CN103958548A - 使用多种过渡金属催化剂的烯烃嵌段聚合物的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烯烃嵌段聚合物的制造方法,其使用聚合催化剂(X)、聚合催化剂(Y)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,其中,聚合催化剂(X)通过使式(1-X)所示的过渡金属化合物(A-X)与活化用助催化剂成分(B)接触而形成,聚合催化剂(Y)通过使选白通式(1-Y)中的过渡金属化合物(A-Y)与活化用助催化剂成分(B)接触而形成。
Description
技术领域
本发明涉及使用多种过渡金属催化剂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种以上的链段进行化学性连结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:在使用含有特定过渡金属化合物的聚合催化剂和特定有机金属化合物(有机铝、有机锌、有机镓化合物等)以适当条件进行烯烃的聚合时,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。
例如在非专利文献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连结来得到烯烃嵌段聚合物。此外,在专利文献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:国际公开公报: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
发明所要解决的课题
在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,未必令人满意。
为此,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。
用于解决课题的手段
本发明为一种烯烃嵌段聚合物的制造方法,其使用聚合催化剂(X)、聚合催化剂(Y)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,
聚合催化剂(X)通过使下述通式(1-X)所示的过渡金属化合物(A-X)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,
聚合催化剂(Y)通过使选自下述通式(1-Y)(其中,不包括下述通式(1-X)所示的过渡金属化合物)中的过渡金属化合物(A-Y)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分别独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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、取代甲硅烷基或成环碳原子数为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可以分别具有取代基。
RX1与RX2、RX2与RX3、RX3与RX4、RX5与RX6、RX6与RX7、RX7与RX8可以分别相互连结而形成环,这些环可以具有取代基,这与上述RX1~RX8的定义无关。
XX分别独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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可以分别具有取代基。
XX彼此可以相互连结而形成环。
EX表示中性的路易斯碱。在具有多个EX时,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。)
【化2】
(MLaXbEc)n...(1-Y)
(式中,M表示元素周期表的第4族~第11族的过渡金属原子,在n为2以上时,M可以相互相同也可以不同。
L为含有不包括氢原子的多达70个原子、且经由共轭系π电子与M键合的π电子共轭系阴离子性基团,在a为2以上时,L可以相互相同也可以不同。
X为含有不包括氢原子的多达70个原子的非共轭系阴离子性基团,在b为2以上时,X可以相互相同也可以不同。
E为含有不包括氢原子的多达70个原子、且经由1个以上的非共价电子对与M键合的中性路易斯碱性配体,在c为2以上时,E可以相互相同也可以不同。
a为0~6的整数,b为0~8的整数,c为0~9的整数,n为1~4的整数。此外,在M、L、X的价数分别为me、le、xe时,满足me=le×a+xe×b的关系。此外,L、X、E中的2个以上可以相互连结而形成环,进而在a为2以上时,L彼此可以相互连结而形成环,在b为2以上时,X彼此可以相互连结而形成环,在c为2以上时,E彼此可以相互连结而形成环,在n为2以上时,L彼此、X彼此、E彼此可以相互连结而形成环。)
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。
进而,这种烯烃嵌段聚合物的生成效率高的烯烃嵌段聚合物在例如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。
附图说明
图1为表示对2种乙烯-α烯烃共聚物实施TREF分级(升温淋洗分级)时该分级温度与组成的关系的图表。
图2为表示关于实施例4及参考例11的进行乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的TREF分级的结果的图表。
图3为表示关于实施例9、10、11、15、比较例3~4、参考例14~16的拉伸冲击强度与杨氏模量的关系的图表。
具体实施方式
以下,对本发明的烯烃嵌段聚合物的制造方法进行具体说明。
过渡金属化合物(A-X)
本发明中使用的过渡金属化合物(A-X)以下述通式(1-X)来表示。以下,对式(1-X)所示的过渡金属化合物(A-X)进行说明。
【化3】
(式中,n为1、2或3,MX表示钛原子、锆原子或铪原子。
RX1~RX8分别独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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、取代甲硅烷基或成环碳原子数为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可以分别具有取代基。
RX1与RX2、RX2与RX3、RX3与RX4、RX5与RX6、RX6与RX7、RX7与RX8可以分别相互连结而形成环,这些环可以具有取代基,这与上述RX1~RX8的定义无关。
XX分别独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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可以分别具有取代基。
XX彼此可以相互连结而形成环。
EX表示中性的路易斯碱。在具有多个EX时,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、成环碳原子数为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、取代甲硅烷基或成环碳原子数为3~20的杂环式化合物残基,更优选分别独立地为卤素原子、碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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、取代甲硅烷基或成环碳原子数为3~20的杂环式化合物残基,关于RX1和RX5,特别优选使RX1与RX5相同且为碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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优选分别独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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、取代甲硅烷基或成环碳原子数为3~20的杂环式化合物残基,更优选分别独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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卤素原子、碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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,特别优选使RX3与RX7相同且为碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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,最优选使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可以分别具有取代基。
作为RX1~RX8中的卤素原子,可列举例如氟原子、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,可列举例如全氟甲基、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成环碳原子数为3~10的环烷基,可列举例如环丙基、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-金刚烷基等成环碳原子数为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-金刚烷基等成环碳原子数为6~10的环烷基。
进而,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,若成环的基团为1-金刚烷基,则为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,可列举例如乙烯基、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,可列举例如乙炔基、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,可列举例如苄基、(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、甲基双(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、甲基双(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,可列举例如苯基、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,可列举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、甲基双(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;甲基双(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,可列举例如全氟甲氧基、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,可列举例如苯氧基、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,可列举例如苄氧基、(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,更优选为苄氧基。
作为RX1~RX8中可以具有取代基的成环碳原子数为3~20的杂环式化合物残基,可列举例如噻吩基、呋喃基、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、呋喃基、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。
RX1与RX2、RX2与RX3、RX3与RX4、RX5与RX6、RX6与RX7、RX7与RX8可以分别相互连结而形成环,该环可以具有取代基,优选为式(1-X)中所示的包含苯环上的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,这与上述RX1~RX8的定义无关。
作为该环,具体而言,可列举环丁烯环、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和/或RX5与RX6连结而成的环戊烯环、环己烯环、苯环或萘环。
2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、成环碳原子数为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、成环碳原子数为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中作为取代甲硅烷基所说明的基团中的碳原子数1~20的基团相同。
作为XX中的碳原子数1~20的取代氨基,可列举例如二甲基氨基、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,可列举例如苯硫基(thiophenoxy)、2,3,4-三甲基苯硫基、2,3,5-三甲基苯硫基、2,3,6-三甲基苯硫基、2,4,6-三甲基苯硫基、3,4,5-三甲基苯硫基、2,3,4,5-四甲基苯硫基、2,3,4,6-四甲基苯硫基、2,3,5,6-四甲基苯氧基、五甲基苯氧基、2-氟苯硫基、3-氟苯硫基、4-氟苯氧基、五氟苯硫基、2-三氟甲基苯硫基、3-三氟甲基苯硫基、4-三氟甲基苯硫基、2,3-二氟苯硫基、2,4-氟苯硫基、2,5-二氟苯硫基、2-氯苯硫基、2,3-二氯苯硫基、2,4-二氯苯硫基、2,5-二氯苯硫基、2-溴苯硫基、3-溴苯硫基、4-溴苯硫基、2,3-二溴苯硫基、2,4-二溴苯硫基及2,5-二溴苯硫基等碳原子数6~12的烃基硫醇基,优选为苯硫基、2,4,6-三甲基苯硫基、3,4,5-三甲基苯硫基、2,3,4,5-四甲基苯硫基、2,3,4,6-四甲基苯硫基、2,3,5,6-四甲基苯硫基、五甲基苯硫基或五氟苯硫基。
作为XX中的碳原子数1~20的羧酸酯基,可列举例如乙酸酯基、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可以分别具有取代基。
XX彼此可以相互连结而形成环,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,可列举醚类、胺类或硫醚类等,具体而言,可列举四氢呋喃、二乙基醚、1,4-二噁烷或吡啶。作为EX,优选为四氢呋喃。
下标x表示EX的个数,下标x为0、1或2,优选为0或1,进一步优选为0。在具有多个EX时,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连结而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彼此连结而形成的环可以具有的取代基,可列举例如氟原子、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-X)所示的过渡金属化合物(A-X)的具体例,可列举下述的化合物。
【化4】
【化5】
【化6】
【化7】
【化8】
此外,除这些化合物外,作为过渡金属化合物(A-X)的例子,还可列举将与上述各个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。
进而,作为过渡金属化合物(A-X)的例子,还可列举将上述各个化合物中的钛原子变更为锆原子或铪原子后的化合物。
进而,作为过渡金属化合物(A-X)的例子,还可列举将上述各个化合物中的相当于上述通式(1-X)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。
进而,作为过渡金属化合物(A-X)的例子,还可列举将对上述各个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置换后的化合物。
作为过渡金属化合物(A-X),可优选列举下述的化合物。
【化9】
【化10】
此外,除这些化合物外,还可列举将与上述各个化合物的钛原子直接键合的2个苄基变更为氯原子或甲基后的化合物。
进而,还可列举将上述各个化合物中的钛原子变更为锆原子或铪原子后的化合物。
进而,还可列举将上述各个化合物中的相当于上述通式(1-X)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。
进而,还可列举将对上述各个化合物的硫原子进行交联的环辛烷环用环庚烷环置换后的化合物。
作为过渡金属化合物(A-X),可进一步优选列举下述的化合物。
【化11】
此外,除这些化合物外,还可列举将与上述各个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。
进而,还可列举将上述各个化合物中的钛原子变更为锆原子或铪原子后的化合物。
进而,还可列举将上述各个化合物中的相当于上述通式(1-X)中的化合物的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(A-X),可特别优选列举下述的化合物。
【化12】
此外,除这些化合物外,还可列举将与上述各个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。
进而,还可列举将上述各个化合物中的钛原子变更为锆原子或铪原子后的化合物。
进而,还可列举将上述各个化合物中的相当于上述通式(1-X)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(A-X)例如可以通过参考文献:Journal of AmericanChemical Society,2009,Volume131,13566-13567中记载的方法来合成。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)”)为起始原料并利用下述方案1的方法来制造通式(1-X)所示的过渡金属化合物(A-X)。另外,通式(2)中的RX1~RX8及n与通式(1-X)中的RX1~RX8及n相同。方案1中的EX与通式(1-X)中的EX相同,在反应体系内可以存在EX也可以不存在EX,在不存在EX时,表示EX的个数的下标x为0。
【化13】
通式(3)中的MX及XX与通式(1-X)中的MX及XX相同。作为MX XX 4,可列举例如Ti(CH2Ph)4、TiCl2(CH2Ph)2、Ti(CH2SiMe3)4、TiF4、TiCl4、TiBr4、TiT4、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-X)可以通过直接使化合物(2)与化合物(3)反应来形成,也可以通过使化合物(2)与碱进行反应后再与化合物(3)反应来形成。这些反应通常在溶剂中进行。作为所用的碱,可列举例如有机锂试剂、Grignard试剂及金属氢化物,具体而言,可列举正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、二异丙基酰胺锂、六甲基二硅氮烷锂、六甲基二硅氮烷钾、氢化钠或氢化钾,优选为正丁基锂、二异丙基酰胺锂、六甲基二硅氮烷钾、氢化钠或氢化钾。
使化合物(2)与碱反应而得到的化合物、过渡金属化合物(A-X)及化合物(3)通常对空气及湿气不稳定,因此反应优选在脱水脱氧下进行。具体而言,反应优选在干燥氮气或干燥氩气下进行。
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。此外,在反应的过程中残留化合物(2)时,可以在反应的途中追加化合物(3)。
使化合物(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。
使化合物(2)与碱反应的温度通常为-100℃~150℃,优选为-80℃~50℃。
使化合物(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)与碱反应所生成的化合物、与化合物(3)反应的温度通常为-100℃~150℃,优选为-80℃~50℃。
化合物(2)与碱反应所生成的化合物、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通常使用的溶剂,则没有特别限制,可列举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,Volume131,13566-13567中记载的方法来合成。具体而言,可以利用下述方案2中记载的方法来制造。以下,对方案2中记载的各工序进行详细说明。另外,将下述通式(4)~(7)所示的化合物分别称为“化合物(4)~(7)”。
【化14】
方案2的各化合物中的RX1~RX8及n与通式(1-X)中的RX1~RX8及n相同。
X’表示阴离子性离去基团,可列举例如卤素原子、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]
可以在碱存在下使1.0~4.0当量、优选1.0~1.5当量的化合物(5)与化合物(4)进行反应来合成化合物(6)。
作为碱,可列举碳酸钾、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。优选在氦气、氩气或氮气气氛下进行,更优选在氮气或氩气气氛下进行。
反应结束后,可以对化合物(6)进行精制。作为精制方法,例如可列举如下方法: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,接着,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。进而还可以利用蒸馏、重结晶或硅胶色谱等精制操作来提高化合物(6)的纯度。
[步骤2]
可以在碱存在下使1.0~4.0当量、优选1.0~1.5当量的化合物(7)与化合物(6)进行反应来合成化合物(2)。
作为碱,可列举碳酸钾、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。优选在氦气、氩气或氮气气氛下进行,更优选在氮气或氩气气氛下进行。
反应结束后,可以对化合物(2)进行精制。作为精制方法,例如可列举如下方法: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,接着,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。进而还可以利用蒸馏、重结晶或硅胶色谱等精制操作来提高化合物(2)的纯度。
也可以通过控制[步骤1]的反应条件来使在反应器内生成的化合物(6)与化合物(7)进行反应而得到化合物(2)。
在RX1与RX5相同、RX2与RX6相同、RX3与RX7相同且RX4与RX8相同时,可以通过在碱存在下使化合物(5)、化合物(7)及化合物(4)按照化合物(5)与化合物(7)的总和相对于化合物(4)为2.0~8.0当量、优选2.0~4.0当量的量进行反应来合成化合物(2)。
作为化合物(2)的具体例,可列举下述的化合物。
【化15】
【化16】
【化17】
【化18】
此外,除此这些化合物外,作为化合物(2)的例子,还可列举将上述各个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。
进而,作为化合物(2)的例子,还可列举将对上述各个化合物的硫原子间进行交联的环辛烷环用环庚烷环或环己烷环置换后的化合物。
作为化合物(5)及化合物(7)的具体例,可列举下述的化合物。
【化19】
【化20】
此外,除此这些化合物外,作为化合物(5)及化合物(7)的例子,还可列举将上述各个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。
过渡金属化合物(A-Y)
本发明中使用的过渡金属化合物(A-Y)为含有1个或多个过渡金属原子、以及选自π电子共轭系阴离子性基团、非共轭系阴离子性基团、中性路易斯碱性配体中的1个或多个基团·配体的下述通式(1-Y)所示的过渡金属化合物,其中,从除上述通式(1-X)所示的过渡金属化合物外的过渡金属化合物的组中进行选择。
作为例子,包括具有以茂金属、单茂金属(half-metallocene)或杂原子作为配位元素的多齿螯合物型基团的过渡金属化合物等。以下,对式(1-Y)所示的过渡金属化合物进行说明。
【化21】
(MLaXbEc)n...(1-Y)
M表示元素周期表的第4族~第11族的过渡金属原子,在n为2以上时,M可以相互相同也可以不同。其中,优选为选自第4族~第10族的过渡金属原子,更优选为选自第4族、第5族、第6族、第8族、第9族、第10族的过渡金属原子,进一步优选为选自第4族、第6族、第8族、第10族的过渡金属原子,最优选为选自第4族的过渡金属原子。
L为含有不包括氢原子的多达70个原子、且经由共轭系π电子与M键合的π电子共轭系阴离子性基团,在a为2以上时,L可以相互相同也可以不同。
X为含有不包括氢原子的多达70个原子的非共轭系阴离子性基团,在b为2以上时,X可以相互相同也可以不同。
E为含有不包括氢原子的多达70个原子、且经由1个以上的非共价电子对与M键合的中性路易斯碱性配体,在c为2以上时,E可以相互相同也可以不同。
a为0~6的整数,b为0~8的整数,c为0~9的整数,n为1~4的整数。此外,在M、L、X的价数分别为me、le、xe时,满足me=le×a+xe×b的关系。此外,L、X、E中的2个以上可以相互连结而形成环,进而在a为2以上时,L彼此可以相互连结而形成环,在b为2以上时,X彼此可以相互连结而形成环,在c为2以上时,E彼此可以相互连结而形成环,在n为2以上时,L彼此、X彼此、E彼此可以相互连结而形成环。
π电子共轭系阴离子性基团只要是经由共轭系π电子与M键合的阴离子性基团,则何种π电子共轭系阴离子性基团均可,例如包括环戊二烯基、茚基、芴基、四氢茚基、四氢芴基、八氢芴基、戊二烯基、环己二烯基、二氢蒽基、六氢蒽基、十氢蒽基、磷杂环戊二烯基(phosphole)及硼杂次苄基(boratabenzyl);以及它们的衍生物、尤其是它们的C1-10烃基取代或三(C1-10烃基)甲硅烷基取代衍生物。其中,优选为环戊二烯基、五甲基环戊二烯基、四甲基环戊二烯基、四甲基三甲基甲硅烷基环戊二烯基、茚基、四氢茚基、2,3-二甲基茚基、2-甲基茚基、2-甲基-4-苯基茚基、芴基、四氢芴基、八氢芴基。
作为非共轭系阴离子性基团的例子,可列举氢原子、氧原子、硫原子、卤素原子、含硼基团、含铝基团、含镓基团、含碳基团、含硅基团、含锗基团、含锡基团、含氮基团、含磷基团、含氧基团、含硫基团、含硒基团、含卤素基团及杂环式化合物残基等。
卤素原子为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,优选为氯原子。
含硼基团为含有1~5个硼原子的基团,可优选列举氢硼基或者氢硼基的氢原子的一部分或全部被如下基团中的任一种或多种取代后的基团,所述基团为卤素原子、含氮基团、含氧基团、烃基、或该烃基的氢原子的一部分或全部被卤素原子、含氮基团、含氧基团中的任一种或多种取代后的基团。
作为含铝基团,优选为将所述含硼基团的硼原子置换为铝原子后的基团,此外,作为含镓基团,优选为将所述含硼基团的硼原子置换为镓原子后的基团。
作为含碳基团,可列举烃基或者烃基的氢原子的一部或全部被卤素原子、含硼基团、含铝基团、含镓基团、含硅基团、含锗基团、含锡基团、含氮基团、含磷基团、含氧基团、含硫基团、含硒基团、含卤素基团、杂环式化合物残基中的任一种或多种取代后的基团。
作为烃基,具体而言,可列举: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1~30、优选1~20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3~30、优选3~20的环状烷基;苯基、萘基、蒽基、菲基、联苯基、三联苯基等碳原子数6~30、优选6~20的芳(aryl)基;乙烯基、烯丙(allyl)基、异丙烯基等碳原子数2~30、优选2~20的直链状或支链状的烯基;乙炔基、炔丙基等碳原子数2~30、优选2~20的直链状或支链状的炔基;以及上述烃基的氢原子的一部分或全部可以被其它烃基取代的例如苄基、异丙苯基等芳烷基,甲苯基、异丙基苯基、叔丁基苯基、二甲基苯基、二叔丁基苯基等烷基取代芳基等。
含硅基团为含有1~5个硅原子的基团,优选为:甲基甲硅烷基、二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙基甲硅烷基、二乙基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、二苯基甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基、二甲基叔丁基甲硅烷基、二甲基(五氟苯基)甲硅烷基等烃基取代甲硅烷基;三甲基甲硅烷基氧基等烃基取代甲硅烷基氧基;三甲基甲硅烷基甲基等烃基取代甲硅烷基烷基;三甲基甲硅烷基苯基等烃基取代甲硅烷基芳基。
作为含锗基团,优选为将所述含硅基团的硅原子置换为锗原子后的基团,此外,作为含锡基团,为将上述含硅基团的硅原子置换为锡原子后的基团。
含氮基团为含有1~5个氮原子的基团,优选为:氨基、甲基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二环己基氨基、苄基氨基、异丙苯基氨基等烷基氨基;苯基氨基、二苯基氨基、二甲苯基氨基、二萘基氨基、甲基苯基氨基等芳基氨基;苄基氨基、异丙苯基氨基等芳烷基氨基;亚氨基、酰胺基、酰亚胺基、肼基、亚肼基(hydrazono group)、硝基、亚硝基、氰基、异氰基、氰酸酯基、脒基、重氮基等。
含磷基团为含有1~5个磷原子的基团,优选为膦基(phosphidogroup)、磷酰基、硫代磷酰基、磷酸基(phosphato group)等。
含氧基团为含有1~5个氧原子的基团,优选为:羟基、甲氧基、乙氧基、苯基甲氧基、苯基乙氧基等烷氧基;苯氧基、甲基苯氧基、二甲基苯氧基、萘氧基等芳氧基;酰基、酯基、羧基、羧酸基、碳酸酯基、羧酸酐基、过氧基等。
含硫基团为含有1~5个硫原子的基团,优选为巯基、烷基硫基、芳基硫基、硫代酰基、硫代酯基、二硫代酯基、硫醚基、硫代氰酸酯基、异硫代氰酸酯基、磺酸酯基、磺酰胺基、硫代羧基、二硫代羧基、磺基、磺酰基、亚磺酰基、硫基(sulfenyl)等。
作为含硒基团,优选为将上述含硫基团的硫原子置换为硒原子后的基团。
作为含卤素基团,优选为:PF6、BF4等含氟基团;ClO4、SbCl6等含氯基团;IO4等含碘基团。
作为杂环式化合物残基,优选为:吡咯、吡啶、嘧啶、喹啉、三嗪等含氮化合物;呋喃、吡喃等含氧化合物;噻吩等含硫化合物等的残基;以及这些杂环式化合物残基被碳原子数1~30、优选1~20的烷基、烷氧基等基团进一步取代后的基团等。
中性路易斯碱性配体只要是经由1个以上的非共价电子对与M键合的中性配体,则何种中性路易斯碱性配体均可,例如为:二甲基醚、二乙基醚、二异丙基醚、四氢呋喃、二甲氧基乙烷、呋喃、二噁烷、二甲基呋喃、苯甲醚、二苯基醚、甲基叔丁基醚等链状或环状的饱和或不饱和醚类;乙醛、丙醛、正丁醛、苯甲醛、对甲苯醛、对硝基苯甲醛、苯乙醛等链状或环状的饱和或不饱和醛类;丙酮、甲基乙基酮、甲基正丙基酮、苯乙酮、二苯甲酮、正苯丁酮(butyrophenon)、苄基甲基酮等链状或环状的饱和或不饱和酮类;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸苄酯、乙酸苯酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、硬脂酸乙酯、苯甲酸乙酯等链状或环状的饱和或不饱和酯类;乙酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐等链状或环状的饱和或不饱和酸酐类;甲酰胺、乙酰胺、苯甲酰胺、正戊酰胺、硬脂酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基丙酰胺、N,N-二甲基正丁酰胺等链状或环状的饱和或不饱和酰胺类;琥珀酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺等链状或环状的饱和或不饱和酰亚胺类;三甲基胺、三乙基胺、三苯基胺、二甲基胺、N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、苯胺、N,N-二甲基苯胺、吡咯烷、哌啶、吗啉等链状或环状的饱和或不饱和胺类;甲亚胺、乙亚胺、苯基甲亚胺、N-甲基甲亚胺等链状或环状的饱和或不饱和亚胺类;吡啶、α-甲基吡啶、β-甲基吡啶、喹啉、异喹啉、2-甲基吡啶、吡咯、噁唑、咪唑、吡唑、吲哚等含氮杂环式化合物类;二甲基硫醚、甲基苯基硫醚、二苯基硫醚等硫醚类;二甲基亚砜、甲基苯基亚砜、二苯基亚砜等亚砜类;二甲基砜、甲基苯基砜、二苯基砜等砜类;噻吩、噻唑等含硫杂环式化合物类;三甲基膦、三乙基膦、三苯基膦等膦类;亚磷酸三甲基酯、亚磷酸三苯基酯等亚磷酸酯类;三甲基氧膦、三苯基氧膦等氧膦类;乙腈、苯甲腈等饱和或不饱和腈类;一氧化碳、二氧化碳等无机化合物类;氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙等无机盐类。
本发明中使用的形成聚合催化剂(Y)的过渡金属化合物(A-Y)优选选自下述通式(1-Y-1)、(1-Y-2)、(1-Y-3)、(1-Y-4)、(1-Y-5)、(1-Y-6)、(1-Y-7)及(1-Y-8)所示的过渡金属化合物。以下,对式(1-Y-1)、(1-Y-2)、(1-Y-3)、(1-Y-4)、(1-Y-5)、(1-Y-6)、(1-Y-7)及(1-Y-8)所示的过渡金属化合物进行说明。
【化22】
通式(1-Y-1)中,M、X、b分别表示与上述式(1-Y)同样的含义,作为M,优选为第4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子或铪原子,特别优选为铪原子。
R1表示含有不包括氢原子的1~30个原子的烃基,具体而言,可列举例如:甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基、壬基、十二烷基、二十烷基等烷基;环戊基、环己基、降冰片基、金刚烷基等碳原子数为3~30的环烷基;苄基、苯基乙基、苯基丙基等芳烷基;苯基、甲苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、异丙基苯基、二异丙基苯基、三异丙基苯基、叔丁基苯基、二叔丁基苯基、三叔丁基苯基、联苯基、萘基、甲基萘基、蒽基、菲基等芳基等。此外,这些烃基还包括卤代烃基,具体而言,这些烃基还包括碳原子数1~20的烃基的至少一个氢被卤素原子取代后的基团。
T1表示含有不包括氢原子的1~40个原子的二价交联基,优选为含有不包括氢原子的1~20个原子的交联基,更优选为被1个或2个碳原子数1~20的烃基取代后的亚甲基或亚甲硅烷基。具体而言,可列举例如被1个或2个如下基团取代后的亚甲基或亚甲硅烷基,所述基团为:甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基、壬基、十二烷基等烷基;环戊基、环己基、降冰片基、金刚烷基等碳原子数为3~20的环烷基;苄基、苯基乙基、苯基丙基等芳烷基;苯基、甲苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、异丙基苯基、二异丙基苯基、三异丙基苯基、叔丁基苯基、二叔丁基苯基、三叔丁基苯基、联苯基、萘基、甲基萘基、蒽基、菲基等芳基。其中,优选被1个碳原子数6~20的芳基取代后的亚甲基或亚甲硅烷基,更优选为被1个取代苯基或稠多环式芳基取代后的亚甲基或亚甲硅烷基。
E1表示具有路易斯碱性的碳原子数5~40的杂环式化合物残基,可列举吡啶-2-基、嘧啶-2-基、喹啉-2-基、异喹啉-2-基、咪唑-2-基、呋喃-2-基、1,4-二噁英-2-基、1,4-二噁烷-2-基、吡喃-2-基、噻吩-2-基等,优选为吡啶-2-基、取代吡啶-2-基或它们的二价衍生物。
作为上述通式(1-Y-1)所示的过渡金属化合物,优选下述通式(1-Y-1a)所示的化合物。
【化23】
通式(1-Y-1a)中,M、X、R1、T1、b分别表示与上述通式(1-Y-1)同样的含义,作为R1,优选为苯基、甲苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、异丙基苯基、二异丙基苯基、三异丙基苯基、叔丁基苯基、二叔丁基苯基、三叔丁基苯基、联苯基、萘基、甲基萘基、蒽基、菲基等碳原子数6~20的芳基。
R2~R4表示氢原子、卤素原子、甲硅烷基、碳原子数为1~20个的烃基或该烃基的氢原子被含杂原子基团取代后的基团,优选为氢原子或碳原子数1~4的烷基。
R5表示甲硅烷基、碳原子数为1~20个的烃基或该烃基的氢原子被含杂原子基团取代后的基团,优选为碳原子数6~20的芳基。此外,R2~R5的基团可以通过邻接的基团彼此相互键合来形成稠环衍生物。
进而,作为上述通式(1-Y-1a)所示的过渡金属化合物,更优选为下述通式(1-Y-1b)所示的化合物。
【化24】
通式(1-Y-1b)中,M、X、R2~R3、T1、b分别表示与上述通式(1-Y-1a)同样的含义,作为R5,优选为苯基、甲苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、异丙基苯基、二异丙基苯基、三异丙基苯基、叔丁基苯基、二叔丁基苯基、三叔丁基苯基、联苯基、萘基、甲基萘基、蒽基、菲基等碳原子数6~20的芳基。
作为2价的交联基团T1,优选为-CR6R7-、-SiR6R7-,进一步优选为-CR6R7-。
R6及R7分别独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的烷基或芳基,优选使R6及R7的一方为氢原子且另一方为碳原子数6~20的芳基。
Ra分别独立地为碳原子数1~4的烷基,优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基,d为1~5。
作为被Ra取代后的芳基,优选为2,4,6-三甲基苯基、2,4,6-三乙基苯基、2,4,6-三异丙基苯基、2,4,6-三叔丁基苯基、2,6-二甲基苯基、2,6-二乙基苯基、2,6-二异丙基苯基、2,6-二叔丁基苯基。
进而,作为上述通式(1-Y-1b)所示的过渡金属化合物,更优选下述通式(1-Y-1c)所示的化合物。
【化25】
通式(1-Y-1c)中,X表示与上述通式(1-Y-1b)同样的含义,优选为卤素原子、N,N-二甲基酰胺基或碳原子数1~4的烷基,进一步优选为甲基。
Rb及Rc为氢原子、卤素原子、碳原子数1~6的烷基或碳原子数6~20的芳基,可以根据情况而使2个邻接的Rb彼此及Rc彼此键合而形成稠环衍生物,且e为1~4、f为1~5。
作为被Rb取代后的亚苯基,优选为5-甲基亚苯基、5-乙基亚苯基、5-异丙基亚苯基、5-环己基亚苯基,此外,作为通过Rb彼此键合而形成的稠环衍生物,优选为萘基、蒽基、菲基。
作为被Rc取代后的苯基,优选为2,4,6-三甲基苯基、2,4,6-三乙基苯基、2,4,6-三异丙基苯基、2,4,6-三环己基苯基、2,6-二甲基苯基、2,6-二乙基苯基、2,6-二异丙基苯基、2,6-二环己基苯基、2-甲基苯基、2-乙基苯基、2-异丙基苯基、2-环己基苯基,此外,作为通过Rc彼此键合而形成的稠环衍生物,优选为萘基、蒽基、菲基。
进而,作为上述通式(1-Y-1c)所示的过渡金属化合物,更优选下述通式(1-Y-1d)、(1-Y-1e)所示的化合物。
【化26】
通式(1-Y-1d)、(1-Y-1e)中,X表示与上述通式(1-Y-1c)同样的含义,优选为卤素原子、N,N-二甲基酰胺基或碳原子数1~4的烷基,更优选为甲基。
R8为碳原子数1~6的烷基或环烷基,优选为甲基、异丙基、叔丁基或环己基。
以下示出通式(1-Y-1)所示的过渡金属化合物(A-Y)的具体结构,但并不限定于此。
【化27】
【化28】
【化29】
【化30】
此外,还同样可列举:将上述化合物的铪原子变更为锆原子或钛原子后的化合物;将上述化合物的氯化物变更为溴化物、碘化物、氢化物、甲基、苄基、甲醇盐、异丙醇盐、正丁醇盐、苯酚盐、苄醚(benzyl oxide)、二甲基酰胺或二乙基酰胺后的化合物。
上述通式(1-Y-1)所示的过渡金属化合物(A-Y)可以利用美国专利申请公开第2004/0220050号说明书中记载的方法来制造。
【化31】
通式(1-Y-2)中,M、X、a、b分别表示与上述通式(1-Y)同样的含义。作为M,优选为元素周期表的第4族或第5族的过渡金属原子,更优选为第4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子、铪原子,特别优选为锆原子及铪原子。
G为氧原子、硫原子、硒原子或具有取代基Rd的含氮基团(-NRd-),优选为氧原子及硫原子,进一步优选为氧原子。此外,在a为2以上时,G彼此可以相互相同也可以不同。
T2为氮原子或具有取代基Re的含碳基团(-CRe=),优选为含碳基团(在此,“-”及“=”分别表示单键、双键。以下同义。)。此外,在a为2以上时,T2彼此可以相互相同也可以不同。
R9~R11、G所含的Rd、T2所含Re可列举与上述通式(1-Y)中的X同样的例子。R9~R11、Rd、Re可以相互相同也可以不同,在a为2以上时,R9彼此、R10彼此、R11彼此、Rd彼此、Re彼此可以相互相同也可以不同。此外,R10、R11、Rd、Re中的2个以上可以相互连结而形成环,在a为2以上时,R9~R11、Rd、Re中的1个基团可以与其它配体所含的R9~R11、Rd、Re中的1个基团连结。
作为R9~R11、Rd、Re,优选为氢原子、卤素原子、含碳基团、含硅基团、含氮基团、含氧基团、杂环式化合物残基,进一步优选为: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1~30、优选1~20的直链状或支链状的烷基,苯基、萘基、联苯基、三联苯基、菲基、蒽基等碳原子数6~30、优选6~20的芳基等烃基;这些烃基中的氢原子的一部分或全部被卤素原子取代后的卤代烃基及全卤代烃基;以及三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等烃基取代甲硅烷基。
作为上述通式(1-Y-2)所示的过渡金属化合物,可优选使用下述通式(1-Y-2a)所示的化合物。
【化32】
通式(1-Y-2a)中,M、X、T2、R9分别表示与上述通式(1-Y-2)同样的含义。作为M,优选为元素周期表的第4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子、铪原子,特别优选为锆原子及铪原子。
作为X,优选为卤素原子、甲基、新戊基、苄基、三烷基甲硅烷基甲基、烷氧基、芳氧基、N,N-二烷基酰胺基。
R12~R15可列举与上述通式(1-Y)中的X同样的例子。R9、R12~R15、T2所含的Re可以相互相同也可以不同,R9彼此、R12彼此、R13彼此、R14彼此、R15彼此、Re彼此可以相互相同也可以不同。此外,R12~R15、Re中的2个以上可以相互连结而形成环,R9、R12~R15、Re中的1个基团可以与其它配体所含的R9、R12~R15、Re中的1个基团连结。
作为R9、R12~R15、Re,优选为氢原子、卤素原子、含碳基团、含硅基团、含氮基团、含氧基团、杂环式化合物残基,进一步优选为: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1~30、优选1~20的直链状或支链状的烷基,苯基、萘基、联苯基、三联苯基、菲基、蒽基等碳原子数6~30、优选6~20的芳基等烃基;这些烃基中的氢原子的一部分或全部被卤素原子取代后的卤代烃基及全卤代烃基;以及三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等烃基取代甲硅烷基。
作为上述通式(1-Y-2)所示的过渡金属化合物,可优选使用下述通式(1-Y-2b)所示的化合物。
【化33】
通式(1-Y-2b)中,M、X、T2分别表示与上述通式(1-Y-2)同样的含义。作为M,优选为元素周期表的等4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子、铪原子,特别优选为锆原子及铪原子。
作为X,优选为卤素原子、甲基、新戊基、苄基、三烷基甲硅烷基甲基、烷氧基、芳氧基、N,N-二烷基酰胺基。
T3 g表示上述通式(1-Y-2a)的R9彼此相互连结而成的2价交联基团,T3表示-CRf 2-、-SiRf 2-、-NRf-、-PRf-、-P(O)Rf-、-O-、-S-、-S(O)-或-SO2-,优选为-CRf 2-、-SiRf 2-,进一步优选为-CRf 2-。在T3包含杂原子时,T3的杂原子可以直接与M配位键合。g为1~7的整数,优选为2~5。此外,在g为2以上时,T3彼此可以相互相同也可以不同。
T3所含的Rf可列举与上述通式(1-Y)中的X同样的例子。在存在多个Rf时,Rf彼此可以相互相同也可以不同,Rf彼此可以相互连结而形成环。
R12~R15表示与上述通式(1-Y-2a)同样的含义。R12~R15、T2所含的Re、T3所含的Rf可以相互相同也可以不同,R12彼此、R13彼此、R14彼此、R15彼此、Re彼此可以相互相同也可以不同,此外,R12~R15、Re、Rf中的2个以上可以相互连结而形成环。
作为R12~R15、Re、Rf,优选为氢原子、卤素原子、含碳基团、含硅基团、含氮基团、含氧基团、杂环式化合物残基,进一步优选为: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1~30、优选1~20的直链状或支链状的烷基,苯基、萘基、联苯基、三联苯基、菲基、蒽基等碳原子数6~30、优选6~20的芳基等烃基;这些烃基中的氢原子的一部分或全部被卤素原子取代后的卤代烃基及全卤代烃基;以及三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等烃基取代甲硅烷基。
以下示出通式(1-Y-2)所示的过渡金属化合物(A-Y)的具体结构的例子,但并不限定于此。
【化34】
【化35】
【化36】
此外,还同样可列举:将上述化合物的锆原子变更为铪原子或钛原子后的化合物;将上述化合物的氯化物变更为溴化物、碘化物、氢化物、甲基、苄基、甲醇盐、异丙醇盐、正丁醇盐、苯酚盐、苄醚、二甲基酰胺或二乙基酰胺后的化合物。
上述通式(1-Y-2)所示的过渡金属化合物(A-Y)可以利用《J.Am.Chem.Soc.》Vol.123、6847(2001)中记载的方法来制造。
【化37】
通式(1-Y-3)中,M、X、G、R10、R11、a、b分别表示与上述通式(1-Y-2)同样的含义。作为M,优选为元素周期表的第4族或第5族的过渡金属原子,更优选为第4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子、铪原子,特别优选为锆原子及铪原子。
T4表示-CRg 2-、-C6Rg 4-、-SiRg 2-、-NRg-、-PRg-、-P(O)Rg-、-S-、-S(O)-或-SO2-,优选为-CRg 2-、-C6Rg 4-、-SiRg 2-,进一步优选为-CRg 2-。在T4包含杂原子时,T4的杂原子可以直接与M配位键合。
R10、R11、R16、G所含的Rd、T4所含的Rg可列举与上述通式(1-Y)中的X同样的例子。R10、R11、R16、Rd、Rg可以相互相同也可以不同,R16彼此可以相互相同也可以不同,在a为2以上时,R10彼此、R11彼此、Rd彼此、Rg彼此可以相互相同也可以不同。此外,R10、R11、Rd、Rg中的2个以上可以相互连结而形成环,在a为2以上时,R10、R11、R16、Rd、Rg中的1个基团可以与其它配体所含的R10、R11、R16、Rd、Rg中的1个基团连结。
作为R10、R11、R16、Rd、Rg,优选为氢原子、卤素原子、含碳基团、含硅基团、含氮基团、含氧基团、杂环式化合物残基,进一步优选为: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1~30、优选1~20的直链状或支链状的烷基;苯基、萘基、联苯基、三联苯基、菲基、蒽基等碳原子数6~30、优选6~20的芳基等烃基;这些烃基中的氢原子的一部分或全部被卤素原子取代后的卤代烃基及全卤代烃基;以及三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等烃基取代甲硅烷基。
作为上述通式(1-Y-3)所示的过渡金属化合物,可优选使用下述通式(1-Y-3a)所示的化合物。
【化38】
通式(1-Y-3a)中,M、X、T4、R16分别表示与上述通式(1-Y-3)同样的含义。作为M,优选为元素周期表的第4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子、铪原子,特别优选为锆原子及铪原子。
作为X,优选为卤素原子、甲基、新戊基、苄基、三烷基甲硅烷基甲基、烷氧基、芳氧基、N,N-二烷基酰胺基。
R12~R15表示与上述通式(1-Y-2a)同样的含义。R12~R15、R16、T4所含的Rg可以相互相同也可以不同,R12彼此、R13彼此、R14彼此、R15彼此、R16彼此、Rg彼此可以相互相同也可以不同。此外,R12~R15、Rg中的2个以上可以相互连结而形成环,R12~R15、R16、Rg中的1个基团可以与其它配体所含的R12~R15、R16、Rg中的1个基团连结。
作为R12~R15、R16、Rg,优选为氢原子、卤素原子、含碳基团、含硅基团、含氮基团、含氧基团、杂环式化合物残基,进一步优选为: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1~30、优选1~20的直链状或支链状的烷基,苯基、萘基、联苯基、三联苯基、菲基、蒽基等碳原子数6~30、优选6~20的芳基等烃基;这些烃基中的氢原子的一部分或全部被卤素原子取代后的卤代烃基及全卤代烃基;以及三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等烃基取代甲硅烷基。
作为上述通式(1-Y-3)所示的过渡金属化合物,可优选使用下述通式(1-Y-3b)所示的化合物。
【化39】
通式(1-Y-3b)中,M、X、T4、R16分别表示与上述通式(1-Y-3)同样的含义,T3、g表示与上述通式(1-Y-2b)同样的含义。作为M,优选为元素周期表的第4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子、铪原子,特别优选为锆原子及铪原子。
作为X,优选为卤素原子、甲基、新戊基、苄基、三烷基甲硅烷基甲基、烷氧基、芳氧基、N,N-二烷基酰胺基。
R12~R15表示与上述通式(1-Y-3a)同样的含义。R12~R15、R16、T3所含的Rf、T4所含的Rg可以相互相同也可以不同,R12彼此、R13彼此、R14彼此、R15彼此、R16彼此、Rg彼此可以相互相同也可以不同,在存在多个Rf时,Rf彼此可以相互相同也可以不同。此外,R12~R15、R16、Rf、Rg中的2个以上可以相互连结而形成环,在存在多个Rf时,2个以上的Rf彼此可以相互连结而形成环。
作为R12~R15、R16、Rf、Rg,优选为氢原子、卤素原子、含碳基团、含硅基团、含氮基团、含氧基团、杂环式化合物残基,进一步优选为: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1~30、优选1~20的直链状或支链状的烷基,苯基、萘基、联苯基、三联苯基、菲基、蒽基等碳原子数6~30、优选6~20的芳基等烃基;这些烃基中的氢原子的一部分或全部被卤素原子取代后的卤代烃基及全卤代烃基;以及三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等烃基取代甲硅烷基。
以下示出通式(1-Y-3)所示的过渡金属化合物(A-Y)的具体结构的例子,但并不限定于此。
【化40】
【化41】
【化42】
此外,还同样可列举:将上述化合物的锆原子变更为铪原子或钛原子后的化合物;将上述化合物的氯化物变更为溴化物、碘化物、氢化物、甲基、苄基、甲醇盐、异丙醇盐、正丁醇盐、苯酚盐、苄醚、二甲基酰胺或二乙基酰胺后的化合物。
上述通式(1-Y-3)所示的过渡金属化合物(A-Y)可以利用《Organometallics》、Vol.28、1391(2009)、《Macromolecules》、Vol.43、1689(2010)中记载的方法来制造。
【化43】
通式(1-Y-4)中,M、X、R12~R15分别表示与上述通式(1-Y-2a)同样的含义,T3、g分别表示与上述通式(1-Y-2b)同样的含义。作为M,优选为元素周期表的第4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子、铪原子,特别优选为锆原子及铪原子。此外,在g为2以上时,T3彼此可以相互相同也可以不同。
T5表示-CRh 2-、-C6Rh 4-、-SiRh 2-、-NRh-、-PRh-、-P(O)Rh-、-S-、-S(O)-或-SO2-,优选为-CRh 2-、-C6Rh 4-、-SiRh 2-,进一步优选为-C6Rh 4-。在T5包含杂原子时,T5的杂原子可以直接与M配位键合。此外,T5彼此可以相互相同也可以不同。
T5所含的Rh可列举与上述通式(1-Y)中的X同样的例子。
R12~R15表示与上述通式(1-Y-2a)同样的含义。R12~R15、T3所含的Rf、T5所含的Rh可以相互相同也可以不同,R12彼此、R13彼此、R14彼此、R15彼此、Rh彼此可以相互相同也可以不同,在存在多个Rf时,Rf彼此可以相互相同也可以不同。此外,R12~R15、Rf、Rh中的2个以上可以相互连结而形成环。
作为R12~R15、Rf、Rh,优选为氢原子、卤素原子、含碳基团、含硅基团、含氮基团、含氧基团、杂环式化合物残基,进一步优选为: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1~30、优选1~20的直链状或支链状的烷基,苯基、萘基、联苯基、三联苯基、菲基、蒽基等碳原子数6~30、优选6~20的芳基等烃基;这些烃基中的氢原子的一部分或全部被卤素原子取代后的卤代烃基及全卤代烃基;三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等烃基取代甲硅烷基;吡咯烷基、吡咯基、哌啶基、吡唑基、咪唑基、吲哚基、咔唑基等2~30、优选2~20的杂环式化合物残基;以及这些杂环式化合物残基中的氢原子的一部分或全部被烃基取代后的基团。
作为上述通式(1-Y-4)所示的过渡金属化合物,可优选使用下述通式(1-Y-4a)所示的化合物。
【化44】
通式(1-Y-4a)中,M、X、T3、g分别表示与上述通式(1-Y-4)同样的含义。作为M,优选为元素周期表的第4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子、铪原子,特别优选为锆原子及铪原子。在g为2以上时,T3彼此可以相互相同也可以不同。
作为X,优选为卤素原子、甲基、新戊基、苄基、三烷基甲硅烷基甲基、烷氧基、芳氧基、N,N-二烷基酰胺基。
R12~R15表示与上述通式(1-Y-4)同样的含义,R17~R20也表示与上述通式(1-Y-4)的R12~R15同样的含义。R12~R15、R17~R20、T3所含的Rf可以相互相同也可以不同,R12彼此、R13彼此、R14彼此、R15彼此、R17彼此、R18彼此、R19彼此、R20彼此可以相互相同也可以不同,在g为2以上时,Rf彼此可以相互相同也可以不同。此外,R12~R15、R17~R20、Rf中的2个以上可以相互连结而形成环,在g为2以上时,2个以上的Rf彼此可以相互连结而形成环。
作为R12~R15、R17~R20、Rf,优选为氢原子、卤素原子、含碳基团、含硅基团、含氮基团、含氧基团、杂环式化合物残基,进一步优选为: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1~30、优选1~20的直链状或支链状的烷基,苯基、萘基、联苯基、三联苯基、菲基、蒽基等碳原子数6~30、优选6~20的芳基等烃基;这些烃基中的氢原子的一部分或全部被卤素原子取代后的卤代烃基及全卤代烃基;三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等烃基取代甲硅烷基;吡咯烷基、吡咯基、哌啶基、吡唑基、咪唑基、吲哚基、咔唑基等2~30、优选2~20的杂环式化合物残基;以及这些杂环式化合物残基中的氢原子的一部分或全部被烃基取代后的基团。
作为上述通式(1-Y-4a)所示的过渡金属化合物,可优选使用下述通式(1-Y-4b)所示的化合物。
【化45】
通式(1-Y-4b)中,M、X、T3、g分别表示与上述通式(1-Y-4a)同样的含义。作为M,优选为元素周期表的第4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子、铪原子,特别优选为锆原子及铪原子。在g为2以上时,T3彼此可以相互相同也可以不同。
作为X,优选为卤素原子、甲基、新戊基、苄基、三烷基甲硅烷基甲基、烷氧基、芳氧基、N,N-二烷基酰胺基。
R13、R15、R18表示与上述通式(1-Y-4a)同样的含义。R13、R15、R18、T3所含的Rf可以相互相同也可以不同,R13彼此、R15彼此、R18彼此可以相互相同也可以不同,在g为2以上时,Rf彼此可以相互相同也可以不同。此外,R13、R15、R18、Rf中的2个以上可以相互连结而形成环,在g为2以上时,2个以上的Rf彼此可以相互连结而形成环。
作为R13、R15、R18、Rf,优选为氢原子、卤素原子、含碳基团、含硅基团、含氮基团、含氧基团、杂环式化合物残基,进一步优选为: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1~30、优选1~20的直链状或支链状的烷基,苯基、萘基、联苯基、三联苯基、菲基、蒽基等碳原子数6~30、优选6~20的芳基等烃基;这些烃基中的氢原子的一部分或全部被卤素原子取代后的卤代烃基及全卤代烃基;三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等烃基取代甲硅烷基;吡咯烷基、吡咯基、哌啶基、吡唑基、咪唑基、吲哚基、咔唑基等2~30、优选2~20的杂环式化合物残基;以及这些杂环式化合物残基中的氢原子的一部分或全部被烃基取代后的基团。
作为上述通式(1-Y-4b)所示的过渡金属化合物,可优选使用下述通式(1-Y-4c)所示的化合物。
【化46】
通式(1-Y-4c)中,X分别表示与上述通式(1-Y-4b)同样的含义,作为X,优选为卤素原子、甲基、新戊基、苄基、三烷基甲硅烷基甲基、烷氧基、芳氧基、N,N-二烷基酰胺基。
R21可列举与上述通式(1-Y)中的X同样的例子。R21可以相互相同也可以不同,此外,R21彼此可以相互连结而形成环。
作为R21,优选为氢原子、卤素原子、含碳基团、含硅基团、含氮基团、含氧基团、杂环式化合物残基,进一步优选为: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1~30、优选1~20的直链状或支链状的烷基,苯基、萘基、联苯基、三联苯基、菲基、蒽基等碳原子数6~30、优选6~20的芳基等烃基;这些烃基中的氢原子的一部分或全部被卤素原子取代后的卤代烃基及全卤代烃基;以及三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等烃基取代甲硅烷基。
以下示出通式(1-Y-4)所示的过渡金属化合物(A-Y)的具体结构的例子,但并不限定于此。
【化47】
【化48】
【化49】
此外,还同样可列举:将上述化合物的铪原子变更为锆原子或钛原子后的化合物;将上述化合物的氯化物变更为溴化物、碘化物、氢化物、甲基、苄基、甲醇盐、异丙醇盐、正丁醇盐、苯酚盐、苄醚、二甲基酰胺或二乙基酰胺后的化合物。
上述通式(1-Y-4)所示的过渡金属化合物(A-Y)可以利用美国专利第7,241,714号说明书中记载的方法来制造。
【化50】
通式(1-Y-5)中,M、X分别可列举与上述通式(1-Y)同样的例子,R22可列举与上述通式(1-Y)中的X同样的例子。
作为M,优选为元素周期表的第4族或第5族的过渡金属原子,更优选为第4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子、铪原子,特别优选为钛原子及锆原子。
作为X,优选为氢原子、卤素原子、含氧基团、含硫基团、含氮基团、含磷基团、烃基或含硅基团,这些基团为含有不包括氢的多达20个原子的基团,该烃基的氢原子的一部分或全部可以被卤素原子、含氧基团、含氮基团中的任一种或多种取代。
b为1~4的整数。此外,在b为2以上时,X彼此可以相互相同也可以不同,2个以上的X彼此可以相互连结而形成环。
作为R22,优选为氢原子、卤素原子、含氧基团、含硫基团、含氮基团、含磷基团、烃基或含硅基团,这些基团为含有不包括氢的多达20个原子的基团,该烃基的氢原子的一部分或全部可以被卤素原子、含氧基团、含氮基团中的任一种或多种取代。此外,R22分别可以相互相同也可以不同,邻接的2个R22彼此可以相互连结而形成环。
通过环戊二烯基环上的取代基R22彼此键合而形成的上述环可以包含芳香族环、脂肪族环或杂环等任意的环,优选为茚基环、芴基环、薁基环等,这些环上的氢原子的一部分或全部可以进一步被R22取代。
【化51】
通式(1-Y-6)中,M、X、R22分别表示与上述通式(1-Y-5)同样的含义。
作为M,优选为元素周期表的第4族或第5族的过渡金属原子,更优选为第4族的过渡金属原子,具体而言,为钛原子、锆原子、铪原子,特别优选为锆原子及铪原子。
作为X,优选为氢原子、卤素原子、含氧基团、含硫基团、含氮基团、含磷基团、烃基或含硅基团,这些基团为含有不包括氢的多达20个原子的基团,该烃基的氢原子的一部分或全部可以被卤素原子、含氧基团、含氮基团中的任一种或多种取代。
b为1~3的整数。此外,在b为2以上时,X彼此可以相互相同也可以不同,2个以上的X彼此可以相互连结而形成环。
作为R22,优选为氢原子、卤素原子、含氧基团、含氮基团、烃基或含硅基团,这些基团为含有不包括氢的多达20个原子的基团,该烃基的氢原子的一部分或全部可以被卤素原子、含氧基团、含氮基团中的任一种或多种取代。此外,R22分别可以相互相同也可以不同,邻接的2个R22彼此可以相互连结而形成环。
通过环戊二烯基环上的取代基R22彼此键合而形成的上述环可以包含芳香族环、脂肪族环或杂环等任意的环,优选为茚基环、芴基环、薁基环等,这些环上的氢原子的一部分或全部可以进一步被R22取代。
以下列举出上述通式(1-Y-6)的例子。
双(环戊二烯基)二氯化锆、双(甲基环戊二烯基)二氯化锆、双(正丁基环戊二烯基)二氯化锆、双(叔丁基环戊二烯基)二氯化锆、双(五甲基环戊二烯基)二氯化锆、双(茚基)二氯化锆、双(芴基)二氯化锆、
(环戊二烯基)(甲基环戊二烯基)二氯化锆、(环戊二烯基)(正丁基环戊二烯基)二氯化锆、(环戊二烯基)(叔丁基环戊二烯基)二氯化锆、(环戊二烯基)(五甲基环戊二烯基)二氯化锆、(环戊二烯基)(茚基)二氯化锆、(环戊二烯基)(芴基)二氯化锆
此外,还同样可列举:将上述化合物的锆原子变更为钛原子或铪原子后的化合物;将上述化合物的环戊二烯基变更为甲基环戊二烯基、正丁基环戊二烯基、叔丁基环戊二烯基、四甲基环戊二烯基、茚基或芴基后的化合物;将上述化合物的氯化物变更为溴化物、碘化物、氢化物、甲基、苯基、苄基、甲醇盐、正丁醇盐、异丙醇盐、苯酚盐、苄醚、二甲基酰胺或二乙基酰胺后的化合物。
上述通式(1-Y-5)及(1-Y-6)所示的过渡金属化合物(A-Y)可以利用日本特开平3-163088号公报、日本特开平3-188092号公报、日本特开平4-268307号公报、日本特开平6-206890号公报、日本特开平9-87313号公报中记载的方法来制造。
【化52】
通式(1-Y-7)中,M、X、b分别表示与上述通式(1-Y)同样的含义。作为M,优选为元素周期表的第8族或第9族的过渡金属原子,更优选为铁原子及钴原子,进一步优选为铁原子。
Z为氮原子、磷原子、氧原子、硫原子、具有取代基Rm的含氮基团(-NRm-)或具有取代基Rm的含磷基团(-PRm-),优选为氮原子、氧原子及硫原子,进一步优选为氮原子。
R23~R25、Z所含的Rm可列举与上述通式(1-Y)中的X同样的例子。R23~R25、Rm可以相互相同也可以不同,R23彼此、R24彼此、R25彼此可以相互相同也可以不同。此外,R23、R24、R25、Rm中的2个以上可以相互连结而形成环。
以下示出通式(1-Y-7)所示的过渡金属化合物(A-Y)的具体结构的例子,但并不限定于此。
【化53】
【化54】
【化55】
此外,还同样可列举:将上述化合物的铁原子变更为钌原子、锇原子、钴原子后的化合物;将上述化合物的氯化物变更为溴化物、碘化物、氢化物、甲基、苯基、苄基、甲醇盐、正丁醇盐、异丙醇盐、苯酚盐、苄醚、二甲基酰胺、二乙基酰胺、磺酸盐、六氟磷酸盐后的化合物。
上述通式(1-Y-7)所示的过渡金属化合物(A-Y)可以利用Small,B.L.;Brookhart,M.;Bennett,A.M.A.J.Am.Chem.Soc.1998,120,4049-4050.中记载的方法来制造。
【化56】
通式(1-Y-8)中,M、X、b分别表示与上述通式(1-Y)同样的含义。作为M,优选为元素周期表的第10族的过渡金属原子,更优选为镍原子、钯原子,进一步优选为镍原子。
R26、R27可相互独立地列举与上述通式(1-Y)中的X同样的例子。R26彼此、R27彼此可以相互相同也可以不同。此外,选自2个R26及2个R27中的2个以上可以相互连结而形成环。
以下示出通式(1-Y-8)所示的过渡金属化合物(A-Y)的具体结构的例子,但并不限定于此。
【化57】
【化58】
【化59】
此外,还同样可列举:将上述化合物的镍原子变更为钯原子、铂原子后的化合物;将上述化合物的氯化物变更为溴化物、碘化物、氢化物、甲基、苯基、苄基、甲醇盐、正丁醇盐、异丙醇盐、苯酚盐、苄醚、二甲基酰胺、二乙基酰胺、磺酸盐、六氟磷酸盐后的化合物。
上述通式(1-Y-8)所示的过渡金属化合物(A-Y)可以利用Ittel,S.D.;Johnson,L.K.;Brookhart,M.Chem.Rev.2000,100,1169-1204.中记载的方法来制造。
活化用助催化剂成分(B)
作为本发明中使用的活化用助催化剂成分(B),可列举选自以下所举出的有机铝氧化合物(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),可列举选自下述的化合物(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彼此及RB2彼此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,可列举: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)可以利用例如如下所述的方法来制造,通常以烃基溶剂的溶液的形式获得。
(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、氯化亚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氧化锡、二丁基氧化锡等有机锡氧化物进行反应的方法。
另外,该有机铝氧化合物(B-1)可以含有少量的有机铝成分。此外,可以在从该有机铝氧化合物的溶液中蒸馏除去溶剂或未反应有机铝化合物后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),可列举选自下述的化合物(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,可优选列举锂阳离子、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,可优选列举三苯基甲基阳离子。
EBH+表示布朗斯台德酸,可优选列举三烷基取代铵、N,N-二烷基苯胺、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。此外,RB3彼此、RB4彼此及RB5彼此可以相同也可以不同。
BRB4 4 -及BRB5 4 -表示硼酸盐阴离子,可列举四(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-双(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),可列举例如三(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-双(三氟甲基)苯基)硼烷、苯基双(五氟苯基)硼烷等。
作为通式QB+BRB4 4 -所示的硼酸盐化合物(B-2-2),可列举例如四(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’-双-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-双(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),可列举例如三乙基铵四(五氟苯基)硼酸盐、三丙基铵四(五氟苯基)硼酸盐、三(正丁基)铵四(五氟苯基)硼酸盐、三(正丁基)铵四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸盐、N,N-双-三甲基甲硅烷基苯胺四(五氟苯基)硼酸盐、N,N-二甲基苯胺四(五氟苯基)硼酸盐、N,N-二乙基苯胺四(五氟苯基)硼酸盐、N,N-2,4,6-五甲基苯胺四(五氟苯基)硼酸盐、N,N-双-三甲基甲硅烷基苯胺四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸盐、二异丙基铵四(五氟苯基)硼酸盐、二环己基铵四(五氟苯基)硼酸盐、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(双(三甲基甲硅烷基)苯基)鏻四(五氟苯基)硼酸盐等。
如上所述的有机硼化合物(B-2)可以组合使用两种以上,此外,也可以与上述有机铝氧化合物(B-1)并用。
<锌助催化剂成分(B-3)>
作为锌助催化剂成分(B-3),可列举:使下述的化合物(B-3a)及化合物(B-3b)接触而得到的锌助催化剂成分(B-3-1);或者使下述的化合物(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彼此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、亲电子性基团或含亲电子性基团的基团,RB7彼此及RB8彼此可以相同也可以不同。TB1及TB2分别独立地表示周期表的第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,可列举例如: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、双(环戊二烯基)锌等二烷基锌;二苯基锌、二萘基锌、双(五氟苯基)锌等二芳基锌;甲基氯化锌、乙基氯化锌、丙基氯化锌、正丁基氯化锌、异丁基氯化锌、正己基氯化锌、甲基溴化锌、乙基溴化锌、丙基溴化锌、正丁基溴化锌、异丁基溴化锌、正己基溴化锌、甲基碘化锌、乙基碘化锌、丙基碘化锌、正丁基碘化锌、异丁基碘化锌、正己基碘化锌等烷基卤化锌;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,可列举例如二(氟甲基)胺、二(氯甲基)胺、二(溴甲基)胺、二(碘甲基)胺、双(二氟甲基)胺、双(二氯甲基)胺、双(二溴甲基)胺、双(二碘甲基)胺、双(三氟甲基)胺、双(三氯甲基)胺、双(三溴甲基)胺、双(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、双(1,1-双(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙基)胺、双(1,1-双(三氯甲基)-2,2,2-三氯乙基)胺、双(1,1-双(三溴甲基)-2,2,2-三溴乙基)胺、双(1,1-双(三碘甲基)-2,2,2-三碘乙基)胺、双(2-氟苯基)胺、双(3-氟苯基)胺、双(4-氟苯基)胺、双(2-氯苯基)胺、双(3-氯苯基)胺、双(4-氯苯基)胺、双(2-溴苯基)胺、双(3-溴苯基)胺、双(4-溴苯基)胺、双(2-碘苯基)胺、双(3-碘苯基)胺、双(4-碘苯基)胺、双(2,6-二氟苯基)胺、双(3,5-二氟苯基)胺、双(2,6-二氯苯基)胺、双(3,5-二氯苯基)胺、双(2,6-二溴苯基)胺、双(3,5-二溴苯基)胺、双(2,6-二碘苯基)胺、双(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、双(五氟苯基)胺、双(五氯苯基)胺、双(五溴苯基)胺、双(五碘苯基)胺、双(2-(三氟甲基)苯基)胺、双(3-(三氟甲基)苯基)胺、双(4-(三氟甲基)苯基)胺、双(2,6-二(三氟甲基)苯基)胺、双(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、双(4-氰基苯基)胺、双(2-硝基苯基)胺、双(3-硝基苯基)胺、双(4-硝基苯基)胺等。此外,作为化合物(B-3b)的例子,还可列举将上述化合物中的氮原子置换为磷原子后的膦化合物。这些膦化合物为将上述的具体例的胺改写成膦所表示的化合物等。
作为化合物(B-3b)的醇类,可列举例如氟甲醇、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-双(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙醇、1,1-双(三氯甲基)-2,2,2-三氯乙醇、1,1-双(三溴甲基)-2,2,2-三溴乙醇、1,1-双(三碘甲基)-2,2,2-三碘乙醇等。此外,作为化合物(B-3b)的例子,还可列举将上述化合物中的氧原子置换为硫原子后的硫醇化合物。这些硫醇化合物为将上述的具体例的甲醇改写成甲硫醇、将乙醇改写成乙硫醇、将丙醇改写成丙硫醇所表示的化合物等。
作为化合物(B-3b)的酚类,可列举例如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-双(三氟甲基)苯酚、3,5-双(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。此外,作为化合物(B-3b)的例子,还可列举将上述化合物中的氧原子置换为硫原子后的苯硫酚化合物。这些苯硫酚化合物为将上述具体例的苯酚改写成苯硫酚所表示的化合物等。
作为化合物(B-3b)的羧酸类,可列举例如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-双(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙酸等。
作为化合物(B-3b)的磺酸类,可列举例如氟甲磺酸、二氟甲磺酸、三氟甲磺酸、五氟乙磺酸、七氟丙磺酸、1,1-双(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙磺酸等。
作为化合物(B-3b),优选:作为胺类,为双(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、双(1,1-双(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙基)胺或双(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-双(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-双(三氟甲基)苯酚、3,5-双(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,优选使化合物(B-3b)大于0摩尔且为100摩尔以下,更优选使化合物(B-3b)大于0摩尔且为20摩尔以下,进一步优选使化合物(B-3b)大于0摩尔且为10摩尔以下,特别优选使化合物(B-3b)大于0摩尔且为5摩尔以下,最优选使化合物(B-3b)大于0摩尔且为4摩尔以下。
以下,对在化合物(B-3a)为二乙基锌且化合物(B-3b)为卤代醇时锌助催化剂成分(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摩尔的量的卤代醇后,在90℃~120℃下搅拌10分钟~24小时。在减压下蒸馏除去挥发性物质后,在室温、减压下对残渣干燥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-双(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙基胺、1,1-双(三氯甲基)-2,2,2-三氯乙基胺、1,1-双(三溴甲基)-2,2,2-三溴乙基胺、1,1-双(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)接触的顺序并无特别限定,例如可以采用以下的(1)~(3)所举出的顺序。
(1)使(B-3a)与(B-3b)接触后再与(B-3c)接触的方法。
(2)使(B-3a)与(B-3c)接触后再与(B-3b)接触的方法。
(3)使(B-3b)与(B-3c)接触后再与(B-3a)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),优选使(B-3a)与(B-3b)接触并使所得的接触物与(B-3c)接触而得的成分、或者使(B-3a)与(B-3c)接触并使所得的接触物与(B-3b)接触而得的成分,更优选为使(B-3a)与(B-3b)接触并使所得的接触物与(B-3c)接触而得的成分。
各化合物的使用量并无特别限制,若将各化合物的使用量的摩尔比率设定为(B-3a)∶(B-3b)∶(B-3c)=1∶y∶z,则优选使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的数值,特别优选为0.25~1.50的数值,最优选为0.50~1.00的数值。
<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:具有利用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。大部分天然的硅酸盐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),也可以包含这些物质。作为硅酸盐的具体例,可列举例如参考文献: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(stevensite)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。从作为工业原料而可以较容易且廉价地获得的观点出发,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经过特别处理而直接使用,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,可列举以下的(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。酸通常以水溶液使用。
(2)盐类处理
在本发明中,优选使利用盐类进行处理之前的、硅酸盐所含有的能够进行交换的第1族金属的阳离子的40%以上、优选60%以上与由下述所示的盐类解离出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第1族~第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形成的化合物,进一步优选为由包含选自第2族~第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形成的化合物。
作为盐类,具体而言,可列举: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
作为在碱处理中使用的处理剂,可列举例如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,可列举例如三甲基铵、三乙基铵、N,N-二甲基苯胺、三苯基鏻等。
作为构成有机物处理剂的阴离子,可列举例如作为构成盐类处理剂的阴离子所例示出的阴离子、六氟磷酸盐、四氟硼酸盐、四苯基硼酸盐等。
这些硅酸盐中通常包含吸附水及层间水。在本发明中优选将这些吸附水及层间水除去后再使用。
硅酸盐的吸附水及层间水可以通过对硅酸盐进行加热来除去,但是为了不使层间水残留并且不发生结构破坏而需要选择加热条件。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的条件下对硅酸盐脱水2小时而得的硅酸盐的水分含有率设为0重量%时,优选对硅酸盐进行加热以便使硅酸盐的水分含有率达到3重量%以下、优选1重量%以下。
如以上所述,作为本发明中的离子交换性层状硅酸盐(B-4),特别优选的是进行盐类处理和/或酸处理而得的水分含有率为3重量%以下的硅酸盐。
硅酸盐优选在作为催化剂的原料或催化剂使用之前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。优选在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、分级等对粒子的形状及粒径进行控制后的硅酸盐。
作为造粒法,可列举例如搅拌造粒法、喷雾造粒法。
在造粒时可以使用有机物、无机溶剂、无机盐、各种粘合剂。
从抑制聚合工序中的破碎或微粉生成的观点出发,期望使通过上述操作得到的球状粒子具有0.2MPa以上、特别优选0.5MPa以上的压缩破坏强度。若使用这种强度的粒子,则尤其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族、第12族及第13族中的元素的化合物(不包括活化用助催化剂成分(B)),则没并无特别限制,可使用选自下式所示的化合物组中的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族、第12族、第13族原子,可列举例如铍原子、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,可列举例如烷基、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。此外,多个RC彼此可以相互相同也可以不同。
作为烷基,可列举例如: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,可列举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,可列举例如: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,可列举例如氯原子、溴原子、碘原子及氟原子等,优选为氯原子。此外,多个XC彼此可以相互相同也可以不同。
p、q、r、s为0~3中的任一整数,在MC为元素周期表第2族或第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。
本发明中,作为被用作有机金属化合物(C)的有机铝化合物,可列举例如:
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、三异丁基铝或三正辛基铝。
作为本发明中的被用作有机金属化合物(C)的有机锌化合物,可列举例如:
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、二异丁基锌或二正辛基锌。
载体(D)
在本发明中,出于担载过渡金属化合物(A-X)和/或过渡金属化合物(A-Y)和/或活化用助催化剂成分(B)的目的,而根据需要使用载体(D)。
作为载体(D),可列举例如无机氧化物粒子、无机卤化物粒子、有机聚合物粒子等,其中,优选为粒径整齐的多孔粒子。从所得聚合物的粒径分布的观点出发,使用该粒径的体积基准的几何标准偏差优选为2.5以下、更优选为2.0以下、进一步优选为1.7以下的载体(D)。
作为无机氧化物粒子,可以使用任意的无机氧化物,也可以混合使用多种无机物质。作为无机氧化物,可列举例如:SiO2、Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO及ThO2、以及它们的混合物;SiO2-MgO、SiO2-Al2O3、SiO2-TiO2、SiO2-V2O5、SiO2-Cr2O3及SiO2-TiO2-MgO。作为这些无机氧化物,优选为SiO2和/或Al2O3,特别优选为SiO2。上述无机氧化物可以含有少量的Na2CO3、K2CO3、CaCO3、MgCO3、Na2SO4、Al2(SO4)3、BaSO4、KNO3、Mg(NO3)2、Al(NO3)3、Na2O、K2O、Li2O等碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氧化物成分。
优选对无机氧化物进行干燥而在实质上除去水分,作为干燥方法,优选为加热干燥。干燥温度通常为100~1500℃、优选为100~1000℃、更优选为200~800℃。干燥時间优选为10分钟~50小时、更优选为1小时~30小时。作为加热干燥的方法,可列举例如:对无机氧化物边进行加热边以一定的流速流通经过干燥的不活泼气体(例如氮气或氩气等)进行干燥的方法;或者在减压下对无机氧化物进行加热干燥的方法等。
通常在无机氧化物的表面生成并存在羟基,作为无机氧化物,可以使用以各种取代基取代表面羟基的活性氢后的改性无机氧化物。作为改性无机氧化物,可列举例如:三甲基氯硅烷、叔丁基二甲基氯硅烷等三烷基氯硅烷;三苯基氯硅烷等三芳基氯硅烷;二甲基二氯硅烷等二烷基二氯硅烷;二苯基二氯硅烷等二芳基二氯硅烷;甲基三氯硅烷等烷基三氯硅烷;苯基三氯硅烷等芳基三氯硅烷;三甲基甲氧基硅烷等三烷基烷氧基硅烷;三苯基甲氧基硅烷等三芳基烷氧基硅烷;二甲基二甲氧基硅烷等二烷基二烷氧基硅烷;二苯基二甲氧基硅烷等二芳基二烷氧基硅烷;甲基三甲氧基硅烷等烷基三烷氧基硅烷;苯基三甲氧基硅烷等芳基三烷氧基硅烷;四甲氧基硅烷等四烷氧基硅烷;1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷等烷基二硅氮烷;四氯硅烷;甲醇及乙醇等醇;酚;二丁基镁、丁基乙基镁、丁基辛基镁等二烷基镁;利用丁基锂等烷基锂进行接触处理后的无机氧化物。
进而,还可列举在与三烷基铝接触后利用二乙基胺、二苯基胺等二烷基胺、甲醇、乙醇等醇、酚进行接触处理后的无机氧化物。
无机氧化物有时通过使羟基彼此形成氢键来提高无机氧化物本身的强度。此时,如果表面羟基的所有活性氢被各种取代基取代,则有时会招致粒子强度降低等。因此,无机氧化物的表面羟基的活性氢未必需要被全部取代,表面羟基的取代率只要适当确定即可。可以根据例如接触处理中使用的化合物的使用量来改变表面羟基的取代率。
无机氧化物粒子的平均粒径并无特别限定,通常为1~5000μm,优选为5~1000μm,更优选为10~500μm,进一步优选为10~100μm。无机氧化物粒子的细孔容量优选为0.1ml/g以上,更优选为0.3~10ml/g。无机氧化物粒子的比表面积优选为10~1000m2/g,更优选为100~500m2/g。
作为无机卤化物,可以使用MgCl2、MgBr2、MnCl2、MnBr2等。无机卤化物可以直接使用,也可以在利用球磨机、振动磨进行粉碎后再使用。此外,也可以使用在将无机卤化物溶解于醇等溶剂后利用析出剂使其以微粒状析出而得的无机卤化物。
有机聚合物粒子可以使用任意的有机聚合物,此外,也可以使用多种有机聚合物的混合物。作为有机聚合物,优选为具有带活性氢的官能基或非质子供给性的路易斯碱性官能基的聚合物。
作为具有活性氢的官能基,只要具有活性氢,则并无特别限定。作为该官能基,可列举例如伯氨基、仲氨基、亚氨基、酰胺基、酰肼基、脒基、羟基、过氧羟基(hydroperoxyl group)、羧基、甲酰基、氨甲酰基、磺酸基、亚磺酸基、次磺酸基、硫醇基、硫代甲酰基、吡咯基、咪唑基、哌啶基、吲唑基及咔唑基。优选为伯氨基、仲氨基、亚氨基、酰胺基、酰亚胺基、羟基、甲酰基、羧基、磺酸基或硫醇基,特别优选为伯氨基、仲氨基、酰胺基或羟基。这些基团可以被卤素原子、碳原子数1~20的烃基取代。
作为非质子供给性的路易斯碱性官能基,只要是不具有活性氢原子且具有路易斯碱部分的官能基,则并无特别限定。作为该官能基,可列举例如吡啶基、N-取代咪唑基、N-取代吲唑基、腈基、叠氮基、N-取代亚氨基、N,N-取代氨基、N,N-取代氨基氧基、N,N,N-取代肼基、亚硝基、硝基、硝基氧基、呋喃基、羰基、硫代羰基、烷氧基、烷氧基羰基、N,N-取代氨甲酰基、硫代烷氧基、取代亚磺酰基、取代磺酰基及取代磺酸基。优选为杂环基,更优选为环内具有氧原子和/或氮原子的芳香族杂环基。特别优选为吡啶基、N-取代咪唑基、N-取代吲唑基,最优选为吡啶基。这些基团可以被卤素原子、碳原子数1~20的烃基取代。
有机聚合物中的带活性氢的官能基或非质子供给性的路易斯碱性官能基的含量并无特别限定。其含量以相对于聚合物的单位克的官能基的摩尔量计优选为0.01~50mmol/g,更优选为0.1~20mmol/g。
作为具有带活性氢的官能基或非质子供给性的路易斯碱性官能基的有机聚合物的制造方法,可列举例如:使具有带活性氢的官能基或非质子供给性的路易斯碱性官能基、和1个以上的聚合性不饱和基团的单体均聚的方法;或使具有该单体和聚合性不饱和基团的其它单体共聚的方法。此时,优选进一步使具有2个以上的聚合性不饱和基团的交联聚合性单体一起进行共聚。
作为聚合性不饱和基团,可列举例如:乙烯基、烯丙基等烯基;乙炔基等炔基。作为具有带活性氢的官能基和1个以上的聚合性不饱和基团的单体,可列举例如含乙烯基的伯胺、含乙烯基的仲胺、含乙烯基的酰胺化合物及含乙烯基的羟基化合物。作为该单体,可列举例如N-(1-乙烯基)胺、N-(2-丙烯基)胺、N-(1-乙烯基)-N-甲基胺、N-(2-丙烯基)-N-甲基胺、1-乙烯基酰胺、2-丙烯基酰胺、N-甲基-(1-乙烯基)酰胺、N-甲基-(2-丙烯基)酰胺、乙烯基醇、2-丙烯-1-醇、3-丁烯-1-醇。作为具有不带活性氢原子且具有路易斯碱部分的官能基和1个以上的聚合性不饱和基团的单体,可列举例如乙烯基吡啶、乙烯基(N-取代)咪唑及乙烯基(N-取代)吲唑。
作为具有聚合性不饱和基团的其它单体,可列举例如乙烯、α-烯烃、芳香族乙烯基化合物及环状烯烃化合物。作为该单体,可列举例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、苯乙烯、降冰片烯、二环戊二烯。优选为乙烯或苯乙烯。这些单体可以使用2种以上。作为上述具有2个以上聚合性不饱和基团的交联聚合性单体,可列举例如二乙烯基苯等。
有机聚合物粒子的平均粒径并无特别限定,通常为1~5000μm,优选为5~1000μm,更优选为10~500μm。有机聚合物粒子的细孔容量优选为0.1ml/g以上,更优选为0.3~10ml/g。有机聚合物粒子的比表面积优选为10~1000m2/g,更优选为50~500m2/g。
优选对这些有机聚合物粒子进行干燥而在实质上除去水分,优选利用加热干燥进行干燥后的有机聚合物粒子。干燥温度通常为30~400℃,优选为50~200℃,进一步优选为70~150℃。加热时间优选为10分钟~50小时,更优选为1小时~30小时。作为加热干燥的方法,可列举例如:对有机聚合物粒子边进行加热边以一定的流速流通经过干燥的不活泼气体(例如氮气或氩气等)进行干燥的方法;或者在减压下对有机聚合物粒子进行加热干燥的方法等。
作为有机聚合物粒子,可列举粒径处于10~300μm的范围的颗粒状或微粒状固体。作为形成有机聚合物粒子的聚合物,可列举:以乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯等碳原子数为2~14的α-烯烃为主成分所生成的(共)聚合物;或者以乙烯基环己烷、苯乙烯为主成分所生成的(共)聚合物;以及它们的改性体。
有机化合物(E)
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(E)。作为有机化合物(E),可列举例如醇类、酚类、羧酸类、胺类、磷化合物、以及磺酸及其盐。
醇类及酚类以通式RE1OH来表示,RE1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。
羧酸类以通式RE2COOH来表示,RE2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。
胺类以通式NRE3 3来表示,RE3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RE3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,可列举通式PRE4 3所示的膦类、通式P(ORE4)3所示的亚磷酸酯类、通式O=PRE4 3所示的氧膦类及通式O=P(ORE4)3所示的磷酸酯类,RE4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RE4为烃基或卤代烃基,优选为碳原子数1~10的卤代烃基。
磺酸及其盐以通式RE5SO3H及(RE6SO3)tME u来表示,ME为周期表第1族~第14族的元素。
RE5及RE6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中的任一整数,在将ME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,并无特别限定,可列举使过渡金属化合物(A-X)、活化用助催化剂成分(B)、作为任意成分的有机金属化合物(C)及作为任意成分的载体(D)接触的方法。接触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中,也可以将这些物质分别以任意顺序添加到聚合槽后使其在聚合槽中进行接触,还可以将任意两种成分的接触混合物和其余成分分别添加到聚合槽中。
在形成聚合催化剂(X)时,各成分的添加法、添加顺序及添加量可以任意选择,可例示出以下方法。
(1)将过渡金属化合物(A-X)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-X)、活化用助催化剂成分(B)及载体(D)的接触混合物添加到聚合槽的方法。
(3)将使过渡金属化合物(A-X)担载于载体(D)后的催化剂成分与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。
(4)将使活化用助催化剂成分(B)担载于载体(D)后的催化剂成分与过渡金属化合物(A-X)的接触混合物添加到聚合槽的方法。
(5)将过渡金属化合物(A-X)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。
(6)将过渡金属化合物(A-X)、活化用助催化剂成分(B)及载体(D)以任意顺序添加到聚合槽的方法。
(7)将使过渡金属化合物(A-X)担载于载体(D)后的催化剂成分和活化用助催化剂成分(B)以任意顺序添加到聚合槽的方法。
(8)将使活化用助催化剂成分(B)担载于载体(D)后的催化剂成分和过渡金属化合物(A-X)以任意顺序添加到聚合槽的方法。
(9)将过渡金属化合物(A-X)及使活化用助催化剂成分(B)担载于载体(D)后的催化剂成分添加到聚合槽的方法。
在上述(1)~(9)的各方法中,出于作为聚合槽中的微量的水分、氧及其它会成为催化剂毒的成分的清除剂(scavenger)、或者过渡金属化合物(A-X)的烷基化剂使用的目的,可以根据需要将选自上述有机金属化合物(C)中的1种以上的化合物以任意顺序添加到聚合槽中。另外,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。
在担载过渡金属化合物(A-X)的上述(3)、(7)及(9)的各方法中,所担载的催化剂成分可以使烯烃进行预聚,也可以在经过预聚后的催化剂成分上进一步担载过渡金属化合物(A-X)。此时,担载于载体(D)的过渡金属化合物(A-X)与未担载于载体(D)的过渡金属化合物(A-X)可以相互相同也可以不同。
在担载活化用助催化剂成分(B)的上述(4)、(8)及(9)的各方法中,可以根据需要将未担载的活化用助催化剂成分(B)以任意顺序添加到聚合槽中。此时,担载于载体(D)的活化用助催化剂成分(B)与未担载于载体(D)的活化用助催化剂成分(B)可以相互相同也可以不同。
过渡金属化合物(A-X)可以以每1升反应容积通常达到10-12~10-2摩尔、优选10-10~10-3摩尔的量来使用。
在使用有机铝氧化合物(B-1)作为活化用助催化剂成分(B)时,可以以有机铝氧化合物(B-1)中的铝原子与过渡金属化合物(A-X)的摩尔比〔Al/(A-X)〕通常达到10~500,000、优选20~100,000的量来使用。在使用有机硼化合物(B-2)时,可以以有机硼化合物(B-2)中的硼原子与过渡金属化合物(A-X)的摩尔比〔B/(A-X)〕通常达到1~1,000、优选1~100的量来使用。
上述(1)~(9)的各方法中,更优选将各成分以任意顺序添加到聚合槽的上述(5)、(6)、(7)、(8)的方法,进一步优选为上述(5)的方法。
在本发明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-X)、活化用助催化剂成分(B)、有机金属化合物(C)及载体(D)中的至少一种不同的方式形成的互不相同的多种聚合催化剂(X)。
=聚合催化剂(Y)的形成=
作为形成聚合催化剂(Y)的方法,并无特别限定,可列举使过渡金属化合物(A-Y)、活化用助催化剂成分(B)、作为任意成分的有机金属化合物(C)及作为任意成分的载体(D)接触的方法。接触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中,也可以将这些物质分别以任意顺序添加到聚合槽后使其在聚合槽中进行接触,还可以将任意两种成分的接触混合物和其余成分分别添加到聚合槽中。
在形成聚合催化剂(Y)时,各成分的添加法、添加顺序及添加量可以任意选择,可例示出以下方法。
(1)将过渡金属化合物(A-Y)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-Y)、活化用助催化剂成分(B)及载体(D)的接触混合物添加到聚合槽的方法。
(3)将使过渡金属化合物(A-Y)担载于载体(D)后的催化剂成分与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。
(4)将使活化用助催化剂成分(B)担载于载体(D)后的催化剂成分与过渡金属化合物(A-Y)的接触混合物添加到聚合槽的方法。
(5)将过渡金属化合物(A-Y)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。
(6)将过渡金属化合物(A-Y)、活化用助催化剂成分(B)及载体(D)以任意顺序添加到聚合槽的方法。
(7)将使过渡金属化合物(A-Y)担载于载体(D)后的催化剂成分和活化用助催化剂成分(B)以任意顺序添加到聚合槽的方法。
(8)将使活化用助催化剂成分(B)担载于载体(D)后的催化剂成分和过渡金属化合物(A-Y)以任意顺序添加到聚合槽的方法。
(9)将过渡金属化合物(A-Y)及使活化用助催化剂成分(B)担载于载体(D)后的催化剂成分添加到聚合槽的方法。
在上述(1)~(9)的各方法中,出于作为聚合槽中的微量的水分、氧及其它会成为催化剂毒的成分的清除剂、或者过渡金属化合物(A-X)的烷基化剂使用的目的,可以根据需要将选自上述有机金属化合物(C)中的1种以上的化合物以任意顺序添加到聚合槽中。另外,有机金属化合物(C)在聚合催化剂(Y)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。
在担载过渡金属化合物(A-Y)的上述(3)、(7)及(9)的各方法中,所担载的催化剂成分可以使烯烃进行预聚,也可以在经过预聚后的催化剂成分上进一步担载过渡金属化合物(A-X)。此时,担载于载体(D)的过渡金属化合物(A-Y)与未担载于载体(D)的过渡金属化合物(A-Y)可以相互相同也可以不同。
在担载活化用助催化剂成分(B)的上述(4)、(8)及(9)的各方法中,可以根据需要将未担载的活化用助催化剂成分(B)以任意顺序添加到聚合槽中。此时,担载于载体(D)的活化用助催化剂成分(B)与未担载于载体(D)的活化用助催化剂成分(B)可以相互相同也可以不同。
过渡金属化合物(A-Y)可以以每1升反应容积通常达到10-12~10-2摩尔、优选10-10~10-3摩尔的量来使用。
在使用有机铝氧化合物(B-1)作为活化用助催化剂成分(B)时,可以以有机铝氧化合物(B-1)中的铝原子与过渡金属化合物(A-Y)的摩尔比〔Al/(A-Y)〕通常达到10~500,000、优选20~100,000的量来使用。在使用有机硼化合物(B-2)时,可以以有机硼化合物(B-2)中的硼原子与过渡金属化合物(A-Y)的摩尔比〔B/(A-Y)〕通常达到1~1,000、优选1~100的量来使用。
在上述(1)~(9)的各方法中,更优选将各成分以任意顺序添加到聚合槽的上述(5)、(6)、(7)、(8)的方法,进一步优选为上述(5)的方法。
在本发明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(Y)的上述各成分、过渡金属化合物(A-Y)、活化用助催化剂成分(B)、有机金属化合物(C)及载体(D)中的至少一种不同的方式形成的互不相同的多种聚合催化剂(Y)。
在本发明的烯烃嵌段聚合物的制造方法中,即使在将聚合催化剂(X)和聚合催化剂(Y)同时或逐次形成的任一情况下,用于形成两种催化剂的活化用助催化剂成分(B)、作为任意成分使用的有机金属化合物(C)及作为任意成分使用的载体(D)在两种催化剂中可以相同也可不同。此外,在将聚合催化剂(X)和聚合催化剂(Y)逐次形成的情况下,可以使用预先接触有过渡金属化合物(A-X)的活化用助催化剂成分(B)、有机金属化合物(C)及载体(D)作为形成聚合催化剂(Y)的成分,并且也可以使用预先担载有过渡金属化合物(A-X)的载体(D)作为形成聚合催化剂(Y)的成分。同样地,可以使用预先接触有过渡金属化合物(A-Y)的活化用助催化剂成分(B)、有机金属化合物(C)及载体(D)作为形成聚合催化剂(X)的成分,并且也可以使用预先担载有过渡金属化合物(A-Y)的载体(D)作为形成聚合催化剂(X)的成分。
烯烃
作为本发明中使用的烯烃,优选碳原子数2~20的烯烃,可列举例如乙烯、α-烯烃、环状烯烃、烯基脂环式化合物、极性烯烃。
作为α-烯烃,可列举例如丙烯、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,可列举例如: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,可列举例如乙烯基环己烷等。
作为极性烯烃,可列举例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、双环(2,2,1)-5-庚烯-2,3-二甲酸等α,β-不饱和羧酸及其钠、钾、锂、锌、镁、钙等的金属盐;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。
作为上述的烯烃,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。在使用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介质,具体而言,可列举:丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷、灯油等脂肪族烃;环戊烷、环己烷、甲基环戊烷等脂环式烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃;氯乙烯、氯苯、二氯甲烷等卤代烃或它们的混合物等。也可以将烯烃本身作为溶剂使用。
关于本发明的烯烃嵌段聚合物的制造方法,只要使用聚合催化剂(X)、聚合催化剂(Y)和有机金属化合物(C)使烯烃进行聚合,则并无限制,可列举以下的聚合方法。
单段聚合法(1)
一个方法是使用1种以上的聚合催化剂(X)、1种以上的聚合催化剂(Y)、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(E),进行包括单一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,聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)的形成优选分别按照上述聚合催化剂的形成方法大致同时进行。
在该单段聚合法(1)中,优选在聚合槽内形成聚合催化剂(X)或聚合催化剂(Y)之前、或者将在聚合槽外形成的聚合催化剂(X)或聚合催化剂(Y)添加到聚合槽内之前,预先将烯烃添加到聚合槽内。此外,在使用1种烯烃的情况下,可以以使聚合槽内的烯烃浓度在聚合中保持一定的方式将烯烃连续地添加到聚合槽中,在使用2种以上烯烃的情况下,可以以使聚合槽内的各烯烃浓度及组成比在聚合中保持一定的方式将烯烃连续地添加到聚合槽中。
多段聚合法(2)
另一个方法是使用1种以上的聚合催化剂(X)、1种以上的聚合催化剂(Y)、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(E),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,该制造方法的各聚合工序中,烯烃的组成相同,并且相邻的2个工序分别为使用1种以上的聚合催化剂(X)的聚合工序和使用1种以上的聚合催化剂(Y)的聚合工序,在直至前一个聚合工序为止所得的聚合物的存在下进行该烯烃的聚合。
多段聚合法(2)至少包括:在聚合催化剂(X)的存在下使烯烃进行聚合的工序〈工序2X〉;和在聚合催化剂(Y)的存在下使组成与〈工序2X〉中所用的烯烃相同的烯烃进行聚合的工序〈工序2Y〉。
该多段聚合法(2)的〈工序2X〉中形成的聚合催化剂(X)及〈工序2Y〉中形成的聚合催化剂(Y)均可以在聚合槽内形成,也可以将在聚合槽外形成的聚合催化剂添加到聚合槽后再使用。
在该多段聚合法(2)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2X〉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(Y)之前、或者将在聚合槽外形成的聚合催化剂(Y)添加到聚合槽内之前,预先将〈工序2Y〉中使用的烯烃添加到聚合槽内。此外,在烯烃为1种烯烃的情况下,可以以使聚合槽内的烯烃浓度在聚合中保持一定的方式将烯烃连续地添加到聚合槽中,在烯烃为2种以上烯烃的情况下,可以以使聚合槽内的各烯烃浓度及组成比在聚合中保持一定的方式将烯烃连续地添加到聚合槽中。
多段聚合法(2)可以还包括如下工序:在与〈工序2X〉及〈工序2Y〉中使用的聚合催化剂不同的聚合催化剂(X)或聚合催化剂(Y)的存在下使组成与〈工序2X〉及〈工序2Y〉中所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。
此外,在各聚合工序中,在直至前一个聚合工序为止所得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所制造的聚合物的存在下使烯烃进行聚合。
多段聚合法(3)
再另一个方法是使用1种以上的聚合催化剂(X)、1种以上的聚合催化剂(Y)、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(E),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,该制造方法的各聚合工序中,相邻的2个聚合工序中烯烃的组成互不相同,并且相邻的2个聚合工序分别为使用1种以上的聚合催化剂(X)的聚合工序和使用1种以上的聚合催化剂(Y)的聚合工序,在直至前一个聚合工序为止所得的聚合物的存在下进行该烯烃的聚合。
多段聚合法(3)至少包括:在1种以上的聚合催化剂(X)的存在下使烯烃[X]进行聚合的工序〈工序3X〉;和在聚合催化剂(Y)的存在下使组成与〈工序3X〉中所用的烯烃不同的烯烃[Y]进行聚合的工序〈工序3Y〉。
该多段聚合法(3)的〈工序3X〉中形成的聚合催化剂(X)及〈工序3Y〉中形成的聚合催化剂(Y)均可以在聚合槽内形成,也可以将在聚合槽外形成的聚合催化剂添加到聚合槽后再使用。
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3X〉中使用的烯烃[X]添加到聚合槽内,并且优选在聚合槽内形成聚合催化剂(Y)之前、或者将在聚合槽外形成的聚合催化剂(Y)添加到聚合槽内之前,预先将〈工序3Y〉中使用的烯烃[Y]添加到聚合槽内。此外,在烯烃为1种烯烃的情况下,可以以使聚合槽内的烯烃浓度在聚合中保持一定的方式将烯烃连续地添加到聚合槽中,在烯烃为2种以上烯烃的情况下,可以以使聚合槽内的各烯烃浓度及组成比在聚合中保持一定的方式将烯烃连续地添加到聚合槽中。
多段聚合法(3)可以还包括如下工序:在与〈工序3X〉及〈工序3Y〉中所用的聚合催化剂相同或不同的聚合催化剂(X)或聚合催化剂(Y)的存在下使组成与〈工序3X〉及〈工序3Y〉中所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。
此外,在各聚合工序中,在直至前一个聚合工序为止所得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所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)中的任意一个中,均可以在反应操作中的任意时刻将有机金属化合物(C)添加到聚合槽中,但优选在聚合开始前、即形成聚合催化剂(X)或聚合催化剂(Y)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,优选例如在搅拌下以特定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),也可以添加例如将该有机金属化合物(C)溶解于正己烷等有机溶剂而得的溶液。此外,还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)〕通常达到1~100000、优选10~10000、更优选20~5000的量使用。
在使用有机化合物(E)的情况下,可以在反应操作的任意时刻将单独的有机化合物(E)或有机化合物(E)与有机金属化合物(C)的接触混合物添加到聚合槽中,但优选在聚合开始前、即形成聚合催化剂(X)或聚合催化剂(Y)之前将其添加到聚合槽内。作为有机化合物(E)的添加方法,优选例如在搅拌下以特定方法将有机化合物(E)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),也可以添加例如将该有机金属化合物(C)溶解于正己烷等有机溶剂而得的溶液。此外,还可以根据需要分成任意次数进行添加。
在使用有机化合物(E)的情况下,以与有机金属化合物(C)的摩尔比〔(E)/(C)〕通常达到0.001~10、优选0.005~2的量来使用。
在本发明的上述聚合法(1)~(3)中,优选例如选择立构规整性、支链结构的导入率、共聚性等聚合性能互不相同的聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)、并且以利用该聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)来形成化学性质或物理性质不同的2种以上的链段的方式选择烯烃的种类及组成。
进而,在多段聚合法(2)及(3)中,优选以使相邻的2个聚合工序中所形成的链段的化学性质或物理性质互不相同的方式选择在各工序中使用的聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)。
尤其在多段聚合法(3)中,优选以使相邻的2个聚合工序中所形成的链段的化学性质或物理性质互不相同的方式选择在各工序中使用的聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)与烯烃的组合。
上述单段聚合法(1)、多段聚合法(2)及(3)可以为连续聚合,也可以为间歇聚合,优选为间歇聚合。进而,在多段聚合法(2)及(3)中,可以在直至前一个聚合工序为止所生成的聚合物的存在下在同一反应槽或反应区域实施后续的聚合工序,也可以将直至前一个聚合工序为止所生成的聚合物向另一反应槽或反应区域转移并实施后续的聚合工序,优选为在直至前一个聚合工序为止所生成的聚合物的存在下在同一反应槽或反应区域实施后续的聚合工序。
作为本发明的烯烃嵌段聚合物的制造方法,可列举上述单段聚合法(1)、多段聚合法(2)及多段聚合法(3),优选为单段聚合法(1)及多段聚合法(3),更优选为单段聚合法(1)。
作为单段聚合法(1),优选为利用立构规整性或支链结构的导入率互不相同的聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)的1种烯烃的均聚、或者利用共聚性互不相同的聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)的2种以上烯烃的共聚,更优选为利用支链结构的导入率互不相同的聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)的1种烯烃的均聚、或者利用共聚性互不相同的聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)的2种以上烯烃的共聚,进一步优选为利用共聚性互不相同的聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)的2种以上烯烃的共聚,最优选利用共聚性互不相同的聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)的乙烯/丙烯共聚。
作为多段聚合法(3),优选为在前段和后段中烯烃的组成互不相同的2段聚合,更优选为包括2种以上烯烃的共聚和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不限),进一步优选为包括乙烯/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不限)。
以下,对单段聚合法(1)进行更详细地说明。
在单段聚合法(1)中,在聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)的存在下使烯烃进行聚合。
有机金属化合物(C)以与过渡金属化合物(A-X)的摩尔比〔(C)/(A-X)〕及与过渡金属化合物(A-Y)的摩尔比〔(C)/(A-Y)〕通常达到1~100000、优选10~10000、更优选20~5000的量来使用。进而,在使用有机化合物(E)的情况下,以与有机金属化合物(C)的摩尔比〔(E)/(C)〕通常达到0.001~10、优选0.005~2的量来使用。
利用单段聚合法(1)进行聚合的烯烃从碳原子数2~20的烯烃中选择1种以上来使用。所使用的烯烃的种类、使用2种以上时的量比并无特别限制。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。
单段聚合法(1)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℃。此外,反应压力通常为常压~10MPa、优选为常压~5MPa。此外,反应时间通常为5分钟~48小时、优选为5分钟~12小时。
在多段聚合法(2)中,可以从〈工序2X〉及〈工序2Y〉中的任一者开始,以下,对多段聚合法(2)中的包括〈工序2X〉(前段)及〈工序2Y〉(后段)的2段聚合进行更详细地说明。
〈工序2X〉
在〈工序2X〉中,在聚合催化剂(X)的存在下使烯烃进行聚合。
在〈工序2X〉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-X)的摩尔比〔(C)/(A-X)〕通常达到1~100000、优选10~10000、更优选20~5000的量来使用。在还使用有机化合物(E)的情况下,以与有机金属化合物(C)的摩尔比〔(E)/(C)〕通常达到0.001~10、优选0.005~2的量来使用。
在〈工序2X〉中进行聚合的烯烃从碳原子数2~20的烯烃中选择1种以上来使用。所使用的烯烃的种类、使用2种以上时的量比并无特别限制。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2X〉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℃。此外,反应压力通常为常压~10MPa、优选为常压~5MPa。此外,反应时间通常为5分钟~48小时、优选为5分钟~12小时。
〈工序2Y〉
在〈工序2Y〉中,继〈工序2X〉之后,在聚合催化剂(Y)的存在下使组成与〈工序2X〉中所用的烯烃相同的烯烃进行聚合。
在〈工序2Y〉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-Y)的摩尔比〔(C)/(A-Y)〕通常达到1~100000、优选10~10000、更优选20~5000的量来使用。在还使用有机化合物(E)的情况下,以与有机金属化合物(C)的摩尔比〔(E)/(C)〕通常达到0.001~10、优选0.005~2的量来使用。
在〈工序2Y〉中进行聚合的烯烃为与〈工序2X〉相同组成的烯烃。
〈工序2Y〉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℃。此外,反应压力通常为常压~10MPa、优选为常压~5MPa。此外,反应时间通常为5分钟~48小时、优选为5分钟~12小时。
在多段聚合法(3)中,可以从〈工序3X〉及〈工序3Y〉中的任一者开始,以下,对多段聚合法(3)中的包括〈工序3X〉(前段)及〈工序3Y〉(后段)的2段聚合进行更详细地说明。
〈工序3X〉
在〈工序3X〉中,在1种以上的聚合催化剂(X)的存在下使烯烃[X]进行聚合。
在〈工序3X〉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-X)的摩尔比〔(C)/(A-X)〕通常达到1~100000、优选10~10000、更优选20~5000的量来使用以与过渡金属化合物(A-X)的摩尔比〔(C)/(A-X)〕通常达到1~100000、优选10~10000、更优选20~5000的量来使用。在还使用有机化合物(E)的情况下,以与有机金属化合物(C)的摩尔比〔(E)/(C)〕通常达到0.001~10、优选0.005~2的量来使用。
在〈工序3X〉中进行聚合的烯烃从碳原子数2~20的烯烃中选择1种以上来使用。所使用的烯烃的种类、使用2种以上时的量比并无特别限制。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3X〉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℃。此外,反应压力通常为常压~10MPa、优选为常压~5MPa。此外,反应时间通常为5分钟~48小时、优选为5分钟~12小时。
〈工序3Y〉
在〈工序3Y〉中,继〈工序3X〉之后,在聚合催化剂(Y)的存在下使组成与〈工序3X〉中所用的烯烃不同的烯烃[Y]进行聚合。
在〈工序3Y〉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-Y)的摩尔比〔(C)/(A-Y)〕通常达到1~100000、优选10~10000、更优选20~5000的量来使用以与过渡金属化合物(A-Y)的摩尔比〔(C)/(A-Y)〕通常达到1~100000、优选10~10000、更优选20~5000的量来使用。在还使用有机化合物(E)的情况下,以与有机金属化合物(C)的摩尔比〔(E)/(C)〕通常达到0.001~10、优选0.005~2的量来使用。
在〈工序3Y〉中进行聚合的烯烃从碳原子数2~20的烯烃选择1种以上来使用。所使用的烯烃的种类、使用2种以上时的量比只要使组成与〈工序3X〉不同,则并无特别限制。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3Y〉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℃。此外,反应压力通常为常压~10MPa、优选为常压~5MPa。此外,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3X〉及〈工序3Y〉的2段聚合中,更优选在〈工序3X〉及〈工序3Y〉中的任一方中进行2种以上烯烃的共聚、并且在另一方中进行1种烯烃的均聚。进一步优选在〈工序3X〉及〈工序3Y〉中的一方中进行乙烯/丙烯共聚、并且在另一方中进行丙烯均聚。
在全部聚合工序结束后终止聚合反应,由此得到烯烃嵌段聚合物。
作为终止聚合反应的方法,为(1)添加使聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)的活性降低的特定物质的方法、(2)加热处理或者(3)烯烃的除去,优选为(1)的方法。
作为使聚合催化剂(X)及聚合催化剂(Y)的活性降低的上述物质,可列举一氧化碳、水、醇等,优选为水、醇。
烯烃嵌段聚合物
利用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(X)和聚合物链段(Y)的烯烃嵌段聚合物,其中,聚合物链段(X)是利用聚合催化剂(X)使选自碳原子数2~20的烯烃中的1种以上的烯烃聚合而形成的,聚合物链段(Y)是利用聚合催化剂(Y)使选自碳原子数2~20的烯烃中的1种以上的烯烃聚合而形成的,并且聚合物链段(Y)的化学性质或物理性质与上述聚合物链段(X)不同。
另外,该烯烃嵌段聚合物除含有上述聚合物链段(X)及聚合物链段(Y)以外,还可以具有1个以上的聚合物链段(Z),聚合物链段(Z)的化学性质或物理性质与上述聚合物链段(X)及聚合物链段(Y)均不同。
将烯烃嵌段聚合物中的聚合物链段相加而得的数值为2以上。作为利用单段聚合法(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。利用多段聚合法(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所包括的聚合工序数一致或者为该聚合工序数以下,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种以上烯烃的共聚物链段。
在聚合物链段为由2种以上烯烃得到的共聚物链段时,可以为聚合物链段中烯烃组成为一定比率的无规共聚物链段、烯烃组成连续变化的锥形(tapered)聚合物链段或2种烯烃交替聚合而成的交替共聚物链段。
作为聚合物链段(X)、(Y)及(Z)而优选的均聚物链段为乙烯、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,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,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,可列举:
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,具体而言为乙烯或丙烯与四环十二碳烯、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,具体而言为乙烯或丙烯与乙烯基环己烷等的共聚物链段;等等。
在这些共聚物链段中,更优选聚乙烯链段、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,进一步优选聚乙烯链段、聚丙烯链段、乙烯/丙烯共聚物链段。
作为利用本发明的方法制造的烯烃嵌段聚合物,优选:
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包括聚合物链段(X)与聚合物链段(Y)化学键合而成的烯烃嵌段聚合物外,还包括与聚合物链段(X)同等结构的未嵌段化的聚合物(X)和/或与聚合物链段(Y)同等结构的未嵌段化的聚合物(Y)。
一般而言,聚合物链段(X)与聚合物链段(Y)化学键合而成的烯烃嵌段聚合物在溶剂提取时的提取成分量或残留成分量与聚合物(X)和聚合物(Y)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的烯烃嵌段聚合物的生成量进行评价。
例如,乙烯含量互不相同的2种乙烯/丙烯共聚物的混合物可以通过适当选择溶剂分级条件而将乙烯含量不同的2种成分分级为可溶成分和不溶成分。对作为具有适度的组成分布的低乙烯含量及高乙烯含量的2种乙烯/α烯烃共聚物的Sumitomo Noblen S131(住友化学公司制造)及Sumikathene L FS150(住友化学公司制造)实施TREF分级,计算出在各温度下被分级后的成分的乙烯含量。从该TREF分级及NMR解析结果,可以推定在某个溶剂分级温度下成为可溶成分的乙烯/丙烯共聚物的乙烯含量的范围和成为不溶成分的乙烯/丙烯共聚物的乙烯含量的范围(还参照图1)。
根据此种情况,在对乙烯/丙烯共聚物利用溶剂分级温度达到68℃的沸腾己烷提取实施溶剂分级时,乙烯的组成为9.3mol%以下或94.6mol%以上的乙烯/丙烯共聚物以沸腾己烷不溶(以下称为BHIS)成分残留,乙烯的组成大于9.3mol%且小于94.6mol%的乙烯/丙烯共聚物被分级为沸腾己烷可溶(以下称为BHS)成分。
因此,在上述的沸腾己烷提取中,乙烯含量为0.1mol%以上且9.0mol%以下的低乙烯含量的乙烯/丙烯共聚物(以下称为LEP)链段被分级为BHIS成分,乙烯含量为80.0mol%以上且94.5mol%以下的高乙烯含量的乙烯/丙烯共聚物(以下称为HEP)链段被分级为BHS成分。另一方面,若对包含LEP、HEP及LEP与HEP化学键合成的嵌段聚合物(以下称为LEP-b-HEP)的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物实施上述的沸腾己烷提取,则会因LEP链段的性质而使LEP及LEP-b-HEP的一部分以BHIS成分存在。
以下对BHIS成分中的HEP含量(以下称为HEPBHIS)、BHIS成分中的HEP成分中的乙烯含量(HC2’BHIS)、BHIS成分中的LEP含量(以下称为LEPBHIS)、BHIS成分中的LEP成分中的乙烯含量(LC2’BHIS)的计算法进行说明。首先,对BHIS成分计算出利用13CNMR求出的各三单元组相对于全部三单元组的比例PPP、PPE、PEP、EPE、EEP、EEE。在BHIS成分中HEP链段及LEP链段共存,由于LEP链段的乙烯含量低至0.1mol%以上且9.0mol%以下,因此源自LEP链段的EEE、EEP、EPE的三单元组的比例小至可以忽略的程度,并且由于HEP链段的乙烯含量高达80.0mol%以上且94.5mol%以下,因此源自HEP链段的PPP、PPE、PEP的三单元组的比例小至可以忽略的程度。因此,HEPBHIS、HC2’BHIS、LEPBHIS、LC2’BHIS可以利用下式来计算。
HEPBHIS=(EEE+EEP+EPE)/(PPP+PPE+PEP+EPE+EEP+EEE)×100
HC2’BHIS=(EEE+EEP)/(EEE+EEP+EPE)×100
LEPBHIS=(PPP+PPE+PEP)/(PPP+PPE+PEP+EPE+EEP+EEE)×100
LC2’BHIS=PEP/(PPP+PPE+PEP)×100
关于BHS成分中的HEP含量(以下、HEPBHS)、BHS成分中的HEP成分中的乙烯含量(HC2’BHS)、BHS成分中的LEP含量(以下、LEPBHS)、BHS成分中的LEP成分中的乙烯含量(LC2’BHS)的计算法,也可以同样地进行计算。
与聚乙烯相比,具有高立构规整性的聚丙烯具有较高的熔点且在耐热性方面较为优异,但随着共聚单体的组成变高以及立构规整性的降低,而使熔点降低。
本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物中的LEP链段的熔点也同样依赖于LC2’及LEP链段中的丙烯链的立构规整性,其依赖于所用催化剂的乙烯与丙烯的反应性比及丙烯聚合中的立构规整性。
从耐热性、机械物性的方面出发,优选使本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的熔点较高,为了显示出比聚乙烯更高的耐热性,优选具有1个以上的130℃以上的熔点,更优选具有1个以上的135℃以上的熔点,进一步优选具有1个以上的140℃以上的熔点,特别优选具有1个以上的145℃以上的熔点。
作为本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的HEPBHIS的值,优选为2.0wt%以上,更优选为3.0wt%以上,进一步优选为4.0wt%以上,特别优选为5.0wt%以上,最优选为6.0wt%以上。
作为本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的HC2’BHIS的值,优选为80.0mol%以上且94.5mol%以下,更优选为80.0mol%以上且94.0mol%以下,进一步优选为80.0mol%以上且93.5mol%以下,特别优选为80.0mol%以上且93.0mol%以下,最优选为80.0mol%以上且92.8mol%以下。
作为本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的LC2’BHIS的值,优选为0.1mol%以上且9.0mol%以下,更优选为0.1mol%以上且6.0mol%以下,进一步优选为0.1mol%以上且4.0mol%以下,特别优选为0.1mol%以上且3.0mol%以下,最优选为0.1mol%以上且2.0mol%以下。
本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的HC2’BHIS与HC2’BHS之差的绝对值(|HC2’BHIS-HC2'BHS|)优选为5.0mol%以下,更优选为4.0mol%以下,进一步优选为3.0mol%以下,特别优选为2.5mol%以下,最优选为2.3mol%以下。
作为本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的BHIS成分的相对于该组合物整体的重量比率的值,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,特别优选为40.0wt%以上,最优选为50.0wt%以上。
作为本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物,优选使该组合物的BHS成分具有1个以上的5.0℃以上且150.0℃以下的熔点,进一步优选使这些熔点显示出5.0J/g以上且200.0J/g以下的熔解热量。
作为本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的重均分子量Aw的值,优选为100以上且50,000以下,更优选为500以上且25,000以下,进一步优选为2,500以上且25,000以下,特别优选为2,500以上且10,000以下,最优选为5,000以上且10,000以下。
作为本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的分子量分布Aw/An的值,优选为1.7以上且15.0以下,更优选为1.7以上且10.0以下,进一步优选为1.8以上且5.0以下,特别优选为1.8以上且4.0以下,最优选为1.9以上且3.0以下。另外,An表示本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的数均分子量。
作为本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物,优选使该组合物的BHIS成分中的PPP链为29%以上且EEE链为1.5%以上,更优选使PPP链为50%以上且EEE链为2.5%以上,进一步优选使PPP链为60%以上且EEE链为3.5%以上,特别优选使PPP链为65%以上且EEE链为4.5%以上。
从刚性与耐冲击性的平衡的观点出发,本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物优选满足下述式(M-1),更优选满足式(M-2),进一步优选满足式(M-3),特别优选满足(M-4),最优选满足式(M-5)。
12000≤杨氏模量(MPa)×拉伸冲击强度(kJ/m2)··(M-1)
17000≤杨氏模量(MPa)×拉伸冲击强度(kJ/m2)··(M-2)
25000≤杨氏模量(MPa)×拉伸冲击强度(kJ/m2)··(M-3)
33000≤杨氏模量(MPa)×拉伸冲击强度(kJ/m2)··(M-4)
42000≤杨氏模量(MPa)×拉伸冲击强度(kJ/m2)··(M-5)
从透明性的观点出发,本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的雾度值优选为18%以下,更优选为15%以下,进一步优选为13%以下。
本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的优选的一个形态满足以下的所有必要条件(1)~(5)。
(1)具有1个以上的130℃以上的熔点
(2)HEPBHIS的含量为2.0wt%以上
(3)HC2’BHIS为80.0mol%以上且94.5mol%以下
(4)LC2’BHIS为0.1mol%以上且9.0mol%以下
(5)HC2’BHIS与HC2’BHS之差的绝对值为5.0mol%以下
本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的更优选的一个形态满足上述的所有必要条件(1)~(5)且满足以下的必要条件(6)。
(6)12000≤杨氏模量(MPa)×拉伸冲击强度(kJ/m2)
本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的进一步优选的一个形态满足上述的所有必要条件(1)~(6)且满足以下的必要条件(7)。
(7)雾度值为18%以下
本发明的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物具有较高的耐热性且刚性与耐冲击性的平衡及透明性优异。
实施例
以下,利用实施例及比较例对本发明进行说明,但本发明不受这些实施例的限定。
(1)过渡金属化合物(A-X)的合成
(参考例1):反式-1,2-双(3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基苄基硫基)环辛烷的合成
(i)6-(1-金刚烷基)-2-羟基甲基对甲酚的合成
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l3.0g(433mmol)及四氢呋喃400mL。向其中加入三乙基胺24mL(172mmol),进行加热回流2.5小时。将反应溶液放冷至室温后,对不溶物进行过滤。在减压下从滤液蒸馏除去挥发成分后,向残渣中加入乙酸乙酯,依次用1M HCl、饱和食盐水进行洗涤。将有机层利用无水硫酸镁进行干燥后,在减压下蒸馏除去溶剂,由此得到包含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与四氢呋喃135mL及甲醇80mL,用冰冷却。向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,依次用1M HCl、饱和食盐水进行洗涤。将有机层利用无水硫酸镁进行干燥后,在减压下蒸馏除去溶剂。将所得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,由此得到作为白色固体的6-(1-金刚烷基)-2-羟基甲基对甲酚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-羟基甲基对甲酚8.80g(32.3mmol)和二氯甲烷132mL。向其中加入三溴化磷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,将有机层用水、饱和食盐水进行洗涤。将有机层利用无水硫酸镁进行干燥后,在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到作为淡黄色固体的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-羟基苄基硫基)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。向其中加入三乙基胺4.3mL(31mmol),在室温下搅拌21.5小时。将反应溶液进行过滤,在减压下从滤液蒸馏除去挥发成分。向所得的残渣中加入乙酸乙酯和氯化铵水溶液。再将有机层依次用氯化铵水溶液、饱和食盐水进行洗涤后,利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下蒸馏除去溶剂后,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-羟基苄基硫基)环辛烷和反式-1-(3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基苄基硫基)-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。向其中加入三乙基胺0.74mL(5.31mmol),搅拌15.5小时。将反应溶液进行过滤,在减压下从滤液蒸馏除去挥发成分。向所得的残渣中加入乙酸乙酯和氯化铵水溶液,再将有机层依次用氯化铵水溶液、饱和食盐水进行洗涤。将有机层用无水硫酸镁进行干燥后,在减压下蒸馏除去溶剂。将所得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,对所得的固体进一步用己烷在室温进行再制浆(repulp)洗涤,由此得到作为白色固体的反式-1,2-双(3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基苄基硫基)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2):[环辛烷二基一反式-1,2-双(3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-氧桥基(oxoyl)苄基硫基)]二苄基铪(A-X1)的合成
在氮气气氛下的手套箱(glove box)中,用50mL舒伦克(Schlenk)管在室温下向反式-1,2-双(3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-羟基苄基硫基)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,将反应溶液进行过滤,在减压下从滤液蒸馏除去挥发成分。将所得的残渣用戊烷进行洗涤,在减压下进行干燥,由此得到作为白色粉末的[环辛烷二基-反式-1,2-双(3-(1-金刚烷基)-5-甲基-2-氧桥基苄基硫基)]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3):反式-1,2-双[5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基苄基硫基]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舒伦克管中加入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,在冰浴中冷却至0℃。向其中加入硫酸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中。将有机层用无水硫酸镁进行干燥后,在减压下蒸馏除去挥发成分。将所得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,由此得到作为白色固体的4-叔丁基-2-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)苯酚4.0g(收率59%)。
1H-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,J=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-羟基甲基苯酚的合成
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。向其中加入三乙基胺6.7mL(48mmol),加热回流3小时。将反应溶液放冷至室温后,对不溶物进行过滤。在减压下从滤液蒸馏除去挥发成分后,对残渣加入乙酸乙酯及水。将有机层依次用1M HCl、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下蒸馏除去溶剂,由此得到包含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与四氢呋喃20mL及甲醇20mL,用冰冷却。向其中缓慢加入硼氢化钠490mg(13mmol),升温至室温后,搅拌1小时。在减压下从反应溶液蒸馏除去挥发成分后,加入水及乙酸乙酯。将有机层依次用1M HCl、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下蒸馏除去溶剂后,将所得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,由此得到作为白色固体的4-叔丁基-6-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基甲基苯酚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-羟基甲基苯酚3.4g(9.9mmol)和二氯甲烷20mL。向其中加入三溴化磷6.6mL(1.0M二氯甲烷溶液,6.6mmol),在室温下搅拌1小时。向反应溶液中加入水,将有机层进一步用水洗涤2次后,用饱和食盐水进行洗涤。将有机层利用无水硫酸镁进行干燥后,在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到作为白色固体的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-羟基苄基硫基]环辛烷的合成
在氮气置换后的50mL舒伦克管中加入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。向其中加入三乙基胺0.7mL(5.0mmol),在0℃下搅拌1小时,再在室温下搅拌2小时。再加入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。在减压下从反应溶液蒸馏除去挥发成分后,加入乙酸乙酯及氯化铵水溶液。将有机层依次用水、饱和食盐水进行洗涤后,用无水硫酸镁进行干燥。在减压下蒸馏除去溶剂后,用硅胶柱色谱(展开溶剂:乙酸乙酯∶己烷=1∶10)进行精制,由此得到作为白色固体的反式-1,2-双[5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基苄基硫基]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4):{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-氧桥基苄基硫基]}二氯铪(A-X2)的合成
在氮气气氛下的手套箱中,用50mL舒伦克管在室温下向反式-1,2-双[5-叔丁基-3-(3,5-二甲基-1-金刚烷基)-2-羟基苄基硫基]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,在减压下蒸馏除去挥发成分。将所得的残渣用戊烷进行洗涤,在减压下进行干燥,由此得到作为白色粉末的{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-氧桥基苄基硫基]}二氯铪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).
(2)过渡金属化合物(A-Y)的合成
(参考例5)
下述所示的过渡金属化合物(A-Y1)利用美国专利申请公开第2005/090427号说明书中记载的方法来合成。
【化60】
(参考例6)
下述所示的过渡金属化合物(A-Y2)利用Small,B.L.;Brookhart,M.;Bennett,A.M.A.J.Am.Chem.Soc.1998,120,4049-4050.中记载的方法来合成。
【化61】
(参考例7)
下述所示的过渡金属化合物(A-Y3)利用国际专利申请公开WO1996/023010号说明书中记载的方法来合成。
【化62】
(参考例8)
下述所示的过渡金属化合物(A-Y4)利用美国专利申请公开第2004/0220050号说明书中记载的方法来合成。
【化63】
(参考例9)
比较例中使用的下述所示的过渡金属化合物(A-Y5)利用参考文献美国专利申请公开第2006/0205588号说明书中记载的方法来合成。
【化64】
(3)有机铝氧化合物(B-1)的合成
(参考例10)
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制造的PMAO-S甲苯溶液(铝含量6.1wt%)100mL,并将其投入烧瓶中。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,将挥发成分进行减压除去。再将该操作重复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页中记载的计算法,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(Aw、An)及分子量分布(Aw/An)[单位:g/mol]
利用凝胶渗透色谱(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公司制造的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]
DSC测定条件(1):使用作为热分析装置的差示扫描量热计(TAInstruments公司制造的Q100)以下述的方法进行测定。
1)等温保持 220℃5分钟
2)测定 220℃~-90℃(10℃/分钟)···(Tc)
3)测定 -90℃~220℃(10℃/分钟)···(Tm)、(ΔH)
4)冷却 220℃~-90℃(10℃/分钟)
5)等温保持 -90℃5分钟
6)测定 -90℃~60℃(2℃/分钟)···(Tg)
(调制振幅±0.16℃、调制周期30秒)
DSC测定条件(2):使用作为热分析装置的差示扫描量热计(PerkinElmer公司制造的Diamond DSC)以下述的方法进行测定。
1)等温保持 220℃5分钟
2)测定 220℃~20℃(5℃/分钟)···(Tc)
3)等温保持 20℃2分钟
4)测定 20℃~220℃(5℃/分钟)···(Tm)、(ΔH)
(4)聚合物中的乙烯含量(C2’)及EP含量[单位:wt%]
使用核磁共振分光器(NMR),并且使用如下测得的聚合物的13C-NMR光谱的结果,按照Kakugo等的报告(参考文献:Macromolecules、1982年、15号、第1150页~1152页)中记载的方法来求出。此外,使用上述计算法求出EP含量。
装置:Bruker公司制造的AVANCE60010mm冷冻探子
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
(5)乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的TREF分级
按照如下方式实施了TREF分级。
装置:PREPmc2Polymer Char公司制造
溶剂:1,2氯苯
溶剂量:对各级分用100ml溶剂进行溶解。
聚合物量:500mg
TREF分级条件(1)
溶解步骤:130℃、90分钟
稳定化温度:120℃、45分钟
结晶化温度:以0.2℃/分钟的降温速度冷却至40℃
分级温度:设定为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、130℃的8个级分。
TREF分级条件(2)
溶解步骤:130℃、90分钟
稳定化温度:120℃、45分钟
结晶化温度:以0.2℃/分钟的降温速度冷却至40℃
分级温度:设定为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃的11个级分。
对利用TREF分级得到的各聚合物溶液,加入1升丙酮,使聚合物沉淀后,利用减压过滤来回收聚合物。对所回收的聚合物实施12小时以上的70℃真空干燥,由此制成分析用样品。
(6)乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的0.3mmt压制片材的制作
将所得的聚合粉末夹入铝板以及钢制平板,利用230℃的热压机预热5分钟,以使聚合物粒子充分融合的压力对其压制5分钟,接着,利用30℃的冷压机进行冷却,供于测定。此时,通过使用钢制间隔件而调整成所需厚度的压制片材。
(7)乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的0.1mmt压制片材的制作
将所得的聚合粉末夹入铝板以及钢制平板,利用190℃的热压机预热5分钟,以使聚合物粒子充分融合的压力对其压制5分钟,接着,利用30℃的冷压机进行冷却,供于测定。此时,通过使用钢制间隔件而调整成所需厚度的压制片材。
(8)乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的透明性的测定(雾度[%])
利用依据JIS K7136的方法对雾度(fogging)进行测定。利用上述的方法制作厚度为0.1毫米的压制片材,并使用雾度计(日本电色工业制造的NDH2000)进行了测定。
(9)乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物的机械强度的测定(拉伸冲击强度[kJ/m2]、杨氏模量[MPa]、降伏强度[MPa]、拉伸强度[MPa]、伸长率[%])
从上述0.3mmt压制片材制作JIS K6251-7号试验片,使用拉伸冲击试验机(ORIENTEC公司制造的CIT-150T-20)对拉伸冲击强度进行了测定。将摆锤的上扬角度设为110°,将卡盘间距离设为20mm。
关于杨氏模量(刚性),从上述0.3mmt压制片材制作JIS K6251-7号试验片,使用拉伸试验机(ORIENTEC公司制造的STA-1225)以5.0mm/分钟的速度进行拉伸试验,并从在拉伸-应力曲线的零点上的切线的斜率求出初始弹性模量。
利用依据JIS K6251的方法对降伏强度、拉伸强度及伸长率进行了测定。从上述0.3mmt压制片材制作JIS K6251-7号试验片,使用拉伸试验机(ORIENTEC公司制造的STA-1225)以50mm/分钟的拉伸速度进行了测定。
[实施例1]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
将内容积为0.4升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,加入甲苯40mL、丙烯80g,升温至50℃,再加入乙烯使其分压达到0.05MPa。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与二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol的混合溶液、过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(0.40mM、0.80μmol)的混合溶液、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1.25mL(4.0mM、5.0μmol)加入到高压釜中,在50℃下进行30分钟的聚合。加入少量的乙醇使反应终止,吹扫未反应单体,使高压釜开放后,加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。对所析出的聚合物进行吸引过滤后,利用真空干燥机充分进行减压干燥,得到单段聚合聚合物8.5g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
在内容积为300mL的茄型烧瓶中加入己烷250mL,将填充有实施例1(1)中合成的单段聚合聚合物2.00g的圆筒滤纸(ADVANTECH公司制造的R86)设置在索氏提取器内,安装回流管后,加热回流5小时,分级为圆筒滤纸上的不溶成分(BHIS)及下部烧瓶中的溶出成分(BHS)。利用减压干燥分别充分地蒸馏除去溶剂,得到BHIS成分0.89g、BHS成分1.11g。
[实施例2]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
将内容积为1升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,加入甲苯100mL、丙烯200g,升温至50℃,再加入乙烯使其分压达到0.05MPa。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与二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol的混合溶液、过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(2.0mM、4.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)的混合溶液、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2.50mL(4.0mM、10.0μmol)加入到高压釜中,在50℃下进行30分钟的聚合。加入少量的乙醇使反应终止,吹扫未反应单体,使高压釜开放后,加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。对所析出的聚合物进行吸引过滤后,利用真空干燥机充分进行减压干燥,得到单段聚合聚合物21.0g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例2(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.13g、BHS成分0.87g。
[实施例3]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(2.0mM、4.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液1.00mL(2.0mM、2.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(2.0mM、4.0μmol)的混合溶液以外,按照实施例2(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物22.1g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例3(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分0.81g、BHS成分1.19g。
[实施例4]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(2.0mM、4.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液3.00mL(1.0mM、3.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液3.00mL(1.0mM、3.0μmol)的混合溶液、并且将三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液2.50mL(4.0mM、10.0μmol)的添加量设定为3.75mL(4.0mM、15.0μmol)以外,按照实施例2(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物22.6g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例4(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.10g、BHS成分0.90g。
[实施例5]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(2.0mM、4.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液1.00mL(5.0mM、5.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液1.00mL(5.0mM、5.0μmol)的混合溶液、并且将三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液2.50mL(4.0mM、10.0μmol)的添加量设定为5.00mL(4.0mM、20.0μmol)以外,按照实施例2(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物29.8g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例5(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.24g、BHS成分0.76g。
[实施例6]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol设为0.10mmol、将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(2.0mM、4.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液3.00mL(1.0mM、3.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液3.00mL(1.0mM、3.0μmol)的混合溶液、并且将三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液2.50mL(4.0mM、10.0μmol)的添加量设定为3.75mL(4.0mM、15.0μmol)以外,按照实施例2(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物29.2g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例6(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分0.79g、BHS成分1.21g。
[实施例7]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将聚合温度变更为40℃、将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(2.0mM、4.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液3.00mL(1.0mM、3.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液3.00mL(1.0mM、3.0μmol)的混合溶液、并且将三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液2.50mL(4.0mM、10.0μmol)的添加量设定为3.75mL(4.0mM、15.0μmol)以外,按照实施例2(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物29.2g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例7(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分0.89g、BHS成分1.1lg。
[实施例8]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将三异丁基铝(有机金属化合物(C))0.50mmol设为0.25mmol、将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(2.0mM、4.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液3.00mL(1.0mM、3.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液3.00mL(1.0mM、3.0μmol)的混合溶液、并且将三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐(活化用助催化剂成分(B))的甲苯溶液2.50mL(4.0mM、10.0μmol)的添加量设定为3.75mL(4.0mM、15.0μmol)以外,按照实施例2(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物41.0g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例8(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分0.88g、BHS成分1.12g。
[比较例1]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(2.0mM、4.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-Y5)的甲苯溶液0.10mL(0.20mM、0.020μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)的混合溶液以外,按照实施例2(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物14.0g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用比较例1(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.00g、BHS成分1.00g。
[比较例2]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(2.0mM、4.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-Y5)的甲苯溶液0.10mL(0.20mM、0.020μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)的混合溶液以外,按照实施例2(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物13.7g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用比较例2(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分0.05g、BHS成分1.95g。
[实施例9]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
将内容积为0.4升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,加入甲苯40mL、丙烯80g,升温至40℃,再加入乙烯使其分压达到0.05MPa。接着,从加压投入器依次将MMAO-3A(有机金属化合物(C))2.0mmol与二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol的混合溶液、过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液0.40mL(1.0mM、0.40μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(0.50mM、0.10μmol)的混合溶液加入到高压釜中,在40℃下进行30分钟的聚合。加入少量的乙醇使反应终止,吹扫未反应单体,使高压釜开放后,加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。对所析出的聚合物进行吸引过滤后,利用真空干燥机充分进行减压干燥,得到单段聚合聚合物9.4g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例9(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.62g、BHS成分0.38g。
[实施例10]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
将内容积为1升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,加入甲苯100mL、丙烯200g,升温至40℃,再加入乙烯使其分压达到0.05MPa。接着,从加压投入器依次将MMAO-3A(有机金属化合物(℃))2.0mmol、二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol、过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.20μmol)的混合溶液加入到高压釜,在40℃下进行30分钟的聚合。加入少量的乙醇使反应终止,吹扫未反应单体,使高压釜开放后,加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。对所析出的聚合物进行吸引过滤后,利用真空干燥机充分进行减压干燥,得到单段聚合聚合物14.0g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例10(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.22g、BHS成分0.78g。
[实施例11]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.2μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmo)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.20μmol)的混合溶液以外,按照实施例10(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物8.2g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例11(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.48g、BHS成分0.52g。
[实施例12]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将甲苯100mL设定为300mL、将丙烯200g设定为100g、并且将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.2μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.20μmol)的混合溶液以外,按照实施例10(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物4.8g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例12(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.77g、BHS成分0.23g。
[实施例13]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol设定为0.10mmol、并且将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.2μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.20μmol)的混合溶液以外,按照实施例10(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物8.0g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例13(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.10g、BHS成分0.90g。
[实施例14]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol设定为0.30mmol、并且将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.2μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.20μmol)的混合溶液以外,按照实施例10(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物14.3g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例14(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分0.79g、BHS成分1.21g。
[实施例15]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol设定为0.02mmol以外,按照实施例10(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物16.5g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例15(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.05g、BHS成分0.95g。
[实施例16]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol设定为0.01mmol以外,按照实施例10(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物14.7g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例16(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.04g、BHS成分0.96g。
[比较例3]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.2μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-Y5)的甲苯溶液0.10mL(0.060mM、0.0060μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.20μmol)的混合溶液以外,按照实施例10(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物7.0g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用比较例3(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分1.13g、BHS成分0.87g。
[比较例4]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.2μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-Y5)的甲苯溶液0.10mL(0.060mM、0.0060μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.40mL(1.0mM、0.40μmol)的混合溶液以外,按照实施例10(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物7.9g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用比较例4(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例1(2)中记载的方法进行操作,得到BHIS成分0.45g、BHS成分1.55g。
将由实施例1~16及比较例1~4的(1)得到的单段聚合聚合物(Whole)的BHIS比率、Tm1、Tm2、ΔH、Aw、Aw/An分别归纳于表1中。
【表1】
※DSC测定按照上述的DSC测定条件(2)进行了测定。
将由实施例1~16及比较例1~4的(2)得到的单段聚合聚合物的BHS成分(BHS)及BHIS成分(BHIS)的LC2'BHIS、HC2'BHIS、HC2'BHS、C2'BHIS、C2'BHS、HEPBHIS、PPP、EEE、Tm1、Tm2、ΔH、|HC2’BHIS-HC2'BHS|分别归纳于表2中。
【表2】
按照单段聚合法(1)而使用聚合催化剂(X)及(Y)实施了乙烯/丙烯共聚的实施例1~16均在BHIS成分中存在原本应该存在于BHS成分中的组成的HEP。因此,表明生成烯烃嵌段聚合物。进而,与使用2种不同聚合催化剂(Y)而实施了乙烯/丙烯共聚的比较例3、4相比,均可得到熔点高且耐热性优异的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物。
以下,示出按照单段聚合法(1)而使用聚合催化剂(X)及(Y)实施了乙烯/丙烯共聚的实施例4、以及在同一聚合条件下仅使用聚合催化剂(Y)实施了乙烯/丙烯共聚的参考例11的TREF分级及对该分级成分实施了NMR解析的结果(还参照表3、表4及图2)。
(参考例11)
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合(HEP的合成)
除了将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液3.00mL(1.0mM、3.0μmo1)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液3.00mL(1.0mM、3.0μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液3.00mL(1.0mM、3.0μmol)的溶液以外,按照实施例4(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物19.0g。
【表3】
※DSC测定按照上述的DSC测定条件(2)进行了测定。
【表4】
可知仅使用聚合催化剂(Y)的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物即参考例11均为HEP成分且利于TREF分级而在50℃以下溶出。另一方面,仅使用聚合催化剂(X)及(Y)的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物即实施例4含有HEP成分及LEP成分且确认到在50℃以下溶出的成分及在90~110℃下溶出的成分。
从在90~110℃下溶出的成分的NMR解析结果,确认到9.7~23.0%的HEP成分。观测到的HEP成分具有与参考例11大致相等的组成,不论是否为应该在50℃以下溶出的成分,均以在90~110℃下溶出的成分存在。即,这表明单独时应该在50℃以下溶出的HEP成分由于与HEP成分化学性连结成的LEP成分的性质而在90~110℃下溶出,结果强烈暗示着实施例4中得到的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物中存在烯烃嵌段聚合物。
对于在按照单段聚合法(1)而使用聚合催化剂(X)及(Y)实施了乙烯/丙烯共聚的实施例9、10、11、15以及使用2种不同聚合催化剂(Y)而实施了乙烯/丙烯共聚的比较例3、4中得到的乙烯/丙烯嵌段共聚组合物,实施了各种机械强度及透明性的测定。
进而,对由以与实施例10相同的聚合条件仅使用聚合催化剂(Y)而实施了乙烯/丙烯共聚的参考例12得到的HEP、由以与实施例10相同的聚合条件仅使用聚合催化剂(X)而实施了乙烯/丙烯共聚的参考例13得到的LEP、以及由将以上的2种成分分别以3种混合比实施了溶剂共混的参考例14~16得到的不包含嵌段聚合物的HEP与LEP的共混聚合物,也同样地实施了各种机械强度及透明性的测定。将结果示于表5、表6及图3中。
(参考例12)
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合(HEP的合成)
除了将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.20μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.20μmol)的溶液以外,按照实施例10(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物5.7g。
(参考例13)
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合(LEP的合成)
除了将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.2μmol)的混合溶液设定为过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)的溶液以外,按照实施例10(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物12.5g。
(参考例14)
(1)LEP及HEP的溶剂共混
向内容积为1L的茄型烧瓶中加入参考例12(1)中合成的单段聚合聚合物1.0g、参考例13(1)中合成的单段聚合聚合物4.0g和二甲苯500mL,安装回流管后,加热回流1小时。将所得的均一溶液边搅拌边一次性加入到经过冰冷却后的乙醇2000mL中,再搅拌15分钟。接着,在对析出物进行过滤后,进行减压干燥,由此得到溶剂共混聚合物5.0g。
(参考例15)
(1)LEP及HEP的溶剂共混
除了将参考例12(1)中合成的单段聚合聚合物1.0g、参考例13(1)中合成的单段聚合聚合物4.0g设定为参考例12(1)中合成的单段聚合聚合物2.5g、参考例13(1)中合成的单段聚合聚合物2.5g以外,按照参考例14(1)中记载的方法进行操作,得到溶剂共混聚合物5.0g。
(参考例16)
(1)LEP及HEP的溶剂共混
除了将参考例12(1)中合成的单段聚合聚合物1.0g、参考例13(1)中合成的单段聚合聚合物4.0g设定为参考例12(1)中合成的单段聚合聚合物4.0g、参考例13(1)中合成的单段聚合聚合物1.0g以外,按照参考例15(1)中记载的方法进行操作,得到溶剂共混聚合物5.0g。
【表5】
※DSC测定按照上述的DSC测定条件(2)进行了测定。
【表6】
与使用2种不同的聚合催化剂(Y)而实施了乙烯/丙烯共聚的比较例3、4以及HEP与LEP的共混聚合物即参考例14~16相比,按照单段聚合法(1)使用聚合催化剂(X)及(Y)而实施了乙烯/丙烯共聚的实施例9、10、11、15的杨氏模量与拉伸冲击强度的积较大,刚性与耐冲击性的平衡较为优异。此外,与参考例14~16相比,实施例9、10、11、15的雾度较小且透明性较高。此外,与比较例3、4相比,实施例9、10、11、15的降伏强度、拉伸强度、伸长率较大且机械物性较优异。
[实施例17]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
将内容积为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70℃,再加入乙烯使其分压达到0.6MPa。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、二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol、过渡金属化合物(A-X1)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y1)的甲苯溶液0.10mL(1.0mM、0.1μmol)的混合溶液、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)加入到高压釜中,在70℃下进行30分钟的聚合。加入少量的乙醇使反应终止,吹扫未反应单体,使高压釜开放后,加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。对所析出的聚合物进行吸引过滤后,利用真空干燥机充分进行减压干燥,得到单段聚合聚合物13.5g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
在内容积为1升的茄型烧瓶中加入实施例17(1)中合成的单段聚合聚合物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。将所得的均一溶液经过冰冷却后,在室温下搅拌2小时。接着,对析出物进行过滤,并将滤液进行浓缩干固后,进行各自的减压干燥,由此得到CXIS成分1.05g、CXS成分0.95g。
[实施例18]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了代替过渡金属化合物(A-X1)而加入过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)、并且将聚合时间设定为15分钟以外,按照实施例17(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物7.8g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例18(1)中得到的单段聚合聚合物以外,与实施例17(2)同样地进行操作,得到CXIS成分1.55g、CXS成分0.45g。
[比较例5]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了不添加过渡金属化合物(A-X1)以外,按照实施例17(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物10.0g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用比较例5(1)中得到的单段聚合聚合物以外,与实施例17(2)同样地进行操作,得到CXIS成分2.00g。
[实施例19]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了代替过渡金属化合物(A-X1)而加入过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)、代替三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐而加入d-MAO(活化用助催化剂成分(B))31.0mg、并且不加入三异丁基铝以外,按照实施例17(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物15.1g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例19(1)中得到的单段聚合聚合物以外,与实施例17(2)同样地进行操作,得到CXIS成分0.87g、CXS成分1.13g。
[比较例6]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了不添加过渡金属化合物(A-X2)以外,按照实施例19(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物9.4g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用比较例6(1)中得到的单段聚合聚合物以外,与实施例17(2)同样地进行操作,得到CXIS成分2.00g。
[实施例20]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了代替过渡金属化合物(A-Y1)而加入过渡金属化合物(A-Y2)的甲苯溶液0.50mL(1.0mM、0.5μmol)以外,按照实施例17(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物8.9g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例20(1)中得到的单段聚合聚合物以外,与实施例17(2)同样地进行操作,得到CXIS成分0.47g、CXS成分1.53g。
[实施例21]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了代替过渡金属化合物(A-X1)而加入过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)、并且将聚合时间设定为15分钟以外,按照实施例20(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物4.5g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例21(1)中得到的单段聚合聚合物以外,与实施例17(2)同样地进行操作,得到CXIS成分1.19g、CXS成分0.81g。
[比较例7]
(1)乙烯/丙烯共聚的单段聚合
除了不添加过渡金属化合物(A-X1)以外,按照实施例20(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物2.5g。
(2)单段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用比较例7(1)中得到的单段聚合聚合物以外,与实施例17(2)同样地进行操作,得到CXIS成分2.00g。
将由实施例17~21及比较例5~7的(1)、(2)得到的单段聚合聚合物(Whole)、单段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS)的特性粘度[η]、An、Aw、Aw/An、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量分别归纳于表7中。
【表7】
※DSC测定按照上述的DSC测定条件(1)进行了测定。
对按照单段聚合法(1)使用聚合催化剂(X)及(Y)而实施了乙烯/丙烯共聚的实施例17~21分别实施了Whole、CXIS、CXS各成分的NMR及DSC的测定。其结果可知:在任一实施例中均在CXIS成分中观测到Tg,并且该CXIS成分的乙烯含量均比仅使用聚合催化剂(Y)的对应的比较例5~7的CXIS成分的乙烯含量减少。
这表明在CXIS成分中存在源自聚合催化剂(X)的非晶性的乙烯/丙烯共聚物链段(X)。但是,该链段(X)为根据其Tg值通常被分级为所有CXS成分的组成。因此,这表明单独时应该被分级为CXS成分的非晶性的乙烯/丙烯共聚物链段(X)由于与该链段(X)化学性连结成的结晶性的乙烯/丙烯共聚物链段(Y)的性质而以不溶成分的形式存在于CXIS成分中,暗示着在实施例17~21中得到的单段聚合聚合物中生成了烯烃嵌段聚合物。
[实施例22]
(1)乙烯的单段聚合
将内容积为0.4升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,加入甲苯200mL,升温至40℃,再加入乙烯使其分压达到0.6MPa。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-X1)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)与过渡金属化合物(A-Y3)的甲苯溶液1.00mL(1.0mM、1.0μmol)的混合溶液、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)加入到高压釜中,在40℃下进行30分钟的聚合。加入少量的乙醇使反应终止,吹扫未反应单体,使高压釜开放后,加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。对所析出的聚合物进行吸引过滤后,利用真空干燥机充分进行减压干燥,得到单段聚合聚合物4.4g。
[比较例8]
(1)乙烯的单段聚合
除了不添加过渡金属化合物(A-X1)以外,按照实施例22(1)中记载的方法进行操作,得到单段聚合聚合物1.2g。
将由实施例22及比较例8的(1)得到的单段聚合聚合物(Whole)的特性粘度[η]、An、Aw、Aw/An、Tm、Tc、Tg、ΔH分别归纳于表8中。
【表8】
※DSC测定按照上述的DSC测定条件(1)进行了测定。
[实施例23]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)与丙烯均聚(后段)的2段聚合
前段:将内容积为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℃,再加入乙烯使其分压达到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))31.8mg、二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol、过渡金属化合物(A-Y4)的甲苯溶液0.10mL(1.0mM、0.1μmol)加入到高压釜中,在50℃下进行30分钟的聚合。聚合反应结束后,吹扫未反应单体,加入氩气2.0MPa,再次进行吹扫,将该操作重复2次。
后段:在将高压釜内保持在氩气气氛的状态下冷却至室温后,再次加入丙烯20g,升温至50℃。接着,从加压投入器依次将过渡金属化合物(A-X1)的甲苯溶液4.00mL(1.0mM、4.0μmol)加入到高压釜中,在50℃下进行60分钟的聚合。加入少量的乙醇使反应终止,吹扫未反应单体,使高压釜开放后,加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。对所析出的聚合物进行吸引过滤后,利用真空干燥机充分进行减压干燥,得到2段聚合聚合物4.3g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例23(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例17(2)中记载的方法进行操作,得到CXIS成分1.19g、CXS成分0.81g。
[实施例24]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)与丙烯均聚(后段)的2段聚合
前段:将内容积为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℃,再加入乙烯使其分压达到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))0.50mmol、二乙基锌(有机金属化合物(C))0.05mmol、过渡金属化合物(A-Y4)的甲苯溶液0.20mL(1.0mM、0.2μmol)、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)加入到高压釜中,在50℃下进行15分钟的聚合。聚合反应结束后,吹扫未反应单体,加入氩气2.0MPa,再次进行吹扫,将该操作重复2次。
后段:在将高压釜内保持在氩气气氛的状态下冷却至室温后,再次加入丙烯20g,升温至50℃。接着,从加压投入器依次将过渡金属化合物(A-X1)的甲苯溶液4.00mL(1.0mM、4.0μmol)、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、4.0μmo1)加入到高压釜中,在50℃下进行120分钟的聚合。加入少量的乙醇使反应终止,吹扫未反应单体,使高压釜开放后,加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。对所析出的聚合物进行吸引过滤后,利用真空干燥机充分进行减压干燥,得到2段聚合聚合物16.7g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例24(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例17(2)中记载的方法进行操作,得到CXIS成分0.91g、CXS成分1.09g。
[实施例25]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)与丙烯均聚(后段)的2段聚合
前段:将内容积为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℃,再加入乙烯使其分压达到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))0.50mmol、二乙基锌(有机金属化合物(C))0.01mmol、过渡金属化合物(A-Y4)的甲苯溶液0.10mL(1.0mM、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)加入到高压釜中,在50℃下进行15分钟的聚合。聚合反应结束后,吹扫未反应单体,加入氩气2.0MPa,再次进行吹扫,将该操作重复2次。
后段:在将高压釜内保持在氩气气氛的状态下冷却至室温后,再次加入丙烯20g,升温至50℃。接着,从加压投入器依次将过渡金属化合物(A-X2)的甲苯溶液4.00mL(1.0mM、4.0μmol)、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)加入到高压釜中,在50℃下进行60分钟的聚合。加入少量的乙醇使反应终止,吹扫未反应单体,使高压釜开放后,加入乙醇500mL及1N盐酸水溶液5mL,在室温下搅拌30分钟。对所析出的聚合物进行吸引过滤后,利用真空干燥机充分进行减压干燥,得到2段聚合聚合物15.3g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用实施例25(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例17(2)中记载的方法进行操作,得到CXIS成分1.09g、CXS成分0.91g。
[比较例9]
(1)乙烯/丙烯共聚(前段)与丙烯均聚(后段)的2段聚合
前段:将内容积为3.0升的带搅拌机的高压釜充分干燥后,加入甲苯800mL、丙烯100g,升温至50℃,再加入乙烯使分压达到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))0.15mmol、过渡金属化合物(A-Y4)的甲苯溶液0.80mL(1.0mM、0.8μmol)、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)加入到高压釜中,在50℃下进行30分钟的聚合。聚合反应结束后,吹扫未反应单体,加入氩气2.0MPa,再次进行吹扫,将该操作重复2次。
后段:在将高压釜内保持在氩气气氛的状态下冷却至室温后,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-Y4)的甲苯溶液2.00mL(1.0mM、2.0μmol)、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)加入到高压釜中,在80℃下进行30分钟的聚合。加入少量的乙醇使反应终止,吹扫未反应单体,使高压釜开放后,加入乙醇2000mL及1N盐酸水溶液20mL,在室温下搅拌30分钟。对所析出的聚合物进行吸引过滤后,利用真空干燥机充分进行减压干燥,得到2段聚合聚合物53.8g。
(2)2段聚合聚合物的溶剂分级
除了使用比较例9(1)中合成的2段聚合聚合物以外,按照实施例17(2)中记载的方法进行操作,得到CXIS成分1.40g、CXS成分0.60g。
将由实施例23~25及比较例9的(1)、(2)得到的2段聚合聚合物(Whole)、2段聚合聚合物的CXS成分(CXS)及CXIS成分(CXIS)的特性粘度[η]、An、Aw、Aw/An、Tm、Tc、Tg、ΔH、乙烯含量、EP含量分别归纳于表9中。
【表9】
※DSC测定按照上述的DSC测定条件(1)进行了测定。
对按照多段聚合法(3)实施了在前段使用聚合催化剂(Y)进行乙烯/丙烯共聚、在后段使用聚合催化剂(X)进行丙烯均聚的2段聚合的实施例23~25,分别实施了Whole、CXIS、CXS各成分的NMR及DSC的测定。其结果在任一实施例中的CXIS成分中均观测到Tg及源自乙烯/丙烯共聚物的NMR序列。
这表明在CXIS成分中存在源自聚合催化剂(Y)的乙烯/丙烯共聚物链段(Y)。但是,该链段(Y)为根据其Tg值通常被分级为所有CXS成分的组成。因此,这表明单独时应该被分级为CXS成分的非晶性的乙烯/丙烯共聚物链段(Y)由于与该链段(Y)化学性连结的结晶性的丙烯均聚物链段(X)的性质而以不溶成分的形式存在于CXIS成分中,暗示着在实施例23~25中得到的2段聚合聚合物中生成了烯烃嵌段聚合物。进而,与仅使用聚合催化剂(Y)的比较例9相比,上述的实施例23~25的CXIS成分中的EP含量的值较大,且烯烃嵌段聚合物的生成效率较高。
产业上的可利用性
根据本发明的烯烃嵌段聚合物的制造方法,可以以较高的生产率制造烯烃嵌段聚合物,在工业上的价值极高。
Claims (21)
1.一种烯烃嵌段聚合物的制造方法,其使用聚合催化剂(X)、聚合催化剂(Y)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),
聚合催化剂(X)通过使下述通式(1-X)所示的过渡金属化合物(A-X)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,
聚合催化剂(Y)通过使选自下述通式(1-Y)所示的化合物中的过渡金属化合物(A-Y)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,下述通式(1-Y)所示的化合物中不包括下述通式(1-X)所示的过渡金属化合物,
式(1-X)中,n为1、2或3,
MX表示钛原子、锆原子或铪原子,
RX1~RX8分别独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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、取代甲硅烷基或成环碳原子数为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可以分别具有取代基,
RX1与RX2、RX2与RX3、RX3与RX4、RX5与RX6、RX6与RX7、RX7与RX8可以分别相互连结而形成环,这些环可以具有取代基,这与所述RX1~RX8的定义无关,
XX分别独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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可以分别具有取代基,
XX彼此可以相互连结而形成环,
EX表示中性的路易斯碱,在具有多个EX时,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,
(MLaXbEc)n...(1-Y)
式(1-Y)中,M表示元素周期表的第4族~第11族的过渡金属原子,在n为2以上时,M可以相互相同也可以不同,
L为含有不包括氢原子的多达70个原子、且经由共轭系π电子与M键合的π电子共轭系阴离子性基团,在a为2以上时,L可以相互相同也可以不同,
X为含有不包括氢原子的多达70个原子的非共轭系阴离子性基团,在b为2以上时,X可以相互相同也可以不同,
E为含有不包括氢原子的多达70个原子、且经由1个以上的非共价电子对与M键合的中性路易斯碱性配体,在c为2以上时,E可以相互相同也可以不同,
a为0~6的整数,b为0~8的整数,c为0~9的整数,n为1~4的整数,此外,在M、L、X的价数分别为me、le、xe时,满足me=le×a+xe×b的关系,此外,L、X、E中的2个以上可以相互连结而形成环,进而在a为2以上时,L彼此可以相互连结而形成环,在b为2以上时,X彼此可以相互连结而形成环,在c为2以上时,E彼此可以相互连结而形成环,在n为2以上时,L彼此、X彼此、E彼此可以相互连结而形成环。
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,作为形成聚合催化剂(Y)的过渡金属化合物(A-Y),使用式(1-Y-1)~(1-Y-8)所示的化合物,
式(1-Y-1)中,M、X、b分别表示与所述通式(1-Y)同样的含义,
R1表示含有不包括氢原子的1~30个原子的烃基,
T1表示含有不包括氢原子的1~40个原子的二价交联基,
E1表示具有路易斯碱性的碳原子数5~40的杂环式化合物残基,
式(1-Y-2)中,M、X、a、b分别表示与所述通式(1-Y)同样的含义,
G表示氧原子、硫原子、硒原子或具有取代基Rd的含氮基团-NRd-,此外,在a为2以上时,G彼此可以相互相同也可以不同,
T2为氮原子或具有取代基Re的含碳基团-CRe=,此外,在a为2以上时,T2彼此可以相互相同也可以不同,
R9~R11、G所含的Rd、T2所含的Re表示与所述通式(1-Y)中的X同样的含义,R9~R11、Rd、Re可以相互相同也可以不同,在a为2以上时,R9彼此、R10彼此、R11彼此、Rd彼此、Re彼此可以相互相同也可以不同,此外,R10、R11、Rd、Re中的2个以上可以相互连结而形成环,在a为2以上时,R9~R11、Rd、Re中的1个基团可以与其它配体所含的R9~R11、Rd、Re中的1个基团连结,
式(1-Y-3)中,M、X、G、R10、R11、a、b分别表示与所述通式(1-Y-2)同样的含义,
T4表示-CRg 2-、-C6Rg 4-、-SiRg 2-、-NRg-、-PRg-、-P(O)Rg-、-S-、-S(O)-或-SO2-,在T4包含杂原子时,T4的杂原子可以直接与M配位键合,
R10、R11、R16、G所含的Rd、T4所含的Rg表示与所述通式(1-Y)中的X同样的含义,R10、R11、R16、Rd、Rg可以相互相同也可以不同,R16彼此可以相互相同也可以不同,在a为2以上时,R10彼此、R11彼此、Rd彼此、Rg彼此可以相互相同也可以不同,此外,R10、R11、Rd、Rg中的2个以上可以相互连结而形成环,在a为2以上时,R10、R11、R16、Rd、Rg中的1个基团可以与其它配体所含的R10、R11、R16、Rd、Rg中的1个基团连结,
式(1-Y-4)中,M、X分别表示与所述通式(1-Y)同样的含义,
T3表示-CRf 2-、-SiRf 2-、-NRf-、-PRf-、-P(O)Rf-、-O-、-S-、-S(O)-或-SO2-,在T3包含杂原子时,T3的杂原子可以直接与M配位键合,g为1~7的整数,此外,在g为2以上时,T3彼此可以相互相同也可以不同,
T5表示-CRh 2-、-C6Rh 4-、-SiRh 2-、-NRh-、-PRh-、-P(O)Rh-、-S-、-S(O)-或-SO2-,在T5包含杂原子时,T5的杂原子可以直接与M配位键合,此外,T5彼此可以相互相同也可以不同,
R12~R15表示与所述通式(1-Y)中的X同样的含义,R12~R15、T3所含的Rf、T5所含的Rh可以相互相同也可以不同,R12彼此、R13彼此、R14彼此、R15彼此、Rh彼此可以相互相同也可以不同,在g为2以上时,Rf彼此可以相互相同也可以不同,此外,R12~R15、Rf、Rh中的2个以上可以相互连结而形成环,在g为2以上时,2个以上的Rf彼此可以相互连结而形成环,
式(1-Y-5)中,M、X分别表示与所述通式(1-Y)同样的含义,R22表示与所述通式(1-Y)中的X同样的含义,
b为1~4的整数,此外,在b为2以上时,X彼此可以相互相同也可以不同,2个以上的X彼此可以相互连结而形成环,
此外,R22分别可以相互相同也可以不同,邻接的2个R22彼此可以相互连结而形成环,
使环戊二烯基环上的取代基R22彼此键合而形成的所述环上的氢原子的一部分或全部可以进一步被R22取代,
式(1-Y-6)中,M、X、R22分别表示与所述通式(1-Y-5)同样的含义,
b为1~3的整数,此外,在b为2以上时,X彼此可以相互相同也可以不同,2个以上的X彼此可以相互连结而形成环,
式(1-Y-7)中,M、X、b分别表示与所述通式(1-Y)同样的含义,
Z为氮原子、磷原子、氧原子、硫原子、具有取代基Rm的含氮基团-NRm-或具有取代基Rm的含磷基团-PRm-,
R23~R25、Z所含的Rm表示与所述通式(1-Y)中的X同样的含义,R23~R25、Rm可以相互相同也可以不同,R23彼此、R24彼此、R25彼此可以相互相同也可以不同,此外,R23、R24、R25、Rm中的2个以上可以相互连结而形成环,
式(1-Y-8)中,M、X、b分别表示与所述通式(1-Y)同样的含义,
R26、R27相互独立地表示与所述通式(1-Y)中的X同样的含义,R26彼此、R27彼此可以相互相同也可以不同,此外,选自2个R26及2个R27中的2个以上可以相互连结而形成环。
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,通式(1-X)中,RX1及RX5分别独立地为卤素原子、碳原子数1~20的烷基、成环碳原子数为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、取代甲硅烷基或成环碳原子数为3~20的杂环式化合物残基。
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,通式(1-X)中,n为3。
5.根据权利要求1~4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)包含有机铝化合物和/或有机锌化合物。
6.根据权利要求5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)包含碳原子数3~24的有机铝化合物和/或碳原子数2~16的有机锌化合物。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,烯烃嵌段聚合物的制造方法为以单一工序形成聚合催化剂(X)和聚合催化剂(Y)而使烯烃进行聚合的单段聚合。
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,单段聚合中将2种以上的烯烃进行聚合。
9.根据权利要求1~6中任一项所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,烯烃嵌段聚合物的制造方法为包括形成聚合催化剂(X)而使烯烃进行聚合的工序和形成聚合催化剂(Y)而使烯烃进行聚合的工序的多段聚合,相邻的2个工序中所形成的聚合催化剂的种类互不相同,并且在直到前一个工序为止所得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,其中,多段聚合为2段聚合。
11.根据权利要求10所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,在2段聚合的前段和后段中,烯烃的组成互不相同。
12.根据权利要求11所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,在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,在该前段和后段的另一方中进行1种烯烃的均聚。
13.根据权利要求1~12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、碳原子数为3~20的α-烯烃、碳原子数为3~20的环状烯烃及碳原子数为5~20的烯基脂环式化合物。
14.根据权利要求13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为3~10的α-烯烃。
15.根据权利要求14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。
16.根据权利要求8所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,在单段聚合中使乙烯及碳原子数为3~10的α-烯烃进行聚合。
17.根据权利要求16所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,碳原子数为3~10的α-烯烃为丙烯。
18.根据权利要求12所述的烯烃嵌段聚合物的制造方法,其中,在2段聚合的前段和后段的一方中进行乙烯及丙烯的共聚,在该前段和后段的另一方中进行丙烯的均聚。
19.一种乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物,其满足以下的所有必要条件(1)~(5):
(1)具有一个以上的130℃以上的熔点;
(2)HEPBHIS的含量为2.0wt%以上;
(3)HC2’BHIS为80.0mol%以上且94.5mol%以下;
(4)LC2’BHIS为0.1mol%以上且9.0mol%以下;
(5)HC2’BHIS与HC2’BHS之差的绝对值为5.0mol%以下。
20.根据权利要求19所述的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物,其满足以下的必要条件(6):
(6)12000≤杨氏模量(MPa)×拉伸冲击强度(kJ/m2)。
21.根据权利要求20所述的乙烯/丙烯嵌段共聚物组合物,其满足以下的必要条件(7):
(7)雾度值为18%以下。
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