JP2002504565A - 担持触媒組成物の製造 - Google Patents
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Abstract
Description
程で式I
、アリール基に6から20個の炭素原子を有する)を表し、 R2からR4が、各々、水素、ハロゲン、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリー
ル、アルキルアリール、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシまたは
ジアルキルアミノ(但し、各々がアルキル基に1〜10個の炭素原子を有し、ア
リール基に6から20個の炭素原子を有する)を表し、 rが、1から4の整数を表し s、t、uが各々0から3の整数をあらわし、合計r+s+t+uが、M1の 原子価に相当する。]で表される金属化合物と不活性溶媒中で反応させ、次の工 程で、得られた懸濁液を、メタロセン錯体およびメタロセニウムイオンを形成す
る化合物と反応させる方法に関する。
。担持触媒組成物はこの目的、特に気相での重合プロセスに使用されている。そ
のため種々の担持触媒組成物が以前から知られている。
媒錯体の中心原子と反応することのできる、担体表面の活性基、例えば水酸基を
変更することが必要である。特にメタロセン触媒錯体が担体に適用された場合に
、そのような表面の変更が必要である。
センと反応させる前に、所望によりさらに助触媒と反応させる前に、有機金属化
合物と反応させることが知られている。このような方法は、例えば、WO91/
09882、WO94/03506、WO95/15815、WO95/140
44およびDE−A1−19606167に記載されている。しかしこれらすべ
ての方法は、さらに触媒成分と反応させる前に、変性したシリカゲルと有機金属
化合物から一般的に濾過により反応溶液を取り除く。しかし、この方法は、煩雑
であり、追加の装置が必要であり、そのため、逆に方法のコストの効率に悪影響
を及ぼす。
られる、担持触媒組成物を提供することにある。
性溶媒の存在下で第1の工程で反応させ、次の工程で、得られた懸濁液をメタロ
セン錯体およびメタロセニウムを形成する化合物と反応させる方法であって、第
1の工程の後に溶媒を除去せずに、次の工程を、得られた前処理した担体を単離
することなく実施するという方法で達成されることを見出した。
0から70μmである無機固体である。
ゆえこれらはアルミノケイ酸塩またはシリカである)で、このような製品は市販
されている。例えば、シリカゲル332(Grace社製)またはES70X(
Cosfield社製)である。
されてもよく、処理は、80から200℃、好ましくは100から150℃で行
われる。
利であり、そして各々がメチル、エチル、イソブチル、またはヘキシル、特にイ
ソブチルである。
ましい溶媒または懸濁試薬は、炭化水素(例えばトルエン、またはヘプタン)で
ある。メタロセン錯体が容易に溶解する溶媒が特に好ましい。式Iの金属化合物
の量は、広い範囲内で変化してよく、最少量は担体の水酸基の数に依存する。こ
の第1の工程の後で、前処理した担体材料を単離しなくても、化合物Iに対する
担体の比の変動程度では、触媒の性能にわずかな差をもたらすにすぎない。しか
し、担体材料の種類によっては、この比が予備的な実験によって最適化されるべ
きである。温度、反応時間および圧力は、それ自体臨界的ではないが、−20か
ら100℃の温度と0.1から48時間の反応時間が好ましい。
ロセン錯体およびメタロセニウムイオンを形成する化合物と反応させる。
タンタルを表し、 Xが、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、水素またはC1〜C10アルキルを表し、 R8からR12が各々、水素、C1〜C10アルキル、C1〜C10アルキルを置換基 として有していてもよい5から7員のシクロアルキル、C6〜C15アリールまた はアリールアルキル、2個の隣接の基がともに4から15個の炭素原子を有する
環を形成してもよく、またはSi(R13)3を表し、 R13が、C1〜C10アルキル、C3〜C10シクロアルキルまたはC6〜C15アリ ールを表し、 ZはXまたは
基として有していてもよい5から7員のシクロアルキル、C6〜C15アリールま たはアリールアルキル、2個の隣接の基がともに4から15個の炭素原子を有す
る環を形成してもよく、またはSi(R19)3を表し、 R19が、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリールまたはC3〜C10シクロアル キルを表し、 またはR11とZが共に基−R20−A−を表し、 R20が、
ールアルキル、C8〜C40アリールアルケニルもしくはC7〜C40アルキルアリー
ル、または2つの隣接の基と共にその原子と結合して環を形成してもよく、 M3が、ケイ素、ゲルマニウム、スズを表し、 Aが、
ルまたはC3〜C10シクロアルキルにより置換されていてもよい)を表し、 またはR11及びR17がともに基−R20−を形成してもよい化合物である。
。
である。
またはtert-ブチルを表し、 R10からR16が、各々C1〜C4アルキルを表し、 R9からR15が、各々水素または隣接基R9およびR10が一方でR15とR16が他
方で共に4から12員の環を形成し、 R20が
、 エチレンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、 エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、 エチレンビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、 テトラメチルエチレン−9−フルオレニルシクロペンタジエニルジルコニウムジ
クロリド、 ジメチルシランジイルビス(3−tert―ブチル−5−メチルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(3−tert−ブチル−5−エチルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロ
リド、 ジメチルシランジイルビス(2−tert−ブチルインデニル)ジルコニウムジクロ
リド、 ジエチルシランジイルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジブロミド、 ジメチルシランジイルビス(3−メチル−5−メチルシクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(3−エチル−5−イソプロピルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−メチルベンズインデニル)ジルコニウムジクロ
リド、および ジメチルシランジイルビス(2−メチルインデニル)ハフニウムジクロリド。 特に適している式IIIdの化合物は、 Mが、チタニウムまたはジルコニウムを表し、 Xが、ハロゲン、特に塩素を表し、 R20が
12員の環を形成する化合物である。
。さらに、それらのメタロセンジハライドの形のメタロセン化合物が好ましい。
環式炭化水素アニオンとハロゲン化チタン、ハロゲン化ジルコニウム、ハロゲン
化ハフニウム、ハロゲン化バナジウム、ハロゲン化ニオブ、またはハロゲン化タ
ンタルとの反応が好ましい。
ルイス酸カチオンを有するイオン化合物およびブレンステッド酸をカチオンとし
て有するイオン化合物からなる群より選択される錯体化合物である。
、各々アルキル基に1から10個の炭素原子を有し、アリール基に6から20個
の炭素原子を有している)、またはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、特にハロアリ
ール、好ましくはペンタフルオロフェニルを表す化合物である。
(但し、各々アリール基に6から20個の炭素原子を有し、アルキル基に1から
28個の炭素原子を有している。)、C1〜C10シクロアルキル(C1〜C10アル
キルにより置換されてされていてもよい)またはハロゲン、C1〜C28アルコキ シ、C6〜C15アリールオキシ、シリルまたはメルカプチルを表し、 aが、1から6の整数を表し、 zが0から5の整数を表し dがaとzの差に対応し、但しdが1より大きいかまたは1に等しい化合物で
ある。
ソニウムカチオンおよびスルホニウムカチオンである。好ましい例はトリフェニ
ルメチルカチオン、銀カチオンおよび1,1'−ジメチルフェロセニルカチオンで
ある。これらは配位していない対イオンを有していることが好ましく、特にホウ
素化合物が好ましい。WO91/09882に記載にもある通り、テトラキス(
ペンタフルオロフェニル)ボラートが好ましい。
で置換されたアリールボラン化合物である。
いない対イオンがWO91/09882に記載されており、好ましいカチオンは
N,N−ジメチルアニリニウムである。
て0.1から10当量であることが好ましい。
意された前処理した担体材料の懸濁液と反応させる。メタロセン錯体およびメタ
ロセニウムイオンを形成する化合物を、この懸濁液に添加することが好ましい。
無機担体材料に対して、メタロセン錯体が0.01から10質量%の量であるこ
とが特に好ましい。この反応の条件は、温度が20から100℃であり、反応時
間が0.1から20時間であることが特に好ましいと証明されているが、重要で
はない。
とにより単離する。
子であり、さらに金属原子の配位子としてハロゲン原子も有している場合、触媒
はこの方法の工程のあと、一般にまだ充分に活性化されていない形で存在してい
る。
である場合、式IIの金属化合物との反応に続いて、このメタロセン化合物およ
びメタロセニウムイオンを形成する化合物との反応が次の工程として続く。
、 R5が、水素、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリール、アルキルアリールま たはアリールアルキル(各々アルキル基に炭素原子を1から10個有し、アリー
ル基に6から20の炭素原子を有する)を表し、 R6からR7は各々水素、ハロゲン、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリール、
アルキルアリール、アリールアルキル、アリールオキシまたはアルコキシ(各々
アルキル基に1から10個の炭素原子を有し、アリール基に6から20の炭素原
子を有する)を表し、 oは1から3の整数を表し、 pおよびqは各々0から2の整数を表し合計o+p+qがM2の原子価に相当 する化合物である。 好ましい化合物は、 M2が、リチウム、マグネシウムまたはアルミニウムを表し、 R5からR7が、各々C1〜C10アルキルを表す化合物である。 特に好ましい式IIの金属化合物はn−ブチルリチウム、n−ブチル−n−オク
チルマグネシウム、n−ブチル−n−ヘプチルマグネシウム、および特にアルキ
ルアルミニウム、例えばトリ−n−ヘキシルアルミニウムである。
ば、重合反応器に担持触媒組成物を計量導入する前でも後でもよい。活性化は、
反応器内で行われることが好ましい。
、例えば活性化が行われた時期に依存する。
エンの重合体の合成が可能である。これらは、C2〜C10アルカ−1−エンの単 独重合体または共重合体を意味していると理解されており、使用されるモノマー
が好ましくはエチレン、プロピレン、ブタ−1−エン、ペンタ−1−エンおよび
ヘキサ−1−エンである。
ルケンが一般的に単独または共重合のモノマーとして使用されてもいる。
んな所望のときにでも活性化することができ、長時間保存することができ、発火
性がないために取り扱いやすい。
濃度は表1を参照)を初めに窒素を流入させながら250mlのフラスコに導入
した。これを攪拌しつつ、10gのシリカゲル(ES 70X、Crosfie
ld社製、150℃で7時間減圧下で乾燥させたもの)を加えた。この操作の間 、溶液の温度は40℃を超えることはなかった。その後反応混合物を80℃まで
30分間加熱した。400mg(0.5ミリモル)のジメチルアニリニウムテト
ラキスペンタフルオロフェニルボラートおよび200mg(0.5ミリモル)の
ビス−n−ブチルシクロペンタジエニルジルコニウムジクロリドを攪拌下加えた
。攪拌は80℃で1時間続けられ、それから冷却後、溶媒を減圧下除去した。触
媒を易流動性粉体として得た。
ルミニウム(ヘプタン溶液として)を、注意深く窒素を流入した後70℃の重合
温度まで加熱した攪拌器付き鋼製のオートクレーブに入れた。その後、約50m
gの担持触媒組成物をさらに50mlのイソブタンと共に流入させ、エチレンを
導入し全圧力が38×105Paとした。オートクレーブ中の圧力を、さらにエ チレンを計量導入することにより一定に保った。90分後、重合をオートクレー
ブを開放することによって終了させた。ポリマーを易流動性粒状体の形態で得た
。表1にさらに状態を示した。
。ポリマーの生産性および粘度は、ISO−1628−3に従って測定され、試
験パラメーターとして用いられた。Tibalの量の変化は、粘度とポリマー生
成物の分子量に重大な影響を及ぼさないことを見出した。担体に対するTiba
lの比は、最適な生産性を得るためには、単に合理的な範囲内に保たれればよい
。極めて良好な生産性を持つ触媒が、広い範囲の比において得られた。
、アリール基に6から20個の炭素原子を有する)を表し、 R2からR4が、各々、水素、ハロゲン、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリー
ル、アルキルアリール、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシまたは
ジアルキルアミノ(但し、各々がアルキル基に1〜10個の炭素原子を有し、ア
リール基に6から20個の炭素原子を有する)を表し、 rが、1から4の整数を表し s、t、uが各々0から3の整数をあらわし、合計r+s+t+uが、M1の 原子価に対応する。] で表される金属化合物と、不活性溶媒の存在下で反応させ、得られた懸濁液を次
の工程で、メタロセン錯体、および強い中性のルイス酸カチオン、ルイス酸カチ
オンを有するイオン化合物、ブレンステッド酸をカチオンとして有するイオン化
合物からなる群から選択される配位錯体化合物と反応させ、溶媒が第1の工程の
後で除去されず、得られた前処理した担体材料の単離なしで次の工程を行う、保
持された触媒の製造方法。
、アリール基に6から20個の炭素原子を有する)を表し、 R6からR7が、各々、水素、ハロゲン、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリー
ル、アルキルアリール、アリールアルキル、アリールオキシまたはアルコキシ、
(但し、各々がアルキル基に1〜10個の炭素原子を有し、アリール基に6から
20個の炭素原子を有する)を表し oが、1から3の整数を表し、 pおよびqが整数0から2を表し、合計o+p+qがM2の原子価に対応する。]
で表される金属化合物の反応の後である、請求項1から7いずれか1項に記載の
方法。
Claims (10)
- 【請求項1】第1の工程で、有機または無機担体材料を式I 【化1】 [但し、 M1が、アルカリ金属、アルカリ土類金属または周期表第III主族または第 IV主族の金属を表し、 R1が、水素、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリール、アルキルアリールま たはアリールアルキル(但し、各々がアルキル基に1〜10個の炭素原子を有し
、アリール基に6から20個の炭素原子を有する)を表し、 R2からR4が、各々、水素、ハロゲン、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリー
ル、アルキルアリール、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシまたは
ジアルキルアミノ(但し、各々がアルキル基に1〜10個の炭素原子を有し、ア
リール基に6から20個の炭素原子を有する)を表し、 rが、1から4の整数を表し s、t、uが各々0から3の整数をあらわし且つ合計r+s+t+uが、M1 の原子価に相当する。] で表される金属化合物と、不活性溶媒中の存在下で反応させ、このようにして得
られた懸濁液を、次の工程でメタロセン錯体およびメタロセニウムイオンを形成
する化合物と反応させる担持触媒組成物の製造方法であって、且つ、溶媒を第1
の工程の後で除去せず、次の工程を得られた前処理した担体材料を単離すること
なく行なうことを特徴とする方法。 - 【請求項2】無機の担体材料としてシリカゲルを使用する請求項1に記載の
方法。 - 【請求項3】式IのM1がアルミニウムを表し、R1からR3が各々C1〜C10 アルキルを表し、uが零を表す請求項1から2に記載の方法。
- 【請求項4】メタロセン錯体としてジルコニウム錯体を使用する請求項1か
ら3のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】使用するメタロセン錯体が、メタロセンジハライドの形である
メタロセン化合物である請求項1から4のいずれか1項に記載された方法。 - 【請求項6】中性の強いルイス酸、ルイス酸カチオンを有するイオン化合物
、およびブレンステッド酸をカチオンとして有するイオン化合物からなる群から
選択される配位錯体化合物を、メタロセンイオンを形成する化合物として使用す
る、請求項1から5のいずれか1項に記載された方法。 - 【請求項7】芳香環上で置換されたアリールホウ素化合物を、メタロセニウ
ムイオンを形成する化合物として使用する請求項1から6のいずれか1項に記載
された方法。 - 【請求項8】前処理した担体材料と、メタロセン錯体およびメタロセニウム
イオンを形成している化合物との反応の後に、溶媒が除去される、請求項1から
7のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項9】使用するメタロセン錯体が、メタロセンジハライドの形のメタ
ロセン化合物である場合、このメタロセン化合物およびメタロセニウムイオンを
形成するイオンの反応が、以下の式II 【化2】 [但し、 M2がアルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛または周期表第3主族の金属を 表し、 R5が、水素、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリール、アルキルアリールま たはアリールアルキル(但し、各々がアルキル基に1〜10個の炭素原子を有し
、アリール基に6から20個の炭素原子を有する)を表し、 R6からR7が、各々、水素、ハロゲン、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリー
ル、アルキルアリール、アリールアルキル、アリールオキシまたはアルコキシ、
(但し、各々がアルキル基に1〜10個の炭素原子を有し、アリール基に6から
20個の炭素原子を有する)を表し oが、1から3の整数を表し、 pおよびqが整数0から2を表し、合計o+p+qがM2の原子価に相当する。]
で表される金属化合物の反応の後である、請求項1から8いずれか1項に記載の
方法。 - 【請求項10】式IIの金属化合物として、アルキルアルミニウムを使用す
る、請求項9に記載の方法。
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