JP2004149652A - オレフィン重合用触媒およびそれを用いたオレフィン重合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記成分[A]、成分[B]、成分[C]及び、必要に応じて成分[D]を接触させて得られるオレフィン重合用触媒。
成分[A]:共役五員環配位子を有する周期表第4族の遷移金属化合物
成分[B]:層状珪酸塩
成分[C]:飽和第3級アミン化合物
成分[D]:有機アルミニウム化合物下記成分[A]、成分[B]、成分[C]
【効果】本発明の触媒は、高いオレフィン重合活性を有するため、反応器中で速やかに粒子径が増大して、凝集・付着といった微粉トラブルを低減でき、更には粒子破砕を起こさないために、工業的な長期安定運転が実現できる。また、本発明の触媒は、高いオレフィン重合活性を有するため、経済的に優れている。
成分[A]:共役五員環配位子を有する周期表第4族の遷移金属化合物
成分[B]:層状珪酸塩
成分[C]:飽和第3級アミン化合物
成分[D]:有機アルミニウム化合物下記成分[A]、成分[B]、成分[C]
【効果】本発明の触媒は、高いオレフィン重合活性を有するため、反応器中で速やかに粒子径が増大して、凝集・付着といった微粉トラブルを低減でき、更には粒子破砕を起こさないために、工業的な長期安定運転が実現できる。また、本発明の触媒は、高いオレフィン重合活性を有するため、経済的に優れている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はオレフィン重合用触媒ならびに該触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法に関する。更に詳しくは、飽和第3級アミンを用いることにより、従来よりも更に高い活性でオレフィン重合体が得られる、オレフィン重合用触媒ならびに該触媒を用いたオレフィンの重合方法を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】
オレフィンを重合してオレフィン重合体を製造するにあたり、(1)メタロセン化合物および(2)イオン交換性層状化合物、無機珪酸塩等からなる触媒を用いる方法が提案されている(特許文献1〜2参照)。これらの触媒を用いた重合方法では、従来のいわゆるメチルアルモキサンをシリカ、アルミナ等の無機酸化物もしくは有機物等の担体に担持して用いる方法(特許文献3〜7参照)と比較して遷移金属当たり、Al当たりだけでなく、固体成分当たりの重合活性が高いものの、未だ十分とは言えず、更なる改良が必要であった。
【特許文献1】特開平5−301917号公報
【特許文献2】特開平8−127613号公報
【特許文献3】特開昭60−35007号公報
【特許文献4】特開昭61−31404号公報
【特許文献5】特開昭61−108610号公報
【特許文献6】特開昭61−276805号公報
【特許文献7】特開昭61−296008号公報
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を解決し、オレフィン重合体をより高い活性で得ることの出来るオレフィン重合用触媒およびそれを用いたオレフィンの重合方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる目的達成のために鋭意検討した結果なされたもので、下記成分[A]、成分[B]、成分[C]及び、必要に応じて成分[D]を接触させて得られるオレフィン重合用触媒に存する。
成分[A]:共役五員環配位子を有する周期表第4族の遷移金属化合物
成分[B]:層状珪酸塩
成分[C]:飽和第3級アミン化合物
成分[D]:有機アルミニウム化合物
【0005】
また、本発明は、上記のオレフィン重合用触媒の存在下、オレフィンを単独重合または共重合させることを特徴とするオレフィン重合体の製造方法にも存する。
尚、本発明における原子の周期律は、1989年にIUPACにより推奨された18族方式に基づくものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
成分[A]
<共役五員環配位子を有する周期表第4〜6族の遷移金属化合物>
本発明で用いられる成分[A]は、下記一般式[1]、[2]、[3]又は[4]で表される化合物である。
【0007】
【化2】
【0008】
[式中、A及びA’は、同一又は異なる共役五員環構造を有する配位子を、Qは2つの共役五員環配位子を任意の位置で架橋する結合性基を、Mは周期表第4〜6族の遷移金属原子を、ZはMと結合している窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、リン原子またはイオウ原子を含む配位子、水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基を、Q’は共役五員環配位子の任意の位置とZを架橋する結合性基を、そしてXおよびYはMと結合した水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、アミノ基、リン含有炭化水素基またはケイ素含有炭化水素基を、それぞれ示す。]
【0009】
AおよびA’は共役五員環配位子であり、これらは同一化合物内において同一でも異なっていてもよいことは前記したとおりである。この共役五員環配位子の典型例としては、共役炭素五員環配位子、すなわちシクロペンタジエニル基を挙げることができる。このシクロペンタジエニル基は水素原子を5個有するものであってもよく、また、その誘導体、すなわちその水素原子のいくつかが置換基で置換されているものであってもよい。
【0010】
この置換基の一つの具体例は、炭素数1〜20、好ましくは1〜12の炭化水素基であるが、この炭化水素基は一価の基としてシクロペンタジエニル基と結合していてもよく、またこれが複数存在するときにそのうちの2個がそれぞれ他端(ω−端)で結合してシクロペンタジエニル基の一部とともに環を形成していてもよい。後者の代表例として、2個の置換基がそれぞれのω−端で結合して当該シクロペンタジエニル基中の隣接した2個の炭素原子を共有して縮合六員環を形成しているもの、すなわちインデニル基が挙げられる。また、縮合六員環がシクロペンタジエニル基の共役位置に2個結合したフルオレニル基、及び縮合七員環を形成しているアズレニル基が挙げられる。
【0011】
従って、共役五員環配位子の典型例は、置換又は非置換のシクロペンタジエニル基、インデニル基またはフルオレニル基、アズレニル基ということができる。シクロペンタジエニル基の置換基としては、前記の炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜12の炭化水素基の他に、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素)、アルコキシ基(例えばC1〜C12のもの)、ケイ素含有炭化水素基(例えばケイ素原子を−Si(R1)(R2)(R3)の形で含む炭素数1〜24程度の基)、リン含有炭化水素基(例えば、リン原子を−P(R1)(R2)の形で含む炭素数1〜18程度の基)、窒素含有炭化水素基(例えば、窒素原子を−N(R1)(R2)の形で含む炭素数1〜18程度の基)あるいはホウ素含有炭化水素基(例えば、ホウ素原子を−B(R1)(R2)の形で含む炭素数1〜18程度の基)である。これらの置換基が複数ある場合、それぞれの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
【0012】
Qは、二つの共役五員環配位子間を任意の位置で架橋する結合性基を、Q’は共役五員環配位子の任意の位置とZ基を架橋する結合性基を表す。
詳しくは、QおよびQ’は、
(イ)メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、フェニルメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、シクロヘキシレン基等の炭素数1〜20のアルキレン基、
(ロ)シリレン基、ジメチルシリレン基、フェニルメチルシリレン基、ジフェニルシリレン基、ジシリレン基、テトラメチルジシリレン基等のシリレン基、
(ハ)ゲルマニウム、リン、窒素、ホウ素あるいはアルミニウムを含む炭化水素基、具体的には(CH3)2Ge基、(C6H5)2Ge基、(CH3)P基、(C6H5)P基、(C4H9)N基、(C6H5)N基、(CH3)B基、(C4H9)B基、(C6H5)B基、(C6H5)Al基、(CH3O)Al基等である。好ましいものは、アルキレン基およびシリレン基である。
【0013】
Zは、Mと結合している窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、リン原子またはイオウ原子を含む配位子、水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基である。Zとして好ましいものの具体例としては、酸素(−O−)、イオウ(−S−)、炭素数1〜20、好ましくは1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜20、好ましくは1〜12のチオアルコキシ基、炭素数1〜40、好ましくは1〜18のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜40、好ましくは1〜18の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜40、好ましくは1〜18のリン含有炭化水素基、水素原子、塩素、臭素、炭素数1〜20の炭化水素基である。
【0014】
XおよびYは、各々水素、ハロゲン原子、炭素数1〜20、好ましくは1〜10の炭化水素基、炭素数1〜20、好ましくは1〜10のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜20、好ましくは1〜12のリン含有炭化水素基(具体的には、例えばジフェニルホスフィン基)、あるいは炭素数1〜20、好ましくは1〜12のケイ素含有炭化水素基(具体的には、例えばトリメチルシリル基、ビス(トリメチルシリル)メチル基)である。XとYとは同一であっても異なってもよい。これらのうちハロゲン原子、炭化水素基(特に炭素数1〜8のもの)およびアミノ基が好ましい。
【0015】
従って、本発明によるオレフィン重合用触媒において、成分[A]として好ましい一般式[1]、[2]、[3]又は[4]で表される化合物のうち、特に好ましいものは下記内容のそれぞれの置換基を有するものである。
A、A’=シクロペンタジエニル、n−ブチル−シクロペンタジエニル、ジメチル−シクロペンタジエニル、ジエチル−シクロペンタジエニル、エチル−n−ブチル−シクロペンタジエニル、エチル−メチル−シクロペンタジエニル、n−ブチル−メチル−シクロペンタジエニル、インデニル、2−メチル−インデニル、2−メチル−4−フェニルインデニル、テトラヒドロインデニル、2−メチル−テトラヒドロインデニル、2−メチル−ベンゾインデニル、4−ヒドロアズレニル、2,4−ジメチルヘキサヒドロアズレニル、2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル、2−メチル−4−フェニル−ヘキサヒドロアズレニル(上記において、置換基の位置としては、1位及び又は3位が好ましい。)
Q、Q’=エチレン、ジメチルシリレン、イソプロピリデン、
Z=t−ブチルアミド、フェニルアミド、シクロヘキシルアミド、
X、Y=塩素原子、メチル、ジエチルアミノ。
【0016】
本発明において、成分[A]は、同一の一般式で表される化合物群内において、および(または)異なる一般式で表される化合物間において二種以上の化合物の混合物として用いることができる。以下、MがHf(ハフニウム)原子の場合について、具体的に化合物を例示する。
【0017】
(イ)一般式[1]で表される化合物、すなわち結合性基Qを有せず共役五員環配位子を2個有するハフニウム化合物:
(1)ビス(シクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(2)ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(3)ビス(エチル−メチル−シクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、(4)ビス(2−メチルテトラヒドロインデニル)ハフニウムジクロリド、
(5)ビス(シクロペンタジエニル)メチルハフニウムモノクロリド、
(6)(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(7)(シクロペンタジエニル)(アズレニル)ハフニウムジクロリド等、
【0018】
(ロ)一般式[2]で表される化合物、すなわち結合性基Q、例えば(ロ−1)Q=アルキレン基のハフニウム化合物:
(1)メチレンビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(2)エチレンビス(インデニル)ハフニウムジエトキシド、
(3)エチレンビス(インデニル)ハフニウムジメチル、
(4)エチレンビス(2,4−ジメチルインデニル)ハフニウムジクロリド、
(5)イソプロピリデンビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(6)エチレンビス(インデニル)ハフニウムモノクロリドモノハイドライド、
(7)メチレン(シクロペンタジエニル)(3,4−ジメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(8)メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(9)イソプロピリデン(2,5−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,4’−ジメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(10)エチレン(2,5−ジメチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(11)シクロヘキシリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(12)ジクロロ{1,1’−トリメチレンビス[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ハフニウム、
【0019】
(ロ−2)Q=シリレン基の化合物:、
(1)ジメチルシリレンビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(2)ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)ハフニウムジクロリド、
(3)フェニルメチルシリレンビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(4)フェニルメチルシリレンビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(5)テトラメチルジシリレンビス(シクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(6)ジメチルシリレン(3−t−ブチル−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(7)ジメチルシリレン(2−エチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(8)ジメチルシリレン(ジエチルシクロペンタジエニル)(オクタヒドロフルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(9)ジメチルシリレンビス[2−エチル−4−(2−フルオロ−4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]ハフニウムジクロリド、
(10)ジメチルシリレンビス[2−メチル−4−(2’,6’−ジメチル−4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]ハフニウムジクロリド、
(11)ジメチルシリレンビス[2−i−プロピル−4−(4−t−ブチルフェニル)−4H−アズレニル]ハフニウムジクロリド、
(12)ジメチルシリレンビス[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−5,6,7,8−テトラヒドロアズレニル]ハフニウムジクロリド、等、
【0020】
(ロ−3)Q=ゲルマニウム、リン、窒素、ホウ素あるいはアルミニウムを含む炭化水素基の化合物:
(1)ジメチルゲルミレンビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(2)フェニルホスフィノビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(3)ジクロロ{1,1’−ジメチルゲルミレンビス[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ハフニウム、
【0021】
(ハ)一般式[3]で表される化合物、すなわち結合性基Q’を有せず共役五員環配位子を1個有するハフニウム化合物:
(1)ペンタメチルシクロペンタジエニル−ビス(フェニル)アミノハフニウムジクロリド、
(2)シクロペンタジエニルハフニウムトリクロリド、
(3)シクロペンタジエニルハフニウムトリエトキシド、等。
【0022】
(ニ)一般式[4]で表される化合物、すなわち結合性基Q’で架橋した共役五員環配位子を一個有するハフニウム化合物:
(1)ジメチルシリレン(テトラメチルシクロペンタジエニル)フェニルアミドハフニウムジクロリド、
(2)ジメチルシリレン(テトラメチルシクロペンタジエニル)−t−ブチルアミドハフニウムジクロリド、
(3)ジメチルゲルミレン(テトラメチルシクロペンタジエニル)(フェニル)アミノハフニウムジクロリド等、
が例示される。
【0023】
また、上記(イ)〜(ニ)の化合物の塩素を臭素、ヨウ素、ヒドリド、メチル、フェニル、ジエチルアミド基等に置き換えたものも使用可能である。
なお、上記例示において、シクロペンタジエニル環の二置換体は1,2−および1,3−置換体を含み、三置換体は1,2,3−および1,2,4−置換体を含む。これらのうちで好ましいものは、(イ)、(ロ)に例示した化合物である。
なお、これらのメタロセン系遷移金属化合物に不斉炭素が生じる場合には、特に記載が無い場合、立体異性体の1つまたはその混合物(ラセミ体を含む)を示す。
【0024】
以上、成分[A]として、一般式[1]、[2]、[3]又は[4]で表されるハフニウム化合物(MがHf原子の場合)を多数例示した。以下例示は省略するが、Mがジルコニウム、チタニウム、クロミウム等周期表第4〜6族の遷移金属である場合も同様に使用することができる。成分[A]は2種類以上を使用してもよい。上記のハフニウム化合物の中から、(イ)、(ロ)、(ハ)等の化合物を2種類以上組み合わせてもよく、また、ハフニウム化合物とジルコニウム化合物を組み合わせることもできる。
【0025】
成分[B] <層状珪酸塩>
本発明に用いられる成分[B]は、粘土鉱物の大部分を占めるものであり、好ましくはイオン交換性層状珪酸塩である。
層状珪酸塩とは、イオン結合等によって構成される面が互いに弱い結合力で平行に積み重なった結晶構造をとる珪酸塩化合物でる。
大部分の層状珪酸塩は、天然には主に粘土鉱物の主成分として産出するが、これら、層状珪酸塩は特に天然産のものに限らず、人工合成物であってもよい。
【0026】
層状珪酸塩の具体例としては、例えば、白水晴雄著「粘土鉱物学」朝倉書店(1995年)、等に記載される公知の層状珪酸塩であって、ディッカイト、ナクライト、カオリナイト、アノーキサイト、メタハロイサイト、ハロイサイト等のカオリン族、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族、モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、テニオライト、ヘクトライト、スチーブンサイト等のスメクタイト族、バーミキュライト等のバーミキュライト族、雲母、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母族、アタパルジャイト、セピオライト、パリゴルスカイト、ベントナイト、パイロフィライト、タルク、緑泥石群が挙げられる。これらは混合層を形成していてもよい。
【0027】
これらの中では、モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト、ベントナイト、テニオライト等のスメクタイト族、バーミキュライト族、雲母族が好ましい。
スメクタイト族の代表的なものとしては、一般にはモンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ノントライト、ヘクトライト、ソーコナイト等である。「ベンクレイSL」(水澤化学工業社製)、「クニピア」、「スメクトン」(いずれもクニミネ工業社製)、「モンモリロナイトK10」(アルドリッチ社製、ジュートヘミー社製)、「K−Catalystsシリーズ」(ジュートヘミー社製)等の市販品を利用することもできる。雲母族の代表的なものとしては、白雲母、パラゴナイト、金雲母、黒雲母、レピドライト等がある。市販品の「合成雲母ソマシフ」(コープケミカル社製)、「フッ素金雲母」、「フッ素四ケイ素雲母」、「テニオライト」(いずれもトピー工業社製)等の市販品を利用することもできる。更に好ましいのは「ベンクレイSL」等のスメクタイト族である。
【0028】
一般に、天然品は、非イオン交換性(非膨潤性)であることが多く、その場合は好ましいイオン交換性(ないし膨潤性)を有するものとするために、イオン交換性(ないし膨潤性)を付与するための処理を行うことが好ましい。そのような処理のうちで特に好ましいものとしては次のような化学処理があげられる。
すなわち、これらの珪酸塩は化学処理を施したものであることが好ましい。ここで化学処理とは、表面に付着している不純物を除去する表面処理と層状珪酸塩の結晶構造、化学組成に影響を与える処理のいずれをも用いることができる。具体的には、(イ)酸処理、(ロ)アルカリ処理、(ハ)塩類処理、(ニ)有機物処理等が挙げられる。
【0029】
これらの処理は、表面の不純物を取り除く、層間の陽イオンを交換する、結晶構造中のAl、Fe、Mg等の陽イオンを溶出させる等の作用をし、その結果、イオン複合体、分子複合体、有機誘導体等を形成し、表面積や層間距離、固体酸性度等を変えることができる。これらの処理は単独で行ってもよいし、2つ以上の処理を組み合わせてもよい。
化学処理に用いられる(イ)酸としては、合目的的な無機酸あるいは有機酸、好ましくは例えば、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸等があげられ、(ロ)アルカリとしては、NaOH、KOH、NH3等があげられる。(ハ)塩類としては、2族から14族原子からなる群より選ばれた少なくとも1種の原子を含む陽イオンと、ハロゲン原子または無機酸もしくは有機酸由来の陰イオンからなる群より選ばれた少なくとも1種の陰イオン、とからなる化合物が好ましい。
【0030】
更に好ましいものは、Li、Mg、Ca、Al、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mn、W、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、B、Al、GeまたはSn由来のイオンを陽イオンとするもの、Cl、SO4、NO3、OH、C2H4およびPO4由来のイオンを陰イオンとするもの、である。
(ニ)有機物としては、アルコール(炭素数1〜4の脂肪族アルコール、好ましくは例えばメタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、炭素数6〜8の芳香族アルコール、好ましくは例えばフェノール)、高級炭化水素(炭素数5〜10、好ましくは5〜8、のもの、好ましくは例えばヘキサン、ヘプタン等)があげられる。 また、ホルムアミド、ヒドラジン、ジメチルスルホキシド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルアニリン等が好ましくあげられる。塩類及び酸は、2種以上であってもよい。
【0031】
塩類処理と酸処理を組み合わせる場合においては、塩類処理を行った後、酸処理を行う方法、酸処理を行った後、塩類処理を行う方法、及び塩類処理と酸処理を同時に行う方法がある。塩類及び酸による処理条件は、特には制限されないが、通常、塩類および酸濃度は、0.1〜50重量%、処理温度は室温〜沸点、処理時間は、5分〜24時間の条件を選択して、層状珪酸塩を構成している物質の少なくとも一部を溶出する条件で行うことが好ましい。また、塩類及び酸は、トルエン、n−ヘプタン、エタノール等の有機溶媒中、または塩類、酸が処理温度において液体状であれば、無溶媒で用いることもできるが、好ましくは水溶液として用いられる。
【0032】
本発明の成分[B]は、全ての工程の前、間、後のいずれの時点においても、粉砕、造粒、分粒、分別等によって粒子性状を制御することができる。その方法は合目的的な任意のものであり得る。特に造粒法について示せば、例えば噴霧造粒法、転動造粒法、圧縮造粒法、撹拌造粒法、ブリケッティング法、コンパクティング法、押出造粒法、流動層造粒法、乳化造粒法および液中造粒法等が挙げられる。特に好ましい造粒法は、上記の内、噴霧造粒法、転動造粒法および圧縮造粒法である。
【0033】
成分[C] <飽和第3級アミン化合物>
本発明の触媒に用いられる成分[C]は、活性水素を有しない第3級アミンであって、かつ炭素−炭素間に不飽和結合を有しない飽和の有機アミン化合物である。飽和第3級アミン化合物としては、具体的には、下記一般式(1)で表される鎖状アミンまたは(2)で表される環状アミンが挙げられる。
R1R2R3N (1)
【0034】
【化3】
【0035】
(ただし、一般式(1)及び(2)において、R1、R2及びR3は、それぞれ炭素数1〜30の炭化水素基、炭素数3〜30のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基を表し、R1、R2及びR3はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。R4及びR5は、水素原子、炭素数1〜30の炭化水素基、炭素数3〜30のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基を表し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。また、nは2〜10の整数である。)
【0036】
一般式(1)おいて、好ましくは、R1〜R3は、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数3〜20のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基であり、より好ましくは、R1〜R3は、炭素数1〜10の炭化水素基、炭素数3〜18のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基である。
【0037】
更に具体的には、R1〜R3は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどのアルキル基、フェニル、メチルフェニル、エチルフェニル、ナフチルなどのアリール基、ベンジル、フェニルエチルなどのアリールアルキル基、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリルなどのアルキルシリル基、トリフェニルシリル、ジフェニルメチルシリル、フェニルジメチルシリルなどのアリールシリル基、トリメチルゲルミル、トリエチルゲルミル、トリプロピルゲルミルなどのアルキルゲルミル基、トリフェニルゲルミル、ジフェニルメチルゲルミル、フェニルジメチルゲルミルなどのアリールゲルミル基などである。
【0038】
一般式(1)で表される鎖状第3級アミンの具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジイソプロピルメチルアミン、エチルジイソプロピルアミン、イソプロピルジメチルアミン、イソプロピルジエチルアミン、トリブチルアミン、トリ−s−ブチルアミン、t−ブチルジメチルアミン、t−ブチルジエチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、フェニルジメチルアミン、トリフェニルアミン、p−メチルフェニルジメチルアミン、ベンジルジメチルアミン、N,N−ジメチルトリメチルシリルアミン、N,N−ジエチルトリメチルシリルアミン、N,N−ジ−n−プロピルトリメチルシリルアミン、N,N−ジフェニルトリメチルシリルアミン、N−メチル−ビス(トリメチルシリル)アミン、N−エチル−ビス(トリメチルシリル)アミン、N−フェニル−ビス(トリメチルシリル)アミン、N,N−ジメチルトリメチルゲルミルアミン、N,N−ジエチルトリメチルゲルミルアミン、N,N−ジ−n−プロピルトリメチルゲルミルアミン、N,N−ジフェニルトリメチルゲルミルアミン、N−メチル−ビス(トリメチルゲルミル)アミン、N−エチル−ビス(トリメチルゲルミル)アミン、N−フェニル−ビス(トリメチルゲルミル)アミン等が挙げられる。
【0039】
一般式(2)において、R4及びR5は、水素原子、炭素数1〜30の炭化水素基、炭素数3〜30のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基を表し、好ましくは、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数3〜20のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基であり、より好ましくは、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、炭素数3〜18のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基である。
【0040】
R4及びR5の具体例として、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどのアルキル基、フェニル、メチルフェニル、エチルフェニル、ナフチルなどのアリール基、ベンジル、フェニルエチルなどのアリールアルキル基、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリルなどのアルキルシリル基、トリフェニルシリル、ジフェニルメチルシリル、フェニルジメチルシリルなどのアリールシリル基、トリメチルゲルミル、トリエチルゲルミル、トリプロピルゲルミルなどのアルキルゲルミル基、トリフェニルゲルミル、ジフェニルメチルゲルミル、フェニルジメチルゲルミルなどのアリールゲルミル基など、並びに水素原子が挙げられ、最も好ましくは水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基である。
【0041】
一般式(2)で表される環状第3級アミンにおいて、nは2〜10、好ましくは2〜6の整数である。以下、具体的な化合物を例示すると、nが2のアジリジン化合物(エチレンイミン誘導体)として、1−メチルアジリジン、1−エチルアジリジン、1−プロピルアジリジン、1−イソプロピルアジリジン、1−ブチルアジリジン、1−トリメチルシリルアジリジン、1−トリメチルゲルミルアジリジン、1−シクロヘキシルアジリジン、1,2−ジメチルアジリジン、1,2,2−トリメチルアジリジン、1,2,3−トリメチルアジリジン、1,2,2,3−テトラメチルアジリジン、1,2,2,3,3−ペンタメチルアジリジン等が挙げられる。
【0042】
また、nが3のアゼチジン化合物(トリメチレンイミン誘導体)として、1−メチルアゼチジン、1−エチルアゼチジン、1−プロピルアゼチジン、1−イソプロピルアゼチジン、1−ブチルアゼチジン、1−トリメチルシリルアゼチジン、1−トリメチルゲルミルアゼチジン、1−シクロヘキシルアゼチジン、1,2−ジメチルアゼチジン、1,3−ジメチルアゼチジン、1,2,2−トリメチルアゼチジン、1,2,3−トリメチルアゼチジン、1,2,4−トリメチルアゼチジン、1,3,3−トリメチルアゼチジン、1,2,2,3−テトラメチルアゼチジン、1,2,2,4−テトラメチルアゼチジン、1,2,3,3−テトラメチルアゼチジン、1,2,3,4−テトラメチルアゼチジン、1,2,2,3,3−ペンタメチルアゼチジン、1,2,2,3,4−ペンタメチルアゼチジン、1,2,2,4,4−ペンタメチルアゼチジン、1,2,2,3,4,4−ヘキサメチルアゼチジン、1,2,2,3,3,4,4−ヘプタメチルアゼチジン等が挙げられる。
【0043】
また、nが4のピロリジン化合物(テトラメチレンイミン誘導体)として、1−メチルピロリジン、1−エチルピロリジン、1−プロピルピロリジン、1−イソプロピルピロリジン、1−ブチルピロリジン、1−トリメチルシリルピロリジン、1−トリメチルゲルミルピロリジン、1−シクロヘキシルピロリジン、1,2−ジメチルピロリジン、1,3−ジメチルピロリジン、1,4−ジメチルピロリジン、1,5−ジメチルピロリジン、1,2,2−トリメチルピロリジン、1,2,3−トリメチルピロリジン、1,2,4−トリメチルピロリジン、1,2,5−トリメチルピロリジン、1,3,3−トリメチルピロリジン、1,3,4−トリメチルピロリジン、1,2,2,3−テトラメチルピロリジン、1,2,2,4−テトラメチルピロリジン、1,2,2,5−テトラメチルピロリジン、1,2,3,3−テトラメチルピロリジン、1,2,3,4−テトラメチルピロリジン、1,2,3,5−テトラメチルピロリジン、1,2,4,4−テトラメチルピロリジン、1,3,3,4−テトラメチルピロリジン、1,2,2,3,3−ペンタメチルピロリジン、1,2,2,3,4−ペンタメチルピロリジン、1,2,2,3,5−ペンタメチルピロリジン、1,2,2,5,5−ペンタメチルピロリジン、1,3,3,4,4−ペンタメチルピロリジン、1,2,3,4,5−ペンタメチルピロリジン、1,2,2,3,4,5,5−ヘプタメチルピロリジン、1,2,3,3,4,4,5−ヘプタメチルピロリジン、1,2,2,3,3,4,4,5,5−ノナメチルピロリジン等が挙げられる。
【0044】
また、nが5のピペリジン化合物(ペンタメチレンイミン誘導体)として、
1−メチルピペリジン、1−エチルピペリジン、1−プロピルピペリジン、1−イソプロピルピペリジン、1−ブチルピペリジン、1−トリメチルシリルピペリジン、1−トリメチルゲルミルピペリジン、1−シクロヘキシルピペリジン、1,2−ジメチルピペリジン、1,3−ジメチルピペリジン、1,4−ジメチルピペリジン、1,5−ジメチルピペリジン、1,6−ジメチルピペリジン、1,2,2−トリメチルピペリジン、1,2,3−トリメチルピペリジン、1,2,4−トリメチルピペリジン、1,2,5−トリメチルピペリジン、1,2,6−トリメチルピペリジン、1,2,3,4−テトラメチルピペリジン、1,2,3,5−テトラメチルピペリジン、1,2,3,6−テトラメチルピペリジン、1,2,4,5−テトラメチルピペリジン、1,2,4,6−テトラメチルピペリジン、1,3,4,5−テトラメチルピペリジン、1,2,4,4,6−ペンタメチルピペリジン、1,3,3,5,5−ペンタメチルピペリジン、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、1,2,3,4,5−ペンタメチルピペリジン、1,2,3,5,6−ペンタメチルピペリジン、1,2,3,4,6−ペンタメチルピペリジン、1,2,3,4,5,6−ヘキサメチルピペリジン、1,2,2,4,6,6−ヘキサメチルピペリジン、1,3,3,4,5,5−ヘキサメチルピペリジン、1,2,2,3,5,6,6−ヘプタメチルピペリジン、1,2,2,4,4,6,6−ヘプタメチルピペリジン、1,2,3,3,5,5,6−ヘプタメチルピペリジン、1,2,3,4,4,5,6−ヘプタメチルピペリジン、1,2,2,3,4,5,6,6−オクタメチルピペリジン、1,2,3,3,4,5,5,6−オクタメチルピペリジン、1,2,2,3,4,4,5,6,6−ノナメチルピペリジン、1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ウンデカメチルピペリジン等が挙げられる。
【0045】
また、nが6のアゼピン化合物(ヘキサメチレンイミン誘導体)として、1−メチルアゼピン、1−エチルアゼピン、1−プロピルアゼピン、1−イソプロピルアゼピン、1−ブチルアゼピン、1−トリメチルシリルアゼピン、1−トリメチルゲルミルアゼピン、1−シクロヘキシルアゼピン、1,2−ジメチルアゼピン、1,3−ジメチルアゼピン、1,4−ジメチルアゼピン、1,5−ジメチルアゼピン、1,6−ジメチルアゼピン、1,7−ジメチルアゼピン、1,2,3−トリメチルアゼピン、1,2,4−トリメチルアゼピン、1,2,5−トリメチルアゼピン、1,2,7−トリメチルアゼピン、1,3,6−トリメチルアゼピン、1,4,5−トリメチルアゼピン、1,2,3,4−テトラメチルアゼピン、1,2,3,5−テトラメチルアゼピン、1,2,3,6−テトラメチルアゼピン、1,2,3,7−テトラメチルアゼピン、1,2,4,5−テトラメチルアゼピン、1,2,4,6−テトラメチルアゼピン、1,2,4,7−テトラメチルアゼピン、1,3,4,5−テトラメチルアゼピン、1,2,3,4,5−ペンタメチルアゼピン、1,2,3,5,6−ペンタメチルアゼピン、1,2,3,4,6−ペンタメチルアゼピン、1,2,3,6,7−ペンタメチルアゼピン、1,2,4,5,7−ペンタメチルアゼピン、1,2,2,7,7−ペンタメチルアゼピン、1,2,3,4,5,6−ヘキサメチルアゼピン、1,2,3,4,5,7−ヘキサメチルアゼピン、1,2,3,4,5,6,7−ヘプタメチルアゼピン、1,2,2,3,6,7,7−ヘプタメチルアゼピン、1,2,2,4,5,7,7−ヘプタメチルアゼピン、1,2,2,3,4,5,7,7−オクタメチルアゼピン、1,2,2,3,4,5,6,7,7−ノナメチルアゼピン、1,2,3,3,4,5,6,6,7−ノナメチルアゼピン、1,2,3,4,4,5,5,6,7−ノナメチルアゼピン、1,2,2,3,3,4,5,6,6,7,7−ウンデカメチルアゼピン、1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7−ウンデカメチルアゼピン、1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−トリデカメチルアゼピン等が挙げられる。
【0046】
成分[D] <有機アルミニウム化合物>
成分[D]は必要に応じて使用される。成分[D]として用いられる有機アルミニウム化合物の例は、次の一般式で示される化合物である。
AlR8 jX3−j
(式中、R8 はC1〜C20の炭化水素基、Xは水素、ハロゲン、アルコキシ基、jは0<j≦3の数を示す。)具体的には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウムまたはジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムメトキシド等のハロゲンもしくはアルコキシ含有アルキルアルミニウムである。またこの他、メチルアルミノキサン等のアルミノキサン等も使用できる。これらのうち特にトリアルキルアルミニウムが好ましい。
【0047】
触媒成分として更にホウ素化合物、例えばトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素に代表されるルイス酸、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートに代表されるアニオン性化合物等を使用することもできる。
【0048】
成分[A]、成分[B]、成分[C]の接触は特に限定されないが、以下のような接触順序で接触させることができる。
a1.成分[A]と成分[B]を接触させた後に成分[C]を添加する。
a2.成分[A]と成分[C]を接触させた後に成分[B]を添加する。
b1.成分[B]と成分[C]を接触させた後に成分[A]を添加する。
その他、三成分を同時に接触してもよい。
【0049】
また、成分[C]を、成分[A]、成分[B]、必要に応じて使用される成分[D]、オレフィンが存在する重合系に、直接添加することもできる。この場合、成分[C]が、成分[A]、成分[B]、成分[A]と成分[B]の接触生成物、成分[A]と成分[D]の接触生成物、成分[B]と成分[D]の接触生成物、成分[A]と成分[B]と成分[D]の接触生成物、のいずれかに接触させた後、オレフィンと接触するような、成分[C]の添加方法を、好ましいオレフィンの重合方法として挙げることが出来る。
更には、成分[D]を使用する場合の、成分[A]、成分[B]、成分[C]の接触は合目的的であれば特に限定されないが、成分[C]が、成分[A]、成分[B]、成分[A]と成分[B]の接触生成物、成分[A]と成分[D]の接触生成物、成分[B]と成分[D]の接触生成物、成分[A]と成分[B]と成分[D]の接触生成物、のいずれかに接触した後、オレフィンの存在下、新たに成分[D]と接触するような、成分[C]の添加方法を、成分[D]を使用する場合の好ましいオレフィンの重合方法として挙げることが出来る。
【0050】
成分[A]の使用量は、成分[B]1g当たり、各々0.001〜10000mmol、好ましくは0.01〜100mmolである。
成分[C]の使用量は、成分[B]1g当たり、0.001〜100mmol、好ましくは0.005〜5.0mmolである。また、成分[A]中の遷移金属と成分[C]の原子比が1:0.001〜1000、好ましくは0.01〜100である。重合系に成分[C]を添加する場合、成分[C]の使用量の好ましい範囲は、成分[B]1g当たり、溶媒存在下でのスラリー重合あるいは溶液重合の場合、0.005〜5.0mmol、更に好ましくは0.01〜3.0mmolであり、気相重合の場合、0.001〜2.0mmol、更に好ましくは0.005〜1.5mmolである。
成分[D]の使用量は、成分[B]1g当たり、0.01〜10000mmol、好ましくは0.1〜500mmolである。また、成分[A]中の遷移金属と成分[D]中のアルミニウムの原子比が1:0.01〜100000、好ましくは0.1〜30000である。また、成分[C]と成分[D]中のアルミニウムとの原子比が1:1〜20000、好ましくは1:5〜10000、更に好ましくは1:10〜6000である。
これらの使用比率は、通常の割合例を示すものであって、触媒が合目的的なものとなっておれば、上に述べた使用比率の範囲によって本発明が限定されることにはならないことは当然である。
【0051】
成分[A]、成分[B]などからなる触媒をオレフィン重合用(本重合)の触媒として使用する前に、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、ビニルシクロアルカン、スチレン等のオレフィンを予備的に少量重合する(予備重合)することができる。予備重合した触媒は、本重合の際に安定であるので、粒子破砕による微粉ポリマーの生成を防ぎ、流動性に優れた重合体粒子を製造できる。重合反応が安定運転できるので好ましい。また、予備重合工程には、活性点の形成を促進するという利点が存在する。すなわち、予備重合を実施することによって、成分[B]が予備重合触媒粒子内で微分散化されることにより、その表面積が増加し、新たな重合活性前駆点が形成されること、または、予備重合ポリマーが重合活性点を包含することによって、当該活性点と被毒物との接触が制限されて、失活が防止できること、などの工業的な取り扱い上の利点が挙げられる。
【0052】
このエチレン等による予備的な重合は、その効果が失われない限りにおいて、触媒製造における全工程の、前、間、後、いずれにおいても実施可能であり、不活性溶媒中または無溶媒中(あるいは液状α−オレフィンを予備重合に使用する場合は該α−オレフィン中でもよい)、上記各成分の接触下、必要に応じて新たに前記成分[D]のような有機アルミニウムを追加して、エチレン、プロピレン等を供し、触媒成分1g当たり0.01〜1000g、好ましくは0.1〜100gの重合体が生成するように行うことが望ましい。予備重合温度は−100〜100℃、好ましくは−60〜100℃、であり、予備重合時間は0.1〜100時間、好ましくは0.1〜20時間である。
【0053】
本発明のオレフィン重合用触媒により重合できるオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、ブテン−1、3−メチルブテン−1、3−メチルペンテン−1、4−メチルペンテン−1、ビニルシクロアルカン、ブタジエン等の共役ジエン、1,5−ヘキサジエン等の非共役ジエン、スチレンあるいはこれらの誘導体等が挙げられる。また、重合は単独重合の他通常公知のランダム共重合やブロック共重合にも好適に適用できる。
重合反応は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、シクロヘキサン等の不活性炭化水素や液化α−オレフィン等の溶媒存在下、あるいは実質的に溶媒や単量体の液相が存在しない状態で気相重合により行うのが好ましい。気相重合は、例えば流動床、撹拌床、撹拌・混合機を備えた撹拌流動床等の反応装置を用いて行うことができる。重合温度、重合圧力等の条件は特に限定されないが、重合温度は、一般に−50〜250℃、好ましくは0〜100℃であり、また、重合圧力は通常、常圧〜約2000kgf/cm2、好ましくは常圧〜200kgf/cm2、更に好ましくは常圧〜50kgf/cm2の範囲である。また、重合系内に分子量調節剤として水素を存在させてもよい。
【0054】
【実施例】
実施例により本発明を具体的に示すが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、製品物性(重合体物性)は下記により測定した。
(a)メルトフローレート(MFR:Melt Flow Rate)
JIS−K−6758ポリプロピレン試験方法のメルトフローレート(条件:230℃、荷重2.16kgf)により測定した。
(b)エチレン含量
エチレンコモノマー由来のポリマー中のエチレン単位含有量(単位:重量%)は、得られたポリマーをプレスし、シート状にしたものをIR法により測定した。具体的には730cm−1付近に観測されるメチレン鎖由来ピーク高さから算出した。
(c)融点(Tm)
セイコー社製DSC測定装置を用い、試料(約5mg)を採り200℃で5分間融解後、40℃まで10℃/minの速度で降温して結晶化した後に、さらに10℃/minで200℃まで昇温して融解したときの融解ピーク温度で示した。
d.嵩密度(BD)
ASTM D1895−69に従って測定した。重合体粒子を5mmφ流出孔径を有するステンレス製ロートから100ccの容器に流したときの重さを測定し、1ccあたりの重さで表示した。
【0055】
[実施例1]
(1)成分[A]の合成
(1−1)合成
〔(r)−ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム〕の合成は特開平11−24090号公報実施例に記載の方法によった。
ブロムクロロベンゼン(1.84g,9.59mmol)をジエチルエーテル(10mL)とヘキサン(10mL)の混合溶媒に溶かし、t−ブチルリチウムのペンタン溶液(11.7mL,19.18mmol,1.64N)を−78℃で滴下した。−70℃で20分、−5℃で1.5時間攪拌した。この溶液に2−メチルアズレン(1.22g,8.63mmol)を加え−5℃で10分、室温で1.5時間攪拌するとほぼ紫色が消失し、白色沈殿が生成した。0℃に冷却しテトラヒドロフラン(10mL)を加え、N−メチルイミダゾール(15μL)とジメチルジクロロシラン(0.52mL,4.31mmol)を加え、室温まで昇温し、室温で1.5時間攪拌した。この後、希塩酸を加え、分液した後有機相を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下溶媒を留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサンおよびヘキサンージクロロメタン1:1)で精製するとジメチルビス[1、1’−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−1,4−ジヒドロアズレン)](2.06g,85%)が得られた。
上記で得られたアズレン(1.27g)をジエチルエーテル(15mL)に溶かし、−78℃でノルマルブチルリチウムのヘキサン溶液(2.8mL,1.6mol/L)を滴下し、徐々に昇温して室温で一夜攪拌した。溶媒を留去し、トルエン(5mL)とジエチルエーテル(0.12mL)を加えた。−78℃に冷却し、昇華精製した四塩化ジルコニウム(530mg)を加え、徐々に昇温し室温で4時間攪拌した。得られた溶液をセライトを用いてフリット濾過し、トルエン(3mL)でフリット上洗浄した。濾別したものをジクロロメタンで抽出し、減圧下濃縮するとジクロロ[1、1’−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル)]ジルコニウムのラセミ・メソ混合物(906mg,トルエン込み)が得られた。ラセミ・メソ比は6:4であった。
【0056】
(1−2)錯体精製
上記で得られたラセミ・メソ混合物(906mg,トルエン込み)をジクロロメタン(25mL)に懸濁し、高圧水銀灯(100W)を用いて40分光照射した。この溶液をフリットを用いて濾過し、減圧下溶媒を留去した。得られた固体にトルエン(7mL)を加え、静置した後上澄みを除いた。同様の操作をトルエン(5mL,6mL)を用いて行い、最後にヘキサン(8mL,5mL)で洗浄した。減圧下乾燥すると黄色粉末としてラセミ体(275mg)が得られた。
1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ0.95(s,6H,SiMe2),2.13(s,6H,2−Me),4.83(br s,2H,4−H), 5.70−5.90(m,8H),6.05−6.11(m,2H),6.73(d,2H),7.25−7.30(m,8H,arom.).
negative CI−MS722(M+C36H32 35Cl4Si90Zr).
【0057】
(2)成分[B]の調製
(2−1)粘土鉱物の酸処理
セパラブルフラスコ中で純水3750mLに96%硫酸(2500g)を加え、さらに市販のモンモリロナイト(水澤化学社製、ベンクレイSL)1000gを60℃で攪拌しながらスラリー化した。このスラリーを1時間かけて90℃まで昇温し90℃で5時間反応させた後、この反応スラリーを1.5時間で室温まで冷却し蒸留水で洗浄液(ろ液)がpH3になるまで洗浄した。得られた固体を窒素気流下130℃で2日間予備乾燥後、さらに200℃で6時間減圧乾燥することにより化学処理スメクタイト707.2gを得た。
この化学処理モンモリロナイトの組成はAl:5.21wt%、Si:38.9wt%、Mg:0.80wt%、Fe:1.60wt%、Na:<0.2wt%であり、Al/Si=0.139[mol/mol]であった。
【0058】
(2−2)酸処理モンモリロナイトの有機Al処理
内容積500mlのガラス製反応器に上記(2−1)で得た酸処理モンモリロナイト20.0gを秤量し、ヘプタン73.7ml、トリノルマルオクチルアルミニウムのヘプタン溶液126.3ml(50.0mmol)を加え、室温で1時間攪拌した。その後、ヘプタンで洗浄し、最後にスラリー量を200.0mlに調製した。
【0059】
(3)プロピレンによる予備重合
上記(1)で得た(r)−ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム 218mg(0.30mmol)にヘプタン82.9mlを加えて撹拌し、トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液4.26ml(3.0mmol)を室温にて添加して、60分間撹拌した。
この錯体溶液を上記(2−2)でトリノルマルオクチルアルミニウム処理したモンモリロナイトに加え、室温で60分間攪拌した。次に、上記混合スラリーにヘプタン209mlを追加して、内容積1リットルの攪拌式オートクレーブに投入して攪拌した。オートクレーブ内の温度が40℃で安定したところでプロピレンを238.1mmol/hrで240分間フィードした。プロピレンフィード終了後40℃に維持したまま60分間撹拌を続けた。その後残存ガスをパージし、窒素置換してから予備重合スラリーをオートクレーブより回収した。回収した触媒スラリーを静置し、上澄みを抜き出した。残った固体成分にトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液17.02ml(12.02mmol)を室温にて加え、室温で10分撹拌した後、減圧乾燥して固体触媒成分を68.93g回収した。
【0060】
(4)プロピレン・エチレン共重合
内容積3Lの撹拌式オートクレーブ内をプロピレンで十分置換した後に、トリイソブチルアルミニウム・n−ヘプタン溶液2.86mL(2.02mmol)を添加し、さらに1−メチルピペリジン・n−ヘプタン溶液2.0ml(1.42μmol)添加した。続いて、水素102mL、エチレン33g、続いて液体プロピレン1500mLを導入し、60℃に昇温しその温度を維持した。上記(3)で得られた予備重合触媒のノルマルヘプタンスラリーを、1mL、触媒として8mg(予備重合ポリマーの重量は除く)をアルゴンにて圧入し重合を開始した。槽内温度を60℃に維持した。1時間後、エタノール10mlを加え、残ガスをパージして得られたポリマーを乾燥した。その結果、268gのポリマーが得られた。触媒活性は、33500gポリマー/g−触媒・時、MFR=9.7(g/10分)、エチレン含量=3.3(重量%)であった。触媒組成を表1に、重合結果と製品物性を表2に示した。
【0061】
[実施例2〜5]
実施例1(4)と同様にして、実施例1(3)で得た予備重合触媒を使用してプロピレン・エチレン共重合を行った。ただし、成分[C]として添加する有機化合物とその使用量は表1の通りである。触媒組成を表1に、重合結果と製品物性を表2に示した。
【0062】
[比較例1]
1−メチルピペリジン・n−ヘプタン溶液を添加しなかった以外は、実施例1と同様に重合を行った。触媒組成を表1に、重合結果と製品物性を表2に示した。
【0063】
[比較例2]
1−メチルピペリジン・n−ヘプタン溶液の代わりに、アニリンを使用した以外は、実施例1と同様に重合を行った。触媒組成を表1に、重合結果と製品物性を表2に示した。
【0064】
[比較例3]
1−メチルピペリジン・n−ヘプタン溶液の代わりに、2,2,6,6−テトラメチルピペリジンを使用した以外は、実施例1と同様に重合を行った。触媒組成を表1に、重合結果と製品物性を表2に示した。
【0065】
【表1】
【0066】
【表2】
【0067】
【発明の効果】
本発明の触媒は、高いオレフィン重合活性を有するため、反応器中で速やかに粒子径が増大して、凝集・付着といった微粉トラブルを低減でき、更には粒子破砕を起こさないために、工業的な長期安定運転が実現できる。また、本発明の触媒は、高いオレフィン重合活性を有するため、経済的に優れている。
【発明の属する技術分野】
本発明はオレフィン重合用触媒ならびに該触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法に関する。更に詳しくは、飽和第3級アミンを用いることにより、従来よりも更に高い活性でオレフィン重合体が得られる、オレフィン重合用触媒ならびに該触媒を用いたオレフィンの重合方法を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】
オレフィンを重合してオレフィン重合体を製造するにあたり、(1)メタロセン化合物および(2)イオン交換性層状化合物、無機珪酸塩等からなる触媒を用いる方法が提案されている(特許文献1〜2参照)。これらの触媒を用いた重合方法では、従来のいわゆるメチルアルモキサンをシリカ、アルミナ等の無機酸化物もしくは有機物等の担体に担持して用いる方法(特許文献3〜7参照)と比較して遷移金属当たり、Al当たりだけでなく、固体成分当たりの重合活性が高いものの、未だ十分とは言えず、更なる改良が必要であった。
【特許文献1】特開平5−301917号公報
【特許文献2】特開平8−127613号公報
【特許文献3】特開昭60−35007号公報
【特許文献4】特開昭61−31404号公報
【特許文献5】特開昭61−108610号公報
【特許文献6】特開昭61−276805号公報
【特許文献7】特開昭61−296008号公報
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を解決し、オレフィン重合体をより高い活性で得ることの出来るオレフィン重合用触媒およびそれを用いたオレフィンの重合方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる目的達成のために鋭意検討した結果なされたもので、下記成分[A]、成分[B]、成分[C]及び、必要に応じて成分[D]を接触させて得られるオレフィン重合用触媒に存する。
成分[A]:共役五員環配位子を有する周期表第4族の遷移金属化合物
成分[B]:層状珪酸塩
成分[C]:飽和第3級アミン化合物
成分[D]:有機アルミニウム化合物
【0005】
また、本発明は、上記のオレフィン重合用触媒の存在下、オレフィンを単独重合または共重合させることを特徴とするオレフィン重合体の製造方法にも存する。
尚、本発明における原子の周期律は、1989年にIUPACにより推奨された18族方式に基づくものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
成分[A]
<共役五員環配位子を有する周期表第4〜6族の遷移金属化合物>
本発明で用いられる成分[A]は、下記一般式[1]、[2]、[3]又は[4]で表される化合物である。
【0007】
【化2】
【0008】
[式中、A及びA’は、同一又は異なる共役五員環構造を有する配位子を、Qは2つの共役五員環配位子を任意の位置で架橋する結合性基を、Mは周期表第4〜6族の遷移金属原子を、ZはMと結合している窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、リン原子またはイオウ原子を含む配位子、水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基を、Q’は共役五員環配位子の任意の位置とZを架橋する結合性基を、そしてXおよびYはMと結合した水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、アミノ基、リン含有炭化水素基またはケイ素含有炭化水素基を、それぞれ示す。]
【0009】
AおよびA’は共役五員環配位子であり、これらは同一化合物内において同一でも異なっていてもよいことは前記したとおりである。この共役五員環配位子の典型例としては、共役炭素五員環配位子、すなわちシクロペンタジエニル基を挙げることができる。このシクロペンタジエニル基は水素原子を5個有するものであってもよく、また、その誘導体、すなわちその水素原子のいくつかが置換基で置換されているものであってもよい。
【0010】
この置換基の一つの具体例は、炭素数1〜20、好ましくは1〜12の炭化水素基であるが、この炭化水素基は一価の基としてシクロペンタジエニル基と結合していてもよく、またこれが複数存在するときにそのうちの2個がそれぞれ他端(ω−端)で結合してシクロペンタジエニル基の一部とともに環を形成していてもよい。後者の代表例として、2個の置換基がそれぞれのω−端で結合して当該シクロペンタジエニル基中の隣接した2個の炭素原子を共有して縮合六員環を形成しているもの、すなわちインデニル基が挙げられる。また、縮合六員環がシクロペンタジエニル基の共役位置に2個結合したフルオレニル基、及び縮合七員環を形成しているアズレニル基が挙げられる。
【0011】
従って、共役五員環配位子の典型例は、置換又は非置換のシクロペンタジエニル基、インデニル基またはフルオレニル基、アズレニル基ということができる。シクロペンタジエニル基の置換基としては、前記の炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜12の炭化水素基の他に、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素)、アルコキシ基(例えばC1〜C12のもの)、ケイ素含有炭化水素基(例えばケイ素原子を−Si(R1)(R2)(R3)の形で含む炭素数1〜24程度の基)、リン含有炭化水素基(例えば、リン原子を−P(R1)(R2)の形で含む炭素数1〜18程度の基)、窒素含有炭化水素基(例えば、窒素原子を−N(R1)(R2)の形で含む炭素数1〜18程度の基)あるいはホウ素含有炭化水素基(例えば、ホウ素原子を−B(R1)(R2)の形で含む炭素数1〜18程度の基)である。これらの置換基が複数ある場合、それぞれの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
【0012】
Qは、二つの共役五員環配位子間を任意の位置で架橋する結合性基を、Q’は共役五員環配位子の任意の位置とZ基を架橋する結合性基を表す。
詳しくは、QおよびQ’は、
(イ)メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、フェニルメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、シクロヘキシレン基等の炭素数1〜20のアルキレン基、
(ロ)シリレン基、ジメチルシリレン基、フェニルメチルシリレン基、ジフェニルシリレン基、ジシリレン基、テトラメチルジシリレン基等のシリレン基、
(ハ)ゲルマニウム、リン、窒素、ホウ素あるいはアルミニウムを含む炭化水素基、具体的には(CH3)2Ge基、(C6H5)2Ge基、(CH3)P基、(C6H5)P基、(C4H9)N基、(C6H5)N基、(CH3)B基、(C4H9)B基、(C6H5)B基、(C6H5)Al基、(CH3O)Al基等である。好ましいものは、アルキレン基およびシリレン基である。
【0013】
Zは、Mと結合している窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、リン原子またはイオウ原子を含む配位子、水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基である。Zとして好ましいものの具体例としては、酸素(−O−)、イオウ(−S−)、炭素数1〜20、好ましくは1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜20、好ましくは1〜12のチオアルコキシ基、炭素数1〜40、好ましくは1〜18のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜40、好ましくは1〜18の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜40、好ましくは1〜18のリン含有炭化水素基、水素原子、塩素、臭素、炭素数1〜20の炭化水素基である。
【0014】
XおよびYは、各々水素、ハロゲン原子、炭素数1〜20、好ましくは1〜10の炭化水素基、炭素数1〜20、好ましくは1〜10のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜20、好ましくは1〜12のリン含有炭化水素基(具体的には、例えばジフェニルホスフィン基)、あるいは炭素数1〜20、好ましくは1〜12のケイ素含有炭化水素基(具体的には、例えばトリメチルシリル基、ビス(トリメチルシリル)メチル基)である。XとYとは同一であっても異なってもよい。これらのうちハロゲン原子、炭化水素基(特に炭素数1〜8のもの)およびアミノ基が好ましい。
【0015】
従って、本発明によるオレフィン重合用触媒において、成分[A]として好ましい一般式[1]、[2]、[3]又は[4]で表される化合物のうち、特に好ましいものは下記内容のそれぞれの置換基を有するものである。
A、A’=シクロペンタジエニル、n−ブチル−シクロペンタジエニル、ジメチル−シクロペンタジエニル、ジエチル−シクロペンタジエニル、エチル−n−ブチル−シクロペンタジエニル、エチル−メチル−シクロペンタジエニル、n−ブチル−メチル−シクロペンタジエニル、インデニル、2−メチル−インデニル、2−メチル−4−フェニルインデニル、テトラヒドロインデニル、2−メチル−テトラヒドロインデニル、2−メチル−ベンゾインデニル、4−ヒドロアズレニル、2,4−ジメチルヘキサヒドロアズレニル、2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル、2−メチル−4−フェニル−ヘキサヒドロアズレニル(上記において、置換基の位置としては、1位及び又は3位が好ましい。)
Q、Q’=エチレン、ジメチルシリレン、イソプロピリデン、
Z=t−ブチルアミド、フェニルアミド、シクロヘキシルアミド、
X、Y=塩素原子、メチル、ジエチルアミノ。
【0016】
本発明において、成分[A]は、同一の一般式で表される化合物群内において、および(または)異なる一般式で表される化合物間において二種以上の化合物の混合物として用いることができる。以下、MがHf(ハフニウム)原子の場合について、具体的に化合物を例示する。
【0017】
(イ)一般式[1]で表される化合物、すなわち結合性基Qを有せず共役五員環配位子を2個有するハフニウム化合物:
(1)ビス(シクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(2)ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(3)ビス(エチル−メチル−シクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、(4)ビス(2−メチルテトラヒドロインデニル)ハフニウムジクロリド、
(5)ビス(シクロペンタジエニル)メチルハフニウムモノクロリド、
(6)(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(7)(シクロペンタジエニル)(アズレニル)ハフニウムジクロリド等、
【0018】
(ロ)一般式[2]で表される化合物、すなわち結合性基Q、例えば(ロ−1)Q=アルキレン基のハフニウム化合物:
(1)メチレンビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(2)エチレンビス(インデニル)ハフニウムジエトキシド、
(3)エチレンビス(インデニル)ハフニウムジメチル、
(4)エチレンビス(2,4−ジメチルインデニル)ハフニウムジクロリド、
(5)イソプロピリデンビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(6)エチレンビス(インデニル)ハフニウムモノクロリドモノハイドライド、
(7)メチレン(シクロペンタジエニル)(3,4−ジメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(8)メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(9)イソプロピリデン(2,5−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,4’−ジメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(10)エチレン(2,5−ジメチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(11)シクロヘキシリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(12)ジクロロ{1,1’−トリメチレンビス[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ハフニウム、
【0019】
(ロ−2)Q=シリレン基の化合物:、
(1)ジメチルシリレンビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(2)ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)ハフニウムジクロリド、
(3)フェニルメチルシリレンビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(4)フェニルメチルシリレンビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(5)テトラメチルジシリレンビス(シクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド、
(6)ジメチルシリレン(3−t−ブチル−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(7)ジメチルシリレン(2−エチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(8)ジメチルシリレン(ジエチルシクロペンタジエニル)(オクタヒドロフルオレニル)ハフニウムジクロリド、
(9)ジメチルシリレンビス[2−エチル−4−(2−フルオロ−4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]ハフニウムジクロリド、
(10)ジメチルシリレンビス[2−メチル−4−(2’,6’−ジメチル−4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]ハフニウムジクロリド、
(11)ジメチルシリレンビス[2−i−プロピル−4−(4−t−ブチルフェニル)−4H−アズレニル]ハフニウムジクロリド、
(12)ジメチルシリレンビス[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−5,6,7,8−テトラヒドロアズレニル]ハフニウムジクロリド、等、
【0020】
(ロ−3)Q=ゲルマニウム、リン、窒素、ホウ素あるいはアルミニウムを含む炭化水素基の化合物:
(1)ジメチルゲルミレンビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(2)フェニルホスフィノビス(インデニル)ハフニウムジクロリド、
(3)ジクロロ{1,1’−ジメチルゲルミレンビス[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ハフニウム、
【0021】
(ハ)一般式[3]で表される化合物、すなわち結合性基Q’を有せず共役五員環配位子を1個有するハフニウム化合物:
(1)ペンタメチルシクロペンタジエニル−ビス(フェニル)アミノハフニウムジクロリド、
(2)シクロペンタジエニルハフニウムトリクロリド、
(3)シクロペンタジエニルハフニウムトリエトキシド、等。
【0022】
(ニ)一般式[4]で表される化合物、すなわち結合性基Q’で架橋した共役五員環配位子を一個有するハフニウム化合物:
(1)ジメチルシリレン(テトラメチルシクロペンタジエニル)フェニルアミドハフニウムジクロリド、
(2)ジメチルシリレン(テトラメチルシクロペンタジエニル)−t−ブチルアミドハフニウムジクロリド、
(3)ジメチルゲルミレン(テトラメチルシクロペンタジエニル)(フェニル)アミノハフニウムジクロリド等、
が例示される。
【0023】
また、上記(イ)〜(ニ)の化合物の塩素を臭素、ヨウ素、ヒドリド、メチル、フェニル、ジエチルアミド基等に置き換えたものも使用可能である。
なお、上記例示において、シクロペンタジエニル環の二置換体は1,2−および1,3−置換体を含み、三置換体は1,2,3−および1,2,4−置換体を含む。これらのうちで好ましいものは、(イ)、(ロ)に例示した化合物である。
なお、これらのメタロセン系遷移金属化合物に不斉炭素が生じる場合には、特に記載が無い場合、立体異性体の1つまたはその混合物(ラセミ体を含む)を示す。
【0024】
以上、成分[A]として、一般式[1]、[2]、[3]又は[4]で表されるハフニウム化合物(MがHf原子の場合)を多数例示した。以下例示は省略するが、Mがジルコニウム、チタニウム、クロミウム等周期表第4〜6族の遷移金属である場合も同様に使用することができる。成分[A]は2種類以上を使用してもよい。上記のハフニウム化合物の中から、(イ)、(ロ)、(ハ)等の化合物を2種類以上組み合わせてもよく、また、ハフニウム化合物とジルコニウム化合物を組み合わせることもできる。
【0025】
成分[B] <層状珪酸塩>
本発明に用いられる成分[B]は、粘土鉱物の大部分を占めるものであり、好ましくはイオン交換性層状珪酸塩である。
層状珪酸塩とは、イオン結合等によって構成される面が互いに弱い結合力で平行に積み重なった結晶構造をとる珪酸塩化合物でる。
大部分の層状珪酸塩は、天然には主に粘土鉱物の主成分として産出するが、これら、層状珪酸塩は特に天然産のものに限らず、人工合成物であってもよい。
【0026】
層状珪酸塩の具体例としては、例えば、白水晴雄著「粘土鉱物学」朝倉書店(1995年)、等に記載される公知の層状珪酸塩であって、ディッカイト、ナクライト、カオリナイト、アノーキサイト、メタハロイサイト、ハロイサイト等のカオリン族、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族、モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、テニオライト、ヘクトライト、スチーブンサイト等のスメクタイト族、バーミキュライト等のバーミキュライト族、雲母、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母族、アタパルジャイト、セピオライト、パリゴルスカイト、ベントナイト、パイロフィライト、タルク、緑泥石群が挙げられる。これらは混合層を形成していてもよい。
【0027】
これらの中では、モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト、ベントナイト、テニオライト等のスメクタイト族、バーミキュライト族、雲母族が好ましい。
スメクタイト族の代表的なものとしては、一般にはモンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ノントライト、ヘクトライト、ソーコナイト等である。「ベンクレイSL」(水澤化学工業社製)、「クニピア」、「スメクトン」(いずれもクニミネ工業社製)、「モンモリロナイトK10」(アルドリッチ社製、ジュートヘミー社製)、「K−Catalystsシリーズ」(ジュートヘミー社製)等の市販品を利用することもできる。雲母族の代表的なものとしては、白雲母、パラゴナイト、金雲母、黒雲母、レピドライト等がある。市販品の「合成雲母ソマシフ」(コープケミカル社製)、「フッ素金雲母」、「フッ素四ケイ素雲母」、「テニオライト」(いずれもトピー工業社製)等の市販品を利用することもできる。更に好ましいのは「ベンクレイSL」等のスメクタイト族である。
【0028】
一般に、天然品は、非イオン交換性(非膨潤性)であることが多く、その場合は好ましいイオン交換性(ないし膨潤性)を有するものとするために、イオン交換性(ないし膨潤性)を付与するための処理を行うことが好ましい。そのような処理のうちで特に好ましいものとしては次のような化学処理があげられる。
すなわち、これらの珪酸塩は化学処理を施したものであることが好ましい。ここで化学処理とは、表面に付着している不純物を除去する表面処理と層状珪酸塩の結晶構造、化学組成に影響を与える処理のいずれをも用いることができる。具体的には、(イ)酸処理、(ロ)アルカリ処理、(ハ)塩類処理、(ニ)有機物処理等が挙げられる。
【0029】
これらの処理は、表面の不純物を取り除く、層間の陽イオンを交換する、結晶構造中のAl、Fe、Mg等の陽イオンを溶出させる等の作用をし、その結果、イオン複合体、分子複合体、有機誘導体等を形成し、表面積や層間距離、固体酸性度等を変えることができる。これらの処理は単独で行ってもよいし、2つ以上の処理を組み合わせてもよい。
化学処理に用いられる(イ)酸としては、合目的的な無機酸あるいは有機酸、好ましくは例えば、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸等があげられ、(ロ)アルカリとしては、NaOH、KOH、NH3等があげられる。(ハ)塩類としては、2族から14族原子からなる群より選ばれた少なくとも1種の原子を含む陽イオンと、ハロゲン原子または無機酸もしくは有機酸由来の陰イオンからなる群より選ばれた少なくとも1種の陰イオン、とからなる化合物が好ましい。
【0030】
更に好ましいものは、Li、Mg、Ca、Al、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mn、W、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、B、Al、GeまたはSn由来のイオンを陽イオンとするもの、Cl、SO4、NO3、OH、C2H4およびPO4由来のイオンを陰イオンとするもの、である。
(ニ)有機物としては、アルコール(炭素数1〜4の脂肪族アルコール、好ましくは例えばメタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、炭素数6〜8の芳香族アルコール、好ましくは例えばフェノール)、高級炭化水素(炭素数5〜10、好ましくは5〜8、のもの、好ましくは例えばヘキサン、ヘプタン等)があげられる。 また、ホルムアミド、ヒドラジン、ジメチルスルホキシド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルアニリン等が好ましくあげられる。塩類及び酸は、2種以上であってもよい。
【0031】
塩類処理と酸処理を組み合わせる場合においては、塩類処理を行った後、酸処理を行う方法、酸処理を行った後、塩類処理を行う方法、及び塩類処理と酸処理を同時に行う方法がある。塩類及び酸による処理条件は、特には制限されないが、通常、塩類および酸濃度は、0.1〜50重量%、処理温度は室温〜沸点、処理時間は、5分〜24時間の条件を選択して、層状珪酸塩を構成している物質の少なくとも一部を溶出する条件で行うことが好ましい。また、塩類及び酸は、トルエン、n−ヘプタン、エタノール等の有機溶媒中、または塩類、酸が処理温度において液体状であれば、無溶媒で用いることもできるが、好ましくは水溶液として用いられる。
【0032】
本発明の成分[B]は、全ての工程の前、間、後のいずれの時点においても、粉砕、造粒、分粒、分別等によって粒子性状を制御することができる。その方法は合目的的な任意のものであり得る。特に造粒法について示せば、例えば噴霧造粒法、転動造粒法、圧縮造粒法、撹拌造粒法、ブリケッティング法、コンパクティング法、押出造粒法、流動層造粒法、乳化造粒法および液中造粒法等が挙げられる。特に好ましい造粒法は、上記の内、噴霧造粒法、転動造粒法および圧縮造粒法である。
【0033】
成分[C] <飽和第3級アミン化合物>
本発明の触媒に用いられる成分[C]は、活性水素を有しない第3級アミンであって、かつ炭素−炭素間に不飽和結合を有しない飽和の有機アミン化合物である。飽和第3級アミン化合物としては、具体的には、下記一般式(1)で表される鎖状アミンまたは(2)で表される環状アミンが挙げられる。
R1R2R3N (1)
【0034】
【化3】
【0035】
(ただし、一般式(1)及び(2)において、R1、R2及びR3は、それぞれ炭素数1〜30の炭化水素基、炭素数3〜30のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基を表し、R1、R2及びR3はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。R4及びR5は、水素原子、炭素数1〜30の炭化水素基、炭素数3〜30のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基を表し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。また、nは2〜10の整数である。)
【0036】
一般式(1)おいて、好ましくは、R1〜R3は、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数3〜20のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基であり、より好ましくは、R1〜R3は、炭素数1〜10の炭化水素基、炭素数3〜18のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基である。
【0037】
更に具体的には、R1〜R3は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどのアルキル基、フェニル、メチルフェニル、エチルフェニル、ナフチルなどのアリール基、ベンジル、フェニルエチルなどのアリールアルキル基、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリルなどのアルキルシリル基、トリフェニルシリル、ジフェニルメチルシリル、フェニルジメチルシリルなどのアリールシリル基、トリメチルゲルミル、トリエチルゲルミル、トリプロピルゲルミルなどのアルキルゲルミル基、トリフェニルゲルミル、ジフェニルメチルゲルミル、フェニルジメチルゲルミルなどのアリールゲルミル基などである。
【0038】
一般式(1)で表される鎖状第3級アミンの具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジイソプロピルメチルアミン、エチルジイソプロピルアミン、イソプロピルジメチルアミン、イソプロピルジエチルアミン、トリブチルアミン、トリ−s−ブチルアミン、t−ブチルジメチルアミン、t−ブチルジエチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、フェニルジメチルアミン、トリフェニルアミン、p−メチルフェニルジメチルアミン、ベンジルジメチルアミン、N,N−ジメチルトリメチルシリルアミン、N,N−ジエチルトリメチルシリルアミン、N,N−ジ−n−プロピルトリメチルシリルアミン、N,N−ジフェニルトリメチルシリルアミン、N−メチル−ビス(トリメチルシリル)アミン、N−エチル−ビス(トリメチルシリル)アミン、N−フェニル−ビス(トリメチルシリル)アミン、N,N−ジメチルトリメチルゲルミルアミン、N,N−ジエチルトリメチルゲルミルアミン、N,N−ジ−n−プロピルトリメチルゲルミルアミン、N,N−ジフェニルトリメチルゲルミルアミン、N−メチル−ビス(トリメチルゲルミル)アミン、N−エチル−ビス(トリメチルゲルミル)アミン、N−フェニル−ビス(トリメチルゲルミル)アミン等が挙げられる。
【0039】
一般式(2)において、R4及びR5は、水素原子、炭素数1〜30の炭化水素基、炭素数3〜30のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基を表し、好ましくは、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数3〜20のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基であり、より好ましくは、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、炭素数3〜18のケイ素含有炭化水素基又はゲルマニウム含有炭化水素基である。
【0040】
R4及びR5の具体例として、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどのアルキル基、フェニル、メチルフェニル、エチルフェニル、ナフチルなどのアリール基、ベンジル、フェニルエチルなどのアリールアルキル基、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリルなどのアルキルシリル基、トリフェニルシリル、ジフェニルメチルシリル、フェニルジメチルシリルなどのアリールシリル基、トリメチルゲルミル、トリエチルゲルミル、トリプロピルゲルミルなどのアルキルゲルミル基、トリフェニルゲルミル、ジフェニルメチルゲルミル、フェニルジメチルゲルミルなどのアリールゲルミル基など、並びに水素原子が挙げられ、最も好ましくは水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基である。
【0041】
一般式(2)で表される環状第3級アミンにおいて、nは2〜10、好ましくは2〜6の整数である。以下、具体的な化合物を例示すると、nが2のアジリジン化合物(エチレンイミン誘導体)として、1−メチルアジリジン、1−エチルアジリジン、1−プロピルアジリジン、1−イソプロピルアジリジン、1−ブチルアジリジン、1−トリメチルシリルアジリジン、1−トリメチルゲルミルアジリジン、1−シクロヘキシルアジリジン、1,2−ジメチルアジリジン、1,2,2−トリメチルアジリジン、1,2,3−トリメチルアジリジン、1,2,2,3−テトラメチルアジリジン、1,2,2,3,3−ペンタメチルアジリジン等が挙げられる。
【0042】
また、nが3のアゼチジン化合物(トリメチレンイミン誘導体)として、1−メチルアゼチジン、1−エチルアゼチジン、1−プロピルアゼチジン、1−イソプロピルアゼチジン、1−ブチルアゼチジン、1−トリメチルシリルアゼチジン、1−トリメチルゲルミルアゼチジン、1−シクロヘキシルアゼチジン、1,2−ジメチルアゼチジン、1,3−ジメチルアゼチジン、1,2,2−トリメチルアゼチジン、1,2,3−トリメチルアゼチジン、1,2,4−トリメチルアゼチジン、1,3,3−トリメチルアゼチジン、1,2,2,3−テトラメチルアゼチジン、1,2,2,4−テトラメチルアゼチジン、1,2,3,3−テトラメチルアゼチジン、1,2,3,4−テトラメチルアゼチジン、1,2,2,3,3−ペンタメチルアゼチジン、1,2,2,3,4−ペンタメチルアゼチジン、1,2,2,4,4−ペンタメチルアゼチジン、1,2,2,3,4,4−ヘキサメチルアゼチジン、1,2,2,3,3,4,4−ヘプタメチルアゼチジン等が挙げられる。
【0043】
また、nが4のピロリジン化合物(テトラメチレンイミン誘導体)として、1−メチルピロリジン、1−エチルピロリジン、1−プロピルピロリジン、1−イソプロピルピロリジン、1−ブチルピロリジン、1−トリメチルシリルピロリジン、1−トリメチルゲルミルピロリジン、1−シクロヘキシルピロリジン、1,2−ジメチルピロリジン、1,3−ジメチルピロリジン、1,4−ジメチルピロリジン、1,5−ジメチルピロリジン、1,2,2−トリメチルピロリジン、1,2,3−トリメチルピロリジン、1,2,4−トリメチルピロリジン、1,2,5−トリメチルピロリジン、1,3,3−トリメチルピロリジン、1,3,4−トリメチルピロリジン、1,2,2,3−テトラメチルピロリジン、1,2,2,4−テトラメチルピロリジン、1,2,2,5−テトラメチルピロリジン、1,2,3,3−テトラメチルピロリジン、1,2,3,4−テトラメチルピロリジン、1,2,3,5−テトラメチルピロリジン、1,2,4,4−テトラメチルピロリジン、1,3,3,4−テトラメチルピロリジン、1,2,2,3,3−ペンタメチルピロリジン、1,2,2,3,4−ペンタメチルピロリジン、1,2,2,3,5−ペンタメチルピロリジン、1,2,2,5,5−ペンタメチルピロリジン、1,3,3,4,4−ペンタメチルピロリジン、1,2,3,4,5−ペンタメチルピロリジン、1,2,2,3,4,5,5−ヘプタメチルピロリジン、1,2,3,3,4,4,5−ヘプタメチルピロリジン、1,2,2,3,3,4,4,5,5−ノナメチルピロリジン等が挙げられる。
【0044】
また、nが5のピペリジン化合物(ペンタメチレンイミン誘導体)として、
1−メチルピペリジン、1−エチルピペリジン、1−プロピルピペリジン、1−イソプロピルピペリジン、1−ブチルピペリジン、1−トリメチルシリルピペリジン、1−トリメチルゲルミルピペリジン、1−シクロヘキシルピペリジン、1,2−ジメチルピペリジン、1,3−ジメチルピペリジン、1,4−ジメチルピペリジン、1,5−ジメチルピペリジン、1,6−ジメチルピペリジン、1,2,2−トリメチルピペリジン、1,2,3−トリメチルピペリジン、1,2,4−トリメチルピペリジン、1,2,5−トリメチルピペリジン、1,2,6−トリメチルピペリジン、1,2,3,4−テトラメチルピペリジン、1,2,3,5−テトラメチルピペリジン、1,2,3,6−テトラメチルピペリジン、1,2,4,5−テトラメチルピペリジン、1,2,4,6−テトラメチルピペリジン、1,3,4,5−テトラメチルピペリジン、1,2,4,4,6−ペンタメチルピペリジン、1,3,3,5,5−ペンタメチルピペリジン、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、1,2,3,4,5−ペンタメチルピペリジン、1,2,3,5,6−ペンタメチルピペリジン、1,2,3,4,6−ペンタメチルピペリジン、1,2,3,4,5,6−ヘキサメチルピペリジン、1,2,2,4,6,6−ヘキサメチルピペリジン、1,3,3,4,5,5−ヘキサメチルピペリジン、1,2,2,3,5,6,6−ヘプタメチルピペリジン、1,2,2,4,4,6,6−ヘプタメチルピペリジン、1,2,3,3,5,5,6−ヘプタメチルピペリジン、1,2,3,4,4,5,6−ヘプタメチルピペリジン、1,2,2,3,4,5,6,6−オクタメチルピペリジン、1,2,3,3,4,5,5,6−オクタメチルピペリジン、1,2,2,3,4,4,5,6,6−ノナメチルピペリジン、1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ウンデカメチルピペリジン等が挙げられる。
【0045】
また、nが6のアゼピン化合物(ヘキサメチレンイミン誘導体)として、1−メチルアゼピン、1−エチルアゼピン、1−プロピルアゼピン、1−イソプロピルアゼピン、1−ブチルアゼピン、1−トリメチルシリルアゼピン、1−トリメチルゲルミルアゼピン、1−シクロヘキシルアゼピン、1,2−ジメチルアゼピン、1,3−ジメチルアゼピン、1,4−ジメチルアゼピン、1,5−ジメチルアゼピン、1,6−ジメチルアゼピン、1,7−ジメチルアゼピン、1,2,3−トリメチルアゼピン、1,2,4−トリメチルアゼピン、1,2,5−トリメチルアゼピン、1,2,7−トリメチルアゼピン、1,3,6−トリメチルアゼピン、1,4,5−トリメチルアゼピン、1,2,3,4−テトラメチルアゼピン、1,2,3,5−テトラメチルアゼピン、1,2,3,6−テトラメチルアゼピン、1,2,3,7−テトラメチルアゼピン、1,2,4,5−テトラメチルアゼピン、1,2,4,6−テトラメチルアゼピン、1,2,4,7−テトラメチルアゼピン、1,3,4,5−テトラメチルアゼピン、1,2,3,4,5−ペンタメチルアゼピン、1,2,3,5,6−ペンタメチルアゼピン、1,2,3,4,6−ペンタメチルアゼピン、1,2,3,6,7−ペンタメチルアゼピン、1,2,4,5,7−ペンタメチルアゼピン、1,2,2,7,7−ペンタメチルアゼピン、1,2,3,4,5,6−ヘキサメチルアゼピン、1,2,3,4,5,7−ヘキサメチルアゼピン、1,2,3,4,5,6,7−ヘプタメチルアゼピン、1,2,2,3,6,7,7−ヘプタメチルアゼピン、1,2,2,4,5,7,7−ヘプタメチルアゼピン、1,2,2,3,4,5,7,7−オクタメチルアゼピン、1,2,2,3,4,5,6,7,7−ノナメチルアゼピン、1,2,3,3,4,5,6,6,7−ノナメチルアゼピン、1,2,3,4,4,5,5,6,7−ノナメチルアゼピン、1,2,2,3,3,4,5,6,6,7,7−ウンデカメチルアゼピン、1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7−ウンデカメチルアゼピン、1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−トリデカメチルアゼピン等が挙げられる。
【0046】
成分[D] <有機アルミニウム化合物>
成分[D]は必要に応じて使用される。成分[D]として用いられる有機アルミニウム化合物の例は、次の一般式で示される化合物である。
AlR8 jX3−j
(式中、R8 はC1〜C20の炭化水素基、Xは水素、ハロゲン、アルコキシ基、jは0<j≦3の数を示す。)具体的には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウムまたはジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムメトキシド等のハロゲンもしくはアルコキシ含有アルキルアルミニウムである。またこの他、メチルアルミノキサン等のアルミノキサン等も使用できる。これらのうち特にトリアルキルアルミニウムが好ましい。
【0047】
触媒成分として更にホウ素化合物、例えばトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素に代表されるルイス酸、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートに代表されるアニオン性化合物等を使用することもできる。
【0048】
成分[A]、成分[B]、成分[C]の接触は特に限定されないが、以下のような接触順序で接触させることができる。
a1.成分[A]と成分[B]を接触させた後に成分[C]を添加する。
a2.成分[A]と成分[C]を接触させた後に成分[B]を添加する。
b1.成分[B]と成分[C]を接触させた後に成分[A]を添加する。
その他、三成分を同時に接触してもよい。
【0049】
また、成分[C]を、成分[A]、成分[B]、必要に応じて使用される成分[D]、オレフィンが存在する重合系に、直接添加することもできる。この場合、成分[C]が、成分[A]、成分[B]、成分[A]と成分[B]の接触生成物、成分[A]と成分[D]の接触生成物、成分[B]と成分[D]の接触生成物、成分[A]と成分[B]と成分[D]の接触生成物、のいずれかに接触させた後、オレフィンと接触するような、成分[C]の添加方法を、好ましいオレフィンの重合方法として挙げることが出来る。
更には、成分[D]を使用する場合の、成分[A]、成分[B]、成分[C]の接触は合目的的であれば特に限定されないが、成分[C]が、成分[A]、成分[B]、成分[A]と成分[B]の接触生成物、成分[A]と成分[D]の接触生成物、成分[B]と成分[D]の接触生成物、成分[A]と成分[B]と成分[D]の接触生成物、のいずれかに接触した後、オレフィンの存在下、新たに成分[D]と接触するような、成分[C]の添加方法を、成分[D]を使用する場合の好ましいオレフィンの重合方法として挙げることが出来る。
【0050】
成分[A]の使用量は、成分[B]1g当たり、各々0.001〜10000mmol、好ましくは0.01〜100mmolである。
成分[C]の使用量は、成分[B]1g当たり、0.001〜100mmol、好ましくは0.005〜5.0mmolである。また、成分[A]中の遷移金属と成分[C]の原子比が1:0.001〜1000、好ましくは0.01〜100である。重合系に成分[C]を添加する場合、成分[C]の使用量の好ましい範囲は、成分[B]1g当たり、溶媒存在下でのスラリー重合あるいは溶液重合の場合、0.005〜5.0mmol、更に好ましくは0.01〜3.0mmolであり、気相重合の場合、0.001〜2.0mmol、更に好ましくは0.005〜1.5mmolである。
成分[D]の使用量は、成分[B]1g当たり、0.01〜10000mmol、好ましくは0.1〜500mmolである。また、成分[A]中の遷移金属と成分[D]中のアルミニウムの原子比が1:0.01〜100000、好ましくは0.1〜30000である。また、成分[C]と成分[D]中のアルミニウムとの原子比が1:1〜20000、好ましくは1:5〜10000、更に好ましくは1:10〜6000である。
これらの使用比率は、通常の割合例を示すものであって、触媒が合目的的なものとなっておれば、上に述べた使用比率の範囲によって本発明が限定されることにはならないことは当然である。
【0051】
成分[A]、成分[B]などからなる触媒をオレフィン重合用(本重合)の触媒として使用する前に、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、ビニルシクロアルカン、スチレン等のオレフィンを予備的に少量重合する(予備重合)することができる。予備重合した触媒は、本重合の際に安定であるので、粒子破砕による微粉ポリマーの生成を防ぎ、流動性に優れた重合体粒子を製造できる。重合反応が安定運転できるので好ましい。また、予備重合工程には、活性点の形成を促進するという利点が存在する。すなわち、予備重合を実施することによって、成分[B]が予備重合触媒粒子内で微分散化されることにより、その表面積が増加し、新たな重合活性前駆点が形成されること、または、予備重合ポリマーが重合活性点を包含することによって、当該活性点と被毒物との接触が制限されて、失活が防止できること、などの工業的な取り扱い上の利点が挙げられる。
【0052】
このエチレン等による予備的な重合は、その効果が失われない限りにおいて、触媒製造における全工程の、前、間、後、いずれにおいても実施可能であり、不活性溶媒中または無溶媒中(あるいは液状α−オレフィンを予備重合に使用する場合は該α−オレフィン中でもよい)、上記各成分の接触下、必要に応じて新たに前記成分[D]のような有機アルミニウムを追加して、エチレン、プロピレン等を供し、触媒成分1g当たり0.01〜1000g、好ましくは0.1〜100gの重合体が生成するように行うことが望ましい。予備重合温度は−100〜100℃、好ましくは−60〜100℃、であり、予備重合時間は0.1〜100時間、好ましくは0.1〜20時間である。
【0053】
本発明のオレフィン重合用触媒により重合できるオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、ブテン−1、3−メチルブテン−1、3−メチルペンテン−1、4−メチルペンテン−1、ビニルシクロアルカン、ブタジエン等の共役ジエン、1,5−ヘキサジエン等の非共役ジエン、スチレンあるいはこれらの誘導体等が挙げられる。また、重合は単独重合の他通常公知のランダム共重合やブロック共重合にも好適に適用できる。
重合反応は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、シクロヘキサン等の不活性炭化水素や液化α−オレフィン等の溶媒存在下、あるいは実質的に溶媒や単量体の液相が存在しない状態で気相重合により行うのが好ましい。気相重合は、例えば流動床、撹拌床、撹拌・混合機を備えた撹拌流動床等の反応装置を用いて行うことができる。重合温度、重合圧力等の条件は特に限定されないが、重合温度は、一般に−50〜250℃、好ましくは0〜100℃であり、また、重合圧力は通常、常圧〜約2000kgf/cm2、好ましくは常圧〜200kgf/cm2、更に好ましくは常圧〜50kgf/cm2の範囲である。また、重合系内に分子量調節剤として水素を存在させてもよい。
【0054】
【実施例】
実施例により本発明を具体的に示すが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、製品物性(重合体物性)は下記により測定した。
(a)メルトフローレート(MFR:Melt Flow Rate)
JIS−K−6758ポリプロピレン試験方法のメルトフローレート(条件:230℃、荷重2.16kgf)により測定した。
(b)エチレン含量
エチレンコモノマー由来のポリマー中のエチレン単位含有量(単位:重量%)は、得られたポリマーをプレスし、シート状にしたものをIR法により測定した。具体的には730cm−1付近に観測されるメチレン鎖由来ピーク高さから算出した。
(c)融点(Tm)
セイコー社製DSC測定装置を用い、試料(約5mg)を採り200℃で5分間融解後、40℃まで10℃/minの速度で降温して結晶化した後に、さらに10℃/minで200℃まで昇温して融解したときの融解ピーク温度で示した。
d.嵩密度(BD)
ASTM D1895−69に従って測定した。重合体粒子を5mmφ流出孔径を有するステンレス製ロートから100ccの容器に流したときの重さを測定し、1ccあたりの重さで表示した。
【0055】
[実施例1]
(1)成分[A]の合成
(1−1)合成
〔(r)−ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム〕の合成は特開平11−24090号公報実施例に記載の方法によった。
ブロムクロロベンゼン(1.84g,9.59mmol)をジエチルエーテル(10mL)とヘキサン(10mL)の混合溶媒に溶かし、t−ブチルリチウムのペンタン溶液(11.7mL,19.18mmol,1.64N)を−78℃で滴下した。−70℃で20分、−5℃で1.5時間攪拌した。この溶液に2−メチルアズレン(1.22g,8.63mmol)を加え−5℃で10分、室温で1.5時間攪拌するとほぼ紫色が消失し、白色沈殿が生成した。0℃に冷却しテトラヒドロフラン(10mL)を加え、N−メチルイミダゾール(15μL)とジメチルジクロロシラン(0.52mL,4.31mmol)を加え、室温まで昇温し、室温で1.5時間攪拌した。この後、希塩酸を加え、分液した後有機相を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下溶媒を留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサンおよびヘキサンージクロロメタン1:1)で精製するとジメチルビス[1、1’−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−1,4−ジヒドロアズレン)](2.06g,85%)が得られた。
上記で得られたアズレン(1.27g)をジエチルエーテル(15mL)に溶かし、−78℃でノルマルブチルリチウムのヘキサン溶液(2.8mL,1.6mol/L)を滴下し、徐々に昇温して室温で一夜攪拌した。溶媒を留去し、トルエン(5mL)とジエチルエーテル(0.12mL)を加えた。−78℃に冷却し、昇華精製した四塩化ジルコニウム(530mg)を加え、徐々に昇温し室温で4時間攪拌した。得られた溶液をセライトを用いてフリット濾過し、トルエン(3mL)でフリット上洗浄した。濾別したものをジクロロメタンで抽出し、減圧下濃縮するとジクロロ[1、1’−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル)]ジルコニウムのラセミ・メソ混合物(906mg,トルエン込み)が得られた。ラセミ・メソ比は6:4であった。
【0056】
(1−2)錯体精製
上記で得られたラセミ・メソ混合物(906mg,トルエン込み)をジクロロメタン(25mL)に懸濁し、高圧水銀灯(100W)を用いて40分光照射した。この溶液をフリットを用いて濾過し、減圧下溶媒を留去した。得られた固体にトルエン(7mL)を加え、静置した後上澄みを除いた。同様の操作をトルエン(5mL,6mL)を用いて行い、最後にヘキサン(8mL,5mL)で洗浄した。減圧下乾燥すると黄色粉末としてラセミ体(275mg)が得られた。
1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ0.95(s,6H,SiMe2),2.13(s,6H,2−Me),4.83(br s,2H,4−H), 5.70−5.90(m,8H),6.05−6.11(m,2H),6.73(d,2H),7.25−7.30(m,8H,arom.).
negative CI−MS722(M+C36H32 35Cl4Si90Zr).
【0057】
(2)成分[B]の調製
(2−1)粘土鉱物の酸処理
セパラブルフラスコ中で純水3750mLに96%硫酸(2500g)を加え、さらに市販のモンモリロナイト(水澤化学社製、ベンクレイSL)1000gを60℃で攪拌しながらスラリー化した。このスラリーを1時間かけて90℃まで昇温し90℃で5時間反応させた後、この反応スラリーを1.5時間で室温まで冷却し蒸留水で洗浄液(ろ液)がpH3になるまで洗浄した。得られた固体を窒素気流下130℃で2日間予備乾燥後、さらに200℃で6時間減圧乾燥することにより化学処理スメクタイト707.2gを得た。
この化学処理モンモリロナイトの組成はAl:5.21wt%、Si:38.9wt%、Mg:0.80wt%、Fe:1.60wt%、Na:<0.2wt%であり、Al/Si=0.139[mol/mol]であった。
【0058】
(2−2)酸処理モンモリロナイトの有機Al処理
内容積500mlのガラス製反応器に上記(2−1)で得た酸処理モンモリロナイト20.0gを秤量し、ヘプタン73.7ml、トリノルマルオクチルアルミニウムのヘプタン溶液126.3ml(50.0mmol)を加え、室温で1時間攪拌した。その後、ヘプタンで洗浄し、最後にスラリー量を200.0mlに調製した。
【0059】
(3)プロピレンによる予備重合
上記(1)で得た(r)−ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム 218mg(0.30mmol)にヘプタン82.9mlを加えて撹拌し、トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液4.26ml(3.0mmol)を室温にて添加して、60分間撹拌した。
この錯体溶液を上記(2−2)でトリノルマルオクチルアルミニウム処理したモンモリロナイトに加え、室温で60分間攪拌した。次に、上記混合スラリーにヘプタン209mlを追加して、内容積1リットルの攪拌式オートクレーブに投入して攪拌した。オートクレーブ内の温度が40℃で安定したところでプロピレンを238.1mmol/hrで240分間フィードした。プロピレンフィード終了後40℃に維持したまま60分間撹拌を続けた。その後残存ガスをパージし、窒素置換してから予備重合スラリーをオートクレーブより回収した。回収した触媒スラリーを静置し、上澄みを抜き出した。残った固体成分にトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液17.02ml(12.02mmol)を室温にて加え、室温で10分撹拌した後、減圧乾燥して固体触媒成分を68.93g回収した。
【0060】
(4)プロピレン・エチレン共重合
内容積3Lの撹拌式オートクレーブ内をプロピレンで十分置換した後に、トリイソブチルアルミニウム・n−ヘプタン溶液2.86mL(2.02mmol)を添加し、さらに1−メチルピペリジン・n−ヘプタン溶液2.0ml(1.42μmol)添加した。続いて、水素102mL、エチレン33g、続いて液体プロピレン1500mLを導入し、60℃に昇温しその温度を維持した。上記(3)で得られた予備重合触媒のノルマルヘプタンスラリーを、1mL、触媒として8mg(予備重合ポリマーの重量は除く)をアルゴンにて圧入し重合を開始した。槽内温度を60℃に維持した。1時間後、エタノール10mlを加え、残ガスをパージして得られたポリマーを乾燥した。その結果、268gのポリマーが得られた。触媒活性は、33500gポリマー/g−触媒・時、MFR=9.7(g/10分)、エチレン含量=3.3(重量%)であった。触媒組成を表1に、重合結果と製品物性を表2に示した。
【0061】
[実施例2〜5]
実施例1(4)と同様にして、実施例1(3)で得た予備重合触媒を使用してプロピレン・エチレン共重合を行った。ただし、成分[C]として添加する有機化合物とその使用量は表1の通りである。触媒組成を表1に、重合結果と製品物性を表2に示した。
【0062】
[比較例1]
1−メチルピペリジン・n−ヘプタン溶液を添加しなかった以外は、実施例1と同様に重合を行った。触媒組成を表1に、重合結果と製品物性を表2に示した。
【0063】
[比較例2]
1−メチルピペリジン・n−ヘプタン溶液の代わりに、アニリンを使用した以外は、実施例1と同様に重合を行った。触媒組成を表1に、重合結果と製品物性を表2に示した。
【0064】
[比較例3]
1−メチルピペリジン・n−ヘプタン溶液の代わりに、2,2,6,6−テトラメチルピペリジンを使用した以外は、実施例1と同様に重合を行った。触媒組成を表1に、重合結果と製品物性を表2に示した。
【0065】
【表1】
【0066】
【表2】
【0067】
【発明の効果】
本発明の触媒は、高いオレフィン重合活性を有するため、反応器中で速やかに粒子径が増大して、凝集・付着といった微粉トラブルを低減でき、更には粒子破砕を起こさないために、工業的な長期安定運転が実現できる。また、本発明の触媒は、高いオレフィン重合活性を有するため、経済的に優れている。
Claims (9)
- 下記成分[A]、成分[B]、成分[C]及び、必要に応じて成分[D]を接触させて得られるオレフィン重合用触媒。
成分[A]:共役五員環配位子を有する周期表第4族の遷移金属化合物
成分[B]:層状珪酸塩
成分[C]:飽和第3級アミン化合物
成分[D]:有機アルミニウム化合物 - 成分[C]が下記一般式(1)または(2)で表される化合物群から選択される少なくとも一つの飽和第3級アミン化合物であることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン重合用触媒。
R1R2R3N (1)
- 一般式(1)において、R1、R2及びR3の少なくとも一つがメチル基であることを特徴とする請求項2に記載のオレフィン重合用触媒。
- 一般式(1)において、R1、R2及びR3の少なくとも一つがシクロヘキシル基であることを特徴とする請求項2に記載のオレフィン重合用触媒。
- 一般式(1)において、R1、R2及びR3の少なくとも一つがトリアルキルシリル基であることを特徴とする請求項2に記載のオレフィン重合用触媒。
- 一般式(2)において、R4とR5が共に水素原子であることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載のオレフィン重合用触媒。
- 一般式(2)において、nが4又は5であることを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項に記載のオレフィン重合用触媒。
- 成分[C]の使用量が成分[B]1gあたり0.02〜0.3mモルであることを特徴とする請求項2〜7のいずれか1項に記載のオレフィン重合用触媒。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載したオレフィン重合用触媒の存在下、オレフィンを単独重合または共重合することを特徴とするオレフィン重合体の製造方法。
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