EP0427697B1

Metallocene catalysts with Lewis acids and aluminum alkyls

Abstract

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Expired 9 October 2010, 16 years ago.

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25 claims: 25 independent, 0 dependent

  1. 1
    A catalyst system comprising:a) a neutral metallocene compound;b) an aluminum alkyl;andc) a Lewis acid;wherein the aluminum alkyl is of the general formula AlR'₃ where R' is a halogen, oxygen, hydride, alkyl, alkoxy or aryl, each R' being the same or different and at least one R' is an alkyl,wherein the neutral metallocene compound is of the general formula:         Cp₂MRpwherein Cp is cyclopentadienyl or substituted cyclopentadienyl, each Cp being the same or different, M is a Group III, IV, V or VI metal, R is a hydride, a halogen, an amide or a hydrocarbyl radical, each R being the same or different, except when R is a hydride only one R is a hydride and p is from 1 to 4,wherein the Lewis acid is chosen from the group consisting of all Lewis acids containing boron and magnesium chloride, andwherein the ligands of the Lewis acid are not reactive with the metallocene cation. Katalysatorsystem, umfassend: a) eine neutrale Metallocenverbindung;b) ein Aluminiumalkyl;undc) eine Lewis Säure;worin das Aluminiumalkyl die allgemeine Formel AlR'₃ aufweist, worin R' ein Halogen, Sauerstoff, ein Hydrid, ein Alkyl, ein Alkoxy oder ein Aryl ist, wobei jedes R' gleich oder verschieden ist und mindestens ein R' ein Alkyl ist,worin die neutrale Metallocenverbindung die allgemeine Formel:         Cp₂MRpaufweist, worin Cp ein Cyclopentadienyl oder substituiertes Cyclopentadienyl ist, wobei jedes Cp gleich oder verschieden ist, M ein Metall der Gruppen III, IV, V oder VI ist, R ein Hydrid, ein Halogen, ein Amid oder ein Kohlenwasserstoffrest ist, wobei jedes R gleich oder verschieden ist, außer, daß nur ein R ein Hydrid ist, wenn R ein Hydrid ist, und p von 1 bis 4 beträgt,worin die Lewis Säure aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus allen Bor und Magnesiumchlorid enthaltenden Lewis Säuren besteht, und worin die Liganden der Lewis Säure nicht mit dem Metallocenkation reagieren können. Système catalytique comprenant : a) un composé métallocène neutre;b) un alkyl-aluminium;etc) un acide de Lewis;dans lequel l'alkyl-aluminium a la formule générale AlR'₃ où R' est un halogène, un oxygène, un hydrure, un alkyle, un alkoxy ou un aryl, chaque R' étant identique ou différent, et au moins un R' étant un alkyle,dans lequel le composé métallocène neutre a la formule générale :         Cp₂MRpoù Cp est un cyclopentadiényle ou un cyclopentadiényle substitué, chaque Cp étant identique ou différent, M est un métal du groupe III, IV, V ou VI, R est un hydrure, un halogène, une amine ou un radical hydrocarboné, chaque R étant identique ou différent, sauf si R est un hydrure auquel cas un R seulement est un hydrure, et p vaut de 1 à 4,dans lequel l'acide de Lewis est choisi parmi le groupe constitué de tous les acides de Lewis contenant du bore et le chlorure de magnésium, etdans lequel les ligands de l'acide de Lewis ne sont pas réactifs avec le cation métallocène.
  2. 2
    A catalyst as recited in Claim 1 wherein R is a hydrocarbyl radical selected from the group consisting of an alkyl, an aryl, an alkenyl, an alkylaryl and an arylalkyl having up to 20 carbon atoms. Catalyseur selon la revendication 1 dans lequel R est un radical hydrocarboné choisi parmi le groupe constitué des alkyle, aryl, alkényl, alkylaryl ou arylalkyl ayant jusqu'à 20 atomes de carbone. Katalysator nach Anspruch 1, worin R ein Kohlenwasserstoffrest ist, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Alkyl, einem Aryl, einem Alkenyl, einem Alkylaryl und einem Arylalkyl mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen besteht.
  3. 3
    A catalyst as recited in Claim 2 wherein R is an alkyl or alkoxy of up to six carbons or an aryl of up to 10 carbons. Catalyseur selon la revendication 2 dans lequel R est un alkyle ou un alkoxy ayant jusqu'à six atomes de carbone ou un aryl ayant jusqu'à 10 atomes de carbone. Katalysator nach Anspruch 2, worin R ein Alkyl oder Alkoxy mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen oder ein Aryl mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen ist.
  4. 4
    A catalyst as recited in Claim 1 wherein the M is a Group IV metal selected from the group consisting of titanium, zirconium and hafnium. Catalyseur selon la revendication 1 dans lequel M est un métal du groupe IV choisi parmi le groupe constitué du titane, du zirconium et de l'hafnium. Katalysator nach Anspruch 1, worin das M ein Metall der Gruppe IV ist, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Titan, Zirkonium und Hafnium besteht.
  5. 5
    A catalyst as recited in Claim 4 wherein the neutral methyl derivative of a metallocene is chosen from the group consisting of ethylenebis(indenyl)zirconium dimethyl and isopropylidene(cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dimethyl. Catalyseur selon la revendication 4 dans lequel le dérivé de méthyl neutre du métallocène est choisi parmi le groupe constitué de l'éthylènebis(indényl)zirconium diméthyl et de l'isopropylidène(cyclopentadiényl-l-fluorényl)zirconium diméthyl. Katalysator nach Anspruch 4, worin das neutrale Methylderivat eines Metallocens aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Ethylenbis(indenyl)zirkoniumdimethyl und Isopropyliden(cyclopentadienyl-1-fluorenyl)zirkoniumdimethyl besteht.
  6. 6
    A catalyst as recited in Claim 1 wherein the aluminum alkyl is selected from the group consisting of triethylaluminum and trimethylaluminum. Catalyseur selon la revendication 1 dans lequel l'alkyl-aluminium est choisi parmi le groupe constitué du triéthyl-aluminium et du triméthyl-aluminium. Katalysator nach Anspruch 1, worin das Aluminiumalkyl aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Triethylaluminium und Trimethylaluminium besteht.
  7. 7
    A catalyst as recited in Claim 6 wherein the aluminum alkyl is triethylaluminum. Catalyseur selon la revendication 6 dans lequel l'alkyl-aluminium est le triéthyl-aluminium. Katalysator nach Anspruch 6, worin das Aluminiumalkyl Triethylaluminium ist.
  8. 8
    A catalyst as recited in Claim 1 wherein the Lewis acid is tris(pentafluorophenyl)boron. Catalyseur selon la revendication 1 dans lequel l'acide de Lewis est le tris(pentafluorophényl) de bore. Katalysator nach Anpruch 1, worin die Lewis Säure Tris(pentafluorophenyl)bor ist.
  9. 9
    A process for preparing a catalyst comprising:a) mixing a Lewis acid with a neutral metallocene compound;andb) allowing contact between the Lewis acid and the neutral metallocene compound to form a metallocene compound;andc) adding an aluminum alkyl;wherein the neutral metallocene is of the general formula :         Cp₂MRpwherein Cp is a cyclopentadienyl or a substituted cyclopentadienyl group, each Cp being the same or different, M is a Group III, IV, V or VI metal, R is a hydride, a halogen, an amide or a hydrocarbyl radical, each R being the same or different, except when R is a hydride only one R is a hydride and p is from 1 to 4;wherein the Lewis acid is chosen from the group consisting of all Lewis acids containing boron and magnesium chloride;wherein the ligands of the Lewis acid are not reactive with the metallocene cation;andwherein the aluminum alkyl is of the general formula AIR'₃ where R' is a halogen , oxygen , hydride, alkyl, alkoxy or aryl, each R' being the same or different and at least one R' is an alkyl. Procédé de préparation d'un catalyseur comprenant : a) mélanger un acide de Lewis avec un composé de métallocène neutre;etb) permettre le contact entre l'acide de Lewis et le composé de métallocène neutre pour former un composé métallocène;etc) ajouter un alkyl-aluminium;dans lequel le métallocène neutre a la formule générale :         Cp₂MRpoù Cp est un groupe cyclopentadiényle ou cyclopentadiényle substitué, chaque Cp étant identique ou différent, M est un métal du groupe III, IV, V ou VI, R est un hydrure, un halogène, une amine ou un radical hydrocarboné, chaque R étant identique ou différent, sauf si R est un hydrure auquel cas seulement un R est un hydrure, et p vaut de 1 à 4;dans lequel l'acide de Lewis est choisi parmi le groupe constitué de tous les acides de Lewis contenant du bore et le chlorure de magnésium;dans lequel les ligands de l'acide de Lewis ne sont pas réactifs avec le cation métallocène;etdans lequel l'alkyl-aluminium a la formule générale AlR'₃ où R' est un halogène, un oxygène, un hydrure, un alkyle, un alkoxy ou un aryl, chaque R' étant identique ou différent, et au moins un R' étant un alkyle. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, umfassend: a) Mischen einer Lewis Säure mit einer neutralen Metallocenverbindung;undb) Inkontaktbringen der Lewis Säure und der neutralen Metallocenverbindung, wodurch eine Metallocenverbindung gebildet wird;undc) Zugeben eines Aluminiumalkyls,worin das neutrale Metallocen die allgemeine Formel:         Cp₂MRpaufweist, worin Cp ein Cyclopentadienyl oder eine substituierte Cyclopentadienylgruppe ist, wobei jedes Cp gleich oder verschieden ist, M ein Metall der Gruppen III, IV, V oder VI ist, R ein Hydrid, ein Halogen, ein Amid oder ein Kohlenwasserstoffrest ist, wobei jedes R gleich oder verschieden ist, außer, daß nur ein R ein Hydrid ist, wenn R ein Hydrid ist, und p von 1 bis 4 beträgt;worin die Lewis Säure aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus allen Bor und Magnesiumchlorid enthaltenden Lewis Säuren besteht;worin die Liganden der Lewis Säure nicht mit dem Metallocenkation reagieren können;undworin das Aluminiumalkyl die allgemeine Formel AlR'₃ aufweist, worin R' ein Halogen, Sauerstoff, ein Hydrid, ein Alkyl, ein Alkoxy oder ein Aryl ist, wobei R' gleich oder verschieden ist und mindestens ein R' ein Alkyl ist.
  10. 10
    A process as recited in Claim 9 wherein R is a hydrocarbyl radical selected from the group consisting of an alkyl, an aryl, an alkenyl, an alkylaryl and an arylalkyl having up to 20 carbon atoms. Procédé selon la revendication 9 dans lequel R est un radical hydrocarboné choisi parmi le groupe constitué des alkyle, aryl, alkényl, alkylaryl ou arylalkyl ayant jusqu'à 20 atomes de carbone. Verfahren nach Anspruch 9, worin R ein Kohlenwasserstoffrest ist, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Alkyl, einem Aryl, einem Alkenyl, einem Alkylaryl und einem Arylalkyl mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen besteht.
  11. 11
    A process as recited in Claim 9 wherein the M is A Group IV metal selected from the group consisting of titanium, zirconium and hafnium. Procédé selon la revendication 9 dans lequel M est un métal du groupe IV choisi parmi le groupe constitué du titane, du zirconium et de l'hafnium. Verfahren nach Anspruch 9, worin das M ein Metall der Gruppe IV ist, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Titan, Zirkonium und Hafnium besteht.
  12. 12
    A process as recited in Claim 11 wherein the M is zirconium. Procédé selon la revendication 11 dans lequel M est le zirconium. Verfahren nach Anspruch 11, worin das M Zirkonium ist.
  13. 13
    A process as recited in Claim 12 wherein the neutral derivative of a metallocene is chosen from the group consisting of ethylenebis(indenyl)zirconium dimethyl and isopropylidene (cyclopentadienyl-1-fluorenyl)zirconium dimethyl. Procédé selon la revendication 12 dans lequel le dérivé neutre du métallocène est choisi parmi le groupe constitué de l'éthylènebis(indényl)zirconium diméthyl et de l'isopropylidène(cyclopentadiényl-1-fluorényl)zirconium diméthyl. Verfahren nach Anspruch 12, worin das neutrale Derivat eines Metallocens aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Ethylenbis(indenyl)zirkoniumdimethyl und Isopropyliden(cyclpentadienyl-1-fluorenyl)zirkoniumdimethyl besteht.
  14. 14
    A process as recited in Claim 9 wherein the Lewis acid is chosen from the group consisting of all Lewis acids containing boron and magnesium chloride. Procédé selon la revendication 9 dans lequel l'acide de Lewis est choisi parmi le groupe constitué de tous les acides de Lewis contenant du bore et le chlorure de magnésium. Verfahren nach Anspruch 9, worin die Lewis Säure aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus allen Bor und Magnesiumchlorid enthaltenden Lewis Säuren besteht.
  15. 15
    A process as recited in Claim 14 wherein the Lewis acid is tris(pentafluorophenyl)boron. Procédé selon la revendication 14 dans lequel l'acide de Lewis est le tris(pentafluorophényl) de bore. Verfahren nach Anspruch 14, worin die Lewis Säure Tris(pentafluorophenyl)bor ist.
  16. 16
    A process for polymerization of olefins comprising:a) mixing an aluminum alkyl with an olefin;b) mixing a neutral metallocene compound with a Lewis acid;c) mixing the metallocene-Lewis acid mixture with the aluminum alkyl-olefin mixture.wherein the aluminum alkyl is of the general formula AlR'₃ where R' is a halogen, oxygen, hydride, alkyl, alkoxy or aryl, each R' being the same or different and at least one R' is an alkyl;wherein the neutral metallocene compound is of the general formula:         Cp₂MRpwherein Cp is cyclopentadienyl or substituted cyclopentadienyl, each Cp being the same or different, M is a Group III, IV, V or VI metal, R is a hydride, a halogen, an amide or a hydrocarbyl radical, each R being the same or different, except when R is a hydride only one R is a hydride and p is from 1 to 4;andwherein the Lewis acid is chosen from the group consisting of all Lewis acids containing boron and magnesium chloride. Procédé pour la polymérisation d'oléfines comprenant : a) mélanger un alkyl-aluminium avec une oléfine;b) mélanger un composé métallocène neutre avec un acide de Lewis;c) mélanger le mélange métallocène-acide de Lewis avec le mélange alkyle-aluminium-oléfine;dans lequel l'alkyl-aluminium a la formule générale AlR'₃ où R' est un halogène, un oxygène, un hydrure, un alkyle, un alkoxy ou un aryl, chaque R' étant identique ou différent, et au moins un R' étant un alkyle;dans lequel le composé métallocène neutre a la formule générale :         Cp₂MRpoù Cp est un cyclopentadiényle ou un cyclopentadiényle substitué, chaque Cp étant identique ou différent, M est un métal du groupe III, IV, V ou VI, R est un hydrure, un halogène, une amine ou un radical hydrocarboné, chaque R étant identique ou différent, sauf si R est un hydrure auquel cas un R seulement est un hydrure, et p vaut de 1 à 4;etdans lequel l'acide de Lewis est choisi parmi le groupe constitué de tous les acides de Lewis contenant du bore et le chlorure de magnésium. Verfahren zur Polymerisation eines Olefins, umfassend: a) Mischen eines Aluminiumalkyls mit einem Olefin;b) Mischen einer neutralen Metallocenverbindung mit einer Lewis Säure;c) Mischen der Metallocen-Lewis-Säure-Mischung mit der Aluminiumalkyl-Olefin-Mischung,worin das Aluminiumalkyl die allgemeine Formel AlR'₃ aufweist,worin R' ein Halogen, Sauerstoff, ein Hydrid, ein Alkyl, ein Alkoxy oder ein Aryl ist, wobei jedes R' gleich oder verschieden ist und mindestens ein R' ein Alkyl ist;worin die neutrale Metallocenverbindung die allgemeine Formel:         Cp₂MRpaufweist, worin Cp Cyclopentadienyl oder substituiertes Cyclopentadienyl ist, wobei jedes Cp gleich oder verschieden ist, M ein Metall der Gruppen III, IV, V oder VI ist, R ein Hydrid, ein Halogen, ein Amid oder ein Kohlenwasserstoffrest ist, wobei jedes R gleich oder verschieden ist, außer, daß nur ein R ein Hydrid ist, wenn R ein Hydrid ist, und p von 1 bis 4 beträgt;und worin die Lewis Säure aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus allen Bor und Magnesiumchlorid enthaltenden Lewis Säuren ausgewählt wird.
  17. 17
    A process as recited in Claim 16 wherein R' is an alkyl or alkoxy of up to six carbons or an aryl of up to 10 carbons. Procédé selon la revendication 16 dans lequel R' est un alkyle ou un alkoxy ayant jusqu'à six atomes de carbone ou un aryl ayant jusqu'à 10 atomes de carbone. Verfahren nach Anspruch 16, worin R' ein Alkyl oder Alkoxy mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen oder ein Aryl mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen ist.
  18. 18
    A process as recited in Claim 17 wherein the molar ratio for metallocene:Lewis acid:aluminum alkyl ranges from 0.01:1:0.1 to 5:1:350. Procédé selon la revendication 17 dans lequel le rapport molaire métallocène:acide de Lewis:alkyl-aluminium va de 0,01:1:0,1 à 5:1:350. Verfahren nach Anspruch 17, worin das molare Verhältnis von Metallocen:Lewis Säure:Aluminiumalkyl im Bereich von 0,01:1:0,1 bis 5:1:350 liegt.
  19. 19
    A process as recited in claim 18 wherein the molar ratio for metallocene:Lewis acid:aluminum alkyl ranges from 0.5:1:0.5 to 4:1:25. Procédé selon la revendication 18 dans lequel le rapport molaire métallocène:acide de Lewis:alkyl-aluminium va de 0,5:1:0,5 à 4:1:25. Verfahren nach Anspruch 18, worin das molare Verhältnis von Metallocen:Lewis Säure:Aluminiumalkyl im Bereich von 0,5:1:0,5 bis 4:1:25 liegt.
  20. 20
    A process as recited in Claim 19 wherein the molar ratio for metallocene:Lewis acid:aluminum alkyl is 0.02:1:1. Procédé selon la revendication 19 dans lequel le rapport molaire métallocène:acide de Lewis:alkyl-aluminium est de 0,02:1:1. Verfahren nach Anspruch 19, worin das molare Verhältnis von Metallocen:Lewis Säure:Aluminiumalkyl 0.02:1:1 beträgt.
  21. 21
    A process as recited in Claim 19 wherein the molar ratio for metallocene:Lewis acid:aluminum alkyl is 0.01:1:1. Procédé selon la revendication 19 dans lequel le rapport molaire métallocène:acide de Lewis:alkyl-aluminium est de 0,01:1:1. Verfahren nach Anspruch 19, worin das molare Verhältnis von Metallocen:Lewis Säure:Aluminiumalkyl 0,01:1:1 beträgt.
  22. 22
    A process as recited in Claim 14 wherein the aluminum alkyl is selected from the group consisting of triethylaluminum and trimethylaluminum. Procédé selon la revendication 14 dans lequel l'alkyl-aluminium est choisi parmi le groupe constitué du triéthyl-aluminium et du triméthyl-aluminium. Verfahren nach Anspruch 14, worin das Aluminiumalkyl aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Triethylaluminium und Trimethylaluminium besteht.
  23. 23
    A process as recited in Claim 19 wherein the aluminum alkyl is triethylaluminum. Procédé selon la revendication 19 dans lequel l'alkyl-aluminium est le triéthyl-aluminium. Verfahren nach Anspruch 19, worin das Aluminiumalkyl Triethylaluminium ist.
  24. 24
    A process as recited in Claim 16 wherein the Lewis acid is chosen from the group consisting of all Lewis acids containing boron and magnesium chloride. Procédé selon la revendication 16 dans lequel l'acide de Lewis est choisi parmi le groupe constitué de tous les acides de Lewis contenant du bore et le chlorure de magnésium. Verfahren nach Anspruch 16, worin die Lewis Säure aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus allen Bor und Magnesiumchlorid enthaltenden Lewis Säuren besteht.
  25. 25
    A process as recited in Claim 24 wherein the Lewis acid is tris(pentafluorophenyl)boron. Procédé selon la revendication 24 dans lequel l'acide de Lewis est le tris(pentafluorophényl) de bore. Verfahren nach Anspruch 24, worin die Lewis Säure Tris(pentafluorophenyl)bor ist.
Independent claims25