CN103732632A - 使用第4族过渡金属络合物的烯烃嵌段聚合物的制造方法 - Google Patents
使用第4族过渡金属络合物的烯烃嵌段聚合物的制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种烯烃嵌段聚合物的制造方法,使用聚合催化剂(X)、和含有选自元素周期表第2族、第12族及第13族中的原子的有机金属化合物(C)(不包括活化用助催化剂成分(B))使烯烃进行聚合,其中,聚合催化剂(X)通过使下述通式(1)所示的过渡金属化合物(A)与选自有机铝氧化合物(B-1)、有机硼化合物(B-2)、锌助催化剂成分(B-3)及离子交换性层状硅酸盐(B-4)中的活化用助催化剂成分(B)接触而形成。
Description
技术领域
本发明涉及使用第4族过渡金属络合物的烯烃嵌段聚合物的制造方法。
背景技术
已知,将性质不同的2种以上的链段化学连接而得到的嵌段聚合物可表现出优异的物性。例如,在非相容系的混合树脂中添加具有与其各相相容的链段的特定的嵌段聚合物时,该嵌段聚合物成为作用于相间的界面而控制分散相的形态的相容化剂,同时作为使混合树脂的耐冲击性等物性提高的改性剂发挥作用。
已知,在使用含有特定的过渡金属化合物的聚合催化剂和特定的有机金属化合物(有机铝、有机锌、有机镓化合物等)在适当的条件下进行烯烃的聚合的情况下,在作为催化剂活性种的过渡金属化合物与有机金属化合物之间,进行聚合物生长链可逆地转移的可逆性链转移聚合。通过应用该可逆性链转移聚合,能够合成烯烃嵌段聚合物。
例如,非专利文献1及专利文献1中公开了如下的方法:在使用过渡金属化合物和有机铝化合物或有机锌化合物的溶液聚合中,通过将烯烃的组成不同的聚合槽串联来得到烯烃嵌段聚合物。另外,专利文献2中公开了如下的方法:在同等的聚合条件下,将共聚性不同的2种过渡金属化合物逐次添加,由此得到烯烃嵌段聚合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开:WO2007/035485号公报(公开日:2007年3月29日)
专利文献2:日本公开专利公报:日本特开2010-126557号公报(公开日:2010年6月10日)
非专利文献
非专利文献1:Hustad,P.D.;Kuhlman,R.L.;Arriola,D.J.;Carnahan,E.M.;Wenzel,T.T.Macromolecules2007,40,7061-7064
发明内容
发明所解决的课题
利用现有的可逆性链转移聚合的烯烃嵌段聚合物的合成中,生成聚合物中含有作为副产物的未嵌段化的聚合物,从烯烃嵌段聚合物的生成效率方面考虑,未必满足要求。
因此,本发明所要解决的课题在于,在利用可逆性链转移聚合的烯烃嵌段聚合物的合成中,提供副产物更少且烯烃嵌段聚合物的生成效率高的烯烃嵌段聚合物的制造方法。
用于解决课题的方法
本发明为一种烯烃嵌段聚合物的制造方法,其特征在于,使用聚合催化剂(X)、和含有选自元素周期表第2族、第12族及第13族中的原子的有机金属化合物(C)(不包括活化用助催化剂成分(B))使烯烃进行聚合,其中,
聚合催化剂(X)通过使下述通式(1)所示的过渡金属化合物(A)与选自有机铝氧化合物(B-1)、有机硼化合物(B-2)、锌助催化剂成分(B-3)及离子交换性层状硅酸盐(B-4)中的活化用助催化剂成分(B)接触而形成。
【化1】
(式(1)中,n为1、2或3,
MX表示钛原子、锆原子或铪原子,
RX1~RX8分别独立地表示如下原子或基团:
氢原子、
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数2~20的烯基、
碳原子数2~20的炔基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数6~30的芳基、
碳原子数1~20的烷氧基、
碳原子数7~30的芳烷氧基、
碳原子数6~30的芳氧基、
取代甲硅烷基、或
构成环的碳原子数为3~20的杂环式化合物残基。
RX1~RX8中的上述烷基、上述环烷基、上述烯基、上述炔基、上述芳烷基、上述芳基、上述烷氧基、上述芳烷氧基、上述芳氧基及上述杂环式化合物残基分别可以具有取代基。
与上述RX1~RX8的定义无关地,RX1与RX2、RX2与RX3、RX3与RX4、RX5与RX6、RX6与RX7、RX7与RX8可以分别相互连接而形成环,这些环可以具有取代基。
XX分别独立地表示如下原子或基团:
氢原子、
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数2~20的烯基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数6~30的芳基、
碳原子数1~20的烷氧基、
碳原子数7~30的芳烷氧基、
碳原子数6~30的芳氧基、
碳原子数1~20的取代甲硅烷基、
碳原子数1~20的取代氨基、
碳原子数1~20的取代硫醇基、或
碳原子数1~20的羧酸酯基;
XX中的上述烷基、上述环烷基、上述烯基、上述芳烷基、上述芳基、上述烷氧基、上述芳烷氧基、上述芳氧基及上述羧酸酯基分别可以具有取代基。
XX之间可以分别相互连接而形成环;
EX表示中性的路易斯碱;在具有多个EX的情况下,多个EX可以相同也可以不同;表示EX的个数的下标x为0、1、或2。)
发明效果
根据本发明的制造方法,在利用可逆性链转移聚合的烯烃嵌段聚合物的合成中,可以得到烯烃嵌段聚合物的生成效率高的烯烃嵌段聚合物。
另外,这种烯烃嵌段聚合物的生成效率高的烯烃嵌段聚合物,例如在与聚丙烯系树脂组合物进行混合时,可以使刚性及耐冲击性提高。
具体实施方式
以下,对本发明的烯烃嵌段聚合物制造方法进行具体说明。
过渡金属化合物(A)
本发明中使用的过渡金属化合物(A)如下述通式(1)所示。以下对式(1)所示的过渡金属化合物(A)进行说明。
【化2】
(式中,n为1、2或3,
MX表示钛原子、锆原子或铪原子,
RX1~RX8分别独立地表示如下所述的原子或基团:
氢原子、
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数2~20的烯基、
碳原子数2~20的炔基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数6~30的芳基、
碳原子数1~20的烷氧基、
碳原子数7~30的芳烷氧基、
碳原子数6~30的芳氧基、
取代甲硅烷基、或
构成环的碳原子数为3~20的杂环式化合物残基;
RX1~RX8中的上述烷基、上述环烷基、上述烯基、上述炔基、上述芳烷基、上述芳基、上述烷氧基、上述芳烷氧基、上述芳氧基及上述杂环式化合物残基分别可以具有取代基;
与上述RX1~RX8的定义无关地,RX1与RX2、RX2与RX3、RX3与RX4、RX5与RX6、RX6与RX7、RX7与RX8可以分别相互连接而形成环,这些环可以具有取代基;
XX分别独立地表示如下原子或基团:
氢原子、
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数2~20的烯基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数6~30的芳基、
碳原子数1~20的烷氧基、
碳原子数7~30的芳烷氧基、
碳原子数6~30的芳氧基、
取代甲硅烷基、
取代氨基、
取代硫醇基、或
碳原子数1~20的羧酸酯基;
XX中的上述烷基、上述环烷基、上述烯基、上述芳烷基、上述芳基、上述烷氧基、上述芳烷氧基、上述芳氧基及上述羧酸酯基分别可以具有取代基。
XX之间可以分别相互连接而形成环;
EX表示中性的路易斯碱;在具有多个EX的情况下,多个EX可以相同也可以不同;表示EX的个数的下标x为0、1、或2。)
MX表示钛原子、锆原子或铪原子,优选为铪原子。
n为1、2或3,优选为2或3,更优选为3。
RX1及RX5优选分别独立地为
氢原子、
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数1~20的烷氧基、
碳原子数7~30的芳烷氧基、
碳原子数6~30的芳氧基、或
取代甲硅烷基,
更优选分别独立地为
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数7~30的芳烷基、或
取代甲硅烷基,
关于RX1与RX5,特别优选RX1与RX5相同,且为
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数7~30的芳烷基、或
取代甲硅烷基。
RX2~RX4及RX6~RX8优选分别独立地为如下原子或基团:
氢原子、
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数6~30的芳基、
碳原子数1~20的烷氧基、
碳原子数7~30的芳烷氧基、
碳原子数6~30的芳氧基、
取代甲硅烷基、或
构成环的碳原子数为3~20的杂环式化合物残基,
更优选分别独立地为如下原子或基团:
氢原子、
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数6~30的芳基、或
取代甲硅烷基。
RX2、RX4、RX6及RX8进一步优选为氢原子。
RX3及RX7进一步优选分别独立地为如下所述的原子或基团:
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数6~30的芳基、或
取代甲硅烷基。
关于RX3及RX7,特别优选RX3与RX7相同,且为
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数6~30的芳基、或
取代甲硅烷基,
最优选RX3与RX7相同,且为碳原子数1~20的烷基。
RX1~RX8中的上述烷基、上述环烷基、上述烯基、上述炔基、上述芳烷基、上述芳基、上述烷氧基、上述芳烷氧基、上述芳氧基及上述杂环式化合物残基分别可以具有取代基。
作为RX1~RX8中的卤素原子,可举出例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
作为RX1~RX8中可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基,可举出例如全氟甲基、全氟乙基、全氟正丙基、全氟异丙基、全氟正丁基、全氟仲丁基、全氟异丁基、全氟叔丁基、全氟正戊基、全氟异戊基、全氟叔戊基、全氟新戊基、全氟正己基、全氟正庚基、全氟正辛基、全氟正癸基、全氟正十二烷基、全氟正十五烷基、全氟正二十烷基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、正己基、2,3-二甲基-2-丁基(thexyl)、新己基、正庚基、正辛基、正癸基、正十二烷基、正十五烷基、正二十烷基。
作为RX1及RX5中可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基,优选为正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、正己基、2,3-二甲基-2-丁基、新己基、正庚基、正辛基、正癸基等碳原子数4~10的烷基,
更优选为叔丁基、叔戊基、2,3-二甲基-2-丁基等碳原子数4~6的叔烷基。
作为RX2~RX4及RX6~RX8中可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基,优选为全氟甲基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、正己基、2,3-二甲基-2-丁基、新己基、正庚基、正辛基、正癸基等碳原子数1~10的烷基,
更优选为全氟甲基、甲基、异丙基、异丁基、叔丁基、异戊基、叔戊基、新戊基、2,3-二甲基-2-丁基等碳原子数1~6的烷基,
进一步优选为全氟甲基、甲基、异丙基、异丁基、叔丁基等碳原子数1~4的烷基。
作为RX1~RX8中可以具有取代基的、构成环的碳原子数为3~10的环烷基,可举出例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、1-甲基环戊基、1-甲基环己基、1-苯基环己基、1-茚满基、2-茚满基、降冰片基、冰片基、薄荷基、1-金刚烷基、2金刚烷基,
优选为环戊基、环己基、环庚基、环辛基、1-甲基环戊基、1-甲基环己基、1-茚满基、2-茚满基、降冰片基、冰片基、薄荷基、1-金刚烷基、2-金刚烷基等构成环的碳原子数为5~10的环烷基,
更优选为环己基、1-甲基环己基、降冰片基、冰片基、1-金刚烷基、2-金刚烷基等构成环的碳原子数为6~10的环烷基。
另外,这些环烷基可以具有碳原子数1~10的烃基作为取代基。例如,如果构成环的基团为1-金刚烷基,则可举出3,5-二甲基金刚烷基、3,5,7-三甲基金刚烷基、3,5-二乙基金刚烷基、3,5,7-三乙基金刚烷基、3,5-二异丙基金刚烷基、3,5,7-三异丙基金刚烷基、3,5-二异丁基金刚烷基、3,5,7-三异丁基金刚烷基、3,5-二苯基金刚烷基、3,5,7-三苯基金刚烷基、3,5-二(对甲苯基)金刚烷基、3,5,7-三(对甲苯基)金刚烷基、3,5-二(3,5-二甲苯基)金刚烷基、及3,5,7-三(3,5-二甲苯基)金刚烷基等,更优选为3,5-二甲基金刚烷基、3,5-二乙基金刚烷基、3,5-二异丙基金刚烷基、3,5-二异丁基金刚烷基、3,5-二苯基金刚烷基、3,5-二(对甲苯基)金刚烷基、及3,5-二(3,5-二甲苯基)金刚烷基。
作为RX1~RX8中可以具有取代基的碳原子数2~20的烯基,可举出例如乙烯基、烯丙基、丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、高烯丙基(homoallyl)、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基等,优选为碳原子数3~6的烯基,更优选为烯丙基或高烯丙基。
作为RX1~RX8中可以具有取代基的碳原子数2~20的炔基,可举出例如乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、3-甲基-1-丁炔基、3,3-二甲基-1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、1-戊炔基、4-甲基-1-戊炔基、2-戊炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、4-甲基-1-戊烯基、1-己炔基、1-辛炔基、苯基乙炔基,优选为碳原子数3~8的炔基,更优选为3-甲基-1-丁炔基、3,3-二甲基-1-丁炔基、4-甲基-1-戊烯基或苯基乙炔基。
作为RX1~RX8中可以具有取代基的碳原子数7~30的芳烷基,可举出例如苄基、(2-甲基苯基)甲基、(3-甲基苯基)甲基、(4-甲基苯基)甲基、(2,3-二甲基苯基)甲基、(2,4-二甲基苯基)甲基、(2,5-二甲基苯基)甲基、(2,6-二甲基苯基)甲基、(3,4-二甲基苯基)甲基、(3,5-二甲基苯基)甲基、(2,3,4-三甲基苯基)甲基、(2,3,5-三甲基苯基)甲基、(2,3,6-三甲基苯基)甲基、(3,4,5-三甲基苯基)甲基、(2,4,6-三甲基苯基)甲基、(2,3,4,5-四甲基苯基)甲基、(2,3,4,6-四甲基苯基)甲基、(2,3,5,6-四甲基苯基)甲基、(五甲基苯基)甲基、(乙基苯基)甲基、(正丙基苯基)甲基、(异丙基苯基)甲基、(正丁基苯基)甲基、(仲丁基苯基)甲基、(叔丁基苯基)甲基、(异丁基苯基)甲基、(正戊基苯基)甲基、(新戊基苯基)甲基、(正己基苯基)甲基、(正辛基苯基)甲基、(正癸基苯基)甲基、萘基甲基、蒽基甲基、二甲基(苯基)甲基、二甲基(4-甲基苯基)甲基、二甲基(1-萘基)甲基、二甲基(2-萘基)甲基、甲基(二苯基)甲基、甲基二(4-甲基苯基)甲基、三苯基甲基,
优选为二甲基(苯基)甲基、二甲基(4-甲基苯基)甲基、二甲基(1-萘基)甲基、二甲基(2-萘基)甲基、甲基(二苯基)甲基、甲基二(4-甲基苯基)甲基、三苯基甲基等碳原子数9~20的叔芳烷基。
作为RX1~RX8中可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基,可举出例如苯基、2-甲苯基、3-甲苯基、4-甲苯基、2,3-二甲苯基、2,4-二甲苯基、2,5-二甲苯基、2,6-二甲苯基、3,4-二甲苯基、3,5-二甲苯基、2,3,4-三甲基苯基、2,3,5-三甲基苯基、2,3,6-三甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、3,4,5-三甲基苯基、2,3,4,5-四甲基苯基、2,3,4,6-四甲基苯基、2,3,5,6-四甲基苯基、五甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基、异丙基苯基、正丁基苯基、仲丁基苯基、叔丁基苯基、异丁基苯基、正戊基苯基、新戊基苯基、正己基苯基、正辛基苯基、正癸基苯基、正十二烷基苯基、正十四烷基苯基、萘基、蒽基、3,5-二异丙基苯基、2,6-二异丙基苯基、3,5-二叔丁基苯基、2-氟苯基、3-氟苯基、4-氟苯基、五氟苯基、2-三氟甲基苯基、3-三氟甲基苯基、4-三氟甲基苯基、2,3-二氟苯基、2,4-二氟苯基、2,5-二氟苯基、2,6-二氟苯基、2-氯苯基、2,3-二氯苯基、2,4-二氯苯基、2,5-二氯苯基、2-溴苯基、3-溴苯基、4-溴苯基、2,3-二溴苯基、2,4-二溴苯基、2,5-二溴苯基,
优选为苯基、2-甲苯基、3-甲苯基、4-甲苯基、2,3-二甲苯基、2,4-二甲苯基、2,5-二甲苯基、2,6-二甲苯基、3,4-二甲苯基、3,5-二甲苯基、2,3,4-三甲基苯基、2,3,5-三甲基苯基、2,3,6-三甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、3,4,5-三甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基、异丙基苯基、3,5-二异丙基苯基、2,6-二异丙基苯基、3,5-二叔丁基苯基等碳原子数6~20的苯基;2-氟苯基、3-氟苯基、4-氟苯基、五氟苯基、2,3-二氟苯基、2,4-二氟苯基、2,5-二氟苯基、2,6-二氟苯基等氟代苯基;2-三氟甲基苯基、3-三氟甲基苯基、4-三氟甲基苯基等氟代烷基苯基。
作为RX1~RX8中的取代甲硅烷基,可举出例如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三正丙基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三正丁基甲硅烷基、三异丁基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、甲基二苯基甲硅烷基、二甲基(苯基)甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、甲基二(三甲基甲硅烷基)甲硅烷基、二甲基(三甲基甲硅烷基)甲硅烷基、三(三甲基甲硅烷基)甲硅烷基,
优选为三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三正丙基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基等碳原子数3~20的三烷基甲硅烷基;甲基二(三甲基甲硅烷基)甲硅烷基、二甲基(三甲基甲硅烷基)甲硅烷基、三(三甲基甲硅烷基)甲硅烷基等具有碳原子数3~20的烃基甲硅烷基作为取代基的甲硅烷基。
作为RX1~RX8中可以具有取代基的碳原子数1~20的烷氧基,可举出例如全氟甲氧基、全氟乙氧基、全氟正丙氧基、全氟异丙氧基、全氟正丁氧基、全氟仲丁氧基、全氟异丁氧基、全氟正戊氧基、全氟新戊氧基、全氟正己氧基、全氟正庚氧基、全氟正辛氧基、全氟正癸氧基、全氟正十二烷氧基、全氟正十五烷氧基、全氟正二十烷氧基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、正戊氧基、新戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正癸氧基、正十二烷氧基、正十五烷氧基、正二十烷氧基,
优选为碳原子数1~4的烷氧基,更优选为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、或正丁氧基。
作为RX1~RX8中可以具有取代基的碳原子数6~30的芳氧基,可举出例如苯氧基、2,3,4-三甲基苯氧基、2,3,5-三甲基苯氧基、2,3,6-三甲基苯氧基、2,4,6-三甲基苯氧基、3,4,5-三甲基苯氧基、2,3,4,5-四甲基苯氧基、2,3,4,6-四甲基苯氧基、2,3,5,6-四甲基苯氧基、五甲基苯氧基、2,6-二异丙基苯氧基、2-氟苯氧基、3-氟苯氧基、4-氟苯氧基、五氟苯氧基、2-三氟甲基苯氧基、3-三氟甲基苯氧基、4-三氟甲基苯氧基、2,3-二氟苯氧基、2,4-氟苯氧基、2,5-二氟苯氧基、2-氯苯氧基、2,3-二氯苯氧基、2,4-二氯苯氧基、2,5-二氯苯氧基、2-溴苯氧基、3-溴苯氧基、4-溴苯氧基、2,3-二溴苯氧基、2,4-二溴苯氧基、2,5-二溴苯氧基,
优选为碳原子数6~14的芳氧基,更优选为2,4,6-三甲基苯氧基、3,4,5-三甲基苯氧基、2,6-二异丙基苯氧基、或五氟苯氧基。
作为RX1~RX8中可以具有取代基的碳原子数7~30的芳烷氧基,可举出例如苄基氧基、(2-甲基苯基)甲氧基、(3-甲基苯基)甲氧基、(4-甲基苯基)甲氧基、(2,3-二甲基苯基)甲氧基、(2,4-二甲基苯基)甲氧基、(2,5-二甲基苯基)甲氧基、(2,6-二甲基苯基)甲氧基、(3,4-二甲基苯基)甲氧基、(3,5-二甲基苯基)甲氧基、(2,3,4-三甲基苯基)甲氧基、(2,3,5-三甲基苯基)甲氧基、(2,3,6-三甲基苯基)甲氧基、(2,4,5-三甲基苯基)甲氧基、(2,4,6-三甲基苯基)甲氧基、(3,4,5-三甲基苯基)甲氧基、(2,3,4,5-四甲基苯基)甲氧基、(2,3,4,6-四甲基苯基)甲氧基、(2,3,5,6-四甲基苯基)甲氧基、(五甲基苯基)甲氧基、(乙基苯基)甲氧基、(正丙基苯基)甲氧基、(异丙基苯基)甲氧基、(正丁基苯基)甲氧基、(仲丁基苯基)甲氧基、(叔丁基苯基)甲氧基、(正己基苯基)甲氧基、(正辛基苯基)甲氧基、(正癸基苯基)甲氧基、(正十四烷基苯基)甲氧基、萘基甲氧基、蒽基甲氧基,
优选为碳原子数7~12的芳烷氧基,更优选为苄基氧基。
作为RX1~RX8中可以具有取代基的、构成环的碳原子数为3~20的杂环式化合物残基,可举出例如噻吩基、呋喃、1-吡咯基、1-咪唑基、1-吡唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、2-异吲哚基、1-吲哚基、喹啉基、二苯并-1H-吡咯-1-基、N-咔唑基,
优选为噻吩基、呋喃、1-吡咯基、吡啶基、嘧啶基、2-异吲哚基、1-吲哚基、喹啉基、二苯并-1H-吡咯-1-基、或N-咔唑基。
与上述RX1~RX8的定义无关地,RX1与RX2、RX2与RX3、RX3与RX4、RX5与RX6、RX6与RX7、RX7与RX8可以分别相互连接而形成环,该环可以具有取代基,优选为包含苯环上的2个碳原子在内的4~10元环的烃基环或杂环,该环可以具有取代基。
作为该环,具体而言,可举出环丁烯环、环戊烯环、环戊二烯环、环己烯环、环庚烯环、环辛烯环、苯环、萘环、呋喃环、2,5-二甲基呋喃环、噻吩环、2,5-二甲基噻吩环、吡啶环等,优选为环戊烯环、环戊二烯环、环己烯环、苯环或萘环,更优选为RX1与RX2及/或RX5与RX6连接而成的环戊烯环、环己烯环、苯环或萘环。
两个XX分别独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的烷基、构成环的碳原子数为3~10的环烷基、碳原子数2~20的烯基、碳原子数7~30的芳烷基、碳原子数6~30的芳基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数7~30的芳烷氧基、碳原子数6~30的芳氧基、碳原子数1~20的取代甲硅烷基、碳原子数1~20的取代氨基、碳原子数1~20的取代硫醇基、或碳原子数1~20的羧酸酯基。
XX中的卤素原子、碳原子数1~20的烷基、构成环的碳原子数为3~10的环烷基、碳原子数2~20的烯基、碳原子数7~30的芳烷基、碳原子数6~30的芳基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数7~30的芳烷氧基、碳原子数6~30的芳氧基、碳原子数1~20的取代甲硅烷基,与在RX2~RX4及RX6~RX8中说明过的基团相同。
作为XX中的碳原子数1~20的取代氨基,可举出例如二甲基氨基、二乙基氨基、二正丁基氨基、二正丙基氨基、二异丙基氨基、二苄基氨基或二苯基氨基等碳原子数2~14的烃基氨基,
优选为二甲基氨基、二乙基氨基、二正丙基氨基、二异丙基氨基或二苄基氨基。
作为XX中的碳原子数1~20的取代硫醇基,可举出例如苯巯基(thiophenoxy)、2,3,4-三甲基苯巯基、2,3,5-三甲基苯巯基、2,3,6-三甲基苯巯基、2,4,6-三甲基苯巯基、3,4,5-三甲基苯巯基、2,3,4,5-四甲基苯巯基、2,3,4,6-四甲基苯巯基、2,3,5,6-四甲基苯氧基、五甲基苯氧基、2-氟苯巯基、3-氟苯巯基、4-氟苯氧基、五氟苯巯基、2-三氟甲基苯巯基、3-三氟甲基苯巯基、4-三氟甲基苯巯基、2,3-二氟苯巯基、2,4-氟苯巯基、2,5-二氟苯巯基、2-氯苯巯基、2,3-二氯苯巯基、2,4-二氯苯巯基、2,5-二氯苯巯基、2-溴苯巯基、3-溴苯巯基、4-溴苯巯基、2,3-二溴苯巯基、2,4-二溴苯巯基、及2,5-二溴苯巯基等碳原子数6~12的烃基硫醇基,
优选为苯巯基、2,4,6-三甲基苯巯基、3,4,5-三甲基苯巯基、2,3,4,5-四甲基苯巯基、2,3,4,6-四甲基苯巯基、2,3,5,6-四甲基苯巯基、五甲基苯巯基或五氟苯巯基。
作为XX中的碳原子数1~20的羧酸酯基,可举出例如乙酸酯基、丙酸酯基、丁酸酯基、戊酸酯基、己酸酯基、2乙基己酸酯基或三氟乙酸酯基,
优选为碳原子数2~10的烃基羧酸酯基,更优选为乙酸酯基、丙酸酯基、2乙基己酸酯基或三氟乙酸酯基。
XX优选为氟原子、氯原子、溴原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数7~30的芳烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数6~30的芳氧基、或碳原子数1~20的烃基氨基,更优选为氯原子、溴原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数7~10的芳烷基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数6~10的芳氧基、或碳原子数2~10的烃基氨基,进一步优选为氯原子、甲基、乙基、正丁基、叔丁基、苄基、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、苯氧基二甲基氨基、或二乙基氨基,特别优选为氯原子、甲基、苄基、异丙氧基、苯氧基、或二甲基氨基,最优选为氯原子。
XX中的上述烷基、上述环烷基、上述烯基、上述芳烷基、上述芳基、上述烷氧基、上述芳烷氧基、上述芳氧基及上述羧酸酯基分别可以具有取代基。
XX之间可以分别相互连接而形成环,该环可以具有取代基。
RX1~RX8及XX可以分别独立地具有包含卤素原子、氧原子、硅原子、氮原子、磷原子或硫原子的取代基。
EX表示中性的路易斯碱。作为EX,可举出醚类、胺类或硫醚类等,具体而言,可举出四氢呋喃、二乙基醚、1,4-二氧杂环己烷或吡啶。作为EX,优选为四氢呋喃。
下标x表示EX的个数,为0、1、或2,优选为0或1,进一步优选为0。在EX为多个的情况下,多个EX可以相同也可以不同。
作为RX1~RX8中的上述烷基、上述环烷基、上述烯基、上述炔基、上述芳烷基、上述芳基、上述烷氧基、上述芳烷氧基、上述芳氧基及上述杂环式化合物残基可以具有的取代基、RX1与RX2、RX2与RX3、RX3与RX4、RX5与RX6、RX6与RX7、或RX7与RX8连接形成的环可以具有的取代基、XX中的上述烷基、上述环烷基、上述烯基、上述芳烷基、上述芳基、上述烷氧基、上述芳烷氧基、上述芳氧基及上述羧酸酯基可以具有的取代基、以及XX之间连接形成的环可以具有的取代基,可举出例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烷氧基、芳氧基、取代甲硅烷基、取代氨基、取代硫醇基、杂环式化合物残基等。
作为式(1)所示的过渡金属化合物(A)的具体例,可举出下述化合物。
【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
【化7】
【化8】
另外,除这些化合物外,作为过渡金属化合物(1)的例子,还可举出将与上述各自的化合物的钛原子直接键合的2个苄基变更为氯原子、甲基、二甲基氨基、异丙氧基、叔丁氧基或苯氧基后的化合物。
另外,作为过渡金属化合物(1)的例子,还可举出将上述各自的化合物中的钛原子变更为锆原子或铪原子后的化合物。
另外,作为过渡金属化合物(1)的例子,还可举出将上述各自的化合物中的、相当于上述通式(1)中的RX3及RX7的基团变更为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子或甲基后的化合物。
另外,作为过渡金属化合物(1)的例子,还可举出将与上述各自的化合物的硫原子进行交联的环辛烷环用环庚烷环或环己烷环取代后的化合物。
作为过渡金属化合物(1),优选可举出下述化合物。
【化9】
【化10】
另外,除这些化合物外,还可举出将与上述各自的化合物的钛原子直接键合的2个苄基变更为氯原子、甲基后的化合物。
另外,还可举出将上述各自的化合物中的钛原子变更为锆原子或铪原子后的化合物。
另外,还可举出将上述各自的化合物中的、相当于上述通式(1)中的RX3及RX7的基团变更为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子或甲基后的化合物。
另外,还可举出将与上述各自的化合物的硫原子进行交联的环辛烷环用环庚烷环取代后的化合物。
作为过渡金属化合物(1),可进一步优选举出下述化合物。
【化11】
【化12】
另外,除这些化合物外,还可举出将与上述各自的化合物的钛原子直接键合的2个苄基变更为氯原子后的化合物。
另外,还可举出将上述各自的化合物中的钛原子变更为锆原子或铪原子后的化合物。
另外,还可举出将上述各自的化合物中的、相当于上述通式(1)中的RX3及RX7的基团变更为甲基后的化合物。
作为过渡金属化合物(1),可特别优选举出下述化合物。
【化13】
另外,除这些化合物外,还可举出将与上述各自的化合物的钛原子直接键合的2个苄基变更为氯原子后的化合物。
另外,还可举出将上述各自的化合物中的钛原子变更为锆原子或铪原子后的化合物。
另外,还可举出将上述各自的化合物中的、相当于上述通式(1)中的RX3及RX7的基团变更为甲基后的化合物。
过渡金属化合物(1)例如可以通过参考文献:Journal of AmericanChemical Society,2009,131卷,13566-13567所述的方法进行合成。具体而言,可以以通式(2)所示的化合物(以下称为“化合物(2)”)及通式(3)所示的化合物(以下称为“化合物(3)”)为起始原料,利用下述方案1的方法来制造通式(1)所示的过渡金属化合物(A)。需要说明的是,通式(2)中的Rx1~Rx8及n与通式(1)中的Rx1~RX8及n相同。
【化14】
通式(3)中的MX及XX与通式(1)中的MX及XX相同。作为MXXX 4,可举出例如Ti(CH2Ph)4、TiCl2(CH2Ph)2、Ti(CH2SiMe3)4、TiF4、TiCl4、TiBr4、TiI4、Ti(OMe)4、Ti(OEt)4、Ti(O-i-Pr)4、TiCl2(O-i-Pr)2、Ti(O-n-Bu)4、Ti(O-i-Bu)4、Ti(O-t-Bu)4、Ti(OPh)4、Ti(NMe2)4、TiCl2(NMe2)2、Ti(NEt2)4、Zr(CH2Ph)4、ZrCl2(CH2Ph)2、Zr(CH2SiMe3)4、ZrF4,ZrCl4、ZrBr4、ZrI4、Zr(OMe)4、Zr(OEt)4、Zr(O-i-Pr)4、ZrCl2(O-i-Pr)2、Zr(O-n-Bu)4、Zr(O-i-Bu)4、Zr(O-t-Bu)4、Zr(OPh)4、Zr(NMe2)4、ZrCl2(NMe2)2、Zr(NEt2)4、Hf(CH2Ph)4、HfCl2(CH2Ph)2、Hf(CH2SiMe3)4、HfF4、HfCl4、HfBr4、HfI4、Hf(OMe)4、Hf(OEt)4、Hf(O-i-Pr)4、HfCl2(O-i-Pr)2、Hf(O-n-Bu)4、Hf(O-i-Bu)4、Hf(O-t-Bu)4、Hf(OPh)4、Hf(NMe2)4、HfCl2(NMe2)2、Hf(NEt2)4。优选为Ti(CH2Ph)4、TiCl2(CH2Ph)2、Ti(CH2SiMe3)4、TiCl4、TiBr4、Ti(OMe)4、Ti(OEt)4、Ti(O-i-Pr)4、Ti(O-i-Bu)4、Ti(O-t-Bu)4、Ti(OPh)4、Ti(NMe2)4、TiCl2(NMe2)2、Ti(NEt2)4、Zr(CH2Ph)4、ZrCl2(CH2Ph)2、Zr(CH2SiMe3)4、ZrCl4、ZrBr4、Zr(OMe)4、Zr(OEt)4、Zr(O-i-Pr)4、Zr(O-i-Bu)4、Zr(O-t-Bu)4、Zr(OPh)4、Zr(NMe2)4、ZrCl2(NMe2)2、Zr(NEt2)4、Hf(CH2Ph)4、HfCl2(CH2Ph)2、Hf(CH2SiMe3)4、HfCl4、HfBr4、Hf(OMe)4、Hf(OEt)4、Hf(O-i-Pr)4、Hf(O-i-Bu)4、Hf(O-t-Bu)4、Hf(OPh)4、Hf(NMe2)4、HfCl2(NMe2)2、或Hf(NEt2)4。
过渡金属化合物(A)可以通过化合物(2)与化合物(3)原样反应来形成,也可以通过使化合物(2)与碱进行反应后与化合物(3)反应来形成。这些反应通常在溶剂中进行。作为所使用的碱,可举出例如有机锂试剂、Grignard试剂、及金属氢化物,具体而言可举出正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、锂二异丙基酰胺、锂六甲基二硅氮烷、钾六甲基二硅氮烷、氢化钠或氢化钾,优选为正丁基锂、锂二异丙基酰胺、钾六甲基二硅氮烷、氢化钠或氢化钾。
化合物(2)与碱反应得到的化合物、过渡金属化合物(A)及化合物(3)通常在空气及湿气中是不稳定的,因此反应优选在脱水脱氧下进行。具体而言,为干燥氮气或干燥氩气下。
化合物(2)的使用量相对于化合物(3)为1摩尔当量以上即可,优选为1.0~1.5摩尔当量。另外,在反应的过程中残留化合物(2)的情况下,可以在反应的途中追加化合物(3)。
化合物(2)与化合物(3)反应的温度通常为-100℃~150℃,优选为-80℃~50℃。
化合物(2)与化合物(3)的反应进行至产物的收率达到最高的时间即可,优选为5分钟~48小时,更优选为10分钟~24小时。
化合物(2)与碱反应的温度通常为-100℃~150℃,优选为-80℃~50℃。
关于化合物(2)与碱反应的时间,进行至产物的收率达到最高的时间即可,为5分钟~24小时,优选为10分钟~12小时,更优选为30分钟~3小时。
化合物(2)与碱反应生成的化合物、与化合物(3)反应的温度通常为-100℃~150℃,优选为-80℃~50℃。
关于化合物(2)与碱反应生成的化合物、与化合物(3)反应的时间,进行至产物的收率达到最高的时间即可,例如为5分钟~48小时,优选为10分钟~24小时。
所使用的溶剂只要是在类似的反应中一般使用的溶剂,则没有特别限制,可举出例如烃溶剂或醚系溶剂。优选为甲苯、苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、己烷、戊烷、庚烷、环己烷、二乙基醚或四氢呋喃,更优选为二乙基醚、甲苯、四氢呋喃、己烷、戊烷、庚烷、或环己烷。
化合物(2)例如可以按照参考文献:Journal of American ChemicalSociety,2009,131卷,13566-13567所述的方法进行合成。具体而言,可以利用下述方案2所述的方法进行制造。以下对方案2所述的各工序进行详细说明。需要说明的是,将下述通式(4)~(7)所示的化合物分别称为“化合物(4)~(7)”。
【化15】
方案2中各化合物中的RX1~RX8及n与通式(1)中的RX1~RX8及n相同。
X’表示阴离子性离去基团,例如、卤素原子、乙酸酯基、三氟乙酸酯基、苯甲酸酯基、CF3SO3基、CH3SO3基、4-MeC6H4SO3基或PhSO3基等,优选为氯原子、溴原子、碘原子、CF3SO3基、CH3SO3基、4-MeC6H4SO3基或PhSO3基。
[步骤1]
在碱存在下使1.0~4.0当量、优选为1.0~1.5当量的化合物(5)与化合物(4)进行反应,可以合成化合物(6)。
作为碱,可举出碳酸钾、碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙及碳酸氢钠等无机碱、以及三乙基胺及三异丁基胺等胺碱,优选为胺碱。
本反应可以在空气、氦气、氩气或氮气气氛下进行。优选为在氦气、氩气或氮气气氛下,更优选为在氮气或氩气气氛下。
反应结束后,可以将化合物(6)进行精制。作为精制方法,例如可举出如下方法:在反应溶液中加入氯化铵水溶液、盐酸水溶液或氯化钠水溶液,然后加入乙酸乙酯或二乙基醚,进行提取操作,除去过量的碱或盐。然后,利用蒸馏、重结晶或二氧化硅凝胶色谱等精制操作提高化合物(6)的纯度。
[步骤2]
在碱存在下使1.0~4.0当量、优选为1.0~1.5当量的化合物(7)与化合物(6)进行反应,可以合成化合物(2)。
作为碱,可举出碳酸钾、碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙及碳酸氢钠等无机碱、以及三乙基胺及三异丁基胺等胺碱,优选为胺碱。
本反应可以在空气、氦气、氩气或氮气气氛下进行。优选为在氦气、氩气或氮气气氛下,更优选为在氮气或氩气气氛下。
反应结束后、可以将化合物(2)进行精制。作为精制方法,例如可举出如下方法:在反应溶液中加入氯化铵水溶液、盐酸水溶液或氯化钠水溶液,然后加入乙酸乙酯或二乙基醚,进行提取操作,除去过量的碱或盐。然后,利用蒸馏、重结晶或二氧化硅凝胶色谱等精制操作提高化合物(2)的纯度。
通过控制[步骤1]的反应条件,使在反应器内生成的化合物(6)与化合物(7)进行反应,也可以得到化合物(2)。
在RX1与RX5相同、RX2与RX6相同、RX3与RX7相同、且RX4与RX8相同的情况下,在碱存在下使化合物(5)与化合物(7)合在一起相对于化合物(4)为2.0~8.0当量、优选为2.0~4.0当量地进行反应,由此也可以合成化合物(2)。
作为化合物(2)的具体例,可举出下述化合物。
【化16】
【化17】
【化18】
【化19】
【化20】
【化21】
另外,除这些化合物外,作为化合物(2)的例子,还可举出将上述各自的化合物中的、相当于上述通式(2)中的RX3及RX7的基团变更为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子或甲基后的化合物。
另外,作为化合物(2)的例子,还可举出将与上述各自的化合物的硫原子进行交联的环辛烷环用环庚烷环或环己烷环取代后的化合物。
作为化合物(5)及化合物(7)的具体例,可举出下述化合物。
【化22】
【化23】
【化24】
【化25】
另外,除这些化合物外,作为化合物(5)及化合物(7)的例子,还可举出将上述各自的化合物中的、相当于上述通式(5)或(7)中的RX3或RX7的基团变更为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子或甲基后的化合物。
活性用助催化剂成分(B)
作为本发明中使用的活性用助催化剂成分(B),可举出选自以下列举的有机铝氧化合物(B-1)、有机硼化合物(B-2)、锌助催化剂成分(B-3)及离子交换性层状硅酸盐(B-4)中的1种以上的化合物。
<有机铝氧化合物(B-1)>
作为有机铝氧化合物(B-1),可举出选自下述化合物(B-1-1)及(B-1-2)中的1种以上的化合物。
(B-1-1):通式RB1{-Al(RB1)-O-}B1AlRB1 2所示的链状铝氧烷
(B-1-2):通式{-Al(RB2)-O-}B2所示的环状铝氧烷
RB1及RB2表示碳原子数1~20的烃基,RB1之间及RB2之间可以相同也可以不同。下标B1及B2表示2以上的整数。
作为RB1及RB2,具体而言可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、正己基等碳原子数1~20、优选为1~10的直链状或支链状的烷基;环丙基、环丁基、环戊基、环己基、降冰片基、金刚烷基等碳原子数3~20、优选为3~10的环状烷基;乙烯基、烯丙基、异丙烯基等碳原子数2~20、优选为2~10的直链状或支链状的烯基;乙炔基、炔丙基等碳原子数2~20、优选为2~10的直链状或支链状的炔基等,更优选为甲基或异丁基。
有机铝氧化合物(B-1)例如可以通过下述的方法进行制造,通常以烃基溶剂的溶液的形式得到。
(1)在含有吸附水的化合物或含有结晶水的盐类、例如氯化镁水合物、硫酸铜水合物、硫酸铝水合物、硫酸镍水合物、氯化铈水合物等的烃悬浊液中添加三烷基铝等有机铝化合物,使吸附水或结晶水与有机铝化合物进行反应的方法。
(2)在苯、甲苯、乙醚、四氢呋喃等溶剂中,使三烷基铝等有机铝化合物与水、冰或水蒸气进行反应的方法。
(3)在癸烷、苯、甲苯等溶剂中,使三烷基铝等有机铝化合物与二甲基锡氧化物、二丁基锡氧化物等有机锡氧化物进行反应的方法。
需要说明的是,该有机铝氧化合物(B-1)可以含有少量的有机铝成分。另外,从该有机铝氧化合物的溶液中将溶剂或未反应有机铝化合物蒸馏除去后,可以将铝氧烷再溶解于溶剂中,或将其悬浮于铝氧烷的不良溶剂中。
<有机硼化合物(B-2)>
作为有机硼化合物(B-2),可举出选自下述化合物(B-2-1)、(B-2-2)、及(B-2-3)中的1种以上的化合物。
(B-2-1):通式BRB3 3所示的硼烷化合物
(B-2-2):通式QB+BRB4 4 -所示的硼酸盐化合物
(B-2-3):通式EBH+BRB5 4 -所示的硼酸盐化合物
QB+表示无机或有机的阳离子,作为无机的阳离子,可优选举出锂阳离子、钠阳离子、钾阳离子、银阳离子、二茂铁阳离子及取代二茂铁阳离子等,作为有机的阳离子,可优选举出三苯基甲基阳离子。
EBH+表示布朗斯台德酸,可优选举出三烷基取代铵、N,N-二烷基苯铵、二烷基铵、三芳基鏻等。
RB3、RB4及RB5表示卤素原子、碳原子数1~20的烃基、碳原子数1~20的卤代烃基、碳原子数1~20的烃基甲硅烷基、碳原子数1~20的烷氧基或碳原子数2~20的烃基氨基,优选为卤素原子、碳原子数1~20的烃基或碳原子数1~20的卤代烃基。另外,RB3之间、RB4之间及RB5之间可以相同也可以不同。
BRB4 4 -及BRB5 4 -表示硼酸盐阴离子,可举出四(五氟苯基)硼酸盐、四(2,3,5,6-四氟苯基)硼酸盐、四(2,3,4,5-四氟苯基)硼酸盐、四(3,4,5-三氟苯基)硼酸盐、四(2,3,4-三氟苯基)硼酸盐、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸盐、苯基三(五氟苯基)硼酸盐等。
作为通式BRB3 3所示的硼烷化合物(B-2-1),可举出例如三(五氟苯基)硼烷、三(2,3,5,6-四氟苯基)硼烷、三(2,3,4,5-四氟苯基)硼烷、三(3,4,5-三氟苯基)硼烷、三(2,3,4-三氟苯基)硼烷、三(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼烷、苯基二(五氟苯基)硼烷等。
作为通式QB十BRB4 4 -所示的硼酸盐化合物(B-2-2),可举出例如四(五氟苯基)硼酸钠、四(五氟苯基)硼酸银、四(五氟苯基)硼酸二茂铁、1,1’-二-三甲基甲硅烷基二茂铁四(五氟苯基)硼酸盐、三苯基甲基四(五氟苯基)硼酸盐、三苯基甲基四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸盐等。
作为通式EBH+BRB5 4 -所示的硼酸盐化合物(B-2-3),可举出例如四(五氟苯基)硼酸三乙基铵、四(五氟苯基)硼酸三丙基铵、四(五氟苯基)硼酸三(正丁基)铵、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸三(正丁基)铵、N,N-二-三甲基甲硅烷基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐、N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐、N,N-二乙基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐、N,N-2,4,6-五甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐、N,N-二-三甲基甲硅烷基苯铵四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸盐、四(五氟苯基)硼酸二异丙基铵、四(五氟苯基)硼酸二环己基铵、三苯基鏻四(五氟苯基)硼酸盐、三(甲基苯基)鏻四(五氟苯基)硼酸盐、三(二-三甲基甲硅烷基苯基)鏻四(五氟苯基)硼酸盐等。
所述的有机硼化合物(B-2)可以组合使用2种以上,另外,可以与所述有机铝氧化合物(B-1)并用。
<锌助催化剂成分(B-3)>
作为锌助催化剂成分(B-3),可举出使下述化合物(B-3a)及化合物(B-3b)接触而得到的锌助催化剂成分(B-3-1)、或者使下述化合物(B-3a)~(B-3c)接触而得到的锌助催化剂成分(B-3-2)。
(B-3a):通式ZnRB6 2所示的化合物
(B-3b):通式RB7 B3-1TB1H所示的化合物
(B-3c):通式RB8 B4-1TB2H2所示的化合物
RB6表示氢原子、卤素原子、烃基或卤代烃基,RB6之间可以相同也可以不同。RB7及RB8分别独立地表示烃基、卤代烃基、亲电子性基团或含有亲电子性基团的基团,RB7之间及RB8之间可以相同也可以不同。TB1及TB2分别独立地表示周期表第15族或第16族的原子。B3表示TB1的原子价,B4表示TB2的原子价。
作为化合物(B-3a)的例子,可举出例如二甲基锌、二乙基锌、二丙基锌、二正丁基锌、二异丁基锌、二正己基锌、二烯丙基锌、二(环戊二烯基)锌等二烷基锌;二苯基锌、二萘基锌、二(五氟苯基)锌等二芳基锌;氯代甲基锌、氯代乙基锌、氯代丙基锌、氯代正丁基锌、氯代异丁基锌、氯代正己基锌、溴代甲基锌、溴代乙基锌、溴代丙基锌、溴代正丁基锌、溴代异丁基锌、溴代正己基锌、碘代甲基锌、碘代乙基锌、碘代丙基锌、碘代正丁基锌、碘代异丁基锌、碘代正己基锌等卤代烷基锌;氟化锌、氯化锌、溴化锌、碘化锌等卤化锌;等。
作为化合物(B-3b)的胺类,可举出例如二(氟甲基)胺、二(氯甲基)胺、二(溴甲基)胺、二(碘甲基)胺、二(二氟甲基)胺、二(二氯甲基)胺、二(二溴甲基)胺、二(二碘甲基)胺、二(三氟甲基)胺、二(三氯甲基)胺、二(三溴甲基)胺、二(三碘甲基)胺、双(2,2,2-三氟乙基)胺、双(2,2,2-三氯乙基)胺、双(2,2,2-三溴乙基)胺、双(2,2,2-三碘乙基)胺、双(2,2,3,3,3-五氟丙基)胺、双(2,2,3,3,3-五氯丙基)胺、双(2,2,3,3,3-五溴丙基)胺、双(2,2,3,3,3-五碘丙基)胺、双(2,2,2-三氟-1-三氟甲基乙基)胺、双(2,2,2-三氯-1-三氯甲基乙基)胺、双(2,2,2-三溴-1-三溴甲基乙基)胺、双(2,2,2-三碘-1-三碘甲基乙基)胺、二(1,1-二(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙基)胺、二(1,1-二(三氯甲基)-2,2,2-三氯乙基)胺、二(1,1-二(三溴甲基)-2,2,2-三溴乙基)胺、二(1,1-二(三碘甲基)-2,2,2-三碘乙基)胺、双(2-氟苯基)胺、二(3-氟苯基)胺、二(4-氟苯基)胺、双(2-氯苯基)胺、二(3-氯苯基)胺、二(4-氯苯基)胺、双(2-溴苯基)胺、二(3-溴苯基)胺、二(4-溴苯基)胺、双(2-碘苯基)胺、二(3-碘苯基)胺、二(4-碘苯基)胺、双(2,6-二氟苯基)胺、二(3,5-二氟苯基)胺、双(2,6-二氯苯基)胺、二(3,5-二氯苯基)胺、双(2,6-二溴苯基)胺、二(3,5-二溴苯基)胺、双(2,6-二碘苯基)胺、二(3,5-二碘苯基)胺、双(2,4,6-三氟苯基)胺、双(2,4,6-三氯苯基)胺、双(2,4,6-三溴苯基)胺、双(2,4,6-三碘苯基)胺、二(五氟苯基)胺、二(五氯苯基)胺、二(五溴苯基)胺、二(五碘苯基)胺、双(2-(三氟甲基)苯基)胺、二(3-(三氟甲基)苯基)胺、二(4-(三氟甲基)苯基)胺、双(2,6-二(三氟甲基)苯基)胺、二(3,5-二(三氟甲基)苯基)胺、双(2,4,6-三(三氟甲基)苯基)胺、双(2-氰基苯基)胺、(3-氰基苯基)胺、二(4-氰基苯基)胺、双(2-硝基苯基)胺、二(3-硝基苯基)胺、二(4-硝基苯基)胺等。另外,作为化合物(B-3b)的例子,还可举出所述化合物中的氮原子被磷原子取代后的膦化合物。这些膦化合物为将上述具体例的胺改写为膦后所示的化合物等。
作为化合物(B-3b)的醇类,可举出例如氟甲醇、氯甲醇、溴甲醇、碘甲醇、二氟甲醇、二氯甲醇、二溴甲醇、二碘甲醇、三氟甲醇、三氯甲醇、三溴甲醇、三碘甲醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,2-三氯乙醇、2,2,2-三溴乙醇、2,2,2-三碘乙醇、2,2,3,3,3-五氟丙醇、2,2,3,3,3-五氯丙醇、2,2,3,3,3-五溴丙醇、2,2,3,3,3-五碘丙醇、2,2,2-三氟-1-三氟甲基乙醇、2,2,2-三氯-1-三氯甲基乙醇、2,2,2-三溴-1-三溴甲基乙醇、2,2,2-三碘-1-三碘甲基乙醇、1,1-二(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙醇、1,1-二(三氯甲基)-2,2,2-三氯乙醇、1,1-二(三溴甲基)-2,2,2-三溴乙醇、1,1-二(三碘甲基)-2,2,2-三碘乙醇等。另外,作为化合物(B-3b)的例子,还可举出上述化合物中的氧原子被硫原子取代后的硫醇化合物。这些硫醇化合物为将上述具体例的甲醇改写为甲硫醇、乙醇改写为乙硫醇、丙醇改写为丙硫醇所表示的化合物等。
作为化合物(B-3b)的酚类,可举出例如2-氟苯酚、3-氟苯酚、4-氟苯酚、2-氯苯酚、3-氯苯酚、4-氯苯酚、2-溴苯酚、3-溴苯酚、4-溴苯酚、2-碘苯酚、3-碘苯酚、4-碘苯酚、2,6-二氟苯酚、3,5-二氟苯酚、2,6-二氯苯酚、3,5-二氯苯酚、2,6-二溴苯酚、3,5-二溴苯酚、2,6-二碘苯酚、3,5-二碘苯酚、2,4,6-三氟苯酚、3,4,5-三氟苯酚、2,4,6-三氯苯酚、2,4,6-三溴苯酚、2,4,6-三碘苯酚、五氟苯酚、五氯苯酚、五溴苯酚、五碘苯酚、2-(三氟甲基)苯酚、3-(三氟甲基)苯酚、4-(三氟甲基)苯酚、2,6-二(三氟甲基)苯酚、3,5-二(三氟甲基)苯酚、2,4,6-三(三氟甲基)苯酚、2-氰基苯酚、3-氰基苯酚、4-氰基苯酚、2-硝基苯酚、3-硝基苯酚、4-硝基苯酚等。另外,作为化合物(B-3b)的例子,还可举出上述化合物中的氧原子被硫原子取代后的苯硫酚化合物。这些苯硫酚化合物为将上述具体例的苯酚改写为苯硫酚所示的化合物等。
作为化合物(B-3b)的羧酸类,可举出例如2-氟苯甲酸、3-氟苯甲酸、4-氟苯甲酸、2,3-二氟苯甲酸、2,4-二氟苯甲酸、2,5-二氟苯甲酸、2,6-二氟苯甲酸、2,3,4-三氟苯甲酸、2,3,5-三氟苯甲酸、2,3,6-三氟苯甲酸、2,4,5-三氟苯甲酸、2,4,6-三氟苯甲酸、2,3,4,5-四氟苯甲酸、2,3,4,6-四氟苯甲酸、五氟苯甲酸、氟乙酸、二氟乙酸、三氟乙酸、五氟丙酸、七氟丁酸、1,1-二(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙酸等。
作为化合物(B-3b)的磺酸类,可举出例如氟甲磺酸、二氟甲磺酸、三氟甲磺酸、五氟乙磺酸、七氟丙磺酸、1,1-二(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙磺酸等。
关于化合物(B-3b),优选,作为胺类为二(三氟甲基)胺、双(2,2,2-三氟乙基)胺、双(2,2,3,3,3-五氟丙基)胺、双(2,2,2-三氟-1-三氟甲基乙基)胺、二(1,1-二(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙基)胺、或二(五氟苯基)胺,作为醇类为三氟甲醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3,3-五氟丙醇、2,2,2-三氟-1-三氟甲基乙醇、或1,1-二(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙醇,作为酚类为2-氟苯酚、3-氟苯酚、4-氟苯酚、2,6-二氟苯酚、3,5-二氟苯酚、2,4,6-三氟苯酚、3,4,5-三氟苯酚、五氟苯酚、2-(三氟甲基)苯酚、3-(三氟甲基)苯酚、4-(三氟甲基)苯酚、2,6-二(三氟甲基)苯酚、3,5-二(三氟甲基)苯酚、或2,4,6-三(三氟甲基)苯酚,作为羧酸类为五氟苯甲酸、或三氟乙酸,作为磺酸类为三氟甲磺酸。
关于使化合物(B-3a)与(B-3b)接触时的化合物(B-3a)及(B-3b)的使用量,相对于化合物(B-3a)1摩尔,优选化合物(B-3b)大于0摩尔且为100摩尔以下,更优选化合物(B-3b)大于0摩尔且为20摩尔以下,进一步优选化合物(B-3b)大于0摩尔且为10摩尔以下,特别优选化合物(B-3b)大于0摩尔且为5摩尔以下,最优选化合物(B-3b)大于0摩尔且为4摩尔以下。
以下,对于化合物(B-3a)为二乙基锌、化合物(B-3b)为卤代醇的情况,对锌助催化剂成分(B-3-1)的制造方法的具体例进行详细说明。
在甲苯溶剂中加入二乙基锌的己烷溶液,冷却至0℃,向其中滴加相对于二乙基锌为2摩尔~4摩尔量的卤代醇后,在90℃~120℃下搅拌10分钟~24小时。在减压下将挥发性物质蒸馏除去后,在室温、减压下将残渣干燥1~20小时。由此可以制造出成分(B-3-1)。
作为化合物(B-3c),优选为水、硫化氢、烷基胺、芳基胺、芳烷基胺、卤代烷基胺、卤代芳基胺、或(卤代烷基)芳基胺,进一步优选为水、硫化氢、甲基胺、乙基胺、正丙基胺、异丙基胺、正丁基胺、仲丁基胺、叔丁基胺、异丁基胺、正戊基胺、新戊基胺、戊基胺、正己基胺、正辛基胺、正癸基胺、正十二烷基胺、正十五烷基胺、正二十烷基胺、烯丙基胺、环戊二烯基胺、苯胺、2-甲苯胺、3-甲苯胺、4-甲苯胺、2,3-二甲苯基胺、2,4-二甲苯基胺、2,5-二甲苯基胺、2,6-二甲苯基胺、3,4-二甲苯基胺、3,5-二甲苯基胺、2,3,4-三甲基苯胺、2,3,5-三甲基苯胺、2,3,6-三甲基苯胺、2,4,6-三甲基苯胺、3,4,5-三甲基苯胺、2,3,4,5-四甲基苯胺、2,3,4,6-四甲基苯胺、2,3,5,6-四甲基苯胺、五甲基苯胺、乙基苯胺、正丙基苯胺、异丙基苯胺、正丁基苯胺、仲丁基苯胺、叔丁基苯胺、正戊基苯胺、新戊基苯胺、正己基苯胺、正辛基苯胺、正癸基苯胺、正十二烷基苯胺、正十四烷基苯胺、萘基胺、蒽基胺、
苄基胺、(2-甲基苯基)甲基胺、(3-甲基苯基)甲基胺、(4-甲基苯基)甲基胺、(2,3-二甲基苯基)甲基胺、(2,4-二甲基苯基)甲基胺、(2,5-二甲基苯基)甲基胺、(2,6-二甲基苯基)甲基胺、(3,4-二甲基苯基)甲基胺、(3,5-二甲基苯基)甲基胺、(2,3,4-三甲基苯基)甲基胺、(2,3,5-三甲基苯基)甲基胺、(2,3,6-三甲基苯基)甲基胺、(3,4,5-三甲基苯基)甲基胺、(2,4,6-三甲基苯基)甲基胺、(2,3,4,5-四甲基苯基)甲基胺、(2,3,4,6-四甲基苯基)甲基胺、(2,3,5,6-四甲基苯基)甲基胺、(五甲基苯基)甲基胺、(乙基苯基)甲基胺、(正丙基苯基)甲基胺、(异丙基苯基)甲基胺、(正丁基苯基)甲基胺、(仲丁基苯基)甲基胺、(叔丁基苯基)甲基胺、(正戊基苯基)甲基胺、(新戊基苯基)甲基胺、(正己基苯基)甲基胺、(正辛基苯基)甲基胺、(正癸基苯基)甲基胺、(正十四烷基苯基)甲基胺、萘基甲基胺、蒽基甲基胺、氟甲基胺、氯甲基胺、溴甲基胺、碘甲基胺、二氟甲基胺、二氯甲基胺、二溴甲基胺、二碘甲基胺、三氟甲基胺、三氯甲基胺、三溴甲基胺、三碘甲基胺、2,2,2-三氟乙基胺、2,2,2-三氯乙基胺、2,2,2-三溴乙基胺、2,2,2-三碘乙基胺、2,2,3,3,3-五氟丙基胺、2,2,3,3,3-五氯丙基胺、2,2,3,3,3-五溴丙基胺、2,2,3,3,3-五碘丙基胺、2,2,2-三氟-1-三氟甲基乙基胺、2,2,2-三氯-1-三氯甲基乙基胺、2,2,2-三溴-1-三溴甲基乙基胺、2,2,2-三碘-1-三碘甲基乙基胺、1,1-二(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙基胺、1,1-二(三氯甲基)-2,2,2-三氯乙基胺、1,1-二(三溴甲基)-2,2,2-三溴乙基胺、1,1-二(三碘甲基)-2,2,2-三碘乙基胺、
2-氟苯胺、3-氟苯胺、4-氟苯胺、2-氯苯胺、3-氯苯胺、4-氯苯胺、2-溴苯胺、3-溴苯胺、4-溴苯胺、2-碘苯胺、3-碘苯胺、4-碘苯胺、2,6-二氟苯胺、3,5-二氟苯胺、2,6-二氯苯胺、3,5-二氯苯胺、2,6-二溴苯胺、3,5-二溴苯胺、2,6-二碘苯胺、3,5-二碘苯胺、2,4,6-三氟苯胺、2,4,6-三氯苯胺、2,4,6-三溴苯胺、2,4,6-三碘苯胺、五氟苯胺、五氯苯胺、五溴苯胺、五碘苯胺、2-(三氟甲基)苯胺、3-(三氟甲基)苯胺、4-(三氟甲基)苯胺、2,6-二(三氟甲基)苯胺、3,5-二(三氟甲基)苯胺、或2,4,6-三(三氟甲基)苯胺。
成分(B-3-2)为通过使化合物(B-3a)、(B-3b)及(B-3c)接触而得到的成分。使(B-3a)、(B-3b)及(B-3c)进行接触的顺序没有特别限定,例如可以采用以下的(1)~(3)中列举的顺序。
(1)使(B-3a)与(B-3b)接触后与(B-3c)进行接触的方法。
(2)使(B-3a)与(B-3c)接触后与(B-3b)进行接触的方法。
(3)使(B-3b)与(B-3c)接触后与(B-3a)进行接触的方法。
作为接触顺序,优选为(1)或(2),更优选为(1)。即,作为成分(B-3-2),优选为使(B-3a)与(B-3b)接触而得到的接触物与(B-3c)进行接触而得到的成分、或者使(B-3a)与(B-3c)接触而得到的接触物与(B-3b)进行接触而得到的成分,更优选为使(B-3a)与(B-3b)接触而得到的接触物与(B-3c)进行接触而得到的成分。
各化合物的使用量没有特别限定,如果使各化合物的使用量的摩尔比率为(B-3a)∶(B-3b)∶(B-3c)=l∶y∶z,则优选y及z满足下述式[B1]~[B3]。
|2-y-2z|≤1 [B1]
0<y<2 [B2]
0<z [B3]
作为上述式[B1]及[B2]中的y,更优选为0.20~1.80的数,特别优选为0.25~1.50的数,最优选为0.50~1.00的数。
<离子交换性层状硅酸盐(B-4)>
本发明中使用的离子交换性层状硅酸盐(以下简称为“硅酸盐”),是指具有以离子键等构成的面通过键合力相互平行堆积而成的晶体结构,并且所含有的离子能够进行交换的硅酸盐化合物。大部分硅酸盐天然地主要作为粘土矿物的主要成分产出,因此多包含离子交换性层状硅酸盐以外的夹杂物(石英、方英石等),也可以包含这些。作为硅酸盐的具体例,可举出例如参考文献:白水春雄著《粘土矿物学》朝仓书店(1995年)中记载的以下的层状硅酸盐。
即,为蒙脱石、锌蒙脱石、贝得石、绿脱石、皂石、锂蒙脱石、硅镁石等蒙脱石(smectite)族;蛭石等蛭石族;云母、伊利石、绢云母、海绿石等云母族;凹凸棒石(attapulgite)、海泡石、坡缕石、膨润土、叶蜡石、滑石、绿泥石群等。
本发明中作为原料使用的硅酸盐优选为主要成分的硅酸盐具有2∶1型结构的硅酸盐,更优选为蒙脱石族,特别优选为蒙脱石。从可以作为工业原料而较容易且廉价地得到的观点出发,层间阳离子的种类优选为以碱金属或碱土金属为层间阳离子的主要成分的硅酸盐。
本发明中使用的硅酸盐可以不特别进行处理地直接使用,但优选实施化学处理。关于化学处理,可以使用将附着于表面的杂质除去的表面处理、及可影响粘土的结构的处理中的任意一种。作为本发明中的化学处理,具体而言,可举出以下的(1)酸处理、(2)盐类处理、(3)碱处理、及(4)有机物处理等。
(1)酸处理
酸处理除可以去除硅酸盐表面的杂质外,还可以使晶体结构的Al、Fe、Mg等阳离子的一部分或全部溶出。
作为酸处理中使用的酸,优选为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、乙酸或草酸。处理中使用的酸可以为2种以上。关于利用酸对硅酸盐进行处理的条件,通常酸浓度为0.1~50重量%、处理温度为室温~沸点、处理时间为5分钟~24小时。酸一般以水溶液使用。
(2)盐类处理
在本发明中,优选使盐类处理前的、硅酸盐所含有的能够进行交换的1族金属的阳离子的40%以上、优选为60%以上与由下述所示的盐类解离出来的阳离子进行离子交换。
这种以离子交换为目的的盐类处理中使用的盐类,为由包含选自1~14族原子中的至少一种原子的阳离子、与选自卤素原子、无机酸及有机酸中的至少一种阴离子构成的化合物,进一步优选为由包含选自2~14族原子中的至少一种原子的阳离子、与选自Cl、Br、I、F、PO4、SO4、NO3、CO3、C2O4、ClO4、OOCCH3、CH3COCHCOCH3、OCl2、O(NO3)2、O(ClO4)2、O(SO4)、OH、O2Cl2、OCl3、OOCH、OOCCH2CH3、C2H4O4及C5H5O7中的至少一种阴离子构成的化合物。
作为盐类,具体而言可举出LiF、LiCl、LiBr、LiI、Li2SO4、Li(CH3COO)、LiCO3、Li(C6H5O7)、LiCHO2、LiC2O4、LiClO4、Li3PO4、CaCl2、CaSO4、CaC2O4、Ca(NO3)2、Ca3(C6H5O7)2、MgCl2、MgBr2、MgsO4、Mg(PO4)2、Mg(ClO4)2、MgC2O4、Mg(NO3)2、Mg(OOCCH3)2、MgC4H4O4等;Ti(OOCCH3)4、Ti(CO3)2、Ti(NO3)4、Ti(SO4)2、TiF4、TiCl4、Zr(OOCCH3)4、Zr(CO3)2、Zr(NO3)4、Zr(SO4)2、ZrF4、ZrCl4、ZrOCl2、ZrO(NO3)2、ZrO(ClO4)2、ZrO(SO4)、HF(OOCCH3)4、HF(CO3)2、HF(NO3)4、HF(SO4)2、HFOCl2、HFF4、HFCl4、V(CH3COCHCOCH3)3、VOSO4、VOCl3、VCl3、VCl4、VBr3等;Cr(CH3COCHCOCH3)3、Cr(OOCCH3)2OH、Cr(NO3)3、Cr(ClO4)3、CrPO4、Cr2(SO4)3、CrO2Cl2、CrF3、CrCl3、CrBr3、CrI3、Mn(OOCCH3)2、Mn(CH3COCHCOCH3)2、MnCO3、Mn(NO3)2、MnO、Mn(ClO4)2、MnF2、MnCl2、Fe(OOCCH3)2、Fe(CH3COCHCOCH3)3、FeCO3、Fe(NO3)3、Fe(ClO4)3、FePO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、FeF3、FeCl3、FeC6H5O7等;Co(OOCCH3)2、Co(CH3COCHCOCH3)3、CoCO3、Co(NO3)2、CoC2O4、Co(ClO4)2、Co3(PO4)2、CoSO4、CoF2、CoCl2、NiCO3、Ni(NO3)2、NiC2O4、Ni(ClO4)2、NiSO4、NiCl2、NiBr2等;Zn(OOCCH3)2、Zn(CH3COCHCOCH3)2、ZnCO3、Zn(NO3)2、Zn(ClO4)2、Zn3(PO4)2、ZnSO4、ZnF2、ZnCl2、AlF3、AlCl3、AlBr3、AlI3、Al2(SO4)3、Al2(C2O4)3、Al(CH3COCHCOCH3)3、Al(NO3)3、AlPO4、GeCl4、GeBr4、GeI4。
(3)碱处理
作为碱处理中使用的处理剂,可举出例如LiOH、NaOH、KOH、Mg(OH)2、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2。
(4)有机物处理
作为有机物处理中使用的有机物,可举出例如三甲基铵、三乙基铵、N,N-二甲基苯铵、三苯基鏻等。
作为构成有机物处理剂的阴离子,可举出例如作为构成盐类处理剂的阴离子而例示的阴离子、六氟磷酸盐、四氟硼酸盐、四苯基硼酸盐等。
这些硅酸盐中通常含有吸附水及层间水。在本发明中,优选将这些吸附水及层间水除去后使用。
硅酸盐的吸附水及层间水可以通过将硅酸盐进行加热而除去,但需要以不残留层间水、且不产生结构破坏的方式选择加热条件。加热时间为0.5小时以上、优选为1小时以上。将在温度200℃、压力1mmHg的条件下使硅酸盐脱水2小时而得到的硅酸盐的水分含有率设为0重量%时,优选以硅酸盐的水分含有率为3重量%以下、优选为1重量%以下的方式对硅酸盐进行加热。
如上所述,在本发明中,作为离子交换性层状硅酸盐(B-4),特别优选的是进行盐类处理及/或酸处理后得到的、水分含有率为3重量%以下的硅酸盐。
硅酸盐在作为催化剂的原料或催化剂使用前,优选用后述的有机金属化合物(C)进行处理。有机金属化合物(C)相对于1g硅酸盐的使用量通常为20mmol以下、优选为0.5mmol以上且10mmol以下。处理温度通常为0℃以上且70℃以下,处理时间为10分钟以上且3小时以下。优选处理后对硅酸盐进行洗涤。洗涤中使用的溶剂可使用与后述的预聚合或浆料聚合中使用的溶剂同样的烃溶剂。
离子交换性层状硅酸盐(B-4)优选使用平均粒径为5μm以上的球状粒子。若粒子的形状为球状,则可以直接使用天然物或市售品,也可以使用通过造粒、分粒、分离等对粒子的形状及粒径进行控制后的硅酸盐。
作为造粒法,可举出例如搅拌造粒法、喷雾造粒法。
造粒时可以使用有机物、无机溶剂、无机盐、各种粘结剂。
从抑制聚合工序中的破碎或微粉生成的观点出发,期望通过上述操作得到的球状粒子具有0.2MPa以上、特别优选为0.5MPa以上的压缩破坏强度。若使用这种强度的粒子,特别是在进行预聚合的情况下,可有效地发挥出聚合物粒子的性状改良效果。
在本发明中,有机铝氧化合物(B-1)、有机硼化合物(B-2)、锌助催化剂成分(B-3)、及离子交换性层状硅酸盐(B-4)可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
有机金属化合物(C)
本发明中使用的有机金属化合物(C)只要是包含选自元素周期表第2、12及13族中的元素的化合物(不包括活化用助催化剂成分(B)),则没有特别限制,可使用选自下式所示的化合物中的1种以上的化合物。
MCRC p(NRC 2)q(ORC)rXC s
MC表示元素周期表第2、12、13族原子,可举出例如铍原子、镁原子、钙原子、锶原子、钡原子、锌原子、镉原子、汞原子、硼原子、铝原子、镓原子、铟原子、铊原子等,优选为镁原子、钙原子、铝原子、锌原子或镓原子,更优选为铝原子或锌原子。
RC表示氢原子或碳原子数1~20的烃基,可举出例如烷基、芳烷基、芳基、烯基等,它们可以具有卤素原子、烃氧基、氨基、硝基、磺酰基或甲硅烷基等作为取代基。另外,多个RC之间可以相互相同,也可以相互不同。
作为烷基,可举出例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、及正辛基等直链状烷基;异丙基、异丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、异戊基(isoamyl)、及2-乙基己基等支链状烷基;环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、及环辛基等环状烷基等,优选为碳原子数1~20的直链状或支链状烷基。
作为芳烷基,可举出例如苄基及苯乙基等,优选为碳原子数7~20的芳烷基。
作为芳基,可举出例如苯基、萘基及甲苯基等,优选为碳原子数6~20的芳基。
作为烯基,可举出例如乙烯基、烯丙基、3-丁烯基、及5-己烯基等直链状烯基;异丁烯基、及4-甲基-3-戊烯基等支链状烯基;2-环己烯基、及3-环己烯基等环状烯基等,优选为碳原子数2~20的直链状或支链状烯基。
XC表示卤素原子,可举出例如氯原子、溴原子、碘原子、及氟原子等,优选为氯原子。另外,多个RC之间可以相互相同,也可以相互不同。
p、q、r、s为0~3中的任意整数,在MC为元素周期表第2或12族原子时,p+q+r+s=2,在MC为元素周期表第13族原子时,p+q+r+s=3。
在本发明中,作为用作有机金属化合物(C)的有机铝化合物,可举出例如三甲基铝、三乙基铝、三正丙基铝、三正丁基铝、三正戊基铝、三正己基铝、三正辛基铝、三正癸基铝等三正烷基铝;
三异丙基铝、三异丁基铝、三仲丁基铝、三叔丁基铝、三2甲基丁基铝、三3-甲基丁基铝、三2-甲基戊基铝、三3-甲基戊基铝、三4-甲基戊基铝、三2-甲基己基铝、三3-甲基己基铝、三2-乙基己基铝等三支链烷基铝;
三环己基铝、三环辛基铝等三环烷基铝;
三苯基铝等三芳基铝;
二乙基溴化铝、二正丙基溴化铝、二正丁基溴化铝、二正戊基溴化铝、二正己基溴化铝、二乙基氯化铝、二正丙基氯化铝、二正丁基氯化铝、二正戊基氯化铝、二正己基氯化铝等二正烷基卤化铝;
二异丙基溴化铝、二异丁基溴化铝、二仲丁基溴化铝、二叔丁基溴化铝、二2-甲基丁基溴化铝、二3-甲基丁基溴化铝、二2-甲基戊基溴化铝、二3-甲基戊基溴化铝、二4-甲基戊基溴化铝、二2-甲基己基溴化铝、二3-甲基己基溴化铝、二2-乙基己基溴化铝、二异丙基氯化铝、二异丁基氯化铝、二仲丁基氯化铝、二叔丁基氯化铝、二2-甲基丁基氯化铝、二3-甲基丁基氯化铝、二2-甲基戊基氯化铝、二3-甲基戊基氯化铝、二4-甲基戊基氯化铝、二2-甲基己基氯化铝、二3-甲基己基氯化铝、二2-乙基己基氯化铝等二支链烷基卤化铝;
二苯基溴化铝、二甲基苯基溴化铝、二乙基苯基溴化铝、二溴苯基溴化铝、二氯苯基溴化铝、二氟苯基溴化铝、二氰基苯基溴化铝、二苯基氯化铝、二甲基苯基氯化铝、二乙基苯基氯化铝、二溴苯基氯化铝、二氯苯基氯化铝、二氟苯基氯化铝、二氰基苯基氯化铝等二芳基(aryl)卤化铝;等,
优选为碳原子数3~24的有机铝化合物,更优选为碳原子数3~24的三正烷基铝、三支链烷基铝、或三芳基铝,进一步优选为三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝、或三辛基铝。
在本发明中,作为用作有机金属化合物(C)的有机锌化合物,可举出例如二甲基锌、二乙基锌、二正丙基锌、二正丁基锌、二正戊基锌、二正己基锌、二正辛基锌、二正癸基锌等二正烷基锌;
二异丙基锌、二异丁基锌、二仲丁基锌、二叔丁基锌、二2甲基丁基锌、二3-甲基丁基锌、二2-甲基戊基锌、二3-甲基戊基锌、二4-甲基戊基锌、二2-甲基己基锌、二3-甲基己基锌、二2-乙基己基锌等二支链烷基锌;
二环己基锌、二环辛基锌等二环烷基锌;
二苯基锌等二芳基锌;
乙基溴化锌、正丙基溴化锌、正丁基溴化锌、正戊基溴化锌、正己基溴化锌、乙基氯化锌、正丙基氯化锌、正丁基氯化锌、正戊基氯化锌、正己基氯化锌等正烷基卤化锌;
异丙基溴化锌、异丁基溴化锌、仲丁基溴化锌、叔丁基溴化锌、2-甲基丁基溴化锌、3-甲基丁基溴化锌、2-甲基戊基溴化锌、3-甲基戊基溴化锌、4-甲基戊基溴化锌、2-甲基己基溴化锌、3-甲基己基溴化锌、2-乙基己基溴化锌、异丙基氯化锌、异丁基氯化锌、仲丁基氯化锌、叔丁基氯化锌、2-甲基丁基氯化锌、3-甲基丁基氯化锌、2-甲基戊基氯化锌、3-甲基戊基氯化锌、4-甲基戊基氯化锌、2-甲基己基氯化锌、3-甲基己基氯化锌、2-乙基己基氯化锌等支链烷基卤化锌;
苯基溴化锌、甲基苯基溴化锌、乙基苯基溴化锌、溴苯基溴化锌、氯苯基溴化锌、氟苯基溴化锌、氰基苯基溴化锌、苯基氯化锌、甲基苯基氯化锌、乙基苯基氯化锌、溴苯基氯化锌、氯苯基氯化锌、氟苯基氯化锌、氰基苯基氯化锌等芳基(aryl)卤化锌;等,
优选为碳原子数2~16的有机锌化合物,更优选为碳原子数2~16的二正烷基锌、二支链烷基锌、或二芳基锌,进一步优选为二甲基锌、二乙基锌、二异丁基锌、或二辛基锌。
有机化合物(D)
在本发明中,出于提高聚合性能及生成聚合物的物性的目的,而根据需要使用有机化合物(D)。作为有机化合物(D),可举出例如醇类、酚类、羧酸类、胺类、磷化合物、以及磺酸及其盐。
醇类及酚类由通式RD1OH表示,RD1表示碳原子数1~20的烃基或碳原子数1~20的卤代烃基,优选为碳原子数1~10的卤代烃基。
羧酸类由通式RD2COOH表示,RD2表示碳原子数1~20的烃基或碳原子数1~20的卤代烃基,优选为碳原子数1~10的卤代烃基。
胺类由通式NRD3 3表示,RD3表示氢原子、碳原子数1~20的烃基或碳原子数1~20的卤代烃基,至少一个RD3为烃基或卤代烃基,优选为碳原子数1~10的卤代烃基。
作为磷化合物,可举出通式PRD4 3所示的膦类、通式P(ORD4)3所示的亚磷酸酯类、通式O=PRD4 3所示的膦氧化物类、及通式O=P(ORD4)3所示的磷酸酯类,RD4表示氢原子、碳原子数1~20的烃基或碳原子数1~20的卤代烃基,至少一个RD4为烃基或卤代烃基,优选为碳原子数1~10的卤代烃基。
磺酸及其盐由通式RD5SO3H及(RD6SO3)tMD u表示,MD为周期表第1~14族的元素。
RD5及RD6为碳原子数1~20的烃基或碳原子数1~20的卤代烃基。
t及u为1~4中的任意整数,将MD的原子价设为v时,满足t=u×v。
聚合催化剂(X)的形成
作为形成聚合催化剂(X)的方法,没有特别限定,可举出使过渡金属化合物(A)、活化用助催化剂成分(B)、和作为任意成分的有机金属化合物(C)接触的方法。接触可以在存在溶剂或不存在溶剂的条件下进行,可以将这些接触混合物添加到聚合槽,也可以将它们分别以任意顺序添加到聚合槽后在聚合槽中进行接触,也可以将任意二成分的接触混合物和其余成分分别添加到聚合槽。
形成聚合催化剂(X)时,各成分的添加法、添加顺序及添加量可任意选择,可例示出以下的方法。
(1)将过渡金属化合物(A)及活化用助催化剂成分(B)的接触混合物添加到聚合槽的方法。
(2)将过渡金属化合物(A)及活化用助催化剂成分(B)以任意顺序添加到聚合槽的方法。
在所述(1)及(2)的各方法中,为了作为聚合槽中微量的水分、氧及其他会成为催化剂毒的成分的清除剂、或者过渡金属化合物(A)的烷基化剂使用,可以根据需要将选自所述有机金属化合物(C)中的1种以上的化合物以任意顺序添加到聚合槽。需要说明的是,有机金属化合物(C)在聚合催化剂(X)的形成中为任意成分,但在本发明的制造方法中为必需成分。
相对于反应容积1升,通常以10-12~10-2摩尔、优选为10-10~10-3摩尔的量使用过渡金属化合物(A)。
使用有机铝氧化合物(B-1)作为活化用助催化剂成分(B)时,以有机铝氧化合物(B-1)中的铝原子、与过渡金属化合物(A)的摩尔比〔Al/(A)〕通常达到10~500,000、优选为20~100,000的量使用。使用有机硼化合物(B-2)时,以有机硼化合物(B-2)中的硼原子、与过渡金属化合物(A)的摩尔比〔B/(A)〕通常达到1~1,000、优选为1~100的量使用。使用锌助催化剂成分(B-3)时,以锌助催化剂成分(B-3)中的锌原子、与过渡金属化合物(A)的摩尔比〔Zn/(A)〕通常达到1~1,000,000、优选为10~500,000、更优选为100~100,000的量使用。使用离子交换性层状硅酸盐(B-4)时,以相对于过渡金属化合物(A)1mmol的离子交换性层状硅酸盐(B-4)的重量g〔(B-4)g/(A)mmol〕通常达到0.1~1,000、优选为1~1,000的量使用。
在所述(1)及(2)的各方法中,其中,优选为将各成分以任意顺序添加到聚合槽的所述(2)的方法。
本发明中的烯烃嵌段聚合物的制造方法中,可以使用以使构成聚合催化剂(X)的上述各成分、过渡金属化合物(A)、活化用助催化剂成分(B)及有机金属化合物(C)中的至少1种不同的方式而形成的相互不同的多个聚合催化剂(X)。
烯烃
作为本发明中使用的烯烃,优选碳原子数2~20的烯烃,可举出例如乙烯、α-烯烃、环状烯烃、烯基脂环式化合物、极性烯烃。
作为α-烯烃,可举出例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、5-甲基-1-己烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等。
作为环状烯烃,可举出例如环丁烯、环戊烯、环己烯、环庚烯、环辛烯、环壬烯、环癸烯、降冰片烯、5-甲基降冰片烯、5-乙基降冰片烯、5-丁基降冰片烯、5-苯基降冰片烯、5-苄基降冰片烯、四环十二碳烯、三环癸烯、三环十一碳烯、五环十五碳烯、五环十六碳烯、8-甲基四环十二碳烯、8-乙基四环十二碳烯、5-乙酰基降冰片烯、5-乙酰基氧基降冰片烯、5-甲氧基羰基降冰片烯、5-乙氧基羰基降冰片烯、5-甲基-5-甲氧基羰基降冰片烯、5-氰基降冰片烯、8-甲氧基羰基四环十二碳烯、8-甲基-8-四环十二碳烯、8-氰基四环十二碳烯等。
作为烯基脂环式化合物,可举出例如乙烯基环己烷等。
作为极性烯烃,可举出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酸酐、双环[2.2.1]-5-庚烯-2,3-二羧酸等α,β-不饱和羧酸、及其钠、钾、锂、锌、镁、钙等金属盐;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯等α,β-不饱和羧酸酯;马来酸、衣康酸等不饱和二羧酸;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、己酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、三氟乙酸乙烯酯等乙烯基酯;丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、衣康酸单缩水甘油酯等不饱和羧酸缩水甘油酯;等。
作为上述烯烃,优选为乙烯、碳原子数3~20的α-烯烃、碳原子数3~20的环状烯烃、或碳原子数5~20的烯基脂环式化合物,更优选为乙烯或碳原子数3~20的α-烯烃,进一步优选为乙烯或碳原子数3~10的α-烯烃,最优选为乙烯或丙烯。
烯烃可以使用1种也可以组合使用2种以上。使用2种以上的烯烃时,其添加方法可以为同时添加,也可以为逐次添加,该烯烃的组合及使用比例也没有特别制限。
烯烃的聚合条件
本发明中,烯烃的聚合法可以为溶剂聚合法、悬浮聚合法等液相聚合法或气相聚合法中的任意一种。
作为液相聚合法中使用的惰性烃基介质,具体而言可举出丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷、灯油等脂肪族烃基;环戊烷、环己烷、甲基环戊烷等脂环式烃基;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃基;氯化乙烯、氯苯、二氯甲烷等卤代烃基或它们的混合物等,也可以将烯烃本身作为溶剂使用。
本发明的烯烃嵌段聚合物的制造方法,只要是使用聚合催化剂(X)和有机金属化合物(C)来使烯烃进行聚合,则没有制限,可举出以下的聚合方法。
单段聚合法(1)
一个方法是使用2种以上的聚合催化剂(X)、1种以上的有机金属化合物(C)、1种以上的烯烃、以及根据需要的有机化合物(D),进行包括单一的聚合工序的单段聚合的烯烃嵌段聚合物的制造方法。
在该单段聚合法(1)中,2种以上的聚合催化剂(X)的形成优选分别按照所述聚合催化剂的形成方法大致同时地进行。
在该单段聚合法(1)中,优选在聚合槽内形成聚合催化剂(X)之前、或者将在聚合槽外形成的聚合催化剂(X)添加到聚合槽内之前,预先将烯烃添加到聚合槽内。另外,可以连续地将烯烃添加到聚合槽,以使得在使用1种烯烃的情况下聚合槽内的烯烃浓度在聚合中保持一定、在使用2种以上的烯烃的情况下聚合槽内的各烯烃浓度及组成比在聚合中保持一定。
多段聚合法(2)
另一方法是使用2种以上的聚合催化剂(X)、1种以上的有机金属化合物(C)、1种以上的烯烃、以及根据需要的有机化合物(D),进行包括2个以上的聚合工序的多段聚合的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,各聚合工序中烯烃的组成相同,并且相邻的2个聚合工序中使用的聚合催化剂(X)相互不同,在直到前一个聚合工序得到的聚合物的存在下使该烯烃进行聚合。
多段聚合法(2)至少包括:在聚合催化剂(X-A)的存在下使烯烃进行聚合的工序〈工序2A〉;和〈工序2A〉后在与〈工序2A〉中使用的聚合催化剂不同的聚合催化剂(X-B)的存在下将组成与〈工序2A〉中使用的烯烃相同的烯烃进行聚合的工序〈工序2B〉。需要说明的是,聚合催化剂(X-A)及(X-B)均为包含在聚合催化剂(X)的范畴内的催化剂。
该多段聚合法(2)中的某连续的2个聚合工序为〈工序2A〉和〈工序2B〉。所述〈工序2A〉中,在聚合槽内形成某种聚合催化剂〈X-A),或者将在聚合槽外形成的某种聚合催化剂(X-A)添加到聚合槽;〈工序2B〉中,在聚合槽内形成与〈工序2A〉中使用的聚合催化剂不同的聚合催化剂(X-B),或者将在聚合槽外形成的与〈工序2A〉中使用的聚合催化剂不同的聚合催化剂(X-B)添加到聚合槽。
在该多段聚合法(2)中,优选在聚合槽内形成聚合催化剂(X-A)之前、或者将在聚合槽外形成的聚合催化剂(X-A)添加到聚合槽内之前,预先将〈工序2A〉中使用的烯烃添加到聚合槽内;且优选在聚合槽内形成聚合催化剂(X-B)之前、或者将在聚合槽外形成的聚合催化剂(X-B)添加到聚合槽内之前,预先将〈工序2B〉中使用的烯烃添加到聚合槽内。另外,可以连续地将烯烃添加到聚合槽,以使得在烯烃为1种烯烃的情况下聚合槽内的烯烃浓度在聚合中保持一定、在烯烃为2种以上的烯烃的情况下聚合槽内的各烯烃浓度及组成比在聚合中保持一定。
多段聚合法(2)可以还包括如下工序:在与〈工序2A〉及〈工序2B〉中使用的聚合催化剂不同的聚合催化剂(X)的存在下,将组成与〈工序2A〉及〈工序2B〉中使用的烯烃相同的烯烃进行聚合的工序。作为多段聚合法(2)中的聚合工序数,优选为2~5段、进一步优选为2及3段、最优选为2段。
另外,在各聚合工序中,在直到前一个聚合工序得到的聚合物的存在下进行烯烃的聚合。在第2个以后的聚合工序中,在其前一个聚合工序中制造的聚合物的存在下使烯烃进行聚合。
多段聚合法(3)
再另一方法是使用1种以上的聚合催化剂(X)、1种以上的有机金属化合物(C)、1种以上的烯烃、以及根据需要的有机化合物(D),进行包括2个以上的聚合工序的多段聚合的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,在各聚合工序中,相邻的2个聚合工序中烯烃的组成相互不同,在直到前一个聚合工序得到的聚合物的存在下使该烯烃进行聚合。
多段聚合法(3)至少包括:在1种以上的聚合催化剂(X)的存在下将烯烃[A]进行聚合的工序〈工序3A〉;和〈工序3A〉后在与〈工序3A〉中使用的聚合催化剂相同或不同的聚合催化剂(X)的存在下将组成与〈工序3A〉中使用的烯烃不同的烯烃[B]进行聚合的工序〈工序3B〉。
该多段聚合法(3)中的某连续的2个聚合工序为〈工序3A〉和〈工序3B〉。所述〈工序3A〉中,在聚合槽内形成1种以上的聚合催化剂(X),或者将在聚合槽外形成的1种以上的聚合催化剂(X)添加到聚合槽;〈工序3B〉中,在聚合槽内形成与〈工序3A〉中使用的聚合催化剂相同或不同的聚合催化剂(X),或者将在聚合槽外形成的与〈工序3A〉中使用的聚合催化剂相同或不同的聚合催化剂(X)添加到聚合槽。
在该多段聚合法(3)中,优选在聚合槽内形成聚合催化剂(X)之前、或者将在聚合槽外形成的聚合催化剂(X)添加到聚合槽内之前,预先将〈工序3A〉中使用的烯烃[A]添加到聚合槽内;且优选在聚合槽内形成聚合催化剂(X)之前、或者将在聚合槽外形成的聚合催化剂(X)添加到聚合槽内之前,预先将〈工序3B〉中使用的烯烃[B]添加到聚合槽内。另外,可以连续地将烯烃添加到聚合槽,以使得在烯烃为1种烯烃的情况下聚合槽内的烯烃浓度在聚合中保持一定、在烯烃为2种以上的烯烃的情况下聚合槽内的各烯烃浓度及组成比在聚合中保持一定。
需要说明的是,多段聚合法(3)可以还包括如下工序:在与〈工序3A〉及〈工序3B〉中使用的聚合催化剂相同或不同的聚合催化剂(X)的存在下,将组成与〈工序3A〉及〈工序3B〉中使用的烯烃不同的烯烃进行聚合的工序。作为多段聚合法(3)中的聚合工序数,优选为2~5段、进一步优选为2及3段、最优选为2段。
另外,在各聚合工序中,在直到前一个聚合工序得到的聚合物的存在下进行烯烃的聚合。在第2个以后的聚合工序中,在其前一个聚合工序中制造的聚合物的存在下使烯烃进行聚合。
在单段聚合法(1)、多段聚合法(2)及多段聚合法(3)中的任一个中,可以在反应操作中的任意时刻将有机金属化合物(C)添加到聚合槽,但优选在聚合开始前、即形成聚合催化剂(X)之前将其添加到聚合槽内。作为有机金属化合物(C)的添加方法,例如优选在搅拌下以特定的方法将该有机金属化合物(C)添加到聚合槽的方法。此时,可以直接添加该有机金属化合物(C),也可以添加溶解于例如正己烷等有机溶剂后得到的溶液。另外,也可以根据需要分成任意次数进行添加。
有机金属化合物(C)以与过渡金属化合物(A)的摩尔比〔(C)/(A)〕通常为1~100000、优选为10~10000、更优选为20~5000的量使用。
在使用有机化合物(D)的情况下,其可以单独、或以与有机金属化合物(C)的接触混合物的形式在反应操作中的任意时刻添加到聚合槽,但优选在聚合开始前、即形成聚合催化剂(X)之前添加到聚合槽内。作为有机化合物(D)的添加方法,例如优选在搅拌下以特定的方法将该有机化合物(D)添加到聚合槽的方法。此时,可以直接添加该有机金属化合物(D),也可以添加溶解于例如正己烷等有机溶剂后得到的溶液。另外,也可以根据需要分成任意次数进行添加。
在使用有机化合物(D)的情况下,以与有机金属化合物(C)的摩尔比〔(D)/(C)〕通常为0.001~10、优选为0.005~2的量使用。
本发明中的所述聚合方法(1)~(3)中,优选以可以形成各自化学或物理性质不同的2种以上的链段的方式来选择聚合催化剂(X)及烯烃。
聚合方法(1)及(2)中,例如优选以选择立构规整性、支链结构的引入率、共聚性等聚合性能不同的2种以上的聚合催化剂(X),并且通过该聚合催化剂(X)形成化学或物理性质不同的2种以上的链段的方式来选择烯烃的组成。聚合方法(3)中,优选以选择1种以上的聚合催化剂(X)并通过该聚合催化剂(X)形成化学或物理性质不同的2种以上的链段的方式来选择烯烃的组成。
上述单段聚合(1)、多段聚合(2)及(3)可以为连续聚合,也可以为间歇聚合,但优选为间歇聚合。另外,多段聚合(2)及(3)中,可以在直到前一个聚合工序生成的聚合物的存在下、在同一反应槽或反应区中实施后续的聚合工序,也可以将在直到前一个聚合工序生成的聚合物转移到另一反应槽或反应区后实施后续的聚合工序,但优选为在直到前一个聚合工序生成的聚合物的存在下、在同一反应槽或反应区中实施后续的聚合工序的方法。
作为本发明的烯烃嵌段聚合物的制造方法,可举出所述单段聚合法(1)、多段聚合法(2)及多段聚合法(3),但优选为多段聚合法(2)及多段聚合法(3),更优选为多段聚合法(3)。
作为多段聚合法(3),优选为前段和后段中烯烃的组成相互不同的2段聚合,更优选为包含2种以上的烯烃的共聚和1种烯烃的均聚的2段聚合(前段及后段与共聚及均聚的对应关系没有限定),进一步优选为包含乙烯·丙烯共聚和丙烯均聚的2段聚合(前段及后段与共聚及均聚的对应关系没有限定)。
以下,对多段聚合法(2)中包括〈工序2A〉(前段)及〈工序2B〉(后段)的2段聚合更详细地进行说明。
〈工序2A〉
〈工序2A〉中,在聚合催化剂(X-A)的存在下使烯烃进行聚合。
在〈工序2A〉中使用有机金属化合物(C)的情况下,有机金属化合物(C)以与过渡金属化合物(A)的摩尔比〔(C)/(A)〕通常为1~100000、优选为10~10000、更优选为20~5000的量使用。另外,在使用有机化合物(D)的情况下,以与有机金属化合物(C)的摩尔比〔(D)/(C)〕通常为0.001~10、优选为0.005~2的量使用。
关于在〈工序2A〉中进行聚合的烯烃,可从碳原子数2~20的烯烃中选择1种以上使用。所使用的烯烃的种类、使用2种以上的情况的量比没有特别限制。作为所使用的烯烃,优选为选自乙烯、碳原子数3~20的α-烯烃、碳原子数3~20的环状烯烃、或碳原子数5~20的烯基脂环式化合物中的1种以上的烯烃,更优选为选自乙烯或碳原子数3~20的α-烯烃中的1种以上的烯烃,进一步优选为选自乙烯或碳原子数3~10的α-烯烃中的1种以上的烯烃,最优选为选自乙烯或丙烯中的1种以上的烯烃。
〈工序2A〉中的烯烃的聚合反应温度通常为-40~200℃、优选为0~150℃、进一步优选为40~130℃。另外,反应压力通常为常压~10MPa、优选为常压~5MPa。另外,反应时间通常为5分钟~48小时、优选为5分钟~12小时。
〈工序2B〉
〈工序2B〉中,在〈工序2A〉后、在与〈工序2A〉中使用的聚合催化剂不同的聚合催化剂(X-B)的存在下将组成与〈工序2A〉中使用的烯烃相同的烯烃进行聚合。
在〈工序2B〉中使用有机金属化合物(C)的情况下,有机金属化合物(C)以与过渡金属化合物(A)的摩尔比〔(C)/(A)〕通常为1~100000、优选为10~10000、更优选为20~5000的量使用。另外,在使用有机化合物(D)的情况下,以与有机金属化合物(C)的摩尔比〔(D)/(C)〕通常为0.001~10、优选为0.005~2的量使用。
在〈工序2B〉中进行聚合的烯烃为与〈工序2A〉相同的组成的烯烃。
〈工序2B〉中的烯烃的聚合反应温度通常为-40~200℃、优选为0~150℃、进一步优选为40~130℃。另外,反应压力通常为常压~10MPa、优选为常压~5MPa。另外,反应时间通常为5分钟~48小时、优选为5分钟~12小时。
以下,对多段聚合法(3)中包括〈工序3A〉(前段)及〈工序3B〉(后段)的2段聚合更详细地进行说明。
〈工序3A〉
〈工序3A〉中,在1种以上的聚合催化剂(X)的存在下,将烯烃[A]进行聚合。
在〈工序3A〉中使用有机金属化合物(C)的情况下,有机金属化合物(C)以与过渡金属化合物(A)的摩尔比〔(C)/(A)〕通常为1~100000、优选为10~10000、更优选为20~5000的量使用以与过渡金属化合物(A)的摩尔比〔(C)/(A)〕通常为1~100000、优选为10~10000、更优选为20~5000的量使用。另外,在使用有机化合物(D)的情况下,以与有机金属化合物(C)的摩尔比〔(D)/(C)〕通常为0.001~10、优选为0.005~2的量使用。
关于在〈工序3A〉中进行聚合的烯烃,可从碳原子数2~20的烯烃中选择1种以上使用。所使用的烯烃的种类、使用2种以上的情况的量比没有特别限制。作为所使用的烯烃,优选为选自乙烯、碳原子数3~20的α-烯烃、碳原子数3~20的环状烯烃、或碳原子数5~20的烯基脂环式化合物中的1种以上的烯烃,更优选为选自乙烯或碳原子数3~20的α-烯烃中的1种以上的烯烃,进一步优选为选自乙烯或碳原子数3~10的α-烯烃中的1种以上的烯烃,最优选为选自乙烯或丙烯中的1种以上的烯烃。
〈工序3A〉中的烯烃的聚合反应温度通常为40~200℃、优选为0~150℃、进一步优选为40~130℃。另外,反应压力通常为常压~10MPa、优选为常压~5MPa。另外,反应时间通常为5分钟~48小时、优选为5分钟~12小时。
〈工序3B〉
〈工序3B〉中,在〈工序3A〉后、在与〈工序3A〉中使用的聚合催化剂相同或不同的聚合催化剂(X)的存在下将组成与〈工序3A〉中使用的烯烃不同的烯烃[B]进行聚合。
在〈工序3B〉中使用有机金属化合物(C)的情况下,有机金属化合物(C)以与过渡金属化合物(A)的摩尔比〔(C)/(A)〕通常为1~100000、优选为10~10000、更优选为20~5000的量使用以与过渡金属化合物(A)的摩尔比〔(C)/(A)〕通常为1~100000、优选为10~10000、更优选为20~5000的量使用。另外,在使用有机化合物(D)的情况下,以与有机金属化合物(C)的摩尔比〔(D)/(C)〕通常为0.001~10、优选为0.005~2的量使用。
关于在〈工序3B〉中进行聚合的烯烃,可从碳原子数2~20的烯烃中选择1种以上使用。关于所使用的烯烃的种类、使用2种以上的情况的量比,只要组成与〈工序3A〉不同,则没有特别限定。作为所使用的烯烃,优选为选自乙烯、碳原子数3~20的α-烯烃、碳原子数3~20的环状烯烃、或碳原子数5~20的烯基脂环式化合物中的1种以上的烯烃,更优选为选自乙烯或碳原子数3~20的α-烯烃中的1种以上的烯烃,进一步优选为选自乙烯或碳原子数3~10的α-烯烃中的1种以上的烯烃,最优选为选自乙烯或丙烯中的1种以上的烯烃。
〈工序3B〉中的烯烃的聚合反应温度通常为-40~200℃、优选为0~150℃、进一步优选为40~130℃。另外,反应压力通常为常压~10MPa、优选为常压~5MPa。另外,反应时间通常为5分钟~48小时、优选为5分钟~12小时。
在包括〈工序3A〉及〈工序3B〉的2段聚合中,更优选在〈工序3A〉及〈工序3B〉中的一方进行2种以上的烯烃的共聚,在另一方进行1种烯烃的均聚。进一步优选在〈工序3A〉及〈工序3B〉中的一方进行乙烯·丙烯共聚,在另一方进行丙烯均聚。
通过在全部聚合工序结束后停止聚合反应,可得到烯烃嵌段聚合物。
作为停止聚合反应的方法,为(1)添加使聚合催化剂(X)的活性下降的特定物质的方法、或(2)加热处理、或(3)烯烃的除去,优选为(1)的方法。
烯烃嵌段聚合物
通过本发明的方法制造的烯烃嵌段聚合物是分别含有1个以上的聚合物链段(A)和1个以上的聚合物链段(B)的烯烃嵌段聚合物,所述聚合物链段(A)通过利用聚合催化剂(X)将选自碳原子数2~20的烯烃中的1种以上的烯烃进行聚合而形成,所述聚合物链段(B)通过利用聚合催化剂(X)将选自碳原子数2~20的烯烃中的1种以上的烯烃进行聚合而形成,并且其化学或物理性质与所述聚合物链段(A)不同。
需要说明的是,该烯烃嵌段聚合物除所述聚合物链段(A)及聚合物链段(B)外,还可以含有1个以上的、化学或物理性质与所述聚合物链段(A)及聚合物链段(B)中的任一个都不同的聚合物链段(C)。
将烯烃嵌段聚合物中的聚合物链段相加而得到的数为2以上。作为通过单段聚合法(1)得到的烯烃嵌段聚合物中的平均聚合物链段数,优选为3以上、更优选为5以上、进一步优选为7以上、最优选为10以上。通过多段聚合法(2)及(3)得到的烯烃嵌段聚合物中的聚合物链段数,与所实施的多段聚合中包含的聚合工序数一致,或者为其以下,优选为2~5、更优选为2~4、进一步优选为2及3、最优选为2。
各聚合物链段可以为选自碳原子数2~20的烯烃中的1种烯烃的均聚物链段,也可以为选自碳原子数2~20的烯烃中的2种以上的烯烃的共聚物链段。
在聚合物链段为由2种以上的烯烃得到的共聚物链段的情况下,可以是在聚合物链段中烯烃组成为一定比率的无规共聚物链段、烯烃组成连续地进行变化的锥形聚合物链段、或2种烯烃交替地进行聚合而得到的交替共聚物链段。
作为聚合物链段(A)、(B)及(C),优选的均聚物链段是乙烯、碳原子数3~20的α-烯烃、碳原子数3~20的环状烯烃、或碳原子数5~20的烯基脂环式化合物的均聚物链段,更优选为乙烯或碳原子数3~20的α-烯烃的均聚物链段,进一步优选为乙烯或碳原子数3~10的α-烯烃的均聚物链段,最优选为乙烯或丙烯的均聚物链段。
作为乙烯的均聚物链段,可以为直链聚乙烯链段、短支链聚乙烯链段、长支链聚乙烯链段、高支化聚乙烯链段,但优选为直链聚乙烯链段及高支化聚乙烯链段。
作为丙烯的均聚物链段,可以为全同立构聚丙烯链段、无规立构聚丙烯链段、间规立构聚丙烯链段,但优选为全同立构聚丙烯链段及无规立构聚丙烯链段。
另一方面,作为优选的共聚物链段,可举出:
乙烯与碳原子数3~20的α-烯烃的共聚物链段,具体而言为乙烯与丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯等的共聚物链段;
丙烯与碳原子数4~20的α-烯烃的共聚物链段,具体而言为丙烯与1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯等的共聚物链段;
乙烯或丙烯与碳原子数5~20的环状烯烃的共聚物链段,具体而言为与四环十二碳烯、降冰片烯、甲基降冰片烯等的共聚物链段;
乙烯或丙烯与碳原子数8~20的烯基脂环式化合物的共聚物链段,具体而言为与乙烯基环己烷等的共聚物链段;等。
它们中,更优选为聚乙烯链段、聚丙烯链段、聚丁烯链段、聚己烯链段、聚辛烯链段、乙烯/丙烯共聚物链段、乙烯/丁烯共聚物链段、乙烯/己烯共聚物链段、乙烯/辛烯共聚物链段、丙烯/丁烯共聚物链段、丙烯/己烯共聚物链段、丙烯/辛烯共聚物链段,其中进-步优选聚乙烯链段、聚丙烯链段、乙烯/丙烯共聚物链段。
作为通过本发明的方法制造的烯烃嵌段聚合物,优选为:
具有直链聚乙烯链段和支链聚乙烯链段的嵌段聚合物、具有聚乙烯链段和聚丙烯链段的嵌段聚合物、具有聚乙烯链段和聚丁烯链段的嵌段聚合物、具有聚乙烯链段和聚己烯链段的嵌段聚合物、具有聚乙烯链段和聚辛烯链段的嵌段聚合物;
具有全同立构聚丙烯链段和间规立构聚丙烯链段的嵌段聚合物、具有全同立构聚丙烯链段和无规立构聚丙烯链段的嵌段聚合物、具有无规立构聚丙烯链段和间规立构聚丙烯链段的嵌段聚合物、具有聚丙烯链段和聚丁烯链段的嵌段聚合物、具有聚丙烯链段和聚己烯链段的嵌段聚合物、具有聚丙烯链段和聚辛烯链段的嵌段聚合物;
具有聚乙烯链段和乙烯/丙烯共聚物链段的嵌段聚合物、具有聚乙烯链段和乙烯/丁烯共聚物链段的嵌段聚合物、具有聚乙烯链段和乙烯/己烯共聚物链段的嵌段聚合物、具有聚乙烯链段和乙烯/辛烯共聚物链段的嵌段聚合物;
具有聚丙烯链段和乙烯/丙烯共聚物链段的嵌段聚合物、具有聚丙烯链段和丙烯/丁烯共聚物链段的嵌段聚合物、具有聚丙烯链段和丙烯/己烯共聚物链段的嵌段聚合物、具有聚丙烯链段和丙烯/辛烯共聚物链段的嵌段聚合物等;
更优选为具有聚乙烯链段和聚丙烯链段的嵌段聚合物、具有聚乙烯链段和乙烯/丙烯共聚物链段的嵌段聚合物、具有聚丙烯链段和乙烯/丙烯共聚物链段的嵌段聚合物等;
进一步优选为具有聚乙烯链段和乙烯/丙烯共聚物链段的嵌段聚合物、具有聚丙烯链段和乙烯/丙烯共聚物链段的嵌段聚合物。
烯烃嵌段共聚物组合物
按照本发明的制造方法得到的烯烃嵌段共聚物组合物,除聚合物链段(A)与聚合物链段(B)化学键合而成的烯烃嵌段聚合物外,还可由与聚合物链段(A)同等的结构的未嵌段化的聚合物(A)及/或与聚合物链段(B)同等的结构的未嵌段化的聚合物(B)构成。
聚合物链段(A)与聚合物链段(B)化学键合而成的烯烃嵌段聚合物中,一般而言在溶剂提取时提取成分量或残留成分量与聚合物(A)和聚合物(B)的单纯的共混聚合物不同。通过利用该性质,可以对烯烃嵌段共聚物组合物中烯烃嵌段聚合物的生成量进行评价。
例如通常全同立构聚丙烯(以下为iPP)以室温二甲苯不溶(以下为CXIS)成分的形式残留,乙烯/丙烯无规共聚物(以下为EP)以室温二甲苯可溶(以下为CXS)成分的形式被提取,而这些聚合物化学键合而成的具有全同立构聚丙烯链段和乙烯/丙烯无规共聚物链段的嵌段聚合物(以下为iPP-b-EP)由于iPP链段的性质,iPP-b-EP以CXIS成分的形式存在于残留成分。因此,对于由iPP、EP及iPP-b-EP构成的乙烯/丙烯共聚物组合物,通过测定其CXIS成分中的EP含量(以下为EPCXIS),可以对iPP-b-EP的生成量进行评价。
以下对EPCXIS的计算法进行说明。关于CXS成分的EP含量(以下为EPCXS),可近似为CXS成分全部为EP成分,得到EPCXS≈100。因此,CXS成分中的乙烯含量(以下为C2'CXS)≈EP成分中的乙烯含量(以下为C2'EP)。另外,由于可近似为CXS及CXIS两成分中的EP的组成相等,因此得到CXIS成分中的乙烯含量(以下为C2'CXIS)/C2'CXS×100=EPCXIS。
【公式1】
作为本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的EPCXIS的值,优选为3.0wt%以上、更优选为5.0wt%以上、进一步优选为10.0wt%以上、更进一步优选为15.0wt%以上、最优选为20.0wt%以上。
作为本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的进一步的特征,可举出:CXS成分中存在的EP成分与CXIS成分中存在的EP成分这两成分的组成分布的类似性高。与此相对,使用现有的齐格勒纳塔型固体催化剂制造的具有iPP链段和EP链段的聚合物中,一般而言CXS成分中存在的EP成分与CXIS成分中存在的EP成分这两成分的组成分布显著不同。
以下对表示CXS成分中存在的EP成分与CXIS成分中存在的EP成分这两成分的组成分布的类似性的ΔEP的计算法进行说明。为了对CXS成分中存在的EP成分与CXIS成分中存在的EP成分这两成分的组成分布进行比较,对两成分计算出由13CNMR求出的各三单元组相对于全部三单元组的比例。通常使用PPP、PPE、EPE、PEP、PEE、EEE这6种三单元组的比例,但在此由于不包括iPP链段的贡献,因此对于PPE、EPE、PEP、PEE、EEE这5种三单元组,使用PPEEP、EPEEP、PEPEP、PEEEP、及EEEEP分别作为相对于不包括PPP在内的全部三单元组的比例。另外,对各三单元组计算出CXIS成分中与CXS成分中的三单元组的比例之差的绝对值,分别设为ΔPPEEP、ΔEPEEP、ΔPEPEP、ΔPEEEP、ΔEEEEP,将它们的算术平均值作为ΔEP。
【数2】
作为本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的ΔEP的值,优选为20%以下、更优选为15%以下、进一步优选为10%以下、更进一步优选为5%以下、最优选为3%以下。
作为本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的C2’CXIS的值,优选为1.0wt%以上、更优选为2.5wt%以上、进一步优选为5.0wt%以上、更进一步优选为7.5wt%以上、最优选为10.0wt%以上。
作为本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的CXIS成分相对于该组合物的重量比率的值,优选为10.0wt%以上、更优选为20.0wt%以上、进一步优选为30.0wt%以上、更进一步优选为40.0wt%以上、最优选为50.0wt%以上。
作为本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的CXIS成分的玻璃化转变温度Tg的值,优选为-30℃以下、更优选为-35℃以下、进一步优选为-40℃以下、更进一步优选为-45℃以下、最优选为-50℃以下。
作为本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的重均分子量Mw的值,优选为10,000以上且1,000,000以下、更优选为50,000以上且500,000以下、进一步优选为50,000以上且300,000以下、最优选为100,000以上且200,000以下。
作为本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的分子量分布Mw/Mn的值,优选为1.7以上且15.0以下、更优选为2.0以上且15.0以下、进一步优选为2.5以上且15.0以下、更进一步优选为3.0以上且15.0以下、最优选为3.5以上且15.0以下。需要说明的是,Mn表示本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的数均分子量。
作为本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的熔点Tm的值,优选为135℃以上、更优选为140℃以上、进一步优选为145℃以上、更进一步优选为150℃以上、最优选为155℃以上。
作为本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的玻璃化转变温度Tg的值,优选为-30℃以下、更优选为-35℃以下、进一步优选为-40℃以下、更进一步优选为-45℃以下、最优选为-50℃以下。
本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的优选的一个方式中,满足以下的要件(1)~(5)的全部。
(1)EPCXIS≥3.0wt%
(2)ΔEP<20%
(3)15.0≥MW/Mn≥1.7
(4)归属于PP链段的Tm≥135℃
(5)归属于EP链段的Tg≤-30℃
本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的更优选的一个方式中,在CXIS/CXS溶剂分离后的CXIS成分中,可观测到归属于EP链段的Tg。
本发明的乙烯/丙烯共聚物组合物的进一步优选的一个方式中,在CXIS/CXS溶剂分离后的CXIS成分中,满足归属于EP链段的Tg≤-30℃。
实施例
以下,通过实施例及比较例对本发明进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。
(1)过渡金属化合物(A)的合成
(参考例1)
反式-1,2-双(5-叔丁基-3-枯基-2-羟基苄硫基)环辛烷的合成
(i)4-叔丁基-2-枯基苯酚的合成
在氮气置换后的200mL二口烧瓶中加入4-叔丁基苯酚12.7g(84.6mmol)、α-甲基苯乙烯5.5mL(42mmol)及环己烷100mL,升温至50℃。在其中加入对甲苯磺酸73mg(0.42mmol),搅拌4小时。将反应溶液冷却到室温后,加入水和二氯甲烷。用无水硫酸镁将有机层干燥后,在减压下蒸馏除去挥发成分。将所得到的无色油用硅胶柱色谱(展开溶剂 二氯甲烷∶庚烷=1∶3)进行精制,由此以无色油的形式得到4-叔丁基-2-枯基苯酚8.06g(收率71%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
1.35(s,9H),1.69(s,6H),4.17(s,1H),6.68(d,J=8Hz,1H),7.19(dd,J=2Hz,8Hz,1H),7.2~7.3(5H),7.48(d,J=2Hz,1H).
13C{1H}-NMR(100.4MHz,δ,ppm,CDCl3)
29.6,31.6,34.3,41.8,117.1,123.1,124.7,126.0,126.9,129.1,134.5,143.1,148.5,151.4
(ii)4-叔丁基-6-枯基-2-羟甲基苯酚的合成
在氮气置换后的200mL二口烧瓶中加入4-叔丁基-2-枯基苯酚7.25g(23.3mmol,纯度86.3%)、氯化镁4.44g(46.6mmol)、多聚甲醛(paraformaldehyde)3.50g(117mmol)及四氢呋喃145mL。在其中加入三乙基胺6.5mL(47mmol),加热回流3小时。将反应溶液自然冷却到室温后,过滤不溶物。在减压下将挥发成分从滤液中蒸馏除去后,在残渣中加入乙酸乙酯和水。以1M HC1、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和盐水的顺序洗涤有机层,并将其用无水硫酸镁进行干燥。在减压下将溶剂蒸馏除去,由此得到包含5-叔丁基-3-枯基水杨醛(纯度79.9%,收率93%)的混合物8.05g。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
1.42(s,9H),1.74(s,6H),7.1~7.4(5H),7.39(d,J=2Hz,1H),7.74(d,J=2Hz,1H),9.81(s,1H),11.2(s,1H)
在氮气置换后的100mL烧瓶中加入上述混合物8.05g和四氢呋喃40mL及甲醇40mL,用冰冷却。在其中缓慢加入硼氢化钠340mg(8.97mmol),升温至室温后搅拌7小时。在减压下将挥发成分从反应溶液中蒸馏除去后,加入水和乙酸乙酯。以1M HCl、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和盐水的顺序洗涤有机层,并将其用无水硫酸镁进行干燥。将所得到的无色油用硅胶柱色谱(展开溶剂 乙酸乙酯∶己烷=1∶15~1∶5)进行精制,由此以无色油的形式得到4-叔丁基-6-枯基-2-羟甲基苯酚4.88g(收率75%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
1.34(s,9H),1.70(s,6H),2.16(t,J=6Hz,1H),4.65(d,J=6Hz,2H),5.56(s,1H),7.09(d,J=2Hz,1H),7.2~7.4(5H),7.45(d,J=2Hz,1H).
(iii)5-叔丁基-3-枯基-2-羟基溴化苄的合成
在氮气置换后的50mL舒伦克瓶中加入4-叔丁基-6-枯基-2-羟甲基苯酚4.88g(16.4mmol)和二氯甲烷24mL。在其中加入三溴化磷8.2mL(1.0M二氯甲烷溶液,8.2mmol),在室温下搅拌1.5小时。在反应溶液中加入水,将有机层进一步用水洗涤2次后,用饱和盐水进行洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥后,在减压下将挥发成分蒸馏除去,由此以无色油的形式得到5-叔丁基-3-枯基-2-羟基溴化苄5.76g(收率98%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
1.35(s,9H),1.69(s,6H),4.47(s,2H),7.24(d,J=2Hz,1H),7.2~7.4(5H),7.48(d,J=2Hz,1H).
(iv)反式-1,2-双(5-叔丁基-3-枯基-2-羟基苄硫基)环辛烷的合成
在氮气置换后的100mL二口烧瓶中加入5-叔丁基-3-枯基-2-羟基溴化苄2.85g(7.89mmol)、反式-环辛烷-1,2-二硫醇7.6mL(0.5M四氢呋喃溶液,3.8mmol)和四氢呋喃21mL,用冰冷却。在其中加入三乙基胺1.1mL(7.9mmol),在0℃下搅拌1小时、在室温下搅拌2小时。在减压下将挥发成分从反应溶液中蒸馏除去后,加入乙酸乙酯和氯化铵水溶液。以水、饱和盐水的顺序洗涤有机层后,将其用无水硫酸镁进行干燥。在减压下将溶剂蒸馏除去后,用硅胶柱色谱(展开溶剂二氯甲烷:己烷=1:1)进行精制,由此得到反式-1,2-双(5-叔丁基-3-枯基-2-羟基苄硫基)环辛烷和反式-1-(5-叔丁基-3-枯基-2-羟基苄硫基)-2-硫基环辛烷的2:1混合物2.26g。将该混合物溶解于四氢呋喃4mL,在室温下加入5-叔丁基-3-枯基-2-羟基溴化苄0.42g(1.2mmol)及三乙基胺0.2mL(1.4mmol)。搅拌2小时后,在减压下将挥发成分蒸馏除去。在所得到的反应混合物中加入乙酸乙酯和氯化铵水溶液,进一步以水、饱和盐水的顺序洗涤有机层。将有机层用无水硫酸镁干燥后,在减压下将溶剂蒸馏除去。将所得到的油用硅胶柱色谱(展开溶剂二氯甲烷:己烷=1:1)进行精制,由此以白色固体的形式得到反式-1,2-双(5-叔丁基-3-枯基-2-羟基苄硫基)环辛烷2.30g(收率89%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
1.35(s,18H),1.68(s,6H),1.69(s,6H),1.13~1.79(m,12H),2.55(m,2H),3.64(d,J=14Hz,2H),3.68(d,J=14HZ,2H),5.77(s,2H),7.03(d,J=2Hz,2H),7.13~7.26(10H),7.39(d,J=2Hz,2H).
13C{1H}-NMR(100.4MHz,δ,ppm,CDCl3)
25.8,25.9,29.4,30.0,31.0,31.6,34.0,34.3,42.1,49.9,123.1,123.4,125.67,125.74,126.0,128.2,136.1,142.1,150.2,150.8.
(参考例2)
[环辛烷二基-反式-1,2-双(5-叔丁基-3-枯基-2-氧桥基(oxoyl)苄基硫基)]二苄基铪(过渡金属化合物(A-1))的合成
在氮气气氛下的手套箱(glove box)中,在50mL舒伦克管中在室温下在反式-1,2-双(5-叔丁基-3-枯基-2-羟基苄硫基)环辛烷200mg(0.27mmol)的甲苯(5mL)溶液中滴加四苄基铪147mg(0.27mmol)的甲苯(5mL)溶液。1小时后过滤反应溶液,在减压下将挥发成分从滤液中蒸馏除去。将所得到的残渣用戊烷洗涤,并在减压下干燥,由此以白色粉末的形式得到[环辛烷二基-反式-1,2-双(5-叔丁基-3-枯基-2-氧桥基(oxoyl)苄硫基)]二苄基铪215mg(收率72%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,甲苯-d8)
0.86~1.4(m,12H),1.20(s,18H),1.44(d,J=12Hz,2H),1.85(d,J=12Hz,2H),1.92(s,6H),1.94(s,6H),2.21(m,2H),3.04(d,J=14Hz,2H),3.13(d,J=14Hz,2H),6.62(d,J=8Hz,2H),6.74(t,J=8Hz,2H),6.89(d,J=8Hz,4H),7.05-7.16(4H),7.25(t,J=8Hz,4H),7.40(d,J=8Hz,4H),7.52(d,J=2Hz,2H).
(参考例3)
反式-1,2-双[3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基苄硫基]环辛烷的合成
(i)6-(1-金刚烷基)-2-羟甲基对甲酚的合成
在氮气置换后的1L四口烧瓶中加入2-(1-金刚烷基)对甲酚20.9g(86.1mmol)、氯化镁16.4g(172mmol)、多聚甲醛13.0g(433mmol)及四氢呋喃400mL。在其中加入三乙基胺24mL(172mmol),加热回流2.5小时。将反应溶液自然冷却到室温后,过滤不溶物。在减压下将挥发成分从滤液中蒸馏除去后,在残渣中加入乙酸乙酯,并以1M HCl、饱和盐水的顺序进行洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥后,在减压下将溶剂蒸馏除去,由此得到含有2-(1-金刚烷基)-5-甲基水杨醛的混合物19.2g。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
1.78~2.25(15H),2.32(s,3H),6.98(d,J=2Hz,1H),7.27(d,J=2Hz,1H),9.82(s,1H),11.64(s,1H).
在氮气置换后的500mL四口烧瓶中加入上述混合物19.2g和四氢呋喃135mL及甲醇80mL,用冰冷却。在其中缓慢加入硼氢化钠1.60g(42.5mmol),升温至室温后搅拌14.5小时。在减压下蒸馏除去挥发成分后加入乙酸乙酯,并以1MHCl、饱和盐水的顺序进行洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥后,在减压下将溶剂蒸馏除去。将所得到的残渣用硅胶柱色谱(展开溶剂氯仿:己烷=1:3~1:0)进行精制,由此以白色固体的形式得到6-(1-金刚烷基)-2-羟甲基对甲酚8.80g(收率38%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
1.78(m,6H),2.01(br,1H),2.07(m,3H),2.15(m,6H),2.25(s,3H),4.81(d,J=4Hz,2H),6.70(d,J=2HJz,1H),6.99(d,J=2HJz,1H),7.50(s,1H).
(ii)3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基溴化苄的合成
在氮气置换后的200mL四口烧瓶中加入6-(1-金刚烷基)-2-羟甲基对甲酚8.80g(32.3mmol)和二氯甲烷132mL。在其中加入三溴化磷15mL(1.23M二氯甲烷溶液,18.5mmol),在室温下搅拌3.5小时。将反应溶液加入到冰水中,并用水、饱和盐水洗涤有机层。将有机层用无水硫酸镁干燥后,在减压下将挥发成分蒸馏除去,由此以淡黄色固体的形式得到3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基溴化苄11.1g(粗收率103%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
1.78(m,6H),2.09(m,3H),2.12(m,6H),2.26(s,3H),4.54(s,2H),6.92(d,J=2HJz,1H),7.04(d,J=2HJz,1H).
(iii)反式-1,2-双[3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基苄硫基]环辛烷的合成
在氮气置换后的200mL四口烧瓶中加入3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基溴化苄7.04g(21.0mmol)、反式-环辛烷-1,2-二硫醇1.83g(10.4mmol)和四氢呋喃100mL。在其中加入三乙基胺4.3mL(31mmol),在室温下搅拌21.5小时。过滤反应溶液,在减压下将挥发成分从滤液中蒸馏除去。在所得到的残渣中加入乙酸乙酯和氯化铵水溶液。将有机层进一步以氯化铵水溶液、饱和盐水的顺序洗涤后,将其用无水硫酸镁进行干燥。在减压下将溶剂蒸馏除去后,用硅胶柱色谱(展开溶剂 乙酸乙酯∶己烷=20∶1)进行精制,由此得到反式-1,2-双[3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基苄硫基]环辛烷与反式-1-[3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基苄硫基]-2-硫基环辛烷的6∶1混合物6.61g。将该混合物及3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基溴化苄1.36g(3.98mmol)溶解于四氢呋喃100mL,用冰冷却。在其中加入三乙基胺0.74mL(5.31mmol),搅拌15.5小时。过滤反应溶液,在减压下将挥发成分从滤液中蒸馏除去。在所得到的残渣中加入乙酸乙酯和氯化铵水溶液,进一步以氯化铵水溶液、饱和盐水的顺序洗涤有机层。将有机层用无水硫酸镁干燥后,在减压下将溶剂蒸馏除去。将所得到的残渣用硅胶柱色谱(展开溶剂 乙酸乙酯∶己烷=20∶1)进行精制,将所得到的固体进一步用己烷在室温下进行再制浆(repulp)洗涤,由此以白色固体的形式得到反式-1,2-双[3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基苄硫基]环辛烷6.08g(收率85%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
1.2~2.0(m,12H),1.77(m,12H),2.05(m,6H),2.13(12H),2.24(s,6H),2.67(m,2H),3.73(d,J=13Hz,2H),3.82(d,J=13Hz,2H),6.71(d,J=2Hz,2H),6.83(s,2H),6.97(d,J=2Hz,2H).
(参考例4)
{环辛烷二基-反式-1,2-双[3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-氧桥基(oxoyl)苄硫基]}二苄基锆(过渡金属化合物(A-2))的合成
在氮气气氛下的手套箱中,在50mL舒伦克管中在室温下在反式-1,2-双[3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基苄硫基]环辛烷200mg(0.29mmol)的甲苯(6mL)溶液中滴加四苄基锆133mg(0.29mmol)的甲苯(6mL)溶液。1.5小时后过滤反应溶液,在减压下将挥发成分从滤液中蒸馏除去。将所得到的残渣用戊烷洗涤,并在减压下干燥,由此以黄色粉末的形式得到{环辛烷二基-反式-1,2-双[3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-氧桥基(oxoyl)苄硫基]}二苄基锆238mg(收率85%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,甲苯-d8)
0.7~1.4(m,12H),1.85(m,6H),2.1~2.2(16H),2.17(s,6H),2.42(m,12H),2.75(d,J=10Hz,2H),3.12(d,J=14Hz,2H),3.65(d,J=14Hz,2H),6.27(d,J=2Hz,2H),6.87(t,J=6Hz,2H),7.1~7.2(10H).
(参考例5)
{环辛烷二基-反式-1,2-双[3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-氧桥基(oxoyl)苄硫基]}二苄基铪(过渡金属化合物(A-3))的合成
在氮气气氛下的手套箱中,在50mL舒伦克管中在室温下在反式-1,2-双(3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基苄硫基)环辛烷200mg(0.29mmol)的甲苯(6mL)溶液中滴加四苄基铪159mg(0.29mmol)的甲苯(6mL)溶液。1.5小时后过滤反应溶液,在减压下将挥发成分从滤液中蒸馏除去。将所得到的残渣用戊烷洗涤,并在减压下干燥,由此以白色粉末的形式得到{环辛烷二基-反式-1,2-双[3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-氧桥基(oxoyl)苄硫基]}二苄基铪249mg(收率82%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,甲苯-d8)
0.6~1.4(m,12H),1.84(m,6H),2.1~2.2(16H),2.17(s,6H),2.41(m,12H),2.66(d,J=12Hz,2H),2.83(d,J=12Hz,2H),3.11(d,J=14Hz,2H),3.51(d,J=14Hz,2H),6.27(s,2H),6.78(t,J=7Hz,2H),7.1~7.2(10H).
(参考例6)
反式-1,2-双[5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基苄硫基]环辛烷的合成
(i)4-叔丁基-2-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)苯酚的合成
在氮气置换后的50mL舒伦克瓶中加入4-叔丁基苯酚3.3g(22mmol)、3,5-二甲基-1-金刚烷醇4.0g(22mmol)及二氯甲烷20mL,用冰浴冷却至0℃。在其中加入硫酸1.2mL(22mmol),在室温下搅拌1小时。将反应溶液注入碳酸氢钠水溶液。将有机层用无水硫酸镁干燥后,在减压下将挥发成分蒸馏除去。将所得到的白色固体用硅胶柱色谱(展开溶剂 乙酸乙酯∶己烷=1∶10)进行精制,由此以白色固体的形式得到4-叔丁基-2-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)苯酚4.0g(收率59%)。
H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
0.874(s,6H),1.20(s,2H),1.29(s,9H),1.35~1.45(m,4H),1.70~1.78(m,4H),1.95(m,2H),2.17(m,1H),4.56(s,1H),6.56(d,]=8Hz,1H),7.06(dd,J=2Hz,8Hz,1H),7.2~7.3(5H),7.24(d,J=2Hz,1H).
(ii)4-叔丁基-6-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟甲基苯酚的合成
在氮气置换后的100mL二口烧瓶中加入4-叔丁基-2-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)苯酚4.0g(13mmol)、氯化镁4.8g(50mmol)、多聚甲醛2.1g(70mmol)及四氢呋喃50mL。在其中加入三乙基胺6.7mL(48mmol),加热回流3小时。将反应溶液自然冷却到室温后,过滤不溶物。在减压下将挥发成分从滤液中蒸馏除去后,在残渣中加入乙酸乙酯及水。以1MHCl、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和盐水的顺序洗涤有机层,并将其用无水硫酸镁进行干燥。在减压下将溶剂蒸馏除去,由此得到含有5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)水杨醛(收率96%)的混合物4.2g。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
0.874(s,6H),1.2~2.2(m,22H),7.32(d,J=2Hz,1H),7.53(d,J=2Hz,1H),9.85(s,1H),11.7(s,1H).
在氮气置换后的100mL烧瓶中加入上述混合物4.2g、四氢呋喃20mL及甲醇20mL,用冰冷却。在其中缓慢加入硼氢化钠490mg(13mmol),升温至室温后搅拌1小时。在减压下将挥发成分从反应溶液中蒸馏除去后,加入水及乙酸乙酯。以1M HCl、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和盐水的顺序洗涤有机层,并将其用无水硫酸镁进行干燥。在减压下将溶剂蒸馏除去后,将所得到的无色油用硅胶柱色谱(展开溶剂 乙酸乙酯∶己烷=1∶10~1∶5)进行精制,由此以白色固体的形式得到4-叔丁基-6-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟甲基苯酚3.4g(收率81%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
0.875(s,6H),1.2~2.2(m,23H),4.85(d,J=5Hz,2H),6.88(d,J=2Hz,1H),7.22(d,J=2Hz,1H),7.55(s,1H).
(iii)5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基溴化苄的合成
在氮气置换后的200mL烧瓶中加入4-叔丁基-6-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟甲基苯酚3.4g(9.9mmol)和二氯甲烷20mL。在其中加入三溴化磷6.6mL(1.0M二氯甲烷溶液,6.6mmol),在室温下搅拌1小时。在反应溶液中加入水,将有机层进一步用水洗涤2次后,用饱和盐水进行洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥后,在减压下将挥发成分蒸馏除去,由此以白色固体的形式得到5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基溴化苄3.95g(收率98%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
0.882(s,6H),1.22(s,2H),1.28(s,9H),1.35~1.45(m,4H),1.70~1.78(m,4H),1.96(m,2H),2.19(m,1H),4.57(s,1H),7.08(d,J=2Hz,1H),7.27(d,J=2Hz,1H).
(iv)反式-1,2-双[5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基苄硫基]环辛烷的合成
在氮气置换后的50mL舒伦克瓶中加入5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基溴化苄1.0g(2.5mmol)、反式-环辛烷-1,2-二硫醇0.18g(1.0mmol)及四氢呋喃7mL,用冰冷却。在其中加入三乙基胺0.7mL(5.0mmol),在0℃下搅拌1小时、在室温下搅拌2小时。进一步加入5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基溴化苄0.05g(0.013mmol),在室温下搅拌1小时。在减压下将挥发成分从反应溶液中蒸馏除去后,加入乙酸乙酯和氯化铵水溶液。以水、饱和盐水的顺序洗涤有机层后,将其用无水硫酸镁进行干燥。在减压下将溶剂蒸馏除去后,用硅胶柱色谱(展开溶剂乙酸乙酯:己烷=1:10)进行精制,由此以白色固体的形式得到反式-1,2-双[5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基苄硫基]环辛烷1.0g(收率>99%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
0.88(s,12H),1.2~2.2(m,56H),2.59(m,2H),3.77(d,J=14Hz,2H),3.87(d,J=14Hz,2H),6.89(d,J=2Hz,2H),7.19(d,J=2Hz,2H).
(参考例7)
{环辛烷二基-反式-1,2-双[5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-氧桥基(oxoyl)苄硫基]}二氯化铪(过渡金属化合物(A-4))的合成
在氮气气氛下的手套箱中,在50mL舒伦克管中在室温下在反式-1,2-双[5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基苄硫基]环辛烷83mg(0.10mmol)的甲苯(1mL)溶液中滴加二氯{1,1’-氧基双[乙烷][双(苯基甲基)铪]}51mg(0.10mmol)的甲苯(1mL)溶液。1.5小时后,在减压下将挥发成分蒸馏除去。将所得到的残渣用戊烷洗涤,并在减压下干燥,由此以白色粉末的形式得到{环辛烷二基-反式-1,2-双[5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-氧桥基(oxoyl)苄硫基]}二氯化铪55mg(收率51%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
0.901(s,12H),1.0~2.4(m,56H),2.58(brs,2H),3.88(d,J=14Hz,2H),4.54(d,J=14Hz,2H),6.85(d,J=2Hz,2H),7.37(d,J=2Hz,2H).
(参考例8)
反式-1,2-双[2-羟基-3-三异丙基甲硅烷基-5-甲基苄硫基]环辛烷的合成
(i)3-三异丙基甲硅烷基-5-甲基-2-羟基苄基醇的合成
将2-羟基-5-甲基-3-三异丙基甲硅烷基苯甲醛(文献已知)1.38g(4.71mmol)溶解于二乙基醚20mL,并冷却至0℃。在其中加入氢化铝锂232.3mg(6.12mmol)后,在0℃下搅拌21小时。加入稀盐酸和二乙基醚,对醚层进行水洗,并用无水硫酸钠干燥后,在减压下将溶剂蒸馏除去,以无色结晶的形式定量地得到标题化合物(1.41g、包含少量溶剂)。
1HNMR(500MHz,δ,ppm,CDCl3)
1.09(d,J=8Hz,18H),1.50(sept,J=8Hz,3H),2.02(brs,1H),2.26(s,3H),4.81(d,J=5Hz,1H),6.84(d,J=2Hz,1H),7.14(d,J=2Hz,1H),7.34(s,1H).
13C NMR(125.7MHz,δ,ppm,CDCl3)
11.9,19.1,20.8,65.5,122.3,123.4,128.2,129.7,137.6,159.7.
(ii)反式-1,2-双(2-羟基-3-三异丙基甲硅烷基-5-甲基苄硫基)环辛烷的合成
在氩气气氛下将3-三异丙基甲硅烷基-5-甲基-2-羟基苄基醇1.01g(3.42mmol)溶解于四氢呋喃10mL,并冷却至0℃。在其中加入三乙基胺0.8mL(5.74mmol)后,加入甲磺酰氯0.26mL(3.35mmol),在25℃下搅拌21小时。在氩气气氛下将在10mL四氢呋喃中溶解有反式-环辛烷-1,2-二硫醇(文献已知)201.7mg(1.14mmol)的溶液管移送到其中,在加热回流下搅拌20小时。加入饱和氯化铵水溶液和二乙基醚,对醚层进行水洗,并用无水硫酸钠干燥后,在减压下将溶剂蒸馏除去。将所得到的残渣用硅胶柱色谱(展开溶剂:二氯甲烷)精制,以淡黄色油的形式定量地得到标题化合物(1.01g、包含少量溶剂)。
1H NMR(500MHz,δ,ppm,CDCl3)
1.12(d,J=8Hz,36H),1.16-2.00(m,12H),1.51(sept,J=Hz,6H),2.28(s,6H),2.75(br s,2H),3.77-3.88(m,4H),6.79(s,2H),6.89(d,J=2Hz,2H),7.16(d,J=2Hz,2H).
13C NMR(125.7MHz,δ,ppm,CDCl3)
11.9,19.1,19.2,20.8,25.9,26.1,31.3,35.3,50.3,121.1,123.2,128.8,132.3,137.3,158.8.
(参考例9)
[环辛烷二基-反式-1,2-双(2-氧桥基(oxoyl)-3-三异丙基甲硅烷基-5-甲基苄硫基)]二氯化铪(过渡金属化合物(A-5))的合成
在氮气气氛下的手套箱中,在50mL舒伦克管中在室温下在反式-1,2-双(2-羟基-3-三异丙基甲硅烷基-5-甲基苄硫基)环辛烷150mg(0.20mmol)的甲苯(1mL)溶液中滴加二氯{1,1’-氧基双[乙烷][双(苯基甲基)铪]}100mg(0.20mmol)的甲苯(1mL)溶液。搅拌1小时后,在减压下将挥发成分蒸馏除去。将所得到的残渣用戊烷洗涤,并在减压下干燥,由此以白色粉末的形式得到[环辛烷二基-反式-1,2-双(2-氧桥基(oxoyl)-3-三异丙基甲硅烷基-5-甲基苄硫基)]二氯化铪74mg(收率38%)。
1H-NMR(400MHz,δ,ppm,CDCl3)
0.80~2.0(m,54H),2.36(s,6H),2.70(brs,2H),3.80(d,J=14Hz,2H),4.41(d,J=14Hz,2H),6.80(s,2H),7.27(s,2H).
(2)过渡金属化合物(a)的合成
(参考例10)
利用参考文献:美国专利申请公开第2006/0205588号说明书所述的方法,合成比较例中使用的下述所示的过渡金属化合物(a)。
【化26】
(3)过渡金属化合物(b)的合成
(参考例11)
利用参考文献:美国专利申请公开第2004/0220050号说明书所述的方法,合成比较例中使用的下述所示的过渡金属化合物(b)。
【化27】
(参考例12)
d-MAO的合成
对安装有三向旋塞且放入搅拌子的200mL二口烧瓶进行氮气置换,用注射器量取Tosoh Finechem Corporation制PMAO-S甲苯溶液(铝含量6.1wt%)100mL,并将其投入烧瓶。将该溶液减压,并除去挥发成分。将所得到的白色固体再次溶解于脱水甲苯100mL后,将挥发成分减压除去。将该操作进一步重复2次,得到白色粉末14.1g。
通过以下的方法求出本实施例所示的物性值。
(1)特性粘度(η)[单位:dl/g]
使用乌氏粘度计,在四氢化萘溶剂及温度135℃的条件下,对浓度0.1、0.2、及0.5g/dl的3点测定还原粘度。接着,按照参考文献:《高分子溶液、高分子实验学11》(1982年共立出版公司发行)第491页所述的计算法,将还原粘度相对于浓度进行作图,利用将浓度外推至零的外推法求出特性粘度。
(2)平均分子量(Mw、Mn)及分子量分布(Mw/Mn)[单位:g/mol]
利用凝胶渗透色谱法(GPC)以下述条件进行测定。标准曲线使用标准聚苯乙烯来制作。
机器种类:Millipore waters公司制150C型
柱:TSK-GEL GMH-HT7.5×600×2根
测定温度:140℃、152℃
溶剂:邻二氯苯
测定浓度:5mg/5mL
(3)玻璃化转变温度(Tg)、结晶化温度(Tc)、熔解温度(Tm)[单位:℃]、及熔解热量(ΔH)[单位:J/g]
使用热分析装置差示扫描量热计(Diamond DSC Perkin Elmer公司制)以下述方法进行测定。
1)升温24℃~220℃(300℃/分钟)
2)等温保持220℃5分钟
3)冷去220℃~150℃(300℃/分钟)
4)等温保持150℃1分钟
5)测定150℃~50℃(5℃/分钟)
6)等温保持50℃1分钟
7)测定50℃~180℃(5℃/分钟)
8)冷却180℃~24℃(300℃/分钟)
(4)聚合物中的乙烯含量(C2’)、EP含量[单位:wt%]、及ΔEP[单位:%]
使用核磁共振分光器(NMR),使用以下测定的聚合物的13C-NMR谱的结果,按照Kakugo等的报告(参考文献:Macromolecules、1982年、15号、第1150页~1152页)所述的方法来进行求出。另外,使用上述计算法求出EP含量及ΔEP。
装置:Bruker公司制AVANCE60010mm cryoprobe
测定溶剂:1,2-二氯苯/1,2-二氯苯-d4=75/25(容积比)的混合液
测定温度:130℃
测定方法:质子去耦法
脉冲宽度:45度
脉冲重复时间:4秒
化学位移值基准:四甲基硅烷
[实施例1]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
前段:将内容积3升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,使其成为真空。加入甲苯800mL、丙烯100g,升温至30℃,然后加入乙烯使其分压为0.2MPa。接着,从加压投入器依次将三异丁基铝(有机金属化合物(C))1.00mmol、二乙基锌(有机金属化合物(C))0.20mmol、过渡金属化合物(A-1)的甲苯溶液5.00mL(1.0mM、5.0μmol)、三苯甲基(trityl)四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液5.00mL(4.0mM、20.0μmol)加入高压釜,在30℃下聚合30分钟。聚合反应结束后,吹扫未反应单体,加入2.0MPa的氩气,再次吹扫,重复上述操作2次。
后段:在将高压釜内保持为氩气气氛的情况下冷却至室温,然后再次加入丙烯100g,升温至50℃。接着,从加压投入器依次将过渡金属化合物(A-1)的甲苯溶液10.00mL(1.0mM、10.0μmol)、三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液5.00mL(4.0mM、20.0μmol)加入高压釜,在30℃下聚合30分钟。加入少量乙醇使反应停止,吹扫未反应单体,开放高压釜后用旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂,然后用真空干燥机充分地进行减压干燥,得到块状的2段聚合聚合物96.8g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
在内容积1升的茄型烧瓶中加入实施例1(1)中合成的2段聚合聚合物2.00g和二甲苯1.00L,安装回流管后在油浴中在140℃下搅拌3小时。将所得到的均匀溶液用冰冷却后,在室温下搅拌2小时。接着,过滤析出物,将滤液浓缩干固后,分别进行减压干燥,由此得到CXIS成分1.30g、CXS成分0.70g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例1(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表1中。
【表1】
[实施例2]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
前段:将内容积0.4升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,加入甲苯100mL、丙烯50g,升温至50℃,然后加入乙烯使其分压为0.4MPa。接着,从加压投入器依次将三异丁基铝(有机金属化合物(C))0.50mmol、过渡金属化合物(A-2)的甲苯溶液1.00mL(0.5mM、0.5μmol)、三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液1.00mL(4.0mM、4.0μmol)加入高压釜,在50℃下聚合10分钟。聚合反应结束后吹扫未反应单体,加入2.0MPa的氩气,再次吹扫,重复上述操作2次。
后段:在将高压釜内保持为氩气气氛的情况下冷却至室温,然后再次加入丙烯50g,升温至50℃。接着,从加压投入器依次将过渡金属化合物(A-2)的甲苯溶液2.00mL(0.5mM、1.0μmol)、三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液1.00mL(4.0mM、4.0μmol)加入高压釜,在50℃下聚合15分钟。加入少量乙醇使反应停止,吹扫未反应单体,开放高压釜后加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。将析出的聚合物抽滤后,用真空干燥机充分地进行减压干燥,得到块状的2段聚合聚合物16.0g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例2(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分0.82g、CXS成分1.18g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例2(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表2中。
[实施例3]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
在前段中加入三异丁基铝(有机金属化合物(C))后马上加入二乙基锌(有机金属化合物(C))0.10mmol,除此以外按照实施例2(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物15.8g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例3(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分0.84g、CXS成分1.16g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例3(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表2中。
[实施例4]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
在前段中加入三异丁基铝(有机金属化合物(C))后马上加入二乙基锌(有机金属化合物(C))0.50mmol,除此以外按照实施例2(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物16.4g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例4(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.34g、CXS成分0.66g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例4(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表2中。
【表2】
[实施例5]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
在前段中使用过渡金属化合物(A-3)的甲苯溶液1.00mL(5.0mM、5.0μmol)代替过渡金属化合物(A-2)的甲苯溶液,在后段中使用过渡金属化合物(A-3)的甲苯溶液2.00mL(5.0mM、10.0μmol)代替过渡金属化合物(A-2)的甲苯溶液,将前段及后段中三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液的量设定为5.00mL(4.0mM、20.0μmol),除此以外按照实施例2(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物26.3g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例5(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.36g、CXS成分0.64g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例5(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表3中。
[实施例6]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
在前段中使用过渡金属化合物(A-3)的甲苯溶液1.00mL(5.0mM、5.0μmol)代替过渡金属化合物(A-2)的甲苯溶液,在后段中使用过渡金属化合物(A-3)的甲苯溶液2.00mL(5.0mM、10.0μmol)代替过渡金属化合物(A-2)的甲苯溶液,将前段及后段中三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液的量设定为5.00mL(4.0mM、20.0μmol),除此以外按照实施例3(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物25.6g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例6(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分0.69g、CXS成分1.31g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例6(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表3中。
[实施例7]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
在前段中使用过渡金属化合物(A-3)的甲苯溶液1.00mL(5.0mM、5.0μmol)代替过渡金属化合物(A-2)的甲苯溶液,在后段中使用过渡金属化合物(A-3)的甲苯溶液2.00mL(5.0mM、10.0μmol)代替过渡金属化合物(A-2)的甲苯溶液,将前段及后段中三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液的量设定为5.00mL(4.0mM、20.0μmol),除此以外按照实施例4(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物22.4g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例7(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.14g、CXS成分0.81g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例7(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表3中。
[实施例8]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
前段:将内容积0.4升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,加入甲苯100mL、丙烯50g,升温至50℃,然后加入乙烯使其分压为0.4MPa。接着,从加压投入器依次将d-MAO(活化用助催化剂成分(B))30.4mg、二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol、过渡金属化合物(A-3)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)加入高压釜,在50℃下聚合60分钟。聚合反应结束后吹扫未反应单体,加入2.0MPa的氩气,再次吹扫,重复上述操作2次。
后段:在将高压釜内保持为氩气气氛的情况下冷却至室温,然后再次加入丙烯50g,升温至50℃。接着,从加压投入器将过渡金属化合物(A-3)的甲苯溶液4.00mL(1.0mM、4.0μmol)加入高压釜,在50℃下聚合120分钟。加入少量乙醇使反应停止,吹扫未反应单体,开放高压釜后加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。将析出的聚合物抽滤后,用真空干燥机充分地进行减压干燥,得到块状的2段聚合聚合物16.0g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例8(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.40g、CXS成分0.60g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例8(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表3中
【表3】
[实施例9]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
前段:将内容积0.4升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,加入甲苯100mL、丙烯50g,升温至50℃,然后加入乙烯使其分压为0.8MPa。接着,从加压投入器依次将三异丁基铝(有机金属化合物(C))0.50mmol、过渡金属化合物(A-4)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)、三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液1.00mL(4.0mM、4.0μmol)加入高压釜,在50℃下聚合30分钟。聚合反应结束后吹扫未反应单体,加入2.0MPa的氩气,再次吹扫,重复上述操作2次。
后段:在将高压釜内保持为氩气气氛的情况下冷却至室温,然后再次加入丙烯50g,升温至50℃。接着,从加压投入器将过渡金属化合物(A-4)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)加入高压釜,在50℃下聚合60分钟。加入少量乙醇使反应停止,吹扫未反应单体,开放高压釜后加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。将析出的聚合物抽滤后,用真空干燥机充分地进行减压干燥,得到块状的2段聚合聚合物20.5g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例9(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.72g、CXS成分0.28g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例9(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表4中。
[实施例10]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
将溶剂甲苯的量设定为160ml、前段的丙烯的量设定为20g、三异丁基铝(有机金属化合物(C))的量设定为0.25mmol,除此以外按照实施例9(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物17.8g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例10(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.71g、CXS成分0.29g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例10(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表4中。
[实施例11]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
将前段的聚合时间设定为60分钟,除此以外按照实施例10(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物24.1g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例11(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.20g、CXS成分0.80g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例11(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表4中。
[实施例12]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
将前段的三异丁基铝(有机金属化合物(C))的量设定为0.20mmol,并在其之后马上加入二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol,除此以外按照实施例11(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物19.3g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例12(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.06g、CXS成分0.94g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例12(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表4中。
[实施例13]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
将前段的乙烯的分压设定为0.4MPa,除此以外按照实施例12(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物13.7g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例13(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.03g、CXS成分0.97g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例13(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表4中。
[实施例14]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
前段:将内容积0.4升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,加入甲苯100mL、丙烯50g,升温至50℃,然后加入乙烯使其分压为0.4MPa。接着,从加压投入器依次将d-MAO(活化用助催化剂成分(B))30.5mg、二乙基锌(有机金属化合物(C))0.01mmol、过渡金属化合物(A-4)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)加入高压釜,在50℃下聚合30分钟。聚合反应结束后吹扫未反应单体,加入2.0MPa的氩气,再次吹扫,重复上述操作2次。
后段:在将高压釜内保持为氩气气氛的情况下冷却至室温,然后再次加入丙烯50g,升温至50℃。接着,从加压投入器将过渡金属化合物(A-4)的甲苯溶液4.00mL(1.0mM、4.0μmol)加入高压釜,在50℃下聚合120分钟。加入少量乙醇使反应停止,吹扫未反应单体,开放高压釜后加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。将析出的聚合物抽滤后,用真空干燥机充分地进行减压干燥,得到块状的2段聚合聚合物10.7g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例14(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.11g、CXS成分0.89g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例14(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表4中。
[实施例15]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
将前段的二乙基锌(有机金属化合物(C))的量设定为0.05mmol,除此以外按照实施例14(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物15.4g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例15(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.18g、CXS成分0.82g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例15(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔESP总结于表4中。
【表4】
[实施例16]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
前段:将内容积0.4升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,加入甲苯160mL、丙烯20g,升温至50℃,然后加入乙烯使其分压为0.4MPa。接着,从加压投入器依次将三异丁基铝(有机金属化合物(C))0.25mmol、过渡金属化合物(A-5)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)、三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液1.00mL(4.0mM、4.0μmol)加入高压釜,在50℃下聚合30分钟。聚合反应结束后吹扫未反应单体,加入2.0MPa的氩气,再次吹扫,重复上述操作2次。
后段:在将高压釜内保持为氩气气氛的情况下冷却至室温,然后再次加入丙烯50g,升温至50℃。接着,从加压投入器将过渡金属化合物(A-4)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)加入高压釜,在50℃下聚合60分钟。加入少量乙醇使反应停止,吹扫未反应单体,开放高压釜后加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。将析出的聚合物抽滤后,用真空干燥机充分地进行减压干燥,得到块状的2段聚合聚合物16.1g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例16(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.19g、CXS成分0.81g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例16(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表5中。
[实施例17]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
将前段的三异丁基铝(有机金属化合物(C))的量设定为0.20mmol,并在其之后马上加入二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol,除此以外按照实施例16(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物12.5g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例17(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.41g、CXS成分0.59g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例17(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表5中。
[实施例18]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
将前段的聚合时间设定为60分钟,除此以外按照实施例16(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物21.9g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例18(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分0.95g、CXS成分1.05g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例18(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量总结于表5中。
[实施例19]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
将前段的聚合时间设定为60分钟,除此以外按照实施例17(1)所述的方法进行,得到块状的2段聚合聚合物17.3g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用实施例19(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分1.05g、CXS成分0.95g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由实施例19(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表5中。
【表5】
[比较例1]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
前段:将内容积3升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,使其成为真空。加入甲苯800mL、丙烯100g,升温至80℃,然后加入乙烯使其分压为0.4MPa。接着,从加压投入器依次将三异丁基铝(有机金属化合物(C))1.00mmol、二乙基锌(有机金属化合物(C))0.20mmol、过渡金属化合物(a)的甲苯溶液1.00mL(0.1mM、0.1μmol)、三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液1.00mL(4.0mM、4.0μmol)加入高压釜,在80℃下聚合30分钟。聚合反应结束后吹扫未反应单体,加入2.0MPa的氩气,再次吹扫,重复上述操作2次。
后段:在将高压釜内保持为氩气气氛的情况下冷却至室温,然后再次加入丙烯100g,升温至80℃。接着,从加压投入器依次将过渡金属化合物(a)的甲苯溶液1.00mL(0.1mM、0.1μmol)、三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液1.00mL(4.0mM、4.0μmol)加入高压釜,在80℃下聚合30分钟。加入少量乙醇使反应停止,吹扫未反应单体,开放高压釜后加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。将析出的聚合物抽滤后,用真空干燥机充分地进行减压干燥,得到块状的2段聚合聚合物29.0g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用比较例1(1)中得到的2段聚合聚合物,除此以外与实施例1(2)同样地进行,得到CXIS成分1.34g、CXS成分0.66g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由比较例1(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)、及2段聚合聚合物的CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表6中。
[比较例2]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)和丙烯均聚(前段)的2段聚合
前段:将内容积3升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,使其成为真空。加入甲苯800mL、丙烯100g后,升温至80℃。接着,从加压投入器依次将三异丁基铝(有机金属化合物(C))1.00mmol、二乙基锌(有机金属化合物(C))0.25mmol、过渡金属化合物(b)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)、三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液1.00mL(4.0mM、4.0.μmol)加入高压釜,在80℃下聚合30分钟。聚合反应结束后吹扫未反应单体,加入2.0MPa的氩气,再次吹扫,重复上述操作2次。
后段:在将高压釜内保持为氩气气氛的情况下冷却至室温,然后再次加入丙烯100g,升温至50℃,然后加入乙烯使其分压为0.2MPa。接着,从加压投入器依次将过渡金属化合物(b)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)、三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液1.00mL(4.0mM、4.0μmol)加入高压釜,在50℃下聚合30分钟。加入少量乙醇使反应停止,吹扫未反应单体,开放高压釜后加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。将析出的聚合物抽滤后,用真空干燥机充分地进行减压干燥,得到块状的2段聚合聚合物32.1g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分离
使用比较例2(1)中合成的2段聚合聚合物,除此以外按照实施例1(2)所述的方法进行,得到CXIS成分0.59g、CXS成分1.41g。
(3)各聚合物的结构分析
对于由比较例2(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(整体)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)、及2段聚合聚合物的CXIS成分(CXIS),分别将特性粘度[η]、Mn、Mw、Mw/Mn、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量、ΔEP总结于表6中。
【表6】
与比较例1及2中得到的2段聚合聚合物相比,实施例1~19中得到的2段聚合聚合物的CXIS成分中的EP含量均多。这表明:应以单独的CXS成分的形式提取出来的非晶性的EP链段,由于与该EP链段化学连接的结晶性iPP链段的性质,以不溶成分的形式更大量地存在于CXIS成分中。即表明,与比较例1及2中得到的2段聚合聚合物相比,实施例1~19中得到的2段聚合聚合物的烯烃嵌段聚合物的生成效率更高。
产业上的可利用性
通过本发明的烯烃嵌段聚合物的制造方法,可以以高生产率制造出烯烃嵌段聚合物,在工业上具有极其高的价值。
Claims (16)
1.一种烯烃嵌段聚合物的制造方法,其特征在于,使用聚合催化剂(X)、和含有选自元素周期表第2族、第12族及第13族中的原子的有机金属化合物(C)使烯烃进行聚合,所述有机金属化合物(C)不包括活化用助催化剂成分(B),其中,
聚合催化剂(X)通过使下述通式(1)所示的过渡金属化合物(A)与选自有机铝氧化合物(B-1)、有机硼化合物(B-2)、锌助催化剂成分(B-3)及离子交换性层状硅酸盐(B-4)中的活化用助催化剂成分(B)接触而形成,
式(1)中,n为1、2或3,
MX表示钛原子、锆原子或铪原子,
RX1~RX8分别独立地表示如下原子或基团:
氢原子、
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数2~20的烯基、
碳原子数2~20的炔基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数6~30的芳基、
碳原子数1~20的烷氧基、
碳原子数7~30的芳烷氧基、
碳原子数6~30的芳氧基、
取代甲硅烷基、或
构成环的碳原子数为3~20的杂环式化合物残基;
RX1~RX8中的所述烷基、所述环烷基、所述烯基、所述炔基、所述芳烷基、所述芳基、所述烷氧基、所述芳烷氧基、所述芳氧基及所述杂环式化合物残基分别可以具有取代基;
与所述RX1~RX8的定义无关地,RX1与RX2、RX2与RX3、RX3与RX4、RX5与RX6、RX6与RX7、RX7与RX8可以分别相互连接而形成环,这些环可以具有取代基;
XX分别独立地表示如下原子或基团:
氢原子、
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数2~20的烯基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数6~30的芳基、
碳原子数1~20的烷氧基、
碳原子数7~30的芳烷氧基、
碳原子数6~30的芳氧基、
碳原子数1~20的取代甲硅烷基、
碳原子数1~20的取代氨基、
碳原子数1~20的取代硫醇基、或
碳原子数1~20的羧酸酯基;
XX中的所述烷基、所述环烷基、所述烯基、所述芳烷基、所述芳基、所述烷氧基、所述芳烷氧基、所述芳氧基及所述羧酸酯基分别可以具有取代基,
XX之间可以分别相互连接而形成环;
EX表示中性的路易斯碱;在具有多个EX的情况下,多个EX可以相同也可以不同;表示EX的个数的下标x为0、1、或2。
2.根据权利要求1所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,
RX1及RX5分别独立地为如下原子或基团:
氢原子、
卤素原子、
碳原子数1~20的烷基、
构成环的碳原子数为3~10的环烷基、
碳原子数7~30的芳烷基、
碳原子数1~20的烷氧基、
碳原子数7~30的芳烷氧基、
碳原子数6~30的芳氧基、或
取代甲硅烷基。
3.根据权利要求1或2所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,
n为3。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,
有机金属化合物(C)包括有机铝化合物及/或有机锌化合物。
5.根据权利要求4所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,
有机金属化合物(C)包括碳原子数3~24的有机铝化合物及/或碳原子数2~16的有机锌化合物。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,
烯烃选自乙烯、碳原子数3~20的α-烯烃、碳原子数3~20的环状烯烃、及碳原子数5~20的烯基脂环式化合物。
7.根据权利要求6所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,
烯烃选自乙烯及碳原子数3~10的α-烯烃。
8.根据权利要求7所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,
烯烃选自乙烯及丙烯。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其特征在于,
烯烃嵌段聚合物的制造方法是包括多个聚合工序的多段聚合,相邻的两个聚合工序中所形成的聚合催化剂(X)及/或烯烃的组成相互不同,并且在直到前一个聚合工序得到的聚合物的存在下使该烯烃进行聚合。
10.根据权利要求9所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其特征在于,
在多段聚合中,在直到前一个聚合工序生成的聚合物的存在下,在同一反应槽或反应区中实施连续的聚合工序。
11.根据权利要求9或10所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其特征在于,
多段聚合为2段聚合,前段和后段中形成的聚合催化剂(X)及/或烯烃的组成相互不同,并且在直到前一个聚合工序得到的聚合物的存在下使该烯烃进行聚合。
12.根据权利要求11所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其特征在于,
2段聚合的前段和后段中,烯烃的组成相互不同。
13.根据权利要求12所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其特征在于,
2段聚合的前段和后段的一方中进行2种以上的烯烃的共聚,前段和后段的另一方中进行1种烯烃的均聚。
14.根据权利要求13所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其特征在于,
2段聚合的前段和后段的一方中进行乙烯/丙烯共聚,前段和后段的另一方中进行丙烯均聚。
15.一种乙烯/丙烯共聚物组合物,其特征在于,满足以下的要件(1)~(5)的全部,
(1)EPCXIS≥3.0wt%
(2)ΔEP≤20%
(3)15.0≥Mw/Mn≥1.7
(4)归属于iPP即全同立构聚丙烯链段的Tm≥135℃
(5)归属于EP即乙烯/丙烯无规共聚物链段的Tg≤-30℃
其中,EPCXIS表示室温二甲苯不溶成分中的EP即乙烯/丙烯无规共聚物的含量,ΔEP表示不包括PPP即丙烯三单元组在内的5种三单元组在室温二甲苯不溶成分中与在室温二甲苯可溶成分中的比例之差的绝对值的算术平均值,Mw/Mn表示分子量分布,Tm表示熔点,Tg表示玻璃化转变温度。
16.根据权利要求15所述的乙烯/丙烯共聚物组合物,其特征在于,
溶剂分离后的CXIS成分中,归属于EP链段的Tg≤-30℃。
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