JP2001048925A - オレフィンの重合方法 - Google Patents

オレフィンの重合方法

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JP2001048925A
JP2001048925A JP11229187A JP22918799A JP2001048925A JP 2001048925 A JP2001048925 A JP 2001048925A JP 11229187 A JP11229187 A JP 11229187A JP 22918799 A JP22918799 A JP 22918799A JP 2001048925 A JP2001048925 A JP 2001048925A
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JP11229187A
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Kenji Sugimura
健司 杉村
Yukihiro Takagi
幸浩 高木
Terunori Fujita
照典 藤田
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】特定の遷移金属化合物を含む触媒を用いて、高
い重合活性でオレフィンを重合または共重合することが
できるようなオレフィンの重合方法を提供すること 【解決手段】(A)下記一般式(I)で表される遷移金
属化合物と、 【化1】 (式中、Mは、チタン、ジルコニウムなど、R1〜R5
ハロゲン、炭化水素基など、Aは炭素などを示し、mお
よびnは0〜2の整数、Eは炭素、窒素などの元素を有
する置換基を示し、pは、Mの価数を満たす数であり、
Xは、ハロゲン原子などを示す。) (B)有機アルミニウムオキシ化合物 とからなるオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィ
ンを重合または共重合させるに際して、上記有機アルミ
ニウムオキシ化合物(B)を脂肪族炭化水素または脂環
族炭化水素のスラリーとして重合系に添加することを特
徴とするオレフィンの重合方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オレフィンの重合
方法に関し、さらに詳しくは、特定の遷移金属化合物と
有機アルミニウムオキシ化合物とを用いて、オレフィン
を重合または共重合させるオレフィンの重合方法に関す
る。
【0002】
【発明の技術的背景】オレフィン重合用触媒としては、
いわゆるカミンスキー触媒がよく知られている。この触
媒は非常に重合活性が高く、分子量分布が狭い重合体が
得られるという特徴がある。
【0003】このようなカミンスキー触媒に用いられる
遷移金属化合物としては、たとえばビス(シクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムジクロリド(特開昭58ー19
309号公報)や、エチレンビス(4,5,6,7-テトラヒド
ロインデニル)ジルコニウムジクロリド(特開昭61−
130314号公報)などが知られている。また重合に
用いる遷移金属化合物が異なると、オレフィン重合活性
や得られたポリオレフィンの性状が大きく異なることも
知られている。
【0004】さらに最近新しいオレフィン重合用触媒と
してたとえば特開平8−245713号公報には、チタ
ン−窒素結合を有するチタンアミド化合物とアルミノキ
サンからなるオレフィン重合用触媒が提案されている。
【0005】また、Macromolecules第2
9巻5241頁(1996年)には、チタン−窒素結合
を有するチタンアミド化合物を成分とするオレフィン重
合用触媒が記載されている。
【0006】ところでオレフィンの重合において遷移金
属化合物とともに用いられる有機アルミニウムオキシ化
合物(アルミノキサン)は、通常、炭化水素溶媒中でト
リアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物
と金属塩水和物とを接触させることによって製造されて
いる。この際、炭化水素としては、得られる有機アルミ
ニウムオキシ化合物の溶解性に優れる芳香族炭化水素、
特にトルエンが用いられており、得られた有機アルミニ
ウムオキシ化合物は通常トルエンの溶液として市販され
取り扱われている。しかしながら上述したような遷移金
属化合物を含む触媒は、重合系中にトルエンのような芳
香族炭化水素が存在すると重合活性が低下するという問
題がある。また、有機アルミニウムオキシ化合物からト
ルエンを留去して有機アルミニウムオキシ化合物を固体
状で用いる方法もあるが、工業的に有利な方法ではな
い。
【0007】このため特定の遷移金属化合物を含む触媒
を用いて、高い重合活性でオレフィンを重合することが
できるようなオレフィンの重合方法の出現が望まれてい
た。
【0008】
【発明の目的】本発明は、特定の遷移金属化合物を含む
触媒を用いて、高い重合活性でオレフィンを重合または
共重合することができるようなオレフィンの重合方法を
提供することを目的としている。
【0009】
【発明の概要】本発明に係るオレフィンの重合方法は、
(A)下記一般式(I)で表される遷移金属化合物と、
【化2】 (式中、Mは、周期表第3〜6族の遷移金属原子を示
し、R1〜R5は、互いに同一でも異なっていてもよく、
水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン化炭化
水素基、有機シリル基、アルコキシ基、アリーロキシ
基、エステル基、アシル基、アミド基、アミノ基、スル
ホンアミド基、スルホニル基、ニトリル基またはニトロ
基を示し、これらのうちの2個以上が互いに連結して環
を形成していてもよく、Aは、互いに同一でも異なって
いてもよく、周期表第13〜16族の原子を示し、mお
よびnは、0〜2の整数を示し、Eは、炭素、水素、酸
素、ハロゲン、窒素、硫黄、リン、ホウ素およびケイ素
から選ばれる少なくとも1種の元素を有する置換基を示
し、Eが複数の場合には、複数のEは、互いに同一でも
異なっていてもよく、またEで示される2個以上の基が
互いに連結して環を形成していてもよく、pは、Mの価
数を満たす数であり、Xは、水素原子、ハロゲン原子、
炭素原子数1〜20の炭化水素基、炭素原子数1〜20
のハロゲン化炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、
ケイ素含有基を示し、pが2以上の場合には、Xで示さ
れる複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、ま
た2個以上のXが互いに連結して環を形成していてもよ
い。) (B)有機アルミニウムオキシ化合物 とからなるオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィ
ンを重合または共重合させるに際して、上記有機アルミ
ニウムオキシ化合物(B)を脂肪族炭化水素または脂環
族炭化水素のスラリーとして重合系に添加することを特
徴としている。
【0010】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係るオレフィンの
重合方法について具体的に説明する。なお、本明細書に
おいて「重合」という語は、単独重合だけでなく、共重
合をも包含した意味で用いられることがあり、「重合
体」という語は、単独重合体だけでなく、共重合体をも
包含した意味で用いられることがある。
【0011】本発明では、(A)下記一般式(I)で表
される遷移金属化合物と、(B)有機アルミニウムオキ
シ化合物とからなるオレフィン重合用触媒の存在下にオ
レフィンを重合または共重合させるに際して、前記
(B)有機アルミニウムオキシ化合物を特定の媒体のス
ラリーとして重合系に添加している。
【0012】まず、本発明で用いられるオレフィン重合
用触媒を形成する各成分について説明する。(A)遷移金属化合物 本発明で用いられる(A)遷移金属化合物は、下記一般
式(I)で表される遷移金属化合物である。
【0013】
【化3】
【0014】式中、Mは周期表第3〜6族の遷移金属原
子を示し、チタン、ジルコニウム、ハフニウムなどの周
期表第4族の遷移金属原子であることが好ましく、特に
ジルコニウム、チタンが好ましい。なお、M−Nは化学
結合または配位結合を示す。
【0015】R1〜R5は、互いに同一でも異なっていて
もよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲ
ン化炭化水素基、有機シリル基、アルコキシ基、アリー
ロキシ基、エステル基、アシル基、アミド基、アミノ
基、スルホンアミド基、スルホニル基、ニトリル基また
はニトロ基を示す。
【0016】ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭
素、ヨウ素が挙げられる。炭化水素基として具体的に
は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブ
チル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチ
ル、ヘキシルなどの炭素原子数が1〜20の直鎖または
分岐状のアルキル基;フェニル、ナフチル、アントリル
などの炭素原子数が6〜20のアリール基;これらのア
リール基に、前記ハロゲン原子、前記炭素原子数が1〜
20のアルキル基、前記炭素原子数が6〜20のアリー
ル基、後述するような、ハロゲン化炭化水素基、有機シ
リル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、エステル基、
アシル基、アミド基、アミノ基、スルホンアミド基、ス
ルホニル基、ニトリル基およびニトロ基などの置換基が
1〜5個置換した置換アリール基;シクロペンチル、シ
クロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチルなどのシク
ロアルキル基;ビニル、プロペニル、シクロヘキセニル
などのアルケニル基;ベンジル、フェニルエチル、フェ
ニルプロピルなどのアリールアルキル基などが挙げられ
る。
【0017】ハロゲン化炭化水素基としては、前記炭化
水素基にハロゲンが置換した基が挙げられる。有機シリ
ル基として具体的には、メチルシリル、ジメチルシリ
ル、トリメチルシリル、エチルシリル、ジエチルシリ
ル、トリエチルシリル、フェニルシリル、ジフェニルシ
リル、トリフェニルシリル、ジメチルフェニルシリル、
メチルジフェニルシリルなどが挙げられる。
【0018】アルコキシ基として具体的には、メトキ
シ、エトキシ、n-プロポキシ、イソプロポキシ、n-ブト
キシ、イソブトキシ、tert-ブトキシなどが挙げられ
る。アリーロキシ基として具体的には、フェノキシ、2,
6-ジメチルフェノキシ、2,4,6-トリメチルフェノキシな
どが挙げられる。
【0019】エステル基として具体的には、アセチルオ
キシ、ベンゾイルオキシ、メトキシカルボニル、フェノ
キシカルボニル、p-クロロフェノキシカルボニルなどが
挙げられる。アシル基として具体的には、ホルミル、ア
セチル、プロピオニル、ブチリル、バレリル、パルミト
イル、ステアロイル、オレオイル、ベンゾイル、トルオ
イル、サリチロイル、シンナモイル、ナフトイル、フロ
イルなどが挙げられる。
【0020】アミド基として具体的には、アセトアミ
ド、N-メチルアセトアミド、N-メチルベンズアミドなど
が挙げられる。アミノ基として具体的には、ジメチルア
ミノ、エチルメチルアミノ、ジフェニルアミノなどが挙
げられる。
【0021】スルホンアミド基として具体的には、フェ
ニルスルフォンアミド、N-メチルフェニルスルフォンア
ミド、N-メチル-p-トルエンスルフォンアミドなどが挙
げられる。スルホニル基として具体的には、メシル、エ
タンスルホニル、メトキシスルホニル、ベンゼンスルホ
ニル、トシルなどが挙げられる
【0022】これらのうち、R1〜R3は、水素原子、炭
化水素基、有機シリル基であることが好ましい。また、
4およびR5は、炭化水素基、有機シリル基、アシル
基、スルホニル基であることが好ましく、特に炭素原子
数1〜20のアルキル基が1〜5個置換した置換アリー
ル基が好ましい。なお、R1〜R5で示される基のうちの
2個以上の基、好ましくは隣接する基が互いに連結して
それぞれが結合する炭素原子とともに芳香族環、脂肪族
環などの環を形成していてもよい。
【0023】Aは、互いに同一でも異なっていてもよ
く、周期表第13〜16族の原子を示し、具体的にはホ
ウ素原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、ケイ素原
子、リン原子、硫黄原子、ゲルマニウム原子、セレン原
子、スズ原子などが挙げられ、炭素原子またはケイ素原
子であることが好ましい。
【0024】mおよびnは、0〜2の整数である。E
は、炭素、水素、酸素、ハロゲン、窒素、硫黄、リン、
ホウ素およびケイ素から選ばれる少なくとも1種の元素
を有する置換基であり、好ましくは炭素、水素、窒素お
よびケイ素から選ばれる少なくとも1種の元素を含有す
る置換基である。Eが複数の場合には、複数のEは、互
いに同一でも異なっていてもよく、またEで示される2
個以上の基が互いに連結して環を形成していてもよい。
【0025】このような−(E)mA−および−(E)n
A−で示される基として具体的には−CH2−、−C
(Me)2−、−C(Ph)2−、−Si(Me)2−、
−Si(Ph)2−、−Si(Me)(Ph)−、
【0026】
【化4】 などのような基が挙げられる。
【0027】なお、上記例示中、Meはメチル基を示
し、Phはフェニル基を示す。
【0028】pは、Mの価数を満たす数であり、0〜4
の整数である。Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭素原
子数1〜20の炭化水素基、炭素原子数1〜20のハロ
ゲン化炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、ケイ素
含有基を示す。なお、pが2以上の場合には、Xで示さ
れる複数の基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
【0029】ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭
素、ヨウ素が挙げられる。炭素原子数が1〜20の炭化
水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アル
ケニル基、アリールアルキル基、アリール基などが挙げ
られ、より具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブ
チル、ヘキシル、オクチル、ノニル、ドデシル、アイコ
シルなどのアルキル基;シクロペンチル、シクロヘキシ
ル、ノルボルニル、アダマンチルなどのシクロアルキル
基;ビニル、プロペニル、シクロヘキセニルなどのアル
ケニル基;ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピ
ルなどのアリールアルキル基;フェニル、トリル、ジメ
チルフェニル、トリメチルフェニル、エチルフェニル、
プロピルフェニル、ビフェニル、ナフチル、メチルナフ
チル、アントリル、フェナントリルなどのアリール基が
挙げられる。
【0030】炭素原子数が1〜20のハロゲン化炭化水
素基としては、前記炭素原子数が1〜20の炭化水素基
にハロゲンが置換した基が挙げられる。酸素含有基とし
ては、ヒドロキシ基;メトキシ、エトキシ、プロポキ
シ、ブトキシなどのアルコキシ基;フェノキシ、メチル
フェノキシ、ジメチルフェノキシ、ナフトキシなどのア
リーロキシ基;フェニルメトキシ、フェニルエトキシな
どのアリールアルコキシ基などが挙げられる。
【0031】イオウ含有基としては、前記酸素含有基の
酸素がイオウに置換した置換基、ならびにメチルスルフ
ォネート、トリフルオロメタンスルフォネート、フェニ
ルスルフォネート、ベンジルスルフォネート、p-トルエ
ンスルフォネート、トリメチルベンゼンスルフォネー
ト、トリイソブチルベンゼンスルフォネート、p-クロル
ベンゼンスルフォネート、ペンタフルオロベンゼンスル
フォネートなどのスルフォネート基;メチルスルフィネ
ート、フェニルスルフィネート、ベンジルスルフィネー
ト、p-トルエンスルフィネート、トリメチルベンゼンス
ルフィネート、ペンタフルオロベンゼンスルフィネート
などのスルフィネート基が挙げられる。
【0032】ケイ素含有基としては、メチルシリル、フ
ェニルシリルなどのモノ炭化水素置換シリル;ジメチル
シリル、ジフェニルシリルなどのジ炭化水素置換シリ
ル;トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピ
ルシリル、トリシクロヘキシルシリル、トリフェニルシ
リル、ジメチルフェニルシリル、メチルジフェニルシリ
ル、トリトリルシリル、トリナフチルシリルなどのトリ
炭化水素置換シリル;トリメチルシリルエーテルなどの
炭化水素置換シリルのシリルエーテル;トリメチルシリ
ルメチルなどのケイ素置換アルキル基;トリメチルシリ
ルフェニルなどのケイ素置換アリール基などが挙げられ
る。
【0033】これらのうち、ハロゲン原子、炭素原子数
が1〜20の炭化水素基またはスルフォネート基である
ことが好ましい。またpが2以上の場合には、2個以上
のXが互いに連結して環を形成していてもよい。以下
に、上記一般式(I)で表される遷移金属化合物の具体
的な例を示すが、これらに限定されるものではない。
【0034】
【化5】
【0035】
【化6】
【0036】
【化7】
【0037】
【化8】
【0038】
【化9】
【0039】なお、上記例示中、Meはメチル基を示
し、Etはエチル基を示し、nPrはn-プロピル基を示
し、iPrはイソプロピル基を示し、nBuはn-ブチル
基を示し、iBuはイソブチル基を示し、tBuはtert
-ブチル基を示し、Phはフェニル基を示す。本発明で
は、上記のような化合物において、ジルコニウムをチタ
ン、ハフニウムに置き換えた遷移金属化合物、バナジウ
ムをニオブ、タンタルに置き換えた遷移金属化合物を用
いることもできる。
【0040】これらの化合物は単独で用いてもよいし、
2種以上を組み合わせて用いてもよい。また炭化水素あ
るいはハロゲン化炭化水素に希釈して用いてもよい。本
発明では、遷移金属アミド化合物(A)は炭化水素、特
に後述する脂肪族炭化水素または脂環族炭化水素(b)
に希釈して用いることが好ましい。
【0041】また上記のような遷移金属化合物(A)
は、粒子状担体化合物と接触させて、担体化合物ととも
に用いることもできる。担体化合物としては、Si
2、Al23、B23、MgO、ZrO2、CaO、T
iO2、ZnO、Zn2O、SnO2、BaO、ThOな
どの無機担体化合物、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリ-1-ブテン、ポリ-4-メチル-1-ペンテン、スチレン-
ジビニルベンゼン共重合体などの樹脂を用いることがで
きる。これらの担体化合物は、2種以上組み合わせて用
いることもできる。
【0042】(B)有機アルミニウムオキシ化合物 本発明では、有機アルミニウムオキシ化合物(B)を後
述するように脂肪族炭化水素または脂環族炭化水素
(b)のスラリーとして用いるが、まず有機アルミニウ
ムオキシ化合物(B)について説明する。
【0043】本発明で用いられる(B)有機アルミニウ
ムオキシ化合物は、従来公知のアルミノキサンであって
もよく、また特開平2−78687号公報に例示されて
いるようなベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化
合物であってもよい。
【0044】従来公知のアルミノキサンは、たとえば下
記のような方法によって製造することができ、通常、炭
化水素溶媒の溶液として得られる。 (1)吸着水を含有する化合物または結晶水を含有する
塩類、たとえば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和
物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩
化第1セリウム水和物などの炭化水素媒体懸濁液に、ト
リアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物
を添加して、吸着水または結晶水と有機アルミニウム化
合物とを反応させる方法。 (2)ベンゼン、トルエン、エチルエーテル、テトラヒ
ドロフランなどの媒体中で、トリアルキルアルミニウム
などの有機アルミニウム化合物に直接水、氷または水蒸
気を作用させる方法。 (3)デカン、ベンゼン、トルエンなどの媒体中でトリ
アルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物
に、ジメチルスズオキシド、ジブチルスズオキシドなど
の有機スズ酸化物を反応させる方法。
【0045】アルミノキサンを調製する際に用いられる
有機アルミニウム化合物として具体的には、後述する(C
-1)に属する有機アルミニウム化合物として例示するも
のと同様の有機アルミニウム化合物を挙げることができ
る。
【0046】これらのうち、トリアルキルアルミニウ
ム、トリシクロアルキルアルミニウムが好ましく、トリ
メチルアルミニウムが特に好ましい。上記のような有機
アルミニウム化合物は、1種単独でまたは2種以上組み
合せて用いられる。
【0047】上記のような有機アルミニウムオキシ化合
物(B)は、通常、トルエン溶液として市販されるかま
たは取り扱われている。なお、本発明で用いられる有機
アルミニウムオキシ化合物(B)は、少量のアルミニウ
ム以外の金属の有機化合物成分を含有していてもよい。
【0048】また、有機アルミニウムオキシ化合物
(B)は、上述した担体化合物に担持させて用いること
もできる。本発明では、上記のような有機アルミニウム
オキシ化合物(B)は、脂肪族炭化水素または脂環族炭
化水素(b)のスラリーとして重合系に供給される。
【0049】本発明で用いられる脂肪族炭化水素または
脂環族炭化水素(b)として具体的には、オクタン、デ
カン、2,2-ジメチルプロパン、2-メチルブタン、2,2-ジ
メチルブタン、2,3-ジメチルブタン、2,2,3-トリメチル
ブタン、n-ペンタン、2-メチルペンタン、3-メチルペン
タン、2,2-ジメチルペンタン、3,3-ジメチルペンタン、
2,3-ジメチルペンタン、2,4-ジメチルペンタン、n-ヘキ
サン、2-メチルヘキサン、3-メチルヘキサン、n-ヘプタ
ン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、ジメチル
シクロペンタンなどが挙げられる。これらは混合して用
いてもよい。
【0050】本発明で用いられる脂肪族炭化水素または
脂環族炭化水素(b)は、好ましくは沸点が100℃以
下であり、さらに好ましくは90℃以下、特に好ましく
は75℃以下である。
【0051】有機アルミニウムオキシ化合物(B)のス
ラリーは、有機アルミニウムオキシ化合物(B)を脂肪
族炭化水素または脂環族炭化水素(b)中に分散させる
ことにより適宜調製されるが、具体的に以下のようにし
て調製される。 (1) 有機アルミニウムオキシ化合物(B)のトルエン溶
液からトルエンを留去し、得られた粉末状有機アルミニ
ウムオキシ化合物(B)を機械的に粉砕して脂肪族炭化
水素または脂環族炭化水素(b)に懸濁させる方法、
(2) 有機アルミニウムオキシ化合物(B)のトルエン溶
液からトルエンを留去し、得られた粉末状有機アルミニ
ウムオキシ化合物(B)に脂肪族炭化水素または脂環族
炭化水素(b)を添加した後、有機アルミニウムオキシ
化合物(B)を機械的に粉砕させる方法、(3) 有機アル
ミニウムオキシ化合物(B)のトルエン溶液を、脂肪族
炭化水素または脂環族炭化水素(b)と接触させて有機
アルミニウムオキシ化合物(B)を析出させた後、媒体
交換をする方法。
【0052】この際用いられる有機アルミニウムオキシ
化合物(B)のトルエン溶液は、通常、濃度がアルミニ
ウム原子に換算して0.1〜10モル/リットル、好ま
しくは0.5〜7モル/リットル、さらに好ましくは
0.5〜5モル/リットルである。
【0053】またスラリーを調製するに際して、脂肪族
炭化水素または脂環族炭化水素(b)は、有機アルミニ
ウムオキシ化合物(B)のトルエン溶液に対して、容量
比で、0.3〜10、好ましくは0.5〜5の量で用い
られる。
【0054】なお上記説明においては、有機アルミニウ
ムオキシ化合物(B)のトルエン溶液を用いる場合につ
いて説明したが、有機アルミニウムオキシ化合物(B)
のトルエン溶液の代わりに有機アルミニウムオキシ化合
物(B)のベンゼン溶液などを用いることもできる。
【0055】本発明では、このように調製されたスラリ
ー中において固体状の有機アルミニウムオキシ化合物
(B)は、比表面積が10m2/g以上であることが好
ましく、さらに100m2/g以上であることがより好
ましい。
【0056】なお本発明において、比表面積は、たとえ
ば GUANTACHROME 社製 MONOSORB-MS-12 を用いて、一般
的なBET法により測定することができる。比表面積を
測定するに際しては、有機アルミニウムオキシ化合物
(B)は、減圧下で乾燥し、窒素雰囲気下で採取し、測
定操作を行なうことが望ましい。
【0057】このように有機アルミニウムオキシ化合物
(B)を脂肪族炭化水素または脂環族炭化水素(b)の
スラリーとして重合器に供給すると、高い重合活性でオ
レフィンの重合または共重合を行なうことができる。
【0058】本発明で用いられるオレフィン重合用触媒
は、上記のような遷移金属化合物(A)と有機アルミニ
ウムオキシ化合物(B)とから形成されるが、これらと
ともに必要に応じて後述するような有機金属化合物
(C)を含有していてもよい。
【0059】(C)有機金属化合物 本発明で用いられる(C)有機金属化合物として、具体
的には下記のような周期表第1、2族および第12、1
3族の有機金属化合物が用いられる。
【0060】本発明で用いられる(C)有機金属化合物
として、具体的には下記のような周期表第1、2族およ
び第12、13族の有機金属化合物が用いられる。
【0061】 (C-1) 一般式 Ra mAl(ORbnpq(式中、Ra
およびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭
素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を
示し、Xはハロゲン原子を示し、mは0<m≦3、nは
0≦n<3、pは0≦p<3、qは0≦q<3の数であ
り、かつm+n+p+q=3である。)で表される有機
アルミニウム化合物。
【0062】(C-2) 一般式 M2AlRa 4 (式中、M2はLi、NaまたはKを示し、Raは炭素原
子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示
す。)で表される第1族金属とアルミニウムとの錯アル
キル化物。
【0063】(C-3) 一般式 Rab3 (式中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていて
もよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭
化水素基を示し、M3はMg、ZnまたはCdを示
す。)で表される第2族または第12族金属のジアルキ
ル化合物。
【0064】前記(C-1)に属する有機アルミニウム化合
物としては、次のような化合物などを例示できる。 一般式 Ra mAl(ORb3-m (式中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていて
もよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭
化水素基を示し、mは好ましくは1.5≦m≦3の数で
ある。)で表される有機アルミニウム化合物、 一般式 Ra mAlX3-m (式中、Raは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜
4の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、mは
好ましくは0<m<3である。)で表される有機アルミ
ニウム化合物、 一般式 Ra mAlH3-m (式中、Raは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜
4の炭化水素基を示し、mは好ましくは2≦m<3であ
る。)で表される有機アルミニウム化合物、 一般式 Ra mAl(ORb)nq (式中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていて
もよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭
化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、mは0<m
≦3、nは0≦n<3、qは0≦q<3の数であり、か
つm+n+q=3である。)で表される有機アルミニウ
ム化合物。
【0065】(C-1)に属するアルミニウム化合物として
より具体的にはトリメチルアルミニウム、トリエチルア
ルミニウム、トリn-ブチルアルミニウム、トリプロピル
アルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシ
ルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシ
ルアルミニウムなどのトリn-アルキルアルミニウム。ト
リイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニ
ウム、トリsec-ブチルアルミニウム、トリ tert-ブチル
アルミニウム、トリ2-メチルブチルアルミニウム、トリ
3-メチルブチルアルミニウム、トリ2-メチルペンチルア
ルミニウム、トリ3-メチルペンチルアルミニウム、トリ
4-メチルペンチルアルミニウム、トリ2-メチルヘキシル
アルミニウム、トリ3-メチルヘキシルアルミニウム、ト
リ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリ分岐鎖アル
キルアルミニウム。トリシクロヘキシルアルミニウム、
トリシクロオクチルアルミニウムなどのトリシクロアル
キルアルミニウム;トリフェニルアルミニウム、トリト
リルアルミニウムなどのトリアリールアルミニウム。ジ
イソブチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルア
ルミニウムハイドライドなどのジアルキルアルミニウム
ハイドライド。(i-C49xAly(C51 0z (式
中、x、y、zは正の数であり、z≧2xである。)な
どで表されるイソプレニルアルミニウムなどのアルケニ
ルアルミニウム。イソブチルアルミニウムメトキシド、
イソブチルアルミニウムエトキシド、イソブチルアルミ
ニウムイソプロポキシドなどのアルキルアルミニウムア
ルコキシド。ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチ
ルアルミニウムエトキシド、ジブチルアルミニウムブト
キシドなどのジアルキルアルミニウムアルコキシド。エ
チルアルミニウムセスキエトキシド、ブチルアルミニウ
ムセスキブトキシドなどのアルキルアルミニウムセスキ
アルコキシド;Ra 2.5Al(ORb0.5 などで表され
る平均組成を有する部分的にアルコキシ化されたアルキ
ルアルミニウム。ジエチルアルミニウムフェノキシド、
ジエチルアルミニウム(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェ
ノキシド)、エチルアルミニウムビス(2,6-ジ-t-ブチ
ル-4-メチルフェノキシド)、ジイソブチルアルミニウ
ム(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシド)、イソブ
チルアルミニウムビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェ
ノキシド)などのアルキルアルミニウムアリーロキシ
ド;ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニ
ウムクロリド、ジブチルアルミニウムクロリド、ジエチ
ルアルミニウムブロミド、ジイソブチルアルミニウムク
ロリドなどのジアルキルアルミニウムハライド;エチル
アルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセス
キクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどの
アルキルアルミニウムセスキハライド;エチルアルミニ
ウムジクロリド、プロピルアルミニウムジクロリド、ブ
チルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウ
ムジハライドなどの部分的にハロゲン化されたアルキル
アルミニウム。ジエチルアルミニウムヒドリド、ジブチ
ルアルミニウムヒドリドなどのジアルキルアルミニウム
ヒドリド。エチルアルミニウムジヒドリド、プロピルア
ルミニウムジヒドリドなどのアルキルアルミニウムジヒ
ドリドなどその他の部分的に水素化されたアルキルアル
ミニウム。エチルアルミニウムエトキシクロリド、ブチ
ルアルミニウムブトキシクロリド、エチルアルミニウム
エトキシブロミドなどの部分的にアルコキシ化およびハ
ロゲン化されたアルキルアルミニウムなどを挙げること
ができる。
【0066】また(C-1)に類似する化合物も使用するこ
とができ、たとえば窒素原子を介して2以上のアルミニ
ウム化合物が結合した有機アルミニウム化合物を挙げる
ことができる。このような化合物として具体的には、 (C252AlN(C25)Al(C252 などを挙げることができる。
【0067】前記(C-2)に属する化合物としては、 LiAl(C254 LiAl(C7154などを挙げることができる。
【0068】さらにその他にも、(C)有機金属化合物
としては、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピル
リチウム、ブチルリチウム、メチルマグネシウムブロミ
ド、メチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウム
ブロミド、エチルマグネシウムクロリド、プロピルマグ
ネシウムブロミド、プロピルマグネシウムクロリド、ブ
チルマグネシウムブロミド、ブチルマグネシウムクロリ
ド、ジメチルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、ジ
ブチルマグネシウム、ブチルエチルマグネシウムなどを
使用することもできる。
【0069】また重合系内で上記有機アルミニウム化合
物が形成されるような化合物、たとえばハロゲン化アル
ミニウムとアルキルリチウムとの組合せ、またはハロゲ
ン化アルミニウムとアルキルマグネシウムとの組合せな
どを使用することもできる。
【0070】これらのうち、有機アルミニウム化合物が
好ましい。上記のような(C)有機金属化合物は、1種
単独でまたは、2種以上組み合わせて用いられる。本発
明では、有機金属化合物(C)は、炭化水素に希釈して
用いてもよく、特に上述のような脂肪族炭化水素または
脂環族炭化水素(b)に希釈して用いることが好まし
い。
【0071】本発明に係るオレフィンの重合方法に使用
される重合用触媒は、上記のような成分(A)と、成分
(B)と、必要に応じて成分(C)とからなる。重合の
際には、各成分の使用法、添加順序は任意に選ばれる
が、以下のような方法が例示される。 (1) 成分(A)と、成分(B)とを任意の順序で重合器
に添加する方法。 (2) 成分(A)、成分(B)および成分(C)とを任意
の順序で重合器に添加する方法。 (3) 成分(A)と成分(B)を予め接触させた触媒を重
合器に添加する方法。 (4) 成分(A)と成分(B)を予め接触させた触媒成
分、および成分(C)を任意の順序で重合器に添加する
方法。 (5) 成分(A)、成分(B)および成分(C)とを予め
接触させた触媒を重合器に添加する方法。 (6) 成分(A)、成分(B)および成分(C)とを予め
接触させた触媒成分、および成分(C)を任意の順序で
重合器に添加する方法。この場合成分(C)は、同一で
も異なっていてもよい。
【0072】本発明では、重合は溶解重合、懸濁重合な
どの液相重合法または気相重合法いずれにおいても実施
でき、好ましくは液相重合法が採用される。液相重合法
において用いられる不活性炭化水素媒体として具体的に
は、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタ
ン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭
化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシク
ロペンタンなどの脂環族炭化水素;エチレンクロリド、
クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化
水素またはこれらの混合物などを挙げることができ、オ
レフィン自身を溶媒として用いることもできる。これら
の不活性炭化水素媒体のうちで脂肪族炭化水素、脂環族
炭化水素が好ましい。また、重合に用いるα-オレフィ
ン、脂環族ビニル化合物、環状オレフィン自身を溶媒と
して用いることも好ましい。
【0073】液相重合における反応系内の成分(A)の
濃度は、通常10-8〜10-2モル/リットル、好ましく
は10-7〜10-3モル/リットルとなるような量で用い
られる。
【0074】成分(B)は、成分(B)中のアルミニウ
ム原子と、成分(A)中の遷移金属原子(M)とのモル
比〔(B)/M〕が、通常10〜5000、好ましくは
20〜2000となるような量で用いられる。
【0075】必要に応じて用いられる成分(C)は、成
分(C)と、成分(A)中の遷移金属原子(M)とのモ
ル比〔(C)/M〕が、通常0.01〜5000、好ま
しくは0.05〜2000となるような量で用いられ
る。
【0076】また、このようなオレフィン重合用触媒を
用いたオレフィンの重合温度は、通常−50〜200
℃、好ましくは0〜170℃の範囲である。重合圧力
は、通常常圧〜100kg/cm2、好ましくは常圧〜
50kg/cm2の条件下であり、重合反応は、回分
式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うこ
とができる。さらに重合を反応条件の異なる2段以上に
分けて行うことも可能である。得られるオレフィン重合
体の分子量は、重合系に水素を存在させるか、または重
合温度を変化させることによって調節することができ
る。
【0077】このようなオレフィン重合用触媒により重
合することができるオレフィンとして下記が例示され
る。エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-
ヘキセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、
3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル
-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル
-1-ペンテン、4-エチル-1-ヘキセン、3-エチル-1-ヘキ
セン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデ
セン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセン
などの炭素原子数が2〜20のα-オレフィン。スチレ
ン、ジメチルスチレン類、アリルベンゼン、アリルトル
エン類、ビニルナフタレン類、アリルナフタレン類など
の芳香族ビニル化合物;ビニルシクロヘキサン、ビニル
シクロペンタン、ビニルシクロヘプタン、アリルノルボ
ルナンなどの脂環族ビニル化合物。シクロペンテン、シ
クロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネ
ン、テトラシクロドデセン、2-メチル-1,4,5,8-ジメタ
ノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレンンなど
の環状オレフィン。ブタジエン、イソプレン、4-メチル
-1,3-ペンタジエン、1,3-ペンタジエン、1,4-ペンタジ
エン、1,3-ヘキサジエン、1,4-ヘキサジエン、1,5-ヘキ
サジエン、1,6-オクタジエン、1,7-オクタジエン、7-メ
チル-1,6-オクタジエン、4-エチリデン-8-メチル-1,7-
ノナジエン、5,9-ジメチル-1,4,8-デカトリエンなどの
炭素原子数が4〜20の鎖状ポリエン。5-エチリデンノ
ルボルネン、ビニルノルボルネン、ジシクロペンタジエ
ンなどの環状ポリエン;アクリル酸、メタクリル酸、フ
マル酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン
酸、ビシクロ(2,2,1)-5-ヘプテン-2,3-ジカルボン酸な
どのα,β−不飽和カルボン酸、およびそのナトリウ
ム、カリウム、リチウム、亜鉛、マグネシウム、カルシ
ウムなどの金属塩。アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピ
ル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、ア
クリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリ
ル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチルなどのα,β
−不飽和カルボン酸エステル;マレイン酸、イタコン
酸、無水マレイン酸などの不飽和ジカルボン酸およびそ
の酸無水物;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、カプロ
ン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ス
テアリン酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニルなどのビニ
ルエステル類。アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グ
リシジル、イタコン酸モノグリシジルエステルなどの不
飽和グリシジル基含有単量体、塩化ビニル、フッ化ビニ
ルなどのハロゲン含有オレフィンなどが挙げられる。こ
れらのオレフィンは、単独であるいは2種以上組み合わ
せて用いることができる。
【0078】
【発明の効果】本発明に係るオレフィンの重合方法によ
れば、高い重合活性でオレフィンを重合または共重合す
ることができる。また、得られたポリオレフィンは、臭
気が少ない。
【0079】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。
【0080】
【実施例1】[メチルアミノキサンのヘキサンスラリー
(B-1)の調製]窒素雰囲気下、攪拌翼を備えた内容積5
00mlのガラス製反応器に、メチルアルミノキサンの
トルエン溶液(アルミニウム原子に換算して1.5モル
/リットル)100mlを装入し、攪拌下、室温におい
て、窒素置換したヘキサン100mlを1時間かけて滴
下した。生成した固体状のメチルアルミノキサンを濾過
後、ヘキサンにより洗浄し、減圧下に乾燥させ、一部を
分析用に取り出した以外は、ヘキサンに懸濁させてメチ
ルアルミノキサンのヘキサンスラリー(B-1)(アルミニ
ウム原子に換算して1.0モル/リットル)を調製し
た。得られたメチルアルミノキサンの比表面積は182
2/gであった。
【0081】[重合]充分に窒素置換した内容積500
mlのガラス製オートクレーブにヘプタン250ml、
次いで1-オクテンを10ml装入し、エチレンを100
リットル/時間の量で流通させ、25℃で20分間保持
させておいた。これに、上記で得られたメチルアルミノ
キサンのヘキサンスラリー(B-1)を2ml、引き続き、
下記式(a)で示される遷移金属化合物(A-1)のヘプタ
ン溶液(1ミリモル/リットル)を5ml加え重合を開
始した。エチレンガスを100リットル/時間の量で連
続的に供給し、常圧下、25℃で30分間、重合を行っ
た後、少量のメタノールを添加し重合を停止した。重合
反応液を大過剰のメタノール−塩酸溶液に加え、得られ
たポリマーを、130℃で12時間減圧下に乾燥させ
た。その結果、エチレン含量94モル%のポリマー2.
91gが得られた。
【0082】
【化10】
【0083】
【比較例1】実施例1の重合において、重合溶媒のヘプ
タン250mlの代わりにトルエン250ml、メチル
アルミノキサンのヘキサンスラリー(B-1)の代わりにメ
チルアルミノキサンのトルエン溶液(アルミニウム原子
に換算して1.5モル/リットル)1.33mlを用い
たこと以外は実施例1と同様にしてエチレンと1-オクテ
ンとの共重合を行った。その結果、エチレン含量95モ
ル%のポリマー1.28gが得られた。
【0084】
【実施例2】充分に窒素置換した内容積500mlのガ
ラス製オートクレーブにヘプタン250mlを装入し、
これにエチレンを100リットル/時間で流通させ、2
5℃で10分間放置した。その後、実施例1で得られた
メチルアルミノキサンのヘキサンスラリー(B-1)を2m
l、引き続き、下記式(b)で示される遷移金属化合物
(A-2)のヘプタン溶液(1ミリモル/リットル)5ml
を加え重合を開始した。エチレンガスを100リットル
/時間の量で連続的に供給し、常圧下、25℃で30分
間重合を行った後、少量のメタノールを添加し重合を停
止した。重合反応液を大過剰のメタノール−塩酸溶液に
加え、得られたポリマーを、130℃で12時間減圧下
に乾燥させた。その結果、ポリマー1.33gが得られ
た。
【0085】
【化11】
【0086】
【比較例2】実施例2の重合において、重合溶媒のヘプ
タン250mlの代わりにトルエン250ml、メチル
アルミノキサンのヘキサンスラリー(B-1)の代わりにメ
チルアルミノキサンのトルエン溶液(アルミニウム原子
に換算して1.5モル/リットル)1.33mlを用い
たこと以外は実施例2と同様にしてエチレンの重合を行
った。その結果、ポリマー0.59gが得られた。
【0087】
【実施例3】充分に窒素置換した内容積500mlのガ
ラス製オートクレーブにヘプタン250mlを装入し、
これにエチレンを100リットル/時間で流通させ、2
5℃で10分間放置した。その後、実施例1で得られた
メチルアルミノキサンのヘキサンスラリー(B-1)を2m
l、引き続き、下記式(c)で示される遷移金属化合物
(A-3)のヘプタン溶液(1ミリモル/リットル)5ml
を加え重合を開始した。エチレンガスを100リットル
/時間の量で連続的に供給し、常圧下、25℃で30分
間重合を行った後、少量のメタノールを添加し重合を停
止した。重合反応液を大過剰のメタノール−塩酸溶液に
加え、得られたポリマーを、130℃で12時間減圧下
に乾燥させた。その結果、ポリマー3.97gが得られ
た。
【0088】
【化12】
【0089】
【実施例4】[メチルアミノキサンのデカンスラリー(B
-2)の調製]窒素雰囲気下、攪拌翼を備えた内容積50
0mlのガラス製反応器に、メチルアルミノキサンのト
ルエン溶液(アルミニウム原子に換算して1.5モル/
リットル)100mlを装入し、攪拌下、室温におい
て、窒素置換したデカン100mlを1時間かけて滴下
した。生成した固体状のメチルアルミノキサンスラリー
からトルエンを減圧下(45℃、10mmHg)に留去
した。これにデカンを加えてメチルアルミノキサンのデ
カンスラリー(B-2)(アルミニウム原子に換算して0.
9モル/リットル)を調製した。得られたメチルアルミ
ノキサンの比表面積は181m2/gであった。
【0090】[重合]実施例3の重合において、メチル
アルミノキサンのヘキサンスラリー(B-1)の代わりに上
記で得られたメチルアルミノキサンのデカンスラリー(B
-2)を2.22ml用いたこと以外は実施例3と同様に
してエチレンの重合を行った。その結果、ポリマー3.
81gが得られた。
【0091】
【比較例3】実施例3の重合において、重合溶媒のヘプ
タン250mlの代わりにトルエン250ml、メチル
アルミノキサンのヘキサンスラリー(B-1)の代わりにメ
チルアルミノキサンのトルエン溶液(アルミニウム原子
に換算して1.5モル/リットル)1.33mlを用い
たこと以外は実施例3と同様にしてエチレンの重合を行
った。その結果、ポリマー1.73gが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るオレフィン重合触媒の触媒工程を
示す説明図である。
フロントページの続き Fターム(参考) 4J028 AA01A AB00A AB01A AC01A AC02A AC22A AC26A AC27A AC31A AC37A AC38A AC42A BA00A BA01B BA02B BB00A BB01B BB02B BC01B BC05B BC06B BC15B BC16B BC17B BC19B BC24B BC25B BC27B BC29B CA26C CA27C CA28C CA29C CB02C EB02 EB04 EB05 EB07 EB08 EB09 EB10 EB12 EB13 EB17 EB18 EB21 EB25 FA01 FA02 FA03 FA04 4J100 AA02P AA03P AA07P AA09P AA15P AA16P AA17P AA19P AA20P AA21P AB00P AB01P AB02P AB04P AB07P AC03P AC23P AG02P AG04P AG05P AG36P AJ02P AJ08P AJ09P AK08P AK13P AK20P AK21P AK31P AK32P AL03P AL04P AL10P AL46P AR03P AR04P AR09P AR11P AR22P AS02P AS03P AS04P AS11P AS21P BB07P BC54P CA01 FA09 FA19 FA21 FA22

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)下記一般式(I)で表される遷移金
    属化合物と、 【化1】 (式中、Mは、周期表第3〜6族の遷移金属原子を示
    し、R1〜R5は、互いに同一でも異なっていてもよく、
    水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン化炭化
    水素基、有機シリル基、アルコキシ基、アリーロキシ
    基、エステル基、アシル基、アミド基、アミノ基、スル
    ホンアミド基、スルホニル基、ニトリル基またはニトロ
    基を示し、これらのうちの2個以上が互いに連結して環
    を形成していてもよく、Aは、互いに同一でも異なって
    いてもよく、周期表第13〜16族の原子を示し、mお
    よびnは、0〜2の整数を示し、Eは、炭素、水素、酸
    素、ハロゲン、窒素、硫黄、リン、ホウ素およびケイ素
    から選ばれる少なくとも1種の元素を有する置換基を示
    し、Eが複数の場合には、複数のEは、互いに同一でも
    異なっていてもよく、またEで示される2個以上の基が
    互いに連結して環を形成していてもよく、pは、Mの価
    数を満たす数であり、Xは、水素原子、ハロゲン原子、
    炭素原子数1〜20の炭化水素基、炭素原子数1〜20
    のハロゲン化炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、
    ケイ素含有基を示し、pが2以上の場合には、Xで示さ
    れる複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、ま
    た2個以上のXが互いに連結して環を形成していてもよ
    い。)(B)有機アルミニウムオキシ化合物とからなる
    オレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合ま
    たは共重合させるに際して、上記有機アルミニウムオキ
    シ化合物(B)を脂肪族炭化水素または脂環族炭化水素
    のスラリーとして重合系に添加することを特徴とするオ
    レフィンの重合方法。
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