CN116444889A - 多相丙烯聚合材料和烯烃聚合物 - Google Patents

多相丙烯聚合材料和烯烃聚合物 Download PDF

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Abstract

提供高沸点成分量指标(FOG)小的多相丙烯聚合材料和烯烃聚合物。一种多相丙烯聚合材料,满足下式(3):(X2×Y2)/Z2≤7.0(3),在式中,X2表示多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部量(质量%),Y2表示用凝胶渗透色谱法测定的多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分相对于多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部的全部成分的比例(%),Z2表示多相丙烯聚合材料中包含的、含有来源于从由乙烯和碳原子数为4~12的α‑烯烃组成的组中选择的至少一种的单体单元以及来源于丙烯的单体单元的丙烯系共聚物的含量(质量%)。

Description

多相丙烯聚合材料和烯烃聚合物
技术领域
本发明涉及使用新型齐格勒-纳塔催化剂来制造固体催化剂成分与外给电子体的组合的多相丙烯聚合材料和烯烃聚合物。
背景技术
以往,提出了很多烯烃聚合用催化剂,并制造了多种多样的烯烃系聚合物。
例如,专利文献1记载有利用特定的催化剂制造的烯烃系聚合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2018/025862公报
发明内容
发明要解决的问题
从环境或健康等观点来看,优选所制造的烯烃系聚合物的树脂气味小。但是,专利文献1没有提及与多相丙烯聚合材料或烯烃聚合物相关的树脂气味。
在这种状况下,本发明要解决的问题在于,提供高沸点成分量指标(FOG)小的多相丙烯聚合材料和烯烃聚合物。高沸点成分是树脂气味的根源,因此,本发明的多相丙烯聚合材料和烯烃聚合物的树脂气味小。
用于解决问题的方案
本发明的发明人鉴于这种背景进行了锐意研究,完成了本发明。
即,本发明为如下发明。
[1]一种多相丙烯聚合材料,满足下式(3):
(X2×Y2)/Z2≤7.0 (3),
在式中,
X2表示多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部量(质量%),
Y2表示用凝胶渗透色谱法测定的多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分相对于多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部的全部成分的比例(%),
Z2表示多相丙烯聚合材料中包含的、含有来源于从由乙烯和碳原子数为4~12的α-烯烃组成的组中选择的至少一种的单体单元以及来源于丙烯的单体单元的丙烯系共聚物的含量(质量%)。
[2]根据[1]所述的多相丙烯聚合材料,满足下式(4):
0.3<(X2×Y2)/Z2<7.0 (4),
在式中,X2、Y2以及Z2表示与上述相同的含义。
[3]根据[1]或[2]所述的多相丙烯聚合材料,包含:
丙烯系聚合物(a),其含有80质量%以上的来源于丙烯的单体单元,并且特性粘度为2.0dL/g以下;以及
丙烯系共聚物(b),其含有30~55质量%的来源于从由乙烯和碳原子数为4~12的α-烯烃组成的组中选择的至少一种的单体单元、以及来源于丙烯的单体单元,并且特性粘度为1.5~8.0dL/g。
[4]根据[3]所述的多相丙烯聚合材料,
所述丙烯系聚合物(a)的含量为50~90质量%,所述丙烯系共聚物(b)的含量为10~50质量%。
[5]根据[3]或[4]所述的多相丙烯聚合材料,
所述丙烯系聚合物(a)的全同立构五元组分数超过0.975。
[6]一种烯烃聚合物,满足下式(1):
Y1/X1≤40 (1),
在式中,
X1表示烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部量(质量%),
Y1表示用凝胶渗透色谱法测定的烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分相对于烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部的全部成分的比例(%)。
[7]根据[6]所述的烯烃聚合物,满足下式(2):
5.3<Y1/X1<40 (2),
在式中,X1和Y1表示与上述相同的含义。
[8]根据[6]或[7]所述的烯烃聚合物,其是丙烯聚合物。
[9]根据[8]所述的烯烃聚合物,其是丙烯均聚物。
发明效果
根据本发明,使用新型齐格勒-纳塔催化剂来制造固体催化剂成分与外给电子体的组合的多相丙烯聚合材料和烯烃聚合物具有高沸点成分量指标(FOG)小的特征。高沸点成分是树脂气味的根源,因此,本发明的多相丙烯聚合材料和烯烃聚合物的树脂气味小。而且,本发明的烯烃聚合物尽管高沸点成分量指标小但熔点没有升高。高沸点成分量指标小和熔点低是折衷关系,但本发明的烯烃聚合物例如维持了低温热封性。
具体实施方式
[定义]
在本说明书中,用语“α-烯烃”是指在α位具有碳-碳不饱和双键的脂肪族不饱和烃。
在本说明书中,用语“多相丙烯聚合材料”是指具有如下结构的混合物:在含有80质量%以上的来源于丙烯的单体单元的丙烯系聚合物(其中,将该丙烯系聚合物的总质量设为100质量%。)的基体中分散有含有来源于从由乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃组成的组中选择的至少一种α-烯烃的单体单元以及来源于丙烯的单体单元的丙烯共聚物。
以下,详细说明本发明的一些实施方式。但是,本发明不限于以下的实施方式。此外,在本说明书中,表示数值范围的“下限~上限”的记载表示“下限以上、上限以下”,“上限~下限”的记载表示“上限以下、下限以上”。即,这些记载表示包含上限和下限的数值范围。
〔多相(heterophasic)丙烯聚合材料〕
本发明的多相丙烯聚合材料是满足下式(3)的多相丙烯聚合材料。
(X2×Y2)/Z2≤7.0 (3)
在式中,
X2表示多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部量(质量%)。
Y2表示用凝胶渗透色谱法测定的多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分相对于多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部的全部成分的比例(%)。
Z2表示多相丙烯聚合材料中包含的、含有来源于从由乙烯和碳原子数为4~12的α-烯烃组成的组中选择的至少一种的单体单元以及来源于丙烯的单体单元的丙烯系共聚物的含量(质量%)。
本发明的多相丙烯聚合材料优选是满足下式(4)的多相丙烯聚合材料。
0.3<(X2×Y2)/Z2<7.0 (4)
(在式中,X2、Y2以及Z2表示与上述相同的含义。)
本发明的多相丙烯聚合材料更优选是如下所述的多相丙烯聚合材料,包含:
丙烯系聚合物(a),其含有80质量%以上的来源于丙烯的单体单元,并且特性粘度(intrinsic viscosity)为2.0dL/g以下;以及
丙烯系共聚物(b),其含有30~55质量%的来源于从由乙烯和碳原子数为4~12的α-烯烃组成的组中选择的至少一种的单体单元、以及来源于丙烯的单体单元,并且特性粘度为1.5~8.0dL/g。
本发明的多相丙烯聚合材料更进一步优选是如下所述的多相丙烯聚合材料,
所述丙烯系聚合物(a)的含量为50~90质量%,所述丙烯系共聚物(b)的含量为10~50质量%。
在本说明书中,特性粘度([η]、单位:dL/g)通过以下的实施例所记载的方法来测定。
丙烯系聚合物(a)的特性粘度可以是0.3~1.2dL/g,也可以是0.4~1.0dL/g,还可以是0.8~0.95dL/g。
丙烯系聚合物(a)例如可以是丙烯均聚物,也可以包含来源于丙烯以外的单体的单体单元。在丙烯系聚合物(a)包含来源于丙烯以外的单体的单体单元的情况下,其含量在以丙烯系聚合物(a)的总质量为基准时例如可以是0.01质量%以上且小于20质量%。
作为丙烯以外的单体,例如可举出乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃。其中,优选从由乙烯和碳原子数为4~10的α-烯烃组成的组中选择的至少一种,更优选从由乙烯、1-丁烯、1-己烯以及1-辛烯组成的组中选择的至少一种,进一步优选从由乙烯和1-丁烯组成的组中选择的至少一种。
作为包含来源于丙烯以外的单体的单体单元的丙烯系聚合物,例如可举出丙烯-乙烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-1-己烯共聚物、丙烯-1-辛烯共聚物、丙烯-乙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-乙烯-1-己烯共聚物以及丙烯-乙烯-1-辛烯共聚物。
从成形体的刚性的观点来看,丙烯系聚合物(a)优选丙烯均聚物、丙烯-乙烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-乙烯-1-丁烯共聚物,更优选丙烯均聚物。
本实施方式的多相丙烯聚合材料可以仅含有1种丙烯系聚合物(a),也可以含有2种以上的丙烯系聚合物(a)。
丙烯系共聚物(b)的特性粘度可以是2.0~10.0dL/g,也可以是3.0~9.0dL/g,还可以是4.0~8.0dL/g。
在丙烯系共聚物(b)中,来源于从由乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃组成的组中选择的至少一种α-烯烃的单体单元的含量可以是20~50质量%,也可以是30~45质量%,还可以是35~40质量%。
在丙烯系共聚物(b)中,作为从由乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃组成的组中选择的至少一种α-烯烃,优选从由乙烯和碳原子数为4~10的α-烯烃组成的组中选择的至少一种,更优选从由乙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯和1-癸烯组成的组中选择的至少一种,进一步优选从由乙烯和1-丁烯组成的组中选择的至少一种。
作为丙烯系共聚物(b),例如可举出丙烯-乙烯共聚物、丙烯-乙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-乙烯-1-己烯共聚物、丙烯-乙烯-1-辛烯共聚物、丙烯-乙烯-1-癸烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-1-己烯共聚物、丙烯-1-辛烯共聚物以及丙烯-1-癸烯共聚物。其中,作为上述丙烯系共聚物(b),优选丙烯-乙烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物或丙烯-乙烯-1-丁烯共聚物,更优选丙烯-乙烯共聚物。
本实施方式的多相丙烯聚合材料可以仅含有1种丙烯系共聚物(b),也可以含有2种以上的丙烯系共聚物(b)。
作为本实施方式的多相丙烯聚合材料,例如可举出(丙烯)-(丙烯-乙烯)聚合材料、(丙烯)-(丙烯-乙烯-1-丁烯)聚合材料、(丙烯)-(丙烯-乙烯-1-己烯)聚合材料、(丙烯)-(丙烯-乙烯-1-辛烯)聚合材料、(丙烯)-(丙烯-1-丁烯)聚合材料、(丙烯)-(丙烯-1-己烯)聚合材料、(丙烯)-(丙烯-1-辛烯)聚合材料、(丙烯)-(丙烯-1-癸烯)聚合材料、(丙烯-乙烯)-(丙烯-乙烯)聚合材料、(丙烯-乙烯)-(丙烯-乙烯-1-丁烯)聚合材料、(丙烯-乙烯)-(丙烯-乙烯-1-己烯)聚合材料、(丙烯-乙烯)-(丙烯-乙烯-1-辛烯)聚合材料、(丙烯-乙烯)-(丙烯-乙烯-1-癸烯)聚合材料、(丙烯-乙烯)-(丙烯-1-丁烯)聚合材料、(丙烯-乙烯)-(丙烯-1-己烯)聚合材料、(丙烯-乙烯)-(丙烯-1-辛烯)聚合材料、(丙烯-乙烯)-(丙烯-1-癸烯)聚合材料、(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-乙烯)聚合材料、(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-乙烯-1-丁烯)聚合材料、(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-乙烯-1-己烯)聚合材料、(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-乙烯-1-辛烯)聚合材料、(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-乙烯-1-癸烯)聚合材料、(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-1-丁烯)聚合材料、(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-1-己烯)聚合材料、(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-1-辛烯)聚合材料、(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-1-癸烯)聚合材料、(丙烯-1-己烯)-(丙烯-1-己烯)聚合材料、(丙烯-1-己烯)-(丙烯-1-辛烯)聚合材料、(丙烯-1-己烯)-(丙烯-1-癸烯)聚合材料、(丙烯-1-辛烯)-(丙烯-1-辛烯)聚合材料以及(丙烯-1-辛烯)-(丙烯-1-癸烯)聚合材料。其中,优选(丙烯)-(丙烯-乙烯)聚合材料、(丙烯)-(丙烯-乙烯-1-丁烯)聚合材料、(丙烯-乙烯)-(丙烯-乙烯)聚合材料、(丙烯-乙烯)-(丙烯-乙烯-1-丁烯)聚合材料或(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-1-丁烯)聚合材料,更优选(丙烯)-(丙烯-乙烯)聚合材料。
在此,上述记载表示“(含有80质量%以上的来源于丙烯的单体单元的丙烯系聚合物的种类)-(丙烯系共聚物(b)的种类)”。即,“(丙烯)-(丙烯-乙烯)聚合材料”这一记载是指“丙烯系聚合物(a)为丙烯均聚物、丙烯系共聚物(b)为丙烯-乙烯共聚物的多相丙烯聚合材料”。在其它类似的表达中也是同样的。
也可以是,丙烯系聚合物(a)和丙烯系共聚物(b)的含量在以多相丙烯聚合材料的总质量为100质量%时分别为50~90质量%和10~50质量%。
在本实施方式的多相丙烯聚合材料中,从尺寸稳定性的观点来看,优选丙烯系聚合物(a)的特性粘度为0.3~1.2dL/g,丙烯系共聚物(b)的特性粘度为2.0~10.0dL/g,在丙烯系共聚物(b)中,来源于从由乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃组成的组中选择的至少一种α-烯烃的单体单元的含量为20~50质量%,丙烯系聚合物(a)和丙烯系共聚物(b)的含量在以多相丙烯聚合材料的总质量为100质量%时分别为50~90质量%和10~50质量%。
从由树脂组合物形成的成形体的刚性和尺寸稳定性的观点来看,多相丙烯聚合材料中包含的丙烯系聚合物(a)的全同立构五元组分数(isotactic pentad fraction;也称为[mmmm]分数)优选为0.950以上,更优选为0.970以上,进一步优选为超过0.975。成分(a)的全同立构五元组分数例如也可以是1.000以下。可以认为,全同立构五元组分数接近1的聚合物的分子结构的立构规整性高,结晶性高。
全同立构五元组分数是指以五单元组单位计的等规分数。即,全同立构五元组分数表示在以五单元组单位观察时5个来源于丙烯的单体单元连续地内消旋键合而成的结构的含有比例。此外,在对象成分为共聚物的情况下,是指对来源于丙烯的单体单元的链进行测定而得的值。
在本说明书中,全同立构五元组分数通过以下的实施例所记载的方法来测定。
对于多相丙烯聚合材料,能够根据需要添加耐热稳定剂、紫外线稳定剂、抗氧化剂、晶核剂、润滑剂、着色剂、防粘连剂、抗静电剂、防雾剂、阻燃剂、石油树脂、发泡剂、发泡助剂、有机填料或无机填料等添加剂。添加剂的添加量相对于多相丙烯聚合材料整体优选为0.01质量%以上,另外,优选为30质量%以下。添加剂可以单独使用1种,另外,也可以以任意的比例同时使用2种以上。
<烯烃聚合物>
本发明的烯烃聚合物是满足下式(1)的烯烃聚合物。
Y1/X1≤40 (1)
在式中,
X1表示烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部量(质量%)。
Y1表示用凝胶渗透色谱法测定的烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分相对于烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部的全部成分的比例(%)。
本发明的烯烃聚合物优选是满足下式(2)的烯烃聚合物。
5.3<Y1/X1<40 (2)
(在式中,X1和Y1表示与上述相同的含义。)
作为烯烃,能够例示出乙烯和碳原子数为3以上的α-烯烃。作为α-烯烃,能够例示出丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯以及1-癸烯那样的直链状单烯烃;3-甲基-1-丁烯,3-甲基-1-戊烯以及4-甲基-1-戊烯那样的支链状单烯烃;乙烯基环己烷那样的环状单烯烃;以及它们中的2种以上的组合。其中,优选是乙烯或丙烯的均聚物或者是以乙烯或丙烯为主成分的多种烯烃的共聚物。上述的多种烯烃的组合可以包含两种烯烃或更多种烯烃的组合,也可以包含共轭二烯或非共轭二烯那样的具有多不饱和键的化合物与烯烃的组合。
本发明的烯烃聚合物优选是乙烯均聚物、丙烯均聚物、1-丁烯均聚物、1-戊烯均聚物、1-己烯均聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-1-己烯共聚物、乙烯-丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-1-己烯共聚物、或者是将它们多级聚合而得到的聚合物。本发明的烯烃聚合物更优选是丙烯聚合物,更进一步优选是丙烯均聚物。
烯烃聚合物的特性粘度可以是0.3~8.0dL/g,也可以是0.5~5.0dL/g,还可以是0.7~3.0dL/g。
对于烯烃聚合物,能够根据需要添加耐热稳定剂、紫外线稳定剂、抗氧化剂、晶核剂、润滑剂、着色剂、防粘连剂、抗静电剂、防雾剂、阻燃剂、石油树脂、发泡剂、发泡助剂、有机填料或无机填料等添加剂。添加剂的添加量相对于烯烃聚合物整体优选为0.01质量%以上,另外,优选为30质量%以下。添加剂可以单独使用1种,另外,也可以以任意的比例同时使用2种以上。
<烯烃聚合用固体催化剂成分>
本发明的多相丙烯聚合材料和烯烃聚合物优选能够通过下述的制造方法来制造:
一种制造方法,包含:
使成分(A)、成分(B)以及成分(C)接触而得到烯烃聚合用催化剂的工序;以及
在烯烃聚合用催化剂的存在下使烯烃聚合而得到多相丙烯聚合材料或烯烃聚合物的工序。
成分(A):包含钛原子、镁原子、卤素原子以及内给电子体的烯烃聚合用固体催化剂成分
成分(B):有机铝化合物
成分(C):下式(i)或(ii)所表示的硅化合物
R1Si(OR2)3 (i)
(R1:碳原子数为1~20的烃基或氢原子,R2:碳原子数为1~20的烃基)
R3 2Si(NR4R5)2 (ii)
(R3:碳原子数为1~20的烃基或氢原子,R4和R5:碳原子数为1~12的烃基或氢原子)
在本说明书中,“烯烃聚合用固体催化剂成分”是指至少在甲苯中作为固体成分存在并且通过与有机铝化合物等烯烃聚合用助催化剂组合而成为烯烃聚合用催化剂的成分。
烯烃聚合用固体催化剂成分中的钛原子的一部分或全部来源于卤化钛化合物。烯烃聚合用固体催化剂成分中的卤素原子的一部分或全部来源于卤化钛化合物。
烯烃聚合用固体催化剂成分中的镁原子的一部分或全部来源于镁化合物。镁化合物只要是含有镁原子的化合物即可,作为具体例子,可举出由下式(i)~(iii)表示的化合物。
MgR1 kX2-k…(i)
Mg(OR1)mX2-m…(ii)
MgX2·nR1OH…(iii)
(在式中,k是满足0≤k≤2的数;m是满足0<m≤2的数;n是满足0≤n≤3的数;R1是碳原子数为1~20的烃基;X为卤素原子。)
作为上述的式(i)~(iii)中的X,可举出氯原子、溴原子、碘原子以及氟原子,优选是氯原子。多个X可以相同也可以不同。
作为式(i)~(iii)的镁化合物的具体例子,可举出二烷氧基镁(magnesiumdialkoxide)和卤化镁。
卤化镁可以直接使用市售的卤化镁,也可以将市售的卤化镁溶解于醇而得到溶液并将该溶液滴入到烃液体中而产生沉淀物,将该沉淀物与液体分离后使用,还可以使用基于美国专利第6,825,146号公报、国际公开第1998/044009号单行本、国际公开第2003/000754号单行本、国际公开第2003/000757号单行本或国际公开第2003/085006号单行本所述的方法等制造的卤化镁。
作为二烷氧基镁的制造方法,例如可举出在催化剂的存在下使金属镁与醇接触的方法(例如特开平4-368391号公报、特开平3-74341号公报、特开8-73388号公报以及国际公开第2013/058193号单行本)。作为醇,可举出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及辛醇。作为催化剂,可举出碘、氯以及溴那样的卤素、碘化镁以及氯化镁那样的卤化镁,优选是碘。
镁化合物也可以担载于载体物质。作为载体物质,例如可举出SiO2、Al2O3、MgO、TiO2以及ZrO2那样的多孔质无机氧化物;聚苯乙烯、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-乙二醇二甲基丙烯酸共聚物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯-二乙烯基苯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-二乙烯基苯共聚物、聚丙烯腈、丙烯腈-二乙烯基苯共聚物、聚氯乙烯、聚乙烯以及聚丙烯那样的有机多孔质聚合物。它们当中,优选多孔质无机氧化物,更优选SiO2
作为载体物质,从将镁化合物有效地固定于该载体物质的观点来看,优选多孔质,更优选按照标准ISO15901-1:2005并利用压汞法求出的细孔半径为10~780nm的细孔的总容积为0.3cm3/g以上的多孔质的载体物质,进一步优选细孔半径为10~780nm的细孔的总容积为0.4cm3/g以上的多孔质的载体物质。另外,优选细孔半径为10~780nm的细孔的总容积相对于细孔半径为2~100μm的细孔的总容积为25%以上的多孔质的载体物质,更优选细孔半径为10~780nm的细孔的总容积相对于细孔半径为2~100μm的细孔的总容积为30%以上的多孔质的载体物质。
镁化合物可以各自单独使用,也可以将两种以上组合使用。在能够得到本发明的效果的范围内,镁化合物可以是以包含镁化合物和溶剂的镁化合物浆料的形态与卤化钛化合物溶液接触,也可以是以不包含溶剂的形态与卤化钛化合物溶液接触。
烯烃聚合用固体催化剂成分中的镁原子的一部分或全部来源于镁化合物。另外,烯烃聚合用固体催化剂成分中的卤素原子的一部分能来源于镁化合物。
内给电子体是指能向烯烃聚合用固体催化剂成分中包含的1个或多个金属原子提供电子对的有机化合物,具体来说,可举出单酯化合物、二羧酸酯化合物、二醇二酯化合物、β-烷氧基酯化合物以及二醚化合物等。
另外,也能够例示出特开2011-246699号公报所记载的内给电子体。
其中,优选是二羧酸酯化合物、二醇二酯化合物以及β-烷氧基酯化合物。内给电子体可以各自单独使用,也可以将两种以上组合使用。
烯烃聚合用固体催化剂成分能够通过下述的制造方法来制造:
一种烯烃聚合用固体催化剂成分的制造方法,具有使卤化钛化合物与镁化合物接触而得到包含固体生成物的浆料的工序(I)。
在上述的烯烃聚合用固体催化剂成分的制造方法中,优选在工序(I)中向卤化钛化合物溶液中添加镁化合物,内给电子体是从由单酯化合物、二羧酸酯化合物、二醇二酯化合物、β-烷氧基酯化合物以及二醚化合物组成的组中选择的至少一种化合物,镁化合物是二烷氧基镁,还具有向包含固体生成物的浆料中添加内给电子体的工序(II)。
<烯烃聚合用催化剂>
在一个实施方式中,例如能够通过利用公知的方法使上述的烯烃聚合用固体催化剂成分与有机铝化合物接触来制造烯烃聚合用催化剂。另外,在另一实施方式中,能够通过使上述的烯烃聚合用固体催化剂成分、有机铝化合物以及外给电子体接触来制造烯烃聚合用催化剂。
因此,烯烃聚合用催化剂在一个实施方式中包含上述的烯烃聚合用固体催化剂成分和有机铝化合物。另外,烯烃聚合用催化剂在另一实施方式中包含上述的烯烃聚合用固体催化剂成分、有机铝化合物以及外给电子体。
有机铝化合物是具有1个以上的碳-铝键的化合物,具体来说,能够例示出特开平10-212319号公报所记载的化合物。其中,优选是三烷基铝、三烷基铝与二烷基卤化铝的混合物、或者烷基铝氧烷,进一步优选是三乙基铝、三异丁基铝、三乙基铝与二乙基氯化铝的混合物、或四乙基二铝氧烷。
作为外给电子体,能够例示出日本专利第2950168号公报、特开2006-96936号公报、特开2009-173870号公报以及特开2010-168545号公报所记载的化合物。其中,优选是含氧化合物或含氮化合物。作为含氧化合物,能够例示出烷氧基硅、醚、酯以及酮。其中,优选是烷氧基硅或醚。作为含氮化合物,能够例示出氨基硅、胺、亚胺、酰胺、酰亚胺、氰。其中,优选是氨基硅。
作为外给电子体的烷氧基硅或氨基硅优选下式的硅化合物。
成分(C):由下式(i)或(ii)表示的硅化合物
R1Si(OR2)3(i)
(R1:碳原子数为1~20的烃基或氢原子,R2:碳原子数为1~20的烃基)
R3 2Si(NR4R5)2(ii)
(R3:碳原子数为1~20的烃基或氢原子,R4和R5:碳原子数为1~12的烃基或氢原子)。
作为上式(i)中的R1和R2的烃基,可举出烷基、芳烷基、芳基、烯基等,作为R1和R2的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基以及正辛基那样的直链状烷基;异丙基、异丁基、叔丁基、异戊基、新戊基以及2-乙基己基那样的支链状烷基;环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基以及环辛基那样的环状烷基,优选是碳原子数为1~20的直链状、支链状或环状烷基。作为R1和R2的芳烷基,可举出苄基以及苯乙基,优选是碳原子数为7~20的芳烷基。作为R1和R2的芳基,可举出苯基、甲苯基以及二甲苯基,优选是碳原子数为6~20的芳基。作为R1和R2的烯基,可举出乙烯基、烯丙基、3-丁烯基以及5-己烯基那样的直链状烯基;异丁烯基以及5-甲基-3-戊烯基那样的支链状烯基;2-环己烯基以及3-环己烯基那样的环状烯基,优选是碳原子数为2~10的烯基。
作为上式(i)所表示的烷氧基硅的具体例子,可举出苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、仲丁基三乙氧基硅烷、环己基三乙氧基硅烷、环戊基三乙氧基硅烷、苄基三乙氧基硅烷。优选是,环己基三乙氧基硅烷和三乙氧基苯基硅烷。
作为上式(ii)中的R3的烃基,可举出与上式R1相同的烃基等。
作为上式(ii)中的R4和R5的烃基,可举出烷基、烯基等,作为R4和R5的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基以及正己基那样的直链状烷基;异丙基、异丁基、叔丁基、异戊基以及新戊基那样的支链状烷基;环丙基、环丁基、环戊基以及环己基那样的环状烷基,优选是碳原子数为1~6的直链状烷基。作为R4和R5的烯基,可举出乙烯基、烯丙基、3-丁烯基以及5-己烯基那样的直链状烯基;异丁烯基以及5-甲基-3-戊烯基那样的支链状烯基;2-环己烯基以及3-环己烯基那样的环状烯基,优选是碳原子数为2~6的直链状烯基,特别优选是甲基和乙基。
作为上式(ii)所表示的氨基硅的具体例子,可举出双(乙基氨基)二环戊基硅烷、双(乙基氨基)二异丙基硅烷、双(甲基氨基)二叔丁基硅烷。优选地,可举出双(乙基氨基)二环戊基硅烷。
另外,也能够例示出WO2006/129773所记载的氨基硅。
作为外给电子体的醚,优选环状醚化合物。环状醚化合物是指在环结构内具有至少一个-C-O-C-键的杂环化合物,进一步优选是在环结构内具有至少一个-C-O-C-O-C-键的环状醚化合物,特别优选是1,3-二氧戊环或1,3-二恶烷(dioxane;二氧六环)。
外给电子体可以各自单独使用,另外也可以将两种以上组合使用。
使烯烃聚合用固体催化剂成分、有机铝化合物以及外给电子体接触的方法只要能生成烯烃聚合用催化剂即可,没有特别限定。接触在溶剂的存在下或不存在下进行。可以将它们的接触混合物供应到聚合槽,也可以将各成分分别独自供应到聚合槽中使它们在聚合槽中接触,还可以将任意的两个成分的接触混合物与其余的成分分别独自供应到聚合槽中使它们在聚合槽中接触。
有机铝化合物的使用量相对于1mg烯烃聚合用固体催化剂成分通常是0.01~1000μmol,优选是0.1~500μmol。
外给电子体的使用量相对于1mg烯烃聚合用固体催化剂成分通常是0.0001~1000μmol,优选是0.001~500μmol,更优选是0.01~150μmol。
根据上述的烯烃聚合用催化剂,如后所述,在使用它来使烯烃聚合的情况下,能够得到高沸点成分量指标小的聚合物。
<烯烃聚合物的制造方法>
本发明的烯烃聚合物的制造方法是在上述的烯烃聚合用催化剂的存在下使烯烃聚合。
在一个实施方式中,形成烯烃聚合用催化剂的方法有时优选包括以下工序的方法:
(i)在烯烃聚合用固体催化剂成分和有机铝化合物的存在下,使少量的烯烃(与在原本的聚合(通常称为主聚合)中使用的烯烃相同或不同)聚合(为了调节所生成的烯烃聚合物的分子量,可以使用氢那样的链转移剂,也可以使用外给电子体),生成表面被该烯烃的聚合物覆盖的催化剂成分的工序(该聚合通常称为预聚合,因此该催化剂成分通常称为预聚合催化剂成分);
(ii)使预聚合催化剂成分与有机铝化合物及外给电子体接触的工序。
预聚合优选是将丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷、苯以及甲苯那样的惰性烃作为溶剂的淤浆聚合。
上述工序(i)中使用的有机铝化合物的量相对于工序(i)中使用的固体催化剂成分中的每1mol钛原子通常是0.5mol~700mol,优选是0.8mol~500mol,特别优选是1mol~200mol。
进行预聚合的烯烃的量相对于工序(i)中使用的每1g烯烃聚合用固体催化剂成分通常是0.01g~1000g,优选是0.05g~500g,特别优选是0.1g~200g。
上述工序(i)的淤浆聚合中的烯烃聚合用固体催化剂成分的浆料浓度优选是1~500g-烯烃聚合用固体催化剂成分/升-溶剂,特别优选是3~300g-烯烃聚合用固体催化剂成分/升-溶剂。
预聚合的温度优选是-20℃~100℃,特别优选是0℃~80℃。预聚合中的气相部的烯烃的分压优选是0.01MPa~2MPa,特别优选是0.1MPa~1MPa,但在预聚合的压力或温度时为液状的烯烃不受此限制。预聚合的时间优选是2分钟~15小时。
作为预聚合中的向聚合槽供应烯烃聚合用固体催化剂成分、有机铝化合物以及烯烃的方法,能够例示出以下的方法(1)和(2):
(1)在供应了烯烃聚合用固体催化剂成分和有机铝化合物之后供应烯烃的方法;
(2)在供应了烯烃聚合用固体催化剂成分和烯烃之后供应有机铝化合物的方法。
作为预聚合中的向聚合槽供应烯烃的方法,能够例示出以下的方法(1)和(2):
(1)以将聚合槽内的压力维持为规定的压力的方式向聚合槽依次供应烯烃的方法;
(2)一次性地向聚合槽供应烯烃的规定量的全部量的方法。
预聚合中使用的外给电子体的量相对于烯烃聚合用固体催化剂成分中包含的1mol钛原子通常是0.01mol~400mol,优选是0.02mol~200mol,特别优选是0.03mol~100mol,预聚合中使用的外给电子体的量相对于1mol有机铝化合物通常是0.003mol~50mol,优选是0.005mol~30mol,特别优选是0.01mol~10mol。
作为预聚合中的向聚合槽供应外给电子体的方法,能够例示出以下的方法(1)和(2):
(1)单独向聚合槽供应外给电子体的方法;
(2)向聚合槽供应外给电子体与有机铝化合物的接触物的方法。
主聚合时的有机铝化合物的使用量相对于烯烃聚合用固体催化剂成分中的每1mol钛原子通常是1mol~1000mol,特别优选是5mol~600mol。
主聚合中使用外给电子体的情况下的外给电子体的使用量相对于烯烃聚合用固体催化剂成分中包含的每1mol钛原子通常是0.1mol~2000mol,优选是0.3mol~1000mol,特别优选是0.5mol~800mol,主聚合中使用外给电子体的情况下的外给电子体的使用量相对于每1mol有机铝化合物通常是0.001mol~5mol,优选是0.005mol~3mol,特别优选是0.01mol~1mol。
主聚合的温度通常是-30℃~300℃,优选是20℃~180℃。聚合压力没有特别限制,从工业上和经济上考虑,一般来说是常压~10MPa,优选是200kPa~5MPa的程度。聚合为间歇式或连续式,作为聚合方法,能够例示出:将丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、庚烷以及辛烷那样的惰性烃作为溶剂的淤浆聚合法或溶液聚合法;将在聚合温度时为液状的烯烃作为介质的本体聚合法;气相聚合法。
为了调节在主聚合中得到的聚合物的分子量,也可以使用链转移剂(例如,氢、二甲基锌和二乙基锌那样的烷基锌)。
<多相丙烯聚合材料的制造方法>
本发明的多相丙烯聚合材料的制造方法是在上述的烯烃聚合用催化剂的存在下使丙烯等聚合。
说明上述多相丙烯聚合材料的制造方法的一个例子。该制造方法包含工序1和工序2。
工序1:从包括工序1-a和工序1-b的组中选出的至少一种工序,
工序1-a:在氢/丙烯比适当的条件下,在液相下使包含丙烯的单体聚合,得到至少一部分丙烯系聚合物(a);
工序1-b:在氢/丙烯比适当的条件下,在气相下使包含丙烯的单体聚合,得到至少一部分丙烯系聚合物(a),
以及工序2:在氢/丙烯比适当的条件下,使包含从由乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃组成的组中选择的至少一种α-烯烃及丙烯的单体聚合,得到丙烯系共聚物(b)的工序。
其中,在本说明书中,氢/丙烯比定义如下。
当在液相下聚合的情况下,氢/丙烯比是指反应器供应部中的作为气体的氢与作为液体的丙烯的物质量的比。
当在气相下聚合的情况下,氢/丙烯比是指反应装置出口处的作为气体的氢与作为气体的丙烯的物质量的比。
在本说明书中,例如“氢/丙烯比为1molppm”这一记载与“氢/丙烯比为1×10-6mol/mol”同义,是指相对于1mol的丙烯,氢为1×10-6mol。
氢/丙烯比通常是0.00001~10mol/mol,优选是0.0001~1mol/mol,更优选是0.001~0.5mol/mol。
[工序1-a]
在工序1-a中,例如使用液相聚合反应器,在聚合催化剂和氢的存在下使包含丙烯的单体聚合。聚合所使用的单体的构成能够基于构成丙烯系聚合物(a)的单体单元的种类和含量来适当调整。单体中的丙烯的含量相对于单体的总质量例如可以是80质量%以上,也可以是90质量%以上,还可以是100质量%。
作为液相聚合反应器,例如可举出环流型液相反应器和容器型液相反应器。
作为聚合催化剂,例如可举出齐格勒-纳塔型催化剂或茂金属系催化剂等,优选齐格勒-纳塔型催化剂。作为齐格勒-纳塔型催化剂,例如是含有上述的烯烃聚合用固体催化剂成分、有机铝化合物以及给电子性化合物的催化剂。也能够将接触少量烯烃并预活化的催化剂用作聚合催化剂。
作为聚合催化剂,也能够使用在上述的烯烃聚合用固体催化剂成分、正己烷、三乙基铝、双(乙基氨基)二环戊基硅烷等的存在下使烯烃预聚合而得到的预聚合催化剂成分。预聚合所使用的烯烃优选是构成多相丙烯聚合材料的烯烃中的任意一种。
聚合温度例如能够设为0~120℃。聚合压力例如能够设为常压~10MPaG。
工序1-a也可以使用多个反应器,串联地以多级连续实施。
[工序1-b]
在工序1-b中,例如使用气相聚合反应器,在聚合催化剂和氢的存在下使包含丙烯的单体聚合。聚合所使用的单体的构成能够基于构成丙烯系聚合物(a)的单体单元的种类和含量来适当调整。单体中的丙烯的含量相对于单体的总质量例如可以是80质量%以上,也可以是90质量%以上,还可以是100质量%。
作为气相聚合反应器,例如可举出流化床型反应器和喷动床型反应器。
气相聚合反应器可以是具有串联连接的多个反应区域的多级气相聚合反应装置。多级气相聚合反应装置也可以是具有串联连接的多个聚合槽的多级气相聚合反应装置。可以认为,根据这样的装置,容易将丙烯系聚合物(a)的特性粘度调整到上述范围。
多级气相聚合反应装置例如能够具备:圆筒部,其在竖直方向上延伸;以及缩径部,其形成在圆筒部,越往下方内径越小,并且在下端具有气体导入用开口,并且多级气相聚合反应装置能够具备:喷动床型烯烃聚合反应区域,其被缩径部的内表面与比缩径部靠上方的圆筒部的内表面包围,在其内部形成喷动床;以及流化床型烯烃聚合反应区域。
优选多级气相聚合反应装置在竖直方向具有多个反应区域。从丙烯系聚合物(a)的特性粘度的观点来看,多级气相聚合反应装置例如优选在竖直方向具有多个反应区域,其中最上一级为流化床型烯烃聚合反应区域,其余为多个喷动床型烯烃聚合反应区域。在这样的装置中,例如通过从装置的上部供应固体成分、从装置的下部供应气体成分而在反应区域形成流化床或喷动床。气体成分除了包含丙烯的单体和氢以外,还可以包含氮等惰性气体。在该装置中,喷动床型烯烃聚合反应区域的数量优选为3个以上。
在竖直方向设置多个反应区域的情况下,下一级反应区域也可以配置在上一级反应区域的斜下方向。在这样的装置中,例如,将在上一级反应区域得到的固体成分向斜下方向排出,所排出的固体成分从斜上方向供应到下一级反应区域。在这种情况下,关于气体成分,例如,将从下一级反应区域的上部排出的气体成分从上一级反应区域的下部进行供应。
聚合催化剂的具体例子与上述同样。
聚合温度例如可以是0~120℃,也可以是20~100℃,还可以是40~100℃。聚合压力例如可以是常压~10MPaG,也可以是1~5MPaG。
[工序2]
工序2可以在液相下实施,也可以在气相下实施,例如在气相下实施。在液相下实施的情况下,例如能够使用环流型、容器型等液相反应器。在气相下实施的情况下,例如能够使用流化床型反应器、喷动床型反应器等气相反应器。
在工序2中,例如,在聚合催化剂和氢的存在下,将包含从由乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃组成的组中选择的至少一种α-烯烃及丙烯的单体聚合。聚合所使用的单体的构成能够基于构成丙烯系共聚物(b)的单体单元的种类和含量来适当调整。聚合所使用的单体中的从由乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃组成的组中选择的至少一种α-烯烃的含量相对于单体的总质量例如可以是30~55质量%,也可以是35~50质量%。
聚合催化剂的具体例子与上述同样。
在液相下聚合的情况下,聚合温度例如是40~100℃,聚合压力例如是常压~5MPaG。在气相下聚合的情况下,聚合温度例如是40~100℃,聚合压力例如是0.5~5MPaG。
可以将丙烯系聚合物(a)和丙烯系共聚物(b)在各自的工序中进行制作,并使聚合催化剂失活,然后将它们以溶液状态、熔融状态等进行混合,但也可以不使催化剂失活,通过将所得到的聚合物供应到下一工序而连续地制作聚合物。在不使催化剂失活地连续聚合的情况下,前一工序的聚合催化剂也作为后一工序的聚合催化剂起作用。
工序1和工序2的顺序没有特别限制。优选工序1包含工序1-a和工序1-b。
本实施方式的制造方法例如也可以按顺序包含工序1-a、工序1-b以及工序2。
【实施例】
以下,使用实施例和比较例来更具体地说明本发明,但本发明不限于以下的实施例。
在表1中示出与烯烃聚合用固体催化剂成分进行接触的硅化合物(外部供体)及其结构。
【表1】
<冷二甲苯可溶部量CXS的测定、单位:质量%>
在使试样(烯烃聚合物或多相丙烯聚合材料)溶解于沸腾二甲苯后,将所得到的二甲苯溶液冷却,使冷二甲苯不溶成分析出。对所得到的混合物进行过滤,使用液相色谱(LC)对溶解于所得到的滤液中的烯烃聚合物或多相丙烯聚合材料(冷二甲苯可溶部)进行了定量。
(预处理条件)
·试样量:烯烃聚合物为1g,多相丙烯聚合材料为0.1g
·溶剂:以2mg/100mL的浓度添加有二丁基羟基甲苯(BHT)的二甲苯100mL(富士胶片和光纯药株式会社制造,特级等级)
·溶解条件:沸腾后回流30分钟
·温度条件:在用冰水冷却20分钟后,升温至20℃,搅拌1小时
·过滤条件:用滤纸(No.50)过滤并使用LC来测定
(LC测定条件)
·送液泵:LC-20AD(岛津制作所公司制造)
·脱气器:DGU-20A3(岛津制作所公司制造)
·自动取样器:SIL-20A HT(岛津制作所公司制造)
·柱烘箱:CTO-20A(岛津制作所公司制造)
·差示折射率检测器:RID-10A(岛津制作所公司制造)
·系统控制器:CBM-20A(岛津制作所公司制造)
·测定解析软件:LC solution ver.1.24SP1
·柱:SHODEX GPC KF-801(上限排阻极限分子量:1500)
·洗脱液:四氢呋喃(关东化学公司制造,特级,不含稳定剂)
·柱烘箱温度:40℃
·试样注入量:130μL
·流量:1mL/min
·检测器:差示折射计
<烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分的比例的测定、或者多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分的比例的测定、单位:%>
烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分相对于烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部的全部成分的比例、以及多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分相对于多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部的全部成分的比例通过凝胶渗透色谱法(GPC)在以下的条件下测定。
(测定试样)
在上述的CXS的测定中,将滤液(即,溶解有烯烃聚合物或多相丙烯聚合材料(冷二甲苯可溶部)的二甲苯溶液)作为测定试样。
(GPC测定条件)
·送液泵:LC-20AD(岛津制作所公司制造)
·脱气器:DGU-20A3(岛津制作所公司制造)
·自动取样器:SIL-20AHT(岛津制作所公司制造)
·柱烘箱:CTO-20A(岛津制作所公司制造)
·差示折射率检测器:RID-10A(岛津制作所公司制造)
·系统控制器:CBM-20A(岛津制作所公司制造)
·测定解析软件:LC solution ver.1.24SP1(岛津制作所公司制造)
·GPC柱:两根Plus Pore系列Poly Pore 7.5mm I.D.×300mm(安捷伦科技)
·流动相:四氢呋喃(关东化学,特级,不含稳定剂)
·流速:1mL/分钟
·柱烘箱温度:35℃
·检测:差示折射率检测器
·差示折射率检测器单元温度:35℃
·试样溶液注入量:烯烃聚合物为300μL,多相丙烯聚合材料为100μL
·GPC柱校正用标准物质:PStQuick Kit-H(东曹公司制造)
(解析方法)
向东曹公司制造的标准聚苯乙烯试剂盒PStQuick Kit-H(PStQuickA:重均分子量为1090000、190000、18100、2420的聚苯乙烯混合物,PStQuickB:重均分子量为706000、96400、10200、1010的聚苯乙烯混合物,PStQuickC:重均分子量为427000、37900、5970、500的聚苯乙烯混合物)的每个西林瓶中分别加入1mL四氢呋喃(关东化学公司制造,特级,不含稳定剂)并使其溶解,制备出校正曲线制作试样。在校正曲线制作试样的GPC测定的色谱图中,使用峰顶的溶出时间和分子量,用LC用解析软件(岛津制作所公司制造,LC solution)制作出校正曲线。校正曲线为3次近似式。基于校正曲线,算出聚苯乙烯换算分子量为103.5或104.0的成分的溶出时间。
在GPC测定的色谱图中,将从冷二甲苯可溶部成分的峰的上升到BHT的峰即将上升之前为止作为一个峰,算出冷二甲苯可溶部的全部成分的峰面积。根据以聚苯乙烯换算分子量为103.5或104.0的成分的溶出时间进行了垂直分割的色谱图(即,根据从该垂直分割之处到BHT的峰即将上升之前为止的范围的色谱图),算出聚苯乙烯换算分子量为103.5或104.0以下的成分的峰面积。算出聚苯乙烯换算分子量为103.5或104.0以下的成分的峰面积相对于冷二甲苯可溶部的全部成分的峰面积100%的比例。
<丙烯系共聚物中的乙烯单体单元的含量、单位:质量%>
按照高分子分析手册(1995年,纪伊国屋书店出版)的第619页所记载的IR光谱测定,求出通过IR光谱法而得到的多相丙烯聚合材料中的乙烯单体单元的含量。将多相丙烯聚合材料中的乙烯单体单元的含量除以多相丙烯聚合材料中的丙烯系共聚物的含量,求出丙烯系共聚物中的乙烯单体单元的含量。此外,多相丙烯聚合材料中的乙烯-丙烯共聚物比例(Z2)通过后述的方法求出。
<特性粘度[η]的测定、单位:dL/g>
在制备好烯烃聚合物、丙烯系聚合物或多相丙烯聚合材料的四氢化萘溶液(浓度:0.1g/dL、0.2g/dL、0.5g/dL这3种)之后,使用乌氏粘度计在135℃下测定出四氢化萘溶液的比浓粘度。然后,利用“高分子溶液、高分子实验学11”(1982年共立出版株式会社出版)第491页所记载的计算方法,即,利用将比浓粘度相对于浓度进行制图并将浓度外推至零的外推法来求出它们的特性粘度。
<熔点(Tm)的测定、单位:℃>
烯烃聚合物的Tm使用差示扫描式量热仪(DSC)来测定。将烯烃聚合物的试样(约5mg)装入铝盘,设置在差示扫描式量热仪DSC8500型装置(珀金埃尔默公司制造)内,升温至230℃,在230℃保持5分钟,以5℃/分钟降温至0℃,在0℃保持5分钟后,以5℃/分钟升温至200℃,从而测定出熔解曲线。关于温度,将铟的熔点设为156.6℃来进行校正。将熔解曲线中的熔解峰顶的温度设为烯烃聚合物的Tm。
<全同立构五元组分数[mmmm]>
丙烯系聚合物的全同立构五元组分数由A.Zambelli等人根据Macromolecules,6,925(1973)所记载的使用13C-NMR光谱的方法来测定。通过13C-NMR光谱得到的吸收峰的归属基于Macromolecules,8,687(1975)来进行。具体来说,将mmmm峰的面积相对于通过13C-NMR光谱而得到的甲基碳区域的全部吸收峰的面积的比作为全同立构五元组分数而求出。此外,通过该方法而求出的英国NATIONAL PHYSICAL LABORATORY的NPL标准物质CRMNo.M19-14 Polypropylene PP/MWD/2的全同立构五元组分数为0.944。13C-NMR测定在下述的条件下进行。
(测定条件)
·机型:Bruker AVANCE600
·探针:10mm冷冻探针
·测定温度:135℃
·脉冲重复时间:4秒
·脉冲宽度:45°
·累计次数:256次
·磁场强度:600MHz
<烯烃聚合物的高沸点成分量指标的测定、单位:质量ppm>
将烯烃聚合物的颗粒在105℃加热6小时,除去轻沸成分。使用精工电子(SeikoInstruments)公司制造的热重-差热同时测定(TG-TDA-6200)对所得到的烯烃聚合物的颗粒进行了测定。测定在氮气氛下进行,从30℃起开始测定,将升温速度设定为50℃/分钟,在升温至125℃后,维持125℃。然后,根据下式,算出烯烃聚合物的高沸点成分量指标(质量ppm)。
(测定开始3分钟后的质量(g)-测定开始60分钟后的质量(g))/(测定开始3分钟后的质量(g))×1000000
<多相丙烯聚合材料的高沸点成分量指标的测定、单位:质量ppm>
使用精工电子公司制造的热重-差热同时测定(TG-TDA-6200)对所得到的多相丙烯聚合材料、丙烯树脂组合物颗粒或成形体进行了测定。测定在氮气氛下进行,从30℃起开始测定,将升温速度设定为50℃/分钟,在升温至125℃后,维持125℃。然后,根据下式,算出多相丙烯聚合材料、丙烯树脂组合物颗粒或成形体的高沸点成分量指标(质量ppm)。
(测定开始3分钟后的质量(g)-测定开始60分钟后的质量(g))/(测定开始3分钟后的质量(g))×1000000
<实施例1>
(1)烯烃聚合用固体催化剂成分A的合成
在将带有搅拌器的200L的SUS制反应容器内的气体用氮气置换后,加入甲苯(52.8L)和四氯化钛(33.3L)并进行搅拌,得到四氯化钛的甲苯溶液。在使所得到的四氯化钛的甲苯溶液的温度成为0℃以下后,一边进行搅拌,一边每72分钟分成6次向其中加入二乙氧基镁(11kg)。使所得到的混合物的温度不超过2℃并保持150分钟。在向所得到的混合物中加入2-乙氧基甲基-3,3-二甲基丁酸乙酯(0.76kg)后,升温到10℃并保持120分钟。在向所得到的混合物中加入甲苯(14.3L)后,升温到60℃,并在该温度加入2-乙氧基甲基-3,3-二甲基丁酸乙酯(4.0kg)。将所得到的混合物升温到110℃,并在该温度搅拌180分钟。将所得到的混合物在110℃进行固液分离后,将所得到的固体在95℃在甲苯(83L)中清洗3次。在向所得到的混合物中加入甲苯(44L)后,在60℃加入四氯化钛(22L)和2-乙氧基甲基-3,3-二甲基丁酸乙酯(0.95kg)。在将所得到的混合物的温度升温到110℃后,在该温度搅拌30分钟。在将所得到的混合物在110℃进行固液分离后,将所得到的固体在60℃在甲苯(83L)中清洗3次。将所得到的混合物用己烷(83L)清洗3次后进行干燥,得到烯烃聚合用固体催化剂成分A(10.2kg)。
(2)烯烃聚合物(1)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、双(乙基氨基)二环戊基硅烷(硅化合物P)(0.26mmol)以及烯烃聚合用固体催化剂成分A(5.84mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.2MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(1)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为69kg(烯烃聚合物(1))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分A)。烯烃聚合物(1)的CXS为1.52质量%,[η]为0.90dL/g,Tm为161.1℃,高沸点成分量指标为204质量ppm。关于烯烃聚合物(1),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为38.95%。表2示出结果。
<实施例2>烯烃聚合物(2)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、双(乙基氨基)二环戊基硅烷(硅化合物P)(0.26mmol)以及烯烃聚合用固体催化剂成分A(6.29mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.08MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(2)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为45kg(烯烃聚合物(2))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分A)。烯烃聚合物(2)的CXS为1.27质量%,[η]为1.32dL/g,Tm为161.3℃,高沸点成分量指标为246质量ppm。关于烯烃聚合物(2),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为18.28%。表2示出结果。
<实施例3>烯烃聚合物(3)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、双(乙基氨基)二环戊基硅烷(硅化合物P)(0.26mmol)以及烯烃聚合用固体催化剂成分A(8.23mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.01MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(3)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为19kg(烯烃聚合物(3))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分A)。烯烃聚合物(3)的CXS为3.00质量%,[η]为2.64dL/g,Tm为160.5℃,高沸点成分量指标为434质量ppm。关于烯烃聚合物(3),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为3.16%。表2示出结果。
<实施例4>烯烃聚合物(4)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、环己基三乙氧基硅烷(硅化合物Q)(0.26mmol)以及烯烃聚合用固体催化剂成分A(7.20mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.11MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃,并在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到丙烯聚合物(4)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为42kg(烯烃聚合物(4))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分A)。烯烃聚合物(4)的CXS为1.19质量%,[η]为1.19dL/g,Tm为161.6℃,高沸点成分量指标为273质量ppm。关于烯烃聚合物(4),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为20.11%。表2示出结果。
<实施例5>
(1)烯烃聚合用固体催化剂成分B的合成
在将带有搅拌器的200L的SUS制反应容器内的气体用氮气置换后,加入甲苯(60.1L)和四氯化钛(22.3L)并进行搅拌,得到四氯化钛的甲苯溶液。在使所得到的四氯化钛的甲苯溶液的温度成为0℃以下后,一边进行搅拌,一边每72分钟分成6次向其中加入二乙氧基镁(11kg)。使所得到的混合物的温度不超过2℃并保持90分钟。将所得到的混合物升温到10℃并保持90分钟。在向所得到的混合物中加入甲苯(14.3L)后,升温到60℃,并在该温度加入2-乙氧基甲基-3,3-二甲基丁酸乙酯(4.0kg)。将所得到的混合物升温到110℃,并在该温度搅拌180分钟。将所得到的混合物在110℃进行固液分离后,将所得到的固体在95℃在甲苯(83L)中清洗3次。在向所得到的混合物中加入甲苯(43L)后,在60℃加入四氯化钛(22L)。在将所得到的混合物升温到105℃后,在该温度搅拌60分钟。将所得到的混合物在105℃进行固液分离后,将所得到的固体在60℃在甲苯(83L)中清洗3次。将所得到的混合物用己烷(83L)清洗3次后进行干燥,得到烯烃聚合用固体催化剂成分B(8.4kg)。
(2)烯烃聚合物(5)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、双(乙基氨基)二环戊基硅烷(硅化合物P)(0.26mmol)以及烯烃聚合用固体催化剂成分B(8.96mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.08MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(5)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为53kg(烯烃聚合物(5))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分B)。烯烃聚合物(5)的CXS为2.06质量%,[η]为1.18dL/g,Tm为161.0℃,高沸点成分量指标为303质量ppm。关于烯烃聚合物(5),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为17.92%。表2示出结果。
<实施例6>烯烃聚合物(6)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、三乙氧基苯基硅烷(硅化合物R)(0.26mmol)以及烯烃聚合用固体催化剂成分B(8.14mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.08MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(6)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为43kg(烯烃聚合物(6))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分B)。丙烯聚合物(6)单独的CXS为1.17质量%,[η]为1.32dL/g,Tm为161.9℃,高沸点成分量指标为478质量ppm。关于烯烃聚合物(6),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为12.50%。表2示出结果。
<比较例1>烯烃聚合物(C1)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、环己基乙基二甲氧基硅烷(硅化合物S)(0.26mmol)以及烯烃聚合用固体催化剂成分A(6.10mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.15MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(C1)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为51kg(烯烃聚合物(C1)/g(烯烃聚合用固体催化剂成分A)。烯烃聚合物(C1)的CXS为0.66质量%,[η]为1.32dL/g,Tm为162.2℃,高沸点成分量指标为983质量ppm。关于烯烃聚合物(C1),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为38.28%。表2示出结果。
<比较例2>烯烃聚合物(C2)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、叔丁基-正丙基-二甲氧基硅烷(硅化合物T)(0.26mmol)以及烯烃聚合用固体催化剂成分A(4.73mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.43MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(C2)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为80kg(烯烃聚合物(C2))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分A)。烯烃聚合物(C2)的CXS为1.04质量%,[η]为0.89dL/g,Tm为161.6℃,高沸点成分量指标为860质量ppm。关于烯烃聚合物(C2),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为64.08%。表2示出结果。
<比较例3>烯烃聚合物(C3)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、叔丁基-正丙基-二甲氧基硅烷(硅化合物T)(0.26mmol)以及烯烃聚合用固体催化剂成分A(4.55mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.30MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(C3)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为104kg(烯烃聚合物(C3))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分A)。烯烃聚合物(C3)的CXS为0.46质量%,[η]为1.27dL/g,Tm为162.3℃,高沸点成分量指标为821质量ppm。关于烯烃聚合物(C3)),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为56.32%。表2示出结果。
<比较例4>烯烃聚合物(C4)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、叔丁基-正丙基-二甲氧基硅烷(硅化合物T)(0.26mmol)以及烯烃聚合用固体催化剂成分B(5.15mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.25MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(C4)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为79kg(烯烃聚合物(C4))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分B)。烯烃聚合物(C4)的CXS为1.24质量%,[η]为1.29dL/g,Tm为162.0℃,高沸点成分量指标为820质量ppm。关于烯烃聚合物(C4),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为54.83%。表2示出结果。
<比较例5>烯烃聚合物(C5)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、二环戊基二甲氧基硅烷(硅化合物U)(0.26mmol)以及烯烃聚合用固体催化剂成分A(5.14mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.40MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(C5)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为134kg(烯烃聚合物(C5))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分A)。烯烃聚合物(C5)的CXS为0.60质量%,[η]为1.17dL/g,Tm为163.2℃,高沸点成分量指标为1269质量ppm。关于烯烃聚合物(C5),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为70.17%。表2示出结果。
<比较例6>烯烃聚合物(C6)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、环己基乙基二甲氧基硅烷(硅化合物S)(0.26mmol)、以及特开2004-182981号公报的实施例1(2)所记载的固体催化剂成分C(6.22mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.27MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(C6)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为42kg(烯烃聚合物(C6))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分C)。烯烃聚合物(C6)的CXS为0.97质量%,[η]为1.16dL/g,Tm为161.8℃,高沸点成分量指标为1135质量ppm。关于烯烃聚合物(C6),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为62.87%。表2示出结果。
<比较例7>烯烃聚合物(C7)的合成
在将内容积为3L的带有搅拌器的高压釜充分干燥后,使其内部成为真空。向高压釜中加入三乙基铝(有机铝化合物)(2.63mmol)、叔丁基-正丙基-二甲氧基硅烷(硅化合物T)(0.26mmol)、以及特开2004-182981号公报的实施例1(2)所记载的固体催化剂成分C(4.73mg),接着,加入丙烯(780g)和氢(0.37MPa)。在将高压釜的温度升温到80℃后,在该温度使丙烯聚合1小时。然后,清除未反应单体,得到烯烃聚合物(C7)。每单位量催化剂的聚合物的生成量(聚合活性)为61kg(烯烃聚合物(C7))/g(烯烃聚合用固体催化剂成分C)。烯烃聚合物(C7)的CXS为0.75质量%,[η]为1.17dL/g,Tm为162.7℃,高沸点成分量指标为889质量ppm。关于烯烃聚合物(C7),用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分在整体中所占的比例为72.55%。表2示出结果。
【表2】
X1:烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部量CXS
Y1:用凝胶渗透色谱法测定的烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分相对于烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部的全部成分的比例
根据表2所记载的结果能够理解,实施例1~6的烯烃聚合物与比较例1~7相比,高沸点成分量指标小,因此,树脂气味小。实施例1~6的烯烃聚合物尽管高沸点成分量指标小,但熔点并没有变高而是被维持,反而由于与比较例1~7相比熔点低,因此,例如维持了低温热封性。此外,比较例1相当于公知文献(WO2018/025862)的实施例的追加试验。
<实施例11>
(1)烯烃聚合用固体催化剂成分D的合成
在将带有搅拌器的200L的SUS制反应容器内的气体用氮气置换后,加入甲苯(52.8L)并进行搅拌,接着,加入二乙氧基镁(11kg)得到浆料。在使所得到的浆料的温度成为0℃以下后,一边进行搅拌,一边分成3次加入四氯化钛(33.3L)。使所得到的混合物的温度不超过2℃并保持150分钟。在向所得到的混合物中加入2-乙氧基甲基-3,3-二甲基丁酸乙酯(0.76kg)后,升温到10℃并保持120分钟。在向所得到的混合物中加入甲苯(14.3L)后,升温到60℃,在该温度加入2-乙氧基甲基-3,3-二甲基丁酸乙酯(4.0kg)后,使所得到的混合物升温到110℃,并在该温度搅拌180分钟。在将所得到的混合物在110℃进行固液分离后,将所得到的固体在95℃在甲苯(83L)中清洗3次。在向所得到的混合物中加入甲苯(33L)后,在60℃加入四氯化钛(33L)和2-乙氧基甲基-3,3-二甲基丁酸乙酯(0.95g)。在将所得到的混合物升温到110℃后,在该温度搅拌30分钟。将所得到的混合物在110℃进行固液分离后,将所得到的固体在95℃在甲苯(83L)中清洗3次。将所得到的混合物用己烷(83L)清洗3次后进行干燥,得到烯烃聚合用固体催化剂成分D(10.6kg)。
(2)多相丙烯聚合材料(11)的合成
[预聚合]
在内容积为2L的带有搅拌器的不锈钢(SUS)制高压釜中收纳充分进行了脱水和脱气处理的正己烷1.7L、三乙基铝(有机铝化合物)59mmol、双(乙基氨基)二环戊基硅烷(硅化合物P)43mmol。在向高压釜内添加了22g烯烃聚合用固体催化剂成分D之后,在将高压釜内的温度保持为约10℃的同时,用约30分钟连续供应77g丙烯,从而进行了预聚合。然后,将所得到的浆料移送到内容积为160L的带有搅拌器的SUS316L制高压釜,再加入131L液状的丁烷,制成浆料。
[主聚合]
主聚合工序使用将3槽淤浆聚合反应器与2槽气相聚合反应器串联配置连接而成的装置,通过聚合工序1-a1、聚合工序1-a2、聚合工序1-a3、聚合工序1-b以及聚合工序2来进行。具体来说,通过如下方式来进行:在聚合工序1-a1、聚合工序1-a2、聚合工序1-a3(以上为淤浆聚合反应器)以及聚合工序1-b(气相聚合反应器)中,制造作为烯烃聚合物的丙烯系聚合物(a),在不使所生成的丙烯系聚合物(a)烯烃聚合用催化剂失活的情况下将其移送到下一级聚合反应器,在聚合工序2(气相聚合反应器)中,使作为乙烯-丙烯共聚物的丙烯系共聚物(b)聚合。但是,在实施例11和12中省略了聚合工序1-a3。以下,具体地说明聚合工序1-a1、聚合工序1-a2、聚合工序1-a3、聚合工序1-b以及聚合工序2。
[聚合工序1-a1]
(使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在预聚合工序中得到的丙烯、氢、三乙基铝(有机铝化合物)、双(乙基氨基)二环戊基硅烷(硅化合物P)以及上述的预聚合催化剂成分的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:78℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:18L
·丙烯的供应量:28kg/小时
·氢的供应量:84.1NL/小时
·三乙基铝(有机铝化合物)的供应量:23.5mmol/小时
·双(乙基氨基)二环戊基硅烷(硅化合物P)的供应量:18.2mmol/小时
·浆料的供应量(换算为固体催化剂成分):1.03g/小时
·聚合压力:4.32MPa(表压)
[聚合工序1-a2](使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在聚合工序1-a1中得到的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:78℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:44L
·丙烯的供应量:15kg/小时
·氢的供应量:44.3NL/小时
·聚合压力:3.87MPa(表压)
[聚合工序1-b](利用气相聚合反应器进行的丙烯的均聚(气相聚合))
将在聚合工序1-a2中得到的浆料进一步连续地供应到后级的气相聚合反应器。聚合工序1-b中使用的气相聚合反应器是具备气体分散板的反应器。从气相聚合反应器的最下部侧连续地供应丙烯和氢。从而,在多级的各反应区域形成流化床,控制丙烯和氢的供应量以保持气体组成和压力恒定,在清除过剩气体的同时,进一步进行丙烯的均聚。反应条件如下。
·聚合温度:80℃
·聚合压力:1.74MPa(表压)
·气体的浓度比(氢/(氢+丙烯)):5.0摩尔%
从气相聚合反应器的出口采样的生成物(丙烯系聚合物(a))的特性粘度[η]PP为0.92dL/g。
[聚合工序2](利用气相聚合反应器进行的丙烯-乙烯共聚(气相聚合))
将从聚合工序1-b中使用的气相聚合反应器排出的丙烯系聚合物(a)进一步连续地供应到后级的气相聚合反应器。聚合工序2中使用的气相聚合反应器是具备气体分散板的反应器。向上述构成的气相聚合反应器连续地供应丙烯、乙烯以及氢,调整气体供应量以保持气体组成和压力恒定,并且,在清除过剩气体的同时,在丙烯系聚合物(a)(粒子)的存在下进行丙烯与乙烯的共聚,生成作为丙烯系共聚物(b)的乙烯-丙烯共聚物,得到作为丙烯系聚合物(a)与丙烯系共聚物(b)的混合物的多相丙烯聚合材料。反应条件如下。
·聚合温度:70℃
·聚合压力:1.25MPa(表压)
·气体的浓度比(乙烯/(丙烯+乙烯)):18.8摩尔%
(氢/(氢+丙烯+乙烯)):0.26摩尔%
从气相聚合反应器的出口采样的生成物(多相丙烯聚合材料)的特性粘度[η]whole为1.54dL/g。
在对所得到的多相丙烯聚合材料以约100g/h添加水的同时,用60℃的氮以20Nm3/h的流速对催化剂成分进行2小时的失活处理后,再用60℃的氮以20Nm3/h的流速进行1小时的流通干燥。干燥后得到的多相丙烯聚合材料中的丙烯系共聚物(b)的含量(Z2)是分别测定丙烯系聚合物(a)和多相丙烯聚合材料整体的结晶熔解热量,使用下式通过计算来求出。在此,结晶熔解热量通过差示扫描式热分析(DSC)来测定。
X=1-(ΔHf)T/(ΔHf)P
(ΔHf)T:多相丙烯聚合材料整体的熔解热量(J/g)
(ΔHf)P:丙烯系聚合物(a)的熔解热量(J/g)
从气相聚合反应器的出口得到的生成物是丙烯系聚合物(a)与丙烯系共聚物(b)的混合物。丙烯系共聚物(b)的特性粘度[η]EP通过下式算出。
[η]EP=([η]PP-[η]whole×(1-Z2))/Z2
所得到的多相丙烯聚合材料(11)的冷二甲苯可溶部量CXS为8.29质量%,高沸点成分量指标为1347质量ppm。而且,多相丙烯聚合材料(11)的用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分在整体中所占的比例为7.89%。多相丙烯聚合材料(11)的乙烯单体单元的含量为4.3质量%,丙烯单体单元的含量为95.7质量%。另外,丙烯系共聚物(b)的含量(Z2)为11.2质量%。丙烯系共聚物(b)中的乙烯单体单元的含量为38.3质量%,丙烯系共聚物(b)的特性粘度[η]EP为6.44dL/g。丙烯系聚合物(a)的全同立构五元组分数为0.985。
[丙烯树脂组合物颗粒的制造]
将100质量份多相丙烯聚合材料(11)、0.05质量份堺化学工业公司制造的“硬脂酸钙(CAS No.1592-23-0)”、0.075质量份住友化学公司制造的“Sumilizer GA80(CASNo.90498-90-1)”、松原(SONGWON)公司制造的“SONGNOX6260(CAS No.26741-53-7)”均匀地预混合后,通过双轴混炼挤出机,在挤出量85kg/hr、180℃、螺杆转速280rpm的条件的氮气氛下进行熔融混炼,制造出丙烯树脂组合物颗粒(11)。
丙烯树脂组合物颗粒(11)的高沸点成分量指标为901质量ppm。而且,丙烯树脂组合物颗粒(11)的用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分在整体中所占的比例为8.82%。
[成形]
将丙烯树脂组合物颗粒(11)供应到住友重机械工业公司制造的“SE130型成形机”,以成形温度220℃、模具冷却温度50℃、压力50MPa成形为长度150mm、宽度90mm、厚度3.0mm的平板。将所得到的平板切削成颗粒状,得到成形体(11)。
成形体(11)的高沸点成分量指标为862质量ppm。而且,成形体(11)的用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分在整体中所占的比例为9.31%。
表3和表4示出这些结果。
<实施例12>多相丙烯聚合材料(12)的合成
[预聚合]
在内容积为2L的带有搅拌器的不锈钢(SUS)制高压釜中收纳充分进行了脱水和脱气处理的正己烷1.7L、三乙基铝(有机铝化合物)60mmol、双(乙基氨基)二环戊基硅烷(硅化合物P)43mmol。在向高压釜内添加了22g烯烃聚合用固体催化剂成分D之后,在将高压釜内的温度保持为约10℃的同时,用约30分钟连续供应77g丙烯,从而进行了预聚合。然后,将所得到的浆料移送到内容积为160L的带有搅拌器的SUS316L制高压釜,进而加入131L液状的丁烷,制成浆料。
[主聚合]
<聚合工序1-a1>(使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在预聚合工序中得到的丙烯、氢、三乙基铝(有机铝化合物)、双(乙基氨基)二环戊基硅烷(硅化合物P)以及上述的预聚合催化剂成分的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:78℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:18L
·丙烯的供应量:28kg/小时
·氢的供应量:84.2NL/小时
·三乙基铝(有机铝化合物)的供应量:23.9mmol/小时
·双(乙基氨基)二环戊基硅烷(硅化合物P)的供应量:17.9mmol/小时
·浆料的供应量(换算为固体催化剂成分):1.00g/小时
·聚合压力:4.29MPa(表压)
[聚合工序1-a2](使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在聚合工序1-a1中得到的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:78℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:44L
·丙烯的供应量:15kg/小时
·氢的供应量:44.5NL/小时
·聚合压力:3.85MPa(表压)
[聚合工序1-b](利用气相聚合反应器进行的丙烯的均聚(气相聚合))
将在聚合工序1-a2中得到的浆料进一步连续地供应到后级的气相聚合反应器。聚合工序1-b中使用的气相聚合反应器是具备气体分散板的反应器。从气相聚合反应器的最下部侧连续地供应丙烯和氢。从而,在多级的各反应区域形成流化床,控制丙烯和氢的供应量以保持气体组成和压力恒定,在清除过剩气体的同时,进一步进行丙烯的均聚。反应条件如下。
·聚合温度:80℃
·聚合压力:1.75MPa(表压)
·气体的浓度比(氢/(氢+丙烯)):5.6摩尔%
从气相聚合反应器的出口采样的生成物(丙烯系聚合物(a))的特性粘度[η]PP为0.87dL/g。
[聚合工序2](利用气相聚合反应器进行的丙烯-乙烯共聚(气相聚合))
将从聚合工序1-b中使用的气相聚合反应器排出的丙烯系聚合物(a)进一步连续地供应到后级的气相聚合反应器。聚合工序2中使用的气相聚合反应器是具备气体分散板的反应器。向上述构成的气相聚合反应器连续地供应丙烯、乙烯以及氢,调整气体供应量以保持气体组成和压力恒定,并且,在清除过剩气体的同时,在丙烯系聚合物(a)(粒子)的存在下进行丙烯与乙烯的共聚,生成作为丙烯系共聚物(b)的乙烯-丙烯共聚物,得到作为丙烯系聚合物(a)与丙烯系共聚物(b)的混合物的多相丙烯聚合材料。反应条件如下。
·聚合温度:70℃
·聚合压力:1.25MPa(表压)
·气体的浓度比(乙烯/(丙烯+乙烯)):18.6摩尔%
(氢/(氢+丙烯+乙烯)):0.20摩尔%
从气相聚合反应器的出口采样的生成物(多相丙烯聚合材料)的特性粘度[η]whole为1.62dL/g。
在对所得到的多相丙烯聚合材料以约100g/h添加水的同时,用60℃的氮以20Nm3/h的流速对催化剂成分进行2小时的失活处理后,再用60℃的氮以20Nm3/h的流速进行1小时的流通干燥。干燥后得到的多相丙烯聚合材料中的丙烯系共聚物(b)的含量(Z2)以及丙烯系共聚物(b)的特性粘度[η]EP与实施例11同样地算出。
所得到的多相丙烯聚合材料(12)的冷二甲苯可溶部量CXS为10.26质量%,高沸点成分量指标为1342质量ppm。而且,多相丙烯聚合材料(12)的用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分在整体中所占的比例为0.46%。多相丙烯聚合材料(12)的乙烯单体单元的含量为4.7质量%,丙烯单体单元的含量为95.3质量%。另外,丙烯系共聚物(b)的含量(Z2)为13.3质量%。丙烯系共聚物(b)中的乙烯单体单元的含量为35.4质量%,丙烯系共聚物(b)的特性粘度[η]EP为6.52dL/g。丙烯系聚合物(a)的全同立构五元组分数为0.983。
丙烯树脂组合物颗粒(12)和成形体(12)是与实施例11同样地制作,丙烯树脂组合物颗粒(12)的高沸点成分量指标为840质量ppm,成形体(12)的高沸点成分量指标为814质量ppm。
表3和表4示出这些结果。
<实施例13>多相丙烯聚合材料(13)的合成
[预聚合]
在内容积为2L的带有搅拌器的不锈钢(SUS)制高压釜中收纳充分进行了脱水和脱气处理的正己烷1.9L、三乙基铝(有机铝化合物)52mmol、三乙氧基苯基硅烷(硅化合物R)6.8mmol。在向高压釜内添加了19g烯烃聚合用固体催化剂成分D之后,在将高压釜内的温度保持为约10℃的同时,用约30分钟连续供应68g丙烯,从而进行了预聚合。然后,将所得到的浆料移送到内容积为160L的带有搅拌器的SUS316L制高压釜,进而加入130L液状的丁烷,制成浆料。
[主聚合]
<聚合工序1-a1>(使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在预聚合工序中得到的丙烯、氢、三乙基铝(有机铝化合物)、三乙氧基苯基硅烷(硅化合物R)以及上述的预聚合催化剂成分的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:66℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:18L
·丙烯的供应量:40kg/小时
·氢的供应量:88.2NL/小时
·三乙基铝(有机铝化合物)的供应量:30.8mmol/小时
·三乙氧基苯基硅烷(硅化合物R)的供应量:16.6mmol/小时
·浆料的供应量(换算为固体催化剂成分):0.73g/小时
·聚合压力:4.17MPa(表压)
[聚合工序1-a2](使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在聚合工序1-a1中得到的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:74℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:44L
·丙烯的供应量:25kg/小时
·氢的供应量:55.9NL/小时
·聚合压力:3.83MPa(表压)
[聚合工序1-a3](使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在聚合工序1-a2中得到的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:65℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:44L
·丙烯的供应量:0kg/小时
·聚合压力:3.44MPa(表压)
[聚合工序1-b](利用气相聚合反应器进行的丙烯的均聚(气相聚合))
将在聚合工序1-a3中得到的浆料进一步连续地供应到后级的气相聚合反应器。聚合工序1-b中使用的气相聚合反应器是具备气体分散板的反应器。从气相聚合反应器的最下部侧连续地供应丙烯和氢。从而,在多级的各反应区域形成流化床,控制丙烯和氢的供应量以保持气体组成和压力恒定,在清除过剩气体的同时,进一步进行丙烯的均聚。反应条件如下。
·聚合温度:80℃
·聚合压力:1.75MPa(表压)
·气体的浓度比(氢/(氢+丙烯)):4.4摩尔%
从气相聚合反应器的出口采样的生成物(丙烯系聚合物(a))的特性粘度[η]PP为0.92dL/g。
[聚合工序2](利用气相聚合反应器进行的丙烯-乙烯共聚(气相聚合))
将从聚合工序1-b中使用的气相聚合反应器排出的丙烯系聚合物(a)进一步连续地供应到后级的气相聚合反应器。聚合工序2中使用的气相聚合反应器是具备气体分散板的反应器。向上述构成的气相聚合反应器连续地供应丙烯、乙烯以及氢,调整气体供应量以保持气体组成和压力恒定,并且,在清除过剩气体的同时,在丙烯系聚合物(a)(粒子)的存在下进行丙烯与乙烯的共聚,生成作为丙烯系共聚物(b)的乙烯-丙烯共聚物,得到作为丙烯系聚合物(a)与丙烯系共聚物(b)的混合物的多相丙烯聚合材料。反应条件如下。
·聚合温度:70℃
·聚合压力:1.25MPa(表压)
·气体的浓度比(乙烯/(丙烯+乙烯)):15.7摩尔%
(氢/(氢+丙烯+乙烯)):0.20摩尔%
从气相聚合反应器的出口采样的生成物(多相丙烯聚合材料)的特性粘度[η]whole为1.57dL/g。
在对所得到的多相丙烯聚合材料以约100g/h添加水的同时,用60℃的氮以20Nm3/h的流速对催化剂成分进行2小时的失活处理后,再用60℃的氮以20Nm3/h的流速进行1小时的流通干燥。干燥后得到的多相丙烯聚合材料中的丙烯系共聚物(b)的比例(Z2)以及丙烯系共聚物(b)的特性粘度[η]EP与实施例11同样地算出。
所得到的多相丙烯聚合材料(13)的冷二甲苯可溶部量CXS为12.45质量%,高沸点成分量指标为1193质量ppm。而且,多相丙烯聚合材料(13)的用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分在整体中所占的比例为8.24%。多相丙烯聚合材料(13)的乙烯单体单元的含量为5.0质量%,丙烯单体单元的含量为95.0质量%。另外,丙烯系共聚物(b)的含量(Z2)为15.6质量%。丙烯系共聚物(b)中的乙烯单体单元的含量为32.1质量%,丙烯系共聚物(b)的特性粘度[η]EP为5.09dL/g。丙烯系聚合物(a)的全同立构五元组分数为0.976。
丙烯树脂组合物颗粒(13)和成形体(13)是与实施例11同样地制作,丙烯树脂组合物颗粒(13)的高沸点成分量指标为924质量ppm,成形体(13)的高沸点成分量指标为781质量ppm。
表3和表4示出这些结果。
<比较例11>多相丙烯聚合材料(C11)的合成
[预聚合]
在内容积为2L的带有搅拌器的不锈钢(SUS)制高压釜中收纳充分进行了脱水和脱气处理的正己烷1.6L、三乙基铝(有机铝化合物)40mmol、叔丁基-正丙基-二甲氧基硅烷(硅化合物T)1mmol。在向高压釜内添加了14g烯烃聚合用固体催化剂成分B之后,在将高压釜内的温度保持为约10℃的同时,用约30分钟连续供应49g丙烯,从而进行了预聚合。然后,将所得到的浆料移送到内容积为160L的带有搅拌器的SUS316L制高压釜,进而加入130L液状的丁烷,制成浆料。
[主聚合]
<聚合工序1-a1>(使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在预聚合工序中得到的丙烯、氢、三乙基铝(有机铝化合物)、叔丁基-正丙基-二甲氧基硅烷(硅化合物T)以及上述的预聚合催化剂成分的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:66℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:18L
·丙烯的供应量:23kg/小时
·氢的供应量:126.5NL/小时
·三乙基铝(有机铝化合物)的供应量:28.5mmol/小时
·叔丁基-正丙基-二甲氧基硅烷(硅化合物T)的供应量:8.5mmol/小时
·浆料的供应量(换算为固体催化剂成分):0.53g/小时
·聚合压力:4.30MPa(表压)
[聚合工序1-a2](使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在聚合工序1-a1中得到的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:73℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:44L
·丙烯的供应量:15kg/小时
·氢的供应量:86.1NL/小时
·聚合压力:3.94MPa(表压)
[聚合工序1-a3](使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在聚合工序1-a2中得到的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:65℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:44L
·丙烯的供应量:4kg/小时
·聚合压力:3.60MPa(表压)
[聚合工序1-b](利用气相聚合反应器进行的丙烯的均聚(气相聚合))
将在聚合工序1-a3中得到的浆料进一步连续地供应到后级的气相聚合反应器。聚合工序1-b中使用的气相聚合反应器是具备气体分散板的反应器。从气相聚合反应器的最下部侧连续地供应丙烯和氢。从而,在多级的各反应区域形成流化床,控制丙烯和氢的供应量以保持气体组成和压力恒定,在清除过剩气体的同时,进一步进行丙烯的均聚。反应条件如下。
·聚合温度:80℃
·聚合压力:1.74MPa(表压)
·气体的浓度比(氢/(氢+丙烯)):7.8摩尔%
从气相聚合反应器的出口采样的生成物(丙烯系聚合物(a))的特性粘度[η]PP为0.90dL/g。
[聚合工序2](利用气相聚合反应器进行的丙烯-乙烯共聚(气相聚合))
将从聚合工序1-b中使用的气相聚合反应器排出的丙烯系聚合物(a)进一步连续地供应到后级的气相聚合反应器。聚合工序2中使用的气相聚合反应器是具备气体分散板的反应器。向上述构成的气相聚合反应器连续地供应丙烯、乙烯以及氢,调整气体供应量以保持气体组成和压力恒定,并且,在清除过剩气体的同时,在丙烯系聚合物(a)(粒子)的存在下进行丙烯与乙烯的共聚,生成作为丙烯系共聚物(b)的乙烯-丙烯共聚物,得到作为丙烯系聚合物(a)与丙烯系共聚物(b)的混合物的多相丙烯聚合材料。反应条件如下。
·聚合温度:70℃
·聚合压力:1.25MPa(表压)
·气体的浓度比(乙烯/(丙烯+乙烯)):25.9摩尔%
(氢/(氢+丙烯+乙烯)):0.27摩尔%
从气相聚合反应器的出口采样的生成物(多相丙烯聚合材料)的特性粘度[η]whole为1.71dL/g。
在对所得到的多相丙烯聚合材料以约100g/h添加水的同时,用60℃的氮以20Nm3/h的流速对催化剂成分进行2小时的失活处理后,再用60℃的氮以20Nm3/h的流速进行1小时的流通干燥。干燥后得到的多相丙烯聚合材料中的丙烯系共聚物(b)的含量(Z2)以及丙烯系共聚物(b)的特性粘度[η]EP与实施例11同样地算出。
所得到的多相丙烯聚合材料(C11))的冷二甲苯可溶部量CXS为12.25质量%,高沸点成分量指标为2009质量ppm。而且,多相丙烯聚合材料(C11)的用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分在整体中所占的比例为12.55%。多相丙烯聚合材料(C11))的乙烯单体单元的含量为5.5质量%,丙烯单体单元的含量为94.5质量%。另外,丙烯系共聚物(b)的含量(Z2)为14.7质量%。丙烯系共聚物(b)中的乙烯单体单元的含量为37.4质量%,丙烯系共聚物(b)的特性粘度[η]EP为6.41dL/g。丙烯系聚合物(a)的全同立构五元组分数为0.977。
丙烯树脂组合物颗粒(C11)和成形体(C11)是与实施例11同样地制作,丙烯树脂组合物颗粒(C11)的高沸点成分量指标为1700质量ppm,成形体(C11)的高沸点成分量指标为1405质量ppm。
表3和表4示出这些结果。
<比较例12>多相丙烯聚合材料(C12)的合成
[预聚合]
在内容积为2L的带有搅拌器的不锈钢(SUS)制高压釜中收纳充分进行了脱水和脱气处理的正己烷1.7L、三乙基铝(有机铝化合物)35mmol、叔丁基-正丙基-二甲氧基硅烷(硅化合物T)4mmol。在向高压釜内添加了14g烯烃聚合用固体催化剂成分D之后,在将高压釜内的温度保持为约10℃的同时,用约30分钟连续供应49g丙烯,从而进行了预聚合。然后,将所得到的浆料移送到内容积为160L的带有搅拌器的SUS316L制高压釜,进而加入131L液状的丁烷,制成浆料。
[主聚合]
<聚合工序1-a1>(使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在预聚合工序中得到的丙烯、氢、三乙基铝(有机铝化合物)、叔丁基-正丙基-二甲氧基硅烷(硅化合物T)以及上述的预聚合催化剂成分的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:57℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:18L
·丙烯的供应量:23kg/小时
·氢的供应量:126.8NL/小时
·三乙基铝(有机铝化合物)的供应量:27.2mmol/小时
·叔丁基-正丙基-二甲氧基硅烷(硅化合物T)的供应量:7.6mmol/小时
·浆料的供应量(换算为固体催化剂成分):0.60g/小时
·聚合压力:4.08MPa(表压)
[聚合工序1-a2](使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在聚合工序1-a1中得到的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:57℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:44L
·丙烯的供应量:15kg/小时
·氢的供应量:82.5NL/小时
·聚合压力:3.39MPa(表压)
[聚合工序1-a3](使用淤浆聚合反应器的丙烯的均聚)
使用带有搅拌器的SUS304制容器型淤浆聚合反应器来进行丙烯的均聚。具体来说,将在聚合工序1-a2中得到的浆料连续地供应到淤浆聚合反应器,进行聚合反应。反应条件如下。
·聚合温度:50℃
·搅拌速度:150rpm
·淤浆聚合反应器的液位:44L
·丙烯的供应量:0kg/小时
·聚合压力:3.16MPa(表压)
[聚合工序1-b](利用气相聚合反应器进行的丙烯的均聚(气相聚合))
将在聚合工序1-a3中得到的浆料进一步连续地供应到后级的气相聚合反应器。聚合工序1-b中使用的气相聚合反应器是具备气体分散板的反应器。从气相聚合反应器的最下部侧连续地供应丙烯和氢。从而,在多级的各反应区域形成流化床,控制丙烯和氢的供应量以保持气体组成和压力恒定,在清除过剩气体的同时,进一步进行丙烯的均聚。反应条件如下。
·聚合温度:80℃
·聚合压力:1.75MPa(表压)
·气体的浓度比(氢/(氢+丙烯)):10.9摩尔%
从气相聚合反应器的出口采样的生成物(丙烯系聚合物(a))的特性粘度[η]PP为0.86dL/g。
[聚合工序2](利用气相聚合反应器进行的丙烯-乙烯共聚(气相聚合))
将从聚合工序1-b中使用的气相聚合反应器排出的丙烯系聚合物(a)进一步连续地供应到后级的气相聚合反应器。聚合工序2中使用的气相聚合反应器是具备气体分散板的反应器。向上述构成的气相聚合反应器连续地供应丙烯、乙烯以及氢,调整气体供应量以保持气体组成和压力恒定,并且,在清除过剩气体的同时,在丙烯系聚合物(a)(粒子)的存在下进行丙烯与乙烯的共聚,生成作为丙烯系共聚物(b)的乙烯-丙烯共聚物,得到作为丙烯系聚合物(a)与丙烯系共聚物(b)的混合物的多相丙烯聚合材料。反应条件如下。
·聚合温度:70℃
·聚合压力:1.250MPa(表压)
·气体的浓度比(乙烯/(丙烯+乙烯)):22.9摩尔%
(氢/(氢+丙烯+乙烯)):0.11摩尔%
从气相聚合反应器的出口采样的生成物(多相丙烯聚合材料)的特性粘度[η]whole为1.77dL/g。
在对所得到的多相丙烯聚合材料以约100g/h添加水的同时,用60℃的氮以20Nm3/h的流速对催化剂成分进行2小时的失活处理后,再用60℃的氮以20Nm3/h的流速进行1小时的流通干燥。干燥后得到的多相丙烯聚合材料中的丙烯系共聚物(b)的含量(Z2)以及丙烯系共聚物(b)的特性粘度[η]EP与实施例11同样地算出。
所得到的多相丙烯聚合材料(C12)的冷二甲苯可溶部量CXS为12.66质量%,高沸点成分量指标为1852质量ppm。而且,多相丙烯聚合材料(C12)的用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分在整体中所占的比例为7.53%。多相丙烯聚合材料(C12)的乙烯单体单元的含量为4.9质量%,丙烯单体单元的含量为95.1质量%。另外,丙烯系共聚物(b)的含量(Z2)为13.4质量%。丙烯系共聚物(b)中的乙烯单体单元的含量为36.6质量%,丙烯系共聚物(b)的特性粘度[η]EP为7.66dL/g。丙烯系聚合物(a)的全同立构五元组分数为0.980。
丙烯树脂组合物颗粒(C12)是与实施例11同样地制作,丙烯树脂组合物颗粒(C12)的高沸点成分量指标为1774质量ppm。
表3和表4示出这些结果。
【表3】
X2:多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部量CXS
Y2:用凝胶渗透色谱法测定的多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分相对于多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部的全部成分的比例
Z2:丙烯系共聚物(b)
【表4】
根据表3所记载的结果能够理解,实施例11~13的多相丙烯聚合材料与比较例11~12相比,高沸点成分量指标小,因此,树脂气味小。
将多相丙烯聚合材料(实施例11~13)的高沸点成分量指标与烯烃聚合物(比较例1~7)的高沸点成分量指标进行比较,有些是“实施例(多相丙烯聚合材料)>比较例(烯烃聚合物)”。其原因是,多相丙烯聚合材料的非晶成分的含量更多,试样内的挥发性的成分容易泄漏到试样外,因此,高沸点成分量指标容易变得比烯烃聚合物的高沸点成分量指标大。
工业上的可利用性
本发明的烯烃聚合物具有树脂气味小、高沸点成分量指标小但熔点却没有升高的优异特性,因此,适合用于以包含注射模塑成型用材料的仪表板、手套箱、装饰件类、壳体类、立柱、保险杠、挡泥板、后门等各种汽车内的外装部件为首的家电机器的各种部件、各种住宅设备机器部件、各种工业部件、各种建材部件等用途,在运输机械工业、电气电子工业、建筑建设工业等工业的各领域具有高的可利用性。

Claims (9)

1.一种多相丙烯聚合材料,其特征在于,满足下式(3):
(X2×Y2)/Z2≤7.0 (3),
在式中,
X2表示多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部量(质量%),
Y2表示用凝胶渗透色谱法测定的多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为104.0以下的成分相对于多相丙烯聚合材料的冷二甲苯可溶部的全部成分的比例(%),
Z2表示多相丙烯聚合材料中包含的、含有来源于从由乙烯和碳原子数为4~12的α-烯烃组成的组中选择的至少一种的单体单元以及来源于丙烯的单体单元的丙烯系共聚物的含量(质量%)。
2.根据权利要求1所述的多相丙烯聚合材料,满足下式(4):
0.3<(X2×Y2)/Z2<7.0 (4),
在式中,X2、Y2以及Z2表示与上述相同的含义。
3.根据权利要求1或2所述的多相丙烯聚合材料,包含:
丙烯系聚合物(a),其含有80质量%以上的来源于丙烯的单体单元,并且特性粘度为2.0dL/g以下;以及
丙烯系共聚物(b),其含有30~55质量%的来源于从由乙烯和碳原子数为4~12的α-烯烃组成的组中选择的至少一种的单体单元、以及来源于丙烯的单体单元,并且特性粘度为1.5~8.0dL/g。
4.根据权利要求3所述的多相丙烯聚合材料,
所述丙烯系聚合物(a)的含量为50~90质量%,所述丙烯系共聚物(b)的含量为10~50质量%。
5.根据权利要求3或4所述的多相丙烯聚合材料,
所述丙烯系聚合物(a)的全同立构五元组分数超过0.975。
6.一种烯烃聚合物,其特征在于,满足下式(1):
Y1/X1≤40 (1),
在式中,
X1表示烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部量(质量%),
Y1表示用凝胶渗透色谱法测定的烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部中包含的聚苯乙烯换算分子量为103.5以下的成分相对于烯烃聚合物的冷二甲苯可溶部的全部成分的比例(%)。
7.根据权利要求6所述的烯烃聚合物,满足下式(2):
5.3<Y1/X1<40 (2),
在式中,X1和Y1表示与上述相同的含义。
8.根据权利要求6或7所述的烯烃聚合物,其是丙烯聚合物。
9.根据权利要求8所述的烯烃聚合物,其是丙烯均聚物。
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