JP2003518168A - オレフィン重合用固体触媒の製造方法 - Google Patents

オレフィン重合用固体触媒の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 A)少なくとも1種のハロゲン化マグネシウム、B)少なくとも1種のメタロセン錯体、及びC)少なくとも1種のメタロセニウムイオンを形成可能な化合物、を含むオレフィン重合用固体触媒を、i)最初に、平均粒径1〜200μmである微粉末担体粒子を、ハロゲン化マグネシウムA)とC〜Cアルカノールとの付加体(ハロゲン化マグネシウム1モル当り1.5〜5モルのC〜Cアルカノールを含む)から製造し、ii)その後、メタロセニウムイオンを形成可能な化合物C)を、微粉末担体粒子に析出させ、iii)次いで、このようにして得られた反応生成物を、メタロセン錯体B)と接触させることによって製造する。この触媒を、オレフィンの重合又は共重合に使用可能とすべきである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、 A)少なくとも1種のハロゲン化マグネシウム、 B)少なくとも1種のメタロセン錯体、及び C)少なくとも1種のメタロセニウムイオンを形成可能な化合物、 を含むオレフィン重合用固体触媒の製造方法に関する。
【0002】 更に本発明は、オレフィン重合用固体触媒、この固体触媒をオレフィンの重合
又は共重合に使用する方法、及びこの固体触媒の存在下にオレフィンを重合又は
共重合することによるポリオレフィンの製造方法に関する。
【0003】 メタロセンは、オレフィン重合の触媒としての興味が高まっている。なぜなら
、これにより、従来からのチーグラ−ナッタ触媒を使用して得られたなかったポ
リオレフィンの合成が可能となるからである。例えば、メタロセン触媒により、
分子量分布が狭く且つコモノマーを均一に導入したポリマーが得られる。しかし
ながら、気相又は懸濁液での重合処理で良好に使用可能なメタロセンの場合、こ
れを固体の形態で使用する、すなわち固体の担体に施して使用する必要がある。
【0004】 固体の担体材料として、シリカゲルを屡々使用することができる。なぜなら、
この材料により、多孔質粒子(粒径が、オレフィン重合での担体としての使用に
適している)の製造が可能となるからである。小型の顆粒状粒子、すなわち一次
粒子からなる球形の凝集物から構成される噴霧乾燥シリカゲルは、特に有用であ
ると見出された。
【0005】 しかしながら、担体材料としてシリカゲルを使用するのは、用途によっては不
利益となる場合があることが見出されている。フィルム製品の製造において、ポ
リマー中に残るシリカゲル粒子によって生じる斑点を形成する場合がある。繊維
製品の製造では、更に不都合を含んでいる。ここでは、溶融物のろ過を、一般に
紡糸前に行う。ポリマーが多量に粒子状触媒残留物を含む場合、スクリーンプレ
ートで過圧を形成可能となる。これにより、ろ過器の操作時間が短くなる等のプ
ロセス工学の相当に困難なものとなる。
【0006】 チーグラ−ナッタ触媒で屡々使用される担体材料は塩化マグネシウムである。
担体は、この材料の断片から容易に製造し且つ生成物中に残留物を殆んど残さな
いことが知られている。
【0007】 このような理由から、マグネシウム錯体を塩化マグネシウムに担持する試みが
既になされてきた。EP−A500944では、例えば、微粉末化処理した無水
塩化マグネシウムを含むメタロセン触媒を開示している。
【0008】 EP−A436326では、球形粒子からなり且つオレフィンの不均一系重合
に適当である固体触媒を開示している。この固体触媒は、80〜99.9モル%
の塩化マグネシウム及び0.1〜20モル%の少なくとも1種の電子供与化合物
(酸性の水素原子を含まない)を含有する担体、ジルコニウム含有メタロセン錯
体、及び必要により有機アルミニウム化合物を含んでいる。好適な電子供与体と
して、エーテル、チオエーテル、エステル、スルホン、スルホキシド、第二級及
び第三級アミン、第三級ホスフィン並びにホスホルアミドが特記に値する。電子
供与体としての水、アルコール又はフェノールを明確に除外する。
【0009】 EP−A435514では固体触媒を開示し、その製造において、80〜99
.9モル%の塩化マグネシウム及び0.1〜20モル%の少なくとも1種の電子
供与化合物(酸性の水素原子を含まない)を含有する球形粒子を最初に形成する
。その後、この固体粒子を、最初に酸性水素原子含有電子供与化合物と、次いで
、ジルコニウム含有メタロセン錯体、及び必要により有機アルミニウム化合物と
接触させる。酸性水素原子を有する電子供与体の例としては、アルコール、フェ
ノール、第一級アミド、第一級又は第二級アミン、又は第一級又は第二級ホスフ
ィンが挙げられる。
【0010】 しかしながら、従来技術で公知の塩化マグネシウム含有メタロセン触媒は、こ
の重合で得られるポリマー粒子のモルホロジーが依然として改善可能である点で
不都合である。更に、特に、固体触媒の製造中に各種電子供与体を使用すること
により、この製造処理を複雑にする。
【0011】 従って、本発明は、上述した不都合を除去すること、そして特に、簡易で経済
的な方法で製造可能であり且つ良好なポリマーモルホロジー、すなわち実質上、
塊又は微細なダストを形成しないポリオレフィンの製造を可能にする、ポリマー
中に厄介な粒子状触媒残留物を残さない固体触媒を提供することを目的とする。
【0012】 本発明者等は、上記目的が A)少なくとも1種のハロゲン化マグネシウム、 B)少なくとも1種のメタロセン錯体、及び C)少なくとも1種のメタロセニウムイオンを形成可能な化合物、 を含むオレフィン重合用固体触媒の製造方法であって、 i)最初に、平均粒径1〜200μmである微粉末担体粒子を、ハロゲン化マグ
ネシウムA)とC〜Cアルカノールとの付加体(ハロゲン化マグネシウム1
モル当り1.5〜5モルのC〜Cアルカノールを含む)から製造し、 ii)その後、メタロセニウムイオンを形成可能な化合物C)を、微粉末担体粒
子に沈殿させ、 iii)次いで、このようにして得られた反応生成物を、メタロセン錯体B)と
接触させることを特徴とする製造方法により達成されることを見出した。
【0013】 更に、本発明者等は、オレフィン重合用固体触媒、この固体触媒をオレフィン
の重合又は共重合に使用する方法、及びこの固体触媒の存在下にオレフィンを重
合又は共重合することによるポリオレフィンの製造方法を見出した。
【0014】 本発明により製造される固体触媒は、オレフィンの重合、特にα−オレフィン
、すなわち末端に二重結合を有する炭化水素の重合に特に適当である。好適なモ
ノマーは、アクリル酸及びメタクリル酸のエステル又はアミド誘導体等の官能化
オレフィン性不飽和化合物、例えばアクリレート、メタクリレート又はアクリロ
ニトリルである。アリール置換α−オレフィンである、非極性オレフィン化合物
が好ましい。特に好ましいα−オレフィンは、直鎖又は分枝のC〜C12−ア
ルカ−1−エンであり、特に直鎖のC〜C10−アルカ−1−エン、例えばエ
チレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン
、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン又は4−メチル−1−ペンテンである
か、又は置換されていても良いビニル芳香族化合物、例えばスチレン、p−メチ
ルスチレン、p−クロロスチレン、2,4−ジメチルスチレン、4−ビニルビフ
ェニル、ビニルナフタレン又はビニルアントラセンである。各種α−オレフィン
の混合物を重合することも可能である。
【0015】 特に、本発明の固体触媒は、エチレン又はプロピレンの重合又は共重合に使用
可能である。エチレン重合のコモノマーとして、C〜Cα−オレフィン、特
にブテン、ペンテン、ヘキセン及び/又はオクテンを使用するのが好ましい。プ
ロピレンの重合で好ましいコモノマーは、エチレン及び/又はブテンである。
【0016】 固体触媒の製造において、種々のハロゲン化マグネシウムA)、例えば塩化マ
グネシウム、臭化マグネシウム又はヨウ化マグネシウムを、担体材料として使用
可能である。塩化マグネシウムを使用するのが特に好ましい。
【0017】 成分B)として好適なメタロセン錯体は、式(I):
【0018】
【化7】
【0019】 [但し、Mがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ又はタン
タルを表すか、又は周期表第III族の元素若しくはランタノイドを表わし、 Xがフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、水素、C〜C10アルキル、C〜C アリール、アルキル基の炭素原子数1〜10個及びアリール基の炭素原子数6
〜20個のアルキルアリール、−OR又は−NRを表わし、 nが1、2又は3を表わし、且つMの原子価から2を引いた数であり、 R及びRがC〜C10アルキル、C〜C15アリール、それぞれアル
キル基の炭素原子数1〜10個及びアリール基の炭素原子数6〜20個のアルキ
ルアリール、アリールアルキル、フルオロアルキル又はフルオロアリールを表わ
し、 基Xが同一又は異なっていても良く、 R〜Rが水素、C〜C10アルキル、5〜7員のシクロアルキル(置換
基としてC〜C10アルキルを有していても良い)、C〜C15アリール又
はアリールアルキルを表わし、且つ2個の隣接基が合体して、炭素原子数4〜1
5個の飽和又は不飽和環式基を形成しても良く、或いはR〜RがSi(Rを表わし、 RがC〜C10アルキル、C〜C10シクロアルキル又はC〜C15 アリールを表わし、 ZがXと同義であるか、又は下式:
【0020】
【化8】
【0021】 {但し、R〜R13が水素、C〜C10アルキル、5〜7員のシクロアルキ
ル(置換基としてC〜C10アルキルを有していても良い)、C〜C15
リール又はアリールアルキルを表わし、且つ2個の隣接基が合体して、炭素原子
数4〜15個の飽和又は不飽和環式基を形成しても良く、或いはR〜R13
Si(R14を表わし、 R14がC〜C10アルキル、C〜C10シクロアルキル又はC〜C アリールを表す} を表すか、或いは RとZが合体して、基−R15−A−: {但し、R15が、
【0022】
【化9】
【0023】 (但し、R16、R17及びR18がそれぞれ同一又は異なっていてもよく、水
素原子、ハロゲン原子、C〜C10アルキル基、C〜C10フルオロアルキ
ル基、C〜C10フルオロアリール基、C〜C10アリール基、C〜C アルコキシ基、C〜C10アルケニル基、C〜C40アリールアルキル基
、C〜C40アリールアルケニル基又はC〜C40アルキルアリール基を表
すか、或いは2個の隣接基が、これらに結合する原子と共に合体して、炭素原子
数4〜15個の飽和又は不飽和環を形成し、 Mがケイ素、ゲルマニウム又はスズを表す) を表わし、 Aが、
【0024】
【化10】
【0025】 (但し、R19がC〜C10アルキル、C〜C15アリール、C〜C10 シクロアルキル又はC〜C18アルキルアリールか、又はSi(R20
表わし、 R20が水素、C〜C10アルキル、C〜C15アリール(置換基として
〜Cアルキルを有していても良い良い)か、又はC〜C10シクロアル
キルを表す) を表す} を形成するか、或いは RとR12が合体して、基−R15−を形成する] で表される。
【0026】 式(I)の基Xは同一であるのが好ましい。
【0027】 式(I)で表されるメタロセン錯体の中で、下式:
【0028】
【化11】 で表されるのが好ましい。
【0029】 式(Ia)で表される化合物の中で、 Mがチタン、ジルコニウム又はハフニウムを表わし、 Xが塩素、C〜Cアルキル又はフェニルを表わし、 nが数字の2を表わし、そして R〜Rが水素又はC〜Cアルキルを表す化合物が特に好ましい。
【0030】 式(Ib)で表される化合物の中で、 Mがチタン、ジルコニウム又はハフニウムを表わし、 Xが塩素、C〜Cアルキル又はフェニルを表わし、 nが数字の2を表わし、 R〜Rが水素、C〜Cアルキル又はSi(Rを表わし、そして R〜R13が水素、C〜Cアルキル又はSi(R14を表す化合物
が好ましい。
【0031】 式(Ib)で表される化合物は、シクロペンタジエニル基が同一である化合物
が特に有用である。
【0032】 特に有用な化合物の例は、 ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、 ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、 ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、 ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、 ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、 ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、 であり、更にこれに対応するジメチルジルコニウム化合物である。
【0033】 式(Ic)で表される化合物の中で、 R及びRが同一であり、水素又はC〜C10アルキルを表わし、 R及びR13が同一であり、水素、メチル、エチル、イソプロピル又はte
rt−ブチルを表し、 R及びR11がC〜Cアルキルを表わし、そして R及びR10が水素を表すか、或いは 隣接する一対の基RとR、又は基R10とR11が合体して、炭素原子数
4〜12個の飽和又は不飽和環式基を形成し、 R15が、
【0034】
【化12】 を表わし、 Mがチタン、ジルコニウム又はハフニウムを表わし、そして Xが塩素、C〜Cアルキル又はフェニルを表す化合物が特に有用である。
【0035】 特に有用な錯体(Ic)の例は、 ジメチルシランジイルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド
、 ジメチルシランジイルビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリ
ド、 エチレンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、 エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、 エチレンビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、 テトラメチルエチレン−9−フルオレニルシクロペンタジエニルジクロニウム
ジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(3−tert−ブチル−5−メチルシクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムジクロリド、
【0036】 ジメチルシランジイルビス(3−tert−ブチル−5−エチルシクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド
、 ジメチルシランジイルビス(2−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジク
ロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−tert−ブチルインデニル)ジルコニウム
ジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジブロミド
、 ジメチルシランジイルビス(3−メチル−5−メチルシクロペンタジエニル)
ジルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(3−エチル−5−イソプロピルシクロペンタジエ
ニル)ジルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−エチルインデニル)ジルコニウムジクロリド
、 ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,5−ベンズインデニル)ジルコ
ニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−エチル−4,5−ベンズインデニル)ジルコ
ニウムジクロリド、 メチルフェニルシランジイルビス(2−メチル−4,5−ベンズインデニル)
ジルコニウムジクロリド、 メチルフェニルシランジイルビス(2−エチル−4,5−ベンズインデニル)
ジルコニウムジクロリド、 ジフェニルシランジイルビス(2−メチル−4,5−ベンズインデニル)ジル
コニウムジクロリド、 ジフェニルシランジイルビス(2−エチル−4,5−ベンズインデニル)ジル
コニウムジクロリド、及び ジフェニルシランジイルビス(2−メチルインデニル)ハフニウムジクロリド
、 であり、更にこれに対応するジメチルジルコニウム化合物である。
【0037】 好適な錯体の他の例は、 ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−エチル−4−フェニルインデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−イソプロピルインデニル)ジル
コニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル
)ジルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4[4’−tert−ブチルフェニ
ル]インデニル)ジルコニウムジクロリド、 ジメチルシランジイルビス(2−エチル−4[4’−tert−ブチルフェニ
ル]インデニル)ジルコニウムジクロリド、及び ジメチルシランジイルビス(2−プロピル−4[4’−tert−ブチルフェ
ニル]インデニル)ジルコニウムジクロリド、 であり、更にこれに対応するジメチルジルコニウム化合物である。
【0038】 式(Id)で表される化合物の場合、特に好適な化合物は、 Mがチタン又はジルコニウムを表わし、 Xが塩素、C〜Cアルキル又はフェニルを表わし、 R15が、
【0039】
【化13】 を表わし、 Aが、
【0040】
【化14】 を表わし、そして R〜R及びRが水素、C〜C10アルキル、C〜C10シクロアル
キル、C〜C15アリール又はSi(Rを表すか、或いは隣接する2個
の基が合体して、炭素原子数4〜12個の環式基を形成する化合物である。
【0041】 かかる錯体を、それ自体公知の方法によって合成しても良く、且つ適当に置換
された環式炭化水素アニオンを、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウ
ム、ニオブ又はタンタルのハロゲン化物と反応させるのが好ましい。
【0042】 好適な製造方法の例は、例えば、Journal of Organometallic Chemistry, 369
(1989), 359-370頁に記載されている。
【0043】 各種メタロセン錯体の混合物を成分B)として使用することも可能である。
【0044】 更に、固体触媒は、成分C)として少なくとも1種のメタロセニウムイオンを
形成可能な化合物を含んでいる。
【0045】 好適なメタロセニウムイオン形成化合物は、例えば非電荷強ルイス酸、ルイス
酸カチオンを有するイオン化合物及びカチオンとしてブレンステッド酸を有する
イオン性化合物である。
【0046】 非電荷強ルイス酸として、式(II):
【0047】
【化15】 [但し、Mが周期表第III主族の元素、特にB、Al又はGa、好ましくは
Bを表し、そして X、X及びXが水素、C〜C10アルキル、C〜C15アリール、
それぞれアルキル基の炭素原子数1〜10個及びアリール基の炭素原子数6〜2
0個のアルキルアリール、アリールアルキル、ハロアルキル又はハロアリール、
又はフッ素、塩素、臭素又はヨウ素を表わし、特にハロアリール、好ましくはペ
ンタフルオロフェニルを表す] で表される化合物であるのが好ましい。
【0048】 式(II)で表される化合物は、X、X及びXが同一であり、トリス(
ペンタフルオロフェニル)ボランを表すのが特に好ましい。
【0049】 好適なルイス酸カチオンを有するイオン性化合物は、式(III):
【0050】
【化16】
【0051】 [但し、Yが周期表の第I〜第VI主族か、又は第I〜第VIII副族の元素を
表わし、 Q〜Qがマイナス1価の基、例えばC〜C28アルキル、C〜C15 アリール、それぞれアルキル基の炭素原子数1〜28個及びアリール基の炭素原
子数6〜20個のアルキルアリール、アリールアルキル、ハロアルキル若しくは
ハロアリール、置換基としてC〜C10基を有していても良いC〜C10
クロアルキルを表すか、或いは Q〜Qがハロゲン、C〜C28アルコキシ、C〜C15アリールオキ
シ、シリル又はメルカプチルを表わし、 aが1〜6までの整数を表わし、 zが0〜5までの整数を表わし、そして dがa−z(aとzとの差)であり且つ1以上である] で表される化合物である。
【0052】 特に有用なルイス酸カチオンは、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオ
ン及びスルホニウムカチオンであり、更にカチオン性の遷移金属錯体である。ト
リフェニルメチルカチオン、銀カチオン及び1,1’−ジメチルフェロセニルカ
チオンが特に特記に値する。これらは、非配位対イオン、特に、WO91/09
882に開示されているホウ素化合物、好ましくはテトラキス(ペンタフルオロ
フェニル)ボレートを有しているのが好ましい。
【0053】 カチオンとしてブレンステッド酸を有するイオン性化合物及び好ましくは同様
に非配位対イオンは、WO91/09882に開示されており、そして好ましい
カチオンはN,N−ジメチルアニリニウムである。
【0054】 非電荷強ルイス酸、ルイス酸カチオンを有するイオン性化合物、又はカチオン
としてブレンステッド酸を有するイオン性化合物の量は、メタロセン錯体B)に
対して、0.1〜10当量であるのが好ましい。
【0055】 特に好適なメタロセニウムイオンを形成可能な化合物C)は、WO99/06
414に開示されているホウ素−アルミニウム化合物、例えばジ[ビス(ペンタ
フルオロフェニルボロキシ)]メチルアランである。
【0056】 メタロセニウムイオンを形成可能な特に有用な化合物C)は、式(IV)又は
(V):
【0057】
【化17】
【0058】 [但し、R21がC〜Cアルキル基、好ましくはメチル又はエチル基を表わ
し、そして mから5〜30までの整数、好ましくは10〜25までの整数を表す] で表される鎖状又は環式のアルミノキサン化合物である。
【0059】 これらオリゴマーのアルミノキサン化合物を、一般に、例えばEP−A284
708及びUS−A47947096に開示されているように、トリアルキルア
ルミニウム溶液を水と反応させることによって製造する。
【0060】 これにより得られるオリゴマーのアルミノキサン化合物は、一般に、異なる長
さの鎖状及び/又は環式の鎖分子の混合物であるので、mを平均値と見なす。こ
のアルミノキサン化合物は、他のアルキル金属、好ましくはアルキルアルミニウ
ム化合物との混合物で存在しても良い。
【0061】 メタロセン錯体B)及び式(IV)又は(V)で表されるオリゴマーのアルミ
ノキサン化合物を、オリゴマーのアルミノキサン化合物によるアルミニウムの、
メタロセン錯体による遷移金属に対する原子比が10:1〜10:1の範囲、
特に10:1〜10:1の範囲を形成する量を使用することが有効であるの見
出した。
【0062】 更に、成分C)としての式(IV)及び(V)で表されるアルミノキサン化合
物の代わりに、US−A5391793に開示されているアリールオキシアルミ
ノキサン、US−A5371260に開示されているアミノアルミノキサン、E
P−A633264に開示されているアミノアルミノキサンヒドロクロリド、E
P−A621279に開示されているシロキシアルミノキサン、又はこれらの混
合物を使用することも可能である。
【0063】 メタロセン錯体B)とメタロセニウムイオンを形成可能な化合物C)は両方共
に、溶液で使用されるのが好ましく、炭素原子数6〜20個の芳香族炭化水素、
特にキシレン及びトルエンが特に好ましい。
【0064】 固体触媒は、更に、更に別の成分D)として、式(VI):
【0065】
【化18】
【0066】 [但し、Mが、アルカリ金属、アルカリ土類金属又周期表第III主族の金属
、すなわちホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム又はタンタルを表し、 R22が水素、C〜C10アルキル、C〜C15アリール、それぞれアル
キル基の炭素原子数1〜10個及びアリール基の炭素原子数6〜20個のアルキ
ルアリール又はアリールアルキルを表わし、 R23及びR24が水素、ハロゲン、C〜C10アルキル、C〜C15
リール、それぞれアルキル基の炭素原子数1〜10個及びアリール基の炭素原子
数6〜20個のアルキルアリール、アリールアルキル又はアルコキシを表わし、 rが1〜3までの整数を表わし、そして s及びtが0〜2までの整数を表わし、且つr+s+tの合計がMの原子価
に相当する] で表される金属化合物を含み、且つ成分D)と成分C)が同一でない。
【0067】 式(VI)で表される金属化合物の中で、Mがリチウム、マグネシウム及び
アルミニウムを表わし、そしてR23及びR24がC〜C10アルキルを表す
化合物が好ましい。
【0068】 式(VI)で表される金属化合物は、n−ブチルリチウム、n−ブチル−n−
オクチルマグネシウム、n−ブチル−n−ヘプチルマグネシウム、トリ−n−ヘ
キシルアルミニウム、トリ−イソブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム
及びトリメチルアルミニウムが特に好ましい。
【0069】 金属化合物D)を使用する場合、式(VI)によるMの、式(I)による遷
移金属Mに対するモル比が800:1〜1:1の範囲、特に500:1〜50:
1の範囲となる量の固体触媒に存在するのが好ましい。
【0070】 固体触媒を製造する本発明の方法において、微粉末担体粒子を最初にハロゲン
化マグネシウムA)とC〜Cアルカノールとの付加体より第1処理工程i)
で製造する。これにより、ハロゲン化マグネシウムとC〜Cアルカノールの
最適な分散が得られる。
【0071】 特に好適なC〜Cアルカノールは、例えばメタノール、エタノール、n−
プロパノール又はn−ブタノールである。エタノールを使用するのが好ましい。
【0072】 この微粉末担体粒子の製造は、それ自体公知であり且つ例えば、無水塩化マグ
ネシウム(無水塩マグ、塩化マグネシウム)とC〜Cアルカノールとを、こ
れらが溶解しない不活性液体において懸濁及び加熱することによって行われ得る
。好適な懸濁媒体は、パラフィン油、シリコーン油又はこれらの混合物である。
この懸濁液を一般に50〜140℃、好ましくは100〜120℃に加熱する。
形成した溶融付加体を、一般に、激しく撹拌することによって液体に分散させ、
その後、好ましくは低温液体に導入することによって急冷する。かかる方法は、
例えばUS−A4469648に開示されている。
【0073】 本発明の方法で使用される微粉末担体粒子の平均粒径は、1〜200μm、好
ましくは15〜90μm、特に20〜75μmである。更に、担体粒子は、比表
面積が100〜350m/g、好ましくは150〜250m/gの範囲であ
り、細孔容積が0.1ml/g〜0.7ml/g、好ましくは0.15ml/g
〜0.4ml/gの範囲である。この比表面積と細孔容積を、ドイツ工業規格6
6131(DIN66131)に準拠する窒素吸収法か、又はドイツ工業規格6
6133に準拠する水銀多孔度法によって測定可能である。
【0074】 微粉末担体粒子のC〜Cアルカノール含有率を、ハロゲン化マグネシウム
1モル当たり1.5〜5モルの範囲、好ましくは1.8〜3.5モルの範囲、特
に1.9〜2.5モルの範囲のC〜Cアルカノールに設定する。ここでは、
例えば、アルコール含有率を、減圧を利用するか、及び/又は担体粒子を加熱す
ることによって所望の含有率に低減させることも可能である。
【0075】 続いて、工程ii)において、メタロセニウムイオンを形成可能な化合物C)
或いは金属化合物D)を更に使用する場合、これか、又はメタロセニウムイオン
を形成可能な化合物C)と金属化合物D)との混合物を、微粉末担体粒子に析出
させる。ここでは、析出させる化合物C)及び/又は化合物D)の量が、C
アルカノール1モル当たり少なくとも1モルである。
【0076】 これにより得られた反応生成物を、その後、処理工程iii)において、メタ
ロセン錯体B)と接触させ、且つ金属化合物D)を同時に更に添加可能とする。
金属化合物D)を工程ii)で既に添加した場合、工程iii)で使用される金
属化合物D)は、同一の化合物又は異なる金属化合物D)とすることが可能であ
る。処理工程ii)において金属化合物D)のみ使用し、メタロセニウムイオン
を形成可能な化合物C)を使用しなかった場合、メタロセン錯体B)とメタロセ
ニウムイオンを形成可能な化合物C)を両方共に、工程iii)において、工程
ii)で得られた反応生成物と接触させる。成分B)とC)を別々に添加可能で
あるが、B)及びC)を最初に相互に接触させ、その後、混合物を工程ii)で
得られた反応生成物に添加することも可能である。
【0077】 工程iii)は、全ての成分を、溶液又は懸濁液で相互に混合し、次いで、溶
剤を除去することによって実施可能である。しかしながら、微粉末担体材料を、
例えば、ドイツ特許出願第19833170.3号明細書に開示されている含浸
法によってメタロセン錯体B)と接触させることも可能である。
【0078】 本発明による方法の特に好ましい態様において、メタロセニウムイオンを形成
可能な化合物C)としての式(IV)及び(V)で表されるアルミノキサン化合
物、必要によりこれと金属化合物D)とを、工程ii)で添加し、そしてメタロ
セン錯体B)と更に別の量の式(IV)及び(V)で表されるアルミノキサン化
合物との反応生成物を、工程iii)で添加する。
【0079】 本発明の方法により得られる固体触媒は、固体触媒の製造で使用される金属化
合物D)と異なっていても良い更に別の金属化合物D)と共に、オレフィンの重
合又は共重合の触媒として適当である。
【0080】 最初に固体触媒を重合し、その後、これにより得られたプレポリマー化固体触
媒を実際の重合で使用することも可能である。
【0081】 この重合は、オレフィンの重合に従来から使用される反応器においてバルク、
懸濁液又は気相中で公知の方法により実施可能である。一段階(一工程)以上で
バッチ式又は好ましくは連続的に行うことが可能である。溶液法、懸濁法、撹拌
気相法又は気相流動床法は全て可能である。溶剤又は懸濁媒体として、イソブテ
ン等の不活性な炭化水素又はその他に、モノマーそれ自体を使用するのが可能で
ある。
【0082】 重合は、一般に、20〜150℃の温度及び1〜100バール(10〜10 Pa)の圧力条件下に平均滞留時間0.5〜5時間にて行う。温度は60〜9
0℃、圧力は20〜35バール(2.0×10〜3.5×10Pa)、そし
て平均滞留時間は0.5〜3時間とするのが好ましい。モル質量調節剤、例えば
水素、又は従来からの添加剤、例えば耐電防止剤を重合で使用することも可能で
ある。
【0083】 本発明の固体触媒を、比較的簡易な方法で製造可能であり、これによりオレフ
ィンの重合で良好なモルホロジーを示すポリマーが得られ且つ粒子状触媒残留物
の含有率の極めて低いポリマーが形成する。従って、これにより得ることができ
るポリマーは、成形体の製造に適当であり、特にフィルム及び繊維の製造に適当
である。
【0084】
【実施例】
全ての調製(製造)作業を、標準のシュレンク技術によって、不活性にしたガ
ラス容器において窒素又はアルゴン雰囲気を保護して行った。
【0085】 試料を、以下の試験によって特徴付けた: [平均粒径の測定] 平均粒径を測定するために、粒径分布を、ASTM 標準 D 4438に準
拠するコウルターカウンター解析(Coulter Counter Analysis)によって測定し
、そしてこの結果から、体積を基礎とする平均(メジアン)を計算した。
【0086】 [細孔容積の測定] ドイツ工業規格66133による水銀多孔度法によって測定した。
【0087】 [比表面積の測定] ドイツ工業規格66131による窒素吸収性によって測定した。
【0088】 [融点の測定] 融点を、1分当り20℃の加熱速度で200℃に最初に加熱処理し、1分当り
20℃の冷却速度で25℃に動的結晶化し、そして1分当り20℃の加熱速度で
再び200℃に2回目の加熱処理することによって、ISO3146に準拠する
DSCによって測定した。融点は、この2回目の加熱処理中に測定される温度に
対するエントロピーが極大値を示す場合の温度であった。
【0089】 [モル質量分布の幅の測定(Q値)] ゲル透過クロマトグラフィ(GPC)を、ウォーターズ(Waters)社のGPC
装置150Cを用い、1,2,4−トリクロロベンゼンにおいて145℃で行っ
た。オバー−ヒルベルスアイム(Ober-Hilbersheim)にあるHS-Entwicklungsges
ellschaft fuer wissenschaftliche Hard und Software mbH製のウイン−GPC
(Win-GPC)ソフトウエアを使用して、データを評価した。モル質量100〜1
g/モルであるポリプロピレン標準によって、カラムを較正した。
【0090】 ポリマーのモル質量の質量平均(Mw)及び数平均(Mn)を測定した。値Q
は、質量平均(Mw)の数平均(Mn)に対する比である。
【0091】 [溶融ろ過中の圧力上昇の測定] 溶融ろ過中の圧力上昇は、標準の実験室用押出器(3領域スクリュー)におい
て、メッシュ開口5μmの支持メッシュを具備する金属フィルターディスクを用
い265℃及び2kg/時の処理量でポリプロピレンを押出すことによって測定
した。圧力上昇を、ポリプロピレン処理速度を一定にして、1時間、時間に対し
て記録した。
【0092】 [実施例1] a)MgCl担体の調製 丸底フラスコにおいて、48gの無水塩化マグネシウム(アルドリッヒ製)を
、77gの無水エタノールと共に、50mlのシリコーン油(ワッカー(Wacker
)社のAK350銘柄)と50mlのパラフィン油(DAB−10−530)の
混合物に懸濁したが、その際に発熱反応が起こった。この混合物を撹拌しながら
120℃に加熱し、そして均一な溶融物として、400mlの上述したパラフィ
ン油とシリコーン油との1:1混合物(これを同様に120℃に加熱した)を含
む別の反応容器に移した。ウルトラトゥラックス(Ultraturrax)撹拌器によっ
て激しく撹拌しながら、MgCl・3EtOH溶融物を、油混合物で約5分間
懸濁し、次いで、約2L(リットル)の低温(−78℃)ヘプタンに迅速に導入
した。この添加中に、温度を0℃未満に保った。急冷処理したMgCl・3E
tOH懸濁液を、白色の固体として沈殿させ、これをガラスフリットによってろ
別した。固体を、50mlのヘプタンで1回、50mlのペンタンでそれぞれ2
回洗浄し、その後、窒素流中で乾燥した。これにより、158gの白色で吸湿性
の高い固体を得た。顕微鏡で、球形の粒子のみを見出すことができた。元素分析
により、化学量論のMgCl・2.5EtOH錯体の存在を示していた。
【0093】 平均粒径は50μmであり、比表面積は250m/gであり、そして細孔容
積は0.4ml/gであった。
【0094】 b)固体触媒の調製 実施例1a)より得た10gの球形のMgCl・2.5EtOHを、30m
lのトルエンに懸濁させ、そして80mlの、トルエン中における1.53モル
のMAO溶液(ヴィトコ(Witco)社)を滴下し、その際に、温度は35℃を超
えなかった。ガスは殆んど発生しなかった。その後、混合物を室温で6時間撹拌
し、ろ過し、トルエンで2回洗浄し、そして窒素流中で生成物が易流動性となる
まで乾燥した。収量:11g。
【0095】 5.5gのこの固体を、ガラスフリットを具備し且つコックによって底部を密
閉したカラムに導入し、そして249mgのrac−ジメチルシランジイルビス
(2−メチル−4,5−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロリドを40.9
mlの1.53モルMAO溶液に溶解した溶液を注意して注ぎ満たした。コック
を開いて、液体をゆっくりと排出した。最初に着色した液滴が排出すると、コッ
クを閉じた。ガラスフリットより上側の内容物を混合し、そして12時間放置し
た。次いで、物質をろ過し、ペンタンで2回洗浄し、そして窒素流中で乾燥した
。収量:6.6gの深橙色の粉末。
【0096】 c)重合 10Lのオートクレーブを窒素でフラッシュした。窒素を向流にして、最初に
10mlのトリイソブチルアルミニウム2モル溶液、次いで、300mgの実施
例1b)より得た固体触媒を、このオートクレーブに導入した。次いで、7Lの
液体プロピレンをこのオートクレーブに導入した。内部温度が65℃となるまで
オートクレーブを加熱し、そして90分間重合を行った。オートクレーブから排
出して、110gのポリプロピレンを得た。モルホロジーは良好であった。
【0097】 融点は143.9℃であり、Q値(Mw/Mn比)は2.0であった。溶融ろ
過において、ポリプロピレン1kgに対して1バール(10Pa)の圧力上昇
が観察された。
【0098】 [実施例2] a)MgCl担体の調製 20gの実施例1a)で得た微粉末担体粒子を、1ミルバールで2時間室温に
て乾燥した。これにより、エタノール含有率が低下した。化学量論のMgCl ・1.9EtOHを有する球形の担体が得られた。
【0099】 平均粒径は50μmであり、比表面積は270m/gであり、そして細孔容
積は0.5ml/gであった。
【0100】 b)固体触媒の調製 実施例1b)に記載された実験を、実施例2a)より得た担体粒子10gを使
用し同一の条件下で繰り返した。これにより、6.8gの深橙色の粉末を得た。
【0101】 c)重合 実施例1c)に記載された重合を、同一の条件下で繰り返したが、実施例2b
)より得た固体触媒500mgを添加した。
【0102】 オートクレーブから排出して、480gのポリプロピレンを得た。モルホロジ
ーは極めて良好であった:粉末は、顆粒のモルホロジーを有してた。塊又は析出
物を見出さなかった。
【0103】 融点は144.0℃であり、Q値(Mw/Mn比)は2.1であった。溶融ろ
過において、ポリプロピレン1kgに対して1バール(10Pa)の圧力上昇
が観察された。
【0104】 [比較実施例A] a)MgCl担体の調製 実施例1a)より得た20gの微粉末担体粒子を40℃及び0.1ミリバール
の条件下で24時間乾燥した。これにより、エタノール含有率が低下した。化学
量論のMgCl・0.9EtOHを有する球形担体を得た。
【0105】 平均粒径は50μmであり、比表面積は290m/gであり、そして細孔容
積は0.6ml/gであった。
【0106】 b)固体触媒の調製 実施例1b)に記載された実験を、実施例Aa)より得た担体粒子10gを使
用し同一の条件下で繰り返した。これにより、4.5gの深橙色の粉末を得た。
【0107】 c)重合 実施例1c)に記載された重合を、同一の条件下で繰り返したが、実施例Ab
)より得た固体触媒350mgを添加した。
【0108】 オートクレーブから排出して、150gのポリプロピレンを得た。ポリマー粉
末は、直径5cmを超える塊を約10質量%含んでいた。
【0109】 融点は144.5℃であり、Q値(Mw/Mn比)は2.6であった。溶融ろ
過において、ポリプロピレン1kgに対して5バール(5.0×10Pa)の
圧力上昇が観察された。
【0110】 [比較実施例B] a)MgCl担体の調製 MgCl担体を、EP−A435514の実施例1a)に記載されている方
法によって製造した。微粉末を得た。
【0111】 b)固体触媒の調製 実施例1b)に記載された実験を、実施例Ba)より得た担体粒子10gを使
用し同一の条件下で繰り返した。これにより、7gの深橙色の粉末を得た。
【0112】 c)重合 実施例1c)に記載された重合を、同一の条件下で繰り返したが、実施例Bb
)より得た固体触媒300mgを添加した。
【0113】 オートクレーブから排出して、150gのポリプロピレン(粉末)を得たが、
約15質量%の塊を含んでいた。撹拌器は、約10gの析出物(融点149℃)
で被覆された。
【0114】 [比較実施例C] a)担体材料 グレース社(Grace GmbH)、ヴォルムス(Worms)のシリカゲルS2101を
担体材料として使用した。
【0115】 b)固体触媒の調製 実施例1b)に記載された実験を、実施例Ca)で規定されたシリカゲル10
gを使用し同一の条件下で繰り返した。これにより、18gの深橙色の粉末を得
た。
【0116】 c)重合 実施例1c)に記載された重合を、同一の条件下で繰り返したが、実施例Cb
)より得た固体触媒250mgを添加した。
【0117】 オートクレーブから排出して、1500gのポリマー粉末を得たが、塊を含ん
でいなかった。
【0118】 融点は144.5℃であり、Q値(Mw/Mn比)は2.0であった。溶融ろ
過において、ポリプロピレン1kgに対して15バール(1.5×10Pa)
の圧力上昇が観察された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒュスゲン,ニコラ ドイツ、68165、マンハイム、ラインホイ ザー、シュトラーセ、36 (72)発明者 レーシュ,ヨーアヒム ドイツ、67063、ルートヴィッヒスハーフ ェン、フリーゼンシュトラーセ、16 (72)発明者 ヴルフ−デリング,ヨーアヒム ドイツ、67227、フランケンタール、ハン ス−ファイ−シュトラーセ、4 (72)発明者 ビデル,ヴォルフガング ドイツ、67112、ムターシュタット、ダー リエンシュトラーセ、19 Fターム(参考) 4J128 AA01 AB00 AB01 AC00 AC01 AC10 AC28 AC31 AC39 AC49 AD01 AD05 AD06 AD07 AD08 AD13 AD19 BA00A BA01A BA01B BA02A BB00A BB00B BB01A BB01B BB02A BC01A BC01B BC03A BC03B BC05A BC05B BC11A BC11B BC12A BC14B BC15A BC15B BC16A BC17A BC25A CA14A CA15A CA16A CA17A CA18A CB23A EB02 EB04 EB05 EB07 EB08 EB09 EB10 EB21 EB25 EC01 EC02 FA01 FA03 FA04 FA06 FA07 FA09 GA06 GA19

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A)少なくとも1種のハロゲン化マグネシウム、 B)少なくとも1種のメタロセン錯体、及び C)少なくとも1種のメタロセニウムイオンを形成可能な化合物、 を含むオレフィン重合用固体触媒の製造方法であって、 i)最初に、平均粒径1〜200μmである微粉末担体粒子を、ハロゲン化マグ
    ネシウムA)とC〜Cアルカノールとの付加体(ハロゲン化マグネシウム1
    モル当り1.5〜5モルのC〜Cアルカノールを含む)から製造し、 ii)その後、メタロセニウムイオンを形成可能な化合物C)を、微粉末担体粒
    子に析出させ、 iii)次いで、このようにして得られた反応生成物を、メタロセン錯体B)と
    接触させることを特徴とする製造方法。
  2. 【請求項2】 ハロゲン化マグネシウムA)として塩化マグネシウムを使用
    する請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 式(I): 【化1】 [但し、Mがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ又はタン
    タルを表すか、又は周期表第III族の元素若しくはランタノイドを表わし、 Xがフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、水素、C〜C10アルキル、C〜C アリール、アルキル基の炭素原子数1〜10個及びアリール基の炭素原子数6
    〜20個のアルキルアリール、−OR又は−NRを表わし、 nが1、2又は3を表わし、且つMの原子価から2を引いた数であり、 R及びRがC〜C10アルキル、C〜C15アリール、それぞれアル
    キル基の炭素原子数1〜10個及びアリール基の炭素原子数6〜20個のアルキ
    ルアリール、アリールアルキル、フルオロアルキル又はフルオロアリールを表わ
    し、 基Xが同一又は異なっていても良く、 R〜Rが水素、C〜C10アルキル、5〜7員のシクロアルキル(C 〜C10アルキル置換されていても良い)、C〜C15アリール又はアリール
    アルキルを表わし、且つ2個の隣接基が合体して、炭素原子数4〜15個の飽和
    又は不飽和環式基を形成しても良く、或いはR〜RがSi(Rを表わ
    し、 RがC〜C10アルキル、C〜C10シクロアルキル又はC〜C15 アリールを表わし、 ZがXと同義であるか、又は下式: 【化2】 {但し、R〜R13が水素、C〜C10アルキル、5〜7員のシクロアルキ
    ル(C〜C10アルキル置換されていても良い)、C〜C15アリール又は
    アリールアルキルを表わし、且つ2個の隣接基が合体して、炭素原子数4〜15
    個の飽和又は不飽和環式基を形成しても良く、或いはR〜R13がSi(R を表わし、 R14がC〜C10アルキル、C〜C10シクロアルキル又はC〜C アリールを表す} を表すか、或いは RとZが合体して、基−R15−A−: {但し、R15が、 【化3】 (但し、R16、R17及びR18がそれぞれ同一又は異なっていてもよく、水
    素、ハロゲン、C〜C10アルキル、C〜C10フルオロアルキル、C
    10フルオロアリール、C〜C10アリール、C〜C10アルコキシ、C 〜C10アルケニル、C〜C40アリールアルキル、C〜C40アリール
    アルケニル又はC〜C40アルキルアリールを表すか、或いは2個の隣接基が
    、これらに結合する原子と共に合体して、炭素原子数4〜15個の飽和又は不飽
    和環を形成し、 Mがケイ素、ゲルマニウム又はスズを表す) を表わし、 Aが、 【化4】 (但し、R19がC〜C10アルキル、C〜C15アリール、C〜C10 シクロアルキル又はC〜C18アルキルアリールか、又はSi(R20
    表わし、 R20が水素、C〜C10アルキル、C〜C15アリール(C〜C
    ルキル置換されていても良い)か、又はC〜C10シクロアルキルを表す) を表す} を形成するか、或いは RとR12が合体して、基−R15−を形成する] で表される化合物をメタロセン錯体B)として使用する請求項1又は2に記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 式(IV)又は(V): 【化5】 [但し、R21がC〜Cアルキル基を表し、そしてmが5〜30までの整数
    を表す] で表される鎖状又は環式のアルミノキサン化合物を、メタロセニウムイオンを形
    成可能な化合物C)として使用する請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項5】 固体触媒が、更に、式(VI) 【化6】 [但し、Mが、アルカリ金属、アルカリ土類金属又周期表第III主族の金属
    を表し、 R22が水素、C〜C10アルキル、C〜C15アリール、それぞれアル
    キル基の炭素原子数1〜10個及びアリール基の炭素原子数6〜20個のアルキ
    ルアリール又はアリールアルキルを表わし、 R23及びR24が水素、ハロゲン、C〜C10アルキル、C〜C15
    リール、それぞれアルキル基の炭素原子数1〜10個及びアリール基の炭素原子
    数6〜20個のアルキルアリール、アリールアルキル又はアルコキシを表わし、 rが1〜3までの整数を表わし、そして s及びtが0〜2までの整数を表わし、且つr+s+tの合計がMの原子価
    に相当する] で表される1種以上の金属化合物を、更に別の成分D)として含み、且つ該金属
    化合物D)を、処理工程ii)でメタロセニウムイオンを形成可能な化合物C)
    と共に、及び/又は処理工程iii)でメタロセン錯体B)と共に添加するか、
    或いは該金属化合物D)を、処理工程ii)でメタロセニウムイオンを形成可能
    な化合物C)の代わりに使用し、その後、処理工程iii)でメタロセン錯体B
    )とメタロセニウムイオンを形成可能な化合物C)を同時に添加する請求項1〜
    4のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】 エタノールをC〜Cアルカノールとして使用する請求項
    1〜5のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の方法によって得られるオレ
    フィン重合用固体触媒。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の固体触媒をオレフィンの重合又は共重合に
    使用する方法。
  9. 【請求項9】 請求項7に記載の固体触媒の存在下にオレフィンを重合又は
    共重合するポリオレフィンの製造方法。
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