DE19635503A1 - Weißbrucharme, zähmodifizierte Propylenpolymerisate - Google Patents
Weißbrucharme, zähmodifizierte PropylenpolymerisateInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Propylenpolymerisate, enthal
tend
- a) 50 bis 95 Gew.-Teile eines Propylenhomopolymerisats mit einem Schmelzflußindex von 0,1 bis 100 g/10 min. bei einer Temperatur von 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133 und einem Isotaktizitätsindex von wenig stens 98%.
- b) 5 bis 50 Gew.-Teile eines Ethylen-Copolymerisats mit 4 bis 40 Gew.-% einpolymerisiertem C₄-C₂₀-Alk-1-en und einer Dichte von 0,865 bis 0,920 g/cm³ und
- c) 0 bis 1,5 Gew.-Teile eines Nukleierungsmittels, wobei die Summe der Gew.-Teile des Propylenhomopolymerisats a) und des Ethylencopolymerisats b) stets 100 Gew.-Teile ergibt.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung dieser Polymerisate sowie deren Verwendung als
Folien, Fasern und Formkörper.
Die Herstellung von Propylenhomopolymerisaten durch Ziegler-
Natta-Polymerisation ist bereits seit langem bekannt. Die dabei
verwendeten Katalysatorkomponenten enthalten u. a. Verbindungen
des mehrwertigen Titans, Aluminiumhalogenide und/oder Alkyle, so
wie Elektronendonorverbindungen, wobei meistens Silane, Ester,
Ketone oder Lactone verwendet werden (DE-A 42 16 548,
DE-A 44 19 438, EP-A 171 200, EP-A 530 599, US-A 4 857 613).
Nach diesem Verfahren können Propylenhomopolymerisate mit sehr
unterschiedlichen Eigenschaften erhalten werden, beispielsweise
mit einer deutlich unterschiedlichen Steifigkeit, Schlagzähigkeit
oder Fließfähigkeit. Einige Anwendungsbereiche, in denen vorzugs
weise Propylenpolymerisate verwendet werden, benötigen ins
besondere solche Propylenpolymerisate, die neben einer hohen
Schlagzähigkeit aus optischen Gründen auch eine deutlich verrin
gerte Tendenz zur Weißbruchbildung und eine hohe Steifigkeit auf
weisen.
Neben der Herstellung von Propylenpolymerisaten durch Ziegler-
Natta-Katalysatoren gibt es seit einigen Jahren auch die Möglich
keit, Polymerisate des Propylens und des Ethylens unter
Verwendung von Metallocenkatalysatoren mit cyclischen Liganden
herzustellen (EP-A 519 237, EP-A 692 499).
In der DE-A 44 07 327 werden Propylenpolymerisate beschrieben, die
aus einem Propylenhomopolymerisat und einem Nukleierungsmittel
bestehen und sich u. a. durch eine hohe Steifigkeit und Fließ
fähigkeit auszeichnen. Für bestimmte Anwendungsbereiche von
Propylenpolymerisaten ist man aber an einer nochmals erhöhten
Steifigkeit sowie an einem verbesserten Weißbruchverhalten inter
essiert.
Aus der EP-A 593 221 sind Mischungen aus Propylenpolymerisaten
und Ethylen-Copolymerisaten mit einpolymerisierten
C₄-C₁₈-Alk-1-enen bekannt, deren Dichte kleiner oder gleich
0,913 g/cm³ ist. Die darin aufgeführten Mischungen weisen gute
Werte hinsichtlich ihrer Schlagzähigkeit und ihrer Steifigkeit
auf, wobei aber nicht aufgeführt wird, wie das Weißbruchverhalten
derartiger Produkte verbessert werden kann.
Weiterhin werden in der WO-A 94/06859 Mischungen aus thermo
plastischen Polymerisaten und linearen Ethylen-Copolymerisaten
mit einpolymerisierten C₃-C₂₀-Alk-1-enen beansprucht, die u. a.
eine hohe Transparenz und eine gute Schlagzähigkeit bei tiefen
Temperaturen aufweisen. Der WO-A 94/06859 läßt sich aber nicht
entnehmen, wie man das Weißbruchverhalten derartiger Mischungen
verbessern und zugleich deren Steifigkeit erhöhen kann.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, den
geschilderten Nachteilen abzuhelfen und ein verbessertes
Propylenpolymerisat zu entwickeln, welches sich durch ein günsti
ges Eigenschaftsprofil hinsichtlich einer guten Schlagzähigkeit,
Fließfähigkeit und Verarbeitbarkeit auszeichnet und darüber
hinaus über eine hohe Steifigkeit verfügt und eine möglichst
geringe Tendenz zum Weißbruch aufweist.
Demgemäß wurden neue Propylenpolymerisate entwickelt, enthaltend
- a) 50 bis 95 Gew.-Teile eines Propylenhomopolymerisats mit einem Schmelzflußindex von 0,1 bis 100 g/10 min. bei einer Temperatur von 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg nach ISO-Norm 1133 und einem Isotaktizitätsindex von wenigstens 98%.
- b) 5 bis 50 Gew.-Teile eines Ethylen-Copolymerisats mit 4 bis 40 Gew.-% einpolymerisiertem C₄-C₂₀-Alk-1-en und einer Dichte von 0,865 bis 0,920 g/cm³ und
- c) 0 bis 1,5 Gew.-Teile eines Nukleierungsmittels, wobei die Summe der Gew.-Teile des Propylenhomopolymerisats a) und des Ethylencopolymerisats b) stets 100 Gew.-Teile ergibt.
Bevorzugt sind dabei insbesondere solche Propylenpolymerisate,
die
- a) 60 bis 90, insbesondere 75 bis 90 Gew.-Teile des Propylen homopolymerisats a),
- b) 10 bis 40, insbesondere 10 bis 25 Gew.-Teile des Ethylen-Co polymerisats b) und
- c) 0 bis 1,5, insbesondere 0,05 bis 1,5 Gew.-Teile des Nukleierungsmittels c) aufweisen.
Die Summe der Gew.-Teile des Propylenhomopolymerisats und des
Ethylencopolymerisats b) ergibt dabei stets 100 Gew.-Teile.
Bevorzugt wird dabei ein solches Propylenhomopolymerisat a) ein
gesetzt, welches einen Schmelzflußindex von 0,2 bis 50 g/10 min,
bei einer Temperatur von 230°C und unter einem Gewicht von
2,16 kg, nach ISO-Norm 1133, aufweist. Der Schmelzflußindex ent
spricht dabei der Menge an Polymerisat in Gramm, die aus der nach
ISO-Norm 1133 genormten Prüfvorrichtung bei einer Temperatur von
230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg ausgepreßt wird.
Das erfindungsgemäße Propylenpolymerisat enthält insbesondere ein
solches Propylenhomopolymerisat a), dessen Isotaktizitätsindex
wenigstens 98,0% beträgt und bevorzugt bei 98,0% bis 99,5%
liegt. Unter dem Isotaktizitätsindex soll dabei der Anteil an
Polymerisat verstanden werden, der nach ISO-Norm 6427 b) in Xylol
unlöslich ist. Der Isotaktizitätsindex ist eine Maßzahl für die
Stereospezifität des Propylenhomopolymerisats.
Das zu diesen Propylenhomopolymerisaten a) führende Verfahren
kann in den üblichen, für die Polymerisation von Propylen ver
wendeten Reaktoren entweder absatzweise oder bevorzugt konti
nuierlich durchgeführt werden. Geeignete Reaktoren sind u. a.
kontinuierlich betriebene Rührkessel. Die Reaktoren enthalten
ein Festbett aus feinteiligem Polymerisat, welches üblicherweise
durch Rühren in Bewegung gehalten wird.
Das Verfahren kann mit den in der Polymerisationstechnik üblichen
Ziegler-Natta-Katalysatoren durchgeführt werden. Diese enthalten
u. a. neben einer titanhaltigen Feststoffkomponente noch einen
Cokatalysator. Als Cokatalysator kommt dabei eine Aluminium
verbindung in Frage. Vorzugsweise wird neben dieser Aluminium
verbindung als weiterer Bestandteil des Cokatalysators noch eine
Elektronendonorverbindung eingesetzt.
Zur Herstellung der titanhaltigen Feststoffkomponente werden als
Titanverbindungen im allgemeinen Halogenide oder Alkoholate des
drei- oder vierwertigen Titans verwendet, wobei die Chloride des
Titans, insbesondere Titantetrachlorid, bevorzugt sind. Vorteil
haft enthält die titanhaltige Feststoffkomponente einen fein
teiligen Träger, wofür sich Silicium- und Aluminiumoxide, sowie
Aluminiumsilicate der Bruttoformel SiO₂ · aAl₂O₃, wobei a für einen
Wert von 0,001 bis 2, insbesondere von 0,01 bis 0,5 steht, gut
bewährt haben.
Die bevorzugt verwendeten Träger weisen einen Teilchendurchmesser
von 0,1 bis 1000 µm, insbesondere von 10 bis 300 µm, ein Poren
volumen von 0,1 bis 10 cm³/g, insbesondere von 1,0 bis 5,0 cm³/g
und eine spezifische Oberfläche von 10 bis 1000 m²/g, insbesondere
von 100 bis 500 m²/g auf.
Als feinteiliger Träger für die titanhaltige Feststoffkomponente
kann insbesondere auch ein feinteiliges anorganisches Oxid
verwendet werden, das einen pH-Wert von 1 bis 6, einen mittleren
Teilchendurchmesser von 5 bis 200 µm, insbesondere von 20 bis
70 µm und einen mittleren Teilchendurchmesser der Primärpartikel
von 1 bis 20 µm, insbesondere von 1 bis 5 µm aufweist. Bei den
sogenannten Primärpartikeln handelt es sich dabei um poröse,
granuläre Oxidpartikel, welche durch Mahlung, gegebenenfalls nach
vorgenommener Siebung, aus einem entsprechenden Hydrogel erhalten
werden. Das Hydrogel wird dabei im sauren Bereich, d. h. in einem
Bereich mit einem pH-Wert zwischen 1 und 6 erzeugt, oder aber mit
entsprechend sauren Waschlösungen nachbehandelt und gereinigt.
Weiterhin ist das feinteilige anorganische Oxid u. a. auch noch
dadurch charakterisiert, daß es Hohlräume bzw. Kanäle mit einem
mittleren Durchmesser von 0,1 bis 20 µm, insbesondere von 1 bis
15 µm aufweist, deren makroskopischer Volumenanteil am Gesamtpar
tikel im Bereich von 5 bis 30%, insbesondere im Bereich von 10
bis 30% liegt. Das feinteilige anorganische Oxid weist ferner
insbesondere ein Porenvolumen von 0,1 bis 10 cm³/g, bevorzugt von
1,0 bis 4,0 cm³/g und eine spezifische Oberfläche von 10 bis
1000 m²/g, bevorzugt von 100 bis 500 m²/g auf. Der pH-Wert, d. h.
der negative dekadische Logarithmus der Protonenkonzentration des
anorganischen Oxids liegt im Bereich von 1 bis 6, insbesondere im
Bereich von 2 bis 5.
Bevorzugte anorganische Oxide sind insbesondere Oxide des Sili
ciums, des Aluminiums, des Titans oder eines der Metalle der I.
bzw. der II. Hauptgruppe des Periodensystems. Als ganz bevorzug
tes Oxid wird neben Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid oder einem
Schichtsilikat auch Kieselgel (SiO₂) verwendet, wobei dieses ins
besondere durch Sprühtrocknung erhalten werden kann. Es können
auch sogenannte Cogele, d. h. Gemische von zwei verschiedenen
anorganischen Oxiden, eingesetzt werden. Derartige feinteilige
anorganische Oxide sind aber auch im Handel erhältlich.
Weiter werden bei der Herstellung der titanhaltigen Feststoff
komponente u. a. Verbindungen des Magnesiums eingesetzt. Als
solche kommen insbesondere Magnesiumhalogenide, Magnesiumalkyle
und Magnesiumaryle, sowie Magnesiumalkoxy- und Magnesiumaryloxy
verbindungen in Betracht, wobei bevorzugt Magnesiumdichlorid,
Magnesiumdibromid und Magnesiumdi-(C₁-C₁₀-alkyl)-Verbindungen
verwendet werden. Daneben kann die titanhaltige Feststoff
komponente noch Halogen, bevorzugt Chlor oder Brom, enthalten.
Außerdem enthält die titanhaltige Feststoffkomponente noch
Elektronendonorverbindungen, beispielsweise mono- oder poly
funktionelle Carbonsäuren, Carbonsäureanhydride und Carbonsäure
ester, Ketone, Ether, Alkohole, Lactone, sowie phosphor- und
siliciumorganische Verbindungen. Bevorzugt werden als Elektronen
donorverbindungen innerhalb der titanhaltigen Feststoffkomponente
Phthalsäurederivate der allgemeinen Formel I
verwendet, wobei X und Y jeweils für Chlor oder einen C₁- bis
C₁₀-Alkoxyrest oder gemeinsam für Sauerstoff stehen. Besonders
bevorzugte Elektronendonorverbindungen sind Phthalsäureester,
wobei X und Y C₁-C₈-Alkoxyreste, beispielsweise Methoxy-, Ethoxy-,
Propyloxy- oder Butyloxyreste bedeuten.
Weiter bevorzugte Elektronendonorverbindungen innerhalb der
titanhaltigen Feststoffkomponente sind u. a. Diester von 3- oder
4-gliedrigen, gegebenenfalls substituierten Cycloalkyl-1,2-dicar
bonsäuren, sowie Monoester von, gegebenenfalls substituierten
Benzophenon-2-carbonsäuren. Als Hydroxyverbindungen werden bei
diesen Estern die bei Veresterungsreaktionen üblichen Alkohole
verwendet, u. a. C₁- bis C₁₅-Alkanole, C₅- bis C₇-Cycloalkanole,
die ihrerseits C₁- bis C₁₀-Alkylgruppen tragen können, ferner
Phenole, Naphthole sowie die C₁-C₁₀-Alkylderivate dieser
Verbindungen.
Die titanhaltige Feststoffkomponente kann nach an sich bekannten
Methoden hergestellt werden. Beispiele dafür sind u. a. in der
EP-A 171 200, der GB-A 2 111 066, der US-A 4 857 613 und der
US-A 5 288 824 beschrieben.
Bei der Herstellung der titanhaltigen Feststoffkomponente wird
bevorzugt das nachstehende dreistufige Verfahren angewandt.
In der ersten Stufe versetzt man zunächst einen feinteiligen
Träger, bevorzugt Siliciumdioxid oder SiO₂ · aAl₂O₃ - wobei a für
eine Zahl im Bereich von 0,001 bis 2, insbesondere im Bereich von
0,01 bis 0,5 steht - mit einer Lösung der magnesiumhaltigen Ver
bindung in einem flüssigen Alkan, wonach man dieses Gemisch
0,5 bis 5 Stunden lang bei einer Temperatur zwischen 10 und
120°C rührt. Vorzugsweise setzt man pro Mol des Trägers 0,1 bis
1 mol der Magnesiumverbindung ein. Anschließend fügt man unter
ständigem Rühren ein Halogen oder einen Halogenwasserstoff,
insbesondere Chlor oder Chlorwasserstoff im wenigstens zwei
fachen, bevorzugt im wenigstens fünffachen molaren Überschuß,
bezogen auf die magnesiumhaltige Verbindung, hinzu. Nach etwa
30 bis 120 Minuten trennt man den Feststoff von der flüssigen
Phase ab.
In der zweiten Stufe bringt man das auf diese Weise erhaltene
Produkt in ein flüssiges Alkan ein und fügt danach ein C₁- bis
C₈-Alkanol, insbesondere Ethanol, ein Halogenid oder ein Alkoholat
des drei- oder vierwertigen Titans, insbesondere Titantetra
chlorid, sowie eine Elektronendonorverbindung, insbesondere ein
Phthalsäurederivat der allgemeinen Formel I hinzu. Dabei setzt
man pro Mol Magnesium des aus der ersten Stufe erhaltenen Fest
stoffs 1 bis 5 mol, insbesondere 2 bis 4 mol, Alkanol, 2 bis
20 mol, insbesondere 4 bis 10 mol, des drei- oder vierwertigen
Titans und 0,01 bis 1 mol, insbesondere 0,1 bis 1,0 mol, der
Elektronendonorverbindung ein. Dieses Gemisch wird wenigstens
eine Stunde lang bei einer Temperatur zwischen 10 und 150°C
gerührt, der so erhaltene feste Stoff anschließend abfiltriert
und mit einem flüssigen Alkan, bevorzugt mit Hexan oder Heptan,
gewaschen.
In der dritten Stufe extrahiert man den aus der zweiten Stufe
erhaltenen Feststoff einige Stunden lang bei Temperaturen
zwischen 100 und 150°C mit überschüssigem Titantetrachlorid oder
einer im Überschuß vorliegenden Lösung von Titantetrachlorid
in einem inerten Lösungsmittel, vorzugsweise einem Alkylbenzol,
wobei das Lösungsmittel wenigstens 5 Gew.-% Titantetrachlorid
enthält. Danach wäscht man das Produkt solange mit einem
flüssigen Alkan, bis der Gehalt der Waschflüssigkeit an Titan
tetrachlorid weniger als 2 Gew.-% beträgt.
Die auf diese Weise erhältliche titanhaltige Feststoffkomponente
wird mit einem Cokatalysator als Ziegler-Natta-Katalysatorsystem
verwendet. Als Cokatalysator kommen dabei Aluminiumverbindungen
in Betracht.
Geeignete Aluminiumverbindungen sind neben Trialkylaluminium
auch solche Verbindungen, bei denen eine Alkylgruppe durch eine
Alkoxygruppe oder durch ein Halogenatom, beispielsweise durch
Chlor oder Brom, ersetzt ist.
Bevorzugt werden Trialkylaluminiumverbindungen verwendet, deren
Alkylgruppen jeweils 1 bis 8 C-Atome aufweisen, beispielsweise
Trimethyl-, Triethyl- oder Methyldiethylaluminium.
Bevorzugt verwendet man neben der Aluminiumverbindung noch als
weiteren Cokatalysator Elektronendonorverbindungen wie beispiels
weise mono- oder polyfunktionelle Carbonsäuren, Carbonsäure
anhydride und Carbonsäureester, Ketone, Ether, Alkohole, Lactone,
sowie phosphor- und siliciumorganische Verbindungen. Besonders
geeignete Elektronendonorverbindungen sind dabei silicium
organische Verbindungen der allgemeinen Formel II
R′nSi(OR′′)4-n II
wobei R′ gleich oder verschieden ist und eine C₁- bis C₂₀-Alkyl
gruppe, eine 5- bis 7gliedrige Cycloalkylgruppe, die ihrerseits
eine C₁- bis C₁₀-Alkylgruppe tragen kann, oder eine C₆- bis
C₂₀-Arylalkylgruppe bedeutet, R′′ gleich oder verschieden ist und
eine C₁- bis C₂₀-Alkylgruppe bezeichnet und n für die Zahlen 1,
2 oder 3 steht. Besonders bevorzugt werden dabei solche
Verbindungen, in denen R′ eine C₁- bis C₈-Alkylgruppe oder eine
5- bis 7gliedrige Cycloalkylgruppe, R′′ eine C₁- bis C₄-Alkyl
gruppe und n die Zahlen 1 oder 2 bedeuten.
Unter diesen Verbindungen sind Dimethoxydiisopropylsilan,
Dimethoxyisobutylisopropylsilan, Dimethoxydiisobutylsilan,
Dimethoxydicyclopentylsilan, Dimethoxysek.butylisopropylsilan,
Diethoxydicyclopentylsilan, Diethoxysek.butylisopropylsilan
und Diethoxyisobutylisopropylsilan hervorzuheben.
Bevorzugt werden solche Katalysatorsysteme verwendet, bei denen
das Atomverhältnis zwischen Aluminium aus der Aluminiumverbindung
und Titan aus der titanhaltigen Feststoffkomponente 10 : 1 bis
800 : 1, insbesondere 20 : 1 bis 200 : 1, und das Molverhältnis
zwischen der Aluminiumverbindung und der als Cokatalysator
eingesetzten Elektronendonorverbindung 1 : 1 bis 100 : 1,
insbesondere 2 : 1 bis 20 : 1 beträgt. Die Katalysatorbestandteile
können in beliebiger Reihenfolge einzeln oder als Gemisch der
Komponenten in das Polymerisationssystem eingebracht werden.
Die Polymerisation zur Herstellung der Propylenhomopolymeri
sate a) wird üblicherweise bei einem Druck von 20 bis 40 bar,
einer Temperatur von 60 bis 90°C und einer mittleren Verweilzeit
des Reaktionsgemisches von 0,5 bis 5 Stunden durchgeführt. Bevor
zugt sind dabei Drücke von 25 bis 35 bar, Temperaturen von 65 bis
85°C und mittlere Verweilzeiten von 1,0 bis 4 Stunden. Man wählt
die Polymerisationsbedingungen üblicherweise so, daß pro mmol der
Aluminiumkomponente 0,05 bis 2 kg, bevorzugt 0,1 bis 1,5 kg des
Propylenhomopolymerisats a) gebildet werden.
Das Molekulargewicht der dabei erhältlichen Polymerisate kann wie
üblich durch Zugabe von Reglern, insbesondere von Wasserstoff
kontrolliert werden. Als Regler können auch C₂- bis C₆-Alk-1-ene,
beispielsweise Ethylen oder But-1-en eingesetzt werden. In diesem
Fall kann das Propylenhomopolymerisat a) noch bis zu 0,1 Gew.-%
anderer C₂- bis C₆-Alk-1-ene enthalten.
Als Ethylen-Copolymerisat b) wird insbesondere ein solches
Copolymerisat eingesetzt, welches 4 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 7
bis 30 Gew.-% einpolymerisierte C₄-C₂₀-Alk-1-ene aufweist. Bevor
zugte Comonomere sind bei dem Ethylen-Copolymerisat b)
C₄-C₁₂-Alk-1-ene, wobei vorzugsweise But-1-en, Pent-1-en,
4-Methyl-pent-1-en, Hex-1-en, Hept-1-en oder Oct-1-en sowie
Gemische aus diesen C₄-C₁₂-Comonomeren verwendet werden. Besonders
gut geeignete Comonomere sind But-1-en, Hex-1-en oder Oxt.1-en.
Die in den erfindungsgemäßen Ethylen-Copolymerisaten b) vorlie
genden Ethylen-Copolymerisate b) weisen eine Dichte von 0,865 bis
0,920 g/cm³, insbesondere von 0,868 bis 0,910 g/cm³ auf. Ihr
Schmelzflußindex, bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg,
nach ISO-Norm 1133, liegt bei 0,1 bis 100 g/10 min., insbesondere
bei 1 bis 30 g/10 min.
Die Herstellung der in den erfindungsgemäßen Propylenpolymeri
saten enthaltenden Ethylen-Copolymerisaten b) erfolgt üblicher
weise durch entsprechende Polymerisation mit metallhaltigen
Katalysatoren, beispielsweise mit Katalysatoren auf der Basis
eines Metallocenkomplexes oder mit Hilfe von titan- und alumini
umhaltigen Ziegler-Katalysatoren, oder durch Phillips-Katalysato
ren auf der Basis von chromhaltigen Verbindungen. Die Polymerisa
tionsreaktion kann dabei mit den in der Technik üblichen Reak
toren, sowohl in der Gasphase, in Lösung, in flüssigen Monomeren
oder auch in einer Aufschlämmung durchgeführt werden. Dabei kann
kontinuierlich, halbkontinuierlich oder diskontinuierlich
polymerisiert werden.
Vorzugsweise werden die Ethylen-Copolymerisate b) durch Polymeri
sation von Ethylen und den entsprechenden C₄-C₂₀-Alk-1-enen mit
Hilfe von Katalysatorsystemen hergestellt, die
- A) gegebenenfalls einen anorganischen Träger,
- B) mindestens einen Metallocenkomplex,
- C) mindestens eine metalloceniumionenbildende Verbindung und
- D) gegebenenfalls mindestens eine organische Metallverbindung eines Alkali- oder Erdalkalimetalls oder eines Metalls der III. Hauptgruppe des Periodensystems enthalten.
Die Polymerisation mit Hilfe derartiger metallocenhaltiger
Katalysatorsysteme, die zu den Ethylen-Copolymerisaten b) führt,
wird insbesondere bei Temperaturen im Bereich von -50 bis 300°C,
vorzugsweise im Bereich von 0 bis 150°C, und bei Drücken im
Bereich von 0,5 bis 3000 bar, vorzugsweise im Bereich von
1 bis 80 bar, durchgeführt. Bei diesem Verfahren sollen die Ver
weilzeiten der jeweiligen Reaktionsgemische auf 0,5 bis 5 Stun
den, insbesondere auf 0,7 bis 3,5 Stunden, eingestellt werden. Es
können bei der Polymerisation u. a. auch Antistatika sowie Mol
massenregler, beispielsweise Wasserstoff, mitverwendet werden.
Die Polymerisation kann in Lösung, in Suspension, in flüssigen
Monomeren oder in der Gasphase durchgeführt werden. Bevorzugt
erfolgt die Polymerisation in Suspension oder in der Gasphase.
Das Polymerisationsverfahren zur Herstellung der Copolymerisate
b) kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchge
führt werden. Geeignete Reaktoren sind u. a. kontinuierlich
betriebene Rührkessel, wobei man gegebenenfalls auch eine Reihe
von mehreren hintereinander geschalteten Rührkesseln verwenden
kann (Reaktorkaskade).
Derartige metallocenhaltige Katalysatorsysteme enthalten gege
benenfalls als Komponente A) einen anorganischen Träger. Als anor
ganische Träger wird dabei insbesondere ein anorganisches Oxid
verwendet, welches einen PH-Wert, ermittelt nach S.R. Morrison,
"The Chemical Physics of Surfaces", Plenum Press, New York
[1977], Seite 130ff, von 1 bis 6 und Hohlräume und Kanäle auf
weist, deren makroskopischer Volumenanteil am Gesamtpartikel im
Bereich von 5 bis 30% liegt. Bevorzugt werden dabei insbesondere
solche anorganischen Oxide eingesetzt, deren pH-Wert, d. h. deren
negativer dekadischer Logarithmus der Protonenkonzentration, im
Bereich von 2 bis 5,5 und insbesondere im Bereich von 2 bis 5 zu
finden ist. Weiterhin werden als anorganische Träger insbesondere
solche anorganischen Oxide verwendet, die Hohlräume und Kanäle
aufweisen, deren makroskopischer Volumenanteil am Gesamtpartikel
8 bis 30%, bevorzugt 10 bis 30% und besonders bevorzugt 15 bis
25%, beträgt.
Weitere vorzugsweise eingesetzte anorganische Träger sind auch
solche anorganischen Oxide, die einem mittleren Teilchen
durchmesser von 5 bis 200 µm, insbesondere von 20 bis 90 µm,
und einen mittleren Teilchendurchmesser der Primärpartikel von
1 bis 20 µm, insbesondere von 1 bis 5 µm, aufweisen. Bei den
sogenannten Primärpartikeln handelt es sich dabei um poröse,
granuläre Partikel. Die Primärpartikel weisen Poren mit einem
Durchmesser von insbesondere 1 bis 1000 Å auf. Weiterhin sind
solche anorganischen Oxide u. a. auch noch dadurch charakteri
siert, daß sie über Hohlräume und Kanäle mit einem mittleren
Durchmesser von 0,1 bis 20 µm, insbesondere von 1 bis 15 µm, ver
fügen. Die anorganischen Oxide weisen ferner insbesondere noch
ein Porenvolumen von 0,1 bis 10 cm³/g, bevorzugt von 1,0 bis
5,0 cm³/g, und eine spezifische Oberfläche von 10 bis 1000 m²/g,
bevorzugt von 100 bis 500 m²/g, auf.
Aufgrund der in den feinteiligen anorganischen Oxiden vorhandenen
Hohlräume und Kanäle liegt im Trägermaterial eine deutlich ver
besserte Verteilung der Katalysatoraktivkomponenten vor. Die
sauren Zentren auf der Oberfläche des anorganischen Oxids bewir
ken zusätzlich eine homogene Beladung mit den Katalysatorbestand
teilen. Darüber hinaus wirkt sich ein derart mit Hohlräumen
und Kanälen durchzogenes Material positiv auf die diffusions
kontrollierte Versorgung mit Monomeren und Cokatalysatoren und
damit auch auf die Polymerisationskinetik aus.
Ein solches feinteiliges anorganisches Oxid ist u. a. erhältlich
durch Sprühtrocknen von vermahlenen, entsprechend gesiebten
Hydrogelen, welche hierzu mit Wasser oder einem aliphatischen
Alkohol vermaischt werden. Während der Sprühtrocknung kann der
benötigte pH-Wert von 1 bis 6 auch durch die Verwendung ent
sprechend saurer Primärpartikelsuspensionen eingestellt werden.
Ein solches feinteiliges anorganisches Oxid ist aber auch im
Handel erhältlich.
Bevorzugte anorganische Träger sind insbesondere Oxide des
Siliciums, des Aluminiums, des Titans oder eines der Metalle
der I. bzw. der II. Hauptgruppe des Periodensystems. Als ganz
bevorzugtes anorganisches Oxid wird neben Aluminiumoxid oder
Magnesiumoxid oder einem Schichtsilikat auch Kieselgel (SiO₂)
verwendet, wobei dieses insbesondere durch Sprühtrocknung
erhalten werden kann.
Als Komponente A) können auch sogenannte Cogele, d. h. Gemische von
mindestens zwei verschiedenen anorganischen Oxiden, eingesetzt
werden.
Es werden vorzugsweise pro Gramm Träger, d. h. der Komponente A),
0,1 bis 10000 µmol, insbesondere 5 bis 200 µmol des Metallocen
komplexes, d. h. der Komponente B) eingesetzt.
Als Komponente B) enthält das vorzugsweise eingesetzte metallocen
haltige Katalysatorsystem mindestens einen oder mehrere Metallo
cenkomplexe. Als Metallocenkomplexe eigenen sich besonders solche
der allgemeinen Formel IV
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:
M Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oder Tantal, sowie Elemente der III. Nebengruppe des Periodensystems und der Lanthanoiden,
X Fluor, Chlor, Brom, Iod, Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest, -OR¹⁰ oder -NR¹⁰R¹¹,
n eine ganze Zahl zwischen 1 und 3, wobei n der Wertigkeit von M minus der Zahl 2 entspricht,
wobei
R¹⁰ und R¹¹ C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Fluoralkyl oder Fluoraryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest bedeuten,
R⁵ bis R⁹ Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, 5- bis 7gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein C₁- bis C₁₀-Alkyl als Substituent tragen kann, C₆- bis C₁₅-Aryl oder Arylalkyl, wobei gegebenenfalls auch zwei benach barte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome auf weisende gesättigte oder ungesättigte cyclische Gruppen stehen können oder Si(R¹²)₃ mit
R¹² C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl oder C₆- bis C₁₅-Aryl,
Z für X oder
M Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oder Tantal, sowie Elemente der III. Nebengruppe des Periodensystems und der Lanthanoiden,
X Fluor, Chlor, Brom, Iod, Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest, -OR¹⁰ oder -NR¹⁰R¹¹,
n eine ganze Zahl zwischen 1 und 3, wobei n der Wertigkeit von M minus der Zahl 2 entspricht,
wobei
R¹⁰ und R¹¹ C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Fluoralkyl oder Fluoraryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest bedeuten,
R⁵ bis R⁹ Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, 5- bis 7gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein C₁- bis C₁₀-Alkyl als Substituent tragen kann, C₆- bis C₁₅-Aryl oder Arylalkyl, wobei gegebenenfalls auch zwei benach barte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome auf weisende gesättigte oder ungesättigte cyclische Gruppen stehen können oder Si(R¹²)₃ mit
R¹² C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl oder C₆- bis C₁₅-Aryl,
Z für X oder
steht,
wobei die Reste
R¹³ bis R¹⁷ Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, 5- bis 7gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein C₁- bis C₁₀-Alkyl als Substituent tragen kann, C₆- bis C₁₅-Aryl oder Arylalkyl bedeuten und wobei gegebenenfalls auch zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende gesättigte oder unge sättigte cyclische Gruppen stehen können, oder Si(R¹⁸)₃ mit
R¹⁸ C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl oder C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl,
oder wobei die Reste R⁸ und Z gemeinsam eine Gruppierung -R¹⁹-A- bilden, in der
wobei die Reste
R¹³ bis R¹⁷ Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, 5- bis 7gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein C₁- bis C₁₀-Alkyl als Substituent tragen kann, C₆- bis C₁₅-Aryl oder Arylalkyl bedeuten und wobei gegebenenfalls auch zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende gesättigte oder unge sättigte cyclische Gruppen stehen können, oder Si(R¹⁸)₃ mit
R¹⁸ C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl oder C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl,
oder wobei die Reste R⁸ und Z gemeinsam eine Gruppierung -R¹⁹-A- bilden, in der
= BR²⁰, = AlR²⁰ -Ge-, -Sn-, -O-, -S-, = SO, = SO₂, = NR²⁰,
= CO, = PR²⁰ oder = P(O)R²⁰ ist,
wobei
R²⁰, R²¹ und R²² gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoff atom, ein Halogenatom, eine C₁-C₁₀-Alkylgruppe, eine C₁-C₁₀-Fluoralkylgruppe, eine C₆-C₁₀-Fluor arylgruppe, eine C₆-C₁₀-Arylgruppe, eine C₁-C₁₀-Alkoxygruppe, eine C₂-C₁₀-Alkenylgruppe, eine C₇-C₄₀-Arylalkylgruppe, eine C₈-C₄₀-Aryl alkenylgruppe oder eine C₇-C₄₀-Alkylarylgruppe be deuten oder wobei zwei benachbarte Reste jeweils mit den sie verbindenden Atomen einen Ring bilden, und
M² Silicium, Germanium oder Zinn ist,
wobei
R²⁰, R²¹ und R²² gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoff atom, ein Halogenatom, eine C₁-C₁₀-Alkylgruppe, eine C₁-C₁₀-Fluoralkylgruppe, eine C₆-C₁₀-Fluor arylgruppe, eine C₆-C₁₀-Arylgruppe, eine C₁-C₁₀-Alkoxygruppe, eine C₂-C₁₀-Alkenylgruppe, eine C₇-C₄₀-Arylalkylgruppe, eine C₈-C₄₀-Aryl alkenylgruppe oder eine C₇-C₄₀-Alkylarylgruppe be deuten oder wobei zwei benachbarte Reste jeweils mit den sie verbindenden Atomen einen Ring bilden, und
M² Silicium, Germanium oder Zinn ist,
bedeuten,
mit
R²³ C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl, Alkylaryl oder Si(R²⁴)₃,
R²⁴ Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁s-Aryl, das seinerseits mit C₁- bis C₄-Alkylgruppen sub stituiert sein kann oder C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl
oder wobei die Reste R⁸ und R¹⁶ gemeinsam eine Gruppierung -R¹⁹- bilden.
mit
R²³ C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl, Alkylaryl oder Si(R²⁴)₃,
R²⁴ Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁s-Aryl, das seinerseits mit C₁- bis C₄-Alkylgruppen sub stituiert sein kann oder C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl
oder wobei die Reste R⁸ und R¹⁶ gemeinsam eine Gruppierung -R¹⁹- bilden.
Von den Metallocenkomplexen der allgemeinen Formel IV sind
bevorzugt.
Die Reste X können gleich oder verschieden sein, bevorzugt sind
sie gleich.
Von den Verbindungen der Formel IVa sind insbesondere diejenigen
bevorzugt, in denen
M Titan, Zirkonium oder Hafnium,
X Chlor, C₁- bis C₄-Alkyl oder Phenyl,
n die Zahl 2 und
R⁵ bis R⁹ Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl bedeuten.
M Titan, Zirkonium oder Hafnium,
X Chlor, C₁- bis C₄-Alkyl oder Phenyl,
n die Zahl 2 und
R⁵ bis R⁹ Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl bedeuten.
Von den Verbindungen der Formel IVb sind als bevorzugt diejenigen
zu nennen, bei denen
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium steht,
X Chlor, C₁- bis C₄-Alkyl oder Phenyl,
n die Zahl 2,
R⁵ bis R⁹ Wasserstoff, C₁- bis C₄-Alkyl oder Si(R¹²)₃,
R¹³ bis R¹⁷ Wasserstoff, C₁- bis C₄-Alkyl oder Si(R¹⁸)₃ bedeuten.
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium steht,
X Chlor, C₁- bis C₄-Alkyl oder Phenyl,
n die Zahl 2,
R⁵ bis R⁹ Wasserstoff, C₁- bis C₄-Alkyl oder Si(R¹²)₃,
R¹³ bis R¹⁷ Wasserstoff, C₁- bis C₄-Alkyl oder Si(R¹⁸)₃ bedeuten.
Insbesondere sind die Verbindungen der Formel IVb geeignet,
in denen die Cyclopentadienylreste gleich sind.
Beispiele für besonders geeignete Verbindungen sind u. a.:
Bis(cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(pentamethylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(methylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(ethylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(n-butylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid und
Bis(trimethylsilylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid
sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Bis(cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(pentamethylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(methylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(ethylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(n-butylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid und
Bis(trimethylsilylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid
sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Von den Verbindungen der Formel IVc sind diejenigen besonders
geeignet, in denen
R und R¹³ gleich sind und für Wasserstoff oder C₁- bis C₁₀-Alkylgruppen stehen,
R⁹ und R¹⁷ gleich sind und für Wasserstoff, eine Methyl-, Ethyl-, iso-Propyl- oder tert.-Butylgruppe stehen,
R⁶, R⁷, R¹⁴ und R¹⁵ die Bedeutung R⁷ und R¹⁵ C₁- bis C₄-Alkyl R⁶ und R¹⁴ Wasserstoff haben oder zwei benachbarte Reste R⁶ und R⁷ sowie R¹⁴ und R¹⁵ gemeinsam für 4 bis 12 C-Atome auf weisende cyclische Gruppen stehen,
R und R¹³ gleich sind und für Wasserstoff oder C₁- bis C₁₀-Alkylgruppen stehen,
R⁹ und R¹⁷ gleich sind und für Wasserstoff, eine Methyl-, Ethyl-, iso-Propyl- oder tert.-Butylgruppe stehen,
R⁶, R⁷, R¹⁴ und R¹⁵ die Bedeutung R⁷ und R¹⁵ C₁- bis C₄-Alkyl R⁶ und R¹⁴ Wasserstoff haben oder zwei benachbarte Reste R⁶ und R⁷ sowie R¹⁴ und R¹⁵ gemeinsam für 4 bis 12 C-Atome auf weisende cyclische Gruppen stehen,
steht,
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium und
X für Chlor, C₁- bis C₄-Alkyl oder Phenyl stehen.
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium und
X für Chlor, C₁- bis C₄-Alkyl oder Phenyl stehen.
Beispiele für besonders geeignete Komplexverbindungen sind u. a.
Dimethylsilandiylbis(cyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(indenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(tetrahydroindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(cyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(indenyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(tetrahydroindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Tetramethylethylen-9-fluorenylcyclopentadienylzirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-tert.butyl-5-methylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-tert.butyl-5-ethylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-isopropylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-tert.butylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Diethylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-zirkoniumdibromid,
Dimethylsilandiylbis(-3-methyl-5-methylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-ethyl-5-isopropylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-ethylindenyl)-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
Diphenylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-hafniumdichlorid
sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Dimethylsilandiylbis(cyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(indenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(tetrahydroindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(cyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(indenyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(tetrahydroindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Tetramethylethylen-9-fluorenylcyclopentadienylzirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-tert.butyl-5-methylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-tert.butyl-5-ethylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-isopropylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-tert.butylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Diethylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-zirkoniumdibromid,
Dimethylsilandiylbis(-3-methyl-5-methylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-ethyl-5-isopropylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-ethylindenyl)-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
Diphenylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-hafniumdichlorid
sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Weitere Beispiele für geeignete Komplexverbindungen sind u. a.
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-phenylindenyl)zirkoniun
dichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-naphthylindenyl)zirkonium dichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-isopropylindenyl)zirkoniun dichlorid und
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4,6-diisopropylindenyl)zirkonium dichlorid sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-naphthylindenyl)zirkonium dichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-isopropylindenyl)zirkoniun dichlorid und
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4,6-diisopropylindenyl)zirkonium dichlorid sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Bei den Verbindungen der allgemeinen Formel IVd sind als
besonders geeignet diejenigen zu nennen, in denen
M für Titan oder Zirkonium,
X für Chlor, C₁- bis C₄-Alkyl oder Phenyl stehen.
M für Titan oder Zirkonium,
X für Chlor, C₁- bis C₄-Alkyl oder Phenyl stehen.
steht
und
R⁵ bis R⁷ und R⁹ für Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl oder Si(R¹²)₃ stehen, oder wobei zwei benachbarte Reste für 4 bis 12 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen.
R⁵ bis R⁷ und R⁹ für Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl oder Si(R¹²)₃ stehen, oder wobei zwei benachbarte Reste für 4 bis 12 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen.
Die Synthese derartiger Komplexverbindungen kann nach an sich
bekannten Methoden erfolgen, wobei die Umsetzung der ent
sprechend substituierten, cyclischen Kohlenwasserstoffanionen
mit Halogeniden von Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob
oder Tantal, bevorzugt ist.
Beispiele für entsprechende Herstellungsverfahren sind u. a.
im Journal of Organometallic Chemistry, 369 (1989), 359-370
beschrieben.
Es können auch Mischungen verschiedener Metallocenkomplexe ein
gesetzt werden.
Als Komponente C)enthält das vorzugsweise zur Herstellung der
Ethylen-Copolymerisate b) eingesetzte metallocenhaltige
Katalysatorsystem eine metalloceniumionenbildende Verbindung.
Geeignete metalloceniumionenbildende Verbindungen sind starke,
neutrale Lewissäuren, ionische Verbindungen mit lewissauren
Kationen und ionische Verbindungen mit Brönsted-Säuren als
Kation.
Als starke, neutrale Lewissäuren sind Verbindungen der allge
meinen Formel V
M³X¹X²X³ V
bevorzugt, in der
M³ ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems bedeutet, insbesondere B, Al oder Ga, vorzugsweise B,
X¹, X² und X³
für Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkyl aryl, Arylalkyl, Halogenalkyl oder Halogenaryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atome im Aryl rest oder Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen, insbesondere für Halogenaryle, vorzugsweise für Pentafluorphenyl.
M³ ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems bedeutet, insbesondere B, Al oder Ga, vorzugsweise B,
X¹, X² und X³
für Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkyl aryl, Arylalkyl, Halogenalkyl oder Halogenaryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atome im Aryl rest oder Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen, insbesondere für Halogenaryle, vorzugsweise für Pentafluorphenyl.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der allgemeinen Formel V,
in der X¹, X² und X³ gleich sind, vorzugsweise Tris(pentafluor
phenyl)boran.
Als ionische Verbindungen mit lewissauren Kationen sind
Verbindungen der allgemeinen Formel VI
[(Ya+)Q₁Q₂ . . . Qz]d+ VI
geeignet, in denen
Y ein Element der I. bis VI. Hauptgruppe oder der I. bis VIII. Nebengruppe des Periodensystems bedeutet,
Q₁ bis Qz für einfach negativ geladene Reste wie C₁- bis C₂₈-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Halogenalkyl, Halogenaryl mit jeweils 6 bis 20 C-Atomen im Aryl- und 1 bis 28 C-Atome im Alkylrest, C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl, welches gegebenenfalls mit C₁- bis C₁₀-Alkylgruppen sub stituiert sein kann, Halogen, C₁- bis C₂₈-Alkoxy, C₆- bis C₁₅-Aryloxy, Silyl- oder Mercaptylgruppen
a für ganze Zahlen von 1 bis 6 und
z für ganze Zahlen von 0 bis 5 steht,
d der Differenz a-z entspricht, wobei d jedoch größer oder gleich 1 ist.
Y ein Element der I. bis VI. Hauptgruppe oder der I. bis VIII. Nebengruppe des Periodensystems bedeutet,
Q₁ bis Qz für einfach negativ geladene Reste wie C₁- bis C₂₈-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Halogenalkyl, Halogenaryl mit jeweils 6 bis 20 C-Atomen im Aryl- und 1 bis 28 C-Atome im Alkylrest, C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl, welches gegebenenfalls mit C₁- bis C₁₀-Alkylgruppen sub stituiert sein kann, Halogen, C₁- bis C₂₈-Alkoxy, C₆- bis C₁₅-Aryloxy, Silyl- oder Mercaptylgruppen
a für ganze Zahlen von 1 bis 6 und
z für ganze Zahlen von 0 bis 5 steht,
d der Differenz a-z entspricht, wobei d jedoch größer oder gleich 1 ist.
Besonders geeignet sind Carboniumkationen, Oxoniumkationen und
Sulfoniumkationen sowie kationische Übergangsmetallkomplexe. Ins
besondere sind das Triphenylmethylkation, das Silberkation und
das 1,1′-Dimethylferrocenylkation zu nennen. Bevorzugt besitzen
sie nicht koordinierende Gegenionen, insbesondere Borverbindun
gen, wie sie auch in der WO 91/09882 genannt werden, bevorzugt
Tetrakis(pentafluorophenyl)borat.
Ionische Verbindungen mit Brönsted-Säuren als Kationen und vor
zugsweise ebenfalls nicht koordinierende Gegenionen sind in der
WO 91/09882 genannt, bevorzugtes Kation ist das N,N-Dimethyl
anilinium.
Die Menge an metalloceniumionenbildenden Verbindungen beträgt
bevorzugt 0,1 bis 10 Äquivalente, bezogen auf den Metallocen
komplex IV.
Besonders geeignet als metalloceniumionenbildende Verbindung C)
sind offenkettige oder cyclische Alumoxanverbindungen der all
gemeinen Formel II oder III
wobei
R⁴ eine C₁- bis C₄-Alkylgruppe bedeutet, bevorzugt eine Methyl- oder Ethylgruppe und m für eine ganze Zahl von 5 bis 30, bevorzugt 10 bis 25 steht.
R⁴ eine C₁- bis C₄-Alkylgruppe bedeutet, bevorzugt eine Methyl- oder Ethylgruppe und m für eine ganze Zahl von 5 bis 30, bevorzugt 10 bis 25 steht.
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.
In der Regel liegen die dabei erhaltenen oligomeren Alumoxanver
bindungen 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 vor
liegen.
Vorzugsweise werden sowohl die Metallocenkomplexe (Komponente B)
als auch die metalloceniumionenbildende Verbindungen (Kompo
nente C) in Lösung eingesetzt, wobei aromatische Kohlenwasser
stoffe mit 6 bis 20 C-Atomen, insbesondere Xylole und Toluol,
besonders bevorzugt sind.
Weiterhin können als Komponente C) Aryloxyalumoxane, wie in
der US-A 5,391,793 beschrieben, Aminoaluminoxane, wie in der
US-A 5,371,260 beschrieben, Aminoaluminoxanhydrochloride, wie
in der EP-A 633 264 beschrieben, Siloxyaluminoxane, wie in der
EP-A 621 279 beschrieben, oder Mischungen daraus eingesetzt
werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Metallocenkomplexe und
die oligomere Alumoxanverbindung in solchen Mengen zu verwenden,
daß das atomare Verhältnis zwischen Aluminium aus der oligomeren
Alumoxanverbindung und dem Übergangsmetall aus den Metallocen
komplexen im Bereich von 10 : 1 bis 10⁶ : 1, insbesondere im Bereich
von 10 : 1 bis 10⁴ : 1, liegt.
Das vorzugsweise zur Herstellung der Ethylen-Copolymerisate b)
eingesetzte metallocenhaltige Katalysatorsystem kann als Kompo
nente D) gegebenenfalls noch eine Metallverbindung der allgemeinen
Formel I
M¹ (R¹)r (R²)s (R³)t I
in der
M¹ ein Alkali-, ein Erdalkalimetall oder ein Metall der III. Hauptgruppe des Periodensystems, d. h. Bor, Aluminium, Gallium, Indium oder Thallium bedeutet,
R¹ Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl oder Arylalkyl mit jeweils 1 bis 10 C-Atom im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,
R² und R³ Wasserstoff, Halogen, C₁- bis C₁o-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl oder Alkoxy mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,
r eine ganze Zahl von 1 bis 3
und
s und t ganze Zahlen von 0 bis 2 bedeuten, wobei die Summe r+s+t der Wertigkeit von M¹ entspricht,
enthalten.
M¹ ein Alkali-, ein Erdalkalimetall oder ein Metall der III. Hauptgruppe des Periodensystems, d. h. Bor, Aluminium, Gallium, Indium oder Thallium bedeutet,
R¹ Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl oder Arylalkyl mit jeweils 1 bis 10 C-Atom im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,
R² und R³ Wasserstoff, Halogen, C₁- bis C₁o-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl oder Alkoxy mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,
r eine ganze Zahl von 1 bis 3
und
s und t ganze Zahlen von 0 bis 2 bedeuten, wobei die Summe r+s+t der Wertigkeit von M¹ entspricht,
enthalten.
Von den Metallverbindungen der allgemeinen Formel I sind die
jenigen bevorzugt, in denen
M¹ Lithium, Magnesium oder Aluminium bedeutet und
R¹ bis R³ für C₁- bis C₁₀-Alkyl stehen.
M¹ Lithium, Magnesium oder Aluminium bedeutet und
R¹ bis R³ für C₁- bis C₁₀-Alkyl stehen.
Besonders bevorzugte Metallverbindungen der Formel 1 sind
n-Butyl-Lithium, n-Butyl-n-octyl-Magnesium, n-Butyl-n-heptyl-
Magnesium, Tri-n-hexyl-aluminium, Tri-iso-butyl-aluminium,
Triethylaluminium und Trimethylaluminium.
Wenn die Komponente D) eingesetzt wird, ist sie bevorzugt in
einer Menge von 800 : 1 bis 1 : 1, insbesondere 500 : 1 bis 50 : 1
(molares Verhältnis von M¹ aus I zu Übergangsmetall M aus IV)
im Katalysatorsystem enthalten.
Die Komponenten B) und C) sowie gegebenenfalls A) und D) werden
zusammen als metallocenhaltiges Katalysatorsystem zur Herstellung
der erfindungsgemäß einzusetzenden Ethylen-Copolymerisate b)
verwendet.
Neben dem Propylenhomopolymerisat a) und dem Ethylen-Copolymeri
sat b) enthalten die erfindungsgemäßen Propylenpolymerisate noch
gegebenenfalls ein Nukleierungsmittel c), welches definitions
gemäß die Keimbildung bei der Kristallisation aus der Schmelze
beschleunigt. Als Nukleierungsmittel werden dabei die in der
Kunststofftechnik üblicherweise eingesetzten Nukleierungsmittel
verwendet, beispielsweise mineralische Zusatzstoffe wie Talkum,
Kieselsäure oder Kaolin, oder organische Verbindungen wie Mono-
und Polycarbonsäuren sowie deren Salze, oder Polymerisate wie
Ethylen-Acrylester-Copolymerisate.
Als gegebenenfalls in den erfindungsgemäßen Propylenpolymerisaten
vorliegendes Nukleierungsmittel c) können dabei u. a. Dibenzyli
densorbitol und dessen C₁-C₈-alkylsubstituierte Derivate, bei
spielsweise Methyldibenzylidensorbitol oder Dimethyldibenzyliden
sorbitol verwendet werden, ferner Salze von Diestern der
Phosphorsäure, beispielsweise Natrium-2,2′-methylenbis(4,6-di-
tert.-butylphenyl)phosphat.
Als besonders bevorzugtes Nukleierungsmittel c) wird feinteiliges
Talkum im erfindungsgemäßen Propylenpolymerisat eingesetzt. Das
feinteilige Talkum sollte vorzugsweise eine mittlere Teilchen
größe von weniger als 5 µm, insbesondere von weniger als 3 µm,
aufweisen.
Die vorstehend beschriebenen Nukleierungsmittel c) sind übliche
im Handel erhältliche Additive. Neben den Nukleierungsmitteln c)
können im erfindungsgemäßen Propylenpolymerisat noch übliche
Stabilisatoren wie beispielsweise Calciumstearat und phenolische
Antioxidantien, Wärmestabilisatoren, UV-Stabilisatoren und Ver
arbeitungshilfsmittel zugegeben werden.
Sofern in den erfindungsgemäßen Propylenpolymerisaten
Nukleierungsmittel c) vorliegen, werden das Propylenhomopoly
merisat a), das Ethylen-Copolymerisat b) und das Nukleierungs
mittel c) üblicherweise in solchen Mengenverhältnissen verwendet,
daß pro 100 Gew.-Teile des Propylencopolymerisats a) und des
Ethylen-Copolymerisats b) 0,05 bis 1,5 Gew.-Teile, insbesondere
0,05 bis 1,0 Gew.-Teile und besonders bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-
Teile des Nukleierungsmittels b), eingesetzt werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Propylenpolymerisate
erfolgt durch Zumischen des gegebenenfalls verwendeten Nukleie
rungsmittels c) und des Ethylen-Copolymerisats b) zum Propylen
homopolymerisat a) in den in der Kunststoffverarbeitung üblicher
weise zum Mischen von Stoffen eingesetzten Apparaturen beispiels
weise in Trommelmischern, in Mühlen, in Schnecken- oder Scheiben
extrudern, in Walzwerken oder Knetern. Das Propylenhomopoly
merisat a), das Ethylen-Copolymerisat b) und gegebenenfalls das
Nukleierungsmittel c) werden in der Mischapparatur üblicherweise
bei einer Temperatur von 200 bis 250°C, insbesondere von 210 bis
240°C, miteinander vermischt. Der Mischungsvorgang erfolgt dabei
in der Regel bei Drücken von 1 bis 100 bar und mittleren Verweil
zeiten von 0,5 bis 60 Minuten. Die genauen Werte für den Druck
und die mittlere Verweilzeit sind von den jeweils eingesetzten
Mischapparaturen abhängig.
Weiterhin kann das Nukleierungsmittel c) auch auf das Propylen
homopolymerisat a) und auf das Ethylen-Copolymerisat b) aufge
sprüht werden.
Die erfindungsgemäßen Propylenpolymerisate zeichnen sich u. a.
durch eine sehr hohe Steifigkeit und Fließfähigkeit bei gleich
zeitig noch guter Schlagzähigkeit aus. Sie sind darüber hinaus
gut verarbeitbar und weisen nur eine sehr geringe Tendenz zum
Weißbruch auf. Aufgrund der nur geringen Neigung zum Weißbruch
eignen sich die erfindungsgemäßen Propylenpolymerisate ins
besondere auch für Gebrauchsartikel, bei denen das Aussehen eine
Rolle spielt. Sie können auch allgemein als Folien, Fasern und
Formkörper verwendet werden.
Es wurden folgende Polymerisate eingesetzt:
- a₁) Propylenhomopolymerisat mit einem Schmelzflußindex (MFR) von 12,8 g/10 min., bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133 und einem Isotaktizitätsindex, in Xylol nach ISO-Norm 6427b) von 98,6%.
- a₂) Propylenhomopolymerisat mit einem Schmelzflußindex (MFR) von 10,7 g/10 min., bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133 und einem Isotaktizitätsindex, in Xylol nach ISO-Norm 6427b) von 96,7%.
- b₁) Ethylen-Copolymerisat mit 10% einpolymerisiertem But-1-en, einer Dichte von 0,903 g/cm³ und einem Schmelzflußindex (MFR) von 3,9 g/10 min., bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133, hergestellt mit Hilfe eines metallocenhaltigen Katalysators auf der Basis eines Komplexes der allgemeinen Formel IVb.
- b₂) Ethylen-Copolymerisat mit 17% einpolymerisiertem But-1-en, einer Dichte von 0,891 g/cm³ und einem Schmelzflußindex (MFR) von 3,7 g (10 min., bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133, hergestellt und mit Hilfe eines metallocenhaltigen Katalysators auf der Basis eines Komplexes der allgemeinen Formel IVb.
- b₃) Ethylen-Copolymerisat mit 19% einpolymerisiertem But-1-en, einer Dichte von 0,878 g/cm³ und einem Schmelzflußindex (MFR) von 6,7 g/10 min., bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133, hergestellt mit Hilfe eines metallocenhaltigen Katalysators auf der Basis eines Komplexes der allgemeinen Formel IVb.
- b₄) Ethylen-Copolymerisat mit 24% einpolymerisiertem Oct-1-en, einer Dichte von 0,870 g/cm³ und einem Schmelzflußindex. (MFR) von 2,3 g/10 min., bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133, hergestellt mit Hilfe eines metallocenhaltigen Katalysators auf der Basis eines Komplexes der allgemeinen Formel IVb.
- b₅) Ethylen-Copolymerisat mit 25% einpolymerisiertem Oct-1-en, einer Dichte von 0,868 g/cm³ und einem Schmelzflußindex (MFR) von 1,0 g/10 min., bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133, hergestellt mit Hilfe eines metallocenhaltigen Katalysators auf der Basis eines Komplexes der allgemeinen Formel IVb.
- b₆) Ethylen-Copolymerisat mit 24% einpolymerisiertem Oct-1-en, einer Dichte von 0,870 g/cm³ und einem Schmelzflußindex (MFR) von 9,0 g/10 min., bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133, hergestellt mit Hilfe eines metallocenhaltigen Katalysators auf der Basis eines Komplexes der allgemeinen Formel IVb.
- b₇) Ethylen-Propylen-Copolymerisat mit 30% einpolymerisiertem Propylen, einer Dichte von 0,890 g/cm³ und einem Schmelzfluß index (MFR) von 0,3 g/10 min., bei 230°C und unter einem Ge wicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133, hergestellt mit Hilfe eines Ziegler-Natta-Katalysators.
Die Mischung der Polymere erfolgte auf einem Zweischnecken
extruder ZSK 30 der Firma Werner & Pfleiderer mit einem Länge/
Durchmesser-Verhältnis von 33. Die verwendeten Polymere der Bei
spiele 1-9 und der Vergleichsbeispiele A-D wurden als Granu
lat zusammen mit 0,35 Gew.-Teilen eines feinteiligen Talkums dem
Extruder zugeführt und in diesem bei etwa 230°C vermischt.
In den Vergleichsbeispielen E und F wurden sogenannte Block
copolymerisate des Propylens eingesetzt, die in einem zweistufi
gen Verfahren hergestellt worden sind. Dabei wurde analog dem in
der EP-A 515 855 beschriebenen Verfahren in einer ersten Stufe
ein Propylenhomopolymerisat produziert, welchem in einer zweiten
Stufe ein Gemisch aus Propylen und Ethylen hinzupolymerisiert
wurde.
Es wurden folgende, jeweils mit 0,35 Gew.-Teilen eines fein
teiligen Talkums, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Propylenpoly
merisats V₁ oder V₂, ausgerüstete Produkte eingesetzt:
- V₁) Propylen-Ethylen-Copolymerisat bestehend aus 90 Gew.-Teilen eines Propylenhomopolymerisats und 10 Gew.-Teilen eines Ethy len-Propylen-Copolymerisats mit 55 Gew.-% einpolymerisiertem Ethylen.
- V₂) Propylen-Ethylen-Copolymerisat bestehend aus 86 Gew.-Teilen eines Propylenhomopolymerisats und 14 Gew.-Teilen eines Ethylen-Propylen-Copolymerisats mit 50 Gew.-% einpolymeri siertem Ethylen.
Die Zusammensetzung der in den Beispielen 1-9 und den
Vergleichsbeispielen A-F eingesetzten Polymerisate sowie die
erhaltenen Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 zusammenge
stellt.
Die in den Tabellen 1 und 2 aufgeführten Ergebnisse wurden fol
gendermaßen ermittelt:
Bestimmung des Schmelzflußindex (MFR):
nach ISO-Norm 1133, bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg.
Bestimmung des Elastizitätsmoduls (Zug-E-Modul):
nach ISO-Norm 527-2, bei 23°C Meßtemperatur
Bestimmung der Steifigkeit, Schubmodul (G-Modul):
nach ISO-Norm 6721-2 bei 23°C Meßtemperatur
Bestimmung der Schlagzähigkeit:
Nach ISO-Norm 179/1eU, bei 23°C, 0°C und -20°C Meßtemperatur.
Bestimmung des Schmelzflußindex (MFR):
nach ISO-Norm 1133, bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg.
Bestimmung des Elastizitätsmoduls (Zug-E-Modul):
nach ISO-Norm 527-2, bei 23°C Meßtemperatur
Bestimmung der Steifigkeit, Schubmodul (G-Modul):
nach ISO-Norm 6721-2 bei 23°C Meßtemperatur
Bestimmung der Schlagzähigkeit:
Nach ISO-Norm 179/1eU, bei 23°C, 0°C und -20°C Meßtemperatur.
Die Beurteilung des Weißbruchverhaltens erfolgte auf zwei Arten.
Bei der Kalottenmethode wurde der Weißbruch mit Hilfe einer Fall
bolzenapparatur nach DIN 53 443 Teil 1 ermittelt, wobei ein Fall
bolzen mit einer Masse von 250 g, einem Stoßkörper von 5 mm
Durchmesser und einem Kalottenradius von 25 mm verwendet wurde.
Die Fallhöhe betrug 50 cm.
Als Probekörper wurde eine spritzgegossene Rundscheibe mit einem
Durchmesser von 60 mm und einer Dicke von 2 mm verwendet. Der
Probekörper wurde bei einer Massetemperatur von 250°C und einer
Werkzeugoberflächentemperatur von 30°C spritzgegossen.
Die Prüfung erfolgte bei Temperaturen von 23°C und 60°C, wobei
jeder Probekörper nur jeweils einem Stoßversuch unterworfen
wurde. Dabei wurde zunächst der Probekörper auf einen Auflagering
gelegt, ohne daß dieser eingespannt wurde, und anschließend wurde
der Fallbolzen ausgelöst. Zur Mittelwertbildung wurden jeweils 5
Probekörper geprüft.
Der Durchmesser der sichtbaren Weißbruchmarkierung ist in mm an
gegeben und wurde dadurch ermittelt, daß man diesen auf der dem
Stoß abgewandten Seite der Rundscheibe in Fließrichtung und senk
recht dazu maß und aus beiden Werten den Mittelwert bestimmte.
Bei der Bestimmung durch die Volumenmethode wurde die Volumen
zunahme bei 23°C während der Verformung durch Zugbeanspruchungen
gemessen. Die Methode wurde im Detail von F. Ramsteiner (Acta
Polymerica 42, 1991, S.584-589) beschrieben. Die Werte (bestimmt
als d(V/V₀)/dε) können zwischen 0 und 1 liegen, wobei niedrige
Werte eine geringe Volumenzunahme und damit eine geringe Weiß
bruchneigung bedeuten.
Aus einem Vergleich zwischen den Tabellen 1 und 2 geht u. a. her
vor, daß sich die erfindungsgemäßen Propylenpolymerisate (Tabel
le 1, Beispiele 1 bis 9) u. a. durch eine verringerte Tendenz zum
Weißbruch und durch eine erhöhte Steifigkeit (G-Modul, Zug-E-
Modul) auszeichnen.
Claims (11)
1. Propylenpolymerisate, enthaltend
- a) 50 bis 95 Gew.-Teile eines Propylenhomopolymerisats mit einem Schmelzflußindex von 0,1 bis 100 g/10 min., bei einer Temperatur von 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133 und einem Isotaktizitätsindex von wenigstens 98%,
- b) 5 bis 50 Gew.-Teile eines Ethylen-Copolymerisats mit 4 bis 40 Gew.-% einpolymerisiertem C₄-C₂₀-Alk-1-en und einer Dichte von 0,865 bis 0,920 g/cm³ und
- c) 0 bis 1,5 Gew.-Teile eines Nukleierungsmittels, wobei die Summe der Gew.-Teile des Propylenhomopolymerisats a) und des Ethylencopolymerisats b) stets 100 Gew.-Teile ergibt.
2. Propylenpolymerisate nach Anspruch 1, enthaltend
- a) 75 bis 90 Gew.-Teile des Propylenhomopolymerisats a),
- b) 10 bis 25 Gew.-Teile des Ethylen-Copolymerisats b) und
- c) 0,05 bis 1,5 Gew.-Teile eines Nukleierungsmittels c), wo bei die Summe der Gew.-Teile des Propylenhomopolymerisats
- a) und des Ethylencopolymerisats b) stets 100 Gew.-Teile ergibt.
3. Propylenpolymerisate nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei das
Propylenhomopolymerisat a) einen Schmelzflußindex von 0,2 bis
50 g/10 min., bei einer Temperatur von 230°C und unter einem
Gewicht von 2,16 kg, nach ISO-Norm 1133, aufweist.
4. Propylenpolymerisate nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei das
Propylenhomopolymerisat a) einen Isotaktizitätsindex von 98,0
bis 99,5% aufweist.
5. Propylenpolymerisate nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei das
Ethylen-Copolymerisat b) eine Dichte von 0,868 bis 0,91 g/cm³
aufweist.
6. Propylenpolymerisate nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei das
Ethylen-Copolymerisat b) als C₄-C₂₀-Alk-1-en But-1-en,
Hex-1-en oder Oct-1-en enthält.
7. Propylenpolymerisate nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei das
Ethylen-Copolymerisat b) 7 bis 30 Gew.-% einpolymerisiertes
C₄-C₂₀-Alk-1-en aufweist.
8. Propylenpolymerisate nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei als
Nukleierungsmittel c) feinteiliges Talkum verwendet wird.
9. Verfahren zur Herstellung von Propylenpolymerisaten gemäß den
Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Propylen
homopolymerisat a) und das Ethylen-Copolymerisat b) sowie
gegebenenfalls das Nukleierungsmittel c) in einer Mischappa
ratur bei einer Temperatur von 200 bis 250°C miteinander ver
einigt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als
Mischapparatur ein Extruder verwendet wird.
11. Verwendung der Propylenpolymerisate gemäß den Ansprüchen 1
bis 8, als Folien, Fasern und Formkörper.
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