CN103864970A - 乙烯聚合物以及拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜 - Google Patents

乙烯聚合物以及拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及乙烯聚合物以及拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜。本发明的目的在于提供具有优良的强度和尺寸精度的乙烯聚合物、以及包含该乙烯聚合物的、强度和尺寸精度优良的拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜。一种乙烯聚合物,其粘均分子量(Mv)为200000以上且500000以下,分子量分布(Mw/Mn)为3.0以上且10.0以下,通过交叉分级色谱法(CFC)测定的103℃的洗脱量为总洗脱量的10质量%以上且20质量%以下。

Description

乙烯聚合物以及拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜
技术领域
本发明涉及乙烯聚合物以及包含该乙烯聚合物的拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜。
背景技术
乙烯聚合物被用于薄片、薄膜、微孔膜、成形体等各种用途。在这些用途中,要求穿刺强度等优良。含有乙烯聚合物的微孔膜,在电池用途中,作为兼具将正极和负极分离、仅使离子透过的隔膜的功能以及用于防止电池内部高温化从而电池反应失控的危险的关闭功能的构件使用。特别是作为锂离子电池和铅蓄电池等的隔膜,使用包含乙烯聚合物的微孔膜(例如,参见专利文献1)。这些用途中也要求穿剌强度优良,主要使用结晶度高的高密度聚乙烯(例如,参见专利文献2)。
一般而言,在微孔膜等的制造工艺中,包括拉伸步骤。在这样的情况下,除了收缩薄膜这样的特定用途以外,为了抑制拉伸后的热收缩以及使用环境下的热收缩,通常进行用于弛豫分子取向的退火(以下也称为“热定形”)。热定形步骤中,通过即使在低温下分子也容易运动的成分(以下也称为“非晶性成分”)进行分子运动而进行分子取向的弛豫。但是,结晶度高的高密度聚乙烯的非晶性成分少,因此分子取向的弛豫不充分,存在微孔膜的厚度等由于热收缩等而不稳定的问题。
作为解决上述问题的方法,已知将较低分子量的乙烯聚合物与超高分子量乙烯聚合物共混的方法(例如,参见专利文献3)。专利文献3涉及将粘均分子量(Mv)300000以下的乙烯聚合物与粘均分子量(Mv)1000000以上的高分子量乙烯聚合物共混的技术。一般而言,已知随着高分子量化,结晶性成分增加,认为超高分子量乙烯聚合物对强度有贡献、低分子量的乙烯聚合物对热收缩性有贡献。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭60-23954号公报
专利文献2:WO2011/118735
专利文献3:日本特开平2-21559号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,超高分子量乙烯聚合物存在熔融流动性或在溶剂中的溶解性等差的问题,因此期望强度优良并且操作容易的乙烯聚合物。另一方面,低分子量的乙烯聚合物存在耐热性差、不能充分提高热定形中的退火温度等问题,因此期望在低温状态下具有适度的分子运动性、尺寸精度优良的乙烯聚合物。
本发明鉴于上述问题而创立,其目的在于提供具有优良的强度和尺寸精度的乙烯聚合物、以及包含该乙烯聚合物的、强度和尺寸精度优良的拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜。
用于解决问题的手段
本发明人为了解决上述课题而进行了广泛深入的研究,结果发现,具有规定的粘均分子量、规定的分子量分布以及通过交叉分级色谱(CFC)测定的103℃的规定的洗脱量的乙烯聚合物可以解决上述课题,并且完成了本发明。
即,本发明如下所述。
[1]一种乙烯聚合物,其
粘均分子量(Mv)为200000以上且500000以下,
分子量分布(Mw/Mn)为3.0以上且10.0以下,
通过交叉分级色谱法(以下称为“CFC”)测定的103℃的洗脱量为总洗脱量的10质量%以上且20质量%以下。
[2]如前项[1]所述的乙烯聚合物,其为乙烯的均聚物。
[3]如前项[1]或[2]所述的乙烯聚合物,其为线性聚合物。
[4]如前项[1]~[3]中任一项所述的乙烯聚合物,其利用差示扫描量热计(DSC)测定的熔点为133℃以上且138℃以下。
[5]如前项[1]~[4]中任一项所述的乙烯聚合物,其中,通过CFC测定的40℃以上且低于96℃的积分洗脱量为总洗脱量的10质量%以下。
[6]如前项[1]~[5]中任一项所述的乙烯聚合物,其中,通过CFC测定的96℃以上且低于100℃的积分洗脱量为总洗脱量的55质量%以下,通过CFC测定的100℃以上且低于104℃的积分洗脱量为总洗脱量的35质量%以上。
[7]如前项[1]~[6]中任一项所述的乙烯聚合物,其中,残留催化剂灰分为50ppm以下。
[8]如前项[1]~[7]中任一项所述的乙烯聚合物,其中,聚苯乙烯换算的分子量1000000以上的成分为10质量%以下。
[9]如前项[1]~[8]中任一项所述的乙烯聚合物,其粘均分子量(Mv)为200000以上且300000以下。
[10]一种拉伸成形体,其包含前项[1]~[9]中任一项所述的乙烯聚合物。
[11]一种微孔膜,其包含前项[1]~[9]中任一项所述的乙烯聚合物。
[12]一种电池用隔膜,其包含前项[1]~[9]中任一项所述的乙烯聚合物。
发明效果
根据本发明,可以实现强度和尺寸精度优良的乙烯聚合物、以及包含该乙烯聚合物的、强度和尺寸精度优良的拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜。
附图说明
图1是交叉分级色谱法(CFC)测定中的温度分布图。
图2是通过交叉分级色谱法(CFC)测定得到的洗脱温度-洗脱量曲线。
具体实施方式
以下,对于用于实施本发明的方式(以下称为“本实施方式”)进行详细说明,但是本发明不限于本实施方式。在本发明的要旨的范围内可以进行各种变形而实施。
[乙烯聚合物]
本实施方式的乙烯聚合物,其粘均分子量(Mv)为200000以上且500000以下,分子量分布(Mw/Mn)为3.0以上且10.0以下,通过交叉分级色谱法(以下也称为“CFC”)测定的103℃的洗脱量为总洗脱量的10质量%以上且20质量%以下。以下,对上述要件进行说明。
[粘均分子量(Mv)]
本实施方式的乙烯聚合物的粘均分子量(Mv)为200000以上且500000以下,优选为200000以上且400000以下,更优选为200000以上且300000以下。乙烯聚合物的Mv可以通过使用后述的催化剂、适当调节聚合条件等进行调节。具体而言,可以通过使聚合体系中存在氢气或者改变聚合温度等来调节粘均分子量(Mv)。通过在聚合体系内添加氢气作为链转移剂,可以将分子量控制到适当的范围内。
通过粘均分子量(Mv)为200000以上,通过CFC测定的结晶性成分的量增多,可以实现所期望的强度。另外,包含本实施方式的乙烯聚合物的拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜具有优良的强度。另一方面,通过粘均分子量(Mv)为500000以下,熔融流动性、在溶剂中的溶解和拉伸等变得容易,加工性提高。
本实施方式的乙烯聚合物的粘均分子量(Mv)可以如下得到:准备将乙烯聚合物以不同的浓度溶解到十氢化萘中而得到的溶液,测定该溶液的135℃的溶液粘度,将从这样测定的溶液粘度计算的比浓粘度外推到浓度0而求出极限粘度,由所求得的极限粘度[η](dL/g),由以下的数学式A计算出粘均分子量。更具体地,可以通过实施例中记载的方法测定。
Mv=(5.34×104)×[η]1.49   数学式A
[分子量分布(Mw/Mn)]
本实施方式的乙烯聚合物的分子量分布(Mw/Mn)为3.0以上且10.0以下,优选为3.2以上且9.8以下,更优选为3.4以上且9.5以下。通过使用本实施方式的催化剂或者将聚合体系内的条件(氢气浓度、温度、乙烯压力等)保持恒定,可以减少乙烯聚合物的分子量分布(10.0以下)。因此,优选通过连续式进行聚合。另一方面,作为增大乙烯聚合物的分子量分布的方法,可以列举在间歇式聚合中改变聚合中的条件(例如,在聚合中改变作为链转移剂的氢气的浓度等)或者在间歇式聚合中将催化剂间歇地导入等方法。
分子量分布(Mw/Mn)如果为3.0以上,则本实施方式的乙烯聚合物具有更优良的成形加工性,结果,包含乙烯聚合物的拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜具有优良的尺寸精度和强度。另一方面,如果分子量分布(Mw/Mn)为10.0以下,则分子链长度变得均匀,由此通过后述的CFC测定的结晶性成分的量增多,可以具有更优良的强度。
本实施方式的乙烯聚合物的数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)以及分子量分布(Mw/Mn),可以通过利用凝胶渗透色谱法(以下也称为“GPC”)测定溶解有乙烯聚合物的邻二氯苯溶液,并基于使用市售的单分散聚苯乙烯制作的标准曲线求出。更具体而言,可以通过实施例中记载的方法测定。
[通过交叉分级色谱法(CFC)测定的103℃的洗脱量]
本实施方式的乙烯聚合物的通过CFC测定的103℃的洗脱量为总洗脱量的10质量%以上且20质量%以下,优选为10.5质量%以上且19.5质量%以下,更优选为11质量%以上且19质量%以下。通过103℃的洗脱量为总洗脱量的10质量%以上且20质量%以下,可以表现高强度而不过度提高乙烯聚合物的结晶度。因此,在热定形步骤中分子弛豫充分地进行,可以得到尺寸精度也优良的微孔膜等。
在此,“交叉分级色谱法(CFC)”是指将进行结晶性分级的温度上升洗脱分级部(以下也称为“TREF部”)和进行分子量分级的GPC部组合而成的装置,是指通过将TREF部与GPC部直接连接而可以进行组成分布和分子量分布的相互关系的解析的装置。另外,有时将利用TREF部的测定称为通过CFC的测定。
利用TREF部进行的测定,可以基于“Journal of Applied PolymerScience,第26卷,4217-4231(1981)”中记载的原理,通过如下方式进行。将作为测定对象的乙烯聚合物完全溶解到邻二氯苯中。然后,在一定的温度下冷却而在惰性载体表面形成薄聚合物层。此时,结晶性高的成分首先结晶,接着,随着温度的下降,结晶性低的成分结晶。然后,阶段性地使温度上升时,从结晶性低的成分到结晶性高的成分依次洗脱,可以检测规定的温度下的洗脱成分的浓度。本实施方式的“103℃的洗脱量”表示上述温度上升时,在103℃洗脱的乙烯聚合物的量。
乙烯聚合物的各温度下的洗脱量以及洗脱积分量,可以利用TREF部以下述方式测定洗脱温度-洗脱量曲线而求出。图1表示柱的温度分布图。具体而言,首先,将含有填充剂的柱升温到140℃,导入在邻二氯苯中溶解有乙烯聚合物的试样溶液(例如,浓度为20mg/20mL)并保持120分钟。
然后,以0.5℃/分钟的降温速度降温到40℃后,保持20分钟。在该步骤中试样析出到填充剂表面。然后,如下所述将柱温度依次升温。首先,以20℃/分钟的升温速度升温到50℃,在50℃保持21分钟。接着,升温到60℃并在60℃保持(升温速度与保持时间同前)。同样地改变保持温度继续升温,但是从60℃到75℃以5℃间隔进行升温/保持,从75℃到90℃以3℃间隔进行升温/保持,从90℃到110℃以1℃间隔进行升温/保持,从110℃到120℃以5℃间隔进行升温/保持。检测在各保持温度下保持21分钟后洗脱的试样(乙烯聚合物)的浓度。并且,由试样(乙烯聚合物)的洗脱量(质量%)和当时的柱内温度(℃)的值,测定洗脱温度-洗脱量曲线(图2),得到各温度下的洗脱量以及洗脱积分量。更具体而言,可以通过实施例中记载的方法测定。
作为用于将103℃的洗脱量调节到总洗脱量的10质量%以上且20质量%以下的手段,可以列举将乙烯气体、溶剂、催化剂等连续地供给到聚合体系内,并与生成的乙烯聚合物一起连续地排出的连续式聚合;催化剂预先与氢气接触后,添加到聚合体系内;将催化剂导入管线出口在可能的范围内设置到远离乙烯导入管线的出口的位置;通过离心分离法将乙烯聚合物与溶剂分离,使干燥前的乙烯聚合物中所含的溶剂量相对于乙烯聚合物的重量为70质量%以下;催化剂的灭活在通过离心分离法尽可能分离溶剂后实施;等。
本实施方式的乙烯聚合物的通过CFC测定的40℃以上且低于96℃的积分洗脱量,优选为总洗脱量的10质量%以下,更优选为9.5质量%以下,进一步优选为9质量%以下。另外,40℃以上且低于96℃的积分洗脱量优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上,进一步优选为1.0质量%以上。通过40℃以上且低于96℃的积分洗脱量在上述范围内,具有强度更加优良的倾向。另外,作为将40℃以上且低于96℃的积分洗脱量控制到上述范围的方法,没有特别限制,可以列举形成乙烯均聚物或者线性乙烯聚合物、以及适当调节与103℃的洗脱量的上述调节手段同样的手段。
本实施方式的乙烯聚合物的通过CFC测定的洗脱峰优选存在两个以上。具有优良的强度和尺寸精度的乙烯聚合物中,优选存在将分子取向弛豫的非晶性成分和用于保持形状的结晶性成分,因此,优选存在归因于非晶性成分的低温侧洗脱峰(低于100℃的洗脱量)和归因于结晶性成分的高温侧洗脱峰(100℃以上的洗脱量)两个或者两个以上的洗脱峰。
另外,优选作为低温侧洗脱峰的96℃以上且低于100℃的积分洗脱量为总洗脱量的55质量%以下、作为高温侧洗脱峰的100℃以上且低于104℃的积分洗脱量为总洗脱量的35质量%以上,更优选96℃以上且低于100℃的积分洗脱量为54质量%以下、100℃以上且低于104℃的积分洗脱量为36质量%以上,进一步优选96℃以上且低于100℃的积分洗脱量为53质量%以下,100℃以上且低于104℃的积分洗脱量为37质量%以上。96℃以上且低于100℃的积分洗脱量优选为40质量%以上,更优选为41质量%以上,进一步优选为42质量%以上。100℃以上且低于104℃的积分洗脱量优选为50质量%以下,更优选为49质量%以下,进一步优选为48质量%以下。通过96℃以上且低于100℃的积分洗脱量和100℃以上且低于104℃的积分洗脱量为上述范围,具有成为具有更优良的强度和尺寸精度的乙烯聚合物、以及包含其的、强度和尺寸度优良的拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜的倾向。
另外,作为低温侧洗脱峰的96℃以上且低于100℃的积分洗脱量与作为高温侧洗脱峰的100℃以上且低于104℃的积分洗脱量之比(低温峰洗脱量/高温峰洗脱量)优选为3以下。更优选为2以下,进一步优选为1.5以下。通过为上述范围,具有成为具有更优良的强度和尺寸精度的乙烯聚合物、以及包含其的、强度和尺寸度优良的拉伸成形体、微孔膜以及电池用隔膜的倾向。
另外,作为将96℃以上且低于100℃的积分洗脱量以及100℃以上且低于104℃的积分洗脱量控制到上述范围的方法,没有特别限制,可以列举形成乙烯均聚物或者线性乙烯聚合物、以及适当调节与103℃的洗脱量的上述调节手段同样的手段。
作为本实施方式的乙烯聚合物,没有特别限制,可以列举乙烯均聚物或者乙烯与其它共聚单体的共聚物。作为其它共聚单体,没有特别限制,可以列举例如α-烯烃、乙烯基化合物。作为上述α-烯烃,没有特别限制,可以列举例如碳原子数3~20的α-烯烃,具体地可以列举丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯、1-十三烯、1-十四烯等。另外,作为上述乙烯基化合物,没有特别限制,可以列举例如乙烯基环己烷、苯乙烯及其衍生物等。另外,根据需要也可以使用1,5-己二烯、1,7-辛二烯等非共轭多烯作为其它共聚单体。上述共聚物可以为三元无规聚合物。其它共聚单体可以一种单独使用,或者两种以上组合使用。
从耐热特性的观点考虑,乙烯聚合物优选为乙烯的均聚物。在乙烯聚合物包括乙烯与其它共聚单体的共聚物的情况下,共聚物中优选在不降低耐热特性的范围内插入共聚单体。具体而言,乙烯在上述共聚物中所占的摩尔比优选为50%以上且低于100%,更优选为80%以上且低于100%,进一步优选为90%以上且低于100%。另外,乙烯聚合物的共聚单体量可以通过红外分析法、NMR法等确认。
本实施方式的乙烯聚合物,没有特别限制,优选为线性乙烯聚合物。通过为线性乙烯聚合物,具有结晶性成分量增多并且耐热特性提高的倾向。另外,“线性乙烯聚合物”是指聚合物链中不存在10个以上长链(数均分子量2000以上)的支链的乙烯聚合物。乙烯聚合物的支链可以通过红外分析法、NMR法等确认。作为参考文献,可以列举《高分子》第30卷第7期(1981年)第545页、《プラスチック分析入門(塑料分析入门)》(丸善出版)等。
本实施方式的乙烯聚合物,没有特别限制,优选包含高密度聚乙烯。从提高结晶性成分量的观点考虑,能够包含的高密度聚乙烯的密度优选为940kg/cm3以上且980kg/cm3以下,更优选为945kg/cm3以上且980kg/cm3以下,进一步优选为950kg/cm3以上且980kg/cm3以下。作为高密度聚乙烯,没有特别限制,可以列举例如乙烯均聚物(无共聚单体)。这样的高密度聚乙烯的含量越多,则具有CFC的103℃以上的洗脱量越大的倾向,可以在本实施方式的CFC的上述范围内包含共聚物。
本实施方式的乙烯聚合物的聚苯乙烯换算的分子量1000000以上的成分优选为10质量%以下,更优选为9.8质量%以下,进一步优选为9.5质量%以下。另外,聚苯乙烯换算的分子量1000000以上的成分优选为0.5质量%以上,更优选为1.0质量%以上,进一步优选为1.5质量%以上。通过聚苯乙烯换算的分子量1000000以上的成分的含量为上述范围,具有成形性更加优良的倾向。另外,通过使聚合体系内存在氢气或者改变聚合温度等,能够调节聚苯乙烯换算的分子量1000000以上的成分量。通过在聚合体系内添加氢气作为链转移剂,可以将上述分子量控制到适当的范围内。
本实施方式的乙烯聚合物的通过差示扫描量热计(DSC)测定的熔点(Tm)优选为133℃以上且138℃以下,更优选为134℃以上且138℃以下,进一步优选为135℃以上且138℃以下。通过熔点(Tm)在上述范围内,具有高温环境下的使用更加优良的倾向。另外,熔点可以通过实施例中记载的方法测定。熔点可以通过共聚单体的种类或量、以及乙烯聚合物的分子量等进行控制。
本实施方式的乙烯聚合物的残留催化剂灰分优选为50ppm以下,更优选为45ppm以下,进一步优选为40ppm以下。另一方面,残留催化剂灰分优选为1ppm以上。通过残留催化剂灰分为上述范围,具有耐热性更加优良的倾向。另外,将乙烯聚合物作为锂离子二次电池隔膜使用时,具有容易吸附来源于电解盐的分解、对电池反应产生不良反应的氟化氢的倾向。在此,“残留催化剂灰分”是指Al、Mg、Ti、Zr、Cr和Cl的合计量。另外,残留催化剂灰分可以通过实施例中记载的方法测定。为了将残留催化剂灰分控制得低,可以列举在下述乙烯聚合物的制造方法中通过离心分离法将乙烯聚合物与溶剂分离。
[催化剂成分]
本实施方式的乙烯聚合物的制造中使用的催化剂成分,没有特别限制,本实施方式的乙烯聚合物可以使用齐格勒-纳塔催化剂或茂金属催化剂等制造。
在此,对齐格勒-纳塔催化剂进行说明。作为齐格勒-纳塔催化剂,优选包含固体催化剂成分[A]和有机金属化合物成分[B]、其中固体催化剂成分[A]通过使式1表示的可溶于惰性烃溶剂的有机镁化合物(A-1)与式2表示的钛化合物(A-2)反应而制造的烯烃聚合用催化剂。
(A-1):(M1α(Mg)β(R2a(R3bY1 c···式1
(式中,M1为属于由元素周期表第12族、第13族及第14族组成的组的金属原子,R2和R3为碳原子数2以上且20以下的烃基,Y1为烷氧基、硅氧基、烯丙氧基、氨基、酰胺基、-N=C-R4,R5、-SR6(在此,R4、R5和R6表示碳原子数1以上且20以下的烃基。c为2时,Y1各自可以不同。)、β-酮酸残基中的任意一种,α、β、a、b和c为满足以下关系的实数。0≤α、0<β、0≤a、0≤b、0≤c、0<a+b、0≤b/(α+β)≤2、nα+2β=a+b+c(在此,n表示M1的原子价。))
(A-2):Ti(OR7dX14-d)·····式2
(式中,d为0以上且4以下的实数,R7为碳原子数1以上且20以下的烃基,X1为卤素原子。)
另外,作为(A-1)与(A-2)的反应中使用的惰性烃溶剂,没有特别限制,具体地可以列举丁烷、戊烷、己烷、庚烷等脂肪烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香烃;以及环戊烷、环己烷、甲基环己烷、十氢化萘等脂环烃等。
首先,对(A-1)进行说明。(A-1)虽然以可溶于惰性烃溶剂的有机镁络合物的形式表示,但是包括所有二烃基镁化合物以及该化合物与其它金属化合物的络合物。符号α、β、a、b和c的关系式nα+2β=a+b+c表示金属原子的原子价与取代基的化学计量性。
式1中,由R2和R3表示的碳原子数2以上且20以下的烃基,没有特别限制,具体地为烷基、环烷基或芳基,可以列举例如乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基、环己基、苯基等。其中,优选为烷基。α>0的情况下,作为金属原子M1,可以使用属于由元素周期表第12族、第13族和第14族组成的组的金属原子,可以列举例如锌、硼、铝等。其中,优选铝、锌。
镁对金属原子M1之比β/α没有特别限制,优选为0.1以上且30以下,更优选为0.5以上且10以下。另外,使用α=0的规定的有机镁化合物时,例如R2为1-甲基丙基等时,可溶于惰性烃溶剂,这样的化合物也能够给本实施方式提供优选的结果。式1中,α=0时的R2、R3优选满足以下所示的组(1)、组(2)、组(3)中的任意一组。
组(1):优选R2、R3的至少一个为碳原子数4以上且6以下的仲烷基或叔烷基、更优选R2、R3均为碳原子数4以上且6以下的烷基、至少一个为仲烷基或叔烷基。
组(2):优选R2和R3为碳原子数相互不同的烷基、更优选R2为碳原子数2或3的烷基、R3为碳原子数4以上的烷基。
组(3):优选R2、R3的至少一个为碳原子数6以上的烃基、更优选R2、R3中所含的碳原子数之和为12以上的烷基。
以下具体地列举这些基团。作为组(1)中的碳原子数4以上且6以下的仲烷基或叔烷基,具体地可以列举1-甲基丙基、2-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、2-甲基丁基、2-乙基丙基、2,2-二甲基丙基、2-甲基戊基、2-乙基丁基、2,2-二甲基丁基、2-甲基-2-乙基丙基等。其中,优选1-甲基丙基。
其次,作为组(2)中的碳原子数2或3的烷基,没有特别限制,具体地可以列举乙基、1-甲基乙基、丙基等。其中优选乙基。另外,作为碳原子数4以上的烷基,没有特别限制,具体地可以列举丁基、戊基、己基、庚基、辛基等。其中,优选丁基、己基。
另外,作为组(3)中的碳原子数6以上的烃基,没有特别限制,具体地可以列举己基、庚基、辛基、壬基、癸基、苯基、2-萘基等。烃基中优选烷基,烷基中更优选己基、辛基。
一般而言,烷基中所含的碳原子数增加时,具有容易溶解于惰性烃溶剂中的倾向,另外具有溶液的粘度增高的倾向。因此,从操作上考虑,优选使用适度的长链的烷基。另外,上述有机镁化合物可以用惰性烃溶剂稀释后使用,即使该溶液中含有或者残留微量的醚、酯、胺等路易斯碱性化合物也可以允许使用。
其次,对Y1进行说明。式1中,Y1为烷氧基、硅氧基、烯丙氧基、氨基、酰胺基、-N=C-R4,R5、-SR6(在此,R4、R5和R6各自独立地表示碳原子数2以上且20以下的烃基)、β-酮酸残基中的任意一种。
作为式1中R4、R5和R6表示的烃基,优选碳原子数1以上且12以下的烷基或芳基,更优选碳原子数3以上且10以下的烷基或芳基。没有特别限制,具体地可以列举例如甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、戊基、己基、2-甲基戊基、2-乙基丁基、2-乙基戊基、2-乙基己基、2-乙基-4-甲基戊基、2-丙基庚基、2-乙基-5-甲基辛基、辛基、壬基、癸基、苯基、萘基等。其中,优选丁基、1-甲基丙基、2-甲基戊基和2-乙基己基。
另外,式1中,Y1优选为烷氧基或硅氧基。作为烷氧基,没有特别限制,具体地优选甲氧基、乙氧基、丙氧基、1-甲基乙氧基、丁氧基、1-甲基丙氧基、1,1-二甲基乙氧基、戊氧基、己氧基、2-甲基戊氧基、2-乙基丁氧基、2-乙基戊氧基、2-乙基己氧基、2-乙基-4-甲基戊氧基、2-丙基庚氧基、2-乙基-5-甲基辛氧基、辛氧基、苯氧基、萘氧基。其中,更优选丁氧基、1-甲基丙氧基、2-甲基戊氧基和2-乙基己氧基。作为硅氧基,没有特别限制,具体地优选氢二甲基硅氧基、乙基氢甲基硅氧基、二乙基氢硅氧基、三甲基硅氧基、乙基二甲基硅氧基、二乙基甲基硅氧基、三乙基硅氧基等。其中,更优选氢二甲基硅氧基、乙基氢甲基硅氧基、二乙基氢硅氧基、三甲基硅氧基。
本实施方式中(A-1)的合成方法没有特别限制,可以通过使属于式R2MgX1以及式R2 2Mg(R2的含义同前,X1为卤素)组成的组的有机镁化合物与属于式M1R3 n及M1R3 (n-1)H(M1和R3的含义同前,n表示M1的原子价)组成的组的有机金属化合物在惰性烃溶剂中在25℃以上且150℃以下反应,根据需要接着使式Y1-H(Y1的含义同前)表示的化合物反应或者使具有Y1表示的官能团的有机镁化合物和/或有机铝化合物反应来合成。其中,使可溶于惰性烃溶剂的有机镁化合物与式Y1-H表示的化合物反应时,对于反应的顺序没有特别限制,可以使用在有机金属镁化合物中添加式Y1-H表示的化合物的方法、在式Y1-H表示的化合物中添加有机镁化合物的方法、或者将两者同时添加的方法中的任意一种方法。
本实施方式中,(A-1)中Y1相对于全部金属原子的摩尔组成比c/(α+β)的范围为0≤c/(α+β)≤2,优选为0≤c/(α+β)<1。通过Y1相对于全部金属原子的摩尔组成比为2以下,具有提高(A-1)对(A-2)的反应性的倾向。
以下,对(A-2)进行说明。(A-2)为由式2表示的钛化合物。
(A-2):Ti(OR7dX1 (4-d)·····式2
(式中,d为0以上且4以下的实数,R7为碳原子数1以上且20以下的烃基,X1为卤素原子)
上式2中,d优选为0以上且1以下,进一步优选d为0。另外,式2中,作为R7表示的烃基,没有特别限制,具体地可以列举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、2-乙基己基、庚基、辛基、癸基、烯丙基等脂肪烃基;环己基、2-甲基环己基、环戊基等脂环烃基;苯基、萘基等芳香烃基等。其中,优选脂肪烃基。作为X1表示的卤素,可以列举氯、溴、碘。其中,优选氯。本实施方式中,(A-2)更优选为四氯化钛。本实施方式中,可以将两种以上选自上述的化合物混合使用。
以下,对(A-1)与(A-2)的反应进行说明。该反应优选在惰性烃溶剂中进行,进一步优选在己烷、庚烷等脂肪烃溶剂中进行。对于该反应中的(A-1)与(A-2)的摩尔比没有特别限制,(A-2)中所含的Ti原子相对于(A-1)中所含的Mg原子的摩尔比(Ti/Mg)优选为0.1以上且10以下,更优选为0.3以上且3以下。对于反应温度没有限制,优选在-80℃以上且150℃以下的范围内进行,更优选在-40℃以上且100℃以下的范围内进行。(A-1)和(A-2)的添加顺序没有特别限制,可以在(A-1)之后添加(A-2)、在(A-2)之后添加(A-1)、将(A-1)和(A-2)同时添加的任意一种方法,优选将(A-1)和(A-2)同时添加的方法。本实施方式中,通过上述反应得到的固体催化剂成分[A]以使用惰性烃溶剂的浆料溶液的形式使用。
作为本实施方式中使用的齐格勒-纳塔催化剂成分的另一例子,优选包含固体催化剂成分[C]和有机金属化合物成分[B]、固体催化剂成分[C]通过在使式3表示的可溶于惰性烃溶剂的有机镁化合物(C-1)与式4表示的氯化剂(C-2)反应而制备的载体(C-3)上负载式5表示的可溶于惰性烃溶剂的有机镁化合物(C-4)和式6表示的钛化合物(C-5)而制造的烯烃聚合用催化剂。
(C-1):(M2γ(Mg)δ(R8)e(R9f(OR10g···式3
(式中,M2为属于由元素周期表第12族、第13族及第14族组成的组的金属原子,R8、R9和R10各自为碳原子数2以上且20以下的烃基,γ、δ、e、f和g为满足以下关系的实数。0≤γ、0<δ、0≤e、0≤f、0≤g、0<e+f、0≤g/(γ+δ)≤2、kγ+2δ=e+f+g(在此,k表示M2的原子价。))
(C-2):HhSiCliR11 (4-(h+i))···式4
(式中,R11为碳原子数1以上且12以下的烃基,h和i为满足以下关系的实数。0<h、0<i、0<h+i≦4)
(C-4):(M1α(Mg)β(R2a(R3bY1 c····式5
(式中,M1为属于由元素周期表第12族、第13族及第14族组成的组的金属原子,R2和R3为碳原子数2以上且20以下的烃基,Y1为烷氧基、硅氧基、烯丙氧基、氨基、酰胺基、-N=C-R4,R5、-SR6(在此,R4、R5和R6表示碳原子数1以上且20以下的烃基。c为2时,Y1各自可以不同。)、β-酮酸残基中的任意一种,α、β、a、b和c为满足以下关系的实数。0≤α、0<β、0≤a、0≤b、0≤c、0<a+b、0≤b/(α+β)≤2、nα+2β=a+b+c(在此,n表示M1的原子价。))
(C-5):Ti(OR7dX1 (4-d)·····式6
(式中,d为0以上且4以下的实数,R7为碳原子数1以上且20以下的烃基,X1为卤素原子。)
首先,对(C-1)进行说明。(C-1)虽然以可溶于惰性烃溶剂的有机镁络合物的形式表示,但是包括所有二烃基镁化合物以及该化合物与其它金属化合物的络合物。式3的符号γ、δ、e、f和g的关系式kγ+2δ=e+f+g表示金属原子的原子价与取代基的化学计量性。
上式中,由R8或R9表示的烃基,没有特别限制,具体地各自为烷基、环烷基或芳基,可以列举例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基、环己基、苯基等。其中,优选R8和R9各自为烷基。α>0的情况下,作为金属原子M2,可以使用属于由元素周期表第12族、第13族和第14族组成的组的金属原子,可以列举例如锌、硼、铝等。其中,优选铝、锌。
镁对金属原子M2之比δ/γ没有特别限制,优选为0.1以上且30以下,更优选为0.5以上且10以下。另外,使用γ=0的规定的有机镁化合物时,例如R8为1-甲基丙基等时,可溶于惰性烃溶剂,这样的化合物也能够给本实施方式提供优选的结果。式3中,γ=0时的R8、R9优选为以下所示的组(1)、组(2)、组(3)中的任意一组。
组(1):优选R8、R9的至少一个为碳原子数4以上且6以下的仲烷基或叔烷基、更优选R8、R9均为碳原子数4以上且6以下的烷基、至少一个为仲烷基或叔烷基。
组(2):优选R8和R9为碳原子数相互不同的烷基、更优选R8为碳原子数2或3的烷基、R9为碳原子数4以上的烷基。
组(3):优选R8、R9的至少一个为碳原子数6以上的烃基、更优选R8、R9中所含的碳原子数之和为12以上的烷基。
以下具体地列举这些基团。作为组(1)中的碳原子数4以上且6以下的仲烷基或叔烷基,具体地可以列举1-甲基丙基、2-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、2-甲基丁基、2-乙基丙基、2,2-二甲基丙基、2-甲基戊基、2-乙基丁基、2,2-二甲基丁基、2-甲基-2-乙基丙基等。其中,优选1-甲基丙基。
其次,作为组(2)中的碳原子数2或3的烷基,可以列举乙基、1-甲基乙基、丙基等。其中优选乙基。另外,作为碳原子数4以上的烷基,没有特别限制,具体地可以列举丁基、戊基、己基、庚基、辛基等。其中,优选丁基、己基。
另外,作为组(3)中的碳原子数6以上的烃基,没有特别限制,具体地可以列举己基、庚基、辛基、壬基、癸基、苯基、2-萘基等。烃基中优选烷基,烷基中更优选己基、辛基。
一般而言,烷基中所含的碳原子数增加时,具有容易溶解于惰性烃溶剂中的倾向,具有溶液的粘度增高的倾向。因此,从操作上考虑,优选使用适度的长链的烷基。另外,上述有机镁化合物以惰性烃溶液的形式使用,但是即使该溶液中含有或残留微量的醚、酯、胺等路易斯碱性化合物也可以允许使用。
其次,对烷氧基(OR10)进行说明。作为R10表示的烃基,优选碳原子数1以上且12以下的烷基或芳基,更优选碳原子数3以上且10以下的烷基或芳基。作为R10,没有特别限制,具体地可以列举甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、戊基、己基、2-甲基戊基、2-乙基丁基、2-乙基戊基、2-乙基己基、2-乙基-4-甲基戊基、2-丙基庚基、2-乙基-5-甲基辛基、辛基、壬基、癸基、苯基、萘基等。其中,优选丁基、1-甲基丙基、2-甲基戊基和2-乙基己基。
本实施方式中,(C-1)的合成方法没有特别限制,优选使属于式R8MgX1以及式R8 2Mg(R8的含义同前,X1为卤素原子)组成的组的有机镁化合物与属于式M2R9 k及式M2R9 (k-1)H(M2、R9和k的含义同前)组成的组的有机金属化合物在惰性烃溶剂中在25℃以上且150℃以下的温度下反应,根据需要接着与具有R9(R9的含义同前)表示的烃基的醇、或者可溶于惰性烃溶剂的具有R9表示的烃基的烷氧基镁化合物和/或烷氧基铝化合物反应的方法。
其中,使可溶于惰性烃溶剂的有机镁化合物与醇反应时,对于反应的顺序没有特别限制,可以使用在有机镁化合物中添加醇的方法、在醇中添加有机镁化合物的方法、或者将两者同时添加的方法的任意一种方法。本实施方式中,关于可溶于惰性烃溶剂的有机镁化合物与醇的反应比率没有特别限制,反应的结果是所得到的含烷氧基有机镁化合物中烷氧基相对于全部金属原子的摩尔组成比g/(γ+δ)为0≤g/(γ+δ)≤2,优选为0≤g/(γ+δ)<1。
以下,对(C-2)进行说明。(C-2)是由式4表示的、具有至少一个Si-H键的氯化硅化合物。
(C-2):HhSiCliR11 (4-(h+i))         ···式4
(式中,R11为碳原子数1以上且12以下的烃基,h和i为满足以下关系的实数。0<h、0<i、0<h+i≦4)
式4中,R11表示的烃基,没有特别限制,具体地为脂肪烃基、脂环烃基、芳香烃基,可以列举例如甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基、环己基、苯基等。其中,优选碳原子数1以上且10以下的烷基,更优选甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基等碳原子数1~3的烷基。另外,h和i为满足h+i≦4的关系的大于0的数,优选i为2以上且3以下。
作为这些化合物,没有特别限制,具体地可以列举:HSiCl3、HSiCl2CH3、HSiCl2C2H5、HSiCl2(C3H7)、HSiCl2(2-C3H7)、HSiCl2(C4H9)、HSiCl2(C6H5)、HSiCl2(4-Cl-C6H4)、HSiCl2(CH=CH2)、HSiCl2(CH2C6H5)、HSiCl2(1-C10H7)、HSiCl2(CH2CH=CH2)、H2SiCl(CH3)、H2SiCl(C2H5)、HSiCl(CH32、HSiCl(C2H52、HSiCl(CH3)(2-C3H7)、HSiCl(CH3)(C6H5)、HSiCl(C6H52等。使用包含这些化合物或者选自这些化合物的两种以上的混合物的氯化硅化合物。其中,优选HSiCl3、HSiCl2CH3、HSiCl(CH32、HSiCl2(C3H7),更优选HSiCl3、HSiCl2CH3
以下,对(C-1)与(C-2)的反应进行说明。反应时,优选预先使用惰性烃溶剂、1,2-二氯乙烷、邻二氯苯、二氯甲烷等氯代烃;乙醚、四氢呋喃等醚类介质;或者它们的混合介质将(C-2)稀释后使用。其中,从催化剂的性能方面考虑,更优选惰性烃溶剂。(C-1)与(C-2)的反应比率没有特别限制,(C-2)中所含的硅原子相对于(C-1)中所含的镁原子1摩尔优选为0.01摩尔以上且100摩尔以下,更优选为0.1摩尔以上且10摩尔以下。
对于(C-1)与(C-2)的反应方法没有特别限制,可以使用将(C-1)和(C-2)同时导入反应器并且进行反应的同时添加的方法、将(C-2)预先投入反应器后将(C-1)导入反应器的方法、或者将(C-1)预先投入反应器后将(C-2)导入反应器的方法的任意一种方法。其中,优选将(C-2)预先投入反应器后将(C-1)导入反应器的方法。通过上述反应得到的载体(C-3),优选在通过过滤或倾析法进行分离后,使用惰性烃溶剂充分洗涤以除去未反应物或副产物等。
对于(C-1)与(C-2)的反应温度没有特别限制,优选为25℃以上且150℃以下,更优选为30℃以上且120℃以下,进一步优选为40℃以上且100℃以下。在将(C-1)和(C-2)同时导入反应器并且进行反应的同时添加的方法中,优选通过预先将反应器的温度调节到规定温度,进行同时添加的同时将反应器内的温度调节到规定温度,而将反应温度调节到规定温度。将(C-2)预先投入反应器后将(C-1)导入反应器的方法中,优选通过将投入有该氯化硅化合物的反应器的温度调节到规定温度,将该有机镁化合物导入反应器的同时将反应器内的温度调节到规定温度,而将反应温度调节到规定温度。将(C-1)预先投入反应器后将(C-2)导入反应器的方法中,优选通过将投入有(C-1)的反应器的温度调节到规定温度,将(C-2)导入反应器的同时将反应器内的温度调节到规定温度,而将反应温度调节到规定温度。
以下,对有机镁化合物(C-4)进行说明。(C-4)由前述的式5表示。
(C-4):(M1α(Mg)β(R2a(R3bY1 c       ····式5
(式中,M1为属于由元素周期表第12族、第13族及第14族组成的组的金属原子,R2和R3为碳原子数2以上且20以下的烃基,Y1为烷氧基、硅氧基、烯丙氧基、氨基、酰胺基、-N=C-R4,R5、-SR6(在此,R4、R5和R6表示碳原子数1以上且20以下的烃基。c为2时,Y1各自可以不同。)、β-酮酸残基中的任意一种,α、β、a、b和c为满足以下关系的实数。0≤α、0<β、0≤a、0≤b、0<a+b、0≤b/(α+β)≤2、nα+2β=a+b+c(在此,n表示M1的原子价。))
关于(C-4)的使用量,(C-4)中所含的镁原子相对于(C-5)中所含的钛原子的摩尔比优选为0.1以上且10以下,更优选为0.5以上且5以下。
对于(C-4)与(C-5)的反应温度没有特别限制,优选为-80℃以上且150℃以下,更优选为-40℃以上且100℃以下的范围。
对于(C-4)的使用时的浓度没有特别限制,以(C-4)中所含的钛原子基准,优选为0.1mol/L以上且2mol/L以下,更优选为0.5mol/L以上且1.5mol/L以下。另外,(C-4)的稀释中优选使用惰性烃溶剂。
向(C-3)中添加(C-4)和(C-5)的顺序没有特别限制,可以为在(C-4)后添加(C-5)、在(C-5)后添加(C-4)、将(C-4)和(C-5)同时添加的任意一种方法。其中,优选将(C-4)和(C-5)同时添加的方法。(C-4)和(C-5)的反应在惰性烃溶剂中进行,优选使用己烷、庚烷等脂肪烃溶剂。这样得到的催化剂以使用惰性烃溶剂的浆料溶液的形式使用。
以下,对(C-5)进行说明。本实施方式中,(C-5)为前述的式6表示的钛化合物。
(C-5):Ti(OR7dX1 (4-d)·····式6
(式中,d为0以上且4以下的实数,R7为碳原子数1以上且20以下的烃基,X1为卤素原子。)
作为式6中R7表示的烃基,没有特别限制,具体地可以列举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、2-乙基己基、庚基、辛基、癸基、烯丙基等脂肪烃基;环己基、2-甲基环己基、环戊基等脂环烃基;苯基、萘基等芳烃基等。其中,优选脂肪烃基。作为X1表示的卤素,没有特别限制,具体地可以列举氯、溴、碘。其中,优选氯。选自上述的(C-5)可以一种单独使用,也可以两种以上混合使用。
作为(C-5)的使用量,没有特别限制,以相对于载体(C-3)中所含的镁原子的摩尔比计优选为0.01以上且20以下,更优选为0.05以上且10以下。
对于(C-5)的反应温度,没有特别限制,优选为-80℃以上且150℃以下,更优选为-40℃以上且100℃以下的范围。本实施方式中,对于在(C-3)上负载(C-5)的方法没有特别限制,可以使用使相对于(C-3)过量的(C-5)反应的方法、通过使用第三成分而有效地负载(C-5)的方法,优选通过(C-5)与有机镁化合物(C-4)的反应而进行负载的方法。
以下,对本实施方式中的有机金属化合物成分[B]进行说明。本实施方式的固体催化剂成分通过与有机金属化合物成分[B]组合而成为高活性的聚合用催化剂。有机金属化合物成分[B]也有时称为“助催化剂”。作为有机金属化合物成分[B],优选为含有属于由元素周期表第1族、第2族、第12族和第13族组成的组的金属的化合物,特别是优选有机铝化合物和/或有机镁化合物。
作为有机铝化合物,优选单独或混合使用下式7表示的化合物。
AlR12 kZ1 (3-j)     ·············式7
(式中,R12为碳原子数1以上且20以下的烃基,Z1为属于由氢、卤素、烷氧基、烯丙氧基、硅氧基组成的组的基团,j为2以上且3以下的数)
上式7中,R12表示的碳原子数1以上且20以下的烃基没有特别限制,具体地包括脂肪烃基、芳香烃基、脂环烃基,优选例如三甲基铝、三乙基铝、三丙基铝、三丁基铝、三(2-甲基丙基)铝(或三异丁基铝)、三戊基铝、三(3-甲基丁基)铝、三己基铝、三辛基铝、三癸基铝等三烷基铝;二乙基氯化铝、乙基二氯化铝、双(2-甲基丙基)氯化铝、乙基倍半氯化铝、二乙基溴化铝等卤化铝化合物;二乙基乙氧基铝、双(2-甲基丙基)丁氧基铝等烷氧基铝化合物;二甲基氢硅氧基二甲基铝、乙基甲基氢硅氧基二乙基铝、乙基二甲基硅氧基二乙基铝等硅氧基铝化合物;以及它们的混合物。其中,更优选三烷基铝化合物。
作为有机镁化合物,优选前述式3表示的可溶于惰性烃溶剂的有机镁化合物。
(M2γ(Mg)δ(R8e(R9f(OR10g···式3
(式中,M2为属于由元素周期表第12族、第13族及第14族组成的组的金属原子,R8、R9和R10各自为碳原子数2以上且20以下的烃基,γ、δ、e、f和g为满足以下关系的实数。0≤γ、0<δ、0≤e、0≤f、0≤g、0<e+f、0≤g/(γ+δ)≤2、kγ+2δ=e+f+g(在此,k表示M2的原子价。))
该有机镁化合物虽然以可溶于惰性烃溶剂的有机镁络合物的形式表示,但是包括所有二烷基镁化合物以及该化合物与其它金属化合物的络合物。对于γ、δ、e、f、g、M2、R8、R9、OR10,如前所述,由于该有机镁化合物在惰性烃溶剂中的溶解性越高越好,因此优选β/α在0.5~10的范围内,另外,更优选M2为铝的化合物。
关于将固体催化剂成分和有机金属化合物成分[B]添加到聚合条件下的聚合体系内的方法,没有特别限制,可以将两者分别添加到聚合体系中,也可以预先使两者反应后添加到聚合体系内。另外,对于组合的两者的比率没有特别限制,相对于固体催化剂成分1g,有机金属化合物成分[B]优选为1mmol以上且3000mmol以下。
[乙烯聚合物的制造方法]
本实施方式的乙烯聚合物的制造方法中的聚合方法,可以列举通过悬浮聚合法或气相聚合法使乙烯或含有乙烯的单体(共)聚合的方法。其中,优选能够有效除去聚合热的悬浮聚合法。在悬浮聚合法中,可以使用惰性烃介质作为介质,另外,烯烃本身也可以作为溶剂使用。
作为所述惰性烃介质,没有特别限制,具体地可以列举丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷、煤油等脂肪烃;环戊烷、环己烷、甲基环戊烷等脂环烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香烃;氯代乙烷、氯苯、二氯甲烷等卤代烃;或者它们的混合物等。
本实施方式的乙烯聚合物的制造方法中的聚合温度通常优选为30℃以上且100℃以下,更优选35℃以上且90℃以下,进一步优选40℃以上且80℃以下。如果聚合温度为30℃以上,则能够在工业上有效制造。另一方面,如果聚合温度为100℃以下,则能够连续地稳定运转。
本实施方式的乙烯聚合物的制造方法中的聚合压力,通常优选为常压以上且2MPa以下,更优选0.1MPa以上且1.5MPa以下,进一步优选0.1MPa以上且1.0MPa以下。
聚合反应可以通过间歇式、半连续式、连续式中的任意一种方式进行,优选通过连续式进行聚合。通过将乙烯气体、溶剂、催化剂等连续地供给到聚合体系内并与生成的乙烯聚合物一起连续地排出,可以抑制剧烈的乙烯的反应导致的局部高温状态,聚合体系更加稳定。乙烯在体系内均匀的状态下反应时,可以抑制聚合物链中生成支链或双键等、或者可以抑制通过乙烯聚合物的分解或交联而生成低分子量成分、超高分子量物质,容易生成乙烯聚合物的结晶性成分。由此,容易得到薄膜或微孔膜等的强度所需的充分量的结晶性成分。因此,优选聚合体系内变得更均匀的连续式。可以将聚合分为反应条件不同的两个阶段以上进行。
乙烯聚合物的分子量的调节,可以如西德专利公开第3127133号说明书中所述的,通过使聚合体系中存在氢气或者使聚合温度变化等来调节。通过在聚合体系内添加氢气作为链转移剂,可以将分子量控制到适当的范围内。在聚合体系内添加氢气时,氢气的摩尔分数优选为0mol%以上且30mol%以下,更优选为0mol%以上且25mol%以下,进一步优选为0mol%以上且20mol%以下。
另外,优选氢气预先与催化剂接触后,从催化剂导入管线添加到聚合体系内。在刚刚将催化剂导入到聚合体系内后,导入管线出口附近的催化剂浓度高,乙烯剧烈地反应,由此成为局部高温状态的可能性提高,但是通过在将氢气和催化剂导入到聚合体系内之前进行接触,可以抑制催化剂的初期活性,也可以抑制妨碍结晶性成分生成的副产物等。因此,优选在使氢气与催化剂接触的状态下导入到聚合体系内。
基于同样的理由,聚合体系内的催化剂导入管线的出口优选在可能的范围内位于远离乙烯导入管线的出口的位置。具体而言,可以列举从聚合液的底部导入乙烯,从聚合液的液面与底部的中间导入催化剂的方法等。
本实施方式的乙烯聚合物的制造方法中的溶剂分离方法,通过倾析法、离心分离法、过滤器过滤法等进行,更优选乙烯聚合物与溶剂的分离效果高的离心分离法。溶剂分离后乙烯聚合物中所含的溶剂的量没有特别限制,相对于乙烯聚合物的重量为70质量%以下,更优选60质量%以下,进一步优选50质量%以下。在乙烯聚合物中所含的溶剂为少量的状态下将溶剂干燥除去,由此具有溶剂中所含的金属成分和低分子量成分等不容易残留在乙烯聚合物中的倾向。通过不残留这些成分,容易生成乙烯聚合物的结晶性成分,因此容易得到薄膜或微孔膜等的强度所需的充分量的结晶性成分。因此,优选通过离心分离法将乙烯聚合物与溶剂分离。
用于合成本实施方式的乙烯聚合物的催化剂的灭活方法,没有特别限制,优选将乙烯聚合物与溶剂分离后进行。通过在与溶剂分离后导入用于使催化剂灭活的化学品,能够减少溶剂中所含的低分子量成分和催化剂成分等的析出。
作为使催化剂体系灭活的化学品,可以列举氧气、水、醇类、二醇类、酚类、一氧化碳、二氧化碳、醚类、羰基化合物、炔烃类等。
本实施方式的乙烯聚合物的制造方法中的干燥温度通常优选为50℃以上且150℃以下,更优选50℃以上且140℃以下,进一步优选50℃以上且130℃以下。干燥温度如果为50℃以上,则可以有效地干燥。另一方面,干燥温度如果为150℃以下,则可以在抑制乙烯聚合物的分解或交联的状态下干燥。本实施方式中,除了上述各成分以外,还可以含有对乙烯聚合物的制造有用的其它公知成分。
[添加剂]
另外,本实施方式的乙烯聚合物中,可以含有中和剂、抗氧化剂以及耐光稳定剂等添加剂。
中和剂作为乙烯聚合物中所含的氯俘获剂或者成形加工助剂等使用。作为中和剂,没有特别限制,具体地可以列举钙、镁、钡等碱土金属的硬脂酸盐。中和剂的含量没有特别限制,为5000ppm以下,更优选4000ppm以下,进一步优选3000ppm以下。使用茂金属催化剂通过浆料聚合法得到的乙烯聚合物,也可以从催化剂构成成分中除去卤素成分,此时不需要中和剂。
作为抗氧化剂,没有特别限制,具体地可以列举二丁基羟基甲苯、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷酯等酚类抗氧化剂。抗氧化剂的含量没有特别限制,优选5000ppm以下,更优选4000ppm以下,进一步优选3000ppm以下。
作为耐光稳定剂,没有特别限制,具体地可以列举2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑等苯并三唑类耐光稳定剂;双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)癸二酸酯、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}]等受阻胺类耐光稳定剂。耐光稳定剂的含量没有特别限制,为5000ppm以下,更优选4000ppm以下,进一步优选3000ppm以下。
乙烯聚合物中所含的添加剂的含量,可以通过使用四氢呋喃(THF)通过索氏抽提对乙烯聚合物中的添加剂进行6小时抽提,并将抽提液利用液相色谱进行分离、定量而求出。
本实施方式的乙烯聚合物中,可以共混粘均分子量、分子量分布等不同的乙烯聚合物,也可以共混低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等其它树脂。另外,本实施方式的乙烯聚合物,无论是粉体状还是颗粒状都可以适合使用。
[用途]
如上所述得到的乙烯聚合物,通过各种加工方法,可以应用于各种用途。包含本实施方式的乙烯聚合物的成形体的强度和尺寸精度优良,并且耐热性也优良,因此可以适合作为拉伸成形体、微孔膜或电池用隔膜使用。作为这样的成形体,可以列举例如二次电池用隔膜、特别是锂离子二次电池隔膜、高强度纤维、微孔膜和凝胶纺丝。作为微孔膜的具体制造方法,可以列举使用溶剂的湿式法、利用具有T型模头的挤出机经过挤出、拉伸、提取、干燥的加工方法。这样的微孔膜,可以适合用于以锂离子二次电池和铅蓄电池为代表的二次电池用隔膜、特别是锂离子二次电池隔膜。
另外,可以列举:利用作为高分子量乙烯聚合物的特性的耐磨损性、高滑动性、高强度、高冲击性优良的特性,通过挤出成形、压制成形、切削加工等固态成形,用于齿轮或辊、窗帘导轨、弹子球的导轨、谷物等的储仓的衬片、橡胶制品的增滑涂层、滑雪板材料及滑雪鞋底、卡车或铲车等重型机械的衬垫材料。另外,可以用于通过将乙烯聚合物烧结而得到的成形体、过滤器或除尘材料等。
实施例
以下,使用实施例和比较例对本发明进行更详细的说明,但是本发明不受以下的实施例的任何限定。
[参考例]催化剂合成例
[固体催化剂成分[A]的制备]
在充分进行氮气置换后的8L不锈钢制高压釜中添加1600mL己烷。在10℃搅拌的同时用4小时同时添加1mol/L的四氯化钛己烷溶液800mL和1mol/L的组成式AlMg5(C4H911(OSiH)2表示的有机镁化合物的己烷溶液800mL。添加后,缓慢地升温,在10℃继续反应1小时。反应结束后,除去1600mL上清液,用1600mL己烷洗涤五次,由此制备固体催化剂成分[A]。该固体催化剂成分[A]1g中所含的钛量为3.05mmol。
[固体催化剂成分[B]的制备]
(1)(B-1)载体的合成
在充分进行氮气置换后的8L不锈钢制高压釜中投入2mol/L的羟基三氯硅烷的己烷溶液1000mL,在65℃搅拌的同时用4小时滴加组成式AlMg5(C4H911(OC4H92表示的有机镁化合物的己烷溶液2550mL(相当于镁2.68mol),再在65℃搅拌1小时的同时继续反应。反应结束后,除去上清液,用1800mL己烷洗涤4次。对该固体((B-1)载体)分析的结果是,每1g固体中所含的镁为8.31mmol。
(2)固体催化剂成分[B]的制备
在含有上述(B-1)载体110g的己烷浆料1970mL中在10℃进行搅拌的同时用1小时同时添加1mol/L的四氯化钛己烷溶液110mL和1mol/L的组成式AlMg5(C4H911(OSiH)2表示的有机镁化合物的己烷溶液110mL。添加后,在10℃下继续反应1小时。反应结束后,除去1100mL上清液,用1100mL己烷洗涤2次,由此制备固体催化剂成分[B]。该固体催化剂成分[B]1g中所含的钛量为0.75mmol。
[固体催化剂成分[C]的制备]
(1)(C-1)氧化铬催化剂的制备
将三氧化铬4mmol溶解到蒸馏水80mL中,在该溶液中浸渍二氧化硅(W.Rグレースアンドカンパニ制造,等级952)20g,在室温下搅拌1小时后,将该浆料加热从而将水蒸馏出,接着在120℃进行10小时减压干燥,然后在600℃使干燥空气流通5小时进行烧结,得到含有1.0质量%铬的氧化铬催化剂(C-1)。
(2)(C-2)有机铝化合物的合成
在氮气气氛下在玻璃制耐压容器中称量三乙基铝100mmol、甲基氢聚硅氧烷(30℃的粘度:30厘沲)50mmol(基于Si)、己烷150mL,使用磁搅拌棒搅拌下在50℃反应24小时,制备Al(C2H52.5(OSi·H·CH3·C2H50.5己烷溶液。然后,将该溶液100mmol(基于Al)在氮气气氛下称量到200mL烧瓶中,在冰冷却下利用滴液漏斗滴加乙醇50mL与己烷50mL的混合溶液,滴加后升温到50℃,在该温度下反应1小时,制备Al(C2H52.0(OC2H50.5(OSi·H·CH3·C2H50.5己烷溶液。
(3)固体催化剂成分[C]的制备
在(1)中合成的氧化铬催化剂(C-1)50mg中,添加(2)中制备的有机铝化合物(C-2)0.03mmol(基于Al),在室温下反应1小时,得到固体催化剂成分[C]。
[实施例1]
(乙烯聚合物的聚合步骤)
将己烷、乙烯、氢气、催化剂连续地供给到具有搅拌装置的容器型300L聚合反应器中。聚合压力为0.5MPa。聚合温度通过夹套冷却保持在83℃。己烷以40L/小时的速度从聚合器的底部供给。使用固体催化剂成分[A]和作为助催化剂的三异丁基铝。固体催化剂成分[A]以0.2g/小时的速度从聚合器的液面与底部的中间添加,三异丁基铝以10mmol/小时的速度从聚合器的液面与底部的中间添加。乙烯聚合物的制造速度为10kg/小时。用泵连续地供给氢气使得相对于气相的乙烯的氢气浓度为14mol%。另外,为了使氢气预先与催化剂接触,从催化剂导入管线供给,乙烯从聚合器的底部供给。催化剂活性为80000g-PE/g-固体催化剂成分[A]。将聚合浆料连续地抽出到压力0.05MPa、温度70℃的闪蒸柱中,使得聚合反应器的液面保持恒定,并将未反应的乙烯和氢气分离。
然后,将聚合浆料连续地送至离心分离机使得聚合反应器的液面保持恒定,将聚合物与其以外的溶剂等分离。此时相对于聚合物的溶剂等的含量为45%。
分离出的乙烯聚合物粉体在85℃下进行氮吹的同时进行干燥。另外,在该干燥步骤中,对聚合后的粉体喷雾蒸汽,实施催化剂和助催化剂的灭活。在所得到的乙烯聚合物粉体中添加1500ppm硬脂酸钙(大日化学公司制造,C60),使用亨舍尔混合机进行均匀地混合。所得到的乙烯聚合物粉体使用孔径425μm的筛过筛,将未通过筛的粉体除去,由此得到乙烯聚合物粉体。通过下述的方法测定所得到的乙烯聚合物的特性。结果如表1所示。另外,图2中表示由CFC测定得到的洗脱温度-洗脱量曲线。
(微孔膜的制造方法)
在乙烯聚合物粉体100质量份中,添加0.3质量份作为抗氧化剂的季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯],并使用滚筒混合器进行干混,由此得到乙烯聚合物组合物。将所得到的乙烯聚合物组合物在用氮气进行置换后,在氮气气氛下通过进料器投入到双螺杆挤出机中。再通过侧进料器向挤出机中注入65份液体石蜡(松村石油株式会社制造的P-350(商标)),在200℃条件下进行混炼,从设置在挤出机前端的T型模头中挤出,然后立即用冷却到25℃的流延辊冷却固化,形成厚度1200μm的凝胶状片。
将该凝胶状片在120℃下使用同时双轴拉伸机拉伸到7×7倍后,将该拉伸薄膜浸渍到甲乙酮中,并抽提除去液体石蜡,然后干燥。再在125℃、3分钟条件下进行热定形,得到微孔膜。使用下述的方法测定所得膜的物性。结果如表1所示。
另外,与乙烯聚合物同样地测定微孔膜的特性,结果粘均分子量(Mv)为237000g/mol、分子量分布(Mw/Mn)为7.2、通过CFC测定的103℃的洗脱量为总洗脱量的14.1质量%、40℃以上且低于96℃的积分洗脱量为总洗脱量的8.2质量%、96℃以上且低于100℃的积分洗脱量为总洗脱量的50.2质量%、100℃以上且低于104℃的积分洗脱量为总洗脱量的39.2质量%。由此,从微孔膜可以确认乙烯聚合物。
[各种特性及物性的测定方法]
(1)粘均分子量(Mv)
首先,在20mL的萘烷(十氢化萘)中添加20mg乙烯聚合物,在150℃搅拌2小时使聚合物溶解。将该溶液在135℃的恒温槽中使用乌氏粘度计测定标线间的落下时间(ts)。同样地,改变乙烯聚合物的重量制作三点的溶液,并测定落下时间。作为空白,不添加乙烯聚合物,测定十氢化萘单独的落下时间(tb)。将根据下式求出的聚合物的比浓粘度(ηsp/C)分别作图,推导出浓度(C)(单位:g/dL)与聚合物的比浓粘度(ηsp/C)的线性方程,并求出外推到浓度0的极限粘度([η])。
ηsp/C=(ts/tb-1)/C(单位:dL/g)
然后,使用下式A,使用上述极限粘度[η]的值,计算粘均分子量(Mv)。
Mv=(5.34×104)×[η]1.49         数学式A
(2)分子量测定
对于通过向乙烯聚合物20mg中导入邻二氯苯15mL并在150℃搅拌1小时而制备的样品溶液,通过下述的条件进行凝胶渗透色谱(GPC)的测定。由测定结果,基于使用市售的单分散聚苯乙烯制作的标准曲线,求出数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)以及分子量分布(Mw/Mn)。
装置:Waters公司制造的150-C ALC/GPC
检测器:RI检测器
流动相:邻二氯苯(高效液相色谱用)
流量:1.0mL/分钟
柱:Shodex制造的AT-807S一根与东曹制造的TSK-gel GMH-H6两根串联使用
柱温:140℃
(3)熔点(Tm)
使用差示扫描量热计(Perkin-Elmer公司制造的DSC-7型装置),在以下的条件下进行测定。1)将聚合物试样约5mg填充到铝盘中并以200℃/分钟升温到200℃,在200℃保持5分钟。2)然后,从200℃起以10℃/分钟的降温速度降温到50℃,降温结束后保持5分钟。3)然后,从50℃起以10℃/分钟的升温速度升温到200℃。由该3)的过程中观察到的吸热曲线,将熔融峰位置的最高温度作为熔点(℃)。
(4)残留催化剂灰分(Al、Mg、Ti、Zr、Cr和Cl的合计含量)
在特氟隆(注册商标)制分解容器中称量0.2g试样,添加高纯度硝酸,利用マイルストーンゼネラル公司制造的微波分解装置ETHOS-TC加压分解,然后用使用日本ミリポア公司制造的超纯水制造装置纯化而得到的纯水将总量调节为50mL,将其作为检测液使用。对上述检测液,使用サーモフィッシャーサイエンティフィック公司制造的电感耦合等离子体质谱装置(ICP-MS)X系列2,通过内标法进行Al、Mg、Ti、Zr、Cr和Cl的定量。
(5)CFC洗脱量(TREF洗脱量)
对于乙烯聚合物,利用升温洗脱分级(TREF)如下所述测定洗脱温度-洗脱量曲线,并求出各温度下的洗脱量以及洗脱积分量。
首先,将含有填充剂的柱升温到140℃,导入将乙烯聚合物溶解到邻二氯苯中得到的试样溶液并保持120分钟。然后,将柱的温度以0.5℃/分钟的降温速度降温到40℃后,保持20分钟。在该步骤中,试样析出到填充剂表面。
然后,如下所述依次升高(图1中表示CFC的温度分布图)柱温度。首先,以20℃/分钟的升温速度升温到50℃,并在50℃保持21分钟。接着,升温到60℃并在60℃保持(升温速度和保持时间同前)。同样地改变保持温度继续升温,但是从60℃到75℃以5℃间隔进行升温/保持、从75℃到90℃以3℃间隔进行升温/保持、从90℃到110℃以1℃间隔进行升温/保持、从110℃到120℃以5℃间隔进行升温/保持。在各保持温度下保持21分钟后检测洗脱的试样(乙烯聚合物)的浓度。并且,由试样(乙烯聚合物)的洗脱量(质量%)以及当时的柱内温度(℃)的值,测定洗脱温度-洗脱量曲线,并求出各温度下的洗脱量以及洗脱积分量。
装置:Polymer ChAR公司制造的Automated 3D analyzer CFC-2
柱:不锈钢微球柱(3/8”外径×150mm)
洗脱液:邻二氯苯(高效液相色谱用)
试样溶液浓度:试样(乙烯聚合物)20mg/邻二氯苯20mL
注射量:0.5mL
泵流量:1.0mL/分钟
检测器:Polymer ChAR公司制造的红外分光光度计IR4
检测波数:3.42μm
试样溶解条件:140℃×120分钟溶解
(6)膜厚(μm)
微孔膜的膜厚,使用东洋精机制造的微型测厚器(型号KBM(注册商标))在室温23℃下测定。
(7)热收缩率
将微孔膜沿MD方向以10mm宽度切割为100mm的长度。将切割膜放入125℃的热风烘箱中加热15分钟。以收缩的长度相对于原长度(100mm)的比例求出热收缩率(%)。
(8)膜状态观察
观察将热定形的条件变为(温度130℃、热定形时间90秒)进行热定形而得到的微孔膜的热定形前后的热收缩率以及膜的状态。另外,热收缩率通过(6)的方法测定。
·热收缩率为3%以内、并且膜厚无变化评价为○
·热收缩率大于3%、并且膜厚无变化评价为△
·膜上产生皱褶评价为×
(9)穿刺强度
使用カトーテック制造的“KES-G5ハンディー圧縮試験器”(商标),在针前端的曲率半径0.5mm、穿刺速度2mm/秒的条件下进行穿刺试验,测定最大穿刺负荷(N)。
·穿刺负荷超过4.0N评价为◎
·穿刺负荷超过3.5N评价为○
·穿刺负荷为3.5N以下评价为×
[实施例2]
在聚合步骤中,不使用固体催化剂成分[A],而使用固体催化剂成分[B],除此以外,通过与实施例1同样的操作,得到实施例2的乙烯聚合物粉体。实施例2的微孔膜通过与实施例1同样的操作得到。
[实施例3]
在聚合步骤中,将氢气浓度设定为5mol%,除此以外,通过与实施例1同样的操作,得到实施例3的乙烯聚合物粉体。实施例3的微孔膜通过与实施例1同样的操作得到。
[实施例4]
在聚合步骤中,将氢气浓度设定为12mol%,不使用三异丁基铝,代之以使用三乙基铝,除此以外,通过与实施例1同样的操作,得到实施例4的乙烯聚合物粉体。实施例4的微孔膜通过与实施例1同样的操作得到。
[比较例1]
在聚合步骤中,将氢气浓度设定为25mol%,除此以外,通过与实施例1同样的操作,得到比较例1的乙烯聚合物粉体。比较例1的微孔膜通过与实施例1同样的操作得到。
[比较例2]
在聚合步骤中,将氢气浓度设定为10mol%,除此以外,通过与实施例1同样的操作,得到比较例2的乙烯聚合物粉体。比较例2的微孔膜通过与实施例1同样的操作得到。
[比较例3]
在聚合步骤中,将聚合温度设定为78℃,将氢气浓度设定为5mol%,除此以外,通过与实施例1同样的操作,得到比较例3的乙烯聚合物粉体。比较例3的微孔膜通过与实施例1同样的操作得到。
[比较例4]
在聚合步骤中,使用乙烯与1-丁烯的97/3mol%混合气体代替乙烯,除此以外,通过与实施例1同样的操作,得到比较例4的乙烯聚合物粉体。比较例4的微孔膜通过与实施例1同样的操作得到。
[比较例5]
在加有142L(总量)己烷的带有搅拌装置的容器型300L聚合反应器中,从聚合器的底部供给乙烯/氢气混合气体(乙烯/氢气=95/5mol%),将聚合压力调节为0.5MPa。从聚合器的液面与底部的中间添加作为助催化剂的三异丁基铝0.25mmol,然后,从聚合器的液面与底部的中间添加0.2g份量的固体催化剂成分[A],由此开始聚合反应。另外,聚合反应中也始终供给乙烯/氢气混合气体,将聚合压力保持在0.5MPa。聚合温度通过夹套冷却保持在82℃(聚合开始温度)到85℃(最高到达温度)。经过3小时后,将反应器泄压从而除去未反应的乙烯和氢气。用氮气置换聚合体系内后,将聚合浆料的温度降至45℃,并添加少量的甲醇,由此将聚合反应完全停止。催化剂活性为50000g-PE/g-固体催化剂成分[A]。
然后,将聚合浆料连续地送至离心分离机,将聚合物和其以外的溶剂等分离。此时相对于聚合物的溶剂等的含量为48%。此后的步骤通过与实施例1同样的方法实施,由此得到比较例5的乙烯聚合物粉体。比较例5的微孔膜通过与实施例1同样的操作得到。
[比较例6]
从聚合器的底部添加固体催化剂成分[A]、三异丁基铝,然后将所得到的聚合浆料注入到甲醇中,短暂放置使乙烯聚合物粉体沉淀后,通过倾析除去甲醇,再次注入甲醇进行洗涤,然后通过倾析除去甲醇,除此以外,通过与实施例1同样的操作得到比较例6的乙烯聚合物粉体。另外,倾析后的相对于聚合物的溶剂等的含量为230%。比较例6的微孔膜通过与实施例1同样的操作得到。
[比较例7]
将己烷、乙烯、氢气、催化剂连续地供给到具有搅拌装置的容器型300L聚合反应器中。聚合压力为0.8MPa。聚合温度通过夹套冷却保持在74℃。己烷以40L/小时的速度从聚合器的底部供给。使用固体催化剂成分[C]作为催化剂。固体催化剂成分[C]以1.6g/小时的速度从聚合器的液面与底部的中间添加,二乙基乙氧基铝以0.05mmol/小时的速度从聚合器的液面与底部的中间添加。乙烯聚合物的制造速度为9.1kg/小时。用泵连续地供给氢气使得相对于气相的乙烯的氢气浓度为6mol%。另外,为了使氢气预先与催化剂接触,从催化剂导入管线供给,乙烯从聚合器的底部供给。催化剂活性为5700g-PE/g-固体催化剂成分[C]。将聚合浆料连续地抽出到压力0.05MPa、温度70℃的闪蒸柱中,使得聚合反应器的液面保持恒定,并将未反应的乙烯和氢气分离。
然后,将聚合浆料连续地送至离心分离机使得聚合反应器的液面保持恒定,将聚合物与其以外的溶剂等分离。此时相对于聚合物的溶剂等的含量为51%。
分离出的乙烯聚合物粉体在85℃下进行氮吹的同时进行干燥。另外,在该干燥步骤中,对聚合后的粉体喷雾蒸汽,实施催化剂和助催化剂的灭活。在所得到的乙烯聚合物粉体中添加1500ppm硬脂酸钙(大日化学公司制造,C60),使用亨舍尔混合机进行均匀地混合,得到比较例7的乙烯聚合物粉体。比较例7的微孔膜通过与实施例1同样的操作得到。
Figure BDA0000439599920000401
产业实用性
本发明的乙烯聚合物,强度和尺寸精度优良,包含乙烯聚合物的薄膜和微孔膜等的强度和尺寸精度优良。另外,本发明的乙烯聚合物的耐热性也优良,特别是形成微孔膜和薄膜时,可以在高温短时间的条件下进行退火,可以得到强度高的成形体,具有能够适合用于微孔膜和薄膜的高产业实用性。

Claims (12)

1.一种乙烯聚合物,其
粘均分子量为200000以上且500000以下,
分子量分布为3.0以上且10.0以下,
通过交叉分级色谱法测定的103℃的洗脱量为总洗脱量的10质量%以上且20质量%以下。
2.如权利要求1所述的乙烯聚合物,其为乙烯的均聚物。
3.如权利要求1所述的乙烯聚合物,其为线性聚合物。
4.如权利要求1所述的乙烯聚合物,其利用差示扫描量热计测定的熔点为133℃以上且138℃以下。
5.如权利要求1所述的乙烯聚合物,其中,通过交叉分级色谱法测定的40℃以上且低于96℃的积分洗脱量为总洗脱量的10质量%以下。
6.如权利要求1所述的乙烯聚合物,其中,通过交叉分级色谱法测定的96℃以上且低于100℃的积分洗脱量为总洗脱量的55质量%以下,通过交叉分级色谱法测定的100℃以上且低于104℃的积分洗脱量为总洗脱量的35质量%以上。
7.如权利要求1所述的乙烯聚合物,其中,残留催化剂灰分为50ppm以下。
8.如权利要求1所述的乙烯聚合物,其中,聚苯乙烯换算的分子量1000000以上的成分为10质量%以下。
9.如权利要求1所述的乙烯聚合物,其粘均分子量为200000以上且300000以下。
10.一种拉伸成形体,其包含权利要求1~9中任一项所述的乙烯聚合物。
11.一种微孔膜,其包含权利要求1~9中任一项所述的乙烯聚合物。
12.一种电池用隔膜,其包含权利要求1~9中任一项所述的乙烯聚合物。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104725691A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 旭化成化学株式会社 聚乙烯粉末
WO2017181424A1 (zh) * 2016-04-22 2017-10-26 中国石油化工股份有限公司 一种聚乙烯材料及其应用
CN108290976A (zh) * 2016-11-08 2018-07-17 旭化成株式会社 乙烯聚合物、拉伸成型体和微孔膜
CN109071712A (zh) * 2017-02-03 2018-12-21 旭化成株式会社 乙烯聚合物、拉伸成型体、微孔膜和纤维
CN110714231A (zh) * 2018-07-13 2020-01-21 旭化成株式会社 乙烯聚合物纤维
CN110892016A (zh) * 2017-07-28 2020-03-17 旭化成株式会社 聚乙烯组合物
CN111574647A (zh) * 2017-02-03 2020-08-25 旭化成株式会社 乙烯聚合物、拉伸成型体、微孔膜和纤维
CN116162300A (zh) * 2021-11-25 2023-05-26 旭化成株式会社 乙烯类树脂组合物和成型体

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6014743B1 (ja) 2015-11-30 2016-10-25 住友化学株式会社 非水電解液二次電池用セパレータおよびその利用
JP6025957B1 (ja) * 2015-11-30 2016-11-16 住友化学株式会社 非水電解液二次電池用セパレータ、非水電解液二次電池用積層セパレータ、非水電解液二次電池用部材、非水電解液二次電池および非水電解液二次電池用セパレータの製造方法
KR102073225B1 (ko) 2016-10-24 2020-02-05 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 세퍼레이터 및 세퍼레이터를 포함하는 이차 전지
KR20190062539A (ko) 2016-10-24 2019-06-05 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 세퍼레이터 및 세퍼레이터를 포함하는 이차 전지
JP6987560B2 (ja) * 2017-07-25 2022-01-05 旭化成株式会社 架橋パイプ用ポリエチレン組成物、前記組成物の製造方法、及び架橋パイプ
JP6514743B2 (ja) * 2017-08-24 2019-05-15 旭化成株式会社 ポリエチレンパウダー、焼結多孔質シート、吸着緩衝材、及び電池用セパレーター
HUE061787T2 (hu) 2018-04-24 2023-08-28 Asahi Chemical Ind Polietilénpor, öntött test és mikroporózus membrán
KR102419481B1 (ko) * 2019-02-20 2022-07-12 주식회사 엘지화학 올레핀계 중합체
WO2020179650A1 (ja) 2019-03-01 2020-09-10 旭化成株式会社 ポリエチレンパウダー、並びにこれを成形してなる成形体
CN114051503B (zh) 2019-10-23 2023-08-15 旭化成株式会社 聚乙烯粉末、成型体
JP2021091896A (ja) * 2019-12-10 2021-06-17 旭化成株式会社 ポリエチレン樹脂組成物
CN114466871B (zh) 2020-01-31 2023-04-18 旭化成株式会社 聚乙烯粉末及其成型体
EP4159774A4 (en) 2020-05-29 2023-11-22 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha POLYETHYLENE POWDER AND MOLDED BODY THEREOF
WO2022270571A1 (ja) 2021-06-25 2022-12-29 旭化成株式会社 ポリエチレンパウダー、及びその成形体
JP7496443B2 (ja) 2022-03-17 2024-06-06 旭化成株式会社 ポリエチレンパウダー、及び成形体
JP7493069B2 (ja) 2022-03-24 2024-05-30 旭化成株式会社 ポリエチレンパウダー、及び成形体

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000072818A (ja) * 1993-09-21 2000-03-07 Mitsubishi Chemicals Corp エチレン系重合体
CN1376179A (zh) * 2000-06-30 2002-10-23 旭化成株式会社 苯乙烯共聚物组合物
CN1759127A (zh) * 2003-03-10 2006-04-12 旭化成化学株式会社 超高分子量乙烯聚合物

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3286649B2 (ja) * 1993-11-05 2002-05-27 昭和電工株式会社 エチレン系共重合体の製造方法
IT1270253B (it) * 1994-06-20 1997-04-29 Spherilene Srl Copolimeri dell'etilene e procedimento per la preparazione di polimeri dell'etilene
JP5191113B2 (ja) * 2005-09-27 2013-04-24 旭化成ケミカルズ株式会社 エチレン系重合体組成物パウダー
JP2011012208A (ja) * 2009-07-03 2011-01-20 Asahi Kasei Chemicals Corp シラン架橋パイプ用ポリエチレン、シラン変性ポリエチレン組成物およびシラン架橋パイプとその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000072818A (ja) * 1993-09-21 2000-03-07 Mitsubishi Chemicals Corp エチレン系重合体
CN1376179A (zh) * 2000-06-30 2002-10-23 旭化成株式会社 苯乙烯共聚物组合物
CN1759127A (zh) * 2003-03-10 2006-04-12 旭化成化学株式会社 超高分子量乙烯聚合物

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104725691A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 旭化成化学株式会社 聚乙烯粉末
US10899858B2 (en) 2016-04-22 2021-01-26 China Petroleum & Chemical Corporation Polyethylene material and application thereof
WO2017181424A1 (zh) * 2016-04-22 2017-10-26 中国石油化工股份有限公司 一种聚乙烯材料及其应用
KR20190010563A (ko) * 2016-04-22 2019-01-30 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션 폴리에틸렌 물질 및 이의 용도
KR102321154B1 (ko) 2016-04-22 2021-11-02 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션 폴리에틸렌 물질 및 이의 용도
CN108290976A (zh) * 2016-11-08 2018-07-17 旭化成株式会社 乙烯聚合物、拉伸成型体和微孔膜
CN109071712A (zh) * 2017-02-03 2018-12-21 旭化成株式会社 乙烯聚合物、拉伸成型体、微孔膜和纤维
CN111574647A (zh) * 2017-02-03 2020-08-25 旭化成株式会社 乙烯聚合物、拉伸成型体、微孔膜和纤维
US10544240B2 (en) 2017-02-03 2020-01-28 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Ethylene polymer, stretched molded article, microporous membrane and fiber
CN111574647B (zh) * 2017-02-03 2024-03-12 旭化成株式会社 乙烯聚合物、拉伸成型体、微孔膜和纤维
CN110892016A (zh) * 2017-07-28 2020-03-17 旭化成株式会社 聚乙烯组合物
CN110714231A (zh) * 2018-07-13 2020-01-21 旭化成株式会社 乙烯聚合物纤维
CN116162300A (zh) * 2021-11-25 2023-05-26 旭化成株式会社 乙烯类树脂组合物和成型体

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KR101575935B1 (ko) 2015-12-08
CN103864970B (zh) 2016-07-13

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