JP2003513114A - 触媒複合物、重合方法、及びそれらから得られた重合体 - Google Patents

触媒複合物、重合方法、及びそれらから得られた重合体

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、重合工程において有用な触媒複合体として15族含有金属化合物及び混成の触媒複合体を提示する。後者は15族含有金属化合物及び第二の金属化合物、好ましくは粗大(バルキー)配位子を有するメタロセン触媒、を含む。さらにそれら触媒系の保持型と非保持型、及びそれらを利用したオレフィン(類)の重合工程を提示する。本発明はまた、新種のポリオレフィン、主にポリエチレンであるが、特に多峰性の、より特異的には2峰性の、重合体を開示し、その薄膜体・成型品・パイプなど各種の最終製品への適用を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】発明の属する技術分野 本発明は、15族含有金属化合物を含有する触媒複合物に関し、また少なくと
も2種類の金属化合物を含む混成の触媒複合物に関する。好ましくは、該混成複
合物の金属化合物の少なくとも一方は15族含有金属化合物である。より好まし
くは、もう一方の金属化合物は粗大(バルキー)な配位子(リガンド)を有する
メタロセン触媒化合物である。本発明は、また、該触媒複合物を用いた触媒系に
関し、また、オレフィン(類)の重合におけるそれらの使用に関する。本発明は
、さらに、新種のポリオレフィン、おおむねポリエチレンであるが、とりわけ多
峰性の、より特徴的には2峰性の、ポリマーに関し、また、各種の最終使用のた
めの応用産物、例えば薄膜体、成型品、パイプなどの、におけるそれの使用に関
する。
【0002】発明の背景 重合法、及び触媒反応における進歩は、広い範囲にわたるより優れた製造物及
び用途において有用な、改善された物理的・化学的性質を有する多くの新種の重
合体を製造する可能性をもたらした。新種の触媒類の開発により、特定の重合体
を製造する際の重合形式の選択(溶液、スラリー、高圧下、もしくは気相)は、
非常に拡大した。そしてまた、重合工学における進歩は、より効率よく、高度に
生産的で経済性の増大した工程を提供した。これらの進歩を端的に例示するのは
、粗大な配位子を有するメタロセン触媒系を用いた工学の発達である。
【0003】 さらに最近、発展は陰イオン性・多座配位性異種原子配位子の発見に及び、こ
れは以下の諸文献に考察されている:(1) Kempe et al., "Aminopyridinato Lig
ands-New Directions and Limitations", 80th Canadian Society for Chemistr
y Meeting, Windsor, Ontario, Canada, June 1-4, 1997; (2) Kempe et al., I
norg. Chem. 1996 vol 35 6742; (3) Jordan et al. はヒドロキシキノリン類を
基盤としたポリオレフィン触媒について述べている。(Bei, X.; Swenson, D.C.;
Jordan, R. F., Organometallics 1997, 16, 3282); (4) Horton et al., "Cat
ionic Alkylzirconium Complexes Based on a Tridentate Diamide Ligand; New
Alkene Polymerization Catalysts", Organometallics, 1996, 15, 2672-2674
は3座配位性のジルコニウム錯体について述べている;(5) Baumann, et al., "
Synthesis of Titanium and Zirconium Complexes that Contain the Trident D
iamido Ligand [((t-Bu-d6)N-O-C6H4)2O]2-{[NON]2-} and the Living Polymeri
zation of 1-Hexene by Activated [NON]ZrMe2", Journal of the American Che
mical Society, Vol. 119, pp. 3830-3831; (6) Cloke et al., "Zirconium Com
plexes incorporating the New Tridentate Diamide Ligand [(Me3Si)N{CH2CH2N
(SiMe3)}2]2-(L); the Crystal Structure of [Zr(((BH4)2L) and [ZrCl{CH(SiM
e3)2}L]", J. Chem. Soc. Dalton Trans, pp. 25-30, 1995; (7) Clark et al.,
"Titanium (IV) complexes incorporating the aminodiamide ligand [(SiMe3)
N{CH2CH2N(SiMe3)}2]2-(L); the X-ray crystal structure of [TiMe2(L)] and
[TiCl{CH(SiMe3)2}(L)]", Journal of Organometallic Chemistry, Vol 50, pp.
333-340, 1995; (8) Scollard et al., "Living Polymerization of alpha-ole
fins by Chelating Diamide Complexes of Titanium", J. Am. Chem. Soc., Vol
118, No. 41, pp. 10008-10009, 1996; and (9) Guerin et al., "Conformati
onally Rigid Diamide Complexes: Synthesis and Structure of Titanium (IV)
Alkyl Derivatives", Organometallics, Vol 15, No. 24, pp. 5085-5089, 199
6.
【0004】 さらにまた、米国特許第5,576,460号明細書はアリールアミン・配位子の調製
法を記載しており、米国特許第5,889,128号明細書は、金属原子1個と、15族
原子2個及び16族原子1個もしくは15族原子3個を有する配位子1個と、を
有する開始剤を用いたオレフィンのリビング重合工程を開示している。ヨーロッ
パ特許第893 454A1号公報もまた、遷移金属、好ましくはチタン、のアミド化
合物を記載している。さらにまた、米国特許第5,318,935号明細書は、アイソタ
クチックポリプロピレンの製造を特に目指したアミド遷移金属化合物及び触媒系
について考察している。2座配位及び3座配位性の配位子を含有する重合触媒は
、米国特許第5,506,184号明細書においてさらに考察されている。
【0005】 従来から用いられてきた粗大な配位子を有するメタロセン触媒系を用いて生ず
るポリマーは、ある状況下では、例えば従前の押出装置を用いてでは、薄膜状に
加工するのがより困難である。これらのポリマーを改良する一方策は、それぞれ
の構成体が個々に有する筈の望ましい性質を合せ有する混成物を創り出す意図を
持って、別種のポリマーと混成することである。2種のポリマーの混成物は、よ
り加工しやすくなる傾向があるものの、この方策は費用がかかり、製造工程・二
次加工工程に煩わしい混成段階を追加することになる。
【0006】 より高い分子量は、薄膜体の製造において、重合体としての望ましい機械的性
質と安定したバブル成形性とをもたらす。しかしながら、この性質はまた、押出
機への背圧を高めて押出加工を妨げ、膨張時のバブルにおいて溶融破壊による不
良を促進し、さらに可能性としては最終薄膜製品における過度の配向性を促進す
る。陰イオン性・多座配位性の異種原子含有触媒系は、極高分子量の重合体を産
する傾向がある。これを軽減すべく、より低分子量の重合体を二次的な少量成分
として加えれば、押出機の背圧を軽減し、溶融破壊を妨げることが出来よう。い
くつかの工業的方法では、加工性のある、2峰性の分子量分布(MWD)を示す
高密度ポリエチレン(HDPE)製品を製造するために、この方式に則って多重
反応槽工学を用いて作業する。三井化学のHDPE製品であるHIZEX(登録
商標)が世界的な標準品と見なされている。HIZEX(登録商標)は、2槽ま
たはそれ以上の反応槽を使用する経費のかさむ工程で製造される。多重反応槽工
程では、個々の反応槽は最終製品の一成分のみを製造する。
【0007】 当技術分野における他者は、2種の触媒を使用して2種の重合体を同時に同一
の反応槽内で製造することを試みた。PCT特許願第99/03899号は、粗大な配位
子を有するメタロセン触媒の典型的なもの、及び従来型のZiegler−Na
tta触媒を同一の反応槽内で用いて2峰性のポリオレフィンを製造することを
開示している。しかしながら、2種類の異なる型の触媒を用いると、触媒それぞ
れが単独で利用された場合に生じるだろう重合体の性質からは予想できない性質
を有する重合体が結果として生じる。この予想不能性は、使用された触媒もしく
は触媒系の間の、例えば競合、もしくはその他の影響により、もたらされる。
【0008】 より高い密度とより高い分子量を有するポリエチレンは、高い剛性、良い靭性
、及び高い処理量を必要とする薄膜としての用途に有用である。そのような重合
体は、また、剛性、靭性、及び長期にわたる耐久性、そしてとりわけ環境応力亀
裂に対する抵抗性を要するパイプとしての用途にも有用である。 かくて、改良触媒化合物に対する要望、及び、加工性,機械的及び光学的性質
を望ましく兼ね備えた加工可能なポリエチレン重合体を、好ましくは単一反応槽
内で、製造することが出来る触媒類の組合せに対する要望が存在する。
【0009】発明の概要 本発明は、触媒化合物、触媒系、及び混成された触媒系、及び重合工程におけ
るそれらの使用、そこにおいて製造される重合体、及びその重合体から製造され
る製品について提示する。
【0010】 一つの実施態様では、本発明は15族含有金属化合物を含む触媒化合物、及び
少なくとも2種の金属化合物を含む混成の触媒複合物を対象とし、その混成複合
物の少なくとも1個の金属化合物は15族含有金属化合物であり、他方の金属化
合物は粗大な配位子を有するメタロセン化合物であるか、従来の遷移金属触媒で
あるか、またはそれらの組合せであるが、またこれらの触媒類を含む触媒系を対
象とし、オレフィン(類)の重合反応におけるそれらの使用、及びそれにより得
られた重合体を対象とする。
【0011】 他の実施態様では、本発明は15族を含有する2座配位もしくは3座配位した
3〜14族の金属化合物、好ましくは3〜7族、より好ましくは4〜6族、より
さらに好ましくは4族の、金属触媒化合物を対象とし、また、少なくとも2種の
金属化合物を含む混成触媒複合物で、そこでは少なくとも1種の金属化合物は1
5族を含有する上記の触媒化合物であり、またそこでは他の金属化合物は粗大な
配位子を有するメタロセン化合物、または従来の遷移金属触媒、もしくはそれら
の組合せであるものを対象とし、これらの触媒類を含む触媒系を対象とし、オレ
フィン(類)の重合におけるそれらの使用、及びそれにより得られた重合体を対
象とする。この実施態様においては、他の金属化合物は粗大な配位子を有するメ
タロセン化合物が好ましい。
【0012】 他の実施態様では、本発明は、3〜14族の金属原子で、少なくとも1つの脱
離基に結合し、そして少なくとも2つの15族原子に結合しているが、その2つ
の内少なくとも1つはまた他のグループ触媒化合物を介して15もしくは16族
の原子に結合しているもの、を対象とし、そして、混成の触媒複合物で少なくと
も2つの金属化合物を含み、その金属化合物の1つは上記の15族を含有する触
媒化合物であり、第二の金属化合物は、第一の金属化合物とは異なる化合物で、
粗大な配位子を有するメタロセン化合物、または従来型の遷移金属化合物、もし
くはそれらの組合せであるもの、を対象とし、これらの触媒類を含む触媒系を対
象とし、オレフィン(類)の重合におけるそれらの使用、及びそれにより得られ
た重合体を対象とする。
【0013】 他の実施態様では、本発明はここに記載された触媒複合物を保持する方法を対
象とし、保持された触媒系自体を対象とし、及びオレフィン(類)の重合におけ
るそれらの使用を対象とする。 他の実施態様においては、本発明は、ルイス酸であるアルミニウムを含有する
活性剤を、ここに記載された触媒複合物及び触媒系と共に使用することを対象と
する。
【0014】 他の実施態様では、本発明は、ここに記載された触媒複合物及び触媒系を、液
体のキャリヤー中で重合反応槽の中へ供給する方法を対象とする。 他の実施態様では、本発明はオレフィン(類)を重合させる工程、とりわけ気
相工程もしくはスラリー相工程において、ここに記載された触媒系もしくは保持
触媒系のいずれか1つを利用するもの、を対象とする。 他の実施態様においては、本発明は、上記の混成触媒複合物を利用してオレフ
ィンを重合させる諸工程を、とりわけ単一の反応槽内におけるものを対象とする
。より好ましくは、該工程は、多峰性の重合体を製造するのに単一槽内の連続気
相工程を利用する。 他の実施態様においては、本発明は上記の混成触媒複合物を利用して調製され
る重合体を、好ましくは新種の2峰性のMWD HDPEを対象とする。
【0015】詳細な説明 序論 本発明は、オレフィン(類)重合における15族含有金属触媒化合物の使用に
関する。更に、出願者らは、これらの15族含有触媒化合物類を、他の触媒と組
合せて、好ましくは粗大な配位子を有するメタロセン化合物と組合せて、使用す
ることにより、新種の2峰性MWD HDPE製品を製造することを発見した。
驚くべきことに、本発明の混成触媒複合物は単一の反応槽系中において利用し得
る。
【0016】15族含有金属化合物 15族を含有する化合物は、一般的に3〜14族の金属原子を、好ましくは3
〜7族の、より好ましくは4〜6族の、更に好ましくは4族の金属原子を含み、
その金属原子は少なくとも1つの脱離基に結合し、そしてまた少なくとも2つの
15族原子に結合し、その2つのうち少なくとも1つはまた、他のグループを介
して15もしくは16族の原子に結合している。
【0017】 1つの実施態様では、15族原子の少なくとも1つはまた、他のグループを介
して、15もしくは16族の1原子に結合しているが、他のグループとはC1
20の炭化水素1グループ、異種原子を含有する1グループ、珪素、ゲルマニウ
ム、スズ、鉛、または燐である。そこにおいて当該の15もしくは16族の原子
がまた結合しているのは、結合相手がないか、水素1つか、14族を含有する1
グループか、ハロゲン1つか、もしくは異種原子を含有する1グループか、であ
り、そしてそこにおいては2つの15族原子のそれぞれは、また、環状グループ
1つに結合しており、場合によっては水素、ハロゲン1つ、異種原子もしくはヒ
ドロカルビルの1グループ、または異種原子を含有する1グループである。
【0018】 他の実施態様では、本発明における15族含有金属化合物は、次の式で表わさ
れる: 次式I、
【化4】 もしくは 次式II
【化5】 式中、 Mは3〜12族の遷移金属、もしくは13または14族の主グループ金属で、
好ましくは4、5、または6族金属、より好ましくは4族金属、最も好ましくは
ジルコニウム、チタニウム、もしくはハフニウムであり、 Xはそれぞれ独立の脱離基であり、好ましくは陰イオン性の脱離基であり、よ
り好ましくは、水素、ヒドロカルビルグループ、異種原子もしくはハロゲンであ
り、最も好ましくはアルキルである。
【0019】 yは0または1(yが0の場合はL′は不在)であり、 nはMの酸化状態であり、好ましくは+3、+4、または+5で、より好ましく
は+4であり、 mはYZLまたはYZL′配位子の形式電荷であって、好ましくは0、−1、
−2、または−3であり、より好ましくは−2であり、 Lは15もしくは16族の元素で、好ましくは窒素であり、 L′は15もしくは16族の元素または14族を含有するグループで、好まし
くは炭素、珪素、もしくはゲルマニウムであり、 Yは15族の元素で、好ましくは窒素または燐、より好ましくは窒素であり、 Zは15族の元素で、好ましくは窒素または燐、より好ましくは窒素であり、 R1及びR2は、独立に、C1〜C20の炭化水素グループ、異種原子を含有する
グループで炭素原子数が20以下のもの、珪素、ゲルマニウム、スズ、鉛もしく
は燐で、好ましくはC2〜C20のアルキル、アリール、もしくはアラルキルグル
ープ、より好ましくは、直鎖、分岐鎖、もしくは環状のC2〜C20のアルキルグ
ループ、最も好ましくはC2〜C6の炭化水素グループである。
【0020】 R3は、不在か、または炭化水素グループ、水素、ハロゲン、異種原子を含有
するグループで、好ましくは、直鎖、環状、もしくは分岐鎖のアルキルグループ
で1〜20個の炭素原子を有するもの、より好ましくは、R3は、不在か、水素
もしくはアルキルグループ、そして最も好ましくは水素であり、 R4及びR5は、独立に、アルキルグループ、アリールグループ、置換されたア
リールグループ、環状のアルキルグループ、置換された環状のアルキルグループ
、置換された環状のアラルキルグループ、もしくは多環系で好ましくは20以下
の炭素原子数を有するもの、より好ましくは炭素原子数が3〜10個の間のもの
、さらにより好ましくはC1〜C20の炭化水素グループ、C1〜C20のアリールグ
ループ、もしくは異種原子を含有するグループで、例えばPR3のごとく、ここ
のRはアルキルグループであるが、 R1及びR2は相互に連結していてよく、及び/もしくはR4及びR5は相互に連
結していてよく、 R6及びR7は、独立に、不在か、または水素、アルキルグループ、ハロゲン、
異種原子もしくはヒドロカルビルグループであり、好ましくは直鎖、環状、また
は分岐鎖のアルキルグループで1〜20個の炭素原子を有するもの、より好まし
くは不在のものであり、そして、 R*は、不在か、または水素、14族原子を含有するグループ、ハロゲン、異
種原子を含有するグループである。
【0021】 「YZLまたはYZL′配位子の形式電荷」とは、金属、及び脱離基Xが不在
の場合の、配位子全体の電荷を意味する。
【0022】 「R1及びR2はまた相互に連結していてよく」とは、R1とR2が直接お互いに
結合していてもよく、他のグループを介してお互いに結合していてもよいことを
意味する。「R4及びR5はまた相互に連結していてよく」とは、R4とR5が直接
お互いに結合していてもよく、他のグループを介してお互いに結合していてもよ
いことを意味する。
【0023】 アルキルグループは、直鎖か分岐鎖のアルキルラジカル、またはアルケニルラ
ジカル、アルキニルラジカル、シクロアルキルラジカルまたはアリールラジカル
、アシルラジカル、アロイルラジカル、アルコキシラジカル、アリールオキシラ
ジカル、アルキルチオラジカル、ジアルキルアミノラジカル、アルコキシカルボ
ニルラジカル、アリーロキシカルボニルラジカル、カルボモイルラジカル、アル
キル−もしくはジアルキル−カルバモイルラジカル、アシロキシラジカル、アシ
ルアミノラジカル、アロイルアミノラジカル、直鎖、分岐鎖もしくは環状の、ア
ルキレンラジカル、もしくはこれらの組合せ、であってよい。アラルキルグルー
プとは、置換されたアリールグループである、と定義される。
【0024】 ある好ましい実施態様においては、R4とR5は、独立に、以下の式で示される
グループである。 次式1
【化6】 式中 R8〜R12は、それぞれ独立に、水素であるか、C1〜C40のアルキルグループ
、ハリド、異種原子、異種原子を含有する炭素原子数40以下のグループで好ま
しくはC1〜C20の直鎖もしくは分岐鎖のアルキルグループで好ましくはメチル
、エチル、プロピルもしくはブチルグループで、任意の2つのRグループが環状
グループ及び/もしくは複素環グループを形成してよい。環状グループは芳香族
であってもよい。好ましい実施態様では、R9、R10、及びR12はメチルグルー
プで、R8とR11は水素である。
【0025】 ある特に好ましい実施態様では、R4とR5はいずれも以下の式で表わされるグ
ループである。 次式2
【化7】 この実施態様では、Mは4族の金属で、好ましくはジルコニウム、チタンもし
くはハフニウムであり、さらにより好ましくはジルコニウムであり;L、Y、及
びZはいずれも窒素であり;R1及びR2はいずれも−CH2−CH2−であり;そ
してR6及びR7は不在である。
【0026】 ある好ましい実施態様においては、少なくとも1つのXは置換された炭化水素
グループであり、好ましくは6個超の炭素原子を有する置換されたアルキルグル
ープで、最も好ましくはアリール置換されたアルキルグループである。最上に好
ましいアリール置換されたアルキルグループはベンジルである。
【0027】 ある特に好ましい実施態様では、15族含有金属化合物は以下の式で表わされ
る: 次の化合物I
【化8】 化合物Iにおいて、Phはフェニルと同等である。
【0028】 本発明の15族含有金属化合物は、当技術分野で周知の諸方法によって調製さ
れる、例えばヨーロッパ特許第0 893 454 A1号公報、米国特許第5,889,128 号
明細書及び米国特許第5,889,128号明細書に引用された諸文献で、それらは本件
の参考文献にすべて収録されている。米国特許願第09/312,878号1999年5月
17日受理は、保持されたビスアミド触媒を使用した気相もしくはスラリー相に
おける重合工程を開示しているが、これも本件の参考文献に収録されている。
【0029】 これらの化合物の好ましい直接合成法は、下記の方法を含む。中性の配位子(
例えば式IもしくはIIのYZLもしくはYZL′を見よ)をMnn(Mは3族か
ら14族の金属であり、nはMの酸化状態であり、Xはそれぞれ、例えばハリド
のような陰イオン性グループである)と非配位性もしくは弱配位性の溶媒、例え
ばエーテル、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、及び/もしくはヘ
キサン、または60℃超の沸点を有する溶媒、中で約20〜約150℃(好まし
くは20〜100℃)において、好ましくは24時間もしくはそれ以上の間、反
応させ、次いでその混合物を過剰(例えば4当量もしくはそれ以上)のアルキル
化試薬、例えばエーテル中の臭化メチルマグネシウム、で処理する。マグネシウ
ム塩は濾過して除去し、金属錯体は標準的な方法で単離する。
【0030】 1つの実施態様では、15族含有金属化合物は下記を含む方法で調製される:
中性の配位子(例えば式1もしくは2のYZLもしくはYZL′を見よ)を、式
nn(Mは3族から14族の金属であり、nはMの酸化状態であり、Xはそれ
ぞれ、陰イオン性の脱離基である)で表わされる化合物と、非配位性もしくは弱
配位性の溶媒中で、約20℃もしくはそれ以上で、好ましくは約20〜約100
℃で、反応させ、次いで混合物を過剰のアルキル化試薬で処理し、それから金属
錯体を回収する。好ましい実施態様では、溶媒は60℃超の沸点を有し、例えば
トルエン、キシレン、ベンゼン、及び/もしくはヘキサンなどである。他の実施
態様では、溶媒はエーテル及び/もしくは塩化メチレンを含み、エーテルがより
好ましい。
【0031】粗大な配位子を有するメタロセン化合物 1つの実施態様では、上記の15族含有金属化合物は、第二の金属化合物と複
合させて、混成触媒複合物を形成しうる。当該の第二の金属化合物は、好ましく
は粗大な配位子を有するメタロセン化合物である。
【0032】 一般的に、粗大な配位子を有するメタロセン化合物は、少なくとも1個の金属
原子と結合した1つもしくはそれ以上の粗大な配位子を有する半面もしくは両面
サンドイッチ状の化合物を包含する。粗大な配位子を有するメタロセン化合物の
典型的なものは、通常、1つもしくはそれ以上の粗大な配位子(類)及び1つも
しくはそれ以上の脱離基(類)が、少なくとも1個の金属原子と結合したものを
含むとして記述される。ある好ましい実施態様では、少なくとも1つの粗大な配
位子が金属原子にη結合し、最も好ましくは金属原子にη5結合している。
【0033】 粗大な配位子は、一般的に、1つまたはそれ以上の、開いた、非環式の、もし
くは融合した環(類)もしくは環系(類)もしくはそれらの組合せで表示される
。これらの粗大な配位子は、好ましくはその環(類)もしくは環系(類)が典型
的には元素周期律表の13族〜16族の原子から選ばれた原子から成り、好まし
くはその原子は、炭素、窒素、酸素、珪素、硫黄、燐、ゲルマニウム、硼素、及
びアルミニウムもしくはそれらの組合せで構成された群から選ばれる。最も好ま
しくは、その環(類)もしくは環系(類)は炭素原子から成り、例えば以下の、
ただしこれらに限局される訳ではないが、シクロペンタジエニル配位子もしくは
シクロペンタジエニル型の配位子構造もしくはその他の同様な機能を示すペンタ
ジエン、シクロオクタテトラエンジイルまたはイミド配位子のような配位子構造
である。金属原子は、好ましくは元素周期律表の3族〜15族及びランタニドも
しくはアクチニド系列から選出される。好ましくは該金属は4族〜12族の遷移
金属、より好ましくは4、5、及び6族の、最も好ましくはその遷移金属は4族
からである。
【0034】 1つの実施態様では、粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物は次式で表
わされる: LABMQn (III) ただしMは元素周期律表からの金属原子で、3族から12族の金属でよく、もし
くは元素周期律表のランタニドもしくはアクチニド系列からで、好ましくはMは
4、5、もしくは6族の遷移金属、より好ましくはMは4族の遷移金属、さらに
好ましくはMはジルコニウム、ハフニウムもしくはチタンである。粗大な配位子
であるLA及びLBは、開いた、非環式の、もしくは融合した環(類)もしくは環
系(類)であり、非置換もしくは置換されたシクロペンタジエニル配位子もしく
はシクロペンタジエニル型の配位子、異種原子で置換された及び/もしくは異種
原子を含有するシクロペンタジエニル型の配位子を含むいかような補助性配位子
系でもよい。粗大な配位子の無制限な例は、シクロペンタジエニル配位子、シク
ロペンタフェナントレンイル配位子、インデニル配位子、ベンズインデニル配位
子、フルオレニル配位子、オクタヒドロフルオレニル配位子、シクロオクタテト
ラエンジイル配位子、シクロペンタシクロドデセン配位子、アゼニル配位子、ア
ズレン配位子、ペンタレン配位子、ホスホイル配位子、ホスフィニミン(国際特
許第99/40125号公報)、ピロリル配位子、ピロゾリル配位子、カルバゾリル配位
子、ボラベンゼン配位子及び同様であり、これらの水素化されたもの、例えばテ
トラヒドロインデニル配位子のように、も含まれる。1つの実施態様では、LA
及びLBはMにη結合他のいかなる配位子構造でもよく、好ましくはη3結合、最
も好ましくはη5結合である。さらに他の実施態様では、LAもしくはLBの原子
量的分子量(MW)は60a.m.u.を越し、好ましくは65a.m.u.よ
りも大きい。他の実施態様では、LA及びLBは1つもしくはそれ以上の異種原子
、例えば窒素、珪素、硼素、ゲルマニウム、硫黄及び燐、が炭素原子と組み合わ
されて構成され、開環の、非環式の、また好ましくは融合した、環もしくは環系
を形成し、例えばヘテロ−シクロペンタジエニルの補助性配位子となる。その他
のLA及びLBの粗大な配位子は、粗大なアミド、フォスフィド、アルコキシド、
イミド、カルボリド、ボロリド、ポルフィリン、フタロシアニン、コリン、及び
その他のポリアゾ巨大環を含むが、これらに限定されるわけではない。LA及び
Bは、それぞれ独立に、Mに結合している粗大な配位子の同一もしくは異なる
タイプであってよい。式(III)のある実施態様では、LAもしくはLBの一方だ
けしか存在しない。
【0035】 LA及びLBは、それぞれ独立に、置換基Rの組合せにより置換されず、もしく
は置換されてよい。置換基Rの非制限的な実例は、水素、または直鎖もしくは分
岐鎖のアルキルラジカル、もしくはアルケニルラジカル、もしくはアルキニルラ
ジカル、シクロアルキルラジカルもしくはアリールラジカル、アシルラジカル、
アロイルラジカル、アルコキシラジカル、アリロキシラジカル、アルキルチオラ
ジカル、ジアルキルアミノラジカル、アルコキシカルボニルラジカル、アリール
オキシカルボニルラジカル、カルボモイルラジカル、アルキルもしくはジアルキ
ルカルバモイルラジカル、アシロキシラジカル、アシルアミノラジカル、アロイ
ルアミノラジカル、直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキレンラジカル、もしくは
これらの組合せを含む。好ましい実施態様において、置換基Rは50以下の非水
素原子を有し、好ましくは1〜30個の炭素であるが、これらもまた、ハロゲン
もしくは異種原子などで置換されうる。アルキル置換基Rの非制限的な実例は、
メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロペンチル、シ
クロヘキシル、ベンジルもしくはフェニルグループなどを含み、それらの異性体
すべて、例えばt−ブチル、イソプロピル、などを含む。他のヒドロカルビルラ
ジカルが含むのは、フルオロメチル、フルオロエチル、ジフルオロエチル、ヨー
ドプロピル、ブロモヘキシル、クロロベンジル、及びヒドロカルビルで置換され
た、トリメチルシリル、トリメチルゲルミル、メチルジエチルシリルなどを含む
有機金属性ラジカル;及び、トリス(トリフルオロメチル)シリル、メチルビス
(ジフルオロメチル)シリル、ブロモメチルジメチルゲルミルなどを含む、ハロ
カルビルで置換された有機金属性ラジカル;そして例えばジメチル硼素を含む二
置換された硼素ラジカル;そして、ジメチルアミン、ジメチルホスフィン、ジフ
ェニルアミン、メチルフェニルホスフィンを含む二置換されたプニクトゲンラジ
カル;メトキシ、エトキシ、プロポキシ、フェノキシ、メチルスルフィド及びエ
チルスルフィドを含むカルコゲンラジカル。非水素の置換基Rは、炭素、珪素、
硼素、アルミニウム、窒素、燐、酸素、スズ、硫黄、ゲルマニウムなどの原子を
含み、オレフィン類、例としては、限定するわけではないが、末端にビニルをも
つ配位子、例えば3−ブテニル、2−プロペニル、5−ヘキセニルなどを含むオ
レフィン様に不飽和な置換体である。また、少なくとも2つのRグループ、好ま
しくは2つの近接したRグループが、連結して3〜30個の原子、その原子は炭
素、窒素、酸素、燐、珪素、ゲルマニウム、アルミニウム、硼素もしくはこれら
の組合せから選定されるが、を有する環状構造を形成する。そしてまた、置換基
Rグループ、1−ブタニルのような、は、該金属Mと炭素シグマ結合を形成する
こともあろう。
【0036】 他の配位子は、少なくとも1つの脱離基Qのように、金属Mに結合してよい。
1つの実施態様では、QはMとのシグマ結合を有する1価陰イオン性の活性な配
位子である。該金属の酸化状態に依存して、上記の式(III)が中性の粗大な配
位子を有するメタロセン触媒化合物を表わすように、nに対する値は0、1もし
くは2を取る。
【0037】 配位子Qの非限定的な実例は、アミン、フォスフィン、エーテル、カルボキシ
レート、ジエン、1〜20個の炭素原子を有するヒドロカルビルラジカル、ヒド
リド、もしくはハロゲンなどまたはそれらの組合せ、のような弱い塩基類を含む
。他の実施態様では、2個もしくはそれ以上のQが、融合した環もしくは環系の
一部を形成する。配位子Qの他の例は、Rに対する上記の置換体を含み、そして
シクロブチル、シクロヘキシル、ヘプチル、トリル、トリフルロメチル、テトラ
メチレン、ペンタメチレン、メチリデン、メチオキシ、エチオキシ、プロポキシ
、フェノキシ、ビス(N−メチルアニリド)、ジメチルアミド、ジメチルフォス
フィドラジカルなどを含んでいる。
【0038】 1つの実施態様では、本発明の粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物は
式(III)のそれらにおいてLAとLBが互いに少なくとも1つの架橋グループA
によって架橋されたものを含み、その結果、式は次のように表わされる: LAALBMQn (IV) 式(IV)によって表わされるこれらの架橋化合物は、架橋された粗大な配位子を
有するメタロセン触媒化合物として知られる。LA、LB、M、Q及びnは下記に
定義する。架橋グループAの非限定的な実例は、13〜16族の原子の少なくと
も1個、それはしばしば2価の残基と呼ばれ、例えば、限定するものではないが
、炭素、酸素、窒素、珪素、アルミニウム、硼素、ゲルマニウム及びスズ原子と
これらの組合せの少なくとも1個であるが、それを含有する架橋グループである
。架橋グループAは、好ましくは、炭素、珪素、もしくはゲルマニウム原子を含
有し、最も好ましくはAは少なくとも1個の珪素原子もしくは少なくとも1個の
炭素原子を含有する。架橋グループAは、また、上記に定義した置換グループR
、ハロゲン及び鉄を含むが、を含有する。架橋グループAの非制限的な例は、R
2C、R′2Si、R′2SiR′2Si、R′2Ge、R′Pと表わされてよく
、ここでR′は、独立に、ヒドリド、ヒドロカルビル、置換されたヒドロカルビ
ル、ハロカルビル、置換されたハロカルビル、ヒドロカルビルで置換された有機
メタロイド、二置換された硼素、二置換されたプニクトゲン、置換されたカルコ
ゲン、もしくはハロゲン、である1個のラジカルグループであり、または、2個
もしくはそれ以上のR′が加わって環もしくは環系を形成してもよい。1つの実
施態様では、式(IV)の、架橋された粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合
物は、2個もしくはそれ以上の架橋グループAを有する(ヨーロッパ特許第664
301号公報)。
【0039】 1つの実施態様では、粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物は、式(II
I)及び(IV)の粗大な配位子LAとLB上の置換基Rが、粗大な配位子それぞれ
の上で同一もしくは異なる数の置換基により置換されているものである。他の実
施態様では、式(III)及び(IV)の粗大な配位子LAとLBは、互いに異なって
いる。
【0040】 他の粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物及び触媒系で、本発明におい
て有用であるものは、以下の諸文献に記載されたものを含んでいてよく、それら
のすべては本件の参考文献に完形で収載されている:米国特許明細書第5,064,80
2号、第5,145,819号、第5,149,819号、第5,243,001号、第5,239,022号、第5,276
,208号、第5,296,434号、第5,321,106号、第5,329,031号、第5,304,614号、第5,
677,401号、第5,723,398号、第5,753,578号、第5,854,363号、第5,856,547号、
第5,858,903号、第5,859,158号、第5,900,517号、及び第5,939,503号、及びPC
T刊行物、国際特許公報第93/08221号、第93/08199号、第95/07140号、第98/111
44号、第98/41530号、第98/41529号、第98/46650号、第99/02540号、及び第99/1
4221号、及びヨーロッパ刊行物、ヨーロッパ特許公報第A-0 578 838号、第A-0 6
38 595号、第B-0 513 380号、第A1-0 816 372号、第A2-0 839 834号、第B1-0 63
2 819号、第B1-0 748 821号、及び第B1-0 757 996号。
【0041】 1つの実施態様では、粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物で本発明に
おいて有用であるものは、架橋式異種原子単粗大配位子のメタロセン化合物を含
む。このタイプの触媒及び触媒系は、例えば以下の諸文献に記載されており、そ
れらのすべては本件の参考文献に完形で収載されている:PCT刊行物、国際特
許公報第92/00333号、第94/07928号、第91/04257号、第94/03506号、第96/00244
号、第97/15602号、及び第99/20637号、及び米国特許明細書第5,057,475号、第5
,096,867号、第5,055,438号、第5,198,401号、第5,227,440号、及び第5,264,405
号、及びヨーロッパ刊行物、ヨーロッパ特許公報第A-0 420 436号。
【0042】 この実施態様においては、粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物は次の
式で表わされる: LCAJMQn (V) この式でMは3〜16族の金属原子、もしくは元素周期律表のアクチニドまたは
ランタニドグループから選ばれた金属で、好ましくはMは4〜12族の遷移金属
であり、より好ましくはMは4、5、または6族の遷移金属であり、最も好まし
くはMは4族の遷移金属であって酸化状態はいずれでもよく、とりわけチタンで
あり;LCはMと結合している粗大な配位子で置換もしくは非置換であり;Jは
Mと結合しており;AはM及びJと結合しており;Jは異種原子の補助性配位子
であり;そしてAは架橋グループであり;Qは1価の陰イオン性配位子であり;
そしてnは整数で0、1、または2である。上記の式(V)において、LCとA
とJは融合した環系を形成する。ある実施態様においては、式(V)のLCは上
記においてLAにつき定義したのと同様であり、式(V)のA、M及びQは式(I
II)において上記で定義したのと同様である。
【0043】 式(V)においてJは異種原子を含有する配位子で、そこではJは15族から
選んだ配位数3の元素、もしくは元素周期律表の16族から選んだ配位数2の元
素である。好ましくはJは窒素、燐、酸素もしくは硫黄原子を含有するが、窒素
が最も好ましい。
【0044】 本発明の実施態様においては、粗大な配位子を有するメタロセン型の触媒化合
物は複素環性の配位子錯体であって、そこでは粗大な配位子、環(類)もしくは
環系(類)は1個またはそれ以上の異種原子もしくはそれらの組合せを含む。異
種原子の非限定的な実例は、13〜16族元素を含み、好ましくは窒素、硼素、
硫黄、酸素、アルミニウム、珪素、燐及びスズである。これらの粗大な配位子を
有するメタロセン触媒化合物は、国際特許公報第96/33202号、第96/34021号、第
97/17379号及び第98/22486号、及び、ヨーロッパ特許第A1-0 874 005号公報、及
び、米国特許明細書第5,637,660号、第5,539,124号、第5,554,775号、第5,756,6
11号、第5,233,049号、第5,744,417号及び第5,856,258号に記載され、これらは
すべて本件の参考文献に収載されている。
【0045】 1つの実施態様では、粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物は、ピリジ
ンもしくはキノリン残基を含有する2配座性の配位子に基づいた遷移金属触媒と
して知られる錯体で、例えば米国特許願第09/103,620号1998年6月23日受
理、に記載されたもので、これは本件の参考文献に収載されている。他の実施態
様では、粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物はPCT刊行物、国際特許
第99/01481号公報及び第98/42664号公報に記載されたもので、これらは本件の参
考文献に完形で収載されている。
【0046】 他の実施態様では、粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物は金属、好ま
しくは遷移金属、と粗大な配位子、好ましくは置換もしくは非置換のパイ結合を
有する配位子、と及び1つもしくはそれ以上のヘテロアリル残基との錯体で、米
国特許明細書第5,527,752号及び第5,747,406号、及び、ヨーロッパ特許公報第B1
-0 735 057号に記載された類いのものであり、これらすべての文献は本件の参考
文献に完形で収載されている。
【0047】 また、本発明の粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物のいずれもが少な
くとも1個のフッ素基もしくはフッ素含有脱離基、米国特許願第09/191,916号1
998年11月13日受理に記載されたように、を有することも、企図されてい
る。
【0048】 他の実施態様では、もう一方の金属化合物即ち第二の金属化合物は粗大な配位
子を有するメタロセン触媒化合物であって次の式で表わされる: LDMQ2(YZ)Xn (VI) ここにおいて、Mは3〜16族の金属で、好ましくは4〜12族の遷移金属であ
り、最も好ましくは4、5または6族の遷移金属であり;LDはMに結合してい
る粗大な配位子であり;Qのそれぞれは独立にMに結合していてQ2(YZ)は
配位子を、好ましくは単電荷の多座配位性配位子を、形成し;AもしくはQは1
価の陰イオン性配位子で同様にMに結合し;Xはnが2のときは1価の陰イオン
性グループで、Xはnが1のときは2価の陰イオン性グループである。
【0049】 式(VI)において、L及びMは式(III)に対して上記で定義したものと同一
である。Qは式(III)に対して上記で定義したものと同一であり、好ましくは
Qは−O−、−NR−、−CR2−及び−S−から成る群から選ばれ;YはCか
Sのいずれかであり;Zは、−OR、−NR2、−CR3、−SR、−SiR3
−PR2、−H、及び置換もしくは非置換のアリールグループ、から成る群から
、Qが−NR−の場合にはZは、−OR、−NR2、−SR、−SiR3、−PR 2 及び−Hから成る群の1つから選ばれるという条件付きで、選ばれ;Rは、炭
素、珪素、窒素、酸素、及び/もしくは燐を含有するグループから選ばれ、好ま
しくはRが1〜20個の炭素原子を含有する炭化水素であれば、最も好ましくは
アルキル、シクロアルキル、もしくはアリールグループであり;nは1〜4の整
数で、好ましくは1または2であり;Xはnが2のときは1価の陰イオン性グル
ープで、Xはnが1のときは2価の陰イオン性グループであり;好ましくはXは
Q、Y及びZの組合せで記載されたカルバメート、カルボキシレート、またはそ
の他のヘテロアリル残基である。
【0050】 特に好ましい実施態様において、粗大な配位子を有するメタロセン化合物は次
の式で表わされる:
【化9】 混成触媒系において、上記の第一と第二の金属化合物は、1:1000から1
000:1、好ましくは1:99から99:1、好ましくは10:90から90
:10、より好ましくは20:80から80:20、より好ましくは30:70
から70:30、より好ましくは40:60から60:40、のモル比で混成さ
れてよい。選択される特定の比は、要望される最終産物及び/もしくは活性化の
方法に依存する。
【0051】活性化剤と活性化法 本件に記載された金属化合物は、オレフィン(類)を配位し、挿入し、重合さ
せる空虚な配位サイトを有する触媒化合物を生ずるべく、様々な方法で典型的に
活性化される。
【0052】 この特許の明細書及び付随する請求事項の目的に沿って、術語「活性化剤」は、
本発明で上記した15族含有金属化合物及び/もしくは粗大な配位子を有するメ
タロセン触媒化合物のいずれかを活性化し得る任意の化合物、成分、もしくは方
法、と定義される。非制限的な活性化剤は、例えば、ルイス酸もしくは非配位性
のイオン性活性化剤、またはイオン化活性化剤もしくは、他の、ルイス塩基、ア
ルミニウムアルキル、従来型の助触媒及びそれらの組合せを含む任意の化合物、
を含んでよく、それらは、中性の粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物ま
たは15族含有金属化合物を、触媒として活性化した15族含有金属化合物、ま
たは粗大な配位子を有するメタロセン陽イオンに転化し得る。アルモキサンまた
は修飾アルモキサンを、中性であれイオン性であれ、活性化剤として使用するこ
と、及び/もしくはまたイオン化活性化剤として使用すること、は、中性の粗大
な配位子を有するメタロセン触媒及び/もしくは15族含有金属化合物をイオン
化するであろうとして、本発明の視野に入っているが、例えば、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、トリスペルフル
オロフェニル硼素メタロイド先駆物質、またはトリスペルフルオロナフチル硼素
メタロイド先駆物質、ポリハロゲン化されたヘテロボラン陰イオン(国際特許公
報第98/43983号)もしくはこれらの組合せである。
【0053】 1つの実施態様では、活性なプロトンを含まないが15族含有金属化合物の陽
イオンまたは粗大な配位子を有するメタロセン触媒の陽イオン及びそれらの非配
位性の陰イオンを生じることが出来るような、イオン化力あるイオン化合物を使
用する活性化法も企図され、国際特許公開第A-0 426 637号公報、国際特許公開
第A-0 573 403号公報、及び米国特許第5,387,568号明細書に記載されている。こ
れらは本件の参考文献に収載されている。
【0054】 アルモキサン及び修飾アルモキサンを調製するには種々の方法があり、その非
限定的な実例は、米国特許明細書第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5,2
35,081号、第5,157,137号、第5,103,031号、第5,391,793号、第5,391,529号、第
5,693,838号、第5,731,253号、第5,731,451号、第5,744,656号、第5,847,177号
、第5,854,166号、第5,856,256号及び第5,939,346号、及び、ヨーロッパ刊行物
、ヨーロッパ特許公報第A-0 561 476号、第B1-0 279 586号、第A-0 594-218号及
び第B1-0 586 665号、及びPCT刊行物、国際特許第94/10180号公報に記載され
ている。これらはすべて本件の参考文献に完形で収載されている。
【0055】 活性化剤として有用な有機アルミニウム化合物は、トリメチルアルミニウム、
トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルア
ルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム、などを含む。
【0056】 イオン化化合物は、そのイオン化化合物の残存イオンに会合するが配位はしな
いか、配位しても緩い配位であるような活性プロトン、または何か他の陽イオン
を含有してよい。そのような化合物とその同類は、ヨーロッパ刊行物ヨーロッパ
特許公報第A-0 570 982号、第A-0 520 732号、第A-0 495 375号、第B1-0 500 94
4号、第A-0 277 003号及び第A-0 277 004号、及び米国特許明細書第5,153,157号
、第5,198,401号、第5,006,741号、第5,206,197号、第5,241,025号、第5,384,29
9号及び第5,502,124号、及び米国特許願第08/285,380号1994年8月3日受理に記載
され、これらはすべて本件の参考文献に完形で収載されている。
【0057】 他の活性化剤は、トリス(2、2′、2″−ノナフルオロビフェニル)フルオ
ロアルミナートのような、PCT刊行物、国際特許第98/07515号公報に記載され
たものを含み、この刊行物は本件の参考文献に完形で収載されている。活性化剤
の組合せも本発明で企図されており、例えば、アルモキサン類とイオン化活性化
剤を組合せて用いるが、例えばヨーロッパ特許公報第B1-0 573 120号、PCT刊
行物、国際特許第94/07928号公報及び第95/14044号公報、及び米国特許第5,153,
157号明細書及び第5,453,410号明細書を参照されたい。これらはすべて本件の参
考文献に完形で収載されている。参考文献に収載した国際特許第98/09996号公報
は、粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物の過塩素酸塩、過ヨード酸塩、
及びヨード酸塩、これらの水和物を含むが、による活性化を記載している。参考
文献に収載した国際特許第98/30602号公報及び第98/30603号公報は、粗大な配位
子を有するメタロセン触媒化合物に対する活性化剤として、リチウム(2、2′
−ビスフェニルジトリメチルシリケート)・4THFの使用を記載している。参
考文献に収載した国際特許第98/18135号公報は、有機硼素アルミニウム活性化剤
の使用を記載している。ヨーロッパ特許第B1-0 781 299号公報は、シリリウム塩
を非配位性の適合性陰イオンと組合せての使用を記載している。また、放射線(
本件の参考文献に収載したヨーロッパ特許第B1-0 615 981号公報を見よ)や電気
化学的酸化などが、中性の粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物もしくは
粗大な配位子を有するメタロセン陽イオンの先駆体をしてオレフィンの重合を可
能にさせる目的のために活性化する方法として企図されている。その他の活性化
剤もしくは粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物を活性化する方法につい
ては、例えば米国特許明細書第5,849,852号、第5,859,653号及び第5,869,723号
、及び国際特許第98/32775号公報、国際特許第99/42467号公報(ジオクタデシル
メチルアンモニウムビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)ベンズイ
ミダゾリド)に記載されており、これらは本件の参考文献に収載されている。
【0058】 1つの実施態様では、活性化剤はルイス酸化合物であり、より好ましくはアル
ミニウムを基盤としたルイス酸化合物であり、そして最も好ましくは、中性の、
アルミニウムを基盤としたルイス酸化合物で少なくとも1個の、好ましくは2個
の、ハロゲン化されたアリール配位子及びそれに加えて1個か2個のモノアニオ
ン性の配位子、ただしハロゲン化されたアリール配位子ではない、である。この
実施態様のルイス酸化合物は、オレフィン触媒の活性化剤であるルイス酸を含み
、そのルイス酸はアルミニウムを基盤とし、そして少なくとも1個の粗大で電子
吸引性の補助的配位子、例えばハロゲン化されたアリール配位子のトリス(ペル
フルオロフェニル)ボランもしくはトリス(ペルフルオロナフチル)ボラン、を
有している。これらの粗大な補助性配位子は、ルイス酸をして電子的な安定性を
示す相溶性の非配位性陰イオンとして機能させるに十分なものである。安定なイ
オン錯体は、陰イオンが、挿入重合において使用される強いルイス酸的な陽イオ
ン性の15族含有遷移金属陽イオンに対して、適合した配位子供与体とならない
時に達成される、つまり、陽イオンを中和して重合に対し不活化させるような配
位子の転移を阻止するのである。
【0059】 この好ましい活性化剤の記載に適合するルイス酸は、以下の式で記載される: RnAl(ArHal)3-n, (VII) ここでRはモノアニオン性の配位子であり、ArHalはハロゲン化されたC6
芳香環炭化水素、もしくは炭素数がより多い多環芳香環の炭化水素または芳香環
集合体で、2つもしくはそれ以上の環(または融合環系)が直接それぞれにもし
くは合同で接しているものであり、そしてn=1〜2、好ましくはn=1である
【0060】 また他の実施態様では、式(VII)の少なくとも1つの(ArHal)はハロ
ゲン化されたC9またはそれ以上の芳香環で、好ましくはフッ素化されたナフチ
ルである。適合した非制限的なR配位子が含むのは:置換もしくは非置換のC1
〜C30のヒドロカルビルな脂肪族または芳香族グループ、置換というのは、ある
炭素原子上の少なくとも1個の水素がヒドロカルビル、ハリド、ハロカルビル、
もしくはヒドロカルビルもしくはハロカルビルで置換された有機メタロイド、ジ
アルキルアミド、アルコキシ、シロキシ、アリールオキシ、アルキルスルフィド
、アリールスルフィド、アルキルフォスフィド、アルキルフォスフィドもしくは
他の陰イオン性置換基で置き換えられたことをいう;フルオリド;粗大なアルコ
キシドで、粗大とはC4及びより高いヒドロカルビルグループ、例えばほぼC20
までで、例としてはt−ブトキシド及び2,6−ジメチルフェノキシド、及び2
,6−ジ(t−ブチル)フェノキシド;−SR;−NR2、及び−PR2、ここで
それぞれのRは独立に上記で定義した置換もしくは非置換のヒドロカルビル;そ
して、C1〜C30のヒドロカルビルで置換された有機メタロイド、例えばトリメ
チルシリル。
【0061】 ArHalの実例は、米国特許第5,198,401号明細書のフェニル、ナフチル、
及びアントラセニルラジカル、及び国際特許第97/29845号公報のハロゲン化され
た時のビフェニルラジカル、を含む。ハロゲン化された、もしくは、ハロゲン化
、という術語の使用は、この出願にとって相応しくは、アリール置換された芳香
族配位子の炭素原子上の水素原子の少なくとも三分の一がハロゲン原子で置き換
えられており、より好ましくは芳香族配位子がパーハロゲン化されていることを
意味する。フッ素が最も好ましいハロゲンである。
【0062】 他の実施態様では、活性化剤成分の金属の、保持された15族含有触媒化合物
の金属に対するモル比は、0.3:1から1000:1の間の範囲にあり、好ま
しくは20:1から800:1、そして最も好ましくは50:1から500:1
である。活性化剤が陰イオンであるテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボロ
ンを基盤とした類いのイオン化活性化剤である場合には、活性化剤成分の金属の
、15族含有ハフニウム触媒化合物の金属成分に対するモル比は、好ましくは0
.3:1から3:1の間の範囲にある。
【0063】 上記の15族含有金属化合物及び/もしくは粗大な配位子を有するメタロセン
触媒化合物が、1つもしくはそれ以上の上記の活性化剤または活性化法を用いて
、式(III)から式(VI)に表わされた触媒化合物の1つもしくはそれ以上と複
合させ得ることもまた、この発明の視野に入っている。
【0064】 混成の触媒複合物についての他の実施態様では、修飾アルモキサンは本発明の
第一及び第二の金属化合物と複合されて触媒系を形成する。他の実施態様では、
MMAO3A(ヘプタン中の修飾メチルアルモキサン、Modified Me
thylalumoxane type 3A、の商品名でオランダのAkzo
Chemicals, Inc.社から市場で入手できる。実例として米国特
許第5,041,584号明細書で開示されたアルミノキサンを参照、文献は本件の参考
文献に収載されている)が第一及び第二の金属化合物と複合されて触媒系を形成
する。
【0065】 式1及び式2で表わされる金属化合物を使用する特定の実施態様では、両者が
同一の活性化剤で活性化される場合だが、好ましい重量割合は、活性化剤もしく
は保持体の重量でなく金属化合物二者の重量に基づいて、式1の化合物の10〜
95重量%及び式2の化合物の5〜90重量%、好ましくは式1の化合物の50
〜90重量%及び式2の化合物の10〜50重量%、より好ましくは式1の化合
物の60〜80重量%から式2の化合物の40〜20重量%である。
【0066】 1つの特定の実施態様においては、化合物I及びインデニルジルコニウムトリ
スピバレートを使用して両者が同一の活性化剤で活性化される場合、好ましい重
量割合は、活性化剤もしくは保持体の重量でなく触媒二者の重量に基づいて、化
合物Iの10〜95重量%及びインデニルジルコニウムトリスピバレートの5〜
90重量%、好ましくは化合物Iの50〜90重量%及びインデニルジルコニウ
ムトリスピバレートの10〜50重量%、より好ましくは化合物Iの60〜80
重量%からインデニルジルコニウムトリスピバレートの40〜20重量%、であ
る。
【0067】 一般的に、複合した金属化合物及び活性化剤は、およそ1000:1からおよ
そ0.5:1の比で複合される。好ましい実施態様では、金属化合物と活性化剤
はおよそ300:1から1:1の比で、好ましくはおよそ150:1から1:1
で、複合され、ボラン、ボレート、アルミナート等に対しては比は好ましくは1
:1からおよそ10:1、そしてアルキルアルミニウム化合物(水と複合した塩
化ジエチルアルミニウムなど)に対しては好ましくはおよそ0.5:1からおよ
そ10:1である。
【0068】従来型の触媒系 本発明の混成の触媒複合物は、上に記載した15族含有金属化合物と従来型の
遷移触媒とを交互に含んでよい。
【0069】 従来型の遷移金属触媒とは、当技術分野では周知の、伝統的なZiegler
−Natta、バナジウム、及びフィリップス型の諸触媒である。Ziegle
r−Natta触媒を例に取れば、Ziegler−Natta Cataly
sts and Polymerizations, John Boor,
Academic Press, New York, 1979.の如し。従
来型の遷移金属触媒の実例は、米国特許明細書第4,115,639号、第4,077,904号、
第4,482,687号、第4,564,605号、第4,721,763号、第4,879,359号及び第4,960,74
1号でも考察されており、これらは本件の参考文献に完形で収載されている。本
発明で使用され得る従来型の遷移金属触媒化合物は、元素周期律表で3〜17族
の遷移金属化合物、好ましくは4〜12族、より好ましくは4〜6族、を含む。
【0070】 これら従来型の遷移金属触媒は、次の式で表されよう:MRx、ここでMは3
〜17族の金属、好ましくは4〜6族、より好ましくは4族、最も好ましくはチ
タンであり;Rはハロゲンもしくはヒドロカルビルオキシグループであり;そし
てxは金属Mの酸化状態である。Rの非限定的な実例は、アルコキシ、フェノキ
シ、ブロミド、クロリド及びフルオリドを含む。Mがチタンである従来型の遷移
金属触媒の非限定的な実例は、TiCl4、TiBr4、Ti(OC253Cl
、Ti(OC25)Cl3、Ti(OC493Cl、Ti(OC372Cl2
Ti(OC252Br2、TiCl3・1/3AlCl3及びTi(OC1225
Cl3である。
【0071】 マグネシウム/チタン電子供与体錯体に基盤を置いた従来型の遷移金属触媒化
合物で、本発明において有用であるものは、例えば、米国特許第4,302,565号明
細書及び第4,302,566号明細書に記載されており、本件の参考文献に完形で収載
されている。MgTiCl6(酢酸エチル)4誘導体が特に好ましい。
【0072】 英国特許願第2,105,355号及び米国特許第55,317,036号明細書は、本件の参考
文献に収載されているが、種々の従来型バナジウム触媒化合物を記載している。
従来型バナジウム触媒化合物の非制限的な実例は、バナジルトリハリド、アルコ
キシハリド及びアルコキシドVOCl3、VOCl2(OBu)、ただしBuはブ
チルであるが、及びVO(OC253;バナジウムテトラハリド及びバナジウ
ムアルコキシハリド、例えばVCl4及びVCl3(OBu);バナジウム及びバ
ナジルアセチルアセトナート、例えばV(AcAc)3及びVOCl2(AcAc
)、ただし(AcAc)はアセチルアセトナートであるが、を含む。従来型バナ
ジウム触媒化合物で好ましいものは、VOCl3、VCl4及びVOCl2−OR
、ただしRは炭化水素ラジカルで、好ましくはC1〜C10の脂肪族もしくは芳香
族の炭化水素ラジカル、例えばエチル、フェニル、イソプロピル、ブチル、プロ
ピル、n−ブチル、イソ−ブチル、t−ブチル、ヘキシル、シクロヘキシル、ナ
フチル、等であるが、及びバナジウムアセチルアセトナートである。
【0073】 しばしばフィリップス型の触媒と呼ばれる従来型のクロム触媒化合物で、本発
明における使用に適合するものは、CrO3、クロモセン、シリルクロマート、
クロミルクロリド(CrO2Cl2)、クロミウム−2−エチル−ヘキサノアート
、クロミウムアセチルアセトナート(Cr(AcAc)3)、などを含む。非制
限的な実例は、米国特許明細書第3,709,853号、第3,709,954号、第3,231,550号
、第3,242,099号及び第4,077,904号に開示されており、本件の参考文献に完形で
収載されている。
【0074】 更に他の従来型遷移金属触媒化合物及び触媒系で、本発明における使用に適合
するものは、米国特許明細書第4,124,532号、第4,302,565号、第4,302,566号、
第4,376,062号、第4,379,758号、第5,066,737号、第5,763,723号、第5,849,655
号、第5,852,144号、第5,854,164号及び第5,869,585号、及び公開ヨーロッパ特
許第A2 0 416 815 A2号公報及び第A1 0 420 436号公報に開示されており、すべ
て本件の参考文献に収載されている。
【0075】 他の触媒はAlCl3のような陽イオン性触媒を含んでいてよく、そして他に
当技術分野でよく知られているコバルト、鉄、ニッケル及びパラジウム触媒があ
る。実例として米国特許明細書第3,487,112号、第4,472,559号、第4,182,814号
及び第4,689,437号、これらは本件の参考文献に収載されているが、を参照され
よ。
【0076】 典型的には、これらの従来型遷移金属触媒化合物は、いくつかの従来型クロム
触媒化合物を除き、下記の従来型の助触媒の1つもしくはそれ以上によって活性
化される。同様、従来型の遷移金属触媒は、本特許明細書において上に記載した
活性化剤を用いて活性化することが出来、これは当技術分野の人間ならば認識す
るであろう。
【0077】 上記の従来型遷移金属触媒化合物のための従来型の助触媒化合物は、M34 v
2 c3 b-cという式で表わされるが、ここでM3は元素周期律表の1族〜3族及
び12族〜13族からの金属であり;M4は元素周期律表の1族の金属であり;
vは0から1の数であり;X2はそれぞれ任意のハロゲンであり;cは0から3
の数であり;R3はそれぞれ1価の炭化水素ラジカルもしくは水素であり;bは
1から4の数であり;そしてbマイナスcは少なくとも1である。上記の従来型
遷移金属触媒のための従来型の有機金属性助触媒化合物の他のものは、M33 k
の式を有し、ここでM3はIA、IIA、IIB、もしくはIIIA族の金属で、例えば
リチウム、ナトリウム、ベリリウム、バリウム、硼素、アルミニウム、亜鉛、カ
ドミウム、及びガリウムであり;kはM3の原子価に応じて1、2、または3と
定まり、その原子価はM3の属する特定のグループに応じて通常定まり;そして
3のそれぞれは任意の1価の炭化水素ラジカルであってよい。
【0078】 上記の従来型触媒化合物に伴って有用な従来型の有機金属性助触媒化合物の非
制限的な実例は、メチルリチウム、ブチルリチウム、ジヘキシル水銀、ブチルマ
グネシウム、ジエチルカドミウム、ベンジルカリウム、ジエチル亜鉛、トリ−n
−ブチルアルミニウム、ジイソブチルエチル硼素、ジエチルカドミウム、ジ−n
−ブチル亜鉛及びトリ−n−アミル硼素、及びとりわけトリヘキシルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリ−イソブチルアル
ミニウムなどのアルミニウムアルキル、を含む。他の従来型助触媒化合物は、2
族金属のモノ有機性ハリド及びヒドリド及び3族及びI3族金属のモノ−もしく
はジ−有機性ハリド及びヒドリドを含む。そのような従来型助触媒化合物の非制
限的な実例は、ジイソブチルアルミニウムブロミド、イソブチル硼素ジクロリド
、メチルマグネシウムクロリド、エチルベリリウムクロリド、エチルカルシウム
ブロミド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド、メチルカドミウムヒドリド、ジ
エチル硼素ヒドリド、ヘキシルベリリウムヒドリド、ジプロピル硼素ヒドリド、
オクチルマグネシウムヒドリド、ジクロロ硼素ヒドリド、ジブロモアルミニウム
ヒドリド及びブロモカドミウムヒドリド、を含む。従来型の有機金属性助触媒化
合物は当技術分野に携わる者には知られており、これら化合物についてのより充
分な考察は、米国特許第3,221,002号明細書及び第5,093,415号明細書に見受けら
れ、これらは本件の参考文献に収載されている。
【0079】保持体、キャリヤー及び保持技術全般 上記の15族含有触媒及び/もしくは混成触媒系、15族含有触媒化合物及び
粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物を含むが、もしくは従来の触媒化合
物は、当技術分野でよく知られた保持法の1つを用いて、または下記のように、
1つもしくはそれ以上の保持材料もしくはキャリヤーと結合させることが出来る
。1つの実施態様では、本発明の15族含有触媒もしくは混成触媒系が保持され
た形態になるのは、保持体もしくはキャリヤーに、例えば沈着させ、接触させ、
共揮発させ、結合させ、または組み込ませ、吸着もしくは吸収させることによる
。また、混成系で使用する際には、粗大な配位子を有するメタロセン触媒を15
族含有触媒とは異なるキャリヤーに保持させて、1つの反応槽では1つの保持触
媒系を使用して高分子量の成分を製造し、もう1つの反応槽では他の保持触媒系
を使用して低分子成分を製造する反応槽システムで特に使用することもまた企図
されている。
【0080】 「保持材」もしくは「キャリヤー」という術語は、共通の意味で用いられ、無機も
しくは有機の保持材料を含む任意の保持材料、好ましくは多孔性の保持材料のこ
とである。無機保持材料の非制限的な実例は、無機の酸化物及び無機の塩化物を
含む。他のキャリヤーは、ポリスチレンのような樹脂性の保持材料、ポリスチレ
ンジビニルベンゼンのような機能化もしくは架橋した有機性保持材、またはポリ
マー性化合物またはその他任意の有機もしくは無機の保持材料など、またはそれ
らの混合物を含む。
【0081】 好ましいキャリヤーは、2、3、4、5、13もしくは14族の金属酸化物を
含む無機の酸化物である。好ましい保持材は、シリカ、アルミナ、シリカ−アル
ミナ、そしてこれらの混合物を含む。他の有用な保持材は、マグネシア、チタニ
ア、ジルコニア、塩化マグネシウム、モンモリロナイト(ヨーロッパ特許第B1 0
511 665号公報)、フィロケイ酸塩、ゼオライト、タルク、粘土などである。ま
た、これらの保持材料の組合せも使用できる、例えば、シリカ−クロミウム、シ
リカ−アルミナ、シリカ−チタニア、など。追加すべき保持材料は、ヨーロッパ
特許第0 767 184 B1号公報に記載された多孔性のアクリル重合体を含み、この文
献は本件の参考文献に収載されている。
【0082】 キャリヤーが、最も好ましくは無機の酸化物であるが、約10から約100m 2 /gの範囲の表面積、約0.1から約4.0cc/gの範囲の空隙容積と、約
5から約500μmの範囲の平均粒子径を有することが好ましい。より好ましく
は、キャリヤーの表面積は約50から約500m2/gの範囲、空隙容積は約0
.5から約3.5cc/g、平均粒子径は約10から約200μmである。最も
好ましくは、表面積は約100から約400m2/gの範囲、空隙容積は約0.
8から約5.0cc/g、平均粒子径は約5から約100μmである。本発明の
キャリヤーの平均空隙径は、典型的には10から1000Å、好ましくは50か
ら約500Å、そして最も好ましくは75から約450Åの範囲の空隙径を有し
ている。
【0083】 本発明の触媒類を保持する実例は、米国特許第号明細書第4,701,432号、第4,8
08,561号、第4,912,075号、第4,925,821号、第4,937,217号、第5,008,228号、第
5,238,892号、第5,240,894号、第5,332,706号、第5,346,925号、第5,422,325号
、第5,466,649号、第5,466,766号、第5,468,702号、第5,529,965号、第5,554,70
4号、第5,629,253号、第5,639,835号、第5,625,015号、第5,643,847号、第5,665
,665号、第5,698,487号、第5,714,424号、第5,723,400号、第5,723,402号、第5,
731,261号、第5,759,940号、第5,767,032号、第5,770,664号、第5,846,895号及
び第5,939,348号、及び米国特許願第271,598号1994年7月7日受理及び第78
8,736号1997年1月23日受理、及びPCT刊行物、国際特許公報第95/3299
5号、第95/14044号、第96/06187号及び第97/02297号、及びヨーロッパ特許第B1-
0 685 494号公報に記載され、これらはすべて本件の参考文献に完形で収載され
ている。
【0084】 当技術分野には重合触媒化合物もしくは本発明の混成触媒系を保持する種々の
方法が他にもある。例えば、15族含有触媒化合物及び/もしくは粗大な配位子
を有するメタロセン触媒化合物を含む混成触媒系は、米国特許第5,473,202号明
細書及び米国特許第5,770,755号明細書に記載されたように、これは本件の参考
文献に完形で収載されているが、重合体に結合した配位子を含有していることが
ある;本発明の、15族含有触媒化合物及び/もしくは粗大な配位子を有するメ
タロセン触媒化合物は、米国特許第5,648,310号明細書に記載するように、これ
は本件の参考文献に完形で収載されているが、スプレードライされ得る;本発明
の、15族含有金属触媒化合物及び/もしくは粗大な配位子を有するメタロセン
触媒化合物に使用される保持材は、ヨーロッパ刊行物、ヨーロッパ特許第A-0 80
2 203号公報に記載されているように、これは本件の参考文献に完形で収載され
ているが、機能化され得る、もしくは米国特許第5,688,880号明細書に記載され
ているように、これは本件の参考文献に完形で収載されているが、少なくとも1
つの置換基または脱離基を選択し得る。
【0085】 他の実施態様では、本発明は15族含有触媒系及び/もしくは粗大な配位子を
有するメタロセン触媒化合物を含む混成系を提示し、これは、PCT刊行物、国
際特許第96/11960号公報、これは本件の参考文献に完形で収載されているが、に
記載されているように、保持された触媒系の調製に使用されるところの表面改質
剤を含んでいる。本発明の触媒系は、オレフィン、例えばヘキセン−1の存在下
で調製され得る。
【0086】 他の実施態様では、15族含有ハフニウム触媒系及び、粗大な配位子を有する
メタロセン触媒化合物を含む混成系が金属エステルのカルボン酸塩を用いて、例
えば、米国特許願第09/113,216号1998年7月10日受理、に記載されている
ように、アルミニウムモノ、ジ、トリステアレート、アルミニウムオクトエート
、オレエート及びシクロヘキシルブチレートのようなアルミニウムのカルボン酸
塩を用いて、複合させ得る。
【0087】 15族含有触媒系及び/もしくは粗大な配位子を有するメタロセン触媒系の保
持されたものを製造する方法を以下に記載するが、また、米国特許願第265,533
号1994年6月24日受理及び第265,532号1994年6月24日受理、及び
PCT刊行物、国際特許第96/00245号及び第96/00243号、ともに1996年1月
4日公開、に記載され、これらはすべて本件の参考文献に完形で収載されている
。この手順は、15族含有触媒化合物に対し、粗大な配位子を有するメタロセン
触媒化合物と共同ででも、別々にでも、用い得る。この方法においては、触媒化
合物もしくは化合物群を液体中で懸濁してスラリー液になし、活性化剤と液体を
含む溶液を別に作る。該液体は任意の相溶性の溶媒でよく、または触媒化合物ま
たは触媒化合物群及び/もしくは本発明の活性化剤と溶液などを形成し得る他の
液体でよい。好ましい実施態様では、液体は環状脂肪族のもしくは芳香族の炭化
水素で、最も好ましくはトルエンである。触媒化合物もしくは化合物群及び活性
化剤液は併せ混和され、触媒化合物もしくは化合物群の溶液及び活性化剤の溶液
の全量が多孔質な保持材の空隙容積の4倍未満になるように、より好ましくは3
倍未満になるように、よりさらに好ましくは2倍未満になるように、多孔質の保
持材に加えられる;好ましい範囲は1.1〜3.5倍の幅であり、最も好ましく
は1.2〜3倍の幅である。
【0088】 多孔質な保持材の空隙容積を測定する手順は当技術分野では周知である。それ
らのうち一手順の詳細はExperimental Methods in C
atalytic Research, Vol 1(Academic Pr
ess,1968)(特に67〜96ページを見よ)に考察されている。この好
ましい手順は、窒素の吸収に古典的なBET装置を使用している。当技術分野で
周知の他の方法が、Innes、 Total Porosity and P
article Density of Fluid Catalysts B
y Liquid Titration, Vol.28,No.3,Anal
ytical Chemistry 332−334(March, 1956
). に記載されている。
【0089】 本発明の触媒化合物を保持する他の方法が、米国特許願第09/312,878号199
9年5月17日受理、に記載されており、本件の参考文献に完形で収載されてい
る。
【0090】 混成触媒系での使用においては、本発明の15族触媒化合物及び粗大な配位子
を有するメタロセン触媒化合物は、モル比1:1000から1000:1、好ま
しくは1:99から99:1、好ましくは10:90から90:10、より好ま
しくは20:80から80:20、より好ましくは30:70から70:30、
より好ましくは40:60から60:40、で複合させる。
【0091】 本発明における混成系の1つの実施態様において、特にスラリー重合工程で、
15族含有化合物及び粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物を併せた装填
量は、最終の触媒保持体(保持材料、混成した触媒及び活性化剤を含む)のグラ
ム当りで、約40μmmol/g、好ましくは約38μmmol/gである。
【0092】 他の実施態様では、特に本発明の混成系を利用した気相重合工程において、1
5族含有化合物及び粗大な配位子を有するメタロセン触媒化合物を併せた装填量
は、最終の触媒保持体(保持材料、混成した触媒及び活性化剤を含む)のグラム
当りで、約30μmmol/g以下、好ましくは約25μmmol/g以下、よ
り好ましくは20μmmol/g以下である。
【0093】 他の実施態様では、上式(VII)におけるRグループ、または配位子は、保持
材料、好ましくは金属/メタロイド酸化物もしくは重合体保持材であるが、に共
有結合していてよい。ルイス塩基を含有する保持材料もしくは保持基質はルイス
酸の活性化剤と反応して保持材料と結合したルイス酸化合物即ち保持された活性
化剤を形成し、そこではRnAl(ArHal)3-nのRグループが保持材料と共
有結合をなす。例えば、保持材料がシリカであれば、シリカのルイス塩基である
水酸基が、アルミニウムの配位サイトの1つにおいてこの結合法が生起する場所
である。好ましくは、この実施態様において保持材料が金属もしくはメタロイド
酸化物であり、好ましくは表面に無定形のシリカで観察されるのと同等もしくは
より低いpKaを示す、つまり、pKaが約11より小さいか等しいような、水酸
基を有することである。
【0094】 特定の理論に拘束されるのは望まないが、一般に信じられる所では、共有結合
した陰イオン性活性化剤、ルイス酸、は当初はシラノールグループ、例えばシリ
カ(ルイス塩基として振舞う)、と供与錯体を形成し、かくて、金属酸化物保持
体の金属/メタロイドに結合した、形の上では双極子的(両性イオン的)ブレー
ンステズ酸構造を形成する。これに続いて、ブレーンステズ酸のプロトンがルイ
ス酸のRグループをプロトン化し、それを引き抜き、その時点でルイス酸は酸素
原子と共有結合する。ルイス酸の置き換えRグループは次いでR′−O−になり
、ここでR′は相応しい保持材料もしくは基質、例えばシリカまたは水酸基を含
有する重合体保持材である。表面に水酸基を含む任意の保持材料は、この特定の
保持方法で使用するのに相応しい。他の保持材料にはガラスビーズが含まれる。
【0095】 保持材料が金属酸化物複合体であるこの実施態様では、これらの複合体はその
他の金属、例えばAl、K、Mg、Na、Si、Ti及びZr、の酸化物を余分
に含んでいることがあり、好ましくは熱的及び/もしくは化学的な手段で処理し
て水分及び遊離の酸素を除去すべきである。典型的にはそのような処理は、真空
下で加熱した炉中で、加熱した流動層中で、もしくは脱水剤、例えば有機シラン
、シロキサン、アルキルアルミニウム化合物など、とともに行なう。処理の程度
は、保有されている湿気と酸素は可能な限り除去するが、化学的に有意なヒドロ
キシル機能性は残る程度である。かくて、800℃またはそれ以上で、保持材料
の分解に至らない程度の温度での数時間にわたる焼成は容認でき、もし保持され
る陰イオン性活性化剤をより多量に装填したいのであれば、より短時間でより低
温の焼成温度が適当であろう。金属酸化物がシリカの場合は、0.1ミリモル活
性化剤/gSiO2以下の値から3.0ミリモル活性化剤/gSiO2の装填量を
達成するのが典型として適切であるが、例えば、焼成の温度を200から800
+℃に変えることで達成される。焼成温度・時間と各種の表面におけるシリカ含
量の相関について記載しているZhuralev,et al,Langmui
r 1987,Vol.3,316を見よ。
【0096】 付着サイトとして役立つ水酸基数の設定は、ルイス酸の添加に先立って計算量
以下の化学的脱水剤による前処理により達成される。使用する時は、好ましくは
、使用される量を控え目にし、使用されるものはシラノールグループ(例えば(
CH33SiCl))に反応性ある単一配位子を有し、さもなければ加水分解さ
れて、遷移金属触媒化合物と結合した活性化剤との反応の妨害を最小にするよう
なものにする。400℃以下の焼成温度を用いるのであれば、2官能基性のカッ
プリング剤(例えば(CH32SiCl2)を用いて、苛酷さの少ないこの焼成
条件下で残存しているシラノールグループの水素結合したペアに蓋をしてやるの
がよい。本発明の触媒保持材上のシラノールグループを修飾するのにやはり有効
な、シランカップリング剤のシリカ重合体充填剤に及ぼす効果についての考察は
、例えば“Investigation of Quntitative Si
OH Determination by the Silane Treat
ment of Disperse Silica”, Gorski, et
al, Journ. of Colloid and Interface
Science,Vol.126,No.2,Dec.1988、を見よ。同
様に、遷移金属化合物との反応に必要な計算量より過剰にルイス酸を使用するこ
とは、触媒の調製もしくはそれに続く重合に重大な有害効果を与えることなく、
過剰なシラノールグループを中和する役を果たす。
【0097】 重合体である保持材料は、好ましくはヒドロキシル官能基を含有する重合体基
質であるが、しかし官能基は一級アルキルアミン、二級アルキルアミン、その他
のいずれであってもよく、重合体の鎖に構造的に組み込まれてルイス酸と酸−塩
基反応を起すことが出来、その結果、アルミニウムの1つの配位サイトを満たし
ている配位子がプロトン化され、官能基を組み込まれた重合体で置き換えられる
【0098】 他の保持材料は、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、マグネシア、チタニ
ア、ジルコニア、塩化マグネシウム、モンモリロナイトフィロケイ酸塩、ゼオラ
イト、タルク、粘土、シリカ−クロミウム、シリカ−アルミナ、シリカ−チタニ
ア、多孔性のアクリル重合体、を含む。
【0099】 本発明のまた他の実施態様では、オレフィン(類)、好ましくはC2〜C30
オレフィン(類)またはアルファ−オレフィン(類)、好ましくはエチレンまた
はプロピレンまたはそれらの組合せ、は、本発明の、保持された15族含有金属
触媒及び/もしくは粗大な配位子を有するメタロセン触媒の存在下で、主重合反
応の前に前重合される。この前重合は、バッチ方式でも、気相、溶液中、もしく
はスラリー中で、高圧下の条件を含んで、連続的に実施してもよい。前重合は、
任意のオレフィン単量体もしくは組合せについて、及び/もしくは任意の分子量
制御物質、水素のような、の存在下で、実施され得る。前重合の手順例について
は、米国特許明細書第4,748,221号、第4,789,359号、第4,923,833号、第4,921,8
25号、第5,283,278号及び第5,705,578号、及びヨーロッパ刊行、ヨーロッパ特許
第B-0279 863号公報、及びPCT刊行、国際特許第97/44371号公報、これらはす
べて本件の参考文献に完形で収載されているが、を参照されたい。
【0100】15族金属を含有する化合物の溶液による供給 別の態様において、本発明の15族を含む金属触媒化合物と活性化剤とを、液
体担体、好ましくは溶液で、スラリー又は気相反応器に導入する。触媒及び活性
化剤は別々に導入しても一緒に導入しても良く、反応器に入れる直前で組み合わ
せてもよいし、反応器に入れる前に長期間接触させてもよい。好ましい液体担体
としては、アルカン、好ましくはペンタン、ヘキサン、イソペンタン、トルエン
、シクロヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、オクタン、イソヘキサンなどが挙
げられる。特に好ましい液体担体としては、ヘキサン、ペンタン、イソペンタン
及びトルエンが挙げられる。
【0101】 触媒系、金属化合物及び/又は活性化剤は、好ましくは1種以上の溶液で反応
器に導入される。一つの態様においては、活性化金属化合物のアルカン(例えば
ペンタン、ヘキサン、トルエン、イソペンタンなど)溶液を、気相又はスラリー
相反応器に導入する。別の態様においては、触媒系又は成分を、懸濁液又はエマ
ルジョンで反応器に導入することもできる。一つの態様においては、溶液で、且
つ溶液を気相又はスラリー相反応器に導入する直前に、遷移金属化合物を改変メ
チルアルモキサンなどの活性化剤に接触させる。別の態様においては、金属化合
物溶液を活性化剤の溶液と混合し、一定時間反応させてから反応器に導入する。
好ましい態様においては、触媒と活性化剤とを少なくとも1秒、好ましくは少な
くとも5分、より好ましくは5分〜60分、反応器に導入する前に反応させる。
触媒及び活性化剤は通常0.0001〜0.200mol/l、好ましくは0.
001〜0.05mol/l、より好ましくは0.005〜0.025mol/
lの濃度で溶液中に存在させる。一般に金属化合物と活性化剤とは約1000:
1〜約0.5:1の割合で混合させる。好ましい態様において、金属化合物と活
性化剤とは約300:1〜約1:1、より好ましくは約10:1〜約1:1の割
合で、ボランについては好ましくは約1:1〜約10:1、アルキルアルミ化合
物(水に混合した塩化ジエチルアルミなど)については好ましくは約0.5:1
〜約10:1の割合で、混合する。
【0102】 別の好ましい態様においては触媒系は、好ましくは溶液で反応器に導入される
、遷移金属化合物(触媒)及び/又は活性化剤(助触媒)で構成される。金属化
合物溶液は、触媒をアルカン、トルエン、キシレンなどの溶媒に溶解することに
よって調製する。微量の水及び/又は酸化化合物などの、触媒の活性に悪影響を
与える物質を除去するために、溶媒をまず精製してもよい。溶媒の精製は、例え
ば活性化アルミナ及び活性化され支持された銅触媒を用いて行ってもよい。触媒
は好ましくは完全に溶液に溶解し、均一溶液とする。望ましい場合には、触媒と
活性化剤とを同じ溶媒に溶解する。触媒を溶液に混合した後は、使用まで貯蔵し
てもよい。
【0103】 重合については、反応器に噴射する前に、触媒を活性化剤と混合することが好
ましい。加えて、他の溶媒と反応剤とを(オンライン又はオフラインで)触媒溶
液に、(オンライン又はオフラインで)活性化剤に、又は活性化触媒又は(複数
の)触媒に添加することができる。
【0104】 好ましい態様においては、本発明の触媒系は、重合体10,000グラム/触
媒1グラム(1時間当たり)以上の生産性を有する。
【0105】 上に説明した本発明の溶液で供給される触媒系は、幅広い反応器条件及び樹脂
等級(0.2dg/分のフローインデックス〜3dg/分のメルトインデックス
、0.950g/cc〜0.916g/ccの密度)において、良好な実施性を
有する。本触媒系を用いると、10日を越える連続パイロットスケール運転にお
いて、樹脂の凝集や膜化が起こらない。本発明は、付着がわずかである又は起こ
らない、という利点もある。重合工程の途中又は後に、シート、チャンク、断片
は観察されなかった。反応器の内壁又は循環ガスラインには、重合体の付着は全
く見られなかった。又、全工程中、熱交換器、循環ガスコンプレッサー又は気体
分配プレートにわたって圧力低下量が増大することはなかった。
【0106】混合触媒系の溶液による供給 別の態様においては、本発明の混合触媒系及び/又は活性化剤(助触媒)を溶
液で反応器に導入する。金属化合物溶液は、触媒をアルカン、トルエン、キシレ
ンなどの好適な溶媒に溶解することによって調製する。微量の水及び/又は酸化
化合物などの、触媒の活性に悪影響を与える物質を除去するために、溶媒をまず
精製してもよい。溶媒の精製は、例えば活性化アルミナ及び活性化され支持され
た銅触媒を用いて行ってもよい。触媒は好ましくは完全に溶液に溶解し、均一溶
液とする。望ましい場合には、複数の触媒を同じ溶媒に溶解する。触媒を溶液に
混合した後は、使用まで貯蔵してもよい。
【0107】 重合については、反応器に導入する前に、触媒を活性化剤と混合することが好
ましい。加えて、他の溶媒と反応剤とを(オンライン又はオフラインで)触媒溶
液に、(オンライン又はオフラインで)活性化剤に、又は活性化触媒又は(複数
の)触媒に添加することができる。米国特許第5,317,036号及び第5,
693,727号及びEP−A−0 593 083には反応器に溶液で供給す
る系についての記載がある(ここに参照して説明に代える)。触媒と活性化剤と
を混合することのできる様々な形態が可能である。
【0108】 触媒系、金属化合物及び/又は(複数の)活性化剤の触媒系は、1種以上の溶
液で反応器に導入してもよい。金属化合物は、別々に活性化してもよいし、それ
ぞれを連続で又は一緒に活性化してもよい。一つの態様においては、2種の活性
化金属化合物のアルカン(例えばペンタン、ヘキサン、トルエン、イソペンタン
など)溶液を、気相又はスラリー相反応器に導入する。別の態様においては、触
媒系又は成分を、懸濁液又はエマルジョンで反応器に導入することもできる。別
の態様においては、溶液で、且つ溶液を気相、スラリー相又は液相反応器に導入
する直前に、第二の金属化合物を改変メチルアルモキサンなどの活性化剤に接触
させる。15族含有金属化合物溶液を、第二の化合物と活性化剤との溶液と組み
合わせ、次いで反応器に導入する。
【0109】 以下の図解において、Aは触媒又は触媒の混合物を、Bは別の触媒又は別の触
媒の混合物を意味する。「触媒A及びBの混合物」が複数ある場合には、それら
の混合物は同じ触媒の組合せを用いていてもよいが、異なる比率で含むものであ
る。その上さらに、追加の溶媒又は不活性ガスを工程中様々な個所で添加しても
よい。
【0110】図解1 :A、B及び活性化剤をオフラインで混合し、反応器に導入する。図1は
図解1を図表で示したものである。図解2 :A及びBをオフラインで混合する。活性化剤をオンラインで添加し、反
応器に導入する。図2は図解2を図表で示したものである。図解3 :A又はBを活性化剤に(オフラインで)接触させ、反応器に導入する前
に、A又はBのいずれかをオンラインで添加する。図3は図解3を図表で示した
ものである。図解4 :A又はBを活性化剤に(オンラインで)接触させ、反応器に導入する前
に、A又はBのいずれかをオンラインで添加する。図4は図解4を図表で示した
ものである。図解5 :A及びBをそれぞれオフラインで活性化剤に接触させる。次いでA及び
活性化剤、並びにB及び活性化剤を、反応器に導入する前に、オンラインで接触
させる。図5は図解5を図表で示したものである。図解6 :A及びBをそれぞれオンラインで活性化剤に接触させる。次いでA及び
活性化剤、並びにB及び活性化剤を、反応器に導入する前に、オンラインで接触
させる。(これは、A対Bの比、活性化剤対Aの比、活性化剤対Bの比が独立し
て制御できるので好ましい形態である。)図6は図解6を図表で示したものであ
る。図解7 :本図解において、A又はBを活性化剤に(オンラインで)接触させる一
方、A又はBのいずれかの別の溶液を、活性化剤に(オフラインで)接触させる
。次いで、A流又はB流と、活性化剤とを、反応器に入れる前にオンラインで接
触させる。図7は図解7を図表で示したものである。図解8 :AをオンラインでBに接触させる。次いで、活性化剤をオンラインでA
とBとの混合物に導入する。図8は図解8を図表で示したものである。図解9 :Aをオフラインで活性化剤により活性化させる。次いで、A及び活性化
剤をオンラインでBに接触させる。次いで、活性化剤をオンラインでAとBと活
性化剤との混合物に導入する。図9は図解9を図表で示したものである。
【0111】 上記した図解のいずれにおいても、混合する手段及び/又は一定の滞留時間を
作る手段を用いることができる。例えば混合ブレード又はスクリューを用いて成
分を混合しても良いし、ある長さのパイプを用いて成分間の望ましい接触時間又
は滞留時間を得てもよい。「オンライン」とは、反応系に直接又は間接に連結さ
れた、パイプ、管又は導管中に材料があることを意味する。「オフライン」とは
、反応系に連結されていないパイプ、管又は導管中に材料があることを意味する
【0112】 別の態様においては、本発明は、少なくとも2種の触媒と少なくとも1種の活
性化剤とを、液体担体で反応器に導入することを特徴とする、気相反応器中でオ
レフィンを重合する方法に関する。好ましい態様において、触媒及び(複数の)
活性化剤は、反応器に導入する前に液体担体中で混合される。
【0113】 別の態様においては、複数の触媒を液体担体中で混合し、次いで反応器に接続
された流路手段に導入し、その後(複数の)活性化剤を、流路手段上で触媒と同
じ又は異なる個所に導入する。別の態様においては、複数の触媒を液体担体中で
混合し、その後(複数の)活性化剤を液体担体に導入する。
【0114】 別の態様においては、液体担体を反応器に導入する装置内に、触媒と(複数の
)活性化剤とを含有する液体担体を入れる。別の態様においては、活性化剤を装
置に導入する前に、触媒及び液体担体を装置に導入する。
【0115】 別の好ましい態様においては、液体担体を包含する組成物は、反応器内に流れ
込む又は噴霧される液体流を包含する。
【0116】 別の好ましい態様においては、少なくとも1種の触媒、少なくとも1種の活性
化剤及び液体担体を、反応器に導入するための装置内に入れる。ここでは、第一
の触媒及び活性化剤を装置に導入した後、追加の(複数の)触媒を装置に導入す
る。
【0117】重合法 上記した本発明の触媒成分、触媒系、混合触媒系、支持された触媒系又は溶液
で供給される触媒系は、溶解法、ガス法、スラリー法又はそれらの組み合わせな
どの、重合法に好適に用いることができる。重合法は好ましくは気相又はスラリ
ー相法であり、より好ましくは一個の反応器を使用するものであり、最も好まし
くは一個の気相反応器を使用するものである。
【0118】 一つの態様においては本発明は、2〜30個、好ましくは2〜12個、より好
ましくは2〜8個の炭素原子を有する1種以上の単量体の重合を含む、重合又は
共重合反応を企図する。本発明は、1種以上のオレフィン単量体、例えばエチレ
ン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、4−メチル−ペンテン−1、ヘキ
セン−1、オクテン−1、デセン−1、3−メチル−ペンテン−1、3,5,5
−トリメチル−ヘキセン−1及び環状オレフィン又はそれらの組み合わせの重合
を含む、共重合反応に特に好適である。他の単量体の例としては、ビニル単量体
、ジオレフィン例えばジエン、ポリエン、ノルボルネン、ノルボルナジエンの単
量体が挙げられる。好ましくはエチレンとの共重合体を製造する。ここで共単量
体は、4〜15個、好ましくは4〜12個、より好ましくは4〜8個、最も好ま
しくは4〜7個の炭素原子を有する、少なくとも1種のα−オレフィンである。
別の態様においては、ここに記載する本発明を用いて、WO98/37109に
記載の、分子中で一つの原子に同一の原子[基]が二つ結合した二置換型オレフ
ィンを重合又は共重合してもよい。
【0119】 別の態様においては、エチレン又はプロピレンを、少なくとも2種の共単量体
と重合して、ターポリマーを作成する。好ましい共単量体は、4〜10個、好ま
しくは4〜8個の炭素原子を有するα−オレフィン単量体の組み合わせであり、
さらに少なくとも1種のジエン単量体と組合せてもよい。好ましいターポリマー
の例としては、エチレン/ブテン−1/ヘキセン−1、エチレン/プロピレン/
ブテン−1、プロピレン/エチレン/ヘキセン−1、エチレン/プロピレン/ノ
ルボルネンなどの組み合わせが挙げられる。
【0120】 特に好ましい態様においては、本発明の方法はエチレンと、3〜8個、好まし
くは4〜7個の炭素原子を有する少なくとも1種の共単量体との重合に関する。
特に共単量体としてはブテン−1、4−メチル−ペンテン−1、ヘキセン−1及
びオクテン−1が挙げられ、そのうち最も好ましいものはヘキセン−1及び/又
はブテン−1である。
【0121】 通常、気相重合法において、反応系サイクル、サイクルガス流(あるいは循環
流又は流動媒体として知られる)の一部を、反応器内で重合熱によって加熱する
、連続サイクルを用いる。この熱は、サイクルの別の部分における循環組成物か
ら、反応器外部の冷却系によって除去されるものである。一般に、重合体を作成
する気体流動床法において、1種以上単量体を含むガス流を、触媒の存在下に反
応性条件下で流動床を通過させて、連続的に循環させる。ガス流を流動床から引
き出し、反応器に再循環させる。同時に、重合体産物を反応器から引き出し、未
使用の単量体を添加して重合した単量体と置き換える(例えば米国特許第4,5
43,399号、第4,588,790号、第5,028,670号、第5,3
17,036号、第5,352,749号、第5,405,922号、第5,4
36,304号、第5,453,471号、第5,462,999号、第5,6
16,661号及び第5,668,228号参照。ここに参照して説明に代える
)。
【0122】 気相法における反応器圧力は、約10psig(69kPa)〜約500ps
ig(3448kPa)、好ましくは約100psig(690kPa)〜約4
00psig(2759kPa)、好ましくは約200psig(1379kP
a)〜約400psig(2759kPa)、より好ましくは約250psig
(1724kPa)〜約350psig(2414kPa)の範囲にわたる。
【0123】 気相法における反応器温度は、約30℃〜約120℃、好ましくは約60℃〜
約115℃、より好ましくは約75℃〜約110℃、最も好ましくは約85℃〜
約110℃の範囲にわたる。重合体温度を変えることによって、最終重合体産物
の性質を変えることもできる。
【0124】 触媒又は触媒系の生産性は、主要単量体の分圧に影響される。主要単量体であ
るエチレン又はプロピレン、好ましくはエチレンの、好ましいモルパーセントは
、約25〜90モル%であり、単量体分圧は約75psia(517kPa)〜
約300psia(2069kPa)にわたる。これは気相重合法の通常条件で
ある。一つの態様においては、エチレン分圧は約220〜240psi(151
7〜1653kPa)である。別の態様においては、反応器中でのヘキセン対エ
チレンのモル比は、0.03:1〜0.08:1である。
【0125】 別の態様においては、本発明で用いられる反応器及び本発明の方法では、50
0 lbs/hr(227kg/hr)〜約200,000 lbs/hr(9
0,900kg/hr)以上、好ましくは1,000 lbs/hr(455k
g/hr)以上、より好ましくは10,000 lbs/hr(4540kg/
hr)以上、さらにより好ましくは25,000 lbs/hr(11,300
kg/hr)以上、さらにより好ましくは35,000 lbs/hr(15,
900kg/hr)以上、さらにより好ましくは50,000 lbs/hr(
22,700kg/hr)以上、最も好ましくは65,000 lbs/hr(
29,000kg/hr)以上〜100,000 lbs/hr(45,500
kg/hr)以上の重合体を生成する。
【0126】 本発明の方法により企図される他の気相法の例としては、米国特許第5,62
7,242号、第5,665,818号及び第5,677,375号、及びEP
−A−0 794 200、EP−A−0 802 202及びEP−B−63
4 421に記載のものが挙げられる(ここに参照して説明に代える)。
【0127】 スラリー重合法では一般に圧力は約1〜約50気圧、温度は約0℃〜約120
℃を用いる。スラリー重合においては、固体の粒状重合体の懸濁液が液体重合希
釈媒体中に形成され、これにエチレンと共単量体、そしてしばしば水素を、触媒
と共に添加する。希釈液を含む懸濁液は、間隔をおいて又は連続的に反応器から
除去される。反応器内では揮発成分が重合体から分離され、(場合によっては蒸
留の後に)反応器へ再循環する。重合媒体に用いる液体希釈液は、通常、3〜7
個の炭素原子を有するアルカン、好ましくは枝分かれアルカンである。用いる媒
体は重合条件下で液体且つ比較的不活性なものでなければならない。プロパン媒
体を用いる場合には、工程は反応希釈液の臨界温度及び圧力より上で運転しなく
てはならない。好ましくは、ヘキサン媒体又はイソブタン媒体を用いる。
【0128】 一つの態様においては、本発明の好ましい重合方法は、溶液に入れる重合体の
温度より低く温度が保持される「粒子形状重合」又は「スラリー法」として用い
ることができる。このような方法は、当分野で公知のものであり、米国特許第3
,248,179号に記載がある(参照して説明に代える)。粒子形状法の場合
、好ましい温度は約185°F(85℃)〜約230°F(110℃)である。
スラリー法に用いるのに好ましい重合法に、ループ反応器を用いるものと、複数
の撹拌反応器を直列又は平行に用いるもの、又はそれらの組合せがある。スラリ
ー法の例としては、連続ループ又は撹拌タンク法が挙げられるが、これらに限定
されるものではない。又、スラリー法の他の例については、米国特許第4,61
3,484号に記載がある(ここに参照して説明に代える)。
【0129】 別の態様においては、スラリー法をループ反応器内で連続的に実施する。イソ
ブタンによる溶液、懸濁液、エマルジョン、スラリー又は乾燥流動粉を、反応器
ループに規則的に注入する。内部で重合体粒子が成長している、単量体及び共単
量体含有イソブタン希釈液の循環スラリーで、反応器ループは満たされている。
分子量を制御するものとして水素を添加しても構わない。望ましい重合体密度に
応じて、反応器を約525psig〜625psig(3620kPa〜430
9kPa)の圧力、約140°F〜約220°F(約60℃〜約104℃)の温
度に保持する。反応器の大部分が二重ジャケット管形状なので、反応熱はループ
壁を通じて除去される。スラリーは、規則的間隔で又は連続して反応器を出ると
、加熱された低圧力フラッシュ導管、回転乾燥機及び窒素パージカラムの順で通
過して、イソブタン希釈液及び全ての未反応単量体及び共単量体が除去される。
次いで、得られる炭化水素非含有粉末が、様々な用途にあわせて調合される。
【0130】 ある態様においては、本発明のスラリー法に用いる反応器は、2,000 l
bs/時(907kg/時)以上、より好ましくは5,000 lbs/時(2
268kg/時)以上、最も好ましくは10,000 lbs/時(4540k
g/時)以上の重合体を生成することができる。別の態様においては、本発明の
方法に用いるスラリー反応器は、15,000 lbs/時(6804kg/時
)以上、好ましくは25,000 lbs/時(11,340kg/時)以上〜
約100,000 lbs/時(45,500kg/時)を生成する。
【0131】 別の態様においては、本発明のスラリー法では、反応器の全圧が400psi
g(2758kPa)〜800psig(5516kPa)、好ましくは450
psig(3103kPa)〜約700psig(4827kPa)、より好ま
しくは500psig(3448kPa)〜約650psig(4482kPa
)、最も好ましくは約525psig(3620kPa)〜625psig(4
309kPa)である。
【0132】 別の態様においては、本発明のスラリー法では、反応器液体媒体中のエチレン
濃度が約1〜10重量%、好ましくは約2〜約7重量%、より好ましくは約2.
5〜約6重量%、最も好ましくは約3〜約6重量%である。
【0133】 本発明の好ましい方法は、好ましくはスラリー相又は気相法が、捕捉剤(scav
enger)(例えばトリエチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリイソ
ブチルアルミニウム及びトリ−n−ヘキシルアルミニウム等)の非存在下又は実
質的に存在しない状態で行われる方法である。この好ましい方法については、P
CT公開WO96/08520及び米国特許第5,712,352号に記載があ
る(ここに参照して説明に代える)。
【0134】 本発明の好ましい態様においては、ジステアリン酸アルミニウムを鉱油に混合
したスラリーを、第一及び/又は第二の金属複合体及び/又は活性化剤と共に、
又は金属化合物及び/又は活性化剤とは別々に、反応器に導入する。ステアリン
酸アルミニウム系添加剤の使用について、より詳しくは米国出願第09/113
,261号(1998年7月10日)に記載がある(ここに参照して説明に代え
る)。
【0135】 別の態様においては、第二の金属化合物及び15族金属化合物の触媒系が反応
器に順番に導入されるとき、まず第二の金属化合物を添加及び/又は活性化し、
次に15族金属化合物を添加及び/又は活性化するのが好ましい。
【0136】 別の態様においては、触媒成分の滞留時間は約3〜約6時間であり、好ましく
は約3.5〜約5時間である。
【0137】 一つの態様においては、共単量体のエチレンに対するモル比Cx/C2(ここで
xは共単量体の量であり、C2はエチレンの量である)が約0.001〜0.0
100であり、より好ましくは約0.002〜0.008である。
【0138】 生成される重合体のメルトインデックス(及び他の特徴)は、以下によって重
合体系における水素濃度を操作することによって変えることができる。 1)重合系における第一触媒の量を変化させる;及び/又は 2)重合系における第二触媒の量を変化させる;及び/又は 3)重合工程に水素を添加する;及び/又は 4)工程から引き出される及び/又はパージされる液体及び/又は気体の量を変
化させる;及び/又は 5)重合工程から排出される重合体から再生され重合工程に戻される、再生液体
及び/又は再生気体の量及び/又は組成を変化させる;及び/又は 6)重合工程に水素化触媒を用いる;及び/又は 7)重合温度を変化させる;及び/又は 8)重合工程におけるエチレン分圧を変化させる;及び/又は 9)重合工程におけるエチレン対ヘキセン比を変化させる;及び/又は 10)活性化工程における活性化剤対遷移金属比を変化させる。
【0139】 反応器中の水素濃度は約100〜5000ppm、好ましくは200〜200
0ppm、より好ましくは250〜1900ppm、より好ましくは300〜1
800ppm、より好ましくは350〜1700ppm、より好ましくは400
〜1600ppm、より好ましくは500〜1500ppm、より好ましくは5
00〜1400ppm、より好ましくは500〜1200ppm、より好ましく
は600〜1200ppm、より好ましくは700〜1100ppm、より好ま
しくは800〜1000ppmである。反応器中の水素濃度は、重合体の平均分
子量(Mw)に反比例する。
【0140】本発明の重合体 本発明の方法により生成される新規な重合体は、様々な製品及び一般用途に用
いることができる。好ましくは新規な重合体は、本発明の混合触媒系によって1
個の反応器内で生成されたポリエチレン及び二峰分布(bimodal)ポリエチレン
が挙げられる。二峰分布重合体に加えて、混合系を用いて単分布(unimodal)又
は多峰分布(multimodal)重合体を生成することも本発明の用途範囲に含まれる
【0141】 15族を含む金属化合物は、単独で用いられた場合、高平均分子量Mw重合体
(例えば100,000以上、好ましくは150,000以上、より好ましくは
200,000以上、より好ましくは250,000以上、より好ましくは30
0,000以上のもの)を生成する。第二の金属化合物は、単独で用いられた場
合、低分子量重合体(例えば80,000未満、好ましくは70,000未満、
より好ましくは60,000未満、より好ましくは50,000未満、より好ま
しくは40,000未満、より好ましくは30,000未満、より好ましくは2
0,000未満5,000以上、より好ましくは20,000未満10,000
以上)を生成する。
【0142】 本発明により生成されたポリオレフィン、特にポリエチレンは、0.88〜0
.97g/cm3の密度を有する(ASTM2839により測定)。好ましくは
密度0.910〜0.965g/cm3、より好ましくは0.915〜0.96
0g/cm3、更により好ましくは0.920〜0.955g/cm3のポリエチ
レンを生成することができる。幾つかの態様においては、0.915〜0.94
0g/cm3の密度が好ましく、別の態様においては、0.930〜0.970
g/cm3が好ましい。
【0143】 好ましい態様においては、回収されるポリオレフィンは通常約0.01〜10
00dg/分以下のメルトインデックスI2(ASTM D−1238、条件E
、190℃にて測定)を有する。好ましい態様においては、ポリオレフィンはエ
チレンホモポリマー又は共重合体である。ある用途(フィルム、パイプ、成形品
など)の好ましい態様において、10dg/分以下のメルトインデックスが好ま
しい。いくつかのフィルム及び形成品については、1dg/分以下のメルトイン
デックスが好ましい。0.01〜10dg/分のI2を有するポリエチレンが好
ましい。
【0144】 好ましい態様においては、ここで生成される重合体は、0.1〜10dg/分
、好ましくは0.2〜7.5dg/分、より好ましくは2.0dg/分以下、よ
り好ましくは1.5dg/分以下、より好ましくは1.2dg/分以下、より好
ましくは0.5〜1.0dg/分、より好ましくは0.6〜0.8dg/分のI 21 (ASTM−D−1238−F、190℃にて測定)を有する。
【0145】 別の態様においては、本発明の重合体は80以上、好ましくは90以上、より
好ましくは100以上、より好ましくは125以上のメルトフローインデックス
「MIR」、I21/I2を有する。
【0146】 別の態様においては、重合体は2.0dg/分以下、好ましくは1.5dg/
分以下、好ましくは1.2dg/分以下、より好ましくは0.5〜1.0dg/
分、より好ましくは0.6〜0.8dg/分のI21(ASTM1238、条件F
、190℃)(時としてフローインデックスとして参照される)を有し;80以
上、好ましくは90以上、より好ましくは100以上、より好ましくは125以
上のI21/I2を有し;以下の特徴の1つ以上を有する。 (a)15〜80、好ましくは20〜60、より好ましくは20〜40のMw/
Mn。ここで分子量(Mw及びMn)は、下記実施例区分で説明されるように測
定される; (b)180,000以上、好ましくは200,000以上、より好ましくは2
50,000以上、より好ましくは300,000以上のMw; (c)0.94〜0.970g/cm3、好ましくは0.945〜0.965g
/cm3、より好ましくは0.950〜0.960g/cm3の密度(ASTM2
839にて測定); (d)遷移金属5.0ppm以下、好ましくは遷移金属2.0ppm以下、より
好ましくは遷移金属1.8ppm以下、より好ましくは遷移金属1.6ppm以
下、より好ましくは遷移金属1.5ppm以下、好ましくは4族金属2.0pp
m以下、より好ましくは4族金属1.8ppm以下、より好ましくは4族金属1
.6ppm以下、より好ましくは4族金属1.5ppm以下、好ましくはジルコ
ニウム2.0ppm以下、より好ましくはジルコニウム1.8ppm以下、より
好ましくはジルコニウム1.6ppm以下、より好ましくはジルコニウム1.5
ppm以下の残留金属濃度(市販基準の誘導結合プラズマ原子分光分析(ICP
AES)にて測定。全ての有機化合物が充分に分解されるまで試料を加熱した。
溶媒は硝酸を[更に支持体が存在する場合には、支持体を溶解する酸(例えばシ
リカ支持体を溶解するフッ化水素酸)を]包含する); (e)35重量%以上、好ましくは40%以上の高平均分子量成分(サイズ排除
クロマトグラフィーにて測定)。特に好ましい態様においては、高分子量画分が
約35〜70重量%、より好ましくは40〜60重量%で存在する。
【0147】 好ましい態様においては、上記した触媒成分を用いて、0.94〜0.970
g/cm3の密度(ASTMD2839にて測定)、及び0.5g以下/10分
以下のI2を有する、ポリエチレンを生成する。
【0148】 別の態様において、上記した触媒成分を用いて、10未満のI21かつ約0.9
40〜0.950g/cm3の密度、又は20未満のI21かつ約0.945g/
cm3未満の密度を有するポリエチレンを生成する。
【0149】 別の態様において、本発明の重合体を公知の方法でパイプ内に生成する。パイ
プでの用途については、本発明の重合体は、約2〜約10dg/分、好ましくは
約2〜約8dg/分のI21を有する。別の態様において、本発明でのパイプはI
SO認定を満たすものである。
【0150】 別の態様においては、本発明の触媒組成物を用いて、20度の周囲温度で少な
くとも50年耐久性のあるポリエチレンパイプを作成する。ここでは内部試験媒
体として水を、外部環境として水又は空気を用いた(ISO TR9080によ
り測定した静水(輪)応力)。
【0151】 別の態様においては、重合体は、切り欠き引張り試験(緩慢亀裂成長への耐性
試験)結果が3.0MPaで150時間以上、好ましくは3.0MPaで500
時間以上、より好ましくは3.0MPaで600時間以上(ASTM−F147
3にて測定)を有する。
【0152】 別の態様においては、本発明の触媒組成物を用いて、−5℃未満の、好ましく
は−15℃未満の、より好ましくは−40℃未満(ISO DIS 13477
/ASTM F1589、110mmパイプの場合)の、予測S−4Tcを有す
るポリエチレンパイプを作成する。
【0153】 別の態様においては、重合体は、約17 lbs/時/インチ(ダイ円周)以
上、好ましくは約20 lbs/時/インチ(ダイ円周)以上、より好ましくは
約22 lbs/時/インチ(ダイ円周)以上の押出速度を有する。
【0154】 本発明のポリオレフィンで、フィルム、成型品(パイプを含む)、シート、ワ
イヤ及びケーブルのコーティングなどを製造することができる。フィルムは当分
野で公知のどのような方法を使って製造してもよく、押出し成形、共有押出し成
形、積層法、ブロー成形及びキャスト成形などが挙げられる。フィルムは、平板
フィルム法又は管状法を行い、次いで一軸方向の延伸又はフィルム面上の直交二
方向の(同じ又は異なる程度での)延伸を行うことによって得ることができる。
延伸は両方向について同程度であってもよいし、程度が異なっていてもよい。重
合体をフィルムにする特に好ましい方法は、ブローフィルム又はキャストフィル
ムライン上での押出し成形又は共有押出し成形である。
【0155】 別の態様においては、本発明の重合体は当分野で公知の方法によって作成され
る。フィルムに用いる場合には、本発明の重合体は約2〜約50dg/分、好ま
しくは約2〜約30dg/分、より好ましくは約2〜約20dg/分、更により
好ましくは約5〜約15dg/分、より好ましくは約5〜約10dg/分のI21 を有する。
【0156】 別の態様においては、重合体は0.5ミル(13μ)フィルムにした場合、約
5g/ミル〜25g/ミル、好ましくは約15g/ミル〜25g/ミル、より好
ましくは約20g/ミル〜25g/ミルのMDテアを有する。
【0157】 製造されるフィルムは、滑剤、粘着防止剤、抗酸化剤、顔料、充填剤、曇り止
め剤、UV安定剤、静電防止剤、重合体加工補助剤、中和剤、潤滑剤、界面活性
化剤、顔料、染料及び核剤などの添加物を更に含んでいてもよい。好ましい添加
物の例としては、二酸化ケイ素、合成シリカ、二酸化チタン、ポリジメチルシロ
キサン、炭酸カルシウム、ステアリン酸金属、ステアリン酸カルシウム、ステア
リン酸亜鉛、タルク、BaSO4、珪藻土、蝋、カーボンブラック、難燃剤、低
分子樹脂、炭化水素樹脂、ガラス玉などが挙げられる。添加物は、例えば0.0
01重量%〜10重量%などの、通常は効果を有することが当分野で知られてい
る量を用いることができる。
【0158】 別の態様においては、本発明の重合体を、当分野で公知の方法、例えばブロー
成形、射出伸長成形などによって成形品にする。成形に用いる場合には、本発明
の重合体は約20〜約50dg/分、好ましくは約35〜約45dg/分のI21 を有する。
【0159】 別の態様においては、上記したものを含む本発明の重合体は、100ppm未
満、より好ましくは75ppm未満、さらにより好ましくは50ppm未満の灰
分を有するものが生成される。別の態様においては、無視できるほど僅かなレベ
ルのチタンを灰が含んでいる[当分野で公知の誘導結合プラズマ原子分光分析(
ICPAES)により測定]。
【0160】 別の態様においては、本発明の重合体は、窒素含有配位子を含んでいる[当分
野で公知の高解像度質量分析法(HRMS)により測定]。
【0161】実施例 本発明並びにその代表的な利点をより理解する目的で、以下に実施例を記す。
【0162】定義 : Mn及びMwは、示差屈折率検出器を備えたwaters150℃GPC装置上
で、ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定した。一連の分子量標準規格を用
いてGPCカラムを較正し、対象の重合体について、マルク−ホウインクの計数
を用いて分子量を計算した。 MWD=Mw/Mn 密度は、ASTM D1505にて測定した。 CDBI(組成物分布幅インデックス)は、10,000Mn未満の分子量を有
する分画を計算において無視したことを除いては、WO93/03093(19
93年2月18日)に記載の手順に従って測定した。 メルトインデックス(MI)I2は、ASTM D−1238、条件E、190
℃にて測定した。 I21は、ASTM D−1238、条件F、190℃にて測定した。 メルトインデックス比(MIR)は、ASTM D−1238により測定した、
2に対するI21の比である。 重量%共単量体は、プロトンNMRによって測定した。 ダート衝撃は、ASTM D1709にて測定した。 MD及びTDエルメンドルフ引裂は、ASTM D1922にて測定した。 MD及びTD1%セカント係数は、ASTM D882にて測定した。 MD及びTD引張強さ及び限界引張強さは、ASTM D882にて測定した。 MD及びTD伸び及び限界伸びは、ASTM D412にて測定した。 MD及びTD係数は、ASTM882−91にて測定した。 曇り度は、ASTM1003−95、条件Aにて測定した。 45°光沢度はASTM D2457にて測定した。 BURはブローアップ比である。26インチダート衝撃はASTM D1709
、方法Aにて測定した。
【0163】 ESCORENE LL3002.32[商品名。Exxon Chemical Company(テ
キサス州ヒューストン)製]は、0.918g/ccの密度、2dg/分のI2
65未満のCDBI(組成物分配幅インデックス)を有する、チーグラー・ナッ
タ触媒を用いて単気相反応器中で生成された線低密度エチレン−ヘキセン共重合
体である。 EXCEED ECD125[商品名。Exxon Chemical Company(テキサス州ヒ
ューストン)製]は、0.91g/ccの密度、1.5g/10分のMIを有す
る、メタロセン触媒を用いて単気相反応器中で生成された線低密度エチレン−ヘ
キセン共重合体である。 ESCORENE LL3001.63[商品名。Exxon Chemical Company(テ
キサス州ヒューストン)製]は、0.918g/ccの密度、1.0g/10分
のMIを有する、チーグラー・ナッタ触媒を用いて単気相反応器中で生成された
線低密度エチレン−ヘキセン共重合体である。 EXCEED 350D60[商品名。Exxon Chemical Company(テキサス州ヒ
ューストン)製]は、0.918g/ccの密度、1.0g/10分のMIを有
する、メタロセン触媒を用いて単気相反応器中で生成された線低密度エチレン−
ヘキセン共重合体である。
【0164】 「PPH」は、ポンド/時間である。「mPPH」は1000分の1ポンド/時
間である。「ppmw」は重量百万分率である。MDは縦方向である。TDは横
方向である。
【0165】 下記の実施例区分Iでは、15族含有金属触媒と粗大配位子メタロセン触媒と
を含む混合触媒系を用いた。
【0166】実施例区分I.15族含有金属触媒及び粗大配位子メタロセン触媒を含む混合触 媒系 インデニルジルコニウムトリスピバレートの調製 粗大配位子メタロセン化合物であり式VIで表されるインデニルジルコニウム
トリスピバレートは、次の一般式によって調製することができる。 (1)Zr(NEt24+IndH → IndZr(NEt23+Et2NH
(2)IndZr(NEt23+3(CH33CCO2H → IndZr[O2CC(CH3)]3+Et2NH (ここでInd=インデニル、Et=エチルである。)
【0167】 [(2,4,6−Me362)NHCH2CH22NH配位子(配位子I)の調
製 2Lの一枝付きシュレンクフラスコに、酸素を含まない乾燥窒素下にて、磁気
撹拌棒、ジエチレントリアミン(23.450g、0.227mol)、2−ブ
ロモメシチレン(90.51g、0.455mol)、トリス(ジベンジリデン
アセトン)ジパラジウム(1.041g、1.14mmol)、ラセミ−2,2
’ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル(ラセミBINAP)
(2.123g、3.41mmol)、ナトリウムt−ブトキシド(65.53
5g、0.682mol)、及びトルエン(800mL)を入れた。反応混合物
を撹拌して100℃に加熱した。18時間後、反応を完了した(プロトンNMR
分光法にて確認)。残りの操作は全て空気中で行うことができる。全ての溶媒を
真空下で除去し、残留物をジエチルエーテル(1L)に溶解した。エーテルを水
で洗浄し(250mLで3回)、次いで飽和水性NaCl(500mL中180
g)で洗浄し、硫酸マグネシウム(30g)で乾燥した。真空下でエーテルを除
去し赤油を得た。これを真空下70℃で12時間乾燥した(収率:71.10g
、92%)。1H NMR(C66)δ6.83(s,4)、3.39(br
s,2)、2.86(t,4)、2.49(t,4)、2.27(s,12)、
2.21(s,6)、0.68(br s,1)
【0168】 触媒Aの調製(本実施例区分I用) (トルエン溶液に含まれた1.5wt%触媒) 注:下記の全ての工程はグローブボックス内で行った。 1.精製トルエン100gを、テフロン(登録商標)被覆撹拌棒を備えた1Lの
エルレンマイヤーフラスコに装入した。 2.テトラベンジルジルコニウム7.28gを添加した。 3.溶液を撹拌器上に置き、5分間撹拌した。すべての固形物は溶液になった。 4.上記で調製した配位子Iの5.42gを添加した。 5.追加の551gの精製トルエンを添加し、混合物を15分間撹拌した。溶液
中には固形分は残らなかった。 6.溶液を清浄なパージされた1LのWhitey試料管に注ぎ、ラベルを付し
、グローブボックスから取り出し、使用されるまで待機場所に保管した。
【0169】 化合物I:{[(2,4,6−Me362)NCH2CH22NH}Zr(CH 2 Ph)2配位子(配位子I)の別の調製方法 500mL丸底フラスコに、酸素を含まない乾燥窒素下にて、磁気撹拌棒、テ
トラベンジルジルコニウム(Boulder Scientific)(41.729g、91.5
6mmol)及び300mLのトルエンを入れた。上記の固体配位子I(32.
773g、96.52mmol)を、攪拌しながら1分かけて添加した(望まし
い化合物が沈殿した)。スラリーの量を100mLに減じ、300mLのペンタ
ンを撹拌しながら添加した。真空下で濾過及び乾燥を行った結果、固体の黄橙色
の生成物が得られた(44.811g、80%の収率)。1H NMR(C66
)δ7.22−6.81(m,12)、5.90(d,2)、3.38(m,2
)、3.11(m,2)、3.01(m,1)、2.49(m,4)、2.43
(s,6)、2.41(s,6)、2.18(s,6)、1.89(s,2)、
0.96(s,2)
【0170】 触媒Bの調製(本実施例区分I用) (ヘキサン溶液に含まれた1wt%触媒B) 注:下記の全ての工程はグローブボックス内で行った。 1.精製ヘキサン1Lを、テフロン被覆撹拌棒を備えた1Lのエルレンマイヤ
ーフラスコに装入した。 2.インデニルジルコニウムトリスピバレート乾燥粉末6.67gを添加した
。 3.溶液を磁気撹拌器上に置き、15分間撹拌した。すべての固形物は溶液に
なった。 4.溶液を清浄なパージされた1LのWhitey試料管に注ぎ、ラベルを付
し、グローブボックスから取り出し、使用されるまで待機場所に保管した。
【0171】実施例区分I−比較例1: 85℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約40ポンド/時(18
.1kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.6ポンド/時(0.2
7kg/時)の量で反応器に供給し、水素を約5mPPHの量で反応器に供給し
た。窒素をメイクアップガスとして約5〜8PPHの量で反応器に供給した。生
産速度は約27PPHであった。反応器は約1,900PPHの循環ガスフロー
を有するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応
器中に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である。詳細については米
国特許第5,693,727参照。ここに参照して説明に代える。)0.041
インチ(0.10cm)の孔径を有するテーパー付き触媒噴射ノズルをプレナム
ガスフローに配置した。1wt%の触媒Aを含むトルエン溶液と助触媒(MMA
O−3A、1wt%アルミニウム)を、噴射ノズルから流動床に通す前に、オン
ラインで混合した。(MMAO−3Aは、ヘプタン中で改変したメチルアルモキ
サンであり、「改変メチルアルモキサン3A型」の商品名でAkzo Chemicals, In
c.により市販されている。)MMAO対触媒の比は、Al:Zrモル比が400
:1になるように制御した。安定した平均粒径を保持するために、窒素及びイソ
ペンタンも噴射ノズルに供給した。0.28dg/分(I21)、0.935g/
cc(密度)特性を有する、単分布重合体を得た。反応器の物質収支に基づいて
計算したところ、残留ジルコニウムは1.63ppmwであった。
【0172】実施例区分I−比較例2: 80℃、全圧320psig(2.2MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約37ポンド/時(19
.8kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.4ポンド/時(0.1
8kg/時)の量で反応器に供給し、水素を約12mPPHの量で反応器に供給
した。エチレンを供給して反応器中のエチレン分圧を180psi(1.2MP
a)に保持した。生産速度は約25PPHであった。反応器は約1,030PP
Hの循環ガスフローを有するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室
とは流動床気相反応器中に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である
。)0.055インチ(0.14cm)の孔径を有するテーパー付き触媒噴射ノ
ズルをプレナムガスフローに配置した。3/16インチ(0.48cm)ステン
レス鋼管内で、1wt%の触媒Bを含むヘキサン溶液と0.2 lb/時(0.
09kg/時)のヘキセンとを約15分混合した。触媒Bとヘキセンの混合物を
、助触媒(MMAO−3A、1wt%アルミニウム)と、オンラインで約40分
間混合した。溶液に加えて、粒径を制御するために、イソペンタン及び窒素も添
加した。系全体を噴射ノズルから流動床に通した。MMAO対触媒の比は、Al
:Zrモル比が300:1になるように制御した。797g/10分のメルトイ
ンデックスを有する、二峰分布重合体を得た。密度は0.9678g/ccであ
った。反応器の物質収支に基づいて計算したところ、残留ジルコニウムは0.7
ppmwであった。SEC分析及び4個の粉末分布(floury distributions)を
用いたデコンヴォルーションを行った。結果を表Iに示す。
【0173】実施例区分I−実施例3: 80℃、全圧320psig(2.2MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約53ポンド/時(24
kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.5ポンド/時(0.22k
g/時)の量で反応器に供給し、水素を約9mPPHの量で反応器に供給した。
エチレンを供給して反応器中のエチレン分圧を220psi(1.52MPa)
に保持した。生産速度は約25PPHであった。反応器は約990PPHの循環
ガスフローを有するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室とは流動
床気相反応器中に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である。)0.
055インチ(0.12cm)の孔径を有するテーパー付き触媒噴射ノズルをプ
レナムガスフローに配置した。3/16インチ(0.48cm)ステンレス鋼管
内で、1wt%の触媒Bを含むヘキサン溶液と0.2 lb/時(0.09kg
/時)のヘキセンとを約15分混合した。触媒Bとヘキセンの混合物を、助触媒
(MMAO−3A、1wt%アルミニウム)と、オンラインで約20〜25分間
混合した。別の活性用ステンレス鋼管内で、1wt%の触媒Aを含むトルエン溶
液を、助触媒(MMAO−3A、1wt%アルミニウム)で約50〜55分間活
性化した。2種の別々に活性化した溶液を一つの処理ライン内で約4分間混合さ
せた。触媒Aの量は、供給された全溶液の約40〜45mol%であった。溶液
に加えて、粒径を制御するために、イソペンタン及び窒素も添加した。系全体を
噴射ノズルから流動床に通した。MMAO対触媒の比は、Al:Zrモル比が3
00:1になるように制御した。0.045g/10分のメルトインデックス及
び7.48g/10分のフローインデックスを有する、二峰分布重合体を得た。
密度は0.9496g/ccであった。反応器の物質収支に基づいて計算したと
ころ、残留ジルコニウムは1.7ppmwであった。SEC分析及び7〜8個の
粉末分布を用いたデコンヴォルーションを行った。結果を表Iに示す。
【0174】実施例区分I−実施例4: 85℃、全圧320psig(2.2MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約50ポンド/時(22
.7kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.7ポンド/時(0.3
2kg/時)の量で反応器に供給し、水素を約11mPPHの量で反応器に供給
した。エチレンを供給して反応器中のエチレン分圧を220psi(1.52M
Pa)に保持した。生産速度は約29PPHであった。反応器は約970PPH
の循環ガスフローを有するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室と
は流動床気相反応器中に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である。
)0.055インチ(0.14cm)の孔径を有するテーパー付き触媒噴射ノズ
ルをプレナムガスフローに配置した。3/16インチ(0.48cm)ステンレ
ス鋼管内で、1wt%の触媒Bを含むヘキサン溶液と0.2 lb/時(0.0
9kg/時)のヘキセンとを約15分混合した。触媒Bとヘキセンの混合物を、
助触媒(MMAO−3A、1wt%アルミニウム)と、オンラインで約20〜2
5分間混合した。別の活性用ステンレス鋼管内で、1wt%の触媒Aを含むトル
エン溶液を、助触媒(MMAO−3A、1wt%アルミニウム)で約50〜55
分間活性化した。2種の別々に活性化した溶液を一つの処理ライン内で約4分間
混合させた。触媒Aの量は、供給された全溶液の約40〜45mol%であった
。溶液に加えて、粒径を制御するために、イソペンタン及び窒素も添加した。系
全体を噴射ノズルから流動床に通した。MMAO対触媒の比は、Al:Zrモル
比が300:1になるように制御した。0.054g/10分のメルトインデッ
クス及び7.94g/10分のフローインデックスを有する、二峰分布重合体を
得た。密度は0.948g/ccであった。反応器の物質収支に基づいて計算し
たところ、残留ジルコニウムは1.1ppmwであった。SEC分析及び7〜8
個の粉末分布を用いたデコンヴォルーションを行った。結果を表Iに示す。
【0175】実施例区分I−実施例5: 85℃、全圧320psig(2.2MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約60ポンド/時(27
.2kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.8ポンド/時(0.3
6kg/時)の量で反応器に供給し、水素を約13mPPHの量で反応器に供給
した。エチレンを供給して反応器中のエチレン分圧を220psi(1.52M
Pa)に保持した。生産速度は約34PPHであった。反応器は約960PPH
の循環ガスフローを有するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室と
は流動床気相反応器中に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である。
)0.055インチ(0.14cm)の孔径を有するテーパー付き触媒噴射ノズ
ルをプレナムガスフローに配置した。3/16インチ(0.48cm)ステンレ
ス鋼管内で、1wt%の触媒Bを含むヘキサン溶液と0.2 lb/時(0.0
9kg/時)のヘキセンとを約15分混合した。触媒Bとヘキセンの混合物を、
助触媒(MMAO−3A、1wt%アルミニウム)と、オンラインで約20〜2
5分間混合した。別の活性用ステンレス鋼管内で、1wt%の触媒Aを含むトル
エン溶液を、助触媒(MMAO−3A、1wt%アルミニウム)で約50〜55
分間活性化した。2種の別々に活性化した溶液を一つの処理ライン内で約4分間
混合させた。触媒Aの量は、供給された全溶液の約40〜45mol%であった
。溶液に加えて、粒径を制御するために、イソペンタン及び窒素も添加した。系
全体を噴射ノズルから流動床に通した。MMAO対触媒の比は、Al:Zrモル
比が300:1になるように制御した。0.077g/10分のメルトインデッ
クス及び12.7g/10分のフローインデックスを有する、二峰分布重合体を
得た。密度は0.9487g/ccであった。反応器の物質収支に基づいて計算
したところ、残留ジルコニウムは0.9ppmwであった。SEC分析及び7〜
8個の粉末分布を用いたデコンヴォルーションを行った。結果を表Iに示す。
【0176】実施例区分I−実施例6: 85℃、全圧320psig(2.2MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約60ポンド/時(27
.2kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.8ポンド/時(0.3
6kg/時)の量で反応器に供給し、水素を約13mPPHの量で反応器に供給
した。エチレンを供給して反応器中のエチレン分圧を220psi(1.52M
Pa)に保持した。生産速度は約34PPHであった。反応器は約1,100P
PHの循環ガスフローを有するプレナム室を具備するものであった。(プレナム
室とは流動床気相反応器中に粒子希薄領域を形成するために使用される装置であ
る。)0.055インチ(0.14cm)の孔径を有するテーパー付き触媒噴射
ノズルをプレナムガスフローに配置した。3/16インチ(0.48cm)ステ
ンレス鋼管内で、1wt%の触媒Bを含むヘキサン溶液と0.2 lb/時(0
.09kg/時)のヘキセンとを約15分混合した。触媒Bとヘキセンの混合物
を、助触媒(MMAO−3A、1wt%アルミニウム)と、オンラインで約10
〜15分間混合した。反応器に噴霧する約5分前に、1wt%の触媒Aを含むト
ルエン溶液を、活性化した触媒B溶液に添加した。触媒Aの量は、供給された全
溶液の約40〜45mol%であった。溶液に加えて、粒径を制御するために、
イソペンタン及び窒素も添加した。系全体を噴射ノズルから流動床に通した。M
MAO対触媒の比は、最終Al:Zrモル比が300:1になるように制御した
。0.136g/10分のメルトインデックス及び38.1g/10分のフロー
インデックスを有する、二峰分布重合体を得た。密度は0.9488g/ccで
あった。反応器の物質収支に基づいて計算したところ、残留ジルコニウムは0.
5ppmwであった。SEC分析及び7〜8個の粉末分布を用いたデコンヴォル
ーションを行った。結果を表Iに示す。
【0177】実施例区分I−実施例7: 85℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約42ポンド/時(19
.1kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.8ポンド/時(0.3
6kg/時)の量で反応器に供給し、水素を約13mPPHの量で反応器に供給
した。エチレンを供給して反応器中のエチレン分圧を220psi(1.52M
Pa)に保持した。生産速度は約32PPHであった。反応器は約2010PP
Hの循環ガスフローを有するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室
とは流動床気相反応器中に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である
。)0.055インチ(0.14cm)の孔径を有するテーパー付き触媒噴射ノ
ズルをプレナムガスフローに配置した。3/16インチ(0.48cm)ステン
レス鋼管内で、0.25wt%の触媒Bを含むヘキサン溶液と0.1 lb/時
(0.05kg/時)のヘキセンとを混合した。触媒Bとヘキセンの混合物を、
助触媒(MMAO−3A、1wt%アルミニウム)と、オンラインで約15分間
混合した。反応器に噴霧する約15分前に、0.5wt%の触媒Aを含むトルエ
ン溶液を、活性化した触媒B溶液に添加した。触媒Aの量は、供給された全溶液
の約65〜70mol%であった。溶液に加えて、粒径を制御するために、イソ
ペンタン及び窒素も添加した。系全体を噴射ノズルから流動床に通した。MMA
O対触媒の比は、最終Al:Zrモル比が500:1になるように制御した。0
.06g/10分のメルトインデックス及び6.26g/10分のフローインデ
ックスを有する、二峰分布重合体を得た。密度は0.9501g/ccであった
。反応器の物質収支に基づいて計算したところ、残留ジルコニウムは0.65p
pmwであった。SEC分析及び7〜8個の粉末分布を用いたデコンヴォルーシ
ョンを行った。結果を表Iに示す。
【0178】
【表1】
【0179】 区分I−比較例1及び2は、1種類の成分触媒が実験データに与える影響を示
す。実施例3及び4は、実質的に同一の反応器条件及び触媒供給系における、温
度の影響を示す。ちなみに高温ではMw/Mnは低く、MFRについても同様で
ある。実施例5及び6は、実質的に同一の反応条件及び触媒供給系についての活
性方法の影響を比較する。ちなみに実施例6の触媒の、全般的な活性がより優れ
ている。しかし、高分子量材料の生産量はより低い。実施例6及び7は、実質的
に同様の反応器条件において、高分子量材料の量を制御する能力を示す。実施例
7は触媒Aを高パーセンテージで供給しており、従って高Mw材料が多量に生成
される。
【0180】実施例区分I−実施例8: 実施例4に従って製造した350ポンド(159kg)のポリエチレン(重合
体Aと称する)を、Werner−FleidererZSK−30ツインスク
リュー押出機で1000ppmのIrganox1076(商品名)及び150
0ppmのIrgafos1068(商品名)と220℃の溶融温度で混合して
ペレットを作成した。次いでペレットをAlpineブローフィルム押出ライン
によりブロー成形して0.5ミル(13μm)厚さのフィルムを得た。押出条件
は下記の通りである。ダイ−160mm三重式、1.5mmダイ間隔、400℃
ダイ温度、48インチ(122cm)平置(layflat)幅、標的融解温度410
°F(210℃)、並びに押出速度310 lb/時(144kg/時)、42
0 lb/時(191kg/時)及び460 lb/時(209kg/時)。E
SCORENE HD7755.10[商品名。Exxon Chemical Company(テキ
サス州ヒューストン)より市販の、従来型反応器による製品]を比較のために同
一条件で運転した。全てのフィルムを23℃、50%RHで40時間調整した。
データを表IAに示す。
【0181】
【表2】
【0182】実施例区分I−実施例9: 顆粒状試料[上記した重合工程に続いて、モル触媒比(触媒A/触媒B)2.
3で製造]を含む幾つかのドラムを回転させて、1000ppmのIrgano
x1076(商品名)及び1500ppmのIrgafos1068(商品名)
及び1500ppmのステアリン酸カルシウムと混合した。回転混合した顆粒状
樹脂を2 1/2”(6.35cm)Prodex配合ライン上で400°F(
204℃)にてペレット化した。50mm単スクリュー(18:1 L/D比)
及び1mmダイ間隔の100mm環状ダイを有する押出機を備えた、50mmA
lpineブローフィルム押出ラインにより、上記で調製したペレットを押し出
し成形してフィルムを得た。押出条件は、下記の通りである。400°F(20
4℃)ダイ温度、押出量100 lb/時(46kg/時)。典型的なセット温
度プロファイルは、円筒部1/円筒部2/ブロックアダプター/下部アダプター
/垂直アダプター/ダイ下部/ダイ中間部/ダイ上部について、それぞれ380
°F/400°F/400°F/400°F/400°F/400°F/410
°F/410°F(193℃/204℃/204℃/204℃/204℃/20
4℃/210℃/210℃)であった。ライン速度92fpm(48cm/秒)
及びライン速度184fpm(94cm/秒)、ブローアップ比(BUR)4.
0にてペレット試料を押し出して、それぞれ1.0ミル(25μm)フィルム試
料及び0.5ミル(13μm)フィルム試料を製造した。両方の場合において、
気泡は、縮小直径を有する一般的なワイングラス型にて、良好な安定を見せた。
ブロー気泡のFLH(フロストラインの高さ)は、1.0ミル(25μm)及び
0.5ミル(12.5μm)フィルムについて、それぞれ36インチ(91.4
cm)及び40インチ(101.6cm)に保持した。押出頭部圧力及びモータ
ー負荷は、同一の押出条件下で、ESCORENE HD7755.10(商品
名。米国テキサス州マウントベルビュ所在のエクソンケミカル社より市販の従来
型反応器による製品)より僅かに高い値を示した。得られたフィルム特性を、表
IBに示す。全てのフィルム試料を23℃、50%RHで40時間調整した。0
.5ミル(12.5μm)フィルムのダート衝撃強さは380gであり、ESC
ORENE HD7755.10(商品名)の330gを越える値であった。
【0183】
【表3】
【0184】実施例区分I−実施例10: 実施例9の工程に続いて、顆粒状試料[上記した重合工程に続いて、モル触媒
比(触媒A/触媒B)0.732で製造した重合体C;及び上記した重合工程に
続いて、モル触媒比(触媒A/触媒B)2.6で製造した重合体D]を含む幾つ
かのドラムを回転させて、1000ppmのIrganox1076(商品名)
及び1500ppmのステアリン酸カルシウム及び1500ppmのIrgaf
os1068(商品名)と混合し、次いで実施例9に述べたようにペレット化し
押出し成形してフィルムを得た。全てのフィルム試料を23℃、50%RHで4
0時間調整した。重合体C及び重合体Dの両方から得た0.5ミル(12.5μ
m)フィルムのダート衝撃強さは380gであり、ESCORENE HD77
55.10(商品名)の330gを越える値であった。データを表ICに示す。
【0185】
【表4】
【0186】 上記した実施例に加え、本明細書に記載する触媒を用いた重合の、他の異なる
態様が可能である。下記に例を記す。 1.化合物Iは溶媒、好ましくはトルエンに溶解して、望ましい重量%溶液とし
、他の触媒系と組み合わせてもちいることができる。 2.触媒Aは0.50重量%のトルエン溶液として用いることができ、 触媒B
は0.25重量%のヘキサン溶液として用いることができ、2種が別々に活性化
され次いで混合されるとき(平行活性化)はAに対するBのモル比を0.7、A
が活性化されて次いでBが添加されるとき(連続活性化)はAに対するBのモル
比を2.2〜1.5とすることができる。 3.反応温度を上昇又は下降することによって、Mw/Mnをそれぞれ狭める又
は広げる。 4.滞留時間を変化させて生成物特性に影響を与える。大きな変化は有意な影響
を与えうる。1〜5、好ましくは4時間の滞留時間によって良好な生産物特性が
得られるようである。 5.粒子希薄領域を形成するように、触媒を反応器に噴霧する。粒子希薄領域は
、50,000 lb/時のサイクルガスフローを6インチパイプに通すことに
よって形成することができる。触媒は窒素噴霧化ガスを用いて噴霧ノズルで噴霧
化することができる。 6.活性化剤、好ましくはMMAO 3Aを、7重量%Alの量でイソペンタン
、ヘキサン又はヘプタンに入れ、Al/Zr比が100〜300になるのに充分
な供給量で用いることができる。 7.触媒AをオンラインでMMAO 3Aに混合し、次いで触媒Bをオンライン
で添加し、次いで混合物を反応器に導入する。 8.触媒AをオンラインでMMAO 3Aに混合し、触媒BをオンラインでMM
AO 3Aに混合し、その後2つの活性化触媒をオンラインで混合し、次いで反
応器に導入する。
【0187】 下記実施例区分IIにおける例では、ベンジル脱離基を有する15族含有金属触
媒を含む触媒系を用いている。
【0188】実施例区分II.ベンジル脱離基を有する15族含有金属触媒を含む触媒系 [(2,4,6−Me362)NHCH2CH22又は(NH配位子)、及び
{[(2,4,6−Me362)NCH2CH22NH}Zr(CH2Ph)2
は(Zr−HN3)を、上記実施例区分Iに記載するように調製した。
【0189】 {[(2,4,6−Me362)NCH2CH22NH}ZrCl2又は(Zr
Cl2−HN3)の調製 250mLの丸底フラスコ内で、5.480gのZr(NMe24(20.4
8mmol)を50mLのペンタンに溶解した。6.656gの[(2,4,6
−Me362)NHCH2CH22NH(20.48mmol)をペンタン溶液
(50mL)として添加し、溶液を2時間撹拌した。混合アミド{[(2,4,
6−Me362)NCH2CH22NH}Zr(NMe22をプロトンNMRで
同定したが、単離はしなかった。1H NMR(C66)δ6.94(m,4)
、3.33(m,2)、3.05(s,6)、3.00(m,2)、2.59(
m,4)、2.45(s,6)、2.43(s,6)、2.27(s,6)、2
.20(s,6)、1.80(m,1)。溶媒を真空下で除去した。残留物をト
ルエンに溶解し、6.0gのClSiMe3(55mmol)を一度に添加した
。溶液を24時間撹拌した。溶媒を真空下で除去し、固体をペンタンに懸濁した
。固体を濾過により回収し、ペンタンで洗浄した(5.528g、54%の収率
)。二塩化物{[(2,4,6−Me362)NCH2CH22NH}ZrCl 2 をプロトンNMRで同定した。1H NMR(C66)δ6.88(s,2)、
6.81(s,2)、3.32(m,2)、2.86(m,2)、2.49(s
,6)、2.47(m,4)、2.39(s,6)、2.12(s,6)、NH
は不明瞭であった。
【0190】 触媒Aの調製(本実施例区分II用) 2.051gのMAO[6.836gの30重量%トルエン溶液、Albemarle
Corporation(ルイジアナ州バトンルージュ)より販売]及び7.285gのト
ルエンを含む100mL丸底フラスコに、0.145gのZrCl2−HN3を
添加した。溶液を15分撹拌した。5.070gのシリカ[Davison94
8、600℃にて焼成、W.R.Grace、Davison事業部(メリーランド州バルチモア
)より販売]を添加し、混合した。混合物を真空下で一晩乾燥し、0.36重量
%ジルコニウムのローディング、Al:Zr比が122:1である完成触媒7.
011gを得た。
【0191】 触媒Bの調製(本実施例区分II用) 0.801gのMAO[2.670gの30重量%トルエン溶液、Albemarle
Corporation(ルイジアナ州バトンルージュ)より販売]及び4.679gのト
ルエンを含む100mL丸底フラスコに、0.070gのZr−HN3を添加し
た。溶液を15分撹拌した。2.130gのシリカ[Davison948、6
00℃にて焼成、W.R.Grace、Davison事業部(メリーランド州バルチモア)より
販売]を添加し、混合した。混合物を真空下で一晩乾燥し、0.35重量%ジル
コニウムのローディング、Al:Zr比が120:1である完成触媒2.899
gを得た。
【0192】実施例区分II−比較例1 触媒Aを用いるスラリー相エチレン重合 機械攪拌機、温度調節用外部水ジャケット、隔壁入口及び通気管を備え、乾燥
窒素及びエチレンの供給量が調節された1リットルオートクレーブ反応器中の、
スラリー相で重合を行った。反応器を160℃で乾燥して脱気した。イソブタン
(400mL)を希釈液として添加し、25重量%トリオクチルアルミニウムの
ヘキサン溶液0.7mLを捕捉剤(scavenger)として気密注射器で添加した。
反応器を90℃に加熱した。0.200gの完成触媒Aを、エチレン圧力を加え
て添加し、反応器を143psi(986kPa)のエチレンで加圧した。一定
のエチレンフローによって反応器を90℃及び143psi(986kPa)に
保持しつつ、重合を40分続けた。急速な冷却により反応を停止し、排気した。
10.5gのポリエチレンを得た[フローインデックス(FI)=フローなし、
活性=209gポリエチレン/mmol触媒・atm・時]。
【0193】実施例区分II−実施例2 触媒Bを用いるスラリー相エチレン重合 機械攪拌機、温度調節用外部水ジャケット、隔壁入口及び通気管を備え、乾燥
窒素及びエチレンの供給量が調節された1リットルオートクレーブ反応器中の、
スラリー相で重合を行った。反応器を160℃で乾燥して脱気した。イソブタン
(400mL)を希釈液として添加し、25重量%トリオクチルアルミニウムの
ヘキサン溶液0.7mLを捕捉剤として気密注射器で添加した。反応器を90℃
に加熱した。0.100gの完成触媒Bを、エチレン圧力を加えて添加し、反応
器を144psi(993kPa)のエチレンで加圧した。一定のエチレンフロ
ーによって反応器を90℃及び144psi(993kPa)に保持しつつ、重
合を30分続けた。急速な冷却により反応を停止し、排気した。11.8gのポ
リエチレンを得た(FI=フローなし、活性=641gポリエチレン/mmol
触媒・atm・時)。 同様の条件下で行って得た上記のデータから、置換炭化水素脱離基(好ましく
はアルキルをアリルで置換した基)を有する、本発明の15族含有金属触媒化合
物は、ハロゲンを有する同様の化合物に比べてかなり高い生産性を有する。
【0194】 下記の実施例区分IIIにおける例では、シリカ結合アルミニウム活性化剤を含
む触媒系を用いている。
【0195】実施例区分III.シリカ結合アルミニウムを含有する触媒系 [(2,4,6−Me362)NHCH2CH22NH(配位子)、及び{[
(2,4,6−Me362)NCH2CH22NH}Zr(CH2Ph)2(Zr
−HN3)を、上記実施例区分Iに記載するように調製した。
【0196】 シリカ結合アルミニウム(Si−O−Al(C652)の調製 40.686gのシリカ[Davison948、600℃にて焼成、W.R.Gr
ace、Davison事業部(メリーランド州バルチモア)より販売]を、500mL丸
底フラスコ中、300mLのトルエンでスラリーにした。固体Al(C653
・トルエン(15.470g、24.90mmol)を添加し、混合物を30分
撹拌した。混合物を18時間静置した。シリカ結合アルミニウムを濾過で単離し
、真空下で6時間乾燥して49.211gの収量を得た。Al(C653・ト
ルエンは、EP0 694 548A1に記載の方法で調製した(ここに参照し
て説明に代える)。
【0197】 触媒Aの調製(本実施例区分III用) 1.000gのシリカ結合アルミニウム(実施例4で作成)を含む20mLト
ルエンに、Zr−HN3(0.076g、0.124mmol)を含む5mLト
ルエンを添加した。混合物を30分撹拌した。シリカは橙赤色から無色に変化し
た。シリカを濾過により単離し、真空下で6時間乾燥した。収率は1.051g
であった。最終遷移金属ローディングは、遷移金属対シリカ結合アルミニウムと
して116μmol/gであった。
【0198】実施例区分III−実施例1 触媒Aを用いるスラリー相エチレン−ヘキセン重合 機械攪拌機、温度調節用外部水ジャケット、隔壁入口及び通気管を備え、乾燥
窒素及びエチレンの供給量が調節された1リットルオートクレーブ反応器中の、
スラリー相で重合を行った。反応器を160℃で乾燥して脱気した。イソブタン
(400mL)を希釈液として添加し、35mLの1−ヘキセン、25重量%ト
リオクチルアルミニウムのヘキサン溶液0.7mLを捕捉剤として気密注射器で
添加した。反応器を60℃に加熱した。0.100gの完成触媒Aを、エチレン
圧力を加えて添加し、反応器を78psi(538kPa)のエチレンで加圧し
た。一定のエチレンフローによって反応器を60℃及び78psi(538kP
a)に保持しつつ、重合を30分続けた。急速な冷却により反応を停止し、排気
した。70.0gの共重合体を得た(フローインデックス(FI)=フローなし
、活性=2320gポリエチレン/mmol触媒・atm・時、10.5重量%
1−ヘキセンの組み込み)。
【0199】 下記の実施例区分IVにおける例では、15族含有金属触媒の溶液による供給を
用いている。
【0200】実施例区分IV 15族含有金属触媒の溶液による供給 [(2,4,6−Me362)NHCH2CH22(NH配位子又は前駆化合
物I)、及び{[(2,4,6−Me362)NCH2CH22NH}Zr(C
2Ph)2(化合物I)を、上記実施例区分Iに記載するように調製した。
【0201】 触媒Aの調製(本実施例区分IV用) (トルエンに含まれた1.5wt%触媒) 注:下記の全ての工程はグローブボックス内で行った。 1.精製トルエン100gを、テフロン被覆撹拌棒を備えた1Lのエルレンマイ
ヤーフラスコに装入した。 2.テトラベンジルジルコニウム7.28gを添加した。 3.溶液を撹拌器上に置き、5分間撹拌した。すべての固形物は溶液になった。 4.化合物Iの5.42gを添加した。 5.追加の551gの精製トルエンを添加し、混合物を15分間撹拌した。溶液
中には固形分は残らなかった。 6.触媒溶液を清浄なパージされた1LのWhitey試料管に注ぎ、ラベルを
付し、グローブボックスから取り出し、使用されるまで待機場所に保管した。
【0202】実施例区分IV−実施例1: 85℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約40ポンド/時(18
kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.6ポンド/時(0.3kg
/時)の量で反応器に供給し、水素を約5mPPHの量で反応器に供給した。窒
素をメイクアップガスとして約5〜8PPHの量で反応器に供給した。生産速度
は約27PPHであった。反応器は約1,900PPHの循環ガスフローを有す
るプレナム室を具備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応器中に
粒子希薄領域を形成するために使用される装置である。米国特許第5,693,
727参照。)0.041インチ(0.11cm)の孔径を有するテーパー付き
触媒噴射ノズルをプレナムガスフローに配置した。1wt%の触媒Aを含むトル
エン溶液と助触媒[MMAO−3A、ヘキサン中1wt%アルミニウム(MMA
O−3Aは、ヘプタン中で改変したメチルアルモキサンであり、「改変メチルア
ルモキサン3A型」の商品名でAkzo Chemicals, Inc.により市販されている。米
国特許第5,041,584号に記載)]を、噴射ノズルから流動床に通す前に
、オンラインで混合した。MMAOと触媒は、Al:Zrモル比が400:1に
なるように制御した。安定した平均粒径を保持するために、窒素及びイソペンタ
ンも噴射ノズルに供給した。0.28dg/分(I21)、0.935g/ccの
特性を有する、単分布重合体を得た。反応器の物質収支に基づいて計算したとこ
ろ、残留ジルコニウムは1.63ppmwであった。
【0203】実施例区分IV−実施例2: 85℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約40ポンド/時(18
kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約3.5ポンド/時(1.6kg
/時)の量で反応器に供給し、水素を約25mPPHの量で反応器に供給した。
窒素をメイクアップガスとして約5〜8PPHの量で反応器に供給した。生産速
度は約20PPHであった。反応器は約1,900PPHの循環ガスフローを有
するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応器中
に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である。米国特許第5,693
,727参照。)0.041インチ(0.11cm)の孔径を有するテーパー付
き触媒噴射ノズルをプレナムガスフローに配置した。1wt%の触媒Aを含むト
ルエン溶液、0.22PPHの1−ヘキセンと助触媒(MMAO−3A、イソペ
ンタン中4wt%アルミニウム)を、噴射ノズルから流動床に通す前に、オンラ
インで混合した。MMAO及び触媒は、Al:Zrモル比が746:1になるよ
うに制御した。安定した平均粒径を保持するために、窒素及びイソペンタンも噴
射ノズルに供給した。1.2dg/分(I2)、29.7dg/分(I21)、2
3.9のI21/I2、0.9165g/ccの特性を有する、単分布重合体を得
た。反応器の物質収支に基づいて計算したところ、残留ジルコニウムは0.89
ppmwであった。
【0204】実施例区分IV−実施例3: 105℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備
えている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器
で、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約40ポンド/時(1
8kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.6ポンド/時(0.3k
g/時)の量で反応器に供給し、水素を約6mPPHの量で反応器に供給した。
窒素をメイクアップガスとして約5〜8PPHの量で反応器に供給した。生産速
度は約24PPHであった。反応器は約1,600PPHの循環ガスフローを有
するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応器中
に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である。米国特許第5,693
,727参照。)0.055インチ(0.14cm)の孔径を有するテーパー付
き触媒噴射ノズルをプレナムガスフローに配置した。1.5wt%の触媒Aを含
むトルエン溶液と助触媒(MMAO−3A、25%ヘプタン/75%ヘキサン溶
液中1.8wt%アルミニウム)を、噴射ノズルから流動床に通す前に、オンラ
インで混合した。MMAO及び触媒は、Al:Zrモル比が320:1になるよ
うに制御した。安定した平均粒径を保持するために、窒素及びイソペンタンも噴
射ノズルに供給した。0.67dg/分(I21)、0.9358g/ccの特性
を有する、単分布重合体を得た。反応器の物質収支に基づいて計算したところ、
残留ジルコニウムは2.33ppmwであった。
【0205】実施例区分IV−実施例4: 85℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約36ポンド/時(16
.3kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約3.5ポンド/時(1.6
kg/時)の量で反応器に供給し、水素を約28mPPHの量で反応器に供給し
た。窒素をメイクアップガスとして約5〜8PPHの量で反応器に供給した。生
産速度は約18PPHであった。反応器は約1,900PPHの循環ガスフロー
を有するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応
器中に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である。米国特許第5,6
93,727参照。)0.041インチ(0.11cm)の孔径を有するテーパ
ー付き触媒噴射ノズルをプレナムガスフローに配置した。1wt%の触媒Aを含
むトルエン溶液、0.22PPHの1−ヘキセンと助触媒(MMAO−3A、イ
ソペンタン中4wt%アルミニウム)を、噴射ノズルから流動床に通す前に、オ
ンラインで混合した。MMAO及び触媒は、Al:Zrモル比が925:1にな
るように制御した。安定した平均粒径を保持するために、窒素及びイソペンタン
も噴射ノズルに供給した。1.7dg/分(I2)、41.7dg/分(I21
、24.1のI21/I2、0.917g/ccの特性を有する、単分布重合体を
得た。反応器の物質収支に基づいて計算したところ、残留ジルコニウムは0.9
4ppmwであった。
【0206】実施例区分IV−実施例5: 85℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約40ポンド/時(18
kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.6ポンド/時(0.3kg
/時)の量で反応器に供給し、水素を約3.5mPPHの量で反応器に供給した
。窒素をメイクアップガスとして約5〜8PPHの量で反応器に供給した。生産
速度は約22PPHであった。反応器は約1,500PPHの循環ガスフローを
有するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応器
中に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である。米国特許第5,69
3,727参照。)0.041インチ(0.11cm)の孔径を有するテーパー
付き触媒噴射ノズルをプレナムガスフローに配置した。1wt%の触媒Aを含む
トルエン溶液と助触媒(MMAO−3A、ヘキサン中1wt%アルミニウム)を
、噴射ノズルから流動床に通す前に、オンラインで混合した。MMAO及び触媒
は、Al:Zrモル比が450:1になるように制御した。安定した平均粒径を
保持するために、窒素及びイソペンタンも噴射ノズルに供給した。0.10dg
/分(I21)、0.931g/ccの特性を有する、単分布重合体を得た。反応
器の物質収支に基づいて計算したところ、残留ジルコニウムは1.36ppmw
であった。
【0207】実施例区分IV−実施例6: 85℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約40ポンド/時(18
kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.5ポンド/時(0.23k
g/時)の量で反応器に供給し、水素を約4mPPHの量で反応器に供給した。
窒素をメイクアップガスとして約5〜8PPHの量で反応器に供給した。生産速
度は約20PPHであった。反応器は約2,050PPHの循環ガスフローを有
するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応器中
に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である。米国特許第5,693
,727参照。)0.041インチ(0.11cm)の孔径を有するテーパー付
き触媒噴射ノズルをプレナムガスフローに配置した。1wt%の触媒Aを含むト
ルエン溶液と助触媒(MMAO−3A、イソペンタン中4wt%アルミニウム)
を、噴射ノズルから流動床に通す前に、オンラインで混合した。MMAO及び触
媒は、Al:Zrモル比が1550:1になるように制御した。安定した平均粒
径を保持するために、窒素及びイソペンタンも噴射ノズルに供給した。0.36
dg/分(I21)、0.943g/ccの特性を有する、単分布重合体を得た。
反応器の物質収支に基づいて計算したところ、残留ジルコニウムは2.5ppm
wであった。
【0208】実施例区分IV−実施例7: 85℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約40ポンド/時(18
kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約0.6ポンド/時(0.3kg
/時)の量で反応器に供給し、水素を約12mPPHの量で反応器に供給した。
窒素をメイクアップガスとして約5〜8PPHの量で反応器に供給した。生産速
度は約20PPHであった。反応器は約2,050PPHの循環ガスフローを有
するプレナム室を具備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応器中
に粒子希薄領域を形成するために使用される装置である。米国特許第5,693
,727参照。)0.041インチ(0.11cm)の孔径を有するテーパー付
き触媒噴射ノズルをプレナムガスフローに配置した。1wt%の触媒Aを含むト
ルエン溶液と助触媒(MMAO−3A、イソペンタン中4wt%アルミニウム)
を、噴射ノズルから流動床に通す前に、オンラインで混合した。MMAO及び触
媒は、Al:Zrモル比が868:1になるように制御した。安定した平均粒径
を保持するために、窒素及びイソペンタンも噴射ノズルに供給した。3.5dg
/分(I21)、0.115dg/分(I2)、30.2のI21/I2、0.949
g/ccの特性を有する、単分布重合体を得た。反応器の物質収支に基づいて計
算したところ、残留ジルコニウムは2.5ppmwであった。
【0209】実施例区分IV−実施例8: 85℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約40ポンド/時(18
kg/時)の量で反応器に供給し、ヘキセンを約1.1ポンド/時の量で反応器
に供給し、水素を約12mPPHの量で反応器に供給した。窒素をメイクアップ
ガスとして約5〜8PPHの量で反応器に供給した。生産速度は約25PPHで
あった。反応器は約1,900PPHの循環ガスフローを有するプレナム室を具
備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応器中に粒子希薄領域を形
成するために使用される装置である。米国特許第5,693,727参照。)0
.041インチ(0.11cm)の孔径を有するテーパー付き触媒噴射ノズルを
プレナムガスフローに配置した。1wt%の触媒Aを含むトルエン溶液と助触媒
(MMAO−3A、イソペンタン中4wt%アルミニウム)を、噴射ノズルから
流動床に通す前に、オンラインで混合した。MMAO及び触媒は、Al:Zrモ
ル比が842:1になるように制御した。安定した平均粒径を保持するために、
窒素及びイソペンタンも噴射ノズルに供給した。41.2dg/分(I21)、1
.22dg/分(I2)、33.8のI21/I2、0.940g/ccの特性を有
する、単分布重合体を得た。反応器の物質収支に基づいて計算したところ、残留
ジルコニウムは2.77ppmwであった。
【0210】実施例区分IV−実施例9: 90℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約48ポンド/時の量で
反応器に供給し、ヘキセンを約0.6ポンド/時(0.3kg/時)の量で反応
器に供給し、水素を約10mPPHの量で反応器に供給した。窒素をメイクアッ
プガスとして約5〜8PPHの量で反応器に供給した。生産速度は約23PPH
であった。反応器は約1,600PPHの循環ガスフローを有するプレナム室を
具備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応器中に粒子希薄領域を
形成するために使用される装置である。米国特許第5,693,727参照。)
0.055インチ(0.14cm)の孔径を有するテーパー付き触媒噴射ノズル
をプレナムガスフローに配置した。1.5wt%の触媒Aを含むトルエン溶液と
助触媒(MMAO−3A、25%ヘプタン/75%ヘキサン溶液中1.8wt%
アルミニウム)を、噴射ノズルから流動床に通す前に、オンラインで混合した。
MMAO及び触媒は、Al:Zrモル比が265:1になるように制御した。安
定した平均粒径を保持するために、窒素及びイソペンタンも噴射ノズルに供給し
た。0.3dg/分(I21)、0.933g/ccの特性を有する、単分布重合
体を得た。反応器の物質収支に基づいて計算したところ、残留ジルコニウムは2
.38ppmwであった。
【0211】実施例区分IV−実施例10: 95℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチ(35.6cm)パイロットプラントスケールの気相反応器で
、エチレン−ヘキセン共重合体を製造した。エチレンを約45ポンド/時の量で
反応器に供給し、ヘキセンを約0.6ポンド/時(0.3kg/時)の量で反応
器に供給し、水素を約6mPPHの量で反応器に供給した。窒素をメイクアップ
ガスとして約5〜8PPHの量で反応器に供給した。生産速度は約25PPHで
あった。反応器は約1,600PPHの循環ガスフローを有するプレナム室を具
備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応器中に粒子希薄領域を形
成するために使用される装置である。米国特許第5,693,727参照。)0
.055インチ(0.14cm)の孔径を有するテーパー付き触媒噴射ノズルを
プレナムガスフローに配置した。1.5wt%の触媒Aを含むトルエン溶液と助
触媒(MMAO−3A、25%ヘプタン/75%ヘキサン溶液中1.8wt%ア
ルミニウム)を、噴射ノズルから流動床に通す前に、オンラインで混合した。M
MAO及び触媒は、Al:Zrモル比が350:1になるように制御した。安定
した平均粒径を保持するために、窒素及びイソペンタンも噴射ノズルに供給した
。0.4dg/分(I21)、0.934g/ccの特性を有する、単分布重合体
を得た。反応器の物質収支に基づいて計算したところ、残留ジルコニウムは2.
27ppmwであった。 実施例区分IV実施例1〜10に対するデータを表IIに挙げる。
【0212】
【表5】
【0213】実施例区分IV−実施例11 例4において製造した300ポンド(139kg)のポリエチレン(重合体A
)を、Werner−Fleiderer ZSK−30 ツインスクリュー押
し出し機により1000ppmのIrganox1076(商品名)及び150
0ppmのIrgafos1068(商品名)と200℃の溶融温度で混合して
ペレットを作った。次いで、ペレットをGloucesterブローフィルム押
し出し機により188lb/h(85kg/h)の速度、390°F(199℃
)の溶融温度、24インチ(6cm)の霜降り限界高さ、2.5のブロー比、及
び60ミル(1524μm)ダイ間隙で、ブロー成形して1.0ミル(25μm
)厚さのフィルムを得た。比較のためESCORENE HD7755.10(
商品名。米国テキサス州マウントベルビュ所在のエクソンケミカル社より市販の
従来型反応器製品)を比較のために同一条件で運転した。すべてのフィルムを2
3℃、50%RHで40時間調整した。データは表III及びIVに示す。
【0214】
【表6】
【0215】
【表7】
【0216】 以下に述べる実施例区分Vの例は族15を含有する金属触媒と粗大配位子メタ
セン触媒とを含む混合触媒系を使用した。
【0217】実施例区分V.15族を含有する金属触媒と粗大配位子メタロセン触媒とを含む 混合触媒系の溶液供給物 触媒1 この実施例区分Vで使用する触媒1は、実施例区分Iで説明した方法で製造し
たインデニルジルコニウムトリスピバール酸塩、粗大配位子メタロセン型化合物
である。 触媒1(1wt%のヘキサン溶液)の調製 すべての工程をグローブボックス(密閉容器)中で行った。 2.精製ヘキサン1リットルをテフロン被覆撹拌棒を備えた1Lのエルレンマ
イヤーフラスコに装入した。 5.インデニルジルコニウムトリスピバール酸塩乾燥粉末6.67gを添加し
た。 6.溶液を磁気撹拌器上に置き、15分間撹拌した。すべての固形物は溶液に
移した。 溶液を清浄なパージされた1LのWhitey試料管に注ぎ、ラベルを付し、
グローブボックスから取り出し、使用されるまで待機場所に保管した。
【0218】 触媒2 この実施例区分Vで使用する触媒2である[(2,4,6−Me362)NH
CH2CH2]2NH配位子(配位子I)及び{[(2,4,6−Me362)NC
2CH2]2NH}Zr(CH2Ph)2(化合物I)を実施例区分1で説明した方
法で調製した。 触媒2(1.5wt%のトルエン溶液)の調製 注意:下記のすべての工程はグローブボックス内で行った。 8.精製トルエン100gをテフロン被覆撹拌棒を備えた1Lのエルレンマイ
ヤーフラスコに装入した。 9.テトラベンジルジルコニウム7.28gを添加した。 10.溶液を磁気撹拌器上に置き、5分間撹拌した。すべての固形物は溶液に移
した。 11.配位子1の5.42gを添加した。 12.追加の551gの精製トルエンを添加し、15分間撹拌した。溶液中には
固形分は残らなかった。 13.触媒溶液を清浄なパージされた1LのWhitey試料管に注ぎ、ラベル
を付し、グローブボックスから取り出し、使用されるまで待機場所に保管した。
【0219】実施例区分V−実施例1 85℃、全圧350psig(2.4MPa)で動作し、水冷熱交換器を備え
ている14インチパイロットプラントスケールの気相反応器で、エチレンヘキセ
ン共重合体を製造した。反応器は約1600PPHの循環ガス流を有するプレナ
ム室を具備するものであった。(プレナム室とは流動床気相反応器中に粒子希薄
領域を形成するために使用される。米国特許第5693727号参照)。0.0
55インチ(1.4cm)の孔径を有するテーパ付き触媒噴射ノズルをプレナム
気体流中に配置した。触媒の供給を開始する前のエチレンの圧力は約220ps
ia(1.5MPa)であり、1−ヘキセンの濃度は約0.3モル%、水素の濃
度は約0.12モル%であった。 触媒2を0.5wt%となるようにトルエンに溶解し、これを反応器に12c
c/hで供給した。反応器に供給する前に、MMAO−3A(1wt%アルミニ
ウム)助触媒を供給管路内で触媒2とAl/Zr=400/1のモル比で混合し
た。製造速度は約24lb/h(0.09kg/h)であった。さらに5.0l
b(2.3kg/h)の窒素、0.1lb/h(0.05kg/h)の1−ヘキ
セン、及び0.2lb/h(0.09kg/h)イソペンタンも噴射ノズルに供
給した。重合体は流動指数0.31及び密度0.935g/ccを有した。その
後、触媒2の流量を6cc/hに下げ、触媒1の0.125wt%ヘキサン溶液
を13cc/hの流量で噴射管路に添加した。添加の順序はヘキセン及び触媒1
と混合したMMAO、触媒2溶液の添加、次いでイソペンタン及び窒素であった
。Al/Zrは系全体に対して約500であった。触媒1の添加後5時間内に二
峰分布)重合体は12.9dg/分のI21、130のMFR(溶融流れ比I21
2)及び0.953g/ccの密度を有した。樹脂の平均粒径は0.0479
インチ(0.12cm)であった。0.7ppmwの残留ジルコニウムがX先蛍
光分析で測定された。
【0220】 ここに記載されたすべての文献は言及して本明細書の一部をなす。上の一般説
明及び実施例から分かるように、本発明はその精神及び範囲から逸脱しないで各
種の変形が可能である。1種以上の粗大配位子メタロセン触媒系と共に2以上の
15族を含有する金属化合物を使用すること及び/又は1種以上の従来型触媒系
を使用することは本発明の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は図解1を図式的に表示したものである。
【図2】 図2は図解2を図式的に表示したものである。
【図3】 図3は図解3を図式的に表示したものである。
【図4】 図4は図解4を図式的に表示したものである。
【図5】 図5は図解5を図式的に表示したものである。
【図6】 図6は図解6を図式的に表示したものである。
【図7】 図7は図解7を図式的に表示したものである。
【図8】 図8は図解8を図式的に表示したものである。
【図9】 図9は図解9を図式的に表示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 09/443,551 (32)優先日 平成11年11月18日(1999.11.18) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 09/442,813 (32)優先日 平成11年11月18日(1999.11.18) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 09/451,792 (32)優先日 平成11年12月1日(1999.12.1) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 09/460,179 (32)優先日 平成11年12月10日(1999.12.10) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AU ,BR,BY,CA,CN,CZ,ID,IL,IN, JP,KR,MX,NO,PL,RU,SG,SK,T R,ZA (72)発明者 マシュー ダブリュー.ホルトキャンプ アメリカ合衆国 77336 テキサス、ハフ マン、キャロル ドライブ 26935 (72)発明者 ジョン エフ.スツル アメリカ合衆国 25143 ウエストバージ ニア、ナイトロー、レイク レイン 5 (72)発明者 カーステン アン エリクソン アメリカ合衆国 25303 ウエストバージ ニア、サウス チャールストン、グレンデ イル アベニュー 825エイ (72)発明者 サイモン モーソン アメリカ合衆国 25314 ウエストバージ ニア、チャールストン、サウス ポイント 318 (72)発明者 タエ ホーン クワック アメリカ合衆国 08502 ニュージャージ ー、ベル ミード、バークレー アベニュ ー 241 (72)発明者 フレデリック ジェイ.カーロール アメリカ合衆国 08701 ニュージャージ ー、レイクウッド、スカイライン ドライ ブ 157 (72)発明者 デイビッド ジェームス シュレック アメリカ合衆国 25313 ウエストバージ ニア、クロス レインズ、サン バリー ドライブ 5226 (72)発明者 マーク ジー.グッド アメリカ合衆国 25526 ウエストバージ ニア、ハリケーン、メドウブルック サー クル 17 (72)発明者 ポール ティー.ダニエル アメリカ合衆国 25202 ウエストバージ ニア、トルネイド、エッジ ウォーター レイン 147 (72)発明者 マシュー ジー.マッキー アメリカ合衆国 25304 ウエストバージ ニア、チャールストン、ノイズ アベニュ ー 3508、アパートメント ビー (72)発明者 クラーク シー.ウィリアムズ アメリカ合衆国 25314 ウエストバージ ニア、チャールストン、スカイトップ サ ークル 1105 Fターム(参考) 4F071 AA12X AA14X AA15 AA20X AA21X AA81 AA82 AA88 AF15 AF16 AF23 AF32 AF56 AH04 BA01 BB02 BB06 BB09 BC01 BC03 BC05 BC11 BC12 BC17 4J028 AA01A AA02A AC01A AC02A AC04A AC06A AC08A AC09A AC10A AC18A AC19A AC20A AC22A AC24A AC26A AC27A AC28A AC35A AC36A AC38A AC42A AC43A AC45A AC46A AC47A AC48A BA01A BA01B BA02A BB01B BC01B BC12A BC13B BC15B BC25B BC26B BC32B CA15C CA24C CA25C CA27C CA28C CA29C CA30C CB54A CB55A DB03A DB08A DB08B EB02 EB03 EB04 EB07 EB09 EB13 EB18 EC01 EC03 EC05 EF03 FA02 FA04 FA07 GA01 GA02 GA05 GA06 GA08 GA26 GB01

Claims (43)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 15族含有金属触媒化合物を含む触媒系の存在下にオレフィ
    ンを重合する方法。
  2. 【請求項2】 前記触媒系がさらに粗大配位子メタロセン触媒化合物、通常
    遷移金属化合物、又はそれらの組み合わせを含んでいる請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 前記15族含有金属触媒が15族金属を含有する二座又は三
    座配位した3〜14族金属触媒化合物である請求項1又は2の方法。
  4. 【請求項4】 前記15族含有金属触媒化合物がハフニウムを含有し、該金
    属化合物が少なくとも一つの脱離基と少なくとも2つの15族原子に結合された
    3〜14族原子を有し、その場合に少なくとも2つの15族のうちの少なくとも
    一方が橋架け基を介して15族又は16族に結合しており、好ましくは前記橋架
    け基はC1〜C20炭化水素基、ヘテロ原子含有基、珪素、ゲルマニウム、錫、鉛
    、及びリンよりなる群から選択されるものである請求項1〜3のいずれかの方法
  5. 【請求項5】 15又は16族原子がさらに何にも結合しないか、水素、1
    4族原子含有基、ハロゲン、又はヘテロ原子含有基にも結合されていても良く、
    前記2つの15族原子のおのおのは環状基に結合していても良く、また場合によ
    り水素、ハロゲン、ヘテロ原子、又は炭化水素基、又はヘテロ原子含有基に結合
    していても良い請求項4の方法。
  6. 【請求項6】 前記15族含有金属化合物が、次式(I) 【化1】 又は次式(II) 【化2】 であり、ここに Mは3〜14族の金属、好ましくは3〜7族、さらに好ましくは4〜6族の金
    属; Xは独立に脱離基; Yは0または1; nはMの酸化数; mはYZLまたはYZL’配位子の形式電荷; Lは15族又は16族元素; L’は15族又は16族元素または14族を含有する基; Yは15族元素; Zは15族元素; R1及びR2は独立にC1〜C12炭化水素基、20個までの炭素原子を含有する
    ヘテロ原子含有基、珪素、ゲルマニウム、錫、鉛又はリン; R3は不存在または炭化水素基、水素、ハロゲン、ヘテロ原子含有基; R4及びR5は独立にアルキル基、アリール基、置換アリール基、環式アルキル
    基、置換環式アルキル基、環式アリールアルキル基、置換環式アリールアルキル
    基又は多環式基; ここにR1及びR2は互いに結合し及び/又はR4及びR5は互いに結合しても良
    く; R6及びR7は独立に不存在又は水素、アルキル基、ハロゲン、ヘテロ原子又は
    炭化水素基;及び R*は不存在又は水素、14族原子含有基、ハロゲン、ヘテロ原子含有基であ
    るある請求項1〜5のいずれかの方法。
  7. 【請求項7】 R4及びR5は次式 【化3】 で表される基であり、ここに R8〜R12はおのおの独立に水素、C1〜C40アルキル基、ハロゲン、ヘテロ原
    子、40個(好ましくはC1〜C20)までの炭素を有するヘテロ原子を含有した
    線状又は分岐炭化水素、さらに好ましくはメチル、エチル、プロピル、又はブチ
    ル基を含んでいる基であり、任意の2つのRは環式基及び/又はヘテロ環式基を
    形成し、これらの環式基は芳香族であって良い請求項6の方法。
  8. 【請求項8】 R9、R10及び R12は、独立にメチル、エチル、プロピル
    、ブチル基であるか、又はR9、R10及び R12はメチル基であり且つR8及びR 11 は水素である請求項7の方法。
  9. 【請求項9】 L、Y及びZは独立に窒素、R1及びR2は炭化水素基、R3
    は水素、及びR6及びR7は独立に不存在であり;又はL及びZが独立に窒素、L
    ’は炭化水素基且つR6及びR7が不存在である請求項6〜8のいずれかの方法。
  10. 【請求項10】 前記15族含有金属触媒化合物は、炭素数6以上の少なく
    とも一つの置換炭化水素脱離基を含み、好ましくは少なくとも1つの前記脱離基
    はアリール置換アルキル基、最も好ましくはアリール置換アルキル基がベンジル
    基である請求項1〜9のいずれかの方法。
  11. 【請求項11】 前記触媒系はさらに活性化剤を含有する請求項1〜10の
    いずれかの方法。
  12. 【請求項12】 前記触媒化合物及び/又は活性化剤が液体担体に担持され
    て気相又はスラリ反応器に導入される請求項1〜11のいずれかの方法。
  13. 【請求項13】 気相反応器を用いる場合において、各触媒は独立に活性化
    され、これらの触媒と活性化剤とは合体され、次いで少なくとも2種の触媒と少
    なくとも1種の活性化剤が液体担体に担持されて前記反応器に導入される請求項
    12の方法。
  14. 【請求項14】 これらの触媒は順に活性化される請求項13の方法。
  15. 【請求項15】 i)前記触媒は液体担体中に混合され、ついで活性化剤が
    前記液体担体に導入されるか、又は ii)前記触媒が液体担体中で混合され、ついで活性化剤が前記触媒の導入点と
    同じ又は異なった個所で前記反応器に接続する接続手段に導入される請求項13
    の方法。
  16. 【請求項16】 前記触媒及び活性化剤を含有する液体担体は、前記反応器
    へ液体担体を導入するための装置へ装入される請求項12〜15のいずれかの方
    法。
  17. 【請求項17】 前記触媒及び液体担体は前記活性化剤よりも前に前記導入
    するための装置に導入される請求項16の方法。
  18. 【請求項18】 前記液体媒体は前記反応器への液体流れまたは噴霧流れを
    形成する請求項12〜17のいずれかの方法。
  19. 【請求項19】 少なくとも1種の触媒と少なくとも1種の活性化剤と前記
    液体担体とが前記反応器へ導入するための装置に装入され、前記触媒と活性化剤
    とが導入された後に追加の触媒が前記反応器へ導入するための装置に導入される
    請求項12〜18のいずれかの方法。
  20. 【請求項20】 i)液体担体と少なくとも1種の触媒よりなる第1の組み
    合わせを反応器に接続された装置に導入し、液体担体と少なくとも1種の活性化
    剤とよりなる第2の組み合わせを反応器に接続された装置に導入し、時間をおい
    て液体媒体に担持させた他の触媒を前記反応器に接続された前記装置に導入する
    か、又は ii)少なくとも1種の触媒(a)及び少なくとも1種の活性化剤(a)とを液
    体担体中で混合し、前記触媒(a)及び活性化剤(a)とは異なる少なくとも1
    種の触媒(b)と少なくとも1種の活性化剤(b)とを液体担体中で混合し、つ
    いでこれらの両組み合わせを前記反応器に接続された装置に装入し、その後これ
    らの合体物を前記反応器へ導入するか、又は iii)前記触媒(b)及び活性化剤(b)を含有する液体担体を前記反応器に
    接続された装置に導入する前に、前記触媒(a)及び活性化剤(a)を含有する
    液体担体を前記反応に接続された装置に導入するか、又は iv)少なくとも1種の触媒(a)と少なくとも1種の活性化剤(a)と液体媒
    体との第1の組成物を前記反応器に接続された導入装置に装入し、その後前記触
    媒(a)及び活性化剤(a)とは異なる触媒(b)と活性化剤(b)と液体担体
    との第2の組成物を前記反応器に接続された導入し、次いでこれらの第1及び第
    2の組成物の混合物組成物を前記反応器に導入するか、又は v)少なくとも1種の触媒と液体担体とを前記反応器に接続された導入装置に装
    入し、ついで追加の触媒化合物(s)及び活性化剤(s)を前記装置に導入する
    か、又は vi)少なくとも1種の触媒(a)と少なくとも1種の活性化剤(a)と液体媒
    体との第1の組成物を前記反応器に接続された導入装置に装入し、その後液体担
    体を追加し、ついで液体担体中の第2の活性化剤を前記導入装置に導入し、最後
    にこの全体の組み合わせ組成物を前記反応器に導入する請求項12の方法。
  21. 【請求項21】 前記触媒化合物(s)及び活性化剤(s)は混合された後
    に前記液体媒体へ導入され、前記液体媒体はアルカン類、好ましくはペンタン、
    ヘキサン及び/又はイソペンタンである請求項12の方法。
  22. 【請求項22】 前記触媒化合物(s)及び/又は活性化剤(s)は担体(
    s)に支持されている請求項1〜11のいずれかの方法。
  23. 【請求項23】 前記活性化剤はアルキルアルミニウム化合物、アルモキサ
    ン、変性アルモキサン、非配位アニオン、ボラン、ホウ酸塩イオン化性化合物、
    及び/又は次式で表されるルイス酸アルミニウム含有活性化剤 RnAl(ArHal)3-n (ここにRはモノアニオン性配位子、ArHalはハロゲン化C6芳香族又は高
    炭素数の多環式芳香族炭化水素、または2以上の環が互いに直結又は合体してい
    る(すなわち融合環系)芳香環系であり、n=1〜2、好ましくは1である)を
    含んでいる請求項22の方法。
  24. 【請求項24】 連続気相法又は連続スラリー法である請求項1〜23のい
    ずれかの方法。
  25. 【請求項25】 オレフィン(s)がエチレン、プロピレン、又はエチレン
    と炭素数3〜20の少なくとも1種の他の単量体である請求項1〜24のいずれ
    かの方法。
  26. 【請求項26】 15族元素を含有する金属触媒、活性化剤、及び任意に担
    体を含んでいる触媒系。
  27. 【請求項27】 さらに前記触媒系が粗大配位子メタロセン触媒化合物、通
    常遷移金属化合物、又はそれらの組み合わせを含んでいる請求項26の触媒系。
  28. 【請求項28】 前記15族含有金属触媒化合物は15族を含有する2配座
    又は3配座配位の3〜14族金属触媒化合物である請求項26又は27の触媒系
  29. 【請求項29】 前記15族含有金属触媒化合物がハフニウム触媒化合物を
    含有し、前記粗大配位子メタロセン触媒化合物は存在すれば前記活性化剤と接触
    して反応生成物を形成し、それが前記担体に接触される請求項26〜28のいず
    れかの触媒系。
  30. 【請求項30】 前記触媒系は担体に担持され、前記活性化剤は次式で表さ
    れるルイス酸アルミニウム含有活性化剤 RnAl(ArHal)3-n (ここにRはモノアニオン性配位子、ArHalはハロゲン化C6芳香族又は高
    炭素数の多環式芳香族炭化水素、または2以上の環が互いに直結又は合体してい
    る(すなわち融合環系)芳香環系であり、n=1〜2、好ましくは1である)を
    含んでいる請求項26〜29のいずれかの触媒系。
  31. 【請求項31】 多種の重合体組成物中で高分子量成分を生成するために使
    用される15族を含有する3〜14族金属触媒化合物の用途。
  32. 【請求項32】 多種の重合体組成物中で低分子量成分を生成するために使
    用される粗大配位子メタロセン触媒化合物の用途。
  33. 【請求項33】 粗大メタロセン化合物は一般式 LDMQ2(YZ)Xn ここにMは3〜16族、好ましくは4〜6族の金属; LDはMに結合した、好ましくはインデニルまたはフロオレニル基である、粗
    大配位子; QはMに結合した1価のアニオン配位子; Q2(YZ)は1価の多配座配位子; Xはn=2の場合に1価のアニオン基、又はn=1の場合に2価のアニオン基
    ;及び n=1又は2 である、メタロセン化合物である請求項2の方法。
  34. 【請求項34】 Xはカルバミン酸塩、カルボン酸塩、又はQYZの組み合
    わせにより記述される他のヘテロアリルである請求項33の方法。
  35. 【請求項35】 15族含有金属化合物と粗大配位子メタロセン触媒化合物
    の割合が分子比で1:99〜99:1、好ましくは20:80〜80:20であ
    る請求項2又は33の方法。
  36. 【請求項36】 請求項2又は33〜35のいずれかの方法により製造され
    、密度が約0.89〜0.97g/cm3、及び/又はI21が約1〜10dg/
    分以下、及び/又はI2が約0.01〜1000dg/分、及び/又はI21/I2 が80以上、及び/又はMwが180,000以上、及び/又は灰分が100p
    pm以下、及び/又は高分解能質量スペクトル計により検出可能な窒素含有配位
    子を含んでいる重合体。
  37. 【請求項37】 少なくとも二種の触媒を使用して単一反応器中で製造され
    、I21/I2が80以上、灰分が100ppm以下、及び/又は密度が約0.9
    45g/cm3以上であるエチレンをベースとする重合体組成物。
  38. 【請求項38】 重合体がダイ円周で約17lb/時/cm(2.8kg/
    時/cm)以上の押し出し速度を有する請求項37の組成物。
  39. 【請求項39】 厚さ0.5ミル(13μm)のフィルムが60%以下の曇
    り度、及び13以上の45°光沢を有し、ここにフィルムはブロー成形又はキャ
    スト成形フィルムであり、及び/又はフィルムは好ましくは0.5ミル(13μ
    m)であり、フィルムのMDテアが約5g/ミル(0.2g/μ)〜25g/ミ
    ル(1.0g/μ)の範囲にある請求項37の組成物。
  40. 【請求項40】 残留金属含有量が2.0ppm以下のジルコニウム、I21 が12以下、I21/I2が80以上、及び/又は残留窒素含有量が2.0pp
    m以下、及び/又は灰分が100ppm以下であるエチレン重合体またはエチレ
    ン共重合体。
  41. 【請求項41】 請求項12の方法で製造された重合体を押し出し成形、ブ
    ロー成形、またはキャスト成形して得たフィルム。
  42. 【請求項42】 請求項12の方法により製造され、密度が約0.910〜
    0.935g/cm3、メルト指数が10dg/分以下、曇り度が10%以下、
    及び45°光沢が60単位以上であるポリエチレン含有組成物。
  43. 【請求項43】 ポリエチレンは密度が約0.915〜0.930g/cm 3 、及び/又は溶融指数が約5dg/分以下、及びダート衝撃が150以上(A
    STM D1709 方法A)及び/又は機械方向のエルメンドルフ引裂きが1
    00以上、横方向のエルメンドルフ引き裂きが500以下である、請求項42の
    組成物。
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