JP2005132991A - 塩素化ポリプロピレンおよび変性塩素化ポリプロピレン - Google Patents

塩素化ポリプロピレンおよび変性塩素化ポリプロピレン Download PDF

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Abstract

【課題】炭化水素溶媒や含酸素溶媒に対する溶解性が高く、しかもポリオレフィンとの親和性が高いポリマーである塩素化ポリプロピレンおよび変性塩素化ポリプロピレンの提供。
【解決手段】 13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.12〜0.88、重量平均分子量Mwが5,000〜500,000、かつ、常温におけるトルエンへの溶解度が5g以上のポリプロピレンに、塩素が1〜50重量%結合していることを特徴とする塩素化ポリプロピレン、及び塩素が1〜50重量%と変性剤が0.1〜45重量%結合していることを特徴とする変性塩素化ポリプロピレン。
【選択図】なし

Description

本発明は、塩素化ポリプロピレンおよび変性塩素化ポリプロピレンに関し、さらに詳しくは、特定のラセミダイアド値、特定の重量平均分子量を有し、溶剤への優れた溶解度を有する可溶性ポリプロピレンを用いた、有機溶剤に対する溶解性に優れた塩素化ポリプロピレンおよび変性塩素化ポリプロピレンに関する。
通常のポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィンは、結晶性が高いこと及び無極性であることから、他の基材たとえば、スチレン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂などと親和性がほとんどない。そのため、これら樹脂どうしのブレンド、塗装や接着、印刷が困難であるという問題がある。
この問題を解決するために、種々の溶剤への溶解性が高く、ポリプロピレン系材料との親和性が高い変性ポリプロピレンの開発がなされ、それらの一つとして、結晶性の高いポリプロピレンに塩素や無水マレイン酸などを導入したポリマーが開発されているが、これらのポリマーは、一般的に溶剤への溶解性がまだ十分ではなく、使用しにくいという問題があった。
そこで、溶剤への溶解性を向上させるため、ベースポリマーとして、低分子量の結晶性アイソタクチックポリプロピレン、並びにプロピレンを他のα−オレフィンと共重合したコポリマーなどを採用することが検討されている。
例えば、極めて高い剛性、耐熱性を有する分子量分布の狭い高立体規則性のアイソタクチック・ポリプロピレン(例えば、特許文献1参照。)や非晶性ポリオレフィン(プロピレン・α−オレフィン共重合体)にラジカル重合性不飽和化合物及び官能基を有するラジカル重合性不飽和物の混合物をグラフト共重合して得られる樹脂組成物(例えば、特許文献2参照。)が提案されている。
しかしながら、特許文献1に記載された高立体規則性アイソタクチック・ポリプロピレンは、通常例え低分子量にしても、溶剤への溶解性が不十分である。また、特許文献2によれば、グラフト共重合体により樹脂組成物の溶解性、トップコートとの層間付着性、耐候性を向上できるものの、プロピレン・α−オレフィン共重合体である場合には、ポリプロピレン材料との親和性が十分とはいえず、いずれも満足すべき特性が得られていなかった。
一方、重合体主鎖の構造が、80%以上、特に95%以上のラセミダイアドからなる、高度に結晶性であるシンジオタクチックポリプロピレン(例えば、特許文献3参照。)が提案され、このポリマーを無水マレイン酸等で変性する方法(例えば、特許文献4参照。)、塩素化する方法(例えば、特許文献5参照。)、あるいは塩素化と無水マレイン酸等による変性の両方を行う方法(例えば、特許文献6参照。)といった方法が提案されている。
これらのポリマーは、結晶性のアイソタクチック・ポリプロピレンの変性物と比較すると、トルエン等の芳香族炭化水素系の溶剤に対する溶解性はある程度改良されているものの、脂肪族炭化水素溶媒、エーテル系やエステル系のような含酸素溶剤への溶解度は十分とは言えない。
特開平11−100412号公報 特開2001−146565号公報 特開平2−41305号公報 特開平4−348114号公報 特開平7−18016号公報 特開2001−114961号公報
本発明の目的は、上記の様な状況に鑑み、炭化水素溶媒や含酸素溶媒に対する溶解性が高く、しかもポリオレフィンとの親和性が高いポリマーである塩素化ポリプロピレンおよび変性塩素化ポリプロピレンを提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、ポリプロピレンの主鎖の構造に着目し、13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.12〜0.88であり、重量平均分子量Mwが5,000〜500,000、かつ常温におけるトルエンの溶解度が5g以上の可溶性ポリプロピレンを塩素と反応させる、あるいは塩素との反応と特定の化合物で変性するという反応の両方を行ったところ、種々の有機溶剤に対する溶解性が高くしかもポリプロピレンとの親和性が高い、塩素化ポリプロピレンおよび変性塩素化ポリプロピレンが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第1の発明によれば、13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.12〜0.88、重量平均分子量Mwが5,000〜500,000、かつ、常温におけるトルエンへの溶解度が5g以上のポリプロピレンに、塩素が1〜50重量%結合していることを特徴とする塩素化ポリプロピレンが提供される。
また、本発明の第2の発明によれば、13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.12〜0.88、重量平均分子量Mwが5,000〜500,000、かつ、常温におけるトルエンへの溶解度が5g以上のポリプロピレンに、塩素が1〜50重量%及び変性剤が0.1〜45重量%結合していることを特徴とする変性塩素化ポリプロピレンが提供される。
なお、本発明の好ましい態様としては、次のものが包含される。
(1)本発明の第1又は第2の発明において、ポリプロピレンの重量平均分子量Mwが10,000〜200,000であることを特徴とする塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレン。
(2)本発明の第1又は第2の発明において、ポリプロピレンの分子量分布(Mw/Mn)が1.01〜10であることを特徴とする塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレン。
(3)本発明の第1又は第2の発明において、ポリプロピレンの常温におけるトルエンへの溶解度が10g以上のポリプロピレンであることを特徴とする塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレン。
(4)本発明の第1又は第2の発明において、塩素が2〜40重量%結合していることを特徴とする塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレン。
(5)本発明の第1又は第2の発明において、塩素が3〜30重量%結合していることを特徴とする塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレン。
(6)本発明の第1又は第2の発明において、ポリプロピレンが、室温でのIR測定において、結晶部に由来する770cm−1、842cm−1、及び998cm−1又は870cm−1と1022cm−1の吸収ピークが観測されないポリプロピレンであることを特徴とする塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレン。
(7)本発明の第1又は第2の発明において、ポリプロピレンが、X線測定で結晶部に起因するピークが観測されないポリプロピレンであることを特徴とする塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレン。
(8)本発明の第1又は第2の発明において、ポリプロピレンが、13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.12〜0.49のポリプロピレンであることを特徴とする塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレン。
(9)本発明の第1又は第2の発明において、ポリプロピレンが、13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.51〜0.88のポリプロピレンであることを特徴とする塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレン。
(10)本発明の第2の発明において、変性剤が(メタ)アクリル酸及び/またはその誘導体であることを特徴とする変性塩素化ポリプロピレン。
(11)本発明の第2の発明において、変性剤がスチレン及び/またはその誘導体であることを特徴とする変性塩素化ポリプロピレン。
(12)本発明の第2の発明において、変性剤がジカルボン酸及び/またはジカルボン酸無水物であることを特徴とする変性塩素化ポリプロピレン。
(13)本発明の第2の発明において、変性剤が0.2〜40重量%結合していることを特徴とする変性塩素化ポリプロピレン。
(14)本発明の第2の発明において、変性剤が0.3〜30重量%結合していることを特徴とする変性塩素化ポリプロピレン。
(15)本発明の第2の発明において、塩素及び変性剤が合計1.1〜50重量%結合していることを特徴とする変性塩素化ポリプロピレン。
(16)本発明の第2の発明において、塩素及び変性剤が合計3〜30重量%結合していることを特徴とする変性塩素化ポリプロピレン。
(17)本発明の第1又は第2の発明において、ポリプロピレンが均一系の金属錯体触媒を用いて重合して得られるポリプロピレンであることを特徴とする塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレン。
(18)本発明の第1又は第2の発明において、ポリプロピレンがバナジウム錯体と有機アルミニウム化合物からなる触媒用いて重合して得られるポリプロピレンであることを特徴とする塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレン。
(19)13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.12〜0.88、重量平均分子量Mwが5,000〜500,000、かつ常温におけるトルエンへの溶解度が5g以上のポリプロピレンを塩素と反応させることを特徴とする第1の発明の塩素化ポリプロピレンの製造方法。
(20)第1の発明の塩素化ポリプロピレンを(メタ)アクリル酸及び/またはその誘導体、スチレン及び/またはその誘導体、ジカルボン酸及び/またはジカルボン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種類の変性剤で変性することを特徴とする第2の発明の変性塩素化ポリプロピレンの製造方法。
(21)13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.12〜0.88、重量平均分子量(Mw)が5,000〜500,000、かつ常温におけるトルエンへの溶解度が5g以上のポリプロピレンを(メタ)アクリル酸及び/またはその誘導体、スチレン及び/またはその誘導体、ジカルボン酸及び/またはジカルボン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種類の変性剤で変性した後に塩素と反応させることを特徴とする第2の発明の変性塩素化ポリプロピレンの製造方法。
(22)本発明の第1又は第2の発明の塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレンを含む接着剤、インキ、塗料、プライマー、シーリング剤、表面改質剤、コーティング剤、粘着剤、反応性ポリマー又は相溶化剤。
本発明の塩素化ポリプロピレンおよび変性塩素化ポリプロピレンは、可溶性ポリプロピレンを塩素化又は変性塩素化したものであるので、炭化水素溶媒や含酸素溶媒に対する溶解性が高く、しかもポリオレフィンとの親和性が高い特徴を有する。
以下、本発明の塩素化ポリプロピレンおよび変性塩素化ポリプロピレン並びにその製造方法について各項目毎に詳細に説明する。
1.ポリプロピレン(ベースポリマー)
本発明の塩素化ポリプロピレン及び変性塩素化ポリプロピレンで用いるベースポリマーは、次の物性を有するポリプロピレンを用いる。
本発明に係るポリプロピレンの13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]は、0.12〜0.88である。ポリプロピレンがシンジオタクチックポリプロピレンの場合、ラセミダイアド分率[r]は、0.51〜0.88が好ましく、特に好ましくは0.55〜0.84である。一方、ポリプロピレンがアイソタクチックポリプロピレンの場合、ラセミダイアド分率[r]は、0.12〜0.49が好ましく、特に好ましくは0.16〜0.45である。ラセミダイアド分率[r]が0.12未満であると、アイソタクチックポリプロピレンの結晶が生成しやすくなり、有機溶剤に対する溶解度が低下する。ラセミダイアド分率[r]が0.88を超えると、シンジオタクチックポリプロピレンの結晶が生成しやすくなり、有機溶剤に対する溶解性が低下する。
ここで、ラセミダイアド分率[r]は、当業者に周知の方法、即ち13C−NMRで測定した立体規則性の構造に起因するピーク強度の積分値から得る値である。
本発明に係るポリプロピレンの重量平均分子量(Mw)は、5,000〜500,000であり、好ましくは10,000〜200,000である。
また、分子量分布(Mw/Mn)は1.01〜10.0が好ましく、特に好ましくは1.1〜6.0である。
ここで、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフィー(GPC)により測定される値である。
また、本発明に係るポリプロピレンは、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の飽和脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン等の飽和脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素に可溶であり、特に常温におけるトルエンへの溶解度が、5g以上であり、好ましくは10g以上であり、より好ましくは15〜100gである。
ここで、常温におけるポリプロピレンのトルエンに対する溶解度は、溶媒であるトルエン100g中に溶けている溶質であるポリプロピレンのグラム数であり、溶解度の測定は、常温(25℃)で過剰の溶質を溶媒に加え、完全に飽和するまで溶解させ、次いで、この溶液の一定量を正確に量り採り、溶媒を完全に除去して溶解した溶質量を求め、溶媒100g中に溶解した溶質のグラム数として表す値である。
さらに、本発明に係るポリプロピレンの室温でのIR測定においては、結晶部に由来する吸収ピークが観測されないことが好ましく、具体的には770cm−1、842cm−1、及び998cm−1又は870cm−1、1022cm−1に吸収が観測されないことが好ましい。これらIRの吸収ピークは、測定条件や測定機器によって多少シフトすることがある。本発明の意図するところは、有機溶剤に可溶なポリプロピレンをベースポリマーとして用いることにある。さらに、本発明に係るポリプロピレンは、X線測定で結晶部に起因するピークが観測されないことが好ましい。
さらにまた、本発明に係るポリプロピレンは、エチレン、α−オレフィンまたはジオレフィンを用いて共重合したコポリマーを10モル%未満含有しても良い。α−オレフィンとしては、炭素数4〜8のオレフィン、例えば、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、ジオレフィンは、炭素数4〜14のジオレフィン、例えば、ブタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、1,9−デカジエン等が挙げられる。
プロピレン・α−オレフィン共重合体が10モル%以上含まれると、そもそもポリプロピレン系材料との親和性が低下する。ポリプロピレンと充分な親和性をもたせるには、プロピレンの単独重合体を用いることが好ましい。
本発明で用いるポリプロピレンは、上記の物性を満足するものであれば、その製造方法は特に限定されないが、次のような製造方法が好ましい。
すなわち、均一系あるいは不均一系の金属錯体触媒を用い、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の飽和脂肪族炭化水素;シクロプロパン、シクロヘキサン等の飽和脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;あるいはTHF等の溶媒中でプロピレンを重合する。また、プロピレン自身を溶媒とした、いわゆるプロピレンバルク中での重合や気相重合も可能である。
上記均一系の金属錯体触媒とは、有機金属化合物及び有機アルミニウム化合物からなる触媒であるか、酸素、窒素等のヘテロ原子を含む有機化合物と遷移金属からなる金属錯体及び有機アルミニウム系化合物からなる触媒であり、例えば、
(i)バナジウム錯体と有機アルミニウム化合物からなる触媒、
(ii)チタン、ジルコニウム、ハフニウムからなる群から選ばれる金属のシクロアルカジエニル基あるいはその誘導体を1つとアルコキシ基あるいはアルキルアミノ基の少なくとも1つを有する化合物と、アルミノキサン類、ホウ素化合物又は有機アルミニウム化合物からなる触媒、
(iii)チタン、ジルコニウム、ハフニウムのアルコキシ錯体、アルキルアミド錯体、アセチルアセトン錯体からなる群から選ばれる少なくとも1の錯体と、アルミノキサン類、ホウ素化合物又は有機アルミニウム化合物からなる触媒、
(iv)チタン、ジルコニウム、ハフニウムからなる群から選ばれる金属のシクロアルカジエニル基あるいはその誘導体を2つ有する化合物と、アルミノキサン類、ホウ素化合物又は有機アルミニウム化合物からなる触媒、
(v)ニッケル、パラジウム等のジイミン錯体と、アルミノキサン類からなる触媒、
(vi)チタン、ジルコニウム、ハフニウム等のフェノキシイミン錯体と、アルミノキサン類からなる触媒、
(vii)チタン等のピロールイミン錯体と、アルミノキサン類からなる触媒
が挙げられる。
上記(i)のバナジウム錯体と有機アルミニウム化合物からなる触媒において、バナジウム錯体としては、例えば、Makromol.Chem.180、57−64(1979)に記載されている触媒が挙げられ、具体的には、VOCl、VCl、V(アセチルアセトナート)、V(2−メチル−1,3−ブタンジオナト)、V(1,3−ブタンジオナト)、VO(アセチルアセトナート)、VOCl(アセチルアセトナート)、VOCl(アセチルアセトナート)、VO(OR)、等が挙げられる。その他、アルキルイミド、或いはアリールイミドなどの配位子を有する一般式(1)及び(2)のようなバナジウム化合物も挙げられる。
Figure 2005132991
(式中、XはF、Cl、Br、Iまたは炭素数1〜3のアルキル基;R〜Rは、それぞれ炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
Figure 2005132991
(式中、XはF、Cl、Br、Iまたは炭素数1〜3のアルキル基;Rは炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
有機アルミニウム化合物としては、例えば、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジエチルアルミニウムアイオダイド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソブチルアルミニウムジクロリド等のアルキルアルミニウムハライド類;メチルアルミノキサン等のアルミノキサン類が挙げられる。
上記触媒成分の使用量は、プロピレン1モル当り、バナジウム錯体が1×10−5〜0.1モル、好ましくは1×10−4〜5×10−2モルであり、有機アルミニウム化合物が1×10−4〜0.1モル、好ましくは5×10−3〜0.05モルである。
また、(i)の触媒には、必要に応じて電子供与体を添加することもでき、電子供与体としては、アルコール類、フェノール類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸、有機酸もしくは無機酸のエステル類、モノエーテル、ジエーテルもしくはポリエーテル等の含酸素電子供与体や、アンモニア、アミン、ニトリル、イソシアネート等の含窒素電子供与体を挙げることができる。電子供与体の使用量は、バナジウム錯体1モルに対して0.01〜20モルである。
重合反応は、−100〜90℃の温度で0.5〜50時間、好ましくは−50〜50℃で1〜50時間行われる。得られるポリプロピレンの分子量、分子量分布及び収量は、反応温度及び反応時間をコントロールすることにより調節でき、反応温度を−30℃以下にすれば、単分散に近い分子量分布を持つポリプロピレンを得ることができる。
前記(ii)の触媒において、チタン、ジルコニウム、ハフニウムからなる群から選ばれる金属のシクロアルカジエニル基あるいはその誘導体を1つとアルコキシ基あるいはアルキルアミノ基の少なくとも1つを有する化合物と、アルミノキサン類、ホウ素化合物又は有機アルミニウム化合物からなる触媒において、チタン、ジルコニウム、ハフニウムからなる群から選ばれる金属のシクロアルカジエニル基あるいはその誘導体を1つとアルコキシ基あるいはアルキルアミノ基の少なくとも1つを有する化合物としては、一般式(3)〜(5)に示すような化合物が挙げられる。
Figure 2005132991
一般式(3)〜(5)中、MはTi、Zr、Hfのいずれかを、X、Y、Zは、F、Cl、Br、若しくはIから選択されるハロゲン、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基、そのアルコキシ基、置換基を有しても良い炭素数6〜14の芳香族炭化水素基、そのアルコキシ基;R〜Rは、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基、置換基を有しても良い炭素数6〜14の芳香族炭化水素基を示す。R〜R及びX、Y、Zは、それぞれ同時に同じであっても、異なっていても良い。
一般式(3)で表される具体的な化合物としては、例えば、CpTi(OMe)、CpTi(OEt)、CpTi(O・iPr)、CpTi(O・tBu)、CpTi(OC、CpTi(2−Me−OC、CpTi(2−Et−OC、CpTi(2−Pr−OC、CpTi(2−tBu−OC、CpTi(2,6−Me−OC、CpTi(2,6−Et−OC、CpTi(2,6−iPr−OC、CpTi(2,6−tBu−OC、CpTi(2−Me−6−tBu−OC、CpTi(3−Me−6−tBu−OC、CpTi(OMe)Cl、CpTi(OMe)Cl、CpTi(OC)Cl、CpTi(OCCl、CpTi(OMe)(OC)Cl、等が挙げられ、一般式(4)で表される具体的な化合物としては、例えば、(MeC)Cp(C)OTiCl、((CC)Cp(C)OTiCl、(MeC)Cp(3−Me−C)OTiCl、(MeC)Cp(5−Me−C)OTiCl、(MeC)Cp(3−tBu−C)OTiCl、(MeC)Cp(3,5−Me−C)OTiCl、(MeC)Cp(3,5−tBu−C)OTiCl、(MeC)Cp(3−Me−5−tBu−C)OTiCl、(MeC)Cp(3−tBu−5−Me−C)OTiCl、等が挙げられ、一般式(5)で表される具体的な化合物としては、例えば、MeNSiMe(Flu)TiCl、tBuNSiMe(Flu)TiCl、CNSiMe(Flu)TiCl、tBuNSi(C(Flu)TiCl、tBuNSiMe(Flu)TiMe、等が挙げられる。上記の具体例には、TiをZr、Hfに代えた化合物も具体例として挙げることができる。
アルミノキサン類としては、例えば、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、及びこれらアルミノキサン中の未反応アルミニウム化合物を除去・精製した乾燥アルミノキサン等が挙げられる。なお、アルミノキサン類の代りにトリフェニルボラン、トリスペンタフルオロフェニルボラン、トリフェニルメチルトリスペンタフルオロボレート等のホウ素化合物を単独で、あるいはトリアルキルアルミニウムやアルキルアルミニウムハライドのような有機アルミニウム化合物を組み合わせて用いることができる。さらにジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジオクチルアルミニウムクロリド等の有機アルミニウム化合物を用いることもできる。
チタン、ジルコニウム、ハフニウムからなる群から選ばれる金属のシクロアルカジエニル基あるいはその誘導体を1つとアルコキシ基あるいはアルキルアミノ基を少なくとも1つ有する化合物の使用量は、プロピレン1モル当り、1×10−8〜0.1モル、好ましくは1×10−7〜5×10−2モルであり、アルミノキサン類、ホウ素化合物又は有機アルミニウム化合物が1×10−8〜0.1モル、好ましくは1×10−7〜0.05モルである。
重合反応は、−50〜150℃の温度で0.5〜100時間、好ましくは0〜100℃で1〜50時間行われる。
前記(iii)のチタン、ジルコニウム、ハフニウムのアルコキシ錯体、アルキルアミド錯体、アセチルアセトン錯体からなる群から選ばれる少なくとも1の錯体と、アルミノキサン類、ホウ素化合物又は有機アルミニウム化合物からなる触媒において、チタン、ジルコニウム、ハフニウムのアルコキシ錯体、アルキルアミド錯体、アセチルアセトン錯体からなる群から選ばれる錯体としては、例えば、一般式
M(OR)4−a …(6)
M(NR4−a …(7)
M(acac) …(8)
[ORO]MX …(9)
[ORN(R)]MX …(10)
[N(R)RN(R)]MX …(11)
で表される化合物が挙げられる。
上記一般式(6)〜(11)において、Mは、Ti、Zr、Hfを表す。Xは、F、Cl、Br、Iを表す。Rは炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは二価の芳香族あるいは脂環式、脂肪族の炭化水素基、及び/又は二価の含酸素基、二価の含窒素基、二価の含珪素基のようなCとH以外の酸素、窒素、珪素等の異種元素を含んだ二価の基を表し、Rは一価の芳香族あるいは脂環式、脂肪族の炭化水素基を表す。acacはアセチルアセトン配位子、メチルブタンジオン配位子、ブタンジオン配位子、ベンゾイルアセトン配位子、ベンゾイルトリフルオロアセトン配位子、ジベンゾイルメタン配位子、フロイルアセトン配位子、トリフルオロアセチルアセトン配位子、3−フェニルアセチルアセトン配位子、2,4−ヘキサンジオン配位子、トリフルオロジメチル−2,4−ヘキサンジオン配位子等を表わす。aは2〜4の整数である。
また、Rの炭化水素基の例としては、−C2n−のような二価の飽和炭化水素基、−C2n−2−あるいは−C2n−4−のような二価の脂肪族不飽和炭化水素基、−cycloC2m−2−のような二価の脂環式炭化水素基、芳香族環を含む二価の炭化水素基が挙げられる。なお、nは1〜10の整数で、好ましくは2〜5であり、mは5〜15の整数である。また、飽和炭化水素基は、直鎖だけでなく分岐していてもよく、分岐を持った例としては、ジアルキルメチレン基(RC=)、−CH(R)CH(R)−、−CH(R)CHCH(R)−等が挙げられる。さらに、Rは、−(CHO(CH−、−(CHNR(CH−、COC−といった酸素や窒素原子を有する基、ジアルキルシリレン基(RSi=)のような珪素原子を有するものであっても良い。このうち−C2n−のような二価の飽和炭化水素基が好ましい。
一般式(6)〜(8)のM(OR)4−a、M(NR4−a、M(acac)で表される化合物の具体的な化合物としては、Ti(OC、Ti(On−C、Ti(Oi−C、Ti(On−C、Ti(Oi−C、Ti(Os−C、Ti(Ot−C、Ti(OcycloC、Ti(OC11、Ti(OC、Ti(OcycloC11、Ti(OC13、Ti(OCCl、Ti(Oi−CCl、Ti(On−CBr、Ti(On−CCl、Ti(Oi−CBr、Ti(Os−C、Ti(OC11Cl、Ti(OcycloC11、Ti[N(C)]、Ti[N(n−C)]、Ti[N(i−C)]、Ti[N(n−C)]、Ti[N(i−C)]、Ti[N(s−C)]、Ti[N(t−C)]、Ti[N(cycloC)]、Ti[N(C11)]、Ti[N(C)]、Ti[N(cycloC11)]、Ti[N(C13)]、Ti[N(CCl、Ti[N(n−CCl、Ti[N(i−CBr、Ti[N(s−CCl、Ti[N(n−CBr、Ti[N(t−C、Ti[N(C11、Ti[N(C11Cl、Ti(アセチルアセトナト)Cl、Ti(メチルブタンジオナト)Cl、Ti(ブタンジオナト)Cl、Ti(ベンゾイルアセトナト)Br、Ti(ベンゾイルトリフルオロアセトナト)、Ti(ジベンゾイルメタナト)、Ti(フロイルアセトナト)Br、Ti(トリフルオロアセチルアセトナト)Br、Ti(2,4−ヘキサンジオナト)Cl、Zr(OC、Zr(On−C、Zr(Oi−C、Zr(On−C、Zr(Oi−C、Zr(Os−C、Zr(Ot−C、Zr(OcycloC、Zr(OC11、Zr(OC、Zr(OcycloC11、Zr(OC13、Zr(OCCl、Zr(Oi−CCl、Zr(On−CBr、Zr(On−CCl、Zr(Oi−CBr、Zr(Os−C、Zr(OC11Cl、Zr(OcycloC11、Zr[N(C)]、Zr[N(n−C)]、Zr[N(i−C)]、Zr[N(n−C)]、Zr[N(i−C)]、Zr[N(s−C)]、Zr[N(t−C)]、Zr[N(cycloC)]、Zr[N(C11)]、Zr[N(C)]、Zr[N(cycloC11)]、Zr[N(C13)]、Zr[N(CCl、Zr[N(n−CCl、Zr[N(i−CBr、Zr[N(s−CCl、Zr[N(n−CBr、Zr[N(t−C、Zr[N(C11、Zr[N(C11Cl、Zr(アセチルアセトナト)Cl、Zr(メチルブタンジオナト)Cl、Zr(ブタンジオナト)Cl、Zr(ベンゾイルアセトナト)Br、Zr(ベンゾイルトリフルオロアセトナト)、Zr(ジベンゾイルメタナト)、Zr(フロイルアセトナト)Br、Zr(トリフルオロアセチルアセトナト)Br、Zr(2,4−ヘキサンジオナト)Cl、Hf(OC、Hf(On−C、Hf(Oi−C、Hf(On−C、Hf(Oi−C、Hf(Os−C、Hf(Ot−C、Hf(OcycloC、Hf(OC11、Hf(OC、Hf(OcycloC11、Hf(OC13、Hf(OCCl、Hf(Oi−CCl、Hf(On−CBr、Hf(On−CCl、Hf(Oi−CBr、Hf(Os−C、Hf(OC11Cl、Hf(OcycloC11、Hf[N(C)]、Hf[N(n−C)]、Hf[N(i−C)]、Hf[N(n−C)]、Hf[N(i−C)]、Hf[N(s−C)]、Hf[N(t−C)]、Hf[N(cycloC)]、Hf[N(C11)]、Hf[N(C)]、Hf[N(cycloC11)]、Hf[N(C13)]、Hf[N(CCl、Hf[N(n−CCl、Hf[N(i−CBr、Hf[N(s−CCl、Hf[N(n−CBr、Hf[N(t−C、Hf[N(C11、Hf[N(C11Cl、Hf(アセチルアセトナト)Cl、Hf(メチルブタンジオナト)Cl、Hf(ブタンジオナト)Cl、Hf(ベンゾイルアセトナト)Br、Hf(ベンゾイルトリフルオロアセトナト)、Hf(ジベンゾイルメタナト)、Hf(フロイルアセトナト)Br、Hf(トリフルオロアセチルアセトナト)Br、Hf(2,4−ヘキサンジ
オナト)Cl、等が挙げられる。
一般式(9)の[ORO]MXで表される化合物の具体的な化合物としては、[OCHCHO]TiCl、[OCHCHCHO]TiCl、[OCHCHCHCHO]TiCl、[OCHCHOCHCHO]TiCl、[OCHCHO]Ti(CH、[OCHCHCHO]Ti(CH、[OCHCHCHCHO]Ti(CH、[OCHCHOCHCHO]Ti(CH、[OCHCHO]Ti(C、[OCHCHCHO]Ti(C、[OCHCHCHCHO]Ti(C、[OCHCHOCHCHO]Ti(C、[OCHCHO]Ti(CH、[OCHCHCHO]Ti(CH、[OCHCHCHCHO]Ti(CH、[OCHCHOCHCHO]Ti(CH、[OCH(C)CH(C)O]Ti(CH、[OCHC(CCHO]Ti(CH、[OCHCHO]ZrCl、[OCHCHCHO]ZrCl、[OCHCHCHCHO]ZrCl、[OCHCHOCHCHO]ZrCl、[OCHCHO]Zr(CH、[OCHCHCHO]Zr(CH、[OCHCHCHCHO]Zr(CH、[OCHCHOCHCHO]Zr(CH、[OCHCHO]Zr(C、[OCHCHCHO]Zr(C、[OCHCHCHCHO]Zr(C、[OCHCHOCHCHO]Zr(C、[OCHCHO]Zr(CH、[OCHCHCHO]Zr(CH、[OCHCHCHCHO]Zr(CH、[OCHCHOCHCHO]Zr(CH、[OCH(C)CH(C)O]Zr(CH、[OCHC(CCHO]Zr(CH、[OCHCHO]HfCl、[OCHCHCHO]HfCl、[OCHCHCHCHO]HfCl、[OCHCHOCHCHO]HfCl、[OCHCHO]Hf(CH、[OCHCHCHO]Hf(CH、[OCHCHCHCHO]Hf(CH、[OCHCHOCHCHO]Hf(CH、[OCHCHO]Hf(C、[OCHCHCHO]Hf(C、[OCHCHCHCHO]Hf(C、[OCHCHOCHCHO]Hf(C、[OCHCHO]Hf(CH、[OCHCHCHO]Hf(CH、[OCHCHCHCHO]Hf(CH、[OCHCHOCHCHO]Hf(CH、[OCH(C)CH(C)O]Hf(CH、[OCHC(CCHO]Hf(CH、等がある。
一般式(10)の[ORN(R)]MXで表される化合物の具体的な化合物としては、[OCHCHN(CH)]TiCl、[OCHCHCHN(C)]TiCl、[OCHCHCHCHN((i−C)]TiCl、[OCHCHOCHCHN(cycloC11)]TiCl、[OCHCHN(CH)]Ti(CH、[OCHCHCHN(C)]Ti(CH、[OCHCHCHCHN((i−C)]Ti(CH、[OCHCHOCHCHN(cycloC11)]Ti(CH、[OCHCHN(CH)]Ti(C、[OCHCHCHN(C)]Ti(C、[OCHCHCHCHN((i−C)]Ti(C、[OCHCHOCHCHN(CH)]Ti(C、[OCHCHN(i−C)]Ti(CH、[OCHCHCHN(n−C13)]Ti(CH、[OCHCHCHCHN(C)]Ti(CH、[OCHCHOCHCHN((i−C)]Ti(CH、[OCH(C)CH(C)N(i−C)]Ti(CH、[OCHC(CCHN(C)]Ti(CH、[OCHCHN(CH)]ZrCl、[OCHCHCHN(C)]ZrCl、[OCHCHCHCHN((i−C)]ZrCl、[OCHCHOCHCHN(cycloC11)]ZrCl、[OCHCHN(CH)]Zr(CH、[OCHCHCHN(C)]Zr(CH、[OCHCHCHCHN((i−C)]Zr(CH、[OCHCHOCHCHN(cycloC11)]Zr(CH、[OCHCHN(CH)]Zr(C、[OCHCHCHN(C)]Zr(C、[OCHCHCHCHN((i−C)]Zr(C、[OCHCHOCHCHN(CH)]Zr(C、[OCHCHN(i−C)]Zr(CH、[OCHCHCHN(n−C13)]Zr(CH、[OCHCHCHCHN(C)]Zr(CH、[OCHCHOCHCHN((i−C)]Zr(CH、[OCH(C)CH(C)N(i−C)]Zr(CH、[OCHC(CCHN(C)]Zr(CH、[OCHCHN(CH)]HfCl、[OCHCHCHN(C)]HfCl、[OCHCHCHCHN((i−C)]HfCl、[OCHCHOCHCHN(cycloC11)]HfCl、[OCHCHN(CH)]Hf(CH、[OCHCHCHN(C)]Hf(CH、[OCHCHCHCHN((i−C)]Hf(CH、[OCHCHOCHCHN(cycloC11)]Hf(CH、[OCHCHN(CH)]Hf(C、[OCHCHCHN(C)]Hf(C、[OCHCHCHCHN((i−C)]Hf(C、[OCHCHOCHCHN(CH)]Hf(C、[OCHCHN(i−C)]Hf(CH、[OCHCHCHN(n−C13)]Hf(CH、[OCHCHCHCHN(C)]Hf(CH、[OCHCHOCHCHN((i−C)]Hf(CH、[OCH(C)CH(C)N(i−C)]Hf(CH、[OCHC(CCHN(C)]Hf(CH、等がある。
一般式(11)の[N(R)RN(R)]MXで表される化合物の具体的な化合物としては、[N(CH)CHCHN(CH)]TiCl、[N((i−C)CHCHCHN((i−C]TiCl、[N(C)CHCHCHCHN(C))]TiCl、[N(cycloC11)CHCHOCHCHN(cycloC11)]TiCl、[N(CH)CHCHN(CH)]Ti(CH、[N(C)CHCHCHN(C)]Ti(CH、[N((i−C)CHCHCHCHN((i−C)]Ti(CH、[N(cycloC11)CHCHOCHCHN(cycloC11)]Ti(CH、[N(CH)CHCHN(CH)]Ti(C、[N(C)CHCHCHN(C)]Ti(C、[N((i−C)CHCHCHN((i−C)]Ti(C、[N(CH)CHCHOCHCHN(CH)]Ti(C、[N(i−C)CHCHN(i−C)]Ti(CH、[N(n−C13)CHCHCHN(n−C13)]Ti(CH、[N(C)CHCHCHCHN(C)]Ti(CH、[N((i−C)CHCHOCHCHN((i−C)]Ti(CH、[N(i−C)CH(C)CH(C)N(i−C)]Ti(CH、[N(C)CHC(CCHN(C)]Ti(CH、[N(CH)CHCHN(CH)]ZrCl、[N((i−C)CHCHCHN((i−C]ZrCl、[N(C)CHCHCHCHN(C))]ZrCl、[N(cycloC11)CHCHOCHCHN(cycloC11)]ZrCl、[N(CH)CHCHN(CH)]Zr(CH、[N(C)CHCHCHN(C)]Zr(CH、[N((i−C)CHCHCHCHN((i−C)]Zr(CH、[N(cycloC11)CHCHOCHCHN(cycloC11)]Zr(CH、[N(CH)CHCHN(CH)]Zr(C、[N(C)CHCHCHN(C)]Zr(C、[N((i−C)CHCHCHN((i−C)]Zr(C、[N(CH)CHCHOCHCHN(CH)]Zr(C、[N(i−C)CHCHN(i−C)]Zr(CH、[N(n−C13)CHCHCHN(n−C13)]Zr(CH、[N(C)CHCHCHCHN(C)]Zr(CH、[N((i−C)CHCHOCHCHN((i−C)]Zr(CH、[N(i−C)CH(C)CH(C)N(i−C)]Zr(CH、[N(C)CHC(CCHN(C)]Zr(CH、[N(CH)CHCHN(CH)]HfCl、[N((i−C)CHCHCHN((i−C]HfCl、[N(C)CHCHCHCHN(C))]HfCl、[N(cycloC11)CHCHOCHCHN(cycloC11)]HfCl、[N(CH)CHCHN(CH)]Hf(CH、[N(C)CHCHCHN(C)]Hf(CH、[N((i−C)CHCHCHCHN((i−C)]Hf(CH、[N(cycloC11)CHCHOCHCHN(cycloC11)]Hf(CH、[N(CH)CHCHN(CH)]Hf(C、[N(C)CHCHCHN(C)]Hf(C、[N((i−C)CHCHCHN((i−C)]Hf(C、[N(CH)CHCHOCHCHN(CH)]Hf(C、[N(i−C)CHCHN(i−C)]Hf(CH、[N(n−C13)CHCHCHN(n−C13)]Hf(CH、[N(C)CHCHCHCHN(C)]Hf(CH、[
N((i−C)CHCHOCHCHN((i−C)]Hf(CH、[N(i−C)CH(C)CH(C)N(i−C)]Hf(CH、[N(C)CHC(CCHN(C)]Hf(CH、等がある。
アルミノキサン類、ホウ素化合物、有機アルミニウム化合物としては、前記(ii)に例示したものを用いることができる。
上記成分の使用量は、モノマー使用量1モル当り、金属錯体が1×10−5〜0.5モル、好ましくは1×10−4〜0.1モルであり、アルミノキサン類、ホウ素化合物又は有機アルミニウム化合物が1×10−6〜0.5モル、好ましくは1×10−5〜0.1モルである。
重合反応は、−100〜100℃の温度で0.5〜50時間、好ましくは−80〜80℃で1〜30時間行われる。
前記(iv)のチタン、ジルコニウム、ハフニウムからなる群から選ばれる金属のシクロアルカジエニル基あるいはその誘導体を2つ有する化合物のシクロアルカジエニル基あるいはその誘導体は架橋していても架橋していなくても良く、架橋している場合は、架橋点は1ヶ所でも複数箇所でも良い。チタン、ジルコニウム、ハフニウムからなる群から選ばれる金属のシクロアルカジエニル基あるいはその誘導体を2つ有する化合物の例としては、非架橋型、一架橋型、二架橋型のメタロセン化合物がある。
非架橋型メタロセン化合物としては、一般式(12)〜(14)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2005132991
Figure 2005132991
Figure 2005132991
一般式(12)〜(14)中、Rは、水素原子もしくは炭素数1〜8の脂肪族、芳香族及び脂環式の炭化水素基の置換基を示し、Xは、ハロゲン、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を示す。Mは、Ti、Zr、Hfのいずれかの金属である。nは1〜3の整数を示す。
なお、一般式(13)〜(14)のインデニル基、フルオレニル基のフェニル基には置換基があってもよいが、一架橋のシクロペンタジエニル、フルオレニルあるいはその誘導体、同じく一架橋のビスインデニルあるいはその誘導体のような結晶性の高いポリプロピレンの製造用に開発された配位子を有する化合物は好ましくない。
一般式(12)〜(14)で表される非架橋型メタロセン化合物は、各シクロペンタジエニル基が1〜4個の置換基で置換された置換体、好ましくは1〜3個の置換基で置換された置換体である。置換基が全くないもの、または置換基が5個あるものからはアタクチックポリプロピレンしか得られず、好ましくない。
各シクロペンタジエニル基が置換基を1個有する1置換体の具体例としては、例えば、(メチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(メチルシクロペンタジエニル)ZrBr、(エチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(エチルシクロペンタジエニル)Zr(メチル)、(イソプロピルシクロペンタジエニル)ZrCl、(イソプロピルシクロペンタジエニル)ZrI、(n−プロピルシクロペンタジエニル)ZrCl、(n−プロピルシクロペンタジエニル)Zr(フェニル)、(n−ブチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(i−ブチルシクロペンタジエニル)Zr(ベンジル)、(i−ブチルシクロペンタジエニル)Zr(メチル)、(s−ブチルシクロペンタジエニル)Zr(ベンジル)、(t−ブチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(t−ブチルシクロペンタジエニル)ZrBr、(ネオペンチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(ネオペンチルシクロペンタジエニル)Zr(メチル)、(シクロペンチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(シクロペンチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(n−ヘキシルシクロペンタジエニル)ZrCl、(n−ヘキシルシクロペンタジエニル)Zr(フェニル)、(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)ZrCl、(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)Zr(メチル)、(フェニルシクロペンタジエニル)ZrCl、(メチルシクロペンタジエニル)HfCl、(メチルシクロペンタジエニル)HfBr、(エチルシクロペンタジエニル)HfCl、(エチルシクロペンタジエニル)Hf(メチル)、(イソプロピルシクロペンタジエニル)HfCl、(イソプロピルシクロペンタジエニル)HfI、(n−プロピルシクロペンタジエニル)HfCl、(n−プロピルシクロペンタジエニル)Hf(フェニル)、(n−ブチルシクロペンタジエニル)HfCl、(i−ブチルシクロペンタジエニル)Hf(ベンジル)、(i−ブチルシクロペンタジエニル)Hf(メチル)、(s−ブチルシクロペンタジエニル)Hf(ベンジル)、(t−ブチルシクロペンタジエニル)HfCl、(t−ブチルシクロペンタジエニル)HfBr、(ネオペンチルシクロペンタジエニル)HfCl、(ネオペンチルシクロペンタジエニル)Hf(メチル)、(シクロペンチルシクロペンタジエニル)HfCl、(シクロペンチルシクロペンタジエニル)HfCl、(n−ヘキシルシクロペンタジエニル)HfCl、(n−ヘキシルシクロペンタジエニル)Hf(フェニル)、(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)HfCl、(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)Hf(メチル)、(フェニルシクロペンタジエニル)HfCl、(メチルシクロペンタジエニル)TiCl、(メチルシクロペンタジエニル)TiBr、(エチルシクロペンタジエニル)TiCl、(エチルシクロペンタジエニル)Ti(メチル)、(イソプロピルシクロペンタジエニル)TiCl、(イソプロピルシクロペンタジエニル)TiI、(n−プロピルシクロペンタジエニル)TiCl、(n−プロピルシクロペンタジエニル)Ti(フェニル)、(n−ブチルシクロペンタジエニル)TiCl、(i−ブチルシクロペンタジエニル)Ti(ベンジル)、(i−ブチルシクロペンタジエニル)Ti(メチル)、(s−ブチルシクロペンタジエニル)Ti(ベンジル)、(t−ブチルシクロペンタジエニル)TiCl、(t−ブチルシクロペンタジエニル)TiBr、(ネオペンチルシクロペンタジエニル)TiCl、(ネオペンチルシクロペンタジエニル)Ti(メチル)、(シクロペンチルシクロペンタジエニル)TiCl、(シクロペンチルシクロペンタジエニル)TiCl、(n−ヘキシルシクロペンタジエニル)TiCl、(n−ヘキシルシクロペンタジエニル)Ti(フェニル)、(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)TiCl、(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)Ti(メチル)、(フェニルシクロペンタジエニル)TiCl、等が挙げられる。
シクロペンタジエニル基が置換基を2個有する2置換体の具体例としては、例えば、(ジメチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(ジメチルシクロペンタジエニル)ZrBr、(メチルエチルシクロペンタジエニル)ZrI、(メチルプロピルシクロペンタジエニル)Zr(メチル)、(ジプロピルシクロペンタジエニル)Zr(フェニル)、(ジフェニルシクロペンタジエニル)Zr(ベンジル)、(インデニル)ZrCl、(ジメチルシクロペンタジエニル)HfCl、(ジメチルシクロペンタジエニル)HfBr、(メチルエチルシクロペンタジエニル)HfI、(メチルプロピルシクロペンタジエニル)Hf(メチル)、(ジプロピルシクロペンタジエニル)Hf(フェニル)、(ジフェニルシクロペンタジエニル)Hf(ベンジル)、(インデニル)HfCl、(ジメチルシクロペンタジエニル)TiCl、(ジメチルシクロペンタジエニル)TiBr、(メチルエチルシクロペンタジエニル)TiI、(メチルプロピルシクロペンタジエニル)Ti(メチル)、(ジプロピルシクロペンタジエニル)Ti(フェニル)、(ジフェニルシクロペンタジエニル)Ti(ベンジル)、(インデニル)TiCl、等が挙げられる。
各シクロペンタジエニル基が置換基を3又は4個有する3又は4置換体の具体例としては、例えば、(トリメチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(インデニルメチル)ZrCl、(テトラメチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(フルオレニル)ZrCl、(トリメチルシクロペンタジエニル)HfCl、(インデニルメチル)HfCl、(テトラメチルシクロペンタジエニル)HfCl、(フルオレニル)HfCl、(トリメチルシクロペンタジエニル)TiCl、(インデニルメチル)TiCl、(テトラメチルシクロペンタジエニル)TiCl、(フルオレニル)TiCl、等が挙げられる。
一架橋型メタロセン化合物としては、例えば、一般式(15)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2005132991
一般式(15)中、Rは、二価の芳香族あるいは脂環式、脂肪族の炭化水素基、及び又は二価の含酸素基、二価の含窒素基、二価の含珪素基のようなCとH以外の酸素、窒素、珪素等の異種元素を含んだ二価の基を表し、R〜Rは、それぞれ水素原子若しくは炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基を示し、同じであっても異なっていても良い。また、両シクロペンタジエン環のR〜Rのうち少なくとも一つは水素原子である。Xは、ハロゲン、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を示す。Mは、Ti、Zr、Hfのいずれかの金属である。
一架橋型メタロセン化合物の具体例としては、例えば、CHCH(メチルシクロペンタジエニル)ZrBr、(CHSi(シクロペンタジエニル)(ジメチルシクロペンタジエニル)ZrBr、(C)C(エチルシクロペンタジエニル)ZrCl、CHCHCH(エチルシクロペンタジエニル)(トリメチルシクロペンタジエニル)Zr(メチル)、CHCH(i−プロピルシクロペンタジエニル)ZrCl、(CHSi(i−プロピルシクロペンタジエニル)ZrI、(CHSi(n−プロピル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)ZrCl、(CHSi(n−プロピルシクロペンタジエニル)Zr(フェニル)、(CSi(n−ブチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(CHSi(i−ブチルシクロペンタジエニル)Zr(ベンジル)、CHCH(メチルシクロペンタジエニル)(i−ブチルシクロペンタジエニル)Zr(メチル)、(CHSi(s−ブチルシクロペンタジエニル)Zr(ベンジル)、(CHSi(t−ブチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(CHSi(t−ブチルシクロペンタジエニル)ZrBr、(CHSi(ネオペンチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(CHSi(ネオペン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)Zr(メチル)、(CHSi(シクロペンチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(CHSi(シクロペンチルシクロペンタジエニル)ZrI、(CHSi(n−ヘキシルシクロペンタジエニル)ZrCl、(CHSi(n−ヘキシルシクロペンタジエニル)Zr(フェニル)、(CHSi(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)ZrCl、(CHSi(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)Zr(メチル)、(CHSi(フェニルシクロペンタジエニル)ZrCl、(CHSi(ジメチルシクロペンタジエニル)ZrCl、(CHSi(ジメチルシクロペンタジエニル)ZrBr、(CHSi(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)ZrI、(CHSi(メチルプロピルシクロペンタジエニル)Zr(メチル)、(CHSi(ジプロピルシクロペンタジエニル)Zr(フェニル)、(CHSi(ジフェニルシクロペンタジエニル)Zr(ベンジル)、CHCHCH(インデニル)ZrCl、(CHSi(トリメチルシクロペンタジエニル)ZrCl、CHCHCH(インデニルメチル)ZrCl、(CHSi(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)ZrCl、CHCHCH(メチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)ZrCl、CHCH(メチルシクロペンタジエニル)HfBr、(CHSi(シクロペンタジエニル)(ジメチルシクロペンタジエニル)HfBr、(C)C(エチルシクロペンタジエニル)HfCl、CHCHCH(エチルシクロペンタジエニル)(トリメチルシクロペンタジエニル)Hf(メチル)、CHCH(i−プロピルシクロペンタジエニル)HfCl、(CHSi(i−プロピルシクロペンタジエニル)HfI、(CHSi(n−プロピル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)HfCl、(CHSi(n−プロピルシクロペンタジエニル)Hf(フェニル)、(CSi(n−ブチルシクロペンタジエニル)HfCl、(CHSi(i−ブチルシクロペンタジエニル)Hf(ベンジル)、CHCH(メチルシクロペンタジエニル)(i−ブチルシクロペンタジエニル)Hf(メチル)、(CHSi(s−ブチルシクロペンタジエニル)Hf(ベンジル)、(CHSi(t−ブチルシクロペンタジエニル)HfCl、(CHSi(t−ブチルシクロペンタジエニル)HfBr、(CHSi(ネオペンチルシクロペンタジエニル)HfCl、(CHSi(ネオペン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)Hf(メチル)、(CHSi(シクロペンチルシクロペンタジエニル)HfCl、(CHSi(シクロペンチルシクロペンタジエニル)HfI、(CHSi(n−ヘキシルシクロペンタジエニル)HfCl、(CHSi(n−ヘキシルシクロペンタジエニル)Hf(フェニル)、(CHSi(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)HfCl、(CHSi(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)Hf(メチル)、(CHSi(フェニルシクロペンタジエニル)HfCl、(CHSi(ジメチルシクロペンタジエニル)HfCl、(CHSi(ジメチルシクロペンタジエニル)HfBr、(CHSi(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)HfI、(CHSi(メチルプロピルシクロペンタジエニル)Hf(メチル)、(CHSi(ジプロピルシクロペンタジエニル)Hf(フェニル)、(CHSi(ジフェニルシクロペンタジエニル)Hf(ベンジル)、CHCHCH(インデニル)HfCl、(CHSi(トリメチルシクロペンタジエニル)HfCl、CHCHCH(インデニルメチル)HfCl、(CHSi(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)HfCl、CHCHCH(メチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)HfCl、CHCH(メチルシクロペンタジエニル)TiBr、(CHSi(シクロペンタジエニル)(ジメチルシクロペンタジエニル)TiBr、(C)C(エチルシクロペンタジエニル)TiCl、CHCHCH(エチルシクロペンタジエニル)(トリメチルシクロペンタジエニル)Ti(メチル)、CHCH(i−プロピルシクロペンタジエニル)TiCl、(CHSi(i−プロピルシクロペンタジエニル)TiI、(CHSi(n−プロピル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)TiCl、(CHSi(n−プロピルシクロペンタジエニル)Ti(フェニル)、(CSi(n−ブチルシクロペンタジエニル)TiCl、(CHSi(i−ブチルシクロペンタジエニル)Ti(ベンジル)、CHCH(メチルシクロペンタジエニル)(i−ブチルシクロペンタジエニル)Ti(メチル)、(CHSi(s−ブチルシクロペンタジエニル)Ti(ベンジル)、(CHSi(t−ブチルシクロペンタジエニル)TiCl、(CHSi(t−ブチルシクロペンタジエニル)TiBr、(CHSi(ネオペンチルシクロペンタジエニル)TiCl、(CHSi(ネオペン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)Ti(メチル)、(CHSi(シクロペンチルシクロペンタジエニル)TiCl、(CHSi(シクロペンチルシクロペンタジエニル)TiI、(CHSi(n−ヘキシルシクロペンタジエニル)TiCl、(CHSi(n−ヘキシルシクロペンタ
ジエニル)Ti(フェニル)、(CHSi(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)TiCl、(CHSi(シクロヘキシルシクロペンタジエニル)Ti(メチル)、(CHSi(フェニルシクロペンタジエニル)TiCl、(CHSi(ジメチルシクロペンタジエニル)TiCl、(CHSi(ジメチルシクロペンタジエニル)TiBr、(CHSi(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)TiI、(CHSi(メチルプロピルシクロペンタジエニル)Ti(メチル)、(CHSi(ジプロピルシクロペンタジエニル)Ti(フェニル)、(CHSi(ジフェニルシクロペンタジエニル)Ti(ベンジル)、CHCHCH(インデニル)TiCl、(CHSi(トリメチルシクロペンタジエニル)TiCl、CHCHCH(インデニルメチル)TiCl、(CHSi(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)TiCl、CHCHCH(メチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)TiCl、等が挙げられる。
二架橋型メタロセン化合物としては、例えば、一般式(16)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2005132991
一般式(16)中、R〜Rは、それぞれH若しくは炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基を示す。Xは、ハロゲン、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を示す。Mは、Ti、Zr、Hfのいずれかの金属である。R〜Rは、同時に同じであっても、異なっていても良い。
二架橋型メタロセン化合物の具体例としては、例えば、J.Am.Chem.Soc.,Vol.121,No.3,565(1999)に記載されている化合物が挙げられる。
具体的には、(1,2−MeSi)(η−CZrCl、(1,2−MeSi)(η−C)(η−C−3−CH)ZrCl、(1,2−MeSi)(η−C){η−C−3−CH(CH}ZrCl、(1,2−MeSi)(η−C){η−CH−3,5−(CH(CHZrCl、(1,2−MeSi)(η−C−4−CH){η−CH−3,5−(CH(CH}ZrCl、(1,2−MeSi){η−C−4−CH(CH}{η−CH−3,5−(CH(CH}ZrCl、(1,2−MeSi){η−C−4−Si(CH}{η−CH−3,5−(CH(CH}ZrCl、(1,2−(CSi){η−C−4−Si(CH}{η−CH−3,5−(CH(CH}ZrCl、(1,2−MeSi){η−C−4−Si(CH}{η−CH−3,5−(CH(CH}Zr(CH、(1,2−MeSi)(η−CHfCl、(1,2−MeSi)(η−C)(η−C−3−CH)HfCl、(1,2−MeSi)(η−CTiCl、(1,2−MeSi)(η−C)(η−C−3−CH)TiCl、等が挙げられる。
また、アルミノキサン類、ホウ素化合物及び有機アルミニウム化合物は、(ii)で記載したものを用いることができる。
上記成分の使用量は、プロピレン1モル当り、メタロセン化合物が5.0×10−7〜5.0×10−3モル、好ましくは1.0×10−6〜1.0×10−4モルであり、アルミノキサン類、ホウ素化合物又は有機アルミニウム化合物が1.0×10−5〜5.0モル、好ましくは1.0×10−3〜0.1モルである。
重合反応は、−100〜150℃の温度で0.1〜100時間、好ましくは−70〜100℃で1〜50時間行われる。
前記(v)のニッケル、パラジウム等のジイミン錯体と、アルミノキサン類からなる触媒において、ニッケル、パラジウム等のジイミン錯体としては、例えば、一般式(17)〜(20)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2005132991
(式中、XはClまたはメチル(Me)基;Rは、メチル(Me)基またはイソプロピル(iPr)基を示し、同時に同じであっても異なっていても良い。)
アルミノキサン類としては、例えば、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、ブチルアルミノキサン等が挙げられる。
ニッケル、パラジウム等のジイミン錯体の使用量は、プロピレン1モル当り、1×10−6〜0.1モル、好ましくは5×10−6〜5×10−2モルであり、アルミノキサン類が1×10−6〜0.1モル、好ましくは5×10−4〜0.05モルである。
重合反応は、−100〜90℃の温度で0.5〜100時間、好ましくは−50〜50℃で1〜50時間行われる。
前記(vi)のチタン、ジルコニウム、ハフニウム等のフェノキシイミン錯体と、アルミノキサン類からなる触媒において、チタン、ジルコニウム、ハフニウム等のフェノキシイミン錯体としては、例えば、一般式(21)に示すような化合物などが挙げられる。
Figure 2005132991
(式中、Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウムのいずれかを、R、Rはそれぞれ炭素数1〜5のアルキル基で、XはF、Cl、Br、I又は炭素数1〜8のアルコキシ基を示す。)
アルミノキサン類としては、例えば、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、ブチルアルミノキサン等が挙げられる。
チタン、ジルコニウム、ハフニウム等のフェノキシイミン錯体の使用量は、プロピレン1モル当り、1×10−6〜0.1モル、好ましくは5×10−6〜5×10−2モルであり、アルミノキサン類が1×10−6〜0.1モル、好ましくは5×10−4〜0.05モルである。
重合反応は、0〜200℃の温度で0.5〜100時間、好ましくは50〜150℃で1〜50時間行われる。
前記(vii)のチタン等のピロールイミン錯体と、アルミノキサン類からなる触媒において、チタン等のピロールイミン錯体としては、例えば、一般式(22)に示すような化合物が挙げられる。
Figure 2005132991
(式中、XはF、Cl、BrまたはIのハロゲン原子又は炭素数1〜8のアルコキシ基、;Rはフェニル基又は炭素数1〜10のアルキル基を示す。)
アルミノキサン類としては、例えば、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、ブチルアルミノキサン等が挙げられる。
チタン等のピロールイミン錯体の使用量は、プロピレン1モル当り、1×10−6〜0.1モル、好ましくは5×10−6〜5×10−2モルであり、アルミノキサン類が1×10−6〜0.1モル、好ましくは5×10−4〜0.05モルである。
重合反応は、0〜200℃で0.5〜100時間、好ましくは50〜150℃で1〜50時間行われる。
上記不均一系の触媒としては、例えば、(a)チタン化合物またはジルコニウム化合物、ハフニウム化合物、(b)Mg化合物またはMn化合物、Co化合物、(c)有機アルミニウム化合物、必要に応じて(d)電子供与体からなる触媒が挙げられる。
(a)化合物の配位子としては、ハロゲン、アルコキシ基およびその誘導体、シクロペンタジエニル基およびその誘導体、アセチルアセトンおよびその誘導体を挙げることができ、その価数は2〜4価、特に4価が好ましい。4価の配位子のチタン化合物の例としては、例えば、一般式
TiX(OR)Cp(acac)
(Xはハロゲンを示し、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示し、Cpはシクロペンタジエニル基を示し、acacはアセチルアセトン配位子を示し、a、b、c、dは0〜4の整数を示し、a+b+c+d=4である。)
で表される化合物が挙げられる。
具体的な化合物としては、TiCl、Ti(OBu)、CpTiCl、(acac)TiCl等が挙げられる。
(b)化合物の配位子としては、ハロゲン、アルキル基およびその誘導体、アルコキシ基およびその誘導体を挙げることができる。マグネシウム化合物の例としては、例えば、一般式
MgX(OR)
(Xはハロゲンを示し、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示し、e、f、gは0〜2の整数を示し、e+f+g=2である。)で表される化合物が挙げられる。
また、(c)化合物としては、前記均一系触媒(i)で説明した化合物と同様の化合物が挙げられる。
さらに(d)化合物としては、カルボン酸類、カルボン酸無水物、カルボン酸エステル類、カルボン酸ハロゲン化物、アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミン類、アミド類、ニトリル類、アルデヒド類、アルコレート類、有機基と炭素もしくは酸素を介して結合した燐、ヒ素およびアンチモン化合物、ホスホアミド類、チオエーテル類、チオエステル類、炭酸エステル等が挙げられる。これらのうちカルボン酸類、カルボン酸無水物、カルボン酸エステル類、カルボン酸ハロゲン化物、アルコール類、エーテル類が好ましく用いられる。
カルボン酸の具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、ピバリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の脂肪族モノカルボン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族ジカルボン酸、酒石酸等の脂肪族オキシカルボン酸、シクロヘキサモノカルボン酸、シクロヘキセンモノカルボン酸、シス−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、シス−4−メチルシクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸等の脂環式カルボン酸、安息香酸、トルイル酸、アニス酸、p−第三級ブチル安息香酸、ナフトエ酸、ケイ皮酸等の芳香族モノカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタル酸、トリメリト酸、ヘミメリト酸、トリメシン酸、ピロメリト酸、メリト酸等の芳香族多価カルボン酸等が挙げられる。
カルボン酸無水物としては、上記のカルボン酸類の酸無水物が使用し得る。
カルボン酸エステルとしては、上記のカルボン酸類のモノ又は多価エステルが使用することができ、その具体例として、ギ酸ブチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、ピバリン酸プロピル、ピバリン酸イソブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジイソブチル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、コハク酸ジイソブチル、グルタル酸ジエチル、グルタル酸ジブチル、グルタル酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソブチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジイソブチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジイソブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジイソブチル、酒石酸ジエチル、酒石酸ジブチル、酒石酸ジイソブチル、シクロヘキサンカルボン酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、p−トルイル酸メチル、p−第三級ブチル安息香酸エチル、p−アニス酸エチル、α−ナフトエ酸エチル、α−ナフトエ酸イソブチル、ケイ皮酸エチル、フタル酸モノメチル、フタル酸モノブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジ2−エチルヘキシル、フタル酸ジアリル、フタル酸ジフエニル、イソフタル酸ジエチル、イソフタル酸ジイソブチル、テレフタル酸ジエチル、テレフタル酸ジブチル、ナフタル酸ジエチル、ナフタル酸ジブチル、トリメリト酸トリエチル、トリメリト酸トリブチル、ピロメリト酸テトラメチル、ピロメリト酸テトラエチル、ピロメリト酸テトラブチル等が挙げられる。
カルボン酸ハロゲン化物としては、上記のカルボン酸類の酸ハロゲン化物が使用することができ、その具体例として、酢酸クロリド、酢酸ブロミド、酢酸アイオダイド、プロピオン酸クロリド、酪酸クロリド、酪酸ブロミド、酪酸アイオダイド、ピバリン酸クロリド、ピバリン酸ブロミド、アクリル酸クロリド、アクリル酸プロミド、アクリル酸アイオダイド、メタクリル酸クロリド、メタクリル酸ブロミド、メタクリル酸アイオダイド、クロトン酸クロリド、マロン酸クロリド、マロン酸ブロミド、コハク酸クロリド、コハク酸ブロミド、グルタル酸クロリド、グルタル酸ブロミド、アジピン酸クロリド、アジピン酸ブロミド、セバシン酸クロリド、セバシン酸ブロミド、マレイン酸クロリド、マレイン酸ブロミド、フマル酸クロリド、フマル酸ブロミド、酒石酸クロリド、酒石酸ブロミド、シクロヘキサンカルボン酸クロリド、シクロヘキサンカルボン酸ブロミド、1−シクロヘキセンカルボン酸クロリド、シス−4−メチルシクロヘキセンカルボン酸クロリド、シク−4−メチルシクロヘキセンカルボン酸ブロミド、塩化ベンゾイル、臭化ベンゾイル、p−トルイル酸クロリド、p−トルイル酸ブロミド、p−アニス酸クロリド、p−アニス酸ブロミド、α−ナフトエ酸クロリド、ケイ皮酸クロリド、ケイ皮酸ブロミド、フタル酸ジクロリド、フタル酸ジブロミド、イソフタル酸ジクロリド、イソフタル酸ジブロミド、テレフタル酸ジクロリド、ナフタル酸ジクロリドが挙げられる。又、アジピン酸モノメチルクロリド、マレイン酸モノエチルクロリド、マレイン酸モノメチルクロリド、フタル酸ブチルクロリドのようなジカルボン酸のモノアルキルハロゲン化物も使用し得る。
アルコール類は、一般式ROHで表わされる。式においてRは炭素数1〜12個のアルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アルアルキルである。その具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールイソブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、シクロヘキサノール、ベジルアルコール、アリルアルコール、フエノール、クレゾール、キシレノール、エチルフエノール、イソプロピルフエノール、p−ターシヤリーブチルフエノール、n−オクチルフエノール等である。エーテル類は、一般式ROR’で表わされる。式においてR,R’は炭素数1〜12個のアルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アルアルキルであり、RとR’は同じでも異つてもよく、また環を形成してもよい。その具体例としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジ−2−エチルヘキシルエーテル、ジアリルエーテル、エチルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ジフエニルエーテル、アニソール、エチルフエニルエーテル、テトラヒドロフラン等である。
有機珪素化合物の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラフエノキシシラン、テトラ(p−メチルフエノキシ)シラン、テトラベンジルオキシシラン、メチルトリメトキシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリフエノシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソブトキシシラン、エチルトリフエノキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリブトキシシラン、ブチルトリフエノキシシラン、イソブチルトリイソブトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、フエニルトリメトキシシラン、フエニルトリエトキシシラン、ベンジルトリフエノキシシラン、メチルトリアリルオキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジメチルジヘキシルオキシシラン、ジメチルジフエノキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジイソブトキシシラン、ジエチルジフエノキシシラン、ジブチルジイソプロポキシシラン、ジブチルジブトキシシラン、ジブチルジフエノキシシラン、ジイソブチルジエトキシシラン、ジイソブチルジイソブトキシシラン、ジフエニルジメトキシシラン、ジフエニルジエトキシシラン、ジフエニルジブトキシシラン、ジベンジルジエトキシシラン、ジビニルジフエノキシシラン、ジアリルジプロポキシシラン、ジフエニルジアリルオキシシラン、メチルフエニルジメトキシシラン、クロロフエニルジエトキシシラン等が挙げられる。
ヘテロ原子を含む原子供与性化合物の具体例としては、窒素原子を含む化合物として、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、2,6−ジメチルピペリジン、2,6−ジエチルピペリジン、2,6−ジイソプロピルピペリジン、2,2,5,5−テトラメチルピロリジン、2,5−ジメチルピロリジン、2,5−ジエチルピロリジン、2,5−ジイソプロピルピロリジン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、1,2,4−トリメチルピペリジン、2,5−ジメチルピペリジン、ニコチン酸メチル、ニコチン酸エチル、ニコチン酸アミド、安息香酸アミド、2−メチルピロール、2,5−ジメチルピロール、イミダゾール、トルイル酸アミド、ベンゾニトリル、アセトニトリル、アニリン、パラトルイジン、アルトトルイジン、メタトルイジン、トリエチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、テトラメチレンジアミン、トリブチルアミン等が、イオウ原子を含む化合物として、チオフエノール、チオフエン、2−チオフエンカルボン酸エチル、2−チオフエンカルボン酸エチル、2−メチルチオフエン、メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、イソプロピルメルカプタン、ブチルメルカプタン、ジエチルチオエーテル、ジフエニルチオエーテル、ベンゼンスルフオン酸メチル、メチルサルフアイト、エチルサルフアイト等が、酸素原子を含む化合物として、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、3−メチルテトラヒドロフラン、2−エチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソアルミエーテル、ジフエニルエーテル、アニソール、アセトフエノン、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、2−フラル酸エチル、2−フラル酸イソアミル、2−フラル酸メチル、2−フラル酸プロピル等が、リン原子を含む化合物として、トリフエニルホスフイン、トリブチルホスフイン、トリフエニルホスフアイト、トリベンジルホスフアイト、ジエチルホスフエート、ジフエニルホスフエート等が挙げられる。
これら電子供与性化合物のなかではエーテル系化合物が特に好ましい。また、Mg、Ti、ハロゲン系の触媒成分の調製時に用いてもよく、重合時に用いてもよく、二種以上を用いてもよい。
なお、上記不均一系触媒は、シリカ、アルミナ等の金属酸化物に担持して用いてもよく、具体的には、特公平7−121970号、特公平7−121971号、特公平7−121972号、特開昭62−295909号、特開昭63−54407号、特開昭63−54408号等の各公報に記載の方法に従って製造できる。
不均一系触媒による重合条件は、前記均一系触媒の(iv)触媒の条件と同様の条件で行うことができる。また、不均一系触媒を使用する場合、結晶性ポリプロピレンのような室温でトルエンに不溶のポリマーが副生することがあるが、このような場合には、これを取り除いて使用することもできる。
本発明で用いるポリプロピレンの製造触媒は、上記の均一系あるいは不均一系の金属錯体触媒のうち、均一系触媒の(i)〜(iv)及び不均一系触媒が好ましい。
また、これらの触媒を用いる場合、分子量調節剤として、水素、ジエチル亜鉛、Si−H結合含有化合物を添加することができる。
2.塩素化ポリプロピレン
本発明の塩素化ポリプロピレンは、上記の13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.12〜0.88であり、重量平均分子量(Mw)が5,000〜500,000、常温におけるトルエンへの溶解度が5g以上のポリプロピレンを塩素化して得られる。
塩素化反応は、ポリプロピレン又は後述する変性ポリプロピレンを溶媒中に溶解または分散させて、所定の塩素含有量に達するまで塩素ガスを導入して行うことが出来る。反応を効率的に進行させる目的で、紫外線や可視光線を照射したり、あるいは有機過酸化物やジアゾ化合物のようなラジカル発生剤を使用することも出来る。反応温度は0〜200℃、好ましくは50〜150℃、反応時間は0.1〜10時間、好ましくは0.5〜5時間である。
本発明の塩素化ポリプロピレンの塩素含量は、1〜50重量%であり、好ましくは2〜40重量%であり、より好ましくは3〜30重量%である。塩素含量が1重量%未満では、種々の溶媒に対する十分な溶解性が得られなく、50重量%を超えても溶解性の向上は小さくなり、ポリオレフィンとの親和性は低下する。
なお、本発明の塩素化ポリプロピレンは、全体の塩素含量が上記範囲であれば、塩素化ポリプロピレンと塩素化前のポリプロピレンを混合したものであってもよい。
また、ラセミダイアド分率が上記範囲内のものであれば、規則性の異なるポリプロピレンを混合して用いることもできる。
3.変性塩素化ポリプロピレン
本発明の変性塩素化ポリプロピレンは、13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.12〜0.88であり、重量平均分子量(Mw)が5,000〜500,000、常温におけるトルエンへの溶解度が5g以上のポリプロピレンを塩素化して得られる上記の塩素化ポリプロピレンを変性剤で変性するか、該ポリプロピレンを変性してから塩素化することにより得られる。
変性反応は、ポリプロピレン及び/又は上記で得られた塩素化ポリプロピレンを溶媒に溶解した状態、エマルジョンや懸濁状態、さらには混練機中のような固体の状態で、必要に応じて、窒素雰囲気下において、ラジカル開始剤の存在下で変性剤と反応させて行う。
上記溶媒としては、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン等の飽和脂肪族炭化水素;シクロプロパン、シクロヘキサン等の飽和脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。
また、ラジカル反応開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)などのアゾ系;過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルパーオキシヘキサンなどの過酸化物を使用することができ、2種類以上のラジカル開始剤を用いても良い。
変性反応は、50〜200℃、好ましくは60〜160℃で行う。また、反応時間は0.5時間以上、特に1〜10時間が好ましい。反応時間が長いほど、ポリプロピレンへの変性剤の導入量が向上する。通常は1段階で変性反応させるが、2段階以上の多段で反応させてもよい。
なお、変性塩素化ポリプロピレンを製造する際の変性反応は、塩素化の前に行っても、後に行っても良い。
変性塩素化ポリプロピレン中の変性剤の含量は0.1〜45重量%、好ましくは、0.2〜40重量%、より好ましくは0.3〜30重量%である。塩素量や変性剤の量が多すぎると、ポリプロピレン基材との親和性が低下する。また、塩素や変性剤の含量が少なすぎると、種々の溶媒に対する十分な溶解性が得られない。このため、塩素と変性剤の合計量は1.1〜50重量%、好ましくは、3〜30重量%が望ましい。
なお、本発明の変性塩素化ポリプロピレンは、全体の変性剤と塩素含量が上記範囲であれば、変性塩素化ポリプロピレン、塩素化ポリプロピレン、塩素化前のポリプロピレンを混合したものであってもよい。
また、ラセミダイアド分率が上記範囲内のものであれば、規則性の異なるポリプロピレンを混合して用いることもできる。
変性塩素化ポリプロピレンの製造に用いる変性剤としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸の誘導体、ニトリル化合物、ビニル化合物、スチレン、スチレン誘導体、カルボン酸、カルボン酸無水物等の官能基含有化合物が挙げられる。
具体的な化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、トリフェニルメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、トリフェニルメチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル酸のアルキルエステル;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどのグリシジルエステル;アクリル酸ナトリウム塩、アクリル酸カリウム塩、アクリル酸リチウム塩、メタクリル酸ナトリウム塩、メタクリル酸カリウム塩、メタクリル酸リチウム塩などの(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩;アクリル酸クロリド、アクリル酸ブロミド、α−クロロ−メチルアクリレート、メタクリル酸クロリド、メタクリル酸ブロミド、α−クロロ−メチルメタクリレートなど(メタ)アクリル酸のハロゲン化物;アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジイソプロピルアクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N一ジイソプロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレートなどのアミノ基含有(メタ)アクリル酸誘導体;エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−へキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−へキサンジオールジメタクリレート、などのジ(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、トリメトキシシリルプロピルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、トリメトキシシリルプロピルメタクリレートなどのOH基又はアルコキシ基含有(メタ)アクリル酸誘導体;2−イソシアナートエチルメタクリレート、2−イソシアナートエチルアクリレートなどのイソシアナート基含有(メタ)アクリル酸誘導体;エチレングリコールメタクリレートホスフェート、2−メタクリロイロキシエチルホスホリルコリン、等のP含有(メタ)アクリル酸誘導体が挙げられる。
さらに、他のP含有(メタ)アクリル酸誘導体としては、CH=C(CH)CO−O−CH−CH(CHCl)−O−PO(OH)、CH=C(CH)CO−O−CH−CH−O−PO(OH)−O−NH(CHCHOH)、なども挙げられる。
また、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル化合物;塩化ビニル、臭化ビニル、ふっ化ビニル、よう化ビニル、塩化ビニリデン、ビニルスルホン酸ナトリウム塩、ビニルスルホン酸カリウム塩、ビニルスルホン酸リチウム塩、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、ビニルピリジン、N−ビニルピリジン、ビニルピロリドン、アクロレイン、メチルビニルケトン、イソブチルビニルケトン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルアセトアミド、N−ビニルアセトアミド、アリルクロリドなどのビニル化合物;スチレン、ヒドロキシスチレン、アミノスチレン、ジビニルベンゼン、ビニル安息香酸、シアノスチレン、ニトロスチレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、アセトキシスチレン、p−ジメチルアミノメチルスチレンなどのスチレン誘導体;マレイン酸、シトラコン酸、フマル酸、イタコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、ビニルマレイン酸、アリルコハク酸などのジカルボン酸;マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル等のジカルボン酸エステル、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロテレフタル酸などのシクロアルケンジカルボン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸などのジカルボン酸無水物等が挙げられる。
これらの化合物の中でも、アクリル酸、メタクリル酸、又はそれらのアルキルエステル、グリシジルエステル、及びOH基又はアルコキシ基含有(メタ)アクリル酸誘導体、スチレン誘導体、ジカルボン酸、ジカルボン酸無水物を好ましく用いることができる。
なお、変性剤は、1種類であっても2種類以上であっても良い。2種類以上の変性剤を用いる場合、2種類以上の変性剤を予め混合してからポリプロピレンと反応させてもよいし、2段或いはそれ以上の多段で反応させてもよい。
4.用途
本発明の塩素化ポリプロピレン、変性塩素化ポリプロピレンは、有機溶剤に対する溶解性に優れ、ポリオレフィンとの親和性が高いので、ポリプロピレンと他のポリマーとの相溶化剤、塗料、表面改質剤、プライマー、インキ、接着剤或いはコーティング剤及びそれらの中間原料などとして使用することができる。特に好ましい用途は、塗料、表面改質剤、プライマー、或いはコーティング剤である。
以下に実施例を示して、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。
なお、本実施例、比較例中のポリマーの分析は、次に示す評価方法に基づいて行った。
(1)分子量の測定:Waters社製GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)モデル150を用いた。その測定条件は、溶媒がo−ジクロルベンゼン、測定温度が135℃、溶媒流速が1.0ml/分である。カラムは、東ソー社製のTSK−GEL GMHXL−HTを使用し、単分散ポリスチレン標準試料を用い、ポリスチレンの検量線を求め、これによりユニバーサル法でポリプロピレンの検量線を作成し、ポリプロピレンの分子量を測定した。
(2)ラセミダイアド分率[r]:13C−NMRは、Varian社製XL−200型NMR(PFTパルスフーリエ変換装置付き)を用い、50MHz、120℃、パルス幅8.2μsπ/3、パルス間隔4秒、積算回数5000の条件で、立体規則性を測定した。試料は、トリクロルベンゼンとベンゼン(2:1)の混合溶液に溶解して調整した。
(3)IR吸収スペクトル:日本分光社製FT/IR−470を用い、フィルム状にしたポリマーを使用した。
(4)X線結晶性ピーク:生成したポリプロピレンをプレスしてフィルム状にし、半径185mmのゴニオメーターを用いて、反射法にて広角X線プロフィールを測定した。
(5)変性剤導入量:赤外線吸収スペクトル(IR)測定により、吸収ピークの解析により得られた官能基の含有量と、GPC曲線から得られた数平均分子量の値から算出した。IR測定には、日本分光社製のFT/IR−470を用いて、フィルム状にしたポリマーを使用した。
(6)溶解性:300mlの三角フラスコに100gの溶剤を採り、そこに塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレンを室温で加え、5時間攪拌した後の溶解した量を測定して、次の基準で判断した。
○:10g以上溶解
△:5〜10g溶解
×:5g未満溶解
(7)ポリプロピレンとの親和性:ポリプロピレン製板の上に塩素化ポリプロピレン又は変性塩素化ポリプロピレンのトルエン溶液を室温で塗布し、100℃で1時間乾燥した。JIS K−5400に従って、碁盤目テープ法テストを行い、次の基準で判断した。
○:密着率100%
△:密着率≧90%
×:密着率<90%
(実施例1)
(1)プロピレンの重合
十分窒素置換した攪拌機付きの2Lのオートクレーブに、トルエン150mLと2mol/Lのジエチルアルミニウムクロライドのトルエン溶液30mLを導入し、−50℃に冷却した。さらにプロピレン8.3molを、上記温度で加えた。
次に−50℃に冷却したまま、0.1mol/Lのトリス(2−メチル−1,3−ブタンジオナト)バナジウムのトルエン溶液を35mL加え、重合を開始した。重合を2時間行った後、攪拌を停止し、−78℃に冷却した2Lのエタノール塩酸溶液に反応液を注いだ。生成したポリマーを1Lのエタノールで5回洗浄し、室温で減圧乾燥し、81gのポリプロピレンを得た。得られたポリプロピレンをGPCで分析したところ、重量平均分子量が44,000、重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)が1.4であった。結果を表1に示す。
また、生成したポリプロピレンの13C−NMR、IR吸収ピーク、X線測定結果を表2に示す。13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]は0.78であり、IR測定を行ったところ、770cm−1、842cm−1、870cm−1、998cm−1、1022cm−1に吸収が観測されず、X線測定の結果、ブロードなピークが観測されただけで、結晶に起因するピークは観測されなかった。IRチャートを図1に示す。なお、770cm−1、842cm−1、998cm−1におけるピークは結晶性アイソタクチック構造に基づく吸収ピークであり、870cm−1、1022cm−1におけるピークは結晶性シンジオタクチック構造に基づく吸収ピークであり、973cm−1におけるピークはアモルファスアイソタクチック構造に基づく吸収ピークであり、962cm−1、977cm−1におけるピークはアモルファスシンジオタクチック構造に基づく吸収ピークである。
(2)塩素化
グラスライニングされた反応容器に上記で製造したポリプロピレンを10gを導入し、テトラクロルエチレン100mLに溶解した。110℃で塩素ガスを吹き込み塩素含有量が25重量%に達した後、窒素ガスを吹き込み、未反応の塩素含有ガスと塩化水素を除去した。この溶液にアセトン1Lを加えポリマーを折出させ、さらに1Lのアセトンで5回洗浄して塩素化ポリプロピレンを得た。
塩素化後に得られたポリマーのIR測定を行ったところ、770cm−1、842cm−1、870cm−1、998cm−1、1022cm−1の結晶性ポリプロピレンに起因する吸収は観測されなかった。
(3)評価
上記で得られた塩素化ポリプロピレンの各種溶媒への溶解性及びポリプロピレン樹脂との親和性の評価を行った。その結果を表4に示す。
(実施例2)
(1)プロピレンの重合
電子供与体として、フタル酸ジイソプロピルを用い、表1に示した条件にする以外は実施例1と同様にしてプロピレンの重合を行った。得られたポリプロピレンの解析結果を表1及び表2に示す。
(2)塩素化
得られたポリプロピレンを用い、塩素含量が約5重量%となった段階で窒素ガスを吹き込む以外は実施例1と同様にして、塩素化ポリプロピレンを得た。
(3)評価
上記で得られた塩素化ポリプロピレンの各種溶媒への溶解性及びポリプロピレン樹脂との親和性の評価を行った。その結果を表4に示す。
(実施例3)
(1)プロピレンの重合
実施例2と同様にしてポリプロピレンを得た。得られたポリプロピレン解析結果を表1及び表2に示す。
(2)無水マレイン酸による変性
上記で得られたポリプロピレン20gに対して、ヘプタン200gを添加し溶解した。窒素ガスを20分間バブリングした後、窒素雰囲気下で、無水マレイン酸10gとラジカル開始剤として、t−ブチルパ−オキシ−2−エチルヘキサノエート0.5gとを加え、2分混合した後、オイルバスを用いて、反応系を93℃まで上昇させ、系内温度が93℃到達後、3時間攪拌を続けた。その後オイルバスの温度を下げ、直ちに室温のヘプタンを500mL加えた。そのヘプタン溶液を攪拌機付きのビーカーに入れた6Lのアセトンに注ぎ、ポリマーを沈殿させた後、乾燥し、無水マレイン酸変性ポリプロピレンを得た。
(3)塩素化
得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレン10gをとり、実施例2と同様にして、塩素含量が約5%となった段階で窒素ガスを吹き込み、反応を停止し、変性塩素化ポリプロピレンを得た。結果を表3に示す。
なお、塩素化後に得られたポリマーのIR測定を行ったところ、770cm−1、842cm−1、870cm−1、998cm−1、1022cm−1の結晶性ポリプロピレンに起因する吸収は観測されなかった。
(4)評価
上記で得られた変性塩素化ポリプロピレンの各種溶媒への溶解性及びポリプロピレン樹脂との親和性の評価を行った。その結果を表4に示す。
(実施例4)
(1)プロピレンの重合
触媒として、トリス(アセチルアセトナート)バナジウム、エチルアルミニウムセスキクロライドを用い、表1に示した条件にする以外は実施例1と同様にしてプロピレンの重合を行った。得られたポリプロピレン解析結果を表1及び表2に示す。
(2)塩素化
得られたポリプロピレンを用い、塩素含量が約26重量%となった段階で窒素ガスを吹き込む以外は実施例1と同様にして、塩素化ポリプロピレンを得た。
(3)変性
上記で得られた塩素化ポリプロピレンを用い、変性剤としてヒドロキシエチルアクリレートを用い、表3の条件にする以外は実施例3と同様にして変性反応を行い、変性塩素化ポリプロピレンを得た。その結果を表3に示す。
なお、変性後にIRを測定した結果、770cm−1、842cm−1、870cm−1、998cm−1、1022cm−1の結晶性ポリプロピレンに起因する吸収は観測されないことを確認した。
(4)評価
上記で得られた変性塩素化ポリプロピレンの各種溶媒への溶解性及びポリプロピレン樹脂との親和性の評価を行った。その結果を表4に示す。
(実施例5)
(1)プロピレン重合
実施例4と同様にしてポリプロピレンを得た。得られたポリプロピレン解析結果を表1及び表2に示す。
(2)塩素化
得られたポリプロピレンを用い、塩素含量が約12重量%となった段階で窒素ガスを吹き込む以外は実施例1と同様にして、塩素化ポリプロピレンを得た。
(3)変性
上記で得られた塩素化ポリプロピレンを用い、変性剤としてp−アセトキシスチレン、ラジカル開始剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルパーオキシヘキサンを用い、表3の条件にする以外は実施例4と同様にして変性反応を行い、変性塩素化ポリプロピレンを得た。その結果を表3に示す。
なお、変性後にIRを測定した結果、770cm−1、842cm−1、870cm−1、998cm−1、1022cm−1の結晶性ポリプロピレンに起因する吸収は観測されないことを確認した。
(4)評価
上記で得られた変性塩素化ポリプロピレンの各種溶媒への溶解性及びポリプロピレン樹脂との親和性の評価を行った。その結果を表4に示す。
(実施例6)
(1)プロピレンの重合
触媒として、VOCl、エチルアルミニウムセスキクロライドを用い、表1に示した条件にする以外は実施例1と同様にしてプロピレンの重合を行った。得られたポリプロピレン解析結果を表1及び表2に示す。
(2)塩素化
得られたポリプロピレンを用い、塩素含量が約5重量%となった段階で窒素ガスを吹き込む以外は実施例1と同様にして、塩素化ポリプロピレンを得た。
(3)変性
上記で得られた塩素化ポリプロピレンを用い、変性剤としてn−ブチルアクリレートを用い、表3の条件にする以外は実施例4と同様にして変性反応を行い、変性塩素化ポリプロピレンを得た。その結果を表3に示す。
なお、変性後にIRを測定した結果、770cm−1、842cm−1、870cm−1、998cm−1、1022cm−1の結晶性ポリプロピレンに起因する吸収は観測されないことを確認した。
(4)評価
上記で得られた変性塩素化ポリプロピレンの各種溶媒への溶解性及びポリプロピレン樹脂との親和性の評価を行った。その結果を表4に示す。
(実施例7)
(1)プロピレンの重合
窒素ガスで十分に置換した2Lの攪拌機付きオートクレーブにトルエンを1L入れ、21℃に保った。同温度で2mol/Lのエチルアルミニウムセスキクロライドのトルエン溶液30mLを加えた。次に、1mol/Lのテトラブトキシチタンのトルエン溶液を5mL加え、攪拌しながらプロピレンを導入した。プロピレンの圧力は重合中、常時3気圧になるようにセットした。プロピレンの導入をもって重合開始とした。重合は8時間行った。
その後、−60℃に冷却した5Lのメタノール中に反応溶液を入れ、ポリマーを折出させた。得られたポリマーはメタノールで5回洗浄し、室温で乾燥させた。
得られたポリマーの収量は34gであった。得られたポリマーのGPC曲線は単峰性であり、得られたポリプロピレン解析結果を表1及び表2に示す。
(2)塩素化
得られたポリプロピレンを用い、塩素含量が約5重量%となった段階で窒素ガスを吹き込む以外は実施例1と同様にして、塩素化ポリプロピレンを得た。
(3)変性
上記で得られた塩素化ポリプロピレン20gに対して、デカン100gを添加し溶解した。窒素ガスを20分間バブリングした後、窒素雰囲気下で溶液を106℃に昇温した。ラジカル開始剤として、t−ブチルパ−オキシ−2−エチルヘキサノエート0.2gを加えた後に変性剤のアクリル酸1gを添加した。この開始剤と変性剤の添加操作を1時間かけて、計5回繰り返し、その後さらに1時間攪拌した。
オイルバスを下げ、直ちに室温のデカンを500mL加えた。その溶液を攪拌機付きのビーカーに入れた6Lのアセトンに注ぎ、ポリマーを沈殿させた後乾燥し、変性塩素化ポリプロピレンを得た。その結果を表3に示す。
なお、変性後にIRを測定した結果、770cm−1、842cm−1、870cm−1、998cm−1、1022cm−1の結晶性ポリプロピレンに起因する吸収は観測されないことを確認した。
(4)評価
上記で得られた変性塩素化ポリプロピレンの各種溶媒への溶解性及びポリプロピレン樹脂との親和性の評価を行った。その結果を表4に示す。
(実施例8)
(1)不均一系触媒成分の調製
特公平7−121970号の実施例14に記載通りの調製した。
(2)プロピレンの重合
窒素ガスで十分に置換した2Lの攪拌機付きオートクレーブにトルエンを150mL入れ、40℃に保った。同温度でトリエチルアルミニウムを10mmol加えた。次に、上記で得られた不均一系触媒成分を10mg加えた。攪拌しながら水素を2L導入し、さらにプロピレンを8.3mol導入した。導入し終わった時点を重合開始とした。重合は1時間行った。
その後、−60℃に冷却した5Lのメタノール中に反応スラリーを注ぎ、ポリマーを折出させた。得られたポリマーはメタノールで5回洗浄し、室温で乾燥した。ポリマーの収量は34gであった。
(3)結晶性ポリプロピレンの除去
トルエン46.5gに上記で得られたポリプロピレン3.5gを加え1昼夜攪拌した。遠心分離したところ、透明な上澄み液を得た。上澄み液の一部を取り出し、メタノール中に注ぎ、ポリマーを析出させたところ、ポリマー濃度は、5.7wt%であった。またこのポリマーの重量平均分子量は22,000、Mw/Mnの値は4.8であった。得られたポリマーの解析結果を表1及び表2に示す。
(4)塩素化
得られたポリプロピレンを用い、塩素含量が約10重量%となった段階で窒素ガスを吹き込む以外は実施例1と同様にして、塩素化ポリプロピレンを得た。
塩素化後に得られたポリマーのIR測定を行ったところ、770cm−1、842cm−1、870cm−1、998cm−1、1022cm−1の結晶性ポリプロピレンに起因する吸収は観測されなかった。
(5)評価
上記で得られた塩素化ポリプロピレンの各種溶媒への溶解性及びポリプロピレン樹脂との親和性の評価を行った。その結果を表4に示す。
(比較例1)
(1)プロピレンの重合
触媒としてMeC(CpFlu)ZrMe、B(C+Al(n−C17Clを用い、表1に示す条件でプロピレンの重合を行った。得られたシンジオタクチックポリプロピレンの解析結果を表2に示す。
(2)塩素化
得られたポリプロピレンを用い、塩素含量が約5重量%となった段階で窒素ガスを吹き込む以外は実施例1と同様にして、塩素化ポリプロピレンを得た。
なお、塩素化後も870cm−1、1022cm−1のシンジオタクチック結晶性のポリプロピレンに起因する吸収が観測されなかった。
(3)評価
上記で得られた塩素化ポリプロピレンの各種溶媒への溶解性及びポリプロピレン樹脂との親和性の評価を行った。その結果を表4に示す。
(比較例2)
(1)プロピレンの重合
触媒として用いたMgCl、Al(C、シラン化合物は、特開昭63−264607号公報の実施例1に記載の方法で製造し、同公報の応用例を参考にして、ポリプロピレンを得た。結果を表1及び2に示す。
(2)無水マレイン酸による変性
上記で得られたポリプロピレンを用い、実施例2と同様にして、無水マレイン酸変性ポリプロピレンを得た。
(3)塩素化
得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレンを、実施例2と同様にして、塩素含量が約5%となった段階で窒素ガスを吹き込み、反応を停止し、変性塩素化ポリプロピレンを得た。結果を表3に示す。
なお、塩素化後に得られたポリマーのIR測定を行ったところ、770cm−1、842cm−1、998cm−1のアイソタクチックな結晶性ポリプロピレンに起因する吸収が観測された。
(4)評価
上記で得られた変性塩素化ポリプロピレンの各種溶媒への溶解性及びポリプロピレン樹脂との親和性の評価を行った。その結果を表4に示す。
Figure 2005132991
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表1〜4から明らかなように、実施例1〜8で得られたポリマーは、各種溶剤への溶解性に優れ、ポリプロピレンとの親和性に優れていた。一方、ラセミダイアド分率[r]値が0.88を超え、IR測定において870cm−1、1022cm−1に吸収が観測され、X線測定で結晶に起因するピークが観測されるポリプロピレンを用いたポリマーは溶剤への溶解性が劣り(比較例1)、さらにラセミダイアド分率[r]は0.12未満であり、IR測定において770cm−1、842cm−1、998cm−1に吸収が観測され、X線測定で結晶に起因するピークが観測されるポリプロピレンを用いたポリマーは溶剤への溶解性が劣った(比較例2)。
本発明の塩素化ポリプロピレン、変性塩素化ポリプロピレンは、ポリプロピレンと他のポリマーとの相溶化剤、塗料、表面改質剤、プライマー、インキ、接着剤或いはコーティング剤などとして使用することができる。
実施例1で得られたポリプロピレンのIRチャートである。

Claims (2)

  1. 13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.12〜0.88、重量平均分子量Mwが5,000〜500,000、かつ常温におけるトルエンへの溶解度が5g以上のポリプロピレンに、塩素が1〜50重量%結合していることを特徴とする塩素化ポリプロピレン。
  2. 13C−NMRで測定したラセミダイアド分率[r]が0.12〜0.88、重量平均分子量Mwが5,000〜500,000、かつ常温におけるトルエンへの溶解度が5g以上のポリプロピレンに、塩素が1〜50重量%及び変性剤が0.1〜45重量%結合していることを特徴とする変性塩素化ポリプロピレン。
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