JP2002533485A - 分岐した半結晶性エチレン−プロピレン組成物 - Google Patents
分岐した半結晶性エチレン−プロピレン組成物Info
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Abstract
Description
レン−プロピレン組成物及び、単座(single site)触媒化合物を使
用した分岐した半結晶性の高C3エチレン−プロピレン組成物の製造方法に関す
る。
れる)は周知で、商業的に十分に受け入れられている。共重合体は、耐候性、耐
オゾン性及び熱安定性のような良好な特性を有し、このポリマーは、なかでも、
構造材料、ワイヤー及びケーブルのコーティング材として自動車分野において有
用性を受けている。しかしながら、従来的なエチレン−プロピレンゴム状共重合
体は、相当量の他の材料で配合されなければ、しばしば加工するのが困難である
。
なされてきた。Yamamoto等の米国特許第4,125,699号では、バ
ナジウムを含む重合触媒の存在下で製造される比較的高いエチレン含量を有する
エチレン−プロピレン共重合体が開示されている。Yamamoto等の共重合
体は、比較的広い分子量分布のため加工性が改良されたと言われている。しかし
ながら、バナジウム触媒は比較的活性が低く、最近の商業的エチレン−プロピレ
ンゴム状共重合体のほとんどでないにしろ多くは、その使用を通じて高い触媒活
性が得られるという理由からチタンを基にした触媒で製造されている。
P 190 889 A2は、ポリプロピレンへの高エネルギー照射が、実質的
に自由端で長い分岐のプロピレン単位を有するポリプロピレンであると信じられ
ているものをつくることを開示している。EP 384 431は、実質的に酸
素がない状態でのポリプロピレンのパーオキサイド分解の使用により、類似の生
成物を得ることを開示している。
は2つのPP主鎖の架橋による長鎖の分岐を導入してH型ポリマーを形成するも
のであり、及び米国特許第5,514,761号、これは主鎖に含まれているジ
エンを使用して同様な効果を達成するものであるが、を含む。しかしながら、こ
のような方法では、架橋とゲルの形成を避けることは困難である。従って、改良
された加工性を有するエチレン−プロピレン共重合体組成物に対するニーズが依
然ある。
ジエンを含まない、分岐したエチレン−プロピレン(EP)組成物を提供するこ
とによりそのニーズを満たすものである。エチレン−プロピレン組成物の高い分
子量領域での重量平均分岐指数g’は0.95より小さい。加えて、分岐したエ
チレン−プロピレン組成物を効果的に製造するための新規な方法が提供され、こ
れは、 a)反応器中で、プロピレンモノマー及びエチレンモノマーを、不活性な炭化
水素溶媒又は希釈剤、及び約50℃乃至約180℃の温度でエチレン−プロピレ
ンポリマーを生産できる1つ以上の単座触媒化合物を含む触媒組成物と接触させ
、ここで、当該不活性炭化水素溶媒又は希釈剤に対する当該プロピレン及びエチ
レンモノマーの反応器中での比は、2.0より小さく、更に、当該プロピレン及
びエチレンモノマーと当該不活性炭化水素溶媒又は希釈剤が、該反応器の総内容
物の90%以下を構成する、及び、 b)分岐したエチレン−プロピレン組成物を回収する、ここで、当該エチレン
−プロピレン組成物の高い分子量領域での重量平均分岐指数g’は0.95より
小さい、 ことを含むものである。
な方法を提供する。加えて、本発明の分岐したEP製品は新規である。エチレン
−プロピレン組成物の高い分子量領域での重量平均分岐指数g’は0.95より
小さい。好ましくは、エチレン−プロピレン組成物の高い分子量領域での重量平
均分岐指数g’は0.90より小さく、更に好ましくは、0.85より小さい。
これらの分岐特性は、ポリマーに改良されたレオロジー的特性をもたらす。
子量領域での多くの分岐量の存在である。この分岐は、他の独特な物理的特性の
みならず、改良された溶融強度及び剪断減粘性をもたらす。この場合、分岐の量
は、分岐したエチレン−プロピレンの重量平均分岐指数g’を用いて決定される
。重量平均分岐指数g’は、g’=〔IV〕br/〔IV〕lin|Mwで定義され
、〔IV〕brは分岐したポリマーサンプルの固有粘度で、〔IV〕linは線状ポ
リマーサンプルの固有粘度である。g’値が減少すると分岐は増えることは当業
者間では周知である。B.H.ZimとW.H.StockmayerのJ.C
hem.Phys.17、1301(1949)を参照のこと。
用される。
生成物の当該部分。
生成物の当該部分。
有し、ここでポリマーの大部分のモノマー含有量はプロピレンである。言いかえ
ると、エチレン−プロピレンポリマーのプロピレン含有量は50%より大きい。
より好ましくは、エチレン−プロピレンポリマーのプロピレン含有量は75乃至
95%の範囲内である。最も好ましくは、エチレン−プロピレンポリマーのプロ
ピレン含有量は80乃至90%の範囲内である。
る。これら他のコモノマーの例は、C4−C20のα−オレフィン類、対にして
二置換されたモノマー類、C5−C25の環状オレフィン類、C8−C25のス
チレン性オレフィン類及び、少ない炭素数(C3−C8)のアルキル置換された
環状及びスチレン性オレフィンの類似体類を含む。好ましくは、他のコモノマー
は、エチレン−プロピレン組成物の3乃至25モルパーセントを構成する。より
好ましくは、それらは、エチレン−プロピレン組成物の5乃至20モルパーセン
トを構成する。
コモノマー含有量は、5乃至40モルパーセントである。より好ましくは、全コ
モノマー含有量は、10乃至30モルパーセントである。最も好ましくは、全コ
モノマー含有量は、15乃至25モルパーセントである。
リマーを製造することができる単座(single−site)触媒を含む。本
発明において有用な単座触媒は、メタロセン触媒、並びにJohnson、Ki
llian、及びBrookhartのJ. Am. Chem. Soc.,
1995, 117,6414; Small、Brookhart、及びB
ennettのJ. Am. Chem. Soc., 1998, 120,
4049−4050;RepoらのJournal of Organome
tallic Chemistry, 1997, 549, 177−186
;及びBritovsekらのChem. Commun., 1998, 8
49−850中に記載されているもののような錯体を含む。その他の有用な単座
触媒は、D.H. McConvilleらによってOrganometall
ics 1995, 14, 5478−5480中に記載されたもののような
架橋されたビス(アリールアミド)第4族化合物を含む。これらの文献の各々が
、米国特許のプラクティスの目的のために引用によって組み入れられている。
使用されるのが好ましい。本明細書中において使用されるとき、「メタロセン」
は、一般的に、式CpmMRnXqによって表される化合物を意味し、式中、C
pは置換されていてもよいシクロペンタジエニル環、又は置換されていてもよい
その誘導体であり、Mは第4、5、又は6族遷移金属であり、例えば、チタニウ
ム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリ
ブデン、及びタングステンであり、Rは、1乃至20個の炭素原子を有するヒド
ロカルビル基又はヒドロカルボキシル基であり、Xはハロゲンであり、そしてm
=1〜3、n=0〜3、q=0〜3、及びm+n+qの合計は遷移金属の酸化状
態に等しい。
例えば、メタロセンは、米国特許第4,530,914号、第4,542,19
9号、第4,808,561号、第4,871,705号、第4,892,85
1号、第4,933,403号、第4,937,299号、第5,017,71
4号、第5,057,475号、第5,120,867号、第5,132,38
1号、第5,155,080号、第5,198,401号、第5,278,11
9号、第5,304,614号、第5,324,800号、第5,350,72
3号、及び第5,391,790号中に詳細に記載されており、各々が引用によ
って本明細書中に完全に組み入れられている。
ロペンタジエニル誘導体を含むものであり、好ましくは、以下の一般構造を有す
るビス−インデニルメタロセン成分である:
ニウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、
モリブデン、及びタングステンであり、好ましくは、ジルコニウム、ハフニウム
、及びチタニウムであり、最も好ましくはジルコニウム及びハフニウムであり;
R1及びR2は同じか又は異なり、水素原子、C1〜C10アルキル基、好ま
しくはC1〜C3アルキル基、C1〜C10アルコキシ基、好ましくはC1〜C 3 アルコキシ基、C6〜C10アリール基、好ましくはC6〜C8アリール基、
C6〜C10アリールオキシ基、好ましくはC6〜C8アリールオキシ基、C2 〜C10アルケニル基、好ましくはC2〜C4アルケニル基、C7〜C40アリ
ールアルキル基、好ましくはC7〜C10アリールアルキル基、C7〜C40ア
ルキルアリール基、好ましくはC7〜C10アルキルアリール基、C8〜C40 アリールアルケニル基、好ましくはC8〜C12アリールアルケニル基、又はハ
ロゲン原子、好ましくは塩素、のうちの1つであり; R3及びR4は水素原子であり; R5及びR6は同じか又は異なり、好ましくは同じであり、水素原子、ハロゲ
ン原子、好ましくは弗素、塩素、又は臭素原子、ハロゲン化されていてもよい、
C1〜C10アルキル基、好ましくはC1〜C4アルキル基、ハロゲン化されて
いてもよい、C6〜C10アリール基、好ましくはC6〜C8アリール基、C2 〜C10アルケニル基、好ましくはC2〜C4アルケニル基、C7〜C40アリ
ールアルキル基、好ましくはC7〜C10アリールアルキル基、C7〜C40ア
ルキルアリール基、好ましくはC7〜C12アルキルアリール基、C8〜C40 アリールアルケニル基、好ましくはC8〜C12アリールアルケニル基、−NR 2 15 、−SR15、−OR15、−OSiR3 15、又は−PR2 15基のう
ちの1つであり、ここで、R15は、ハロゲン原子、好ましくは塩素原子、C1 〜C10アルキル基、好ましくはC1〜C3アルキル基、又はC6〜C10アリ
ール基、好ましくはC6〜C9アリール基、のうちの1つであり; R7は、
SO2、=NR11、=CO、PR11、又は=P(O)R11であり、 ここで、R11、R12、及びR13は、同じか又は異なり、水素原子、ハロゲ
ン原子、C1〜C20アルキル基、好ましくはC1〜C10アルキル基、C1〜
C20フルオロアルキル基、好ましくはC1〜C10フルオロアルキル基、C6 〜C30アリール基、好ましくはC6〜C20アリール基、C6〜C30フルオ
ロアリール基、好ましくはC6〜C20フルオロアリール基、C1〜C20アル
コキシ基、好ましくはC1〜C10アルコキシ基、C2〜C20アルケニル基、
好ましくはC2〜C10アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、好ま
しくはC7〜C20アリールアルキル基、C8〜C40アリールアルケニル基、
好ましくはC8〜C22アリールアルケニル基、C7〜C40アルキルアリール
基、好ましくはC7〜C20アルキルアリール基であるか、又はR11及びR1 2 又はR11及びR13は、それらに結合する原子と共に、環系を形成すること
ができ; M2は、珪素、ゲルマニウム、又は錫であり、好ましくは珪素又はゲルマニウ
ムであり、最も好ましくは珪素であり; R8及びR9は、同じか又は異なり、そしてR11について記載したのと同じ
意味を有し; m及びnは、同じか又は異なり、そして0、1、又は2であり、好ましくは0
又は1であり、m+nは0、1、又は2であり、好ましくは0又は1であり;及
び 基R10は、同じか又は異なり、そしてR11、R12、及びR13について
記載した意味を有する。2つの隣接するR10基は、一緒になって環系、好まし
くは約4〜6個の炭素原子を含む環系、を形成することができる。
は、弗素、塩素、臭素、又は沃素原子を意味し、好ましくは弗素又は塩素を意味
する。
R5、R6、R8、R9、R10、R11、及びR12は上述の意味を有する。
めには、キラルなメタロセンをラセミ体として使用することができる。純粋なR
又はS形態を使用することも可能である。光学的に活性なポリマーをこれらの純
粋な立体異性形態を使用して製造することができる。中心(即ち、金属原子)が
立体規則性重合を提供することを確実にするために、メタロセンのメソ形態を除
去するのが好ましい。立体異性体の分離は、公知の文献の技術によって行うこと
ができる。特殊な生成物のためには、rac/mesoの混合物を使用すること
も可能である。
〜67頁、及びEP−A−320762中に十分に記載されており、記載されて
いるメタロセンの調製に関して、これらの両方が引用によって本明細書中に完全
に組み入れられている。
含む: ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−フェニル−1−インデニル)ZrCl 2 、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)ZrCl2、
ジメチルシラニルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)Zr
Cl2、 ジメチルシラニルビス(2−エチル−4−フェニル−1−インデニル)ZrCl 2 、 ジメチルシラニルビス(2−エチル−4−ナフチル−1−インデニル)ZrCl 2 、 フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4−フェニル−1−インデニル
)ZrCl2、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−(1−ナフチル)−1−インデニル)
ZrCl2、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−(2−ナフチル)−1−インデニル)
ZrCl2、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−インデニル)ZrCl2、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−4,5−ジイソプロピル−1−インデニル
)ZrCl2、 ジメチルシラニルビス(2,4,6−トリメチル−1−インデニル)ZrCl2 、 フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピル−1−
インデニル)ZrCl2、 1,2−エタンジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピル−1−インデ
ニル)ZrCl2、 1,2−ブタンジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピル−1−インデ
ニル)ZrCl2、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−エチル−1−インデニル)ZrCl2 、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−イソプロピル−1−インデニル)Zr
Cl2、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−t−ブチル−1−インデニル)ZrC
l2、 フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4−イソプロピル−1−インデ
ニル)ZrCl2、 ジメチルシラニルビス(2−エチル−4−メチル−1−インデニル)ZrCl2 、 ジメチルシラニルビス(2,4−ジメチル−1−インデニル)ZrCl2、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−エチル−1−インデニル)ZrCl2 、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−α−アセナフト−1−インデニル)ZrC
l2、 フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4,5−ベンゾ−1−インデニ
ル)ZrCl2、 フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4,5−(メチルベンゾ)−1
−インデニル)ZrCl2、 フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4,5−(テトラメチルベンゾ
)−1−インデニル)ZrCl2、 フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−a−アセナフト−1−インデニ
ル)ZrCl2、 1,2−エタンジイルビス(2−メチル−4,5−ベンゾ−1−インデニル)Z
rCl2、 1,2−ブタンジイルビス(2−メチル−4,5−ベンゾ−1−インデニル)Z
rCl2、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−4,5−ベンゾ−1−インデニル)ZrC
l2、 1,2−エタンジイルビス(2,4,7−トリメチル−1−インデニル)ZrC
l2、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−1−インデニル)ZrCl2、 1,2−エタンジイルビス(2−メチル−1−インデニル)ZrCl2、 フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−1−インデニル)ZrCl2、
ジフェニルシラニルビス(2−メチル−1−インデニル)ZrCl2、 1,2−ブタンジイルビス(2−メチル−1−インデニル)ZrCl2、 ジメチルシラニルビス(2−エチル−1−インデニル)ZrCl2、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−5−イソブチル−1−インデニル)ZrC
l2、 フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−5−イソブチル−1−インデニ
ル)ZrCl2、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−5−t−ブチル−1−インデニル)ZrC
l2、 ジメチルシラニルビス(2,5,6−トリメチル−1−インデニル)ZrCl2 、及び類似物。
第5,243,001号、第5,239,022号、第5,296,434号、
及び第5,276,208号中において詳細に記載されており、これらは全て引
用によって本明細書中に完全に組み入れられている。さらに、米国特許第5,3
18,935号、及び共に継続中の1997年2月24日に出願された米国特許
出願08/803,687のビス−アミド及びビス−アリールアミド遷移金属触
媒は、本発明の分岐したエチレン−プロピレンの形成において有用であり得る。
用される触媒は、ジメチルシリルビス(2−メチル−インデニル)ZrCl2、
ジメチルシリルビス(2−メチル−インデニル)ZrMe2、ジメチルシリルビ
ス(2−メチル−4−フェニル−1−インデニル)ZrCl2、ジメチルシリル
ビス(2−メチル−4−(1−ナフチル)−1−インデニル)ZrCl2、又は
ジメチルシリルビス(インデニル)ハフニウムジメチルのような、置換された架
橋ビスインデニルジルコノセン又はハフノセンである。
れ、そして上で定義したような嵩高な配位子の遷移金属化合物又はメタロセンを
活性化できる化合物又は成分であると定義される。アルモキサンを活性剤として
使用することができる。アルモキサンを調製する様々な方法が存在し、それらの
非限定的な例は、米国特許第4,665,208号、第4,952,540号、
第5,091,352号、第5,206,199号、第5,204,419号、
第4,874,734号、第4,924,018号、第4,908,463号、
第4,968,827号、第5,308,815号、第5,329,032号、
第5,248,801号、第5,235,081号、第5,157,137号、
第5,103,031号、及びEP−A−0 561 476、EP−B1−0
279 586、EP−A−0 594 218、及びWO94/10180
中に記載されており、各々が引用によって完全に組み入れられている。視覚的に
透明なメチルアルモキサンを使用することが好ましいかもしれない。曇った又は
ゲル化したアルモキサンを濾過して透明な溶液を生成することができ、又は透明
なアルモキサンを曇った溶液からデカンテーションすることができる。
、又はトリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)
硼素のような化合物を使用することも本発明の範囲内である。そのようなイオン
化化合物は、活性プロトンを含むことができ、或いはイオン化化合物の残りのイ
オンと会合されるが、配位しないか又は弱くのみ配位するある種のその他のカチ
オンを含むことができる。例えば、組み合わされたアルモキサン及びイオン化活
性剤のような、活性剤の組み合わせも意図されている。例えば、WO94/07
928を参照のこと。
用のイオン性触媒の説明は、EP−A−0 277 003、EP−A−0 2
77 004、及び米国特許第5,198,401号、及びWO−A−92/0
0333(引用によって組み入れられている)中の初期の研究中に見られる。こ
れらは、メタロセン(ビスCp及びモノCp)がアニオン先駆体によって、アル
キル/ヒドリド基が遷移金属から引き抜かれて遷移金属をカチオン性にし、そし
て非配位性アニオンによって電荷のバランスが取られるように、プロトン化され
る好ましい調製方法を教示している。
チオンに弱くのみ配位してそれによって中性のルイス塩基によって置換されるの
に充分に不安定なままであるアニオンを意味する。「適合性(compatib
le)」非配位性アニオンは、初めに形成した錯体が分解するとき、中性まで劣
化されないものである。さらに、そのようなアニオンは、中性の4配位のメタロ
セン化合物及びアニオンからの中性の副生成物を形成するようにアニオン性の置
換基又はその断片をカチオンに移動させない。本発明に従って有用な非配位性ア
ニオンは、適合性であり、+1の状態のカチオンのイオン性電荷のバランスを取
るという意味においてメタロセンカチオンを安定化し、さらに重合中にエチレン
性又はアセチレン性不飽和モノマーによる置換を可能にするのに十分な不安定さ
を維持しているものである。
方を生成することができるイオン化イオン性化合物の使用も知られている。例え
ば、EP−A−0 426 637及びEP−A−0 573 403(引用に
よって本明細書中に組み入れられている)を参照のこと。イオン性触媒を製造す
る追加の方法は、初めは中性のルイス酸であるが、メタロセン化合物とのイオン
化反応時にカチオンとアニオンを形成するイオン化アニオン先駆体を使用し、例
えば、トリス(ペンタフルオロフェニル)硼素の使用である。EP−A−0 5
20 732(引用によって本明細書中に組み入れられている)を参照のこと。
付加重合用のイオン性触媒も、アニオン基と共に金属性酸化基を含むアニオン先
駆体による遷移金属化合物の金属中心の酸化によって調製できる。EP−A−0
495 375(引用によって本明細書中に組み入れられている)を参照のこ
と。
む場合(例えば、ビスシクロペンタジエニルジルコニウムジクロリド)、それら
は、リチウム又はアルミニウムヒドリド又はアルキルリチウム又はアルミニウム
、アルキルアルモキサン、グリニャール試薬、その他のような有機金属化合物と
の公知のアルキル化反応によって転化することができる。活性化アニオン性化合
物の添加の前又は添加と同時のアルキルアルミニウム化合物とジハロ置換メタロ
セン化合物との反応を記載している現場プロセスについてはEP−A−0 50
0 944及びEP−A1−0 570 982(引用によって本明細書中に組
み入れられている)を参照のこと。
びポリオレフィン又はポリマー性化合物のような樹脂状材料のような、多孔質粒
状物質を使用して担持することができる。
第2、3、4、5、13又は14族金属酸化物からのものを含む。シリカ、アル
ミナ、シリカ−アルミナ、及びそれらの混合物が特に好ましい。単独で又はシリ
カ、アルミナ、又はシリカ−アルミナと組み合わせて使用できるその他の無機酸
化物は、マグネシア、チタニア、ジルコニアなどである。
0.1乃至約4.0cc/gの範囲内の全細孔容積(pore volume)
、及び約10乃至約500μmの範囲内の平均粒度を有する多孔質シリカである
。表面積が約50乃至約500m2/gの範囲内にあり、細孔容積が約0.5乃
至約3.5cc/gの範囲内にあり、そして平均粒度が約20乃至約200μm
の範囲内にあるのがより好ましい。表面積が約100乃至約400m2/gの範
囲内にあり、細孔容積が約0.8乃至約3.0cc/gの範囲内にあり、そして
平均粒度が約30乃至約100μmの範囲内にあるのが最も好ましい。典型的多
孔質担体物質の平均細孔サイズは、≦10オングストロームである。≦50オン
グストロームの平均細孔直径を有する担体物質が使用されるのが好ましく、平均
細孔直径が約75乃至約350オングストロームの範囲内であるのが最も好まし
い。シリカを約100℃から約800℃までのどこかの温度で約3乃至約24時
間脱水するのが特に望ましいかもしれない。
できる。適する担持技術は、米国特許第4,808,561号及び4,701,
432号(各々が引用によって本明細書中に組み入れられている)中に記載され
ている。米国特許第5,240,894号及びWO94/28034、WO96
/00243、及びWO96/00245(各々が引用によって本明細書中に組
み入れられている)中に記載されているように、メタロセン及び活性剤が組み合
わされ、そしてそれらの反応生成物が多孔質支持体物質上に担持されるのが好ま
しい。或いは、複数のメタロセンを別々に予め活性化し、その後担体物質と別々
に又は一緒に組み合わせることができる。複数のメタロセンが別々に担持された
場合、その後、それらを重合における使用の前に粉末として組み合わせるのが好
ましい。
剤が一度に組み合わされるかにかかわらず、多孔質担体に適用される反応溶液の
全体積は、好ましくは多孔質担体の全細孔容積の約4倍未満であり、より好まし
くは多孔質担体の全細孔容積の約3倍未満であり、そしてさらに好ましくは多孔
質担体の全細孔容積の約1倍より大から約2.5倍未満までの範囲内である。多
孔質担体の全細孔容積を測定する方法は本技術分野においてよく知られている。
好ましい方法が、Volume 1, Experimental Metho
ds in Catalyst Reserach, Academic Pr
ess, 1968年, 第67〜96頁中に記載されている。
、WO91/09882、WO94/03506、WO96/04319、及び
米国特許第5,643,847号(引用によって本明細書中に組み入れられてい
る)中に記載されている。この方法は、一般的に、大幅に脱水され及び脱ヒドロ
キシル化されている従来的なポリマー性又は無機担体上での物理的吸着か、又は
シリカ含有無機酸化物担体中に保持されているヒドロキシル基を、ルイス酸が共
有結合しそしてヒドロキシル基の水素がメタロセン化合物をプロトン化するため
に利用可能になるように、活性化するのに十分に強いルイス酸である中性のアニ
オン先駆体の使用を含む。
技術分野においてよく知られている方法を使用して予備重合させることができる
。予備重合の詳細については、米国特許第4,923,833号及び第4,92
1,825号、EP 0 279 863及びEP 0 354 893を参照
のこと。これらの各々が引用によって本明細書中に完全に組み入れられている。
載した触媒を用いて本発明の分岐したエチレン-プロピレンポリマーを製造し得
る。加えて、複数の直列の反応器における上記反応器種及び/又は複数の反応条
件及び/又は複数の触媒形状の組み合わせも明確に意図されている。
溶液重合法におけるエチレンとプロピレンの重合に向けられている。
は流動媒体として知られていなければ)循環気体流れが重合の熱により反応器中
で加熱される連続的サイクルが用いられる。通常、再循環流れは、反応条件下、
触媒の存在下で流動床を連続的に循環する1つ以上のモノマーを含有する。この
熱は反応器の外部の冷却システムによりサイクルの他の部分で取り除かれる。再
循環流れは、流動床から取り出され、反応器に戻されて再循環される。同時に、
ポリマー生成物が反応器から取り出され、重合されたモノマーと置き換えるため
に新しい又は新鮮なモノマーが添加される(米国特許第4,543,399号、
4,588,790号、5,028,670号、5,352,749号、5,4
05,922号及び5,436,304号を参照。それらのすべてを引用により
本明細書に完全に取込まれている)。
−60℃乃至約280℃の温度が用いられる。スラリー重合では、固体の粒状の
ポリマーの懸濁液が、エチレン、プロピレン及びコモノマー及び触媒とともにし
ばしば水素が添加される液体媒体中又は超臨界重合媒体中で生成される。用いら
れる媒体は重合の条件下で液体でなくてはならず比較的不活性でなくてはならな
い。重合媒体において用いられる液体は不活性な炭化水素溶媒又は希釈剤である
ことができる。例えば、ヘキサン又はイソブタンのようなアルカン又はシクロア
ルカンが用いられ得る。好ましい態様において、ヘキサン又はプロピレンモノマ
ーは重合希釈剤として役立つ。
又は希釈剤は反応器の総内容物の90%以下を構成する。より好ましくは、それ
らは、反応器の総内容物の80%以下を構成する。最も好ましくは、エチレンモ
ノマー、プロピレンモノマー及び不活性炭化水素溶媒又は希釈剤は反応器の総内
容物の70%以下を構成する。好ましい態様において、エチレンモノマー、プロ
ピレンモノマー及び不活性炭化水素溶媒又は希釈剤は反応器の総内容物の50%
以上を構成する。
プロピレンの反応器中の比は好ましくは2.0未満である。より好ましくは、そ
の比は1.0未満である。さらにより好ましくは、0.8未満である。最も好まし
くは、反応器供給原料における不活性炭化水素溶媒又は希釈剤に対するエチレン
及びプロピレンの反応器中の比は0.5未満である。
約50℃乃至約180℃の温度において行われる。より好ましくは、重合は、約
50℃乃至約130℃の温度で行われる。最も好ましくは、重合は、60℃乃至
110℃の温度で行われる。
中で行われ得るか、又は重合は直列の複数の反応器で行われ得る。好ましくは、
重合は連続式で行われる。
プロピレン重合条件であると考えられる。
及び/又はそれに続く反応器中で分子量調節剤として水素が重合系に添加され得
る。異なる水素応答を有するメタロセンが用いられる場合、水素の添加はそれに
応じてポリマー生成物の分子量分布に影響を与える。水素は、分枝の分布にも影
響を与える。
性化が有利であり得る。例えば、連続的溶液相反応器への添加の前の、メタロセ
ンのアルモキサンでの予備活性化は、2つの別な流れにおけるメタロセンと活性
剤の連続的添加よりも高い活性をもたらすことは本技術分野で広範に知られてい
る。さらに、予備接触時間を制御して触媒効率を最大にする、例えば活性化され
た触媒組成物の過度の熟成を避けることは有利であり得る。
、弾性、溶融強度及び低粘度のような溶融特性を示す。本発明の分岐したエチレ
ン-プロピレンポリマーは、ホットメルト接着剤、弾性組成物、改質剤及び成型
製品を含む種々の用途において有用である。
しないことを意図している下記の実施例を参照する。
純度(>99.5%)のヘキサンを、最初に高温度において窒素中で活性化された
塩基性アルミナに、続いて高温度において窒素中で活性化されたモレキュラーシ
ーブに通すことにより精製した。重合級のエチレンを窒素で被覆したラインに直
接供給し、さらには精製をせずに用い、プロピレンを活性化された塩基性フルミ
ナ及びモレキュラーシーブに通すことにより精製した。ジメチルアニリニウムテ
トラキス(ペルフルオロアリールボーレイト)、[DMAH]+[(C6F5)4B]−をBoul
der Scientific Co.(コロラド州、ミード)から入手した。
混合されるのを確保するために、750rpmで回転する平櫂形攪拌機を用いた
。温度制御のための水ジャケットを装備した0.5リットル容の(連続式)Zipperc
lave反応器で重合を行った。最初に反応器をトルエン中で120℃に加熱してポ
リマー残渣を溶解させることにより清浄にし、次に冷却し、排液した。次に、1
10℃におけるジャケット水を用いて反応器を加熱し、反応器を流動窒素で30
分より長い時間パージした。
行った。その合成において用いられたメタロセンは内部供給源から入手した。触
媒、ジメチルシリルビス(2-メチル-インデニル)ZrMe2(「触媒A」)及びジメチ
ルシリルビス(インデニルハフニウムジメチル(「触媒B」)を[DMAH]+[(C6F 5 )4B]−で予備活性化した。連続的反応のための触媒を、HPLCポンプを用い
るステンレス鋼供給ボンベ(100psigで加圧した)から計量して反応器に連
続的に入れた。
応器を用いた。それらの反応においてDMAHで活性化された触媒を用いた。各
実施に、HPLCポンプによる注入/計量のための供給原料ポンベに装入する前
に15分間予備活性された、100mlのトルエン中30mgの触媒A又は触媒
B(1:1.3モルのDMAH) を用いた。ヘキサン、プロピレン及びエチレン
供給原料を18リットル容の供給原料槽中で予備混合した。プロピレン/ヘキサ
ン配合物の分圧より高いエチレン分圧の制御した添加によりエチレン濃度を制御
した。エチレン添加の後に、供給原料槽を密閉し、次に窒素で200psigに
加圧した。供給原料を計量して反応器に入れるため、及び反応温度において反応
媒体の発泡を阻止するために十分に圧力を上げるために容量型ポンプを用いた。
このように、液体完全反応を行った。反応器圧を下流背圧制御機を用いて制御し
た。最も高いポンプの設定において、0.5リットル容の反応器本体を用いて約
2分間の滞留時間が得られた。
り測定した。分岐程度をGPC/Visで測定し、GPCトレースにおける各分
子量においてg’として報告した。測定したg’を分岐した構造と関連づけるこ
とは、各々の分子量における分岐した構造物(単一分岐した、二重に分岐した、
三重に分岐した等)の各母集団についての分枝サイズのランダム分布を仮定するZ
imm-Stockmayer理論の適用を必要とする。B.H. Zimm及びW.H. Stockmayerによる
J. Chem. Phys. 17巻、1301頁(1949年)を参照。
示す。
細書に開示された方法及び生成物における種々の変更が、請求の範囲において定
義されている本発明の範囲から逸脱することなく行われることは当業者には明ら
かであろう。
Claims (15)
- 【請求項1】 プロピレン、エチレンコモノマー及び任意に他のコモノマー
を含む半結晶性の、大部分がプロピレンの組成物であって、当該エチレン−プロ
ピレン組成物の全コモノマー含量が5乃至40モルパーセントであり、更に、当
該エチレン−プロピレン組成物の高い分子量領域における重量平均分岐指数g’
が0.95より小さい、組成物。 - 【請求項2】 当該エチレン−プロピレン組成物の高い分子量領域における
重量平均分岐指数g’が0.90より小さい、請求項1の組成物。 - 【請求項3】 当該エチレン−プロピレン組成物の高い分子量領域における
重量平均分岐指数g’が0.85より小さい、請求項1の組成物。 - 【請求項4】 1つ以上の当該他のコモノマーが、C4−C20のα−オレ
フィン類、対にして二置換されたモノマー類、C5−C25の環状オレフィン類
、C8−C25のスチレン性オレフィン類及び、少ない炭素数(C3−C8)の
アルキル置換された環状及びスチレン性オレフィンの類似体類からなる群から選
択される、請求項1乃至3のいずれか1請求項の組成物。 - 【請求項5】 1つ以上の当該他のコモノマーが、当該エチレン−プロピレ
ン組成物の3乃至25モルパーセントを構成する、請求項4の組成物。 - 【請求項6】 分岐したエチレン−プロピレン組成物を生産する方法であっ
て、該方法が、 a)反応器中で、プロピレンモノマー及びエチレンモノマーを、不活性な炭化
水素溶媒又は希釈剤、及び約50℃乃至約180℃の温度でエチレン−プロピレ
ンポリマーを生産できる1つ以上の単座触媒化合物を含む触媒組成物と接触させ
、ここで、当該不活性炭化水素溶媒又は希釈剤に対する当該プロピレン及びエチ
レンモノマーの反応器中での比は、2.0より小さく、更に、当該プロピレン及
びエチレンモノマーと当該不活性炭化水素溶媒又は希釈剤が、該反応器の総内容
物の90%以下を構成する、及び、 b)分岐したエチレン−プロピレン組成物を回収する、ここで、当該エチレン
−プロピレン組成物の高い分子量領域での重量平均分岐指数g’は0.95より
小さい、 ことを含む、当該組成物の生産方法。 - 【請求項7】 当該1つ以上の単座触媒化合物が、1つ以上のメタロセン触
媒化合物を含む、請求項6の方法。 - 【請求項8】 工程a)が、該プロピレンモノマーを、アルモキサン助触媒
又は非配位性アニオン前駆体により活性化された当該1以上のメタロセン触媒化
合物と接触させる方法により行われる、請求項7の方法。 - 【請求項9】 当該1以上のメタロセン触媒化合物が、置換され架橋された
ビスインデニルジルコノセン類及び置換され架橋されたビスインデニルハフノセ
ン類からなる群から選択される、請求項7及び8のいずれか1請求項の方法。 - 【請求項10】 当該触媒組成物が、非配位性アニオン前駆体で活性化され
た置換され架橋されたビスインデニルジルコノセンから成る、請求項9の方法。 - 【請求項11】 当該架橋されたビスインデニルジルコノセンがジメチルシ
リル(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロライドである
、請求項10の方法。 - 【請求項12】 工程a)が、当該プロピレンとエチレンモノマー及び当該
不活性炭化水素溶媒又は希釈剤が、該反応器の総内容物の80%以下を構成する
方法で行われる、請求項6乃至11のいずれか1請求項の方法。 - 【請求項13】 工程a)において、当該プロピレン及びエチレンモノマー
を、50乃至130℃の温度で接触させる、請求項6乃至12のいずれか1請求
項の方法。 - 【請求項14】 当該不活性炭化水素溶媒又は希釈剤に対する当該プロピレ
ン及びエチレンモノマーの反応器中の比が1.0より小さい、請求項6乃至13
のいずれか1請求項の方法。 - 【請求項15】 当該方法が連続的である、請求項6乃至14のいずれか1
請求項の方法。
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