JP2002506090A - 重合触媒 - Google Patents
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Abstract
Description
のである。
合物の使用は、従来技術にて充分確立されている。チーグラー・ナッタ触媒(た
とえばチタンハロゲン化物をたとえばトリエチルアルミニウムのような有機金属
化合物で活性化させることにより製造される触媒)はポリオレフィンを製造する
ための多くの産業プロセスにつき基本的である。過去20〜30年にわたり技術
における進歩は、極めて低濃度の残留触媒を含有するオレフィンポリマーおよび
コポリマーを産業的重合プロセスにて直接製造しうるような高活性を有するチー
グラー・ナッタ触媒の開発をもたらした。生成ポリマーに残留する残留触媒の量
は、大抵の産業用途につきその分離および除去を不必要にするような程度に少な
い。この種のプロセスは、モノマーを気相にて或いは溶液にて或いは液体炭化水
素希釈剤における懸濁物として重合させることにより操作することができる。モ
ノマーの重合は気相(「気相法」)にて、たとえば重合条件下で目標とするポリ
オレフィン粉末および所望触媒の粒子からなる床を、気体モノマーからなる流動
化用ガス流により流動化させて行うことができる。いわゆる「溶液法」において
、(共)重合はモノマーを液体炭化水素希釈剤における触媒の溶液もしくは懸濁
液に、生成ポリオレフィンが炭化水素希釈剤における溶液として生ずるような温
度および圧力の条件下で導入することにより行われる。「スラリー法」において
は温度、圧力および希釈剤の選択は、生成ポリマーが液体炭化水素希釈剤におけ
る懸濁物として生成するような条件である。これらプロセスは一般に比較的低圧
力(たとえば10〜50バール)および低温度(たとえば50〜150℃)にて
操作される。
れる。遷移金属系触媒によるエチレンの単独重合はいわゆる「高密度」級のポリ
エチレンの生成をもたらす。これらポリマーは比較的高い剛性を有すると共に、
固有の剛性が必要とされる物品を作成するのに有用である。エチレンと高級1−
オレフィン(たとえばブテン、ヘキセンもしくはオクテン)との共重合は、密度
および他の重要な物理的性質にて異なる広範な種類のコポリマーを生成させるべ
く工業的に用いられる。エチレンを高級1−オレフィンと遷移金属系触媒を用い
て共重合させることにより作成される特に重要なコポリマーは0.91〜0.9
3の範囲の密度を有するコポリマーである。一般に当業界にて「線状低密度ポリ
エチレン」と呼ばれるこれらコポリマーは、多くの点でエチレンの高圧遊離基触
媒重合により製造されるいわゆる「低密度」ポリエチレンに類似する。この種の
ポリマーおよびコポリマーは、可撓性吹込フィルムの製造に広範に使用される。
は、重合したコモノマー単位が重合エチレン単位の「骨格」鎖に沿って分配され
る方式である。慣用のチーグラー・ナッタ触媒は、重合コモノマー単位が連鎖に
沿って互いにクランプするようなコポリマーを生成する傾向を有する。この種の
コポリマーから特に望ましいフィルム特性を得るには、各コポリマー分子におけ
るコモノマー単位が、好ましくはクランプせずに各線状ポリエチレン鎖の長さに
沿って充分離間させる。近年、或る種のメタロセン触媒(たとえばアルモキサン
で活性化されたビスシクロペンタジエニルジルコニウムジクロライド)の使用は
極めて高い活性を有すると共にコモノマー単位の向上した分布を与えうる触媒を
提供している。しかしながら、この種類のメタロセン触媒は多くの欠点、たとえ
ば市販入手しうるモノマー、希釈剤およびプロセスガス流と共に使用する場合の
不純物に対する高い感受性;高活性を得るための多量の高価なアルモキサンを使
用する必要性;並びに触媒を適する支持体に付着させる困難性を有する。
エチレンを選択2,6−ピリジンカルボキシアルデヒドビス(イミン)および2
,6−ジアシルピリジンビス(イミン)の或る種の鉄もしくはコバルト錯体と接
触させることによりエチレンを重合させうることを開示しており、本出願人自身
による同時出願GB9718775.1号は新規な窒素含有遷移金属化合物を含
有する重合触媒を開示しており、これら触媒は式B:
[III]、Mn[I]、Mn[II]、Mn[III]、Mn[IV]、Ru
[II]、Ru[III]もしくはRu[IV]であり;Xは遷移金属Mに共有
もしくはイオン結合した原子もしくは基を示し;Tは遷移金属Mの酸化状態であ
ると共にbは原子もしくは基Xの原子価であり;R1、R2、R3、R4、R5 、R6およびR7は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカル
ビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択され;
R1〜R7の2個もしくはそれ以上がヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘ
テロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルであれば、前記2個もし
くはそれ以上は結合して1個もしくはそれ以上の環式置換基を形成することがで
きる] で示した骨格単位を含む。
特にエチレンを単独で重合させ或いはエチレンを高級1−オレフィンと共重合さ
せるのに適した新規な触媒系を提供することにある。本発明の他の目的は向上し
たオレフィンの重合方法、特にエチレンを単独で重合させ或いはエチレンを高級
1−オレフィンと共重合させて、調節しうる分子量を有するコホモポリマーおよ
びコポリマーを生成させる向上したオレフィンの重合方法を提供することにある
。本出願人は予想外に、式Bの触媒と他の触媒との組み合わせが高活性触媒系を
生成して、得られるポリマーが向上した性能およびプロセス特性を示すようにし
うることを突き止めた。
[III]、Mn[I]、Mn[II]、Mn[III]、Mn[IV]、Ru
[II]、Ru[III]もしくはRu[IV]であり;Xは遷移金属Mに共有
もしくはイオン結合した原子もしくは基を示し;Tは遷移金属Mの酸化状態であ
ると共にbは原子もしくは基Xの原子価であり;R1、R2、R3、R4、R5 、R6およびR7は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカル
ビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択され;
R1〜R7の2個もしくはそれ以上がヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘ
テロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルであれば、前記2個もし
くはそれ以上は結合して1個もしくはそれ以上の環式置換基を形成することがで
きる] の化合物と、 (2)他の触媒と からなる重合触媒を提供する。
ともできる。触媒はたとえば 2,6−ジアセチルピリジンビス(2,6−ジイソプロピルアニル)FeCl2 錯体と 2,6−ジアセチルピリジンビス(2,4,6−トリメチルアニル)FeCl2 錯体との混合物、または 2,6−ジアセチルピリジン(2,6−ジイソプロピルアニル)CoCl2と 2,6−ジアセチルピリジンビス(2,4,6−トリメチルアニル)FeCl2 錯体との混合物で構成することができる。しかしながら、好ましくは他の触媒(
2)は(1)の規定により網羅されない。
ロム)触媒またはメタロセン触媒とすることができる。他の触媒(2)はモノシ
クロペンタジエニル拘束配置型触媒および二座α−ジイミンレート遷移金属触媒
を包含する。メタロセンは典型的には一般式: (C5Rn)yZx(C5Rm)ML(4−y−1) [式中、(C5Rx)nおよび(C5Rm)はシクロペンタジエニルリガンドで
あり、 Rは水素、アルキル、アリール、アルケニルなどであり、 Mは第IVA族金属であり、 Zは架橋基であり、 Lは陰イオン性リガンドであり、 yは0、1もしくは2であり、nおよびmは1〜5であり、xは0もしくは1で
ある] により示すことができる。
うなものである。この種の錯体の典型例はビス(シクロペンタジエニル)ジルコ
ニウムジクロライドおよびビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル
である。この種のメタロセン錯体において、シクロペンタジエニルリガンドは好
適にはメチル、n−ブチルもしくはビニルのようなアルキル基により置換するこ
とができる。代案として、R基は互いに結合して環置換基、たとえばインデニル
もしくはフルオレニルを形成することもできる。シクロペンタジエニルリガンド
は同一でも異なってもよい。この種の錯体の典型例はビス(n−ブチルシクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムジクロライドまたはビス(メチルシクロペンタジエ
ニル)ジルコニウムジクロライドである。
5A号、EP 420436A号、EP 41844A号およびEP 4918
42A号(その開示を参考のためここに引用する)に見ることができる。この種
のモノシクロペンタジエニル錯体の典型例は(t−ブチルアミド)(テトラメチ
ルシクロペンタジエニル)ジメチルシランチタニウムジメチルである。
分で置換されるものである。この種の錯体において、遷移金属は+2もしくは+
4酸化状態とすることができ、この種類の錯体の典型例はエチレンビスインデニ
ルジルコニウム(II)1,4−ジフェニルブタジエンである。この種の錯体の
例はEP 775148A号(その開示を参考のためここに引用する)に見るこ
とができる。
使用されている。この種の錯体は、(t−ブチルアミド)(テトラメチルシクロ
ペンタジエニル)ジメチルシランチタニウム(II)ペンタ−1,3−ジエンに
より例示することができる。この種の錯体はEP 705269A号(その開示
を参考のためここに引用する)に記載されている。
リガンド(たとえばO、NRもしくはSリガンド)を有する錯体である。この種
の錯体はたとえばEP 735057A号に開示されており、インデニルジルコ
ニウムトリス(ジエチルカルバメート)により例示することができる。
たは支持触媒で構成される。触媒は(3)オレフィン重合用触媒を活性化しうる
ルイス酸を含む活性化量の活性化剤化合物、好ましくは有機アルミニウム化合物
もしくはヒドロカルビル硼素化合物をもさらに混入することが好ましい。
ヒドロカルビル硼素化合物から選択される。適する有機アルミニウム化合物はト
リアルキルアルミニウム化合物、たとえばトリメチルアルミニウム、トリエチル
アルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム、エ
チルアルミニウムジクロライド、ジエチルアルミニウムクロライドおよびアルモ
キサンを包含する。アルモキサンは、典型的には水をアルキルアルミニウム化合
物(たとえばトリメチルアルミニウム)に調節添加して作成しうるオリゴマー化
合物として当業界で周知されている。この種の化合物は線状、環式またはその混
合物とすることができる。市販入手しうるアルモキサンは一般に線状化合物と環
式化合物との混合物であると思われる。環式アルモキサンは式[R16AlO] s により示すことができ、さらに線状アルモキサンは式R17(R16AlO) s [ここでsは約2〜50の数であり、R16、R17およびR18はヒドロカ
ルビル基、好ましくはC1〜C6アルキル基、たとえばメチル、エチルもしくは
ブチル基を示す]により示すことができる。
ート、 H+(OEt2)[(ビス−3,5−トリフルオロメチル)フェニル]ボレート
、 トリチルテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、および トリス(ペンタフルオロフェニル)硼素である。
ル硼素化合物から選択される活性化用化合物の使用量は簡単な試験により、たと
えば少量のモノマーを重合させると共に生成触媒の活性を測定するため使用しう
る小試験試料の作成により容易に決定される。一般に、使用量は式Aの化合物に
おけるFe、Co、MnもしくはRu金属原子1個当たり1〜20,000個の
原子、好ましくは1〜2000個の原子を与えるのに充分な量であることが判明
した。
、たとえばマグネシウムハライド支持チーグラー・ナッタ触媒、フィリップス型
(酸化クロム)支持触媒または支持メタロセン触媒である。支持触媒の形成は、
たとえば本発明の遷移金属化合物を適する不活性希釈剤(たとえば揮発性炭化水
素)中でアルモキサンにより処理し、この生成物で微粒子支持材料をスラリー化
させ、揮発性希釈剤を蒸発させることにより達成しうる。支持材料の使用量は、
たとえば遷移金属化合物に存在する金属1g当たり100,000〜1gの範囲
で広く変化することができる。特に好適な支持体はチーグラー・ナッタ触媒であ
る。
[III]、Mn[I]、Mn[II]、Mn[III]、Mn[IV]、Ru
[II]、Ru[III]もしくはRu[IV]であり;Xは遷移金属Mに共有
もしくはイオン結合した原子もしくは基を示し;Tは遷移金属Mの酸化状態であ
ると共にbは原子もしくは基Xの原子価であり;R1〜R4、R6およびR19 〜R28は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘ
テロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択され;R1〜R 4 、R6およびR19〜R28の2個もしくはそれ以上がヒドロカルビル、置換
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルであ
れば、前記2個もしくはそれ以上は結合して1個もしくはそれ以上の環式置換基
を形成することができ、ただしR19、R20、R21およびR22の少なくと
も1つは環系PおよびQがいずれもポリ芳香族融合環系の部分を形成しなければ
ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテ
ロヒドロカルビルである] で示した骨格単位を含む。本発明のこの特定面において、環系PおよびQのいず
れもポリ芳香族環系の部分を形成しない場合は、R19およびR20の少なくと
も一方およびR21およびR22の少なくとも一方をヒドロカルビル、置換ヒド
ロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択
するのが好適であり、特に好ましくはR19、R20、R21およびR22のそ
れぞれをヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは
置換ヘテロヒドロカルビルから選択する。
[III]、Mn[I]、Mn[II]、Mn[III]、Mn[IV]、Ru
[II]、Ru[III]もしくはRu[IV]であり;Xは遷移金属Mに共有
もしくはイオン結合した原子もしくは基を示し;Tは遷移金属Mの酸化状態であ
ると共にbは原子もしくは基Xの原子価であり;R1〜R4、R6およびR19 〜R28は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘ
テロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択され;R1〜R 4 、R6およびR19〜R28の2個もしくはそれ以上がヒドロカルビル、置換
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルであ
れば、前記2個もしくはそれ以上は結合して1個もしくはそれ以上の環式置換基
を形成することができ、ただしR19、R20、R21およびR22の少なくと
も1つは環系PおよびQがいずれもポリ芳香族融合環系の部分を形成しなければ
ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテ
ロヒドロカルビルである] で示した骨格単位を含む。
い、本発明の式BおよびZに示した化合物におけるR1〜R4、R6およびR1 9 〜R28は好ましくは独立して水素およびC1〜C8ヒドロカルビル、たとえ
ばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ヘキシルおよびn−オクチ
ルから選択される。式Bにおいて、R5およびR7は好ましくは独立して置換も
しくは未置換の非環式、複素環式もしくは芳香族基、たとえばフェニル、1−ナ
フチル、2−ナフチル、2−メチルフェニル、2−エチルフェニル、2,6−ジ
イソプロピルフェニル、2,3−ジイソプロピルフェニル、2,4−ジイソプロ
ピルフェニル、2,6−ジ−n−ブチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、
2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2−t−ブチルフェニ
ル、2,6−ジフェニルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−
トリフルオロメチルフェニル、4−ブロモ−2,6−ジメチルフェニル、3,5
−ジクロル−2,6−ジエチルフェニルおよび2,6−ビス(2,6−ジメチル
フェニル)フェニル、シクロヘキシルおよびピリジニルから選択される。
ェニルもしくは融合環ポリ芳香族、たとえば1−ナフチル、2−ナフチル、1−
フェナンスレニルおよび8−キノリニルである。
[III]、Mn[I]、Mn[II]、Mn[III]、Mn[IV]、Ru
[II]、Ru[III]もしくはRu[IV]であり;Xは遷移金属Mに共有
もしくはイオン結合した原子もしくは基を示し;Tは遷移金属Mの酸化状態であ
ると共にbは原子もしくは基Xの原子価であり;R1〜R4、R6およびR29 〜R32は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘ
テロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択され;R1〜R 4 、R6およびR29〜R32の2個もしくはそれ以上がヒドロカルビル、置換
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルであ
れば、前記2個もしくはそれ以上は結合して1個もしくはそれ以上の環式置換基
を形成することができる] に示した骨格単位を含む。
の式Zもしくは式Tの化合物において、Mは好ましくはFe[II]、Mn[I
I]もしくはCo[II]である。
ばクロライド、ブロマイド;イオダイド);ハイドライド;ヒドロカルビルオキ
シド(たとえばメトキシド、エトキシド、イソプロボキシド、フェノキシド);
カルボキシレート(たとえばホルメート、アセテート、ベンゾエート);ヒドロ
カルビル(たとえばメチル、エチル、プロピル、ブチル、オクチル、デシル、フ
ェニル、ベンジル);置換ヒドロカルビル;ヘテロヒドロカルビル;トシレート
;およびトリフレートである。好ましくはXはハライド、ハイドライドおよびヒ
ドロカルビルから選択される。クロライドが特に好適である。
もしくは式Tの化合物、(2)他の触媒((1)の規定には好ましくは網羅され
ない)、および好ましくはさらに(3)オレフィン重合用触媒を活性化しうるル
イス酸からなる活性化量の活性化剤化合物(好ましくは有機アルミニウム化合物
もしくはヒドロカルビル硼素化合物)を含む重合触媒からなっている。触媒(2
)がチーグラー・ナッタ触媒である場合は、成分(1)および(3)を(2)へ
の添加に先立ち予備混合することが好ましい。
有する。鉄およびコバルト化合物が好適である。活性化剤化合物に関し好適なも
のは、本発明の触媒に関し上記したものと同じである。中性ルイス塩基はチーグ
ラー・ナッタ触媒重合技術の分野にて周知されている。本発明に好適に使用され
る種類の中性ルイス塩基の例は不飽和炭化水素(たとえばアルケンもしくはアル
キン)、第一、第二および第三アミン、アミド、ホスホルアミド、ホスフィン、
ホスファイト、エーテル、チオエーテル、ニトリル、カルボニル化合物(たとえ
ばエステル、ケトン、アルデヒド、一酸化炭素および二酸化炭素)、スルホキシ
ド、スルホンおよびボロキシンである。1−オレフィンも中性ルイス塩基として
作用しうるが、本発明の目的にはモノマーもしくはコモノマーの1−オレフィン
と見なされ、中性ルイス塩基自身とは見なされない。しかしながら、内部オレフ
ィン(たとえば2−ブテン)であるアルケン類およびシクロヘキセンは本発明に
て中性ルイス塩基と見なされる。好適ルイス塩基は第三アミンおよび芳香族エス
テル、たとえばジメチルアニリン、ジエチルアニリン、トリブチルアミン、エチ
ルベンゾエートおよびベンジルベンゾエートである。本発明のこの特定面におい
て、触媒系の成分(1)、(2)、(3)および(4)は同時に或いは任意所望
の順序で合することができる。しかしながら、成分(3)および(4)が互いに
強力に相互作用してたとえば安定な化合物を一緒に形成する化合物であれば、成
分(1)、(2)および(3)或いは成分(1)、(2)および(4)のいずれ
かを最終の規定成分を導入する前に初期工程にて合することが好ましい。好まし
くは成分(3)を導入する前に成分(1)、(2)および(4)を互いに接触さ
せる。この触媒系の作成に用いられる成分(1)、(2)および(3)の量は、
好適には本発明の触媒に関し上記したと同様である。中性ルイス塩基(成分(4
))の量は好ましくは100:1〜1:1000の範囲、特に好ましくは1:1
〜1:20の範囲の成分(1)+(2):成分(4)の比を与えるような量であ
る。触媒系の成分(1)、(2)および(4)はたとえば単味材料として或いは
適する希釈剤もしくは溶剤(たとえば液体炭化水素)における材料の懸濁物もし
くは溶液として或いは各成分の少なくとも1種が揮発性であれば、この成分の蒸
気を用いて、互いに合することができる。各成分は任意所望の温度で合すること
ができる。室温における各成分の混合にて一般に充分である。たとえば120℃
までの高温度への加熱を所望に応じ行って、たとえば一層良好な各成分の混合を
達成することができる。各成分(1)、(2)および(4)の合体を不活性雰囲
気(たとえば乾燥窒素)にて或いは減圧下に行うのが好適である。支持材料(下
記参照)における触媒を使用することが望ましければ、これはたとえば成分(1
)、(2)、(3)および(4)からなる触媒系を予備形成させると共に支持材
料に好ましくはその溶液を含浸させることにより、或いは支持材料に1種もしく
はそれ以上の成分を同時に或いは順次に導入して達成することができる。所望な
らば、支持材料自身は中性ルイス塩基の性質を有することができ、成分(4)と
して或いはその代わりに用いることができる。中性ルイス塩基特性を有する支持
材料の例はポリ(アミノスチレン)もしくはスチレンとアミノスチレン(すなわ
ちビニルアニリン)とのコポリマーである。代案の好適具体例においては、成分
(2)と(3)とを成分(1)の添加前に互いに混合する。これは、触媒(2)
自身が支持体である場合に特に好適であり、従って触媒(1)および活性化剤(
3)を別々に支持体に添加する。他の代案においては、触媒(2)と活性化剤(
3)とを別々に触媒(1)に添加する。
方法はモノマーオレフィンを重合条件下で(1)式B、TもしくはZに基づく化
合物、および(2)他の触媒からなる重合触媒と接触させることを特徴とする。
他の触媒(2)は好ましくは上記規定(1)により網羅されない。好適方法にお
いて、触媒はさらにオレフィン重合用触媒を活性化しうるルイス酸からなる活性
化量の活性化剤化合物、好ましくは有機アルミニウム化合物もしくはヒドロカル
ビル硼素化合物をも含む。本発明の方法は、得られたポリマーをフィルムまで吹
込む追加工程をも含みうる。
接触させることができ、或いはこれらを別々に反応器に添加することもできる。
有用である。系における唯一の触媒が本発明に規定された触媒(1)であるGB
9718775.1A号に開示された触媒の1つの欠点は、これらが反応容器に
おける所定レベルのコモノマーにつき比較的低レベルのコモノマー混入のみを有
するコポリマーを生成する点である。本出願人は、本発明の触媒系が同レベルの
コモノマー反応体につき顕著に高レベルのコモノマー混入を有するコポリマーを
生成しうることを突き止めた。従って、エチレンと他の1−オレフィン(特に6
個もしくはそれ以上の炭素原子を有する1−オレフィン)との好適共重合法にお
いて、得られるコポリマーにおける炭素1000個当たりの短鎖分枝の程度(S
CB)は0より大かつ18.18R−0.16(ここでRは他の1−オレフィン
の分圧とエチレンの分圧との比である)に等しく或いはそれより大である。好ま
しくはSCBは18.18R−0.05、より好ましくは18.18R−0.0
4より大もしくはそれに等しい。他面において本発明は2.0、好ましくは3.
0もしくはそれ以上のSCBを有すると共に鉄濃度がコポリマー1,000,0
00部当たり0.01〜1000重量部、好ましくは0.01〜10重量ppm
、たとえば0.11〜0.03重量ppmである窒素含有鉄錯体の残を含むエチ
レンと他の1−オレフィンとのコポリマーを提供する。
せしめることができる。すなわち他面において本発明は、前記他の1−オレフィ
ンの単位が位置するエチレンと他の1−オレフィンとのコポリマーにおける分子
量分布の部分を選択する方法をも提供し、この方法はモノマーオレフィンを重合
条件下に(1)式B、TもしくはZに基づく化合物、および(2)上記規定(1
)により網羅されない他の触媒からなる重合触媒と接触させることを特徴とする
。好ましくは1−オレフィンは6個もしくはそれ以上の炭素原子を有する。好適
方法において、他の1−オレフィンの単位が位置するコポリマーの分子量分布の
部分は最高分子量を有するコポリマーの50重量%内に存在する。他面において
本発明は、イオン濃度がコポリマーの1,000,000部当たり0.1〜10
重量部である窒素含有鉄錯体の残渣を含むと共に短鎖分枝の少なくとも50%、
好ましくは少なくとも60%、より好ましくは少なくとも70%が最高分子量を
有するコポリマーの50重量%内に位置するエチレンと他の1−オレフィン(特
に6個もしくはそれ以上の炭素原子を有する1−オレフィン)とのコポリマーを
も提供する。一般に、短鎖分枝の少なくとも80%が最高分子量を有するコポリ
マーの80重量%内に位置することが好ましい。
質の調節を可能にする。しかしながら、これは一般に減少したモジュラス(剛性
)を有するポリマーをもたらす。静水圧荷重を支持する能力が重要であるパイプ
および成形製品につき並びにフィルム製造もしくは取り扱いに際し生じうる垂れ
下がりおよび整列誤差の程度を減少させるフィルム用途にて、高モジュラス(ま
たは剛性)が必要である。不均質触媒がチーグラー・ナッタ触媒である本発明に
よる触媒系の使用は、従来可能であったよりも高い所定コモノマー含有量のモジ
ュラスを有するコポリマー、並びにたとえば上記したような物理的性質の良好な
ブレンドを製造することができる。
B)が2.0〜10であると共にMPa(M)におけるモジュラスとSCB(B
)との関係が式M=k−62.5B(ここでkは820もしくはそれより大であ
る)により規定されるエチレンと他の1−オレフィンとのコポリマーをも提供す
る。
フィルムにて望ましい高SCBと高モジュラスとの特定組み合わせは従来得られ
ていなかった。SCBの好適範囲は2〜8であるが、より好ましくはSCBは2
.5より大、特に好ましくは3.0より大である。モジュラスとSCBとの間の
関係は好ましくはkが830もしくはそれより大、より好ましくは840もしく
はそれより大、特に850もしくはそれより大となるようなものである。好適関
係は式M=k−65.5B(ここでkは850もしくはそれ以上である)、より
好ましくは式M=k−67.5B(ここでkは870もしくはそれ以上である)
、特に好ましくは式M=k−70.5B(ここでkは900もしくはそれ以上で
ある)により規定される。他の好適関係は式M=k−60B(ここでkは815
もしくはそれ以上である)、より好ましくは式M=k−57.5B(ここでkは
810もしくはそれ以上である)、特に好ましくは式M=k−55B(ここでk
は805もしくはそれ以上である)により規定される。図1にはSCBに対する
モジュラスのプロットが示され、これは本発明により達成しうるが公知コポリマ
ーでは達成されない領域を示す。各点を本発明によるコポリマーだけでなく公知
コポリマーについてもグラフに示す。本発明により網羅される領域は、対角線上
またはその上方に位置し、さらにSCB/1000C=2.0と10との間に存
在する。
−1およびオクテンのような4〜8個の炭素原子を有するオレフィンである。
い。しかしながら、この種の物質の高粘度は、たとえばフィルム吹込みでの処理
に際し諸問題(たとえば配合および処理の際の高ストレスおよびエネルギー消費
、ポリマーの劣化、不均衡な機械方向および横方向の引裂強度、並びに貧弱なダ
ウンゲージ性能)を発生しうる。これは強靱な薄い(10〜15μm)フィルム
を製造するのを困難もしくは不可能にしうる。従って、フィルム用途に適する生
成物が高剪断(押し出し)粘度を低下させると共に他の所望の特徴を維持する分
子量分布を有するよう確保する必要がある。この本発明の面におけるコポリマー
は、他の市販入手しうる処理可能な強靱フィルム品質と匹敵しうるレオロジーを
有する(図2)。図2にグラフで示した粘度−剪断速度の依存性は、ゼロ剪断粘
度を計算すべく曲線を外挿するカロー方程式によりモデル化することができる。
すなわち、例32.5のコポリマーは式η=(4.455x106)[1+1.
776χ0.1286](−0.070/0.1286)[ここでηは180℃
における粘度であり、χは剪断速度である]により規定されるレオロジーを有す
る。例32.5のコポリマーのゼロ剪断粘度は従って他の2種の市販級の中間で
ある。この本発明の面によるコポリマーは、0.1x106Psと12x106 Psとの間のゼロ剪断粘度を有するのが好ましい。
法は直径0.1〜18mmとすることができる。直径0.2〜30mmを有する
ペレットも作成することができる。
気相とすることができる。所望ならば、触媒はオレフィンを高圧力/高温度のプ
ロセス条件下で重合させるべく使用することができ、ここでポリマー材料は超臨
界エチレンにおける溶融物として生成する。好ましくは、重合は気相流動床条件
下で行われる。本発明の重合法にて使用するのに適するモノマーはたとえばエチ
レン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル
、アクリル酸ブチル、アクリロニトリル、酢酸ビニルおよびスチレンである。単
独重合法に好適なモノマーはエチレンおよびプロピレンである。
のに特に有用である。これらプロセスにおいて重合条件はバッチ式、連続式また
は半連続式とすることができる。スラリー相プロセスおよび気相プロセスにおい
ては、一般に触媒を重合帯域に微粒子固体の形態で供給する。触媒(1)(およ
び(2)も式Bによる化合物である場合は触媒(2))の場合、この固体は窒素
含有錯体と活性化剤とから形成される未希釈の固体触媒系とすることができ、或
いは固体錯体の単独とすることもできる。後者の場合、活性化剤は重合帯域にた
とえば溶液として固体錯体とは別途に或いは一緒に供給することができる。好ま
しくは、スラリー重合および気相重合で用いられる触媒系または触媒系の遷移金
属錯体成分は支持材料に支持される。特に好ましくは、触媒系は重合帯域中へ導
入する前に支持材料に支持される。適する支持材料はたとえばシリカ、アルミナ
、ジルコニア、タルク、珪藻土またはマグネシアである。支持材料の含浸は慣用
技術により、たとえば適する希釈剤もしくは溶剤における触媒成分の溶液もしく
は懸濁物を形成させると共に支持材料をこれらでスラリー化させて行うことがで
きる。触媒で含浸された支持材料を次いでたとえば濾過もしくは蒸発技術により
希釈剤から分離することができる。
域に乾燥粉末として或いは重合希釈剤におけるスラリーとして供給する。好まし
くは、これら粒子を重合帯域に重合希釈剤における懸濁物として供給する。重合
帯域はたとえばオートクレーブまたは同様な反応容器または連続ループ反応器、
たとえばフィリップス法によるポリエチレンの製造にて周知された種類とするこ
とができる。本発明の重合法をスラリー条件下で行う場合、重合は好ましくは0
℃より高い、特に好ましくは15℃より高い温度にて行われる。重合温度は好ま
しくは、ポリマーが重合希釈剤の存在下で軟化もしくは焼結し始める温度より低
く維持される。温度を後者の温度よりも高く上昇させれば、反応器の汚染が生じ
うる。これら規定温度範囲内における重合の調整は、生成ポリマーの平均分子量
を抑制する有用な手段を与えうる。分子量を調節する他の有用な手段は、重合を
連鎖移動剤として作用する水素ガスの存在下に行うことである。一般に、用いる
水素の濃度が高いほど、生成ポリマーの平均分子量は低くなる。
使用は一般に本発明の重合法にも適用される。たとえば水素を用いて気相、スラ
リー相もしくは溶液相の重合条件により作成されたポリマーもしくはコポリマー
の平均分子量を減少させることができる。所望の平均分子量を与えるべく用いら
れる水素ガスの量は簡単な「試行錯誤」重合試験により決定することができる。
に高い生産性(触媒系にて用いる遷移金属錯体を含有する窒素の単位重量当たり
に生産されるポリマーもしくはコポリマーの量に基づく)を与える。このことは
、極めて少量の触媒しか本発明の方法により産業プロセスで消費されないことを
意味する。さらに、これは本発明の重合法を、触媒分離工程を用いず、従って触
媒またはその残渣をポリマー中に残さない(たとえば大抵の産業的スラリーおよ
び気相重合法にて生ずる)ポリマー回収条件下で操作する場合、生成ポリマーに
おける触媒の量が極めて少となりうることをも意味する。本発明の触媒で行った
実験が示すところでは、たとえばスラリー重合条件下でのエチレンの重合は遷移
金属の濃度がたとえば1ppmもしくはそれ以下(「ppm」はポリマーの1,
000,000重量部当たりの遷移金属の重量部として規定される)となるよう
生成ポリエチレンにより希釈された触媒を含有する微粒子ポリエチレン生成物を
与えうる。すなわち本発明の方法により重合反応器内で製造されるポリエチレン
はその遷移金属含有量がたとえば1〜0.0001ppm、好ましくは1〜0.
001ppmの範囲となるような程度まで、ポリエチレンで希釈された触媒を含
有しうる。たとえばスラリー重合にて本発明による窒素含有Fe錯体からなる触
媒を用いれば、Fe濃度がたとえばポリエチレン1,000,000重量部当た
り1.03〜0.11重量部のFeとなるポリエチレン粉末を得ることができる
。
触媒の床、すなわち触媒を含有する標的ポリマー(すなわち重合法にて作成する
ことが望ましいものと同じもしくは同様な物理的性質を有するポリマー)の床を
撹拌し(たとえば撹拌、振動または流動化による)、次いでこれにモノマーの流
れを少なくとも部分的に気相にて、モノマーの少なくとも1部が床内の触媒と接
触して重合するような条件下で供給することを含む。床は一般に冷ガス(たとえ
ば循環気体モノマー)および/または揮発性液体(たとえば液体を生成すべく凝
縮されている揮発性不活性炭化水素もしくは気体モノマー)の添加により冷却さ
れる。気相プロセスにて形成されると共にそこから単離されたポリマーは重合帯
域にて直接に固体を形成し、全くまたは実質的に液体を含まない。当業者には周
知されているように、任意の液体を気相重合法の重合帯域に流入させる場合、液
体の量は重合帯域の存在するポリマーの量と比べ少である。これは、ポリマーを
溶剤に溶解させて生成させる「溶液相」プロセス、およびポリマーが液体希釈剤
における懸濁物として生成する「スラリー相」プロセスとは相違する。
作することができる。モノマーを重合触媒を含有する撹拌重合帯域に連続循環さ
せるような条件下で操作することが好ましく、補充モノマーを重合モノマーを補
充すべく供給し、さらに生成ポリマーを重合帯域からポリマーの生成速度に匹敵
する速度で連続的または間歇的に抜き取り、新鮮触媒を重合帯域に添加して重合
帯域から抜き取られた触媒を生成ポリマーで置換する。
動床重合条件である。
法は当業界で周知されている。このプロセスは、たとえば有孔分配プレートが装
着された垂直円筒反応器で操作して、床を支持すると共に流入する流動化用ガス
流を床に分配させることができる。床中に循環する流動化ガスは、重合熱を床か
ら除去すると共に重合用モノマーを床に供給するよう作用する。かくして流動化
ガスは一般に、或る程度の不活性ガス(たとえば窒素)と通常一緒に含みかつ必
要に応じ分子量改変剤としての水素と一緒に含むモノマーで構成される。床の頂
部から流出する流動化ガスを必要に応じ速度減少帯域(これは、より幅広な直径
を有する反応器の円筒状部分としうる)を介して導入し、所望ならばサイクロン
および/またはフィルタを用いて微細固体粒子をガス流から除去する。次いで熱
ガスを熱交換器に導びいて重合熱の少なくとも1部を除去する。触媒は好ましく
は連続的または定期間隔で床に供給される。プロセスの開始時点で床は流動化性
ポリマーを含み、このポリマーは好ましくは標的ポリマーと同様である。ポリマ
ーはモノマーの重合により床内で連続生成される。好ましくは、ポリマーを床か
ら連続的に或いは定期間隔で放出させて流動床を所望高さに維持する手段を設け
る。このプロセスは一般に比較的低圧力(たとえば10〜50バール)およびた
とえば50〜120℃の温度にて操作される。床の温度を流動化ポリマーの焼結
温度より低く維持して凝集の問題を回避する。
発生した熱を一般に上記した流動化ガス流により重合帯域(すなわち流動床)か
ら除去する。床の頂部から流出する熱反応器ガスを1つもしくはそれ以上の熱交
換器に導き、ここでガスを冷却する。補充ガスと一緒に冷却反応器ガスを次いで
床の底部まで循環させる。本発明の気相流動床重合法においては揮発性液体を、
液体が床内で蒸発することにより「蒸発の潜熱」作用により床から重合熱をさら
に吸収するような条件下で、床に供給することにより、床をさらに冷却する(こ
れによりプロセスの空時収率を向上させる)ことが望ましい。床からの熱循環ガ
スが熱交換器に流入する際、揮発性液体は凝縮しうる。本発明の1具体例におい
ては、揮発性液体を循環ガスから分離すると共に別途に床中へ再導入する。たと
えば、揮発性液体を分離すると共に床に噴霧することができる。本発明の他の具
体例においては、揮発性液体を循環ガスと一緒に床へ循環させる。すなわち、揮
発性液体は反応器から流出する流動化ガス流から凝縮しうると共に循環ガスと一
緒に反応器へ循環させることができ、或いは循環ガスから分離して床中へ噴霧す
ることもできる。
法は、EP−A−0089691号およびEP−A−0241947号に記載さ
れている。凝縮液を、本出願人の米国特許第5541270号(その教示を参考
のため、本明細書に引用する)に記載されたプロセスにより、循環ガスとは別途
に床に再導入することが好ましい。
べく用いられる成分の1種もしくはそれ以上をたとえば液状で不活性液体希釈剤
における溶液として重合反応帯域に導入することができる。たとえば遷移金属成
分、すなわち活性化剤成分またはこれら成分の両者を液体希釈剤に溶解もしくは
スラリー化させて重合帯域に供給することができる。これら状況下に、各成分を
含有する液体を微細液滴として重合帯域中へ噴霧することが好ましい。液滴直径
は好ましくは1〜1000μmの範囲である。EP−A−0593083号(そ
の教示を参考のため本明細書に引用する)は、重合触媒を気相重合に導入する方
法を開示している。EP−A−0593083号に開示された方法を好適には所
望に応じ本発明の重合法に用いることができる。
g;3.31ミリモル)の溶液に、2,4,6−トリメチルアニリン(1.23
g;2.5当量)を添加した。2滴の酢酸(氷酢酸)を添加した後、溶液を1晩
還流させた。室温まで冷却した後、生成物をエタノールから結晶化させた。生成
物を濾過し、冷エタノールで洗浄し、減圧オーブン(50℃)内で1晩乾燥させ
た。収率は理論値の60%であった。1 H NMR(CDCl3):8.50、7.95、6.94(m、7H、Ar
H、pyrH)、2.33(s、6H、N=CCH3)、2.28(s、6H、
CCH3)、2.05(s、12H、CCH3)。 質量スペクトル:m/z397[M]+。
20ml)に溶解させた。n−ブタノールにおける2,6−ジアセチルピリジン
ビス(2,4,6−トリメチルアニリン(0.5g:1.18ミリモル)の懸濁
物を80℃にて滴下した。反応混合物は青色に変化した。80℃にて15分間に
わたり撹拌した後、反応物を室温まで冷却させた。反応容積を数mlまで減少さ
せ、ジエチルエーテルを添加して生成物を青色粉末として沈殿させ、次いでこれ
を10mlのジエチルエーテルで3回洗浄した。収率は理論値の64%であった
。 質量スペクトル:m/z523[M]+、488[M−Cl]+、453[M−
Cl2]+。
媒系を用いた重合を示す。
いるシリカ(1.38gES70、クロスフィールド社により供給)をシュレン
クチューブに入れ、トルエン(10ml)を添加した。
−トリメチルアニル)FeCl2(0.041g)の溶液に、メチルアルミノキ
サン(13.2ml、トルエン中1.78M、ウィトコ社により供給)を添加し
た。この混合物を40℃で30分間加熱して、できるだけ多量の鉄錯体を溶解さ
せた。次いで溶液をシリカ/トルエンに移した。シリカ/MAO/トルエン混合
物を定期的に撹拌しながら40℃に3分間維持した後、トルエンを減圧下に40
℃にて除去することにより自由流動性粉末を得た。固体の分析は16.9%w/
wのAlおよび0.144%w/wのFeを与えた。
ロダクツ社により供給):エチレングレード3.5(エア・プロダクツ社により
供給):ナトリウム/窒素で蒸留したヘキセン(アルドリッチ社により供給):
乾燥ペンタン(アルドリッチ社により供給):メチルアルミニウム(ヘキサン中
2M、アルドリッチ社により供給):およびトリイソブチルアルミニウム(ヘキ
サン中1M、アルドリッチ社により供給)。
て焼成した後、粉末塩化ナトリウム(300g、減圧下に予備乾燥、160℃、
>4時間)を添加した。塩化ナトリウムを気相重合用の流動化可能、撹拌可能な
始動充填粉末として使用した。トリメチルアルミニウム(3ml、ヘキサン中2
M)を反応器に添加し、窒素内に締め込んた。アルキルアルミニウムを反応器に
おける毒物につき1/2〜1時間にわたり掃去した後、4x4バールの窒素パー
ジにより排気した。重合につき用いる気相組成物を反応器中へ導入すると共に7
7℃まで予熱した後、触媒組成物を注入した。触媒(0.18〜0.22g)を
窒素下で注入し、次いで温度を80℃に調整した。重合の際のヘキセンおよび/
または水素とエチレンとの比を、質量スペクトロメータにより気相組成を監視す
ると共に所望に応じバランスを調整して一定に保った。重合試験を1〜2時間に
わたり持続させた後、反応体を窒素で反応器からパージすると共に温度を<30
℃まで低下させることにより停止させた。生成ポリマーを水洗して塩化ナトリウ
ムを除去し、次いで酸性化メタノール(50ml HCl/2.5リットルメタ
ノール)および最終的に水/エタノール(4:1v/v)で洗浄した。ポリマー
を減圧下に40℃にて16時間乾燥させた。重合試験は全て80℃の重合温度お
よび8バールのエチレン圧力にて行った。重合条件を下表に示す。
モノマー混入を示した。例27.7における高レベルは、ずっと多量のヘキサン
を添加することを必要とした。
g、グレードES70、クロスフィールド社により供給)をヘキサン(110リ
ットル)にスラリー化させ、ヘキサメチルジシラザン(30モル)(フルカ社に
より供給)を撹拌しながら50℃にて添加した。乾燥ヘキサン(120リットル
)を撹拌しながら添加し、固体を沈降させ、上澄液をデカントにより除去し、さ
らに乾燥ヘキサン(130リットル)を撹拌しながら添加した。ヘキサン洗浄を
さらに3回反復した。ジブチルマグネシウム(30モル)(FMC社により供給
)を添加すると共に1時間にわたり50℃にて撹拌した。t−ブチルクロライド
(60モル)を添加し、50℃にて1時間撹拌した。このスラリーに、四塩化チ
タン(3モル)とチタンテトラ−n−プロボキシド(3モル)との等モル混合物
を撹拌しながら50℃にて2時間かけて添加した後、乾燥ヘキサン(130リッ
トル)で5回洗浄した。スラリーを流動する窒素流の下で乾燥させて固体シリカ
支持チーグラー触媒成分を得た。
AO」10.2ミリモル)(ウィトコ社により供給)を、例9におけるように作
成された2,6−ジアセチルピリジンビス(2,4,6−トリメチルアニル)F
eCl2(5mlの乾燥トルエンにおける0.07ミリモル)の懸濁物に添加し
、混合物を5分間振とうした。この溶液を次いで2.0gの上記(例32.1)
で作成されたシリカ支持チーグラー触媒に添加し、混合物を20℃にて2時間振
とうさせ、次いで溶剤を減圧下に20℃で除去して混合触媒を自由流動性粉末と
して得た。
入れ、トルエン(50ml)を添加してスラリーを形成させた。メチルアルミノ
キサンMAO(トルエン中1.78M、ウィトコ社により供給)をシュレンクチ
ューブに添加し、得られたスラリーを間歇的に室温にて30分間振とうした。上
澄液を除去すると共に固体をトルエン(10ml)で室温にて洗浄した。得られ
た固体の揮発性成分を次いで減圧下に20℃で除去して、固体の自由流動性粉末
を得た。
ロライド(上記例9に記載したように作成)をトルエン(10ml)における上
記粉末のスラリーに室温で1時間かけて添加した。この混合物を時々振とうし、
次いで上澄液をデカントにより除去し、得られた固体を減圧下に20℃にて乾燥
させた。
e」)、並びに使用したMAOの量を下表に示す。
て加熱すると共に、乾燥窒素を流過させた。次いで乾燥塩化ナトリウム(300
g)をトリメチルアルミニウム(TAM)溶液(ヘキサンにおける2モルTMA
の2ml)と共に添加し、反応器を85℃にて0.5〜1時間にわたり加熱した
。反応器を窒素でパージし、50℃まで冷却し、次いでTMA溶液(ヘキサンに
おける2モルTMAの3ml)を添加した。温度を77℃まで上昇させると共に
、水素(0.5バール)およびエチレン(8バール)を添加した後、1−ヘキセ
ン(2.6ml)を添加した。反応を、反応器中への上記混合触媒32.2、3
2.3もしくは32.4(0.1〜0.3g)の1種の注入により開始させた。
温度を80℃に維持すると共にエチレンを添加して一定圧力を維持した。気相を
質量スペクトロメータにより監視すると共に、水素と1−ヘキセンとを必要に応
じ添加して、これら各成分の一定気相濃度を維持した。重合を60分間行った。
ポリマーを水洗して塩化ナトリウムを除去し、次いで酸性化メタノール(50m
l HCl/2.5メタノール)および最終的に水/エタノール(4:1 v/
v)て洗浄した。ポリマーを減圧下で40℃にて16時間にわたり乾燥させた。
および32.13につきR=0.025および18.18R−0.16=0.2
9。例32.9につきR=0.050および18.18R−0.16=0.75
。例32.12につきR=0.038および18.18R−0.16=0.51
。
較的低レベルのコモノマー濃度にて達成されることを明らかに示す(0.2バー
ルのヘンセン分圧を有するが、僅か0.1/1000CのSCBを有する例27
.3と対比)。コモノマー混入は、コモノマーの高分子量部分に集中する。
成形した。額縁金型を、25cm2にアルミニウム箔のシートで切断して作成す
ると共に、この額縁を2枚のメリネックスのシートとアルミニウムシートと鋼板
との間に挟んだ。3gのポリマーを額縁金型に均一配置し、次いでこれを組み立
てると共にてプレス(200℃まで予熱)に移した。次いでプラテンを10kg
/cm2の接触圧力まで閉鎖すると共に3分間にわたり保持し、次いで充分な圧
力(20トン)を5分間加えた。次いでプレスをプラテン中に流動する冷水で急
速冷却し、圧力を20トンに保持した。冷却の後に圧力を解除し、金型を解体し
、バリをポリマーシートからトリミングした。モジュラス測定のため寸法100
mmx5mmの側部を平行にした試料を各シートから切除し、正確な寸法を精密
に測定した。
ンにて試験した。試料を底部の空気圧グリップおよび頂部の手動ネジグリップに
より把持して、試料のゲージ長さ(未支持セクション)を20mmとなるように
した。1%割線モジュラスを、応力−歪み曲線の初期(1%歪み)線状セクショ
ンにわたり計算した。典型的には6個の試料を試験し、結果を平均した。
。これは5.7/1000CのSCBを有した。この数値を図1にプロットし(
単一の点は対角線の上方に位置する)、各点は市販入手しうる本発明の範囲外の
コポリマーに対応する。
子量分布を有した。多分散性(Mw/Mn)は28.5であった。
クス1010酸化防止剤を含有)を秤量し、直径25mmおよび厚さ2mmの円
盤の形態に成形された鋼材金型の周囲に均一分配させた。この金型を鋼板の間に
挟持し、190℃まで予熱されたプレスに入れた。試料を最初に、低圧力(10
kg/cm2)に3分間露呈させ、次いで高圧(20トン)に5分間露呈させ、
その後にプレスプラテンを冷水の供給により急速冷却させた。プラテンが室温に
、達した後、圧力を解除すると共に試料を取り出した。レオメータに充填する前
に過剰のポリマーバリを除去した。
80℃にて、5%歪み平行プレート配置(直径25mmのプレート)を用いて0
.01〜100ラド/sの周波数範囲にわたり測定した。
プロットを図2に示す。これは、コポリマーが市販用途につき許容しうる流動学
的性質を有することを示す。
の混合物(0.15g)を丸底フラスコ中に予備測定して入れた。フラクション
1(下表3a参照)を坩堝に入れて120〜122℃まで加熱した。ポリマーの
試料(5g)をライヒミル(1mmメッシュ)により磨砕すると共に、予熱され
た溶剤混液に添加した。ポリマースラリーを60rpmにて20分間撹拌した後
、混合物の液体成分をマイクロフィルターを介し排液し、冷却すると共にアセト
ン(500ml)と混合して溶解ポリマーを沈殿させた。次いで、次の溶剤フラ
クションを坩堝に入れ、下表に示す全溶剤比につき手順を順次反復した。単離し
たポリマーを減圧下に6時間にわたり40℃で乾燥した後に分析した。
階(従って非最適化)にある生成物につきコモノマーを生成物分子量に関しコポ
リマーのフラクションに優先的に混入しうることを示す。
スラリー条件下にエチレンを重合させるための使用を示す。
0℃にて焼成)に、溶解ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ZrCl2を
含有するメチルアルミノキサン(MAO)のトルエン溶液を添加した。使用量は
シリカ1g当たり2.5ミリモルのMAOにすると共にシリカ1g当たり0.0
5ミリモルのメタロセンとした。得られたスラリーを緩和に少なくとも1時間に
わたり撹拌した後、減圧下に乾燥させて自由流動性粉末を得た。
をシュレンクチューブに入れ、ヘキサン(10ml)における2,6−ジアセチ
ルピリジンビス(2,4,6−トリメチルアニル)鉄ジクロライド(73mg)
のスラリーを室温にて添加した。この混合物を80℃まで加熱すると共に、時々
振とうしながら90分間にわたり放置して充分混合した溶液を維持した。固体上
方の上澄溶液には着色の証拠が存在しなかった。生成された触媒を減圧下に80
℃で乾燥させて乾燥自由流動性粉末を得た。
0℃まで冷却した。トリイソブチルアルミニアム(ヘキサン中1Mの3ml)を
反応器に添加した後、500mlのイソブタンを添加した。反応器を77℃まで
加熱すると共に、圧力を12.9バールまで上昇させた。エチレンを20.9バ
ールの全圧力になるまで添加した。上記41.2に記載したように作成した触媒
(0.100g、ヘキサン中にスラリー化)を反応器中へ注入した。重合の際の
エチレン圧力は約8バールであると推定された。重合を60分間にわたり持続さ
せた。96gのポリマーが回収された。GPCによるポリマーの分析は、Mwお
よびMnがそれぞれ471000および30000であることを示した。
重合を示す。
0℃まで冷却した。トリイソブチルアルミニアム(ヘキサン中1Mの3ml)を
反応器に添加し、次いで500mlのイソブタンを添加した。反応器を75℃ま
で加熱すると共に、圧力を12.7バールまで上昇させた。エチレンを20.7
バールの全圧力に達するまで添加した。上記工程41.1で作成した支持メタロ
セン触媒(0.094g、ヘキサン中にスラリー化)を反応器中へ注入した。重
合の際のエチレン圧力は約8バールであると推定された。重合を60分間にわた
り持続させた。49gのポリマーが回収された。GPCによるポリマーの分析は
MwおよびMnがそれぞれ142000および53000であることを示した。
用してスラリー条件下でエチレンを重合させるための使用を示す。
動空気中で5時間にわたり550℃にて活性化、295.1g)をMAOのトル
エン溶液(ウィトコ社、515mlx1.47M、0.76モル)を添加した。
添加には30分間を要し、その間にフラスコを緩徐に回動させて均一な被覆を確
保し、オレンジ色Cr触媒はチョコレート褐色に変化した。スラリーを50℃の
水浴に1時間にわたり入れると共に、定期的に振とうして充分混合させた。次い
で溶剤を減圧により50℃にて触媒の流動化が停止するまで除去し、自由流動性
のカーキ色−緑色粉末を得た。収量=347.7g。ICPによる分析:5.9
6w/w%のAlおよび0.85w/w%のCr。
プス触媒(2.7g)に、無水ヘキサン(10ml)における例9.2からの2
,6−ジアセチルピリジンビス(2,4,6−トリメチルアニル)鉄ジクロライ
ドのスラリー(36mg、6.9x10−2ミリモル)を添加した。得られたス
ラリーを10分間にわたり激しく振とうし、固体を沈降させると共に無色上澄液
をデカントした。残留する固体を熱ヘキサン(2x15ml)で洗浄し、デカン
トし、次いで減圧下に50℃にて固体の流動化が停止するまでポンプ乾燥させて
緑色/褐色の自由流動性粉末を得た。鉄充填は014%w/wであると計算され
た。
0℃まで冷却した。トリイソブチルアルミニアム(3mlxヘキサン中1M)に
続きイソブタン(500ml)を反応器に添加した。反応器を密封すると共に8
0℃まで上昇させ、圧力を13.9バールまで上昇させた。エチレンを26.9
バールの全圧力に達するまで添加し、容器を再び密封すると共に78℃まで冷却
した。例42.2の触媒(0.099g、5mlのヘキサンにスラリー化)を反
応器中へ注入し、0.3バールだけ圧力を上昇させた。反応器圧力を試験に際し
27.2バールに制御し(エチレン圧力は約13.0バールであると推定される
)、温度を80℃に調整した。重合を120分間にわたり持続させた。76.1
gのポリマーが回収された。GPCによるポリマーの分析は、MwおよびMnが
それぞれ722000および15000であることを示した(多分散性=48.
0)。
の作成を示す。この触媒を用いて作成されたポリマーをフィルムまで吹き込んだ
。
ラー触媒の試料をシュレンクチューブに入れ、トルエンを添加してスラリーを形
成させた。メチルアルミノキサン、MAO(トルエン中1.78M、ウィトコ社
により供給)をシュレンクチューブに添加し、得られたスラリーを間歇的に室温
にて混合した。固体上方の上澄液を除去すると共に、固体をトルエンにより室温
で洗浄した。得られた物質の揮発性成分を次いで減圧下に20℃で除去して固体
を自由流動性粉末として得た。4種の異なる支持体を作成し、これらを下表4に
示す。
,6−トリメチルアニル)鉄ジクロライドを、トルエンにおける4種の固体支持
体のそれぞれのスラリーに室温にて添加した。この混合物を時々振とうし、上澄
溶液を除去し、支持触媒をトルエンで洗浄し、次いでヘキサンの混合物(ヘキサ
ン40〜60℃、アルドリッチ社により供給)で洗浄した。固体を減圧下に20
℃にて乾燥させた。下表5は、このように作成された4種の触媒につき製造の詳
細を示す。
10重量%溶液としてのメチルアルミノキサンの溶液(ウィトコ社により供給)
を例9におけるように作成された2,6−ジアセチルピリジンビス(2,4,6
−トリメチルアニル)FeCl2の懸濁物に添加し、混合物を振とうした。次い
で、この溶液を上記(例32.1)で作成されたシリカ支持チーグラー触媒に添
加し、得られたスラリーを間歇的に室温にて混合した。得られた物質の揮発性成
分を次いで減圧下に20℃で除去して、混合触媒を自由流動性粉末として得た。
作成した支持触媒を下表に示す。
mの連続流動床反応器にて行った。エチレンとn−ヘキセンと水素とTEA/T
MAとを反応器に供給した。ポリエチレン粉末(約1000g)のシード床から
出発し、触媒を反応器中へ注入すると共に、重合を床の質量を約3.5kgまで増
加させるよう行った。重合および生成物抜き取りを、出発床を実質的に含まない
生成物を得るよう持続した。行った各重合のプロセス条件を下表6に示す。
および45.5bの追加データを表8に示す。
を1000ppmのプロセス酸化防止剤イルガホスPEPQと1000ppmの
長期間酸化防止剤イルガノックス1010と1000ppmの中和剤(ステアリ
ン酸カルシウム)とで安定化させた。粉末と添加剤との配合物を、48の長さ/
直径比を有する2個の直径53mmのスクリューが装着されたツインスクリュー
押出器型ウェルナー53にて配合した。スクリューに沿った温度プロフィルは2
20〜240℃であった。
イ空隙部とを有するAXON BX型押出器にて押し出した。スクリュー直径は
18mmであり、L/D比は30である。押出条件の詳細を下表9に示し、さら
に各フィルム試料におけるゲルおよび魚眼含有量の測定値であるフィルム外観評
価(FAR)をも一緒に示す。
と0.8mmのダイ空隙部とを有するコリン型押出器で押し出した。押出条件の
詳細を下表10に示し、さらにフィルム外観評価(FAR)をも一緒に示す。
および/従って非最適化)にある生成物につき光学的性質が驚異的に良好である
ことを示す。比較的良好なフィルム外観評価FARは、予想外に低いゲルレベル
がフィルムに存在することを示す。
る)、好ましくはM=k−57.5B(ここでkは810もしくはそれ以上であ
る)、より好ましくはM=k−55B(ここでkは805もしくはそれ以上であ
る)である請求項23〜25のいずれか一項に記載のコポリマー。
[III]、Mn[I]、Mn[II]、Mn[III]、Mn[IV]、Ru
[II]、Ru[III]もしくはRu[IV]であり;Xは遷移金属Mに共有
もしくはイオン結合した原子もしくは基を示し;Tは遷移金属Mの酸化状態であ
ると共にbは原子もしくは基Xの原子価であり;R1、R2、R3、R4、R5 、R6およびR7は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカル
ビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択され;
R1〜R7の2個もしくはそれ以上がヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘ
テロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルであれば、前記2個もし
くはそれ以上は結合して1個もしくはそれ以上の環式置換基を形成することがで
きる] の化合物と; (2)他の触媒と からなる重合触媒。
[III]、Mn[I]、Mn[II]、Mn[III]、Mn[IV]、Ru
[II]、Ru[III]もしくはRu[IV]であり;Xは遷移金属Mに共有
もしくはイオン結合した原子もしくは基を示し;Tは遷移金属Mの酸化状態であ
ると共にbは原子もしくは基Xの原子価であり;R1〜R4、R6およびR19 〜R28は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘ
テロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択され;R1〜R 4 、R6およびR19〜R28の2個もしくはそれ以上がヒドロカルビル、置換
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルであ
れば、前記2個もしくはそれ以上は結合して1個もしくはそれ以上の環式置換基
を形成することができ、ただしR19、R20、R21およびR22の少なくと
も1個は環系PおよびQがいずれもポリ芳香族融合環系の部分を形成しなければ
ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテ
ロヒドロカルビルである] を有する請求項1に記載の触媒。
[III]、Mn[I]、Mn[II]、Mn[III]、Mn[IV]、Ru
[II]、Ru[III]もしくはRu[IV]であり;Xは遷移金属Mに共有
もしくはイオン結合した原子もしくは基を示し;Tは遷移金属Mの酸化状態であ
ると共にbは原子もしくは基Xの原子価であり;R1〜R4、R6およびR26 〜R32は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘ
テロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択され;R1〜R 4 、R6およびR29〜R32の2個もしくはそれ以上がヒドロカルビル、置換
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルであ
れば、前記2個もしくはそれ以上は結合して1個もしくはそれ以上の環式置換基
を形成することができる] を有する請求項1に記載の触媒。
Claims (30)
- 【請求項1】 (1)式B: 【化1】 [式中、MはFe[II]、Fe[III]、Co[I]、Co[II]、Co
[III]、Mn[I]、Mn[II]、Mn[III]、Mn[IV]、Ru
[II]、Ru[III]もしくはRu[IV]であり;Xは遷移金属Mに共有
もしくはイオン結合した原子もしくは基を示し;Tは遷移金属Mの酸化状態であ
ると共にbは原子もしくは基Xの原子価であり;R1、R2、R3、R4、R5 、R6およびR7は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカル
ビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択され;
R1〜R7の2個もしくはそれ以上が以上がヒドロカルビル、置換ヒドロカルビ
ル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルであれば、前記2
個もしくはそれ以上は結合して1個もしくはそれ以上の環式置換基を形成するこ
とができる] の化合物と; (2)他の触媒と からなる重合触媒。 - 【請求項2】 化合物(1)が次式Z 【化2】 [式中、MはFe[II]、Fe[III]、Co[I]、Co[II]、Co
[III]、Mn[I]、Mn[II]、Mn[III]、Mn[IV]、Ru
[II]、Ru[III]もしくはRu[IV]であり;Xは遷移金属Mに共有
もしくはイオン結合した原子もしくは基を示し;Tは遷移金属Mの酸化状態であ
ると共にbは原子もしくは基Xの原子価であり;R1〜R4、R6およびR19 〜R28は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘ
テロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択され;R1〜R 4 、R6およびR19〜R28の2個もしくはそれ以上がヒドロカルビル、置換
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルであ
れば、前記2個もしくはそれ以上は結合して1個もしくはそれ以上の環式置換基
を形成することができ、ただしR19、R20、R21およびR22の少なくと
も1個は環系PおよびQがいずれもポリ芳香族融合環系の部分を形成しなければ
ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテ
ロヒドロカルビルである] を有する請求項1に記載の触媒。 - 【請求項3】 環系PおよびQのいずれもポリ芳香族環系の部分を形成せず
、R19およびR20の少なくとも一方、並びにR21およびR22の少なくと
も一方がヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは
置換ヘテロヒドロカルビルから選択される請求項2に記載の触媒。 - 【請求項4】 環系PおよびQのいずれもポリ芳香族融合環系の部分を形成
せず、R19、R20、R21およびR22のそれぞれがヒドロカルビル、置換
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから
選択される請求項2に記載の触媒。 - 【請求項5】 式Bの化合物が次式T: 【化3】 [式中、MはFe[II]、Fe[III]、Co[I]、Co[II]、Co
[III]、Mn[I]、Mn[II]、Mn[III]、Mn[IV]、Ru
[II]、Ru[III]もしくはRu[IV]であり;Xは遷移金属Mに共有
もしくはイオン結合した原子もしくは基を示し;Tは遷移金属Mの酸化状態であ
ると共にbは原子もしくは基Xの原子価であり;R1〜R4、R6およびR26 〜R32は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘ
テロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルから選択され;R1〜R 4 、R6およびR29〜R32の2個もしくはそれ以上がヒドロカルビル、置換
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビルもしくは置換ヘテロヒドロカルビルであ
れば、前記2個もしくはそれ以上は結合して1個もしくはそれ以上の環式置換基
を形成することができる] を有する請求項1に記載の触媒。 - 【請求項6】 Xがハライド、サルフェート、ナイトレート、チオレート、
チオカルボキシレート、BF4 −、PF6 −、ハイドライド、ヒドロカルビルオ
キシド、カルボキシレート、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルおよびヘテロ
ヒドロカルビルから選択される請求項1〜5のいずれか一項に記載の触媒。 - 【請求項7】 Xがクロライド、ブロマイド、イオダイド、メチル、エチル
、プロピル、ブチル、オクチル、デシル、フェニル、ベンジル、メトキシド、エ
トキシド、イソプロポキシド、トシレート、トリフレート、ホルメート、アセテ
ート、フェノキシドおよびベンゾエートから選択される請求項6に記載の触媒。 - 【請求項8】 触媒(2)がチーグラー・ナッタ触媒、フィリップス型(酸
化クロム)触媒、メタロセン触媒、モノシクロペンタジエニル拘束配置型触媒ま
たは二座α−ジイミンレート遷移金属触媒からなる請求項1〜7のいずれか一項
に記載の触媒。 - 【請求項9】 他の触媒(2)が化合物(1)の支持体を与える不均質触媒
または支持触媒からなる請求項8に記載の触媒。 - 【請求項10】 化合物(1)および(2)がそれぞれ独立して式Bの遷移
金属化合物である請求項1〜7のいずれか一項に記載の触媒。 - 【請求項11】 (3)オレフィン重合のための触媒を活性化しうるルイス
酸からなる活性化量の活性化剤化合物をさらに含む請求項1〜10のいずれか一
項に記載の触媒。 - 【請求項12】 活性化用化合物が有機アルミニウム化合物もしくはヒドロ
カルビル硼素化合物からなる請求項11に記載の触媒。 - 【請求項13】 触媒(2)がチーグラー・ナッタ触媒であり、成分(1)
および(3)を(2)へ添加する前に予備混合する請求項11または12に記載
の触媒の作成方法。 - 【請求項14】 (4)中性ルイス塩基をさらに含む請求項1〜13のいず
れか一項に記載の触媒。 - 【請求項15】 モノマーオレフィンを重合条件下に請求項1〜14のいず
れか一項に記載の重合触媒と接触させることを特徴とする1−オレフィンの重合
もしくは共重合方法。 - 【請求項16】 重合を分子量改変剤としての水素の存在下に行う請求項1
5に記載の方法。 - 【請求項17】 重合条件が溶液相、スラリー相もしくは気相である請求項
15または16に記載の方法。 - 【請求項18】 重合を気相流動床条件下で行う請求項17に記載の方法。
- 【請求項19】 重合をスラリー相にてオートクレーブもしくは連続ループ
反応器で行う請求項17に記載の方法。 - 【請求項20】 エチレンと他の1−オレフィンとの共重合からなり、得ら
れるコポリマーにおける炭素1000個当たりの短鎖分枝の程度(SCB)が0
より大かつ18.18R−0.16(ここでRは他の1−オレフィンの分圧とエ
チレンの分圧との比である)に等しくまたはそれより大である請求項15〜19
のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項21】 SCBが18.18R−0.05、好ましくは18.18
R−0.04より大またはそれに等しい請求項20に記載の方法。 - 【請求項22】 エチレンと2.0、好ましくは3.0もしくはそれ以上の
SCBを有すると共に窒素含有鉄錯体の残渣を含む他の1−オレフィンとのコポ
リマーであって、鉄濃度がコポリマー1,000,000部当たり0.01〜1
000重量部、好ましくは0.01〜10重量ppm、たとえば0.11〜1.
03重量ppmであることを特徴とするコポリマー。 - 【請求項23】 エチレンと他の1−オレフィンとのコポリマーにおける前
記他の1−オレフィンの単位が位置する分子量分布の部分を選択するに際し、モ
ノマーオレフィンを重合条件下に請求項1〜13のいずれか一項に記載の重合触
媒と接触させることを特徴とする選択方法。 - 【請求項24】 窒素含有鉄錯体の残渣を含有し、鉄濃度がコポリマー1,
000,000部当たり0.01〜10重量部であり、短鎖分枝の少なくとも5
0%が最高分子量を有するコポリマーの50重量%に位置するエチレンと他の1
−オレフィンとのコポリマー。 - 【請求項25】 炭素1000個当たりの短鎖分枝の程度(SCB)が2.
0〜10であり、MPa(M)とにおけるモジュラスとSCB(B)との関係が
式M=k−62.5B(ここでkは820もしくはそれ以上である)により規定
されるエチレンと他の1−オレフィンとのコポリマー。 - 【請求項26】 SCBが2〜8である請求項25に記載のコポリマー。
- 【請求項27】 SCBが2.5より大、好ましくは3.0より大である請
求項25に記載のコポリマー。 - 【請求項28】 kが830もしくはそれ以上、好ましくは840もしくは
それ以上、より好ましくは850もしくはそれ以上である請求項25〜27のい
ずれか一項に記載のコポリマー。 - 【請求項29】 M=k−65.5B(ここでkは850もしくはそれ以上
である)、好ましくはM=k−67.5B(ここでkは870もしくはそれ以上
である)、より好ましくはM=k−70.5B(ここでkは900もしくはそれ
以上である)である請求項25〜27のいずれか一項に記載のコポリマー。 - 【請求項30】 M=k−60B(ここでkは815もしくはそれ以上であ
る)、好ましくはM=k−57.5B(ここでkは810もしくはそれ以上であ
る)、より好ましくはM=k−55B(ここでkは805もしくはそれ以上であ
る)である請求項25〜27のいずれか一項に記載のコポリマー。
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