de ácido no itálico.

El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende los pasos de:

f) prever una solución de una mezcla de al menos un Complejo A y al menos un Complejo B que es un complejo de un compuesto de metal del Grupo 2 y un alcohol que no comprende ninguna otra mitad que lleve oxígeno opcionalmente en un medio de reacción líquido orgánico; y opcionalmente añadir un dador a la solución de mezcla de complejos;

g) añadir dicha solución a al menos un compuesto de un metal de transición y producir una emulsión cuya fase dispersada contiene más de un 50% molar del metal del Grupo 2;

h) agitar la emulsión a fin de mantener a las gutículas de dicha fase dispersada preferiblemente dentro de una gama de tamaños medios de 5 a 200 pm;

i) solidificar dichas gutículas de la fase dispersada;

j) recuperar las partículas solidificadas del componente catalizador para la polimerización de olefinas,

en donde en cualquier paso anterior del paso h) se añade un dador de electrones y el mismo es áster de ácido no itálico.

El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, que comprende además el paso de lavar dichas partículas solidificadas antes de su recuperación en el paso e) o j).

Procedimiento según cualquier reivindicación precedente, en donde el dador de electrones es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de diésteres de ácidos carboxílicos no Itálicos y ásteres de monoácidos carboxílicos y derivados y mezclas de los mismos.

Procedimiento según la reivindicación 4, en donde las mitades áster pueden ser idénticas o distintas y son grupos alifáticos lineales o ramificados que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, preferiblemente de 2 a 16 átomos de carbono, y más preferiblemente de 2 a 12 átomos de carbono, o grupos aromáticos que tienen de 6 a 12 átomos de carbono, conteniendo opcionalmente heteroátomos de elementos de los Grupos 14 a 17 de la Tabla Periódica de la IUPAC, y especialmente N, O, S y/o P y la mitad ácido del (di)éster de diácido o monoácido comprende de 1 a 30 átomos de carbono, más preferiblemente de 2 a 20 átomos de carbono, y aun más preferiblemente de 2 a 16 átomos de carbono, estando opcionalmente sustituida con hidrocarbilos aromáticos o saturados o no saturados cíclicos o alifáticos que tienen de 1 a 20 C, y preferiblemente de 1 a 10 átomos de carbono y opcionalmente contienen heteroátomos de los Grupos 14 a 17 de la Tabla Periódica de la IUPAC, y especialmente N, O, S y/o P.

Procedimiento según cualquier reivindicación precedente, en donde el áster de ácido no itálico es un diéster de un diácido carboxílico no itálico.

Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el alcohol que comprende además de la mitad hidroxilo al menos una adicional mitad que lleva oxígeno es un alcohol que lleva un grupo áster o éter, y preferiblemente un grupo éter.

Procedimiento según cualquier reivindicación precedente, en donde el complejo A de metal del Grupo 2 se prepara haciendo que un compuesto de metal del Grupo 2 reaccione con el alcohol que comprende además de la mitad hidroxilo al menos una adicional mitad que lleva oxígeno en medio líquido orgánico.

Procedimiento según cualquier reivindicación precedente, en donde el complejo B de metal del Grupo 2 se prepara haciendo que un compuesto de metal del Grupo 2 reaccione con el alcohol que no comprende además de la mitad hidroxilo al menos una adicional mitad que lleva oxígeno en un medio líquido orgánico.

10. Procedimiento según la reivindicación 2, en donde la relación molar de complejos A y B en la solución es de 10:1 a 1:10.

11. Procedimiento según cualquier reivindicación precedente, en donde dicho metal del Grupo 2 es magnesio.

12. Procedimiento según cualquier reivindicación precedente, en donde dicho metal de transición es un metal del Grupo 4 y/o un metal del Grupo 5, y preferiblemente Ti.

13. Partículas del componente catalizador obtenible según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Catalizador para la polimerización de olefinas que comprende partículas del componente catalizador obtenible según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 y un cocatalizador, preferiblemente un cocatalizador de alquialuminio, y opcionalmente un dador de electrones externo.

15. Uso del catalizador que se define en la reivindicación 14 para polimerizar olefinas, y en particular a-olefinas de C2 a C10, preferiblemente etileno o propileno, opcionalmente con comonómeros seleccionados de entre los miembros del grupo que consta de monómeros de C2 a C12.