JP2003064127A - 水添異性化炭化水素生成物の製造方法、水添異性化炭化水素生成物および潤滑油 - Google Patents
水添異性化炭化水素生成物の製造方法、水添異性化炭化水素生成物および潤滑油Info
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Abstract
する。 【解決手段】(a)周期表IVb族の遷移金属の化合物
とアルミノキサンとを含むシングルサイト触媒の存在下
にエチレンと第一のオレフィンを重合させることによっ
て、前駆体重合体を生成させる。次いで、(b)前駆体
重合体の少なくとも一部を水添異性化することによっ
て、水添異性化炭化水素生成物を生成させる。
Description
ィン重合体、その生産方法、および低分子量の液状、固
体またはワックス状製品としてのエチレン−オレフィン
重合体の使用方法に関するものである。
低い揮発性と高い酸化安定性とを有する高性能合成基油
の必要性が生じた。最近、ポリα−オレフィン(PA
O)が合成基油として使用されているが、しかしコスト
が高い。このため、同等の性能あるいは一層優れた性能
を有する合成炭化水素のような、PAOに対する低コス
トの代替品に対する要望がある。本発明は、部分的に
は、合成基油を、市販のPAOと同等の性能を有する機
械油へと直接に調合することができ、あるいは異なる粘
土等級の油へと精留することができるという、驚くべ
き、予期せざる発見に基づいている。
々の従来技術文献が入手可能である。米国特許第4,6
68,834号、4,542,199号、5,446,
221号、4,704,491号、4,377,720
号、4,463,201号、4,769,510号、
4,404,344号、5,321,107号、5,1
51,204号、4,922,046号、4,794,
096号、4,668,834号、4,507,515
号、5,324,800号を参照する。これらの従来技
術特許の多くは、遷移金属錯体とアルミノキサン(alum
inoxane)とを含む触媒の組み合わせを使用してエチレン
またはポリα−オレフィンを重合させることに関するも
のである。
低いコールドクランキング粘度、高い燃焼点、および優
れた酸化安定性を有するポリオレフィンの重合体を提供
する。
産するための基油として有用な、新規な一連のエチレン
−オレフィン共重合体およびターポリマー組成物を提供
することである。本発明の他の目的は、エチレンとオレ
フィンとの共重合体を製造する方法であって、得られた
共重合体が、高い粘度指数、低い流動点、低いコールド
クランキング粘度を有するような生産方法を提供するこ
とである。本発明の更に他の目的は、エチレン、オレフ
ィンおよび第三のモノマー反応体のターポリマーであっ
て、合成基油として特有の特性を有するターポリマーを
調製する方法を提供することである。本発明の更に他の
目的は、本発明の前記共重合体およびターポリマーの熱
分解(クラッキング)によって得られる一連の新規な重
合体生成物と、この生成物を生産する方法とを提供する
ことである。本発明の更に他の目的は、前記熱分解法の
水素添加生成物である一連の重合体生成物と、この生成
物を生産する方法とを提供することである。本発明の他
の目的は、合成潤滑油の生産のための合成基油を提供す
ることである。更なる目的は、化粧品、服飾、家庭用
品、およびパーソナルケア用品用の新規な液状およびワ
ックス状の製品を提供することである。本発明の他の目
的は、シーラント、熱可塑性エラストマー、ゴムおよび
成形製品として有用な固形およびゴム状のプラスチック
を提供することである。
本発明は、エチレン−オレフィン共重合体の製造方法を
提供し、本方法は、(a)エチレンと少なくとも一種の
オレフィンとを、周期表のIVb族の遷移金属の化合物
とアルミノキサンとを含む助触媒の組み合わせの存在下
に重合させて共重合体を生成する工程を含み;および必
要に応じて、(b)前記共重合体の少なくとも一部を熱
分解に供して分解炭化水素を生成させ、あるいは前記共
重合体を水素化異性化(水添異性化)して異性体炭化水
素生成物を生成させる工程を含む。
られた新規な共重合体と、新規な熱分解生成物とを提供
する。また、本発明は、この熱分解法によって得られた
重合体を水素添加して水素添加共重合体を生成させるこ
とを含む。
成する共重合体は、次のように特徴付けることができ
る。 (a)50−75%のエチレン (b)<2000の分子量 (c)<2.5の分子量分布 (d)<53の臭素価 (e)頭と尾との分子型(ヘッドトゥテイル分子型:he
ad to tail structure) (f)約0℃未満の流動点
ーの生産方法は、エチレン、少なくとも一種のエチレン
とは異なるオレフィンモノマー、3より多い炭素鎖数を
有するオレフィンのような、エチレン性不飽和炭化水素
からなる少なくとも一種の第三のモノマーを、重合条件
下で、周期表のIVb族の遷移金属の化合物とアルミノ
キサンとを含む組み合わせ触媒の存在下で反応させる。
また、この方法の結果として生産された新規なターポリ
マーを提供する。この新規なターポリマーも、熱分解、
水素添加、あるいは水添異性化が可能である。
ィン性重合体との共重合体を生産する方法に関するもの
であり、エチレンと、3−20個の炭素原子を有する一
種以上のオレフィンモノマーとを、重合条件下で、周期
表のIVb族の遷移金属の化合物とアルミノキサンとを
含む組み合わせ触媒の存在下に重合させる。他の実施形
態においては、こうした得られた共重合体を、熱分解ま
たは水添異性化に供し、必要に応じて、分解された重合
体を水素添加に供する。
合体を生産する方法に関するものであり、エチレンと、
3−20個の炭素原子を有する一種以上のオレフィンモ
ノマーとを、周期表のIVb族の遷移金属の化合物とア
ルミノキサンとを含む組み合わせ触媒の存在下に重合さ
せ、こうして得られた重合体を水添異性化する。
て、エチレンモノマーと、適切な反応性を有する一種以
上の他のオレフィンモノマーとの反応によって得られた
共重合体を意味する。このエチレン−オレフィン重合体
は、本方法において反応したモノマーの数に応じて、例
えば、共重合体、ターポリマー、テトラポリマー等であ
ってよい。
合反応装置内へと供給するべき出発原料は、エチレン
(エテン)と、約3−20個の炭素原子を有する一種以
上のオレフィンとの混合物である。この出発原料中のエ
チレンの含有量は、好ましくは約2−80mol%であ
り、好ましくは約4−55mol%であり、オレフィン
の含有量は好ましくは約20−98mol%であり、好
ましくは約35−96mol%である。
できる3−20個の炭素原子を有する一種以上のオレフ
ィンの特定例は、1−プロペン(プロピレン)、1−ブ
テン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、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、スチレンおよびα−メチルスチレン、2−メチル
−ブテン、2−メチル−1−ヘキセン、3−メチル−1
−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、2−メチル−1
−ペンテン、2−メチル−1−プロペンである。
の共重合体およびターポリマーを提供する。一般的に
は、重合反応で使用するエチレンの量が約60mol%
未満である場合に、液状の共重合体とターポリマーとが
生成する。しかし、より多量のエチレンを使用しても、
一層長い側鎖(例えば炭素数6以上)を重合体中に導入
するようなコモノマーを使用した場合にも、液状の重合
体が生成し得る。
の固体)と固形の重合体も提供する。通常、こうした重
合体は、エチレンの含有量が約75mol%を越える場
合に生成する。しかし、エチレン含有量が75%より高
くない場合にも、他のコモノマーによっては固形および
半固形の重合体が生成することがある。
媒は、こうした重合反応用の触媒として良く知られてい
る。この触媒は、好ましくは、(a)周期表のIVb族
の遷移金属の化合物であるメタロセン化合物と、(b)
アルミノキサンとの組み合わせである。
クロペンタジエニル、インデニル、フルオレニル基から
なる群より選ばれた一つあるいは二つのハプト(連結)
η5配位子を有する三価あるいは四価の金属であり、配
位子の最大数から0個までの水素がアルキル基、アルケ
ニル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキ
ル、またはベンゾラジカルによって置換されている。二
つのη5配位子がある場合には、これらは同じであって
よく、異なっていてよく、いずれかが架橋基によって結
合されており、架橋基は炭素数1−4のアルキレン、R
2Si、R4Si 2、R2Si−O−Si−R2、R2
Ge、R2P、R2N(Rは水素、アルキルまたはアリ
ールラジカルである)基からなる群より選択されてお
り、あるいは、これら二つのη5配位子は結合されてい
ない。非ハプト配位子はハロゲンとRとのいずれかであ
り、四価または三価の遷移金属に対しては、それぞれこ
うした配位子が二つあるいは一つ存在する。ハプトη5
配位子が一つだけ存在する場合には、それはシクロペン
タジエニル、インデニル、フルオレニル基からなる群よ
り選択されており、その最大数から0個までの水素がR
またはベンゾラジカルによって置換されている。遷移金
属は、+4と+3との酸化状態において、それぞれ三
つ、あるいは二つの非ハプト配位子を有するであろう。
このハプト配位子の一個の水素は、炭素数1−4のアル
キレン、R2Si、R4Si2を通してη5環へと連結
されている、NR、NR2、PR、PR2からなる群よ
り選ばれたヘテロ原子部分によって置換されていてよ
い。非ハプト配位子の適切な数は、配位結合であるNR
2またはPR2部分の場合には四価の金属に対して三つ
であり、三価の金属に対しては非ハプト配位子は一つ少
ない。これらの数は、共有結合であるNRまたはPR部
分の場合には、一つ減少する。
例示すると、ビス(シクロペンタジエニル)ジメチル−
チタン、ビス(シクロペンタジエニル)ジイソプロピル
チタン、ビス(シクロペンタジエニル)ジメチルチタ
ン、ビス(シクロペンタジエニル)メチルチタン モノ
クロリド、ビス(シクロペンタジエニル)エチルチタン
モノクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)イソプロ
ピルチタン モノクロリド、ビス(シクロペンタジエニ
ル)チタン ジクロリド、ジメチルシリレン(1−η5
−2,3,4,5−テトラメチルペンタジエニル)(t
−ブチルアミド)チタン ジクロリド、2−ジメチル
アミノエチル−η5−シクロペンタジエニル チタン
ジクロリドである。
合物を例示すると、ビス(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、ビス(シクロペン
タジエニル)ジメチル−ジルコニウム、ビス(シクロペ
ンタジエニル)ジエチルジルコニウム、ビス(メチルシ
クロペンタジエニル)ジイソプロピルジルコニウム、ビ
ス(シクロペンタジエニル)メチルジルコニウム モノ
クロリド、ビス(シクロペンタジエニル)エチルジルコ
ニウム モノクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)
ジルコニウム ジクロリド、rac−エチレン ビス
(1−η5−インデニル)ジルコニウム ジクロリド、
rac−エチレン ビス(1−η5−インデニル)ジル
コニウム ジクロリド、rac−エチレン ビス(1−
η5−4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジル
コニウム ジクロリド、およびイソプロピリデン−(1
−η5−シクロペンタジエニル)(9−η5−フルオロ
ニル)ジルコニウム ジクロリドである。
ロペンタジエニル)ジメチルハフニウム、ビス(シクロ
ペンタジエニル)メチルハフニウム モノクロリドおよ
びビス(シクロペンタジエニル)ハフニウム ジクロリ
ドである。
キサン助触媒は、重合体アルミニウム化合物であり、こ
れは一般式(R−Al−O)nで表し得る環状化合物で
あるか、あるいは一般式R(R−Al−O−)nAlR
2で表される直線状化合物である。この一般式におい
て、Rは、炭素数1−5のアルキル基、例えばメチル、
エチル、プロピル、ブチルおよびペンチル基であり、n
は1−約20の整数である。最も好ましくは、Rはメチ
ルであり、nは約4である。一般に、例えばアルミニウ
ムトリメチルと水とからアルミノキサンを調製するのに
際しては、直線状と環状との化合物の混合物が得られ
る。
有する触媒の比率は、重合反応内の遷移金属の化合物を
含有する触媒の濃度として、例えば10-8−10-2グラ
ム・原子/リットルであってよく、好ましくは10-7−
10-3グラム・原子/リットルであってよい。使用する
アルミノキサンの比率は、重合反応中のアルミニウム原
子の濃度として、例えば10-4−10-1グラム・原子/
リットルであってよく、好ましくは10-3−5×10-2
グラム・原子/ リットルであってよい。重合反応系中に
おけるアルミニウム原子の遷移金属に対する比率は、例
えは、25−106 の範囲内であってよく、好ましくは
50−104 の範囲内である。重合体の分子量は、水素
を使用することによって、および/または重合温度を調
節することによって、あるいはモノマーの濃度を変更す
ることによって、調節できる。
は、R3 Alなしに、他の助触媒を使用しても実施でき
る〔重合体科学誌: パートA、重合体の化学(Journal
of Polymer Science:Part A: Polymer Chemistry), V
ol.32, 2387-2393 頁(1994 年)〕。
を示したけれども、同等の触媒と組み合わせもまたオレ
フィンの重合を実施するのに使用できる。
しに、あるいは炭化水素溶媒中で実施できる。この目的
に適した炭化水素溶媒は、ブタン、イソブタン、ペンタ
ン、ヘキサン、オクタン、デカン、ドデカン、ヘキサデ
カンおよびオクタデカンのような脂肪族炭化水素;シク
ロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサンお
よびシクロオクタンのような環式脂肪族炭化水素;ベン
ゼン、トルエンおよびキシレンのような芳香族炭化水
素;およびガソリン、ケロセン、潤滑剤基油および軽油
のような石油留分である。出発原料であるオレフィン
は、それ自体が炭化水素媒体として作用する場合があ
る。これらの炭化水素媒体の中では、芳香族炭化水素と
出発原料のオレフィンとが、本発明の方法において好ま
しく使用できる。
は、例えば、約0℃から約200℃の範囲内であってよ
く、好ましくは約40℃から約120℃の範囲内であっ
てよい。
に実施した場合には、不飽和(二重結合)を含む、高い
臭素価を有する液状の共重合体が得られる。この共重合
体は、通常は、高分子量の共重合体である。重合反応を
水素の存在下に行った場合には、臭素価が低いか、ある
いは実質的に臭素価が0であるような液状の重合体を得
ることができる。幾らかの不飽和度が存在することがあ
る。水素を使用して、共重合体の分子量を制御(低下)
する。過剰の溶媒を蒸留によって除去でき、軽い共重合
体(ASTM D−2887 に規定の模擬蒸留におい
て700°F以下の沸点)を、真空下での蒸留によって
回収する。
オレフィンモノマーとの重合反応によって得られた本生
成物は、合成潤滑剤用の基油として好適な共重合体であ
る。本重合体は、50−75%のエチレンを含有し、1
000を越える分子量を有しており、2を越える分子量
分布を有しており、2を越える臭素価を有しており、乱
雑なモノマー分布を有する、頭から尾の分子型を有する
点に特徴がある。
モノマー単独、あるいは他のビニリデンではないモノマ
ーとの共重合によって得られたビニリデンオレフィン重
合体、共重合体およびターポリマーを提供する。ビニリ
デンモノマーは、次の式によって特徴付けられる。CH
2 =CR1 R2
0の脂肪族基、環式脂肪族基および芳香族基からなる群
より独立して選ばれている。好ましいビニリデンモノマ
ーは、2−メチルプロペン(イソブチレン)である。ビ
ニリデンモノマーのホモポリマーを製造することがで
き、あるいはビニリデンモノマーを、一種以上のコモノ
マーと反応させることができ、コモノマーは第二のビニ
リデンモノマーか、α−オレフィンであってよい。好適
なα−オレフィンコモノマーは、エテン、プロペン、ス
チレン、エチリデン ノルボルネン、非共役ジエン、ノ
ルボルネン等である。
発明の他の重合体と同じ方法で同じ条件下で製造する。
しかし、触媒量のトリイソブチル アルミニウム(TI
BA)、TeCl2 触媒、〔(C5 Me4 )SiMe
2-3 N(t−Bu)〕TeCl 2 、およびほう酸塩であ
るトリフェニル カルベニウム テトラキス(ペンタフ
ルオロフェニル)ボレートを含有する三触媒系を使用す
ることが好ましい。これらのモノマーを、この触媒系
と、約20℃から約40℃の温度範囲で、約5−25p
sigの重合圧力で、0.5−2時間の保持時間で、好
ましくは水素の存在下に接触させる。反応体の好適な比
率は、オレフィンとビニリデンオレフィンとに対して、
50−95mol%のビニリデンオレフィンに対してオ
レフィンが約5−50mol%であり、必要に応じて水
素が約0−2mol%である。
エチレンとは異なる第三のモノマー反応体とオレフィン
重合体とを、最初の重合反応中に含有させることによっ
て、ターポリマー生成物を生成させることができる。こ
の第三の成分は、重合反応が生じえるように不飽和結合
を含んでいなければならず、また4−20個の炭素原子
を有するオレフィンからなる群より選択される。
有するオレフィンであり、例えば1−ブテン、1−ペン
テン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1
−デセン、1−ウンデセンおよび1−ドデセン、2−メ
チル−1−ペンテン、スチレン、α−メチルスチレン、
2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、4
−メチル−1−ペンテン、2−メチル−1−ペンテン、
2−メチル−1−プロペンである。
際には、全組成物に基づいて、第三のモノマーを、約
0.1mol%から最大40mol%、好ましくは約1
mol%−20mol%使用することが好ましい。
ポリマーは、エチレン、エチレンとは異なる第一のオレ
フィン、およびエチレンおよび第一のオレフィンと異な
る、好ましくは4−約20個の炭素原子を有する第二の
オレフィンの液状ターポリマーとして特徴付けられ、か
つ (a)10%−80%のエチレン (b)14%−80%の前記第一のオレフィン、 (c)1%−10%の前記第二のオレフィン、 (d)300−10,000の分子量、 (e)<2.5の分子量分布 (f)0−53の範囲内の臭素価を有することを特徴と
する。
応から得られた本ターポリマーは、合成潤滑油の合成基
油として、および化粧品および医薬品において使用する
ためのホワイト油としても有用である。この第三のモノ
マーは、最終的な基油の流動点を低下させることによっ
て、有利な作用をもたらす。
いるために、触媒や重合反応条件に変更が必要となる場
合がある。明らかに、ターポリマーを生産するために、
反応中に他のあるいは付加的な異なるモノマーを含有さ
せることができる。
合反応によって得られた共重合体またはターポリマー中
間体を、分解、好ましくは熱分解に供する。上記したよ
うに、いったん重合反応が完結すると、過剰の溶媒を除
去し、ASTM D−2887 に規定の模擬蒸留にお
いて約700°F未満の沸点を有する重合体を、蒸留に
よって回収する。触媒は、共重合体またはターポリマー
から、塩基の水溶液(例えば1M NaOH)または酸
の水溶液(例えば1M HCl)によって洗浄すること
ができる。次いで、得られた共重合体またはターポリマ
ー生成物を、好ましくは加熱条件下に分解に供するが、
しかし本技術分野において知られている触媒分解も使用
できる。この熱分解法は、約250℃−約550℃、好
ましくは約350℃−約450℃の温度範囲で実施す
る。
ば、約0.1−30mmHg真空圧、好ましくは約0.
2−約10mmHg真空圧の範囲内であってよい。
液または酸水溶液によって、および水によって洗浄でき
る。好ましくは、分解された供給物を1MのNaOH水
溶液によって洗浄し、次いで多量の水によって洗浄す
る。
重結合)を含有する共重合体、ターポリマーまたはその
セグメントが生成する。この熱分解重合体生成物は、合
成潤滑油の合成基油としても有用である。
ィンとの液状の共重合体として記載することができ、こ
の共重合体は、 (a)10%−75%のエチレン (b)<2000の分子量、 (c)<2の分子量分布、 (d)<53の臭素価、および (e)頭から尾の分子型を有することを特徴とする。
一のオレフィン、および3−約20個の炭素原子を有す
る第二のオレフィンの液状のターポリマーとして記載す
ることができ、このターポリマーは、 (a)10%−80%のエチレン (b)14%−80%の前記第一のオレフィン、 (c)1%−10%の前記第二のオレフィン、 (d)300−10,000の分子量、 (e)<2.5の分子量分布、および (f)0−53の範囲内の臭素価を有することを特徴と
する。
体の実質的に中心でクラッキングを起こし、あるいは分
離するように見える。これらは、特に2、4または6セ
ンチストークスの油として有用な、狭い分子量範囲を有
する生成物である。例えば、約1200の分子量を有す
る重合体においては、得られた分解生成物は、それぞれ
600の分子量を持つ二つのセグメントを含むであろ
う。また、分解後に、これらのセグメントは、ビニリデ
ン不飽和結合を排他的に示さず、むしろアリル不飽和結
合と幾らかの内部二重結合とを示すであろう。
の臭素価は、0−最大1.0の範囲内であろうし、その
100℃での動粘度は2−16cStの範囲内であろう
し、その粘度指数は140−160であろうし、その流
動点は0℃未満であろう。
成物を、水素ガスとの反応によって、触媒量(0.1−
5重量%)の触媒の存在下に水素添加する。好適な水素
添加用触媒の例は、周期表のVIII族の金属であり、
例えば鉄、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム
および白金である。好適な実施形態では、これらの触媒
を、アルミナ上、シリカゲル上、または活性炭上に堆積
させる。これらの触媒の中では、パラジウムとニッケル
とが好ましい。活性炭上のパラジウムと、珪藻土上のニ
ッケルとがとりわけ好ましい。
は不存在下で実施する。溶媒は、容積を増大させるため
だけに必要である。好適な溶媒の例は、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、
メチルシクロヘキサンおよびシクロオクタンのような炭
化水素;トルエン、キシレンまたはベンゼンのような芳
香族炭化水素である。水素添加反応の温度は、例えば、
約150℃−約500℃で変化してよく、好ましくは約
250℃−350℃で変化してよい。この水素添加反応
の圧力は、例えば250−1000psigの範囲内で
あってよい。次いで、この水素添加された重合体生成物
を、通常法によって回収する。この水素添加された生成
物においては、分解工程で生成した二重結合は水素添加
され、これによって重合体は異なる型の生成物となる。
この水素添加された生成物は、約300−1000の範
囲内の分子量を有しており、100℃での動粘度は約6
−16センチストークスとなる。
て得られたエチレン−オレフィン重合体またはターポリ
マーを、触媒量(0.1−5重量%)の酸性水添異性化
触媒の存在下に水添異性化することができる。本方法で
採用する水添異性化の温度は、約250℃−約550℃
の範囲内であり、好ましくは約150℃−300℃の範
囲内である。
約250−1000psig水素圧の範囲内であってよ
く、好ましくは約300−約500psig水素圧であ
ってよい。得られた水添異性化された生成物において
は、その炭素部分は、異なる分子構造へと再配列されて
いる。
性のモレキュラーシーブ上に担持された、周期表のVI
−VIII族の遷移金属、これらの酸化物、あるいは金
属と酸化物との組み合わせがある。この金属は、Pd、
Ni、Pt、Moを含んでいる。金属酸化物は、Pd
O、NiO、MoO3 を含んでいる。モレキュラーシー
ブは、ゼオライトA、L、X、Yのような合成ゼオライ
ト、およびモルデン沸石、斜方沸石、毛沸石およびシャ
プチロ沸石のような天然ゼオライトが含まれる。好適な
水添異性化触媒には、酸性ゼオライトX上に担持された
Pd、ゼオライト上に担持されたNi/MoO3 および
ゼオライト上のNi/NiOがある。
して有用である。本発明の基油は、合成潤滑剤として現
在市販されているポリα−オレフィンに比べて、潤滑性
において同等であるかあるいは向上しており、しかし生
産が一層安価である。
大約5%まで、一種以上の通常の潤滑油添加剤を調合す
ることができる。こうした添加剤としては、清浄剤パッ
ケージ、流動点降下剤、粘度指数向上剤および他の添加
剤、例えば抗酸化剤、清浄作用を有する添加剤、粘度を
上昇させる化合物、抗腐食剤、あわ消し剤、潤滑作用向
上剤および潤滑油に対して通常添加される他の化合物が
ある。
に提示するものであるが、本発明の範囲をいかなる意味
においても制限するものと考えてはならない。
のオートクレーブ反応器を直列に接続した)を完全に窒
素でパージし、300mlの乾燥トルエン(カリウムで
乾燥した)を収容した。エチレン、プロピレンおよび水
素を同時に、かつ連続的に、マスフローコントローラー
を通して反応器の底部へと、それぞれ2000cc/
分、1900cc/分および240cc/分の速度で供
給した。メチルアルミノキサンのトルエン溶液をAlの
含有量に基づいて1.5mg・原子/時間で、かつビス
(イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウム
ジクロリドのトルエン溶液をZrの含有量に基づいて1
5×10-3mg・原子/時間で、同時にかつ連続的に反
応器内へとポンプで供給した。エチレンとプロピレンと
を、50℃、15psigの圧力で重合させた。反応が
進行している間中、反応器の内側のコイル管を通過して
循環する熱伝導液によって温度を+/−2℃に維持し
た。過剰のモノマーと水素とを連続的に1時間当たり
0.4立方フィートで排出し、反応器内のガス濃度を一
定に保持した。
から回収容器へと移した。圧力を背圧バルブ(15ps
ig)によって制御した。この生成物を、トルエンと共
に、回収容器から回収し、トルエンを回転エバポレータ
ー上で除去した。この生成物を1MのNaOH水溶液に
よって洗浄し、続いて多量の水によって洗浄した。透明
な液状重合体(1時間当たり245グラム)を得た。得
られた液状重合体は、100℃で40cStの動粘度
と、173の粘度指数と、1400のMnと、2.44
のMw/Mnと、4.7の臭素価とを有していた。こう
して得られた共重合体は、62%のエチレンを含有して
いた。
条件と、エチレン/プロピレンの供給比率とを変更し
た。この結果と生成物の特性とを表1に要約する。
7の模擬蒸留で700°F未満の沸点)を、真空下で蒸
留した。残った粘性油(500グラム)を、短絡蒸留塔
とレシーバーとに結合された丸底フラスコ内に収容し
た。この内容物を350℃−450℃に、0.2−2m
mHgの真空圧で加熱した。フラスコの内部で、液状の
重合体を熱的に分解させた。いったん重合体が熱分解す
ると、分解した重合体は同時に減圧下ではこの温度範囲
で蒸発し、レシーバー内で濃縮され、420グラムの透
明な油を与えた。フラスコ中には、残留した触媒と共
に、約15グラムの重合体が残留した。濃縮された分解
生成物の特徴は、Mn 797;Mw/Mn 1.3
4;100℃での動粘度 7.29cSt;VI 16
0;臭素価 18.9であった。
末とを、ジッパークレーブ反応器内に収容し、500p
sigの水素を満たした。7時間、250℃で攪拌した
後に、反応器を室温へと冷却した。前記触媒をセライト
によって減圧下で濾過し、0.1未満の臭素価を有する
透明な無色の液状油を得た。C−13NMRでのδ1
1.4ppmのピークによって、イソブチル基の存在が
証明された。
に、45.9グラムの窒素−珪藻土のペレットを充填し
た。実施例2で得られた分解油の一部を、連続的に、上
方へと、1.5ml/分の速度で、350℃(内部温
度)および750psig水素圧のカラムを通してポン
プで供給した。この水素は、カラムを通して、別の管か
らも上方へと流していた。この水素添加された生成物
を、カラムの他方の端部で回収し、0.1未満の臭素価
を有する透明な無色の液状油を得た。C13 NMRで
δ11.4ppmのピークがあることから、イソブチル
基の存在が証明された。
実施例4の方法Bに記載したものと同じ手順を採用し
て、同じ機器内で実施した。ただし、前記のNi−珪藻
土触媒を、32グラムの酸性モレキュラーシーブ(X型
のゼオライト)に担持されたPdによって置き換えた。
このPdを担持したゼオライトは、モレキュラーシーブ
X13(50グラム)を、塩化アンモニウム(13グラ
ム)およびPd(NH3 )2 Cl2 ( 1グラム)によっ
て、水溶液中で90℃で処理することによって、調製し
た。水を分離した後、次いで処理済のゼオライトを,4
50℃で4時間仮焼した。水添異性化を、280℃で、
350psigの水素圧下で実施した。この水添異性化
生成物は、0.1未満の臭素価を有する透明な無色の液
体である。C−13NMRによれば、δ10.9ppm
に特徴的な内部のエチル基が示され、δ11.4ppm
に特徴的な末端エチル基が示された。また、高解像度C
−13MMRが明らかにしたところによれば、少なくと
も六種類の相異なるメチル炭素の信号が、14.16、
14.21、14.42、14.45、14.58およ
び14.63ppmに見られた。
した。ただし、市販のPd担持ゼオライトを使用した。
0.1未満の臭素価を有する異性化した無色の液体が得
られた。
加剤を添加することによって、5W30等級の機械油へ
と調合した。この調合と、得られた物理的特性とを表2
に示し、ポリα−オレフィンから製造した5W30等級
の市販の合成油と比較した。表2において、(DI)は
清浄阻止剤パッケージであり、(VI向上剤)は粘度指
数向上剤である。
例4の基油から生成した機械油は、より高価な合成PA
O油に匹敵する特性と性能とを示す。
cSt、4cStおよび6cStの基油を得た。これら
の物理的特性を表3に示す。
反応はバッチ反応とした。1リットルのオートクレーブ
反応器を窒素によって完全にパージし、次いで300m
lの乾燥トルエンを収容した。マスフローコントローラ
ーを通して、エチレン、プロピレン、1−ブテンおよび
水素を、反応器内へと、それぞれ4000cc/分、3
600cc/分、400cc/分および400cc/分
で供給した。トルエン溶液中のメチルアルミノキサン
を、アルミニウム原子として46.9mg・原子と、ト
ルエン溶液中のビス(イソプロピルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウム ジクロリドを、ジルコニウム原子と
して0.015mg・原子とを、50℃で、15psi
gの圧力で注入した。3時間後に、反応を1%の塩酸水
溶液によってクエンチし、次いで1MのNaOH水溶液
によって洗浄し、続いて多量の水によって洗浄した。ト
ルエンを除去した後、この反応によって348グラムの
液状のターポリマーが得られた。本反応生成物の重合条
件と物理的特性とを表4に要約する。この粗反応生成物
を、実施例3に記載したようにして熱分解し、続いてヴ
ィグロウカラムを通して軽い重合体を留去した。この残
滓を、活性炭上の10%Pdを1重量%使用して水素添加
した。この最終生成物である水素添加液状ターポリマー
は、100℃での動粘度が9.6cStであり、粘度指
数が158であり、Mnが1006であり、Mw/Mn
が1.24であった。このターポリマーの組成は、C−
13NMRによって測定したが、72mol%のエチレ
ンと、25mol%のプロピレンと、3mol%のブテ
ンであった。この物理的特性を表5に要約する。
たが、ただし反応器にエチレン、プロピレン、1−ブテ
ンおよび水素を、それぞれ、4000cc/分、398
0cc/分、995cc/分および540cc/分の速
度で供給した。この重合条件と、生成物の物理的特性と
を表4に要約する。
分解し、水素添加することによって、100℃における
動粘度が9.9cStであり、粘度指数が150である
無色の液体を得た。このターポリマーの組成と物理的特
性とを表5に要約する。
たが、ただし反応器に25mlの1−デセンを注入し、
エチレン、プロピレンおよび水素を、それぞれ、400
0cc/分、3980cc/分および480cc/分の
速度で供給した。反応を3時間にわたって進行させ、4
44グラムの液状ターポリマーを得た。この重合条件
と、生成物の物理的特性とを表4に要約する。
して分解し、水素添加することによって、100℃にお
ける動粘度が9.8cStであり、粘度指数が159で
ある無色の液体を得た。このターポリマーは、4.2重
量%の1−デセンを含有していた。この物理的特性を表
5に要約したが、本ターポリマーが、対照例Aの共重合
体よりも良好な(低い)流動点を有することを示してい
る。
ィンを添加することなく、重合を行った。この反応生成
物と、最終的な水素添加された分解液状ターポリマーと
の物理的性質を、表4および5に示す。
5.2の割合で、7リットルのシリンダー内で105.
2psigの全圧となるように混合した。このシリンダ
ーの温度を、50℃まで加熱し、50℃に少なくとも2
時間維持し、ガスを混合した。0.5リットルのオート
クレーブ反応器中へと、100mlのトルエンを収容
し、続いて前記ガス混合物を50℃,15psigで収
容した。4Aのモレキュラーシーブによって乾燥した2
mlの1−ヘキセンを、反応器内へと注入し、続いてア
ルミニウム原子として15mg・原子のメチルアルミノ
キサンと、ジルコニウム原子として0.015mg・原
子のビス(i−プロピルシクロペンタジエニル)ジルコ
ニウム ジクロリドとをトルエン溶液として注入した。
3時間後、重合生成物を1%HCl/MeOHによって
クエンチし、100mlの0.5MのNaOH水溶液に
よって洗浄し、次いで水洗した。この溶媒を回転留去
し、156グラムの液状ターポリマーを得た。このター
ポリマーは、0.9重量%の1−ヘキセンを含有してい
た。
したのと同様にして分解した。ターポリマーの中心留分
を、塔頂で、150℃から275℃の温度で、1.5m
mHgの真空で回収した。114グラム(82%)の本
生成物を、実施例4に記載した1重量%のPd/Cによ
って水素添加し、無色の液状重合体を得た。この最終水
素添加液状ターポリマーの物理的特性を、表6に要約し
た。
ンを第三のモノマーとして注入した。この最終的な水素
添加液状ターポリマーの物理的特性を表6に要約する。
センを第三のモノマーとして注入した。この最終的な水
素添加液状ターポリマーの物理的特性を表6に要約す
る。
例11に記載のものと同じ手順を採用して、1 −ヘキセ
ンを添加することなく調製した。この最終的な水素添加
液状共重合体の物理的特性を、表6に要約する。
だし、各モノマーの供給速度は、表7に記載のようにし
た。また、表7には、生成したターポリマーの物理的お
よび化学的性質を記載した。
ジし、次いで200mlのトルエンを収容した。マスフ
ローコントローラーによって、エチレン、プロピレン、
1−ブテンおよび水素を、反応器内へと、それぞれ、4
000ml/分、312ml/分、135ml/分およ
び89ml/分の速度で供給した。エチレン/プロピレ
ン/1−ブテンのモル比は、90/7/3であった。メ
チルアルミノキサンのトルエン溶液をアルミニウム原子
として30mg・原子/で、およびビス(シクロペンタ
ジエニル)ジルコニウム ジクロリドのトルエン溶液を
ジルコニウム原子として0.03mg・原子で、50
℃、30psigの圧力で注入した。1時間後に、反応
器を下ろした。固形の重合体をブレンダー中で5%のH
Cl水溶液で洗浄した。この固形の重合体を濾過し、再
度水洗した。次いで、この濾過された固形物を、終夜、
50℃/10mmHgで乾燥した。全体で233グラム
の白色の粉末を得た。降下時融点は103.8℃:DS
C融点は103℃。
製した。ただし、供給物には水素を含有させなかった。
全体で181グラムの白色固体を得た。毛管融点は91
−111℃。
製した。ただし、反応器の圧力を50psigに保持
し、反応を2時間継続した。全体で423グラムの白色
の微細な固体を得た。降下時の融点は105℃であっ
た。
した。ただし、エチレン、プロピレン、1−ブテンおよ
び水素を、反応器内へと、それぞれ、4000ml/
分、1176ml/分、160ml/分および107m
l/分の速度で供給した。エチレン/プロピレン/1−
ブテンのモル比は、75/22/3であった。この反応
を2時間継続した。作業終了後には、563グラムの白
色の半固形物が得られた。降下時融点は64.5℃であ
った。ブルックフィールド粘度(5RPMでスピンドル
TF:21℃)は387,000cPであった。
て調製した。ただし、供給物には水素を含ませなかっ
た。この反応を2時間継続した。作業終了後には、30
3グラムのゴム状の半固形物が得られた。降下点融点は
103.3℃であった。
ンによって完全にパージし、50mlの乾燥トルエン
(カリウムを使用して蒸留)を収容した。エチレン、イ
ソブテンおよび水素を、7リットルのシリンダー中で、
それぞれ8%:82%および10%の割合で予め混合
し、次いで70℃で終夜加熱した。このガス混合物を反
応ビンへと25℃で10psigの圧力で供給した。次
いで、1.5mlの0.05Mのトリイソブチルアルミ
ニウム(TIBA)のトルエン溶液をビンの中へとシリ
ンジを用いて注入し、続いて1mlの3.75×10-3
Mの「ダウ インサイト(Dow Insite) (登録商標)」
触媒〔(C5 Me4)SiMe2- 3 N( t−Bu) TiC
l2 ( Meはメチル基)] のトルエン溶液、および最後
に1mlの3.75×10-3Mのトリフェニルカルベニ
ウム テトラキス( ペンタフルオロフェニル) ボレート
[Ph3 CB( C6 F5)4]のトルエン溶液を、助触媒と
して注入した。エチレンおよびイソブテンの重合を、助
触媒の溶液を注入することで開始させた。反応が継続す
る間、循環器を備えた定温浴によって温度を維持した。
過剰のモノマーと水素とを、連続的に約10ml/分の
速度で排気することによって、反応ビン中のガスの濃度
を一定に維持した。
メタノールを注入することによって反応をクエンチし、
得られた溶液を更に1時間攪拌した。次いで、生成物
を、トルエンと共に、500mlの分離塔中で200m
lの脱イオン水によって3回洗浄した。この有機相をセ
ライトによって濾過し、透明な溶液を得た。次いで、ト
ルエンを回転エバポレーター中へと留去し、不透明な粘
性の液体を得た。この重合の活性は、1.97×105
gの重合体/(mol Ti・時間)であった。液体を
定量的C13NMRで分析したところ、エチレン−イソブ
テン共重合体が生成していることが示され、これは46
%のエチレンを含有していた。
が、ただし重合条件と、エチレン/イソブテンの供給比
率を変更し、反応系の気相を排気しなかった。この重合
条件を表8に要約する。ワックス状の固形材料が重合の
結果として得られ、この固形物をC13 NMRで分析
したところではエチレン−イソブテン共重合体の生成が
示された。
イソブテンおよび水素ガスの混合物を、それぞれ9%、
82%および9%の比率で、50mlのトルエンを収容
している前記反応ビン中へと、60℃で、20psig
の圧力下に供給した。2mlの0.05MのTIBA、
4mlの15×10-3Mの「インサイト(登録商標)」
触媒、および4mlの15×10-3MのPh3CB( C6
F5)4の溶液を使用して、重合を開始させた。この反応
系の気相を連続的に約20ml/分の速度で排気した。
1時間の反応後に、透明な液体が、重合体0.73×1
05 g/(mol Ti・時間)の活性で得られた。こ
の液体は、3,316のM2 と、3.00のM2 /Ma
とを有していた。この液体のC13 NMRの分析によ
って示されたところによれば、プロピレン−イソブテン
共重合体が生成していた。
ピレン、イソブテンおよび水素のモノマー比率がそれぞ
れ26%、65%および9%であるガス混合物を反応ビ
ンへと供給し、3mlの0.05MのTIBAを使用し
て重合を開始させた。1時間の反応の後に、0.53×
105 gの重合体/(mol Ti・時間)の活性で、
透明な液体が得られた。この液体をC13 NMRで分
析したところ、プロピレン−イソブテン共重合体の生成
が示された。
ロピレン、イソブテンおよび水素の比率がそれぞれ9
%、4%、78%および9%であるガス混合物を、50
mlのトルエンを収容する反応ビン中へと、40℃で、
20psigの圧力下に供給した。2mlの0.05M
のTIBA、2mlの3.75×10-3MのPh3 CB
( C6 F5)4 溶液、2mlの3.75×10-3Mの「イ
ンサイト(登録商標)」触媒を使用して、重合を開始さ
せた。この反応系の気相を連続的に20ml/分の速度
で排気した。1時間の反応の後に、4.89×105 g
の重合体/(mol Ti・時間)の活性で、透明な液
体を得た。この液体のC13NMR分析によると、エチ
レン−プロピレン−イソブテンターポリマーの生成が示
された。
マーガス混合物は、エチレン、プロピレン、イソブテン
および水素に対して、それぞれ、13.4%、18%、
55.2%および13.4%であった。1時間の反応後
に、3.47×105 gの重合体/(mol Ti・時
間)の活性で、透明な液体が得られた。この液体のC1
3 NMR分析によると、エチレン−プロピレン−イソ
ブテンターポリマーの生成が示された。
に、50mlの乾燥トルエンと10mlのスチレンとを
収容した。エチレンおよびイソブテンの比率がそれぞれ
10%と90%である10psigのガス混合物を、ビ
ン中へと50℃で供給した。3mlの0.05MのTI
BA、4mlの0.015Mの「インサイト(登録商
標)」触媒、および4mlの0.015MのPh3 CB
( C6 F5) 4 溶液を使用して、重合を開始させた。この
反応系の気相を連続的に約10ml/分の速度で排気し
た。1時間の反応後に、2.4×105 gの重合体/
(mol Ti・時間)の活性で、半固形物を得た。こ
の生成物は、3,127のMwと3.06のM2 /Mw
を有していた。この材料のDSC研究の示すところによ
ると、エチレン−スチレン−イソブテンターポリマーが
生成していた。
ソブテンの比率がそれぞれ10%と90%である10p
sigのガス混合物を、1.04×10-4molの(C
5 Me5)TiCl3 および10mlのα−メチルスチレ
ンを収容するビン中へと、25℃で供給した。3mlの
0.05MのTIBAおよび5mlの0.028MのP
h3 CB( C6 F5)4 溶液を使用して、重合を開始させ
た。この反応系の気相を連続的に約10ml/分の速度
で排気した。1時間の反応後に、0.24×105 gの
重合体/(mol Ti・時間)の活性で、固形物を得
た。この材料のDSC研究の示すところによると、エチ
レン−α−メチルスチレン−イソブテンターポリマーが
生成していた。
5 Me5)TiCl3 の代わりに、1.04×10-4mo
lの「インサイト(登録商標)」触媒を、重合用触媒と
して使用した。1時間の反応後に、0.41×105 g
の重合体/(mol Ti・時間)の活性で、固形物を
得た。この材料のDSC研究の示すところによると、エ
チレン−α−メチルスチレン−イソブテンターポリマー
が生成していた。
に加えて、例えば空調、スキンケア、ヘアケア、化粧
品、家庭用品、洗浄剤、研磨剤、衣類保護剤、織物のコ
ーティング剤、織物の潤滑剤、自動車用品、カークリー
ナー、自動車の研磨剤、燃料添加剤、オイル添加剤、ろ
うそく、薬品、沈殿防止剤、日焼け止め用品、殺虫剤、
ゲル、油圧流体、トランスミッション液、重合体調整
剤、生分解性用途、および2−サイクルオイルのような
用途にも有用である。
ながら説明してきた。しかし、好適な実施形態から自明
な変更は、本技術分野において通常の知識を有するもの
であれば明白であろう。本発明は、これらに限定される
ものと解釈されるべきものではない。
Claims (7)
- 【請求項1】 (a)周期表IVb族の遷移金属の化合
物とアルミノキサンとを含むシングルサイト触媒の存在
下にエチレンと第一のオレフィンを重合させることによ
って、前駆体重合体を生成させる工程;および(b)前
記前駆体重合体の少なくとも一部を水添異性化すること
によって水添異性化炭化水素生成物を生成させる工程を
有する、エチレン−オレフィン重合体の水添異性化炭化
水素生成物の製造方法。 - 【請求項2】 前記水添異性化を、酸性水添異性化触媒
の存在下に、150℃−300℃の温度で、17−68
atmの水素圧下に実施する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記第一のオレフィンがプロピレンであ
る、請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 4個から20個の炭素原子を有する第二
のオレフィンモノマーが前記反応に含まれており、前記
工程(a)における前記重合体がターポリマーである、
請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 前記第二のオレフィンが、1−ブテン、
1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オク
テン、1−ノネン、1−デセン、2−メチル−1−プロ
ペン、2−メチル−1−ブテン、2−メチル−1−ペン
テン、2−メチル−1−ヘキセン、またはα−メチルス
チレンである、請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 請求項1または4記載の方法によって得
られる水添異性化炭化水素生成物であって、臭素価が
0.04から1.5である、水添異性化炭化水素生成
物。 - 【請求項7】 基油として請求項6記載の水添異性化炭
化水素生成物を含有しており、有効量の少なくとも一種
の潤滑油添加剤を含有している、潤滑油。
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