JP2003119216A - プロピレン−エチレンランダム共重合体及びその製造方法 - Google Patents
プロピレン−エチレンランダム共重合体及びその製造方法Info
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Abstract
ないプロピレン−エチレンランダム共重合体及びその効
率的な製造方法を提供する。 【解決手段】下記成分[A],[B]又は下記成分
[A],[B],[C]とからなる触媒を用いて重合
し、エチレン含有量が高く、0℃可溶成分量が低いプロ
ピレン−エチレンランダム共重合体を得る。 [A](a)マグネシウム化合物、(b)チタン化合
物、(c)特定のマロン酸ジエステル、必要に応じて
(d)ケイ素化合物を反応させて得られる固体触媒成分 [B]有機アルミニウム化合物 [C]電子供与性化合物
Description
の少ないプロピレン−エチレンランダム共重合体及びそ
の製造方法に関する。
ダム共重合することにより得られるプロピレン−エチレ
ンランダム共重合体は、プロピレンの単独重合体に比べ
耐衝撃性、透明性に優れ、さらに、比較的低融点となる
ためにヒートシール性が優れるなどの特徴を有してお
り、各種フィルムを使用する包装材料の分野等で幅広く
利用されている。
チレンランダム共重合体は、その品質面で十分満足すべ
きものとはいえず、いまだ用途によってはその使用が制
限されている。このため、例えば、耐衝撃性、ヒートシ
ール性をより向上させる手段として、プロピレン−エチ
レンランダム共重合体中のエチレン含有量を高くする方
法が知られている。
衝撃性、ヒートシール性が改良される反面、低分子量非
晶成分の副生量が増加し、フィルムのべたつき性が増加
し、ブロッキング現象を引き起こすため商品価値を損ね
るという課題があった。また、低分子量非晶成分は低温
ヒートシール性、耐衝撃性の阻害因子となり得る。ま
た、プロピレン−エチレンランダム共重合体の製造にお
いても、プロピレンを媒体としたスラリー重合により製
造する際には、共重合体粒子同士の付着、重合系の粘度
の増加により生産性が低下するばかりか、生産上の重大
なトラブルとなるという課題があった。
系共重合体は一般にハロゲン化チタン化合物、有機アル
ミニウム化合物よりなる触媒を用いて製造されるが、こ
れら触媒残さが重合体中に多量に存在した場合は、成形
品の色調が黄色となる外観不良の課題が生じる。特に重
合体中に多量の塩素原子が残存している場合にはフィル
ムに成形する場合のロール汚れや目やに現象を生じ、フ
ィルムの外観上の品質を損なうという課題があった。
に鑑みなされたものであり、エチレンの含有量が高く低
分子量非晶成分が少ないプロピレン−エチレンランダム
共重合体及びその効率的な製造方法の提供を目的とす
る。
鋭意研究を重ねた結果、電子供与体としての特定のマロ
ン酸ジエステルを反応させて得られる固体触媒成分を用
いることにより、前記の課題が解決できることを見出
し、本発明を完成させた。
分[A],[B]又は下記成分[A],[B],[C]
とからなる触媒を用いて重合することを特徴とするプロ
ピレン−エチレンランダム共重合体の製造方法が提供さ
れる。 [A]下記化合物(a),(b),(c)又は下記化合
物(a),(b),(c),(d)を反応させて得られ
る固体触媒成分 (a)マグネシウム化合物 (b)チタン化合物 (c)一般式(I)で表される電子供与体
岐状又は環状のアルキル基であり、R2はH又は炭素数
1〜2のアルキル基であり、R1及びR2は互いに結合
して環を形成してもよく、R3及びR4は、同一又は異
なってもよく、炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状のア
ルキル基である。] (d)ケイ素化合物 [B]有機アルミニウム化合物 [C]電子供与性化合物 一般式(I)で表される電子供与体を用いることによ
り、べたつき成分の少ない共重合体を高活性で得ること
ができる。また、触媒が成分[A],[B],[C]の
存在下α−オレフィンを接触させて得られる、予備重合
量が0.1〜100重量%である予備重合触媒であるこ
とが好ましい。このような予備重合触媒を用いることに
より、粒子形状に優れ、粒径分布が均一な共重合体を製
造することができる。
下で、化合物(a)及び(c)、又は(a),(c)及
び(d)を、120〜150℃で接触させた後、100
〜150℃にて不活性溶媒により洗浄して得られる固体
触媒成分であることが好ましい。このように生成した固
体触媒成分[A]を用いることにより、低分子量非晶成
分の副生量が少ないプロピレン−エチレンランダム共重
合体を製造することができる。
マグネシウム、アルコール、及び金属マグネシウム1モ
ルに対して0.0001グラム原子以上のハロゲン及び
/又はハロゲン含有化合物を反応させて得られるアルコ
キシ基含有マグネシウム化合物であることが好ましい。
アルコキシ基含有マグネシウム化合物を用いることによ
り、粒子形状に優れ、粒径分布が均一な共重合体を製造
することができる。
数1〜20の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、R
2はHであり、R1とR2は互いに結合して環を形成し
ないことが好ましい。このような電子供与体を用いるこ
とにより、低分子量非晶成分の副生量が少ないプロピレ
ン−エチレンランダム共重合体を効率よく製造すること
ができる。
ロン酸ジエチルであることが好ましい。n−ブチルマロ
ン酸ジエチルを用いることにより、よりべたつきの少な
い共重合体を製造することができる。
プロピレン−エチレンランダム共重合体の製造方法によ
り得られるプロピレン−エチレンランダム共重合体が提
供される。このような製造方法によれば、低温ヒートシ
ール性、耐衝撃性に優れたプロピレン−エチレンランダ
ム共重合体を得ることができる。
共重合体において、エチレン含有量が0.1重量%以上
4重量%以下で、0℃可溶成分量が1.0重量%以下で
あることが好ましく、エチレン含有量が4重量%より多
く5重量%以下で、0℃可溶成分量が1.0重量%より
多く2.0重量%以下であることも好ましい。0℃可溶
成分量は、非結晶性成分量の指標である。0℃可溶成分
量は、ポリマーの力学的特性への寄与はなく、むしろ阻
害要因となる。また、ポリマー表面のべたつきの原因と
もなる。このため、この成分は少ないほどよい。
重合方法等について説明する。 1.各触媒成分 [A]固体触媒成分 固体触媒成分は、チタン、マグネシウム及び電子供与体
を含むものであり、以下の(a)マグネシウム化合物、
(b)チタン化合物、(c)電子供与体及び、必要に応
じて、(d)ケイ素化合物から形成されるものである。 (a)マグネシウム化合物 マグネシウム化合物は、一般式(II) MgR5 R6 ・・・(II) で表されるマグネシウム化合物を用いることができる。
びR6 は、炭化水素基、OR7 基(R7 は炭化水素
基)、又はハロゲン原子を示す。より詳しくは、炭化水
素基として、炭素数1〜12個のアルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基、アラルキル基等を、OR7 基
としては、R7 が炭素数1〜12個のアルキル基、シ
クロアルキル基、アリール基、アラルキル基等のもの
を、ハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ素、フッ
素等を示す。また、R5 及びR6 は、同一でも異なっ
てもよい。
ウム化合物の具体例としては、ジメチルマグネシウム,
ジエチルマグネシウム,ジイソプロピルマグネシウム,
ジブチルマグネシウム,ジヘキシルマグネシウム,ジオ
クチルマグネシウム,エチルブチルマグネシウム,ジフ
ェニルマグネシウム,ジシクロヘキシルマグネシウム等
のアルキルマグネシウム,アリールマグネシウム;ジメ
トキシマグネシウム,ジエトキシマグネシウム,ジプロ
ポキシマグネシウム,ジブトキシマグネシウム,ジヘキ
シロキシマグネシウム,ジオクトキシマグネシウム,ジ
フェノキシマグネシウム,ジシクロヘキシロキシマグネ
シウム等のアルコキシマグネシウム,アリロキシマグネ
シウム;エチルマグネシウムクロリド,ブチルマグネシ
ウムクロリド,ヘキシルマグネシウムクロリド,イソプ
ロピルマグネシウムクロリド,イソブチルマグネシウム
クロリド,t−ブチルマグネシウムクロリド,フェニル
マグネシウムブロミド,ベンジルマグネシウムクロリ
ド,エチルマグネシウムブロミド,ブチルマグネシウム
ブロミド,フェニルマグネシウムクロリド,ブチルマグ
ネシウムイオダイド等のアルキルマグネシウムハライ
ド,アリールマグネシウムハライド;ブトキシマグネシ
ウムクロリド,シクロヘキシロキシマグネシウムクロリ
ド,フェノキシマグネシウムクロリド,エトキシマグネ
シウムブロミド,ブトキシマグネシウムブロミド,エト
キシマグネシウムイオダイド等のアルコキシマグネシウ
ムハライド,アリロキシマグネシウムハライド;塩化マ
グネシウム,臭化マグネシウム,ヨウ化マグネシウム等
のハロゲン化マグネシウム等を挙げることができる。
でも良いし、シリカ、アルミナ、ポリスチレン等の支持
体に担持して用いてもよい、さらに2種以上組み合わせ
て用いてもよい。さらにはハロゲン等との混合物として
用いてもよい。
グネシウムや、上記一般式(II)において、R5 及
び/又はR6 が、OR7 基であるアルコキシ基含有マ
グネシウム化合物が好ましい。このようなアルコキシ基
含有マグネシウム化合物は、触媒の重合活性などの面か
ら、金属マグネシウム、アルコール、及びマグネシウム
1モルに対し0.0001グラム原子以上の量のハロゲ
ン原子を含むハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物を
反応させて得ることが好ましい。
はないが、炭素数1〜6の低級アルコールを用いること
が好ましい。特にエタノールを用いると、触媒性能の発
現を著しく向上させる固体生成物が得られるので好まし
い。アルコールの純度及び含水量も限られないが、含水
量の多いアルコールを用いると金属マグネシウムの表面
に水酸化マグネシウムが生成されるので、含水量が1%
以下、特に2,000ppm以下のアルコールを用いる
ことが好ましい。さらに、より良好なモルフォロジーを
得るためには、水分が少なければ少ないほど好ましく、
一般的には200ppm以下が望ましい。
ヨウ素が好適に使用される。また、ハロゲン含有化合物
のハロゲン原子は、塩素、臭素又はヨウ素が好ましい。
また、ハロゲン含有化合物の中ではハロゲン含有金属化
合物が特に好ましい。ハロゲン含有化合物として、具体
的には、MgCl2、MgI2、Mg(OEt)Cl、
Mg(OEt)I、MgBr2、CaCl2、NaC
l、KBr等を好適に使用できる。これらの中では、特
にMgCl2が好ましい。これらの状態、形状、粒度等
は特に限定されず、任意のものでよく、例えばアルコー
ル系溶媒(例えば、エタノール)中の溶液で用いること
ができる。
はハロゲン原子を示し、これらの中で塩素原子及び臭素
原子が好ましく、塩素原子が特に好ましい。R8 は炭
化水素基であって、飽和基や不飽和基であってもよい
し、直鎖状のものや分枝鎖を有するもの、あるいは環状
のものであってもよく、さらにはイオウ、窒素、酸素、
ケイ素、リンなどのヘテロ原子を有するものであっても
よいが、好ましくは炭素数1〜10個の炭化水素基、特
にアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、ア
リール基及びアラルキル基などが好ましく、さらに、直
鎖又は分岐鎖のアルキル基が特に好ましい。−OR8
が複数存在する場合にはそれらは互いに同じでも異なっ
てもよい。R8 の具体例としては、メチル基、エチル
基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、
sec−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシ
ル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、アリル基、
ブテニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シ
クロヘキセニル基、フェニル基、トリル基、ベンジル
基、フェネチル基などが挙げられる。pは0〜4の整数
を示す。
化合物の具体例としては、テトラメトキシチタン,テト
ラエトキシチタン,テトラ−n−プロポキシチタン,テ
トライソプロポキシチタン,テトラ−n−ブトキシチタ
ン,テトライソブトキシチタン,テトラシクロヘキシロ
キシチタン,テトラフェノキシチタン等のテトラアルコ
キシチタン;四塩化チタン,四臭化チタン,四ヨウ化チ
タン等のテトラハロゲン化チタン;メトキシチタントリ
クロリド,エトキシチタントリクロリド,プロポキシチ
タントリクロリド,n−ブトキシチタントリクロリド,
エトキシチタントリブロミド等のトリハロゲン化アルコ
キシチタン;ジメトキシチタンジクロリド,ジエトキシ
チタンジクロリド,ジイソプロポキシチタンジクロリ
ド,ジ−n−プロポキシチタンジクロリド,ジエトキシ
チタンジブロミド等のジハロゲン化ジアルコキシチタ
ン;トリメトキシチタンクロリド,トリエトキシチタン
クロリド,トリイソプロポキシチタンクロリド,トリ−
n−プロポキシチタンクロリド,トリ−n−ブトキシチ
タンクロリド等のモノハロゲン化トリアルコキシチタン
などを挙げることができる。これらの中で、高ハロゲン
含有チタン化合物、特に四塩化チタンが好ましい。これ
らのチタン化合物は、それぞれ単独で用いてもよく、ま
た2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ジエステルが用いられる。
の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、R2は
H又は炭素数1〜2のアルキル基であり、R1及びR2
は互いに結合して環を形成してもよく、R3及びR
4は、同一又は異なってもよく、炭素数1〜20の直鎖
状又は分岐状のアルキル基である。] R1は、炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状のアルキル
基が好ましく、炭素数1〜8のものがより好ましく、n
−ブチル基が特に好ましい。R2は、Hが好ましい。R
1とR2は、環を形成しないことが好ましい。R3及び
R4は、炭素数2〜8のものが好ましく、エチル基がよ
り好ましい。
タン−1,1−ジカルボン酸、シクロブタン−1,1−
ジカルボン酸、シクロプロパン−1,1−ジカルボン
酸、ジメチルマロン酸、ジエチルマロン酸、メチルイソ
プロピルマロン酸、メチルイソブチルマロン酸、メチル
マロン酸、エチルマロン酸、n−プロピルマロン酸、イ
ソプロピルマロン酸、n−ブチルマロン酸、イソブチル
マロン酸、シクロブチルマロン酸、シクロペンチルマロ
ン酸、シクロヘキシルマロン酸などのジメチルエステ
ル、ジエチルエステル、ジ−n−プロピルエステル、ジ
イソプロピルエステル、ジ−n−ブチルエステル、ジイ
ソブチルエステル、ジ−t−ブチルエステル、ジ−n−
ペンチルエステル、ジ−n−ヘプチルエステル、ジ−n
−オクチルエステル、ジネオペンチルエステルなどが挙
げられる。また、これらの化合物はそれぞれ単独で用い
てもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
例えば、「実験化学講座第4版、22巻、59頁、丸
善」記載の方法と同様な方法、即ち、マロン酸エステル
合成により、あるいは「新実験化学講座、14巻−I
I、931頁及び1003頁、丸善」記載の方法と同様
な方法、即ち、エステル交換反応により、製造すること
ができる。
化合物を用いることができる。 Si(OR9)q X2 4-q ・・・(IV)
ロゲン原子を示し、これらの中で塩素原子及び臭素原子
が好ましく、塩素原子が特に好ましい。R9は炭化水素
基であって、飽和基や不飽和基であってもよいし、直鎖
状のものや分枝鎖を有するもの、あるいは環状のもので
あってもよく、さらにはイオウ、窒素、酸素、ケイ素、
リンなどのヘテロ原子を有するものであってもよいが、
好ましくは炭素数1〜10個の炭化水素基、特にアルキ
ル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケ
ニル基、アリール基及びアラルキル基などが好ましい。
R9が複数存在する場合にはそれらは互いに同じでも異
なってもよい。R9の具体例としては、メチル基、エチ
ル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル
基、sec−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘ
キシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、アリル
基、ブテニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル
基、シクロヘキセニル基、フェニル基、トリル基、ベン
ジル基、フェネチル基などが挙げられる。qは0〜4の
整数を示す。
物の具体例としては、四塩化ケイ素、メトキシトリクロ
ロシラン、ジメトキシジクロロシラン、トリメトキシク
ロロシラン、エトキシトリクロロシラン、ジエトキシジ
クロロシラン、トリエトキシクロロシラン、プロポキシ
トリクロロシラン、ジプロポキシジクロロシラン、トリ
プロポキシクロロシランなどを挙げることができる。こ
れらの中で特に四塩化ケイ素が好ましい。これらのケイ
素化合物は、それぞれ単独で用いてもよく、また2種以
上を組み合わせて用いてもよい。
ケイ素化合物は、ケイ素化合物/マグネシウム化合物の
モル比が、通常0.01以上、好ましくは0.10以上
となる割合で用いられる。このモル比が0.01未満で
は触媒活性や立体規則性の向上効果が十分に発揮されな
い可能性や、生成ポリマー中の微粉量が多くなる可能性
が生じる。固体触媒成分[A]の製造においては、化合
物(c)に加えて、それ以外の電子供与体を用いること
ができる。このような電子供与体としては、後記する電
子供与性化合物[C]や、アルコール類、有機酸を挙げ
ることができる。
アルキル基、ハロゲン原子、水素原子、アルコキシ基を
有するもの、アルミノキサン及びそれらの混合物を用い
ることができる。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,トリオクチルア
ルミニウム等のトリアルキルアルミニウム;ジエチルア
ルミニウムモノクロリド,ジイソプロピルアルミニウム
モノクロリド,ジイソブチルアルミニウムモノクロリ
ド,ジオクチルアルミニウムモノクロリド等のジアルキ
ルアルミニウムモノクロリド;エチルアルミニウムセス
キクロリド等のアルキルアルミニウムセスキハライド;
メチルアルミノキサン等の鎖状アルミノキサン等を挙げ
ることができる。これらの有機アルミニウム化合物の中
では、炭素数1〜5個の低級アルキル基を有するトリア
ルキルアルミニウム、特にトリメチルアルミニウム,ト
リエチルアルミニウム,トリプロピルアルミニウム及び
トリイソブチルアルミニウムが好ましい。また、これら
の有機アルミニウム化合物はそれぞれ単独で用いてもよ
いし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
/チタン原子比が通常1〜1000、好ましくは10〜
500の範囲になるような量が用いられる。この原子比
が前記範囲を逸脱すると触媒活性が不十分となることが
ある。
物が用いられる。この電子供与性化合物としては、アル
コキシ基を有する有機ケイ素化合物、窒素含有化合物、
リン含有化合物、酸素含有化合物を用いることができ
る。このうち特にアルコキシ基を有する有機ケイ素化合
物を用いることが好ましい。
物の具体例としては、テトラメトキシシラン,テトラエ
トキシシラン,テトラブトキシシラン,テトライソブト
キシシラン,トリメチルメトキシシラン,トリメチルエ
トキシシラン,トリエチルメトキシシラン,トリエチル
エトキシシラン,エチルイソプロピルジメトキシシラ
ン,プロピルイソプロピルジメトキシシラン,ジイソプ
ロピルジメトキシシラン,ジイソブチルジメトキシシラ
ン,イソプロピルイソブチルジメトキシシラン,ジ−t
−ブチルジメトキシシラン,t−ブチルメチルジメトキ
シシラン,t−ブチルエチルジメトキシシラン,t−ブ
チルプロピルジメトキシシラン,t−ブチルイソプロピ
ルジメトキシシラン,t−ブチルブチルジメトキシシラ
ン,t−ブチルイソブチルジメトキシシラン,t−ブチ
ル(s−ブチル)ジメトキシシラン,t−ブチルアミル
ジメトキシシラン,t−ブチルヘキシルジメトキシシラ
ン,t−ブチルヘプチルジメトキシシラン,t−ブチル
オクチルジメトキシシラン,t−ブチルノニルジメトキ
シシラン,t−ブチルデシルジメトキシシラン,t−ブ
チル(3,3,3−トリフルオロメチルプロピル)ジメ
トキシシラン,シクロペンチル−t−ブチルジメトキシ
シラン,シクロヘキシル−t−ブチルジメトキシシラ
ン,ジシクロペンチルジメトキシシラン,ビス(2−メ
チルシクロペンチル)ジメトキシシラン,ビス(2,3
−ジメチルシクロペンチル)ジメトキシシラン,ジフェ
ニルジメトキシシラン,フェニルトリエトキシシラン,
メチルトリメトキシシラン,エチルトリメトキシシラ
ン,プロピルトリメトキシシラン,イソプロピルトリメ
トキシシラン,ブチルトリメトキシシラン,イソブチル
トリメトキシシラン,t−ブチルトリメトキシシラン,
s−ブチルトリメトキシシラン,アミルトリメトキシシ
ラン,イソアミルトリメトキシシラン,シクロペンチル
トリメトキシシラン,シクロヘキシルトリメトキシシラ
ン,ノルボルナントリメトキシシラン,インデニルトリ
メトキシシラン,2−メチルシクロペンチルトリメトキ
シシラン,シクロペンチル(t−ブトキシ)ジメトキシ
シラン,イソプロピル(t−ブトキシ)ジメトキシシラ
ン,t−ブチル(イソブトキシ)ジメトキシシラン,t
−ブチル(t−ブトキシ)ジメトキシシラン,テキシル
トリメトキシシラン,テキシルイソプロポキシジメトキ
シシラン,テキシル(t−ブトキシ)ジメトキシシラ
ン,テキシルメチルジメトキシシラン,テキシルエチル
ジメトキシシラン,テキシルイソプロピルジメトキシシ
ラン,テキシルシクロペンチルジメトキシシラン,テキ
シルミリスチルジメトキシシラン,テキシルシクロヘキ
シルジメトキシシラン等が挙げられる。これらの有機ケ
イ素化合物はそれぞれ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。
−ジイソプロピルピペリジン、2,6−ジイソプロピル
−4−メチルピペリジン、N−メチル2,2,6,6−
テトラメチルピペリジンなどの2,6−置換ピペリジン
類、2,5−ジイソプロピルアゾリジン、N−メチル
2,2,5,5−テトラメチルアゾリジンなどの2,5
−置換アゾリジン類、N,N,N’,N’−テトラメチ
ルメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラエチ
ルメチレンジアミンなどの置換メチレンジアミン類、
1,3−ジベンジルイミダゾリジン、1,3−ジベンジ
ル−2−フェニルイミダゾリジンなどの置換イミダゾリ
ジン類等が挙げられる。
チルホスファイト、トリn−プロピルホスファイト、ト
リイソプロピルホスファイト、トリn−ブチルホスファ
イト、トリイソブチルホスファイト、ジエチルn−ブチ
ルホスファイト、ジエチルフェニルホスファイトなどの
亜リン酸エステル類等である。酸素含有化合物の具体例
としては、2,2,6,6−テトラメチルテトラヒドロ
フラン、2,2,6,6−テトラエチルテトラヒドロフ
ランなどの2,6−置換テトラヒドロフラン類、1,1
−ジメトキシ−2,3,4,5−テトラクロロシクロペ
ンタジエン、9,9−ジメトキシフルオレン、ジフェニ
ルジメトキシメタンなどのジメトキシメタン誘導体等が
挙げられる。
物、(b)マグネシウム化合物、(c)電子供与体、及
び必要に応じて(d)ケイ素化合物を接触させる。
4、特開昭55−135102、特開昭55−1351
03、特開昭56−18606記載の方法等が挙げられ
る。例えば、(1)マグネシウム化合物又はマグネシウ
ム化合物と電子供与体との錯化合物を、電子供与体及び
所望に応じて用いられる粉砕助剤などの存在下に粉砕し
て、チタン化合物と反応させる方法、(2)還元能を有
しないマグネシウム化合物の液状物と液状チタン化合物
とを、電子供与体の存在下において反応させて、固体状
のチタン複合体を析出させる方法、(3)前記(1)又
は(2)で得られたものにチタン化合物を反応させる方
法、(4)前記(1)又は(2)で得られたものに、さ
らに、電子供与体及びチタン化合物を反応させる方法、
(5)マグネシウム化合物又はマグネシウム化合物と電
子供与体との錯化合物を、電子供与体、チタン化合物及
び所望に応じて用いられる粉砕助剤などの存在下で粉砕
したのち、ハロゲン又はハロゲン化合物で処理する方法
などによって調製することができる。
−166205、特開昭57−63309、特開昭57
−190004、特開昭57−300407、特開昭5
8−47003記載の方法等によっても、前記[A]の
固体触媒成分を調製することができる。
記のマグネシウム化合物(a)のマグネシウム1モルに
対して、通常、0.5〜100モル、好ましくは、1〜
50モルの範囲にするとよい。また、上記の電子供与体
(c)の使用量は、上記のマグネシウム化合物(a)の
マグネシウム1モルに対して、通常、0.01〜10モ
ル、好ましくは、0.05〜1.0モルの範囲にすると
よい。さらに、ハロゲン化物として四塩化ケイ素を添加
してもよい。
い、触媒担体としての役割をするマグネシウム化合物に
十分担持させるとよい。以上の接触で得られた固体触媒
成分は、炭化水素などの不活性溶媒で洗浄してもよい。
この不活性溶媒は、上記と同じでよい。また、この固体
生成物は、乾燥状態又は炭化水素などの不活性溶媒中で
保存することもできる。
成分を加えた後、120〜150℃、好ましくは125
〜140℃の温度範囲にて行う。この接触温度が前記範
囲外では、触媒活性や立体規則性の向上効果が十分に発
揮されないことがある。また、接触は、通常、1分〜2
4時間、好ましくは、10分〜6時間行われる。このと
きの圧力は、溶媒を使用する場合はその種類、接触温度
などにより、その範囲は変化するが、通常、0〜5MP
a(Gauge)、好ましくは0〜1MPa(Gaug
e)の範囲にて行う。また、接触操作中は、接触の均一
性及び接触効率の面から攪拌を行うことが好ましい。
えば、各成分を炭化水素などの不活性溶媒の存在下で接
触させてもよいし、予め炭化水素などの不活性溶媒で各
成分を希釈して接触させてもよい。この不活性溶媒とし
ては、例えば、n−ペンタン,イソペンタン,n−ヘキ
サン,n−ヘプタン,オクタン,デカンなどの脂肪族炭
化水素;ベンゼン,トルエン,キシレンなどの芳香族炭
化水素又はこれらの混合物を挙げることができる。
い、触媒担体としての役割をするマグネシウム化合物に
十分担持させることが好ましい。接触操作において溶媒
を使用するときは、チタン化合物1モルに対して、通
常、5000ミリリットル以下、好ましくは、10〜1
000ミリリットルの溶媒を使用する。この比が前記範
囲を逸脱すると接触の均一性や接触効率が悪化すること
がある。
00〜150℃、好ましくは120〜140℃の温度に
て不活性溶媒で洗浄する。この洗浄温度が上記範囲外で
は、触媒活性や立体規則性の向上効果が十分に発揮され
ない。この不活性溶媒としては、例えば、オクタン、デ
カンなどの脂肪族炭化水素、メチルシクロヘキサン、エ
チルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素、トルエン、
キシレンなどの芳香族炭化水素、テトラクロロエタン、
クロロフルオロ炭素類などのハロゲン化炭化水素又はこ
れらの混合物を挙げることができる。これらのなかで
は、脂肪族炭化水素が好ましく使用される。
カンテーション、濾過などの方式が好ましい。不活性溶
媒の使用量、洗浄時間、洗浄回数についても特に制限は
ないが、マグネシウム化合物1モルに対して、通常、1
00〜100000ミリリットル、好ましくは、100
0〜50000ミリリットルの溶媒を使用し、通常、1
分〜24時間、好ましくは、10分〜6時間行われる。
この比が前記範囲を逸脱すると洗浄が不完全になること
がある。
などにより、その範囲は変化するが、通常、0〜5MP
a(Gauge)、好ましくは、0〜1MPa(Gau
ge)の範囲にて行う。また、洗浄操作中は、洗浄の均
一性及び洗浄効率の面から攪拌を行うことが好ましい。
尚、得られた固体触媒成分は、乾燥状態又は炭化水素な
どの不活性溶媒中で保存することもできる。
方法は、前記の固体触媒成分を用いた触媒の存在下、エ
チレンとプロピレンとを共重合させる方法である。
はないが、固体触媒成分[A]は、チタン原子に換算し
て、反応容積1リットル当たり、通常0.0005〜1
ミリモルの範囲になるような量が用いられ、有機アルミ
ニウム化合物[B]は、アルミニウム/チタン原子比が
通常1〜1000、好ましくは10〜500の範囲にな
るような量が用いられる。この原子比が前記範囲を逸脱
すると触媒活性が不十分となることがある。また、有機
ケイ素化合物などの電子供与性化合物[C]は、電子供
与性化合物[C]/有機アルミニウム化合物[B]のモ
ル比が、通常0.001〜5.0、好ましくは0.01
〜1.0の範囲になるような量が用いられる。このモル
比が前記範囲を逸脱すると十分な触媒活性が得られない
ことがある。
ンで予備重合を行ったものを用いてもよい。α−オレフ
ィンは一般式(V) R10−CH=CH2 ・・・(V) で表されるα−オレフィンが好ましい。上記の一般式
(V)において、R10は水素原子又は炭化水素基であ
って、炭化水素基では飽和基や不飽和基であってもよい
し、直鎖状のものや分枝鎖を有するもの、あるいは環状
のものであってもよい。
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、3−メチル−1−ペンテン、
4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン等を
挙げることができる。これらのオレフィンは1種用いて
もよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ロピレンが好適である。また、ブタジエンなどのジエン
類、その他各種オレフィン類も用いることができる。本
発明におけるプロピレン−エチレンランダム共重合にお
いては、所望に応じ、先ずオレフィンの予備重合を行っ
たのち、本重合を行ってもよい。この場合、固体触媒成
分[A]、有機アルミニウム化合物[B]及び電子供与
性化合物[C]を、それぞれ所定の割合で混合してなる
触媒の存在下に、オレフィンを通常1〜100℃の範囲
の温度において、常圧ないし5MPa(Gauge)程
度の圧力で重合させればよい。重合時間は1分〜10時
間、好ましくは10分〜5時間である。
常、0.1〜1000重量%、好ましくは1.0〜50
0重量%、より好ましくは、1.0〜200重量%重合
させればよい。予備重合量が上記範囲より大きくなると
十分な触媒活性が得られないことがあり、小さくなると
微粉が多くなることがある。次いで[B],[C]成分
と予備重合生成物との存在下に、プロピレン−エチレン
ランダム共重合をさせる。
以外に必要に応じて少量のα−オレフィンを用いてもよ
い。α−オレフィンとしては前記のα−オレフィンが挙
げられる。さらに、ブタジエンなどのジエン類、その他
各種のオレフィン類も必要に応じて用いることができ
る。本発明のオレフィン重合体の製造方法における重合
形式については特に制限はない。さらに、重合方式とし
ては回分式重合や連続重合のどちらであってもよく、ま
た異なる条件での2段階重合や多段重合も適用可能であ
る。
限はなく、通常、大気圧〜8MPa(Gauge)、好
ましくは0.2〜5MPa(Gauge)、重合温度
は、通常、0〜200℃、好ましくは、30〜100℃
の範囲で適宜選ばれる。重合時間は原料のエチレンとプ
ロピレンの割合や重合温度によって左右され一概に定め
ることができないが、通常、5分〜20時間、好ましく
は、10分〜10時間程度である。分子量は、連鎖移動
剤の添加、好ましくは水素の添加を行うことで調節する
ことができる。また、窒素等の不活性ガスを存在させて
もよい。また、エチレン分圧は共重合体中のエチレン単
位含有量が所望の値になるように、エチレン供給量によ
って調製する。
[A],[B]及び[C]成分を所定の割合で混合し、
接触させたのち、ただちにエチレンとプロピレンを導入
して重合をおこなってもよいし、接触後、0.2〜3時
間程度熟成させたのち、エチレンとプロピレンを導入し
て重合を行ってもよい。さらに、これらの触媒成分は不
活性溶媒やプロピレンなどに懸濁して供給することがで
きる。
により行うことができる。即ち、気相重合法において
は、重合後、重合器から導出されるポリマー粉体に、そ
の中に含まれるオレフィンなどを除くために、窒素気流
などを通過させてもよいし、また、所望に応じて押出機
によりペレット化してもよく、その際、触媒を完全に失
活させるために、少量の水、アルコールなどを添加する
こともできる。また、バルク重合法においては、重合
後、重合器から導出されるポリマーから完全にモノマー
を分離したのち、ペレット化することができる。
体 本発明のプロピレン−エチレンランダム共重合体は前記
の製造方法により得られる重合体である。13C−NM
Rより求めたエチレン含有量は、通常0.1〜10.0
重量%、好ましくは0.5〜7.0重量%である。この
範囲より高いと昇温分別法における0℃可溶部量が増加
し、ブロッキング性が悪化することがある。低いとヒー
トシール温度が下がらない傾向を示す。
フィーにより測定した分子量分布(Mw/Mn)は、通
常3.5〜5.0、好ましくは3.5〜4.5であり、
これより広くなるとブロッキング性が悪化し、狭くなる
と成形性が悪化する場合がある。さらに、通常JIS−
K7210に準拠し、230℃、2.16kgにて測定
したメルトフローレート(MFR)は、0.01〜10
00g/10分、好ましくは0.1〜500g/10
分、さらに好ましくは1〜100g/10分である。M
FRがこの範囲より大きくなると衝撃性が低下し、小さ
くなると成形が困難になる。重合活性は、350kg/
g−Ti以上であることが好ましく、500kg/g−
Ti以上であることがより好ましく、700kg/g−
Ti以上であることが特に好ましい。
明するが、本発明は以下の実施例により制限されるもの
ではない。最初に、本発明における物性の評価方法につ
いて説明する。
トラリン溶媒中135℃において測定した。 (2)Mw/Mnの測定 以下の装置及び条件で測定した。 GPC(ゲルパーミエイションクロマトグラフィー)測
定装置 カラム :昭和電工社製 ShodexU
T806L 赤外検出器 :液体クロマトグラム用IR検出
器 赤外検出フローセル :KBrセル(光路長1mm) 測定条件 溶媒 :o−ジクロロベンゼン 測定温度 :135℃ 流速 :1.0ミリリットル/分 試料濃度 :2ミリグラム/ミリリットル 注入量 :200μリットル 赤外吸収波長 :3.42μm
および溶出曲線ピーク温度 重合により得られたポリプロピレンについて、昇温遊離
分離法により求めた。試料調製は、常温でo−ジクロロ
ベンゼン10ml中にポリマー75mgを秤量し、13
5〜150℃で1hr攪拌し溶解させる。カラム内に試
料溶液を135℃の条件下で0.5ml注入後、10℃
/hrで0℃まで徐冷してポリマーを充填剤表面に結晶
化させる。その際結晶化せずに残ったポリマーの量を0
℃可溶成分量とした。
量の測定 エチレン単位含有量は、下記の方法により求めた。即
ち、試料について下記に示す13C−NMRの測定を行
い、そのスペクトルにおける35〜21ppm〔テトラ
メチルシラン(TMS)化学シフト基準〕領域の7本の
ピーク強度から、エチレン(E)、プロピレン(P)の
triad連鎖分率(モル%)を次式により計算した。
T〕×100 fPPP=〔K(Tββ)/T〕×100 fPEE=〔K(Sβγ)/T〕×100 fPEP=〔K(Sββ)/T〕×100 ただし、T=K(Tδδ)+K(Tβδ)+K
(Sγδ)/4T+K(Sδδ)/2+K(Tββ)+
K(Sβγ)+K(Sββ)を示す。又、ここで例え
ば、fEPEはEPEtriad連鎖分率(モル%)
を、K(Tδδ)はTδδ炭素に帰属されるピークの積
分強度を示す。
記triad連鎖分率を用いて次式により計算した。 エチレン単位含有量(重量%)=28〔3fEEE+2
(fPEE+fEPE)+fPPE+fPEP〕×10
0/[28〔3fEEE+2(fPEE+fEP E)+
fPPE十fPEP〕+42〔3fPPP+2(f
PPE+fPEP)+fEPE+fPEE〕]
料220mgを採取し、これに1,2,4−トリクロロ
ベンゼン/重ベンゼン混合溶媒(容量比90/10)3
ミリリットルを加えたのち、キャップをして130℃で
均一に溶解後、次に示す測定条件にて13C−NMR測
定を行った。
400 パルス幅 :9μS (45°) パルス繰り返し時間 :4秒 スペクトル幅 :20000Hz 測定温度 :130℃ 積算回数 :1000〜10000回
スで十分に置換したのち、エタノール約2430g、金
属マグネシウム160g及びヨウ素16gを投入し、か
きまぜながら還流条件下で系内から水素ガスの発生がな
くなるまで加熱下で反応させ、固体状マグネシウム化合
物(ジエトキシマグネシウム)を得た。
攪拌器付三つ口フラスコにジエトキシマグシウム16g
を投入する。さらに脱水処理したオクタンを80ミリリ
ットル加えた。40℃に加熱し、四塩化ケイ素2.4ミ
リリットルを加え、20分間攪拌し、n−ブチルマロン
酸ジエチルを2.7ミリリットル加えた。溶液を80℃
まで昇温し、引き続き四塩化チタンを滴下ロートを用い
て77ミリリットル滴下した。内温を125℃として2
時間接触させた。
上澄みを抜き出した。100ミリリットルの脱水オクタ
ンを加え、攪拌しながら125℃まで昇温し、1分間保
持した後、攪拌を停止して固体を沈降させ、上澄みを抜
き出した。この洗浄操作を7回繰り返した。さらに四塩
化チタンを122ミリリットル加え、内温を125℃と
し、2時間接触させた。その後、125℃の脱水オクタ
ンによる洗浄を6回繰り返し、固体触媒成分を得た。
ーブを充分乾燥し、窒素置換の後、内部に脱水処理した
ヘプタン380mlを加え、攪拌しながら80℃に昇温
した。プロピレン,エチレン、水素を流量比(1/mi
n)で9.90:0.10:0.814になるように調
製して系内に導入しながら、同時に系外に排出し系内の
圧力が0.4MPa(Gauge)に保たれるようにし
た。触媒供給管を充分窒素置換した後、脱水処理したヘ
プタン20ml、トリエチルアルミニウム0.6mmo
l、ジシクロペンチルジメトキシシラン(DCPDM
S)0.075mmol、上記の重合触媒成分をTi原
子当たりとして0.0015mmolになるように加
え、窒素で系内に圧入した。温度80℃、系内の圧力を
0.4MPa(Gauge)に保ちながら1時間重合し
た。メタノールで反応を停止後、内容物をメタノール中
に取り出し、真空乾燥し、プロピレン−エチレン共重合
体を得た。得られた結果を表1に示す。
量を0.17(1/min)、水素流量を0.720
(1/min)に変えたこと以外は実施例1と同様に行
った。
量を0.31(1/min)、水素流量を0.810
(1/min)に変えたこと以外は実施例1と同様に行
った。
ロン酸ジエチルからジメチルマロン酸ジブチルに変えた
以外は実施例1と同様に行った。
施例2と同様に行った。
ロン酸ジエチルからシクロペンチルマロン酸ジブチルに
変えた以外は実施例1と同様に行った。
施例2と同様に行った。
スコに塩化マグネシウム(無水物)13.3g、デカン
70ml及び2−エチルヘキシルアルコール65.5m
l(0.42mol)を投入、130℃で2時間加熱反
応を行い均一溶液とした。その後、この溶液に無水フタ
ル酸3.12gを添加し、130℃にてさらに1時間攪
拌混合を行い、無水フタル酸を上記の均一溶液に溶解さ
せた。
で冷却した後、−20℃に保持された四塩化チタン37
3ml中に1時間にわたって全量滴下した。滴下後、得
られた均一溶液の温度を4時間かけて110℃に昇温
し、110℃に達したところでn−ブチルマロン酸ジエ
チル3.4mlを添加し、その後110℃に保ちながら
2時間攪拌した。
採取し、この固体部を275mlの四塩化チタンにて再
懸濁させた後、再び110℃で2時間、加熱反応を行っ
た。反応終了後、再び熱濾過にて固体部を採取し、11
0℃のデカン及びへキサンを用いて洗浄した。この洗浄
を、洗浄液中にチタン化合物が検出されなくなるまで行
い、固体触媒成分を得た。 (2)重合方法 実施例1と同様の重合方法で行った。結果を表1に示
す。
コに実施例1で用いた固体触媒48gを投入した。さら
に脱水処理したヘプタン400mlを加えた。10℃に
加熱し、トリエチルアルミニウム2.7mlとジシクロ
ペンチルジメトキシシラン2.0mlを加えた。これに
プロピレンガスを常温で流通させ4時間反応させた。そ
の後、脱水へプタンを用いて固体成分を充分洗浄し、予
備重合量41%の予備重合触媒を得た。 (2)重合 実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
ロン酸ジエチルからジイソブチルマロン酸ジエチルに変
えたこと以外は実施例1と同様にして、固体触媒成分の
調製を行った。次に、表1に示す条件で重合を行った。
結果を表1に示す。
ロン酸ジエチルからジイソブチルマロン酸ジエチルに変
えたこと以外は実施例8と同様にして、固体触媒成分の
調製を行った。次に、表1に示す条件で重合を行った。
結果を表1に示す。
2に比べ、重合活性が高くなっていることがわかる。ま
た、0℃可溶成分量は、非結晶性のポリマーであり、プ
ロピレン−エチレンランダム共重合体中のエチレン含有
量の増加に伴い増加するが、実施例2,5,7と比較例
1,2を比較すると、前者の方がエチレン含有量が多い
にもかかわらず、0℃可溶成分量が少なくなっている。
く低分子量非晶成分が少ないプロピレン−エチレンラン
ダム共重合体及びその効率的な製造方法を提供できる。
ム共重合体の製造方法を示す模式図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 下記成分[A],[B]又は下記成分
[A],[B],[C]とからなる触媒を用いて重合す
ることを特徴とするプロピレン−エチレンランダム共重
合体の製造方法。 [A]下記化合物(a),(b),(c)又は下記化合
物(a),(b),(c),(d)を反応させて得られ
る固体触媒成分 (a)マグネシウム化合物 (b)チタン化合物 (c)一般式(I)で表される電子供与体 【化1】 [一般式(I)中、R1は炭素数1〜20の直鎖状、分
岐状又は環状のアルキル基であり、R2はH又は炭素数
1〜2のアルキル基であり、R1及びR2は互いに結合
して環を形成してもよく、R3及びR4は、同一又は異
なってもよく、炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状のア
ルキル基である。] (d)ケイ素化合物 [B]有機アルミニウム化合物 [C]電子供与性化合物 - 【請求項2】 前記触媒が、前記成分[A],[B],
[C]の存在下α−オレフィン類を接触させて得られ
る、予備重合量0.1〜100重量%である予備重合触
媒であることを特徴とする請求項1記載のプロピレン−
エチレンランダム共重合体の製造方法。 - 【請求項3】 前記成分[A]が、前記化合物(b)の
存在下で、前記化合物(a)及び(c)、又は前記化合
物(a),(c)及び(d)を、120〜150℃で接
触させた後、100〜150℃にて不活性溶媒により洗
浄して得られる固体触媒成分であることを特徴とする請
求項1又は2に記載のプロピレン−エチレンランダム共
重合体の製造方法。 - 【請求項4】 前記マグネシウム化合物(a)が、金属
マグネシウム、アルコール、及び前記金属マグネシウム
1モルに対して0.0001グラム原子以上のハロゲン
及び/又はハロゲン含有化合物を反応させて得られるア
ルコキシ基含有マグネシウム化合物であることを特徴と
する請求項1〜3のいずれか一項に記載のプロピレン−
エチレンランダム共重合体の製造方法。 - 【請求項5】 前記一般式(I)において、R1は炭素
数1〜20の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、R
2はHであり、R1とR2は互いに結合して環を形成し
ないことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記
載のプロピレン−エチレンランダム共重合体の製造方
法。 - 【請求項6】 前記電子供与体が、n−ブチルマロン酸
ジエチルであることを特徴とする請求項1〜5のいずれ
か一項に記載のプロピレン−エチレンランダム共重合体
の製造方法。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか一項に記載のプ
ロピレン−エチレンランダム共重合体の製造方法により
得られるプロピレン−エチレンランダム共重合体。 - 【請求項8】 エチレン含有量が0.1重量%以上4重
量%以下で、0℃可溶成分量が1.0重量%以下である
請求項7に記載のプロピレン−エチレンランダム共重合
体。 - 【請求項9】 エチレン含有量が4重量%より多く5重
量%以下で、0℃可溶成分量が1.0重量%より多く
2.0重量%以下である請求項7に記載のプロピレン−
エチレンランダム共重合体。
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