JP2006199975A - オレフィン重合用触媒およびこの触媒を用いるオレフィンの重合方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】オレフィン重合用触媒は、(A)液状のマグネシウム化合物と、液状のチタン化合物とを下記一般式(i)で表されるフルオレン環を有するジエーテル化合物の存在下に接触させて製造された固体状チタン触媒成分、(B)周期表第I族〜第III族から選
択される金属を含む有機金属化合物触媒成分、および(C)電子供与体からなる。
(Ra およびRb は炭素原子数1〜6のアルキル基、XおよびYは炭素原子数が1〜6アルキル基またはハロゲン原子、mは0≦m≦4、nは0≦n≦4)
【選択図】なし
Description
このような状況のもと本発明者らは、立体規則性の高いオレフィン(共)重合体をより高い重合活性で得られるような固体状チタン触媒成分を得ることを目的として研究を行った結果、固体状チタン触媒成分の微結晶サイズ(固体状チタン触媒成分を形成するハロゲン化マグネシウムの微結晶の大きさ)、半径0.1μm以下の細孔の容積、半径0.1〜7.5μmの細孔の容積および平均触媒粒径が特定の範囲にあると、この固体状チタン触媒成分を含むオレフィン重合触媒は、高い重合活性でオレフィン(共)重合体を製造することができ、かつ炭素原子数3以上のα−オレフィンを重合したときに立体規則性の高いオレフィン(共)重合体が得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。
液状のマグネシウム化合物と、液状のチタン化合物とを下記一般式(i)で表されるフルオレン環を有するジエーテル化合物の存在下に接触させることにより調製することができる;
次いで上記で得られた溶液と、液状状態のチタン化合物とを接触させることにより調製することができる。
(A)前記固体状チタン触媒成分、
(B)周期律表第I族〜第III族から選択される金属を含む有機金属化合物触媒成分、お
よび
(C)電子供与体からなることを特徴としている。
本発明に係るオレフィンの重合方法は、前記オレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合または共重合させることを特徴としている。
本発明に係るオレフィン重合用固体状チタン触媒成分は、チタン、マグネシウムおよびハロゲンを必須成分としている。
上記固体状チタン触媒成分の組成は、固体状チタン触媒成分を大量のヘキサンで充分洗浄し、0.1〜1Torr、室温の条件下で2時間以上乾燥した後、ICP(原子吸光分析)、GC(ガスクロマトグラフィー)などにより測定し決定される。
半径0.1〜7.5μmの細孔の容積が0.30cm3 /gよりはるかに小さくなると、重合活性が低下することがある。
ここで微結晶サイズ、細孔の容積および平均触媒粒径は以下のようにして測定される。
微結晶サイズの大きさはX線回折装置(理学電機社製RU−300)により、(110)面の半値幅(FWHM)を測定し、かつ既知のScherrerの式(式中0.9は定数Kに帰着する)を適用することによって求めた。微結晶サイズの測定に用いた試料はすべて窒素雰囲気下で取り扱った。なおScherrerの式を用いた微結晶サイズの測定方法は、「カリティX線回折要論(松村源太郎訳)アグネ社刊」に詳しい。
細孔容積供試試料の約0.3gを窒素雰囲気下で精秤し、測定セルに入れ、室温で脱気(約0.7Pa到達)の後、水銀を注入した。このセルを装置に装着して測定を行った。以下に測定条件を示す。
測定圧力範囲:約1000kPa〜190MPa
測定モード :上記圧力範囲の昇圧過程
セル容積 :15cm3
〔(数)平均触媒粒径の測定方法〕
数平均触媒粒径の測定は、光透過式沈降法により、既知のStokesの式(下記式)を適用して求めた。装置は、自動粒度分布測定装置 CAPA−300型(堀場社製)を
用いた。また、分散剤にはデカリンとトリオレインとの混合液(デカリン/トリオレイン=1/4(重量比))を用いた。
η0 :分散媒粘性係数(piose)
ρ :試料密度(g/cm3 )
ρ0 :分散媒密度(g/cm3 )
t :沈降時間(sec.)
X1 :回転中心より沈降面までの距離(cm)
X2 :回転中心より測定面までの距離(cm)
ω :回転角速度(rad/sec.)
本発明に係るオレフィン重合用固体状チタン触媒成分の調製方法は、特に限定されないが、たとえば、以下の方法などにより調製することができる。
(1)液状のマグネシウム化合物を、電子供与体(a)の存在下で、液状状態のチタン化合物とを接触させる方法。
(2)液状のマグネシウム化合物と、電子供与体(a)とを接触させ、次いで得られた溶液と、液状状態のチタン化合物とを接触させた後、必要に応じてさらに電子供与体(b)および液状状態のチタン化合物と接触させる方法。
液状のマグネシウム化合物
液状のマグネシウム化合物は、還元能を有するマグネシウム化合物および還元能を有しないマグネシウム化合物から調製することができる。
Xn MgR2-n
(式中、nは0≦n<2であり、Rは水素または炭素数1〜20の炭化水素基、たとえばアルキル基、アリール基またはシクロアルキル基であり、nが0である場合二個のRは同一でも異なっていてもよく、Xはハロゲンである)
で表される有機マグネシウム化合物を挙げることができる。
ジメチルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジアミルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、ジデシルマグネシウム、
エチル塩化マグネシウム、プロピル塩化マグネシウム、ブチル塩化マグネシウム、ヘキシル塩化マグネシウム、アミル塩化マグネシウム、
ブチルエトキシマグネシウム、エチルブチルマグネシウム、オクチルブチルマグネシウム、ブチルマグネシウムハイドライドなどを挙げることができる。これらのマグネシウム化合物は、単独で用いることもできるし、後述する有機アルミニウム化合物と錯化合物を形成していてもよい。また、これらのマグネシウム化合物は、液体であっても固体であってもよい。
塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、フッ化マグネシウムなどのハロゲン化マグネシウム;
メトキシ塩化マグネシウム、エトキシ塩化マグネシウム、イソプロポキシ塩化マグネシウム、ブトキシ塩化マグネシウム、オクトキシ塩化マグネシウムなどのアルコキシマグネシウムハライド;
フェノキシ塩化マグネシウム、メチルフェノキシ塩化マグネシウムなどのアリロキシマグネシウムハライド;
エトキシマグネシウム、イソプロポキシマグネシウム、ブトキシマグネシウム、n-オクトキシマグネシウム、2-エチルヘキソキシマグネシウムなどのアルコキシマグネシウム;
フェノキシマグネシウム、ジメチルフェノキシマグネシウムなどのアリロキシマグネシウム;
ラウリン酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウムなどのマグネシウムのカルボン酸塩などを挙げることができる。
具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、2-エチルヘキサノール、オクタノール、ドデカノール、オクタデシルアルコール、オレイルアルコール、ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコール、クミルアルコール、イソプロピルアルコール、イソプロピルベンジルアルコール、エチレングリコールなどの炭素原子数が1〜18のアルコール;
トリクロロメタノール、トリクロロエタノール、トリクロロヘキサノールなどの炭素原子数が1〜18のハロゲン含有アルコール;
メチルエーテル、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテル、アミルエーテル、テトラヒドロフラン、エチルベンジルエーテル、ジブチルエーテル、アニソール、ジフェニルエーテルなどの炭素原子数が2〜20のエーテル;
テトラエトキシチタン、テトラ-n-プロポキシチタン、テトラ-i-プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラヘキソキシチタン、テトラブトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウムなどの金属酸エステルなどが挙げられる。
なお、上記マグネシウム化合物を可溶化しうる化合物は、後述する電子供与体(a)、(b)としても用いられる。
固体状チタン触媒成分の調製に用いられる電子供与体(a)としては、マグネシウム化合物を可溶化しうる化合物として例示したアルコール、エーテル、金属酸エステル、および後述するような前記以外のアルコール、フェノール、ケトン、アルデヒド、アミン、ピリジン、有機酸エステル、脂肪族カルボン酸、酸無水物、脂肪族カーボネート、有機ケイ素化合物、有機リン化合物、多価カルボン酸エステル、ジエーテル、ポリエーテルなどを挙げることができる。
ルなどの前記以外のアルコール;
フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、プロピルフェノール、ノニルフェノール、クミルフェノール、ナフトールなどの低級アルキル基を有してもよい炭素原子数が6〜20のフェノール;
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルn-ブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンゾキノン、シクロヘキサノンなどの炭素原子数が3〜15のケトン;
アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、オクチルアルデヒド、ベンズアルデヒド、
トルアルデヒド、ナフトアルデヒドなどの炭素原子数が2〜15のアルデヒド;
トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリベンジルアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアミン;
ピリジン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ジメチルピリジン、エチルメチルピリジン、トリメチルピリジン、フェニルピリジン、ベンジルピリジン、塩化ピリジンなどのピリジン;
ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸などの脂肪族カルボン酸;
無水酢酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水安息香酸、無水トリメリット酸、無水テトラヒドロフタル酸などの酸無水物;
炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチレンなどの脂肪族カーボネート;
亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチルなどのP−O−C結合を有する有機リン化合物などが挙げられる。
を有する。
コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、メチルコハク酸ジエチル、α-メチルグルタル
酸ジイソブチル、メチルマロン酸ジエチル、エチルマロン酸ジエチル、イソプロピルマロン酸ジエチル、ブチルマロン酸ジエチル、フェニルマロン酸ジエチル、ジエチルマロン酸
ジエチル、ジブチルマロン酸ジエチル、マレイン酸モノオクチル、マレイン酸ジオクチル、マレイン酸ジブチル、ブチルマレイン酸ジブチル、ブチルマレイン酸ジエチル、β-メ
チルグルタル酸ジイソプロピル、エチルコハク酸ジアルリル、フマル酸ジ-2-エチルヘキ
シル、イタコン酸ジエチル、シトラコン酸ジオクチルなどの脂肪族ポリカルボン酸エステル;
1,2-シクロヘキサンカルボン酸ジエチル、1,2-シクロヘキサンカルボン酸ジイソブチル、テトラヒドロフタル酸ジエチル、ナジック酸ジエチルなどの脂環族ポリカルボン酸エステル;
フタル酸モノエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸メチルエチル、フタル酸モノイソブチル、フタル酸ジエチル、フタル酸エチルイソブチル、フタル酸ジn-プロピル、フタル酸ジイソプロピル、フタル酸ジn-ブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジn-ヘプチル、フタル酸ジ-2-エチルヘキシル、フタル酸ジn-オクチル、フタル酸ジネオペンチル、フタ
ル酸ジデシル、フタル酸ベンジルブチル、フタル酸ジフェニル、ナフタリンジカルボン酸ジエチル、ナフタリンジカルボン酸ジブチル、トリメリット酸トリエチル、トリメリット酸ジブチルなどの芳香族ポリカルボン酸エステル;
3,4-フランジカルボン酸などの複素環ポリカルボン酸エステルなどが挙げられる。
もできる。
このような前記一般式(i)で表されるフルオレン環を有するジエーテル化合物としては、たとえば
9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレン、
9,9-ビス(エトキシメチル)フルオレン、
9-メトキシ-9-エトキシメチルフルオレン、
9,9-ビス(メトキシメチル)-2,7-ジメチルフルオレン、
9,9-ビス(メトキシメチル)-2,6-ジイソプロピルフルオレン、
9,9-ビス(メトキシメチル)-3,6-ジイソブチルフルオレン、
9,9-ビス(メトキシメチル)-2-イソブチル-7-イソプロピルフルオレン、
9,9-ビス(メトキシメチル)-2,7-ジクロロフルオレン、
9,9-ビス(メトキシメチル)-2-クロロ-7-イソプロピルフルオレン
などが挙げられる。
このうち、1,3-ジエーテルが好ましく用いられ、特に、
2,2-ジイソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-イソプロピル-2-イソペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ジシクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ビス(シクロヘキシルメチル)-1,3-ジメトキシプロパン、
2-シクロヘキシル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-イソプロピル-2-s-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ジフェニル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-シクロペンチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン
などが好ましく用いられる。
酢酸N,N-ジメチルアミド、安息香酸N,N-ジエチルアミド、トルイル酸N,N-ジメチルアミドなどの酸アミド;
アセトニトリル、ベンゾニトリル、トリニトリルなどのニトリル;
メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミンなどの前記以外のアミン;
ピロール、メチルピロール、ジメチルピロールなどのピロール;
ピロリン;ピロリジン;インドール;ピペリジン、キノリン、イソキノリンなどの含窒素環状化合物;
テトラヒドロフラン、1,4-シネオール、1,8-シネオール、ピノールフラン、メチルフラン、ジメチルフラン、ジフェニルフラン、ベンゾフラン、クマラン、フタラン、テトラヒドロピラン、ピラン、ジヒドロピランなどの環状含酸素化合物なども挙げられる。
固体状チタン触媒成分の調製に用いられる電子供与体(b)としては、前記電子供与体(a)として例示した化合物と同じ化合物が例示される。
固体状チタン触媒成分の調製に用いられる液状状態のチタン化合物としては、例えば、下記式で表される4価のハロゲン含有チタン化合物を挙げることができる。
(式中、Rは炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、0≦m<4である。)
このようなハロゲン含有チタン化合物として具体的には、
TiCl4、TiBr4、TiI4 などのテトラハロゲン化チタン;
Ti(OCH3)Cl3、Ti(OC2H5)Cl3、Ti(On-C4H9)Cl3、Ti(OC2H5)Br3、Ti(Oiso-C4H9)Br3 などのトリハロゲン化アルコキシチタン;
Ti(OCH3)2Cl2、Ti(OC2H5)2Cl2、Ti(On-C4H9)2Cl2、Ti
(OC2H5)2Br2 などのジハロゲン化アルコキシチタン;
Ti(OCH3)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(On-C4H9)3Cl、Ti(OC2H5)3Brなどのモノハロゲン化アルコキシチタン;
Ti(OCH3)4、Ti(OC2H5)4、Ti(On-C4H9)4、Ti(Oiso-C4H9)4、Ti(O-2-エチルヘキシル)4 などのテトラアルコキシチタンなどを挙げることができる。これらの中では、テトラハロゲン化チタンが好ましく、特に四塩化チタンが好ましい。
次にオレフィン重合用固体状チタン触媒成分の調製方法についてさらに具体的に説明する。なお、ここでは液状のマグネシウム化合物の調製にハロゲン含有マグネシウム化合物を用い、ハロゲン含有マグネシウム化合物を可溶化しうる化合物としてアルコールを用い、かつ電子供与体(a)としてフルオレン環を有するジエーテルを用いた例を示す。
この際、フルオレン環を有するジエーテル化合物は、マグネシウム化合物溶液中のハロゲン含有マグネシウム化合物1モルに対して、0.01〜1.0モル、好ましくは0.1〜0.5モルの量で用いられる。接触温度は、−20〜300℃、好ましくは20〜200℃であり、接触時間は、5〜240分、好ましくは10〜120分であることが望ましい。
上記懸濁液を濾過などによって固液分離し、固体部(固体状チタン触媒成分)を採取した後、さらに該固体部と液状状態のチタン化合物とを接触させてもよい。また得られた固体状チタン触媒成分は、炭化水素溶媒で洗浄することが好ましい。
本発明に係るオレフィン重合用触媒は、
(A)前記固体状チタン触媒成分、
(B)有機金属化合物触媒成分、および
(C)電子供与体から形成される。
有機金属化合物触媒成分は、周期律表第I族〜第III 族から選ばれる金属を含むものが好ましく、具体的には、有機アルミニウム化合物、第I族金属とアルミニウムとの錯アルキル化合物、第II族金属の有機金属化合物などを挙げることができる。
Ra n AlX3-n
(但し式中、Ra は炭素原子数が1〜12の炭化水素基を示し、Xはハロゲンまたは水素を示し、nは1〜3である。)
上記式において、Ra は炭素原子数が1〜12の炭化水素基、たとえば、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であるが、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基などである。
イソプレニルアルミニウムなどのアルケニルアルミニウム;
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、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウムハライド;
メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド;
メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド;
ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライドなどのアルキルアルミニウムハイドライドなどが挙げられる。
Ra n AlY3-n
(式中、Ra は上記と同様であり、Yは−ORb 基、−OSiRc 3 基、−OAlRd 2 基、−NRe 2 基、−SiRf 3 基または−N(Rg )AlRh 2 基を示し、nは1〜2であ
り、Rb 、Rc 、Rd およびRh はメチル基、エチル基、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基などを示し、Re は水素、メチル基、エチル基、イソプロピル基、フェニル基、トリメチルシリル基などを示し、Rf およびRg はメチル基、エチル基などを示す。)
このような有機アルミニウム化合物としては、具体的には、以下のような化合物が用いられる。
ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジイソブチルアルミニウムメトキシドなど;
(ii)Ra n Al(OSiRc)3-n で示される化合物、たとえば
Et2 Al(OSiMe3)、(iso-Bu)2 Al(OSiMe3)、(iso-Bu)2 Al(OSiEt3)など;
(iii)Ra n Al(OAlRd 2)3-n で示される化合物、たとえば
Et2 AlOAlEt2、(iso-Bu)2 AlOAl(iso-Bu)2 など;
(iv)Ra n Al(NRe 2)3-n で示される化合物、たとえば
Me2 AlNEt2、Et2 AlNHMe、Me2 AlNHEt、Et2 AlN(Me3Si)2 、(iso-Bu)2 AlN(Me3Si)2 など;
(v)Ra n Al(SiRf 3)3-n で示される化合物、たとえば
(iso-Bu)2AlSiMe3など;
(vi)Ra n Al〔N(Rg )AlRh 2 〕3-n で示される化合物、たとえば
Et2 AlN(Me)AlEt2 、(iso-Bu)2 AlN(Et)Al(iso-Bu)2 など(但し、Me:メチル基、Et:エチル基、Bu:ブチル基)。
(C2H5)2 AlOAl(C2H5)2 、
(C4H9)2 AlOAl(C4H9)2 、
(C2H5)2 AlN(C2H5)Al(C2H5)2など。
上記のような有機アルミニウム化合物のうちでも、
Ra 3 Al、Ra n Al(ORb )3-n 、Ra n Al(OAlRd 2 )3-n で表わされる有機アルミニウム化合物を好適な例として挙げることができる。
M1AlRj 4
(式中、M1 はLi 、NaまたはKを示し、Rj は炭素数1〜15の炭化水素基を示す)
具体的には、LiAl(C2H5)4 、LiAl(C7H15)4 などが挙げられる。
Rk Rl M2
(式中、Rk 、Rl は炭素原子数が1〜15の炭化水素基またはハロゲンを示し、互いに同一でも異なっていてもよいが、いずれもハロゲンである場合は除く。M2 はMg、ZnまたはCdを示す。)
具体的には、ジエチル亜鉛、ジエチルマグネシウム、ブチルエチルマグネシウム、エチルマグネシウムクロリド、ブチルマグネシウムクロリドなどが挙げられる。
これらの化合物は、2種以上併用することもできる。
電子供与体(C)としては、たとえば下記一般式で示される有機ケイ素化合物を用いることができる。
(式中、RおよびR'は、互いに同一でも異なっていてもよく、炭化水素基を示し、0<
n<4である)
このような一般式で示される有機ケイ素化合物としては、具体的には、下記のような化合物が挙げられる。
トキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、t-ブチルトリエトキシシラン、n-ブチルトリエトキシシラン、iso-ブチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ-ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、クロルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、2-ノルボルナントリメトキシシラン、2-ノルボルナントリエトキシシラン、2-ノルボルナンメチルジメトキシシラン、ケイ酸エチル、ケイ酸ブチル、トリメチルフェノキシシラン、メチルトリアリロキシ(allyloxy)シラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシシラン)、ビニルトリアセトキシシラン、ジメチルテトラエトキシ
ジシロキサン、
シクロペンチルトリメトキシシラン、2-メチルシクロペンチルトリメトキシシラン、2,3-ジメチルシクロペンチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、
ジシクロペンチルジメトキシシラン、ビス(2-メチルシクロペンチル)ジメトキシシラン、ビス(2,3-ジメチルシクロペンチル)ジメトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、p-トリルメチルジメトキシシラン、ジt-ブチルジメトキシシラン、
トリシクロペンチルメトキシシラン、トリシクロペンチルエトキシシラン、ジシクロペンチルメチルメトキシシラン、ジシクロペンチルエチルメトキシシラン、ヘキセニルトリメトキシシラン、ジシクロペンチルメチルエトキシシラン、シクロペンチルジメチルメトキシシラン、シクロペンチルジエチルメトキシシラン、シクロペンチルジメチルエトキシシランなど。
2,6-置換ピペリジン類、2,5-置換ピペリジン類、
N,N,N',N'-テトラメチルメチレンジアミン、N,N,N',N'-テトラエチルメチレンジアミンなどの置換メチレンジアミン類、
1,3-ジベンジルイミダゾリジン、1,3-ジベンジル-2- フェニルイミダゾリジンなどの置換イミダゾリジン類などの含窒素電子供与体、
トリエチルホスファイト、トリn-プロピルホスファイト、トリイソプロピルホスファイト、トリn-ブチルホスファイト、トリイソブチルホスファイト、ジエチルn-ブチルホスファイト、ジエチルフェニルホスファイトなどの亜リン酸エステル類などリン含有電子供与体、
2,6-置換テトラヒドロピラン類、2,5-置換テトラヒドロピラン類などの含酸素電子供与体を用いることもできる。
本発明に係るオレフィン重合用触媒は、上記のような各成分以外にも、オレフィンの重合に有用な他の成分を含むことができる。
にはポリエン化合物などを予備(共)重合させることにより得られる。
本発明に係るオレフィンの重合方法(本重合)では、上記のような固体状チタン触媒成分(A)、有機金属化合物触媒成分(B)および電子供与体(C)からなるオレフィン重合用触媒、または予備重合体を含むオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合または共重合させる。
ン、4-エチル-1-ヘキセン、3-エチル-1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンなどが挙げられる。これらは2種以上併用してもよい。
これらのうち、エチレン、プロピレン、1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテンなどが好ましく用いられる。
スチレン、置換スチレン類、アリルベンゼン、置換アリルベンゼン類、ビニルナフタレン類、置換ビニルナフタレン類、アリルナフタレン類、置換アリルナフタレン類などの芳香族ビニル化合物、
ビニルシクロペンタン、置換ビニルシクロペンタン類、ビニルシクロヘキサン、置換ビニルシクロヘキサン類、ビニルシクロヘプタン、置換ビニルシクロヘプタン類、アリルノルボルナンなどの脂環族ビニル化合物、
シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラ
シクロドデセン、2-メチル-1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレンなどの環状オレフィン、
アリルトリメチルシラン、アリルトリエチルシラン、4-トリメチルシリル-1-ブテン、6-トリメチルシリル-1-ヘキセン、8-トリメチルシリル-1-オクテン、10-トリメチルシリル-1-デセンなどのシラン系不飽和化合物、さらにはポリエン化合物などを用いることもで
きる。
重合がスラリー重合の反応形態を採る場合、反応不活性な炭化水素を溶媒として用いることもできるし、反応温度において液状のオレフィンを用いることもできる。この炭化水素溶媒のうちでは、脂肪族炭化水素を用いることが好ましい。
〜10モル、好ましくは0. 01〜5モルとなるような量で用いられる。
重合時に水素を用いれば、得られる重合体の分子量を調節することができ、メルトフローレートの大きい重合体が得られる。本発明に係る重合方法では、用いるオレフィンによっても異なるが、重合は通常、以下のような条件下で行われる。
本発明においては、重合を、バッチ式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。さらに重合を、反応条件を変えて2段以上に分けて行うこともできる。
上記のようにオレフィン重合用触媒を用いてオレフィンの重合方法を行うと、極めて高い重合活性で製造することができ、炭素原子数が3以上のオレフィンを重合すると立体規則性の高いオレフィン重合体を製造することができる。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
無水塩化マグネシウム47.7g、精製トルエン235mlおよび2-エチルヘキシルアルコール195.3gを還流下120℃で3時間加熱して均一溶液とした後、この溶液中に下記のような構造を有する9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレン19.1gを添加し、さらに120℃還流下にて1時間撹拌混合を行い、9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレンを完全に溶解させた。
反応終了後、再び熱濾過にて固体部を採取し、110℃のデカンで洗浄後さらに室温下、ヘキサンにて洗液中に遊離のチタン化合物が検出されなくなるまで充分洗浄した。
このようにして得られた固体状チタン触媒成分(A)の微結晶サイズは26Åであり、半径0.1μm以下の細孔の容積が0.002cm3 /gであり、半径0.1〜7.5μmの細孔の容積が0.560cm3 /gであり、光透過式沈降法によって測定した平均触媒粒径が11.2μmであった。また、固体状チタン触媒成分(A)は、チタンを4.7重量%、塩素を54重量%、マグネシウムを15重量%、9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレンを16.2重量%の割合で含有していた。
内容積1リットルのオートクレーブに精製n-ヘプタン400mlを装入し、60℃、プロピレン雰囲気にてトリエチルアルミニウム0.4ミリモル、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.04ミリモルおよび前記固体状チタン触媒成分(A)をチタン原子換算で0.004ミリモル装入した。
重合終了後、生成固体を含むスラリーを濾過して白色粉末と液相部に分離した。
無水塩化マグネシウム95.3g、デカン485mlおよび2-エチルヘキシルアルコール390.6gを140℃で3時間加熱して均一溶液とした後、この溶液中に無水フタル酸22.2gを添加し、さらに130℃にて1時間撹拌混合を行い、無水フタル酸をこの均一溶液に溶解させた。
以上の操作によって調製した固体状チタン触媒成分(B)はデカンスラリーとして保存したが、この内の一部を触媒組成を調べる目的で乾燥した。
実施例1において、固体状チタン触媒成分(A)に代えて、固体状チタン触媒成分(B)を用いた以外は実施例1と同様にしてプロピレンの重合を行った。
[固体状チタン触媒成分(C)の調製]
無水塩化マグネシウム95.3g、デカン485mlおよび2-エチルヘキシルアルコール390.6gを140℃で2時間加熱して均一溶液とした後、この溶液中に下記のような構造を有する2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン34.6mlを添加し、さらに、130℃にて1時間撹拌混合を行った。
反応終了後、再び熱濾過にて固体部を採取し、110℃のデカンで洗浄後さらに室温下、ヘキサンにて洗液中に遊離のチタン化合物が検出されなくなるまで充分洗浄した。
このようにして得られた固体状チタン触媒成分(C)の微結晶サイズは153Åであり、半径0.1μm以下の細孔の容積が0.179cm3 /gであり、半径0.1〜7.5μmの細孔の容積が0.383cm3 /gであり、光透過式沈降法によって測定した平均触媒粒径が13.6μmであった。また、固体状チタン触媒成分(C)は、チタンを19.0重量%、塩素を53重量%、マグネシウムを6重量%、2-イソプロピル-2-イソブチ
ル-1,3-ジメトキシプロパンを5.8重量%の割合で含有していた。
実施例1において、固体状チタン触媒成分(A)に代えて、固体状チタン触媒成分(C)を用いた以外は実施例1と同様にしてプロピレンの重合を行った。
乾燥後の白色粉末状重合体の収量は3.2gであり、沸騰ヘプタンによる抽出残率(I.I.)は96.23%であり、メルトフローレート(MFR)は7.8g/10分であり、見掛嵩密度は0.26g/cm3 であった。一方液相部の濃縮によって溶媒可溶性重合体0.1gを得た。従って活性は800g−PP/mmol−Ti、3,300g−PP/g−触媒であり、得られたポリマー全体における沸騰ヘプタンによる抽出残率(t-I.I.)は93.3%であった。
Claims (6)
- (A)液状のマグネシウム化合物と、液状のチタン化合物とを請求項1に記載の一般式(i)で表されるフルオレン環を有するジエーテル化合物の存在下に接触させて製造された固体状チタン触媒成分、
(B)周期律表第I族〜第III族から選択される金属を含む有機金属化合物触媒成分、お
よび
(C)電子供与体
にオレフィンが予備重合されてなることを特徴とするオレフィン重合用触媒。 - (A)液状のマグネシウム化合物と、請求項1に記載の一般式(i)で表されるフルオレン環を有するジエーテル化合物とを接触させ、次いで上記で得られた溶液と、液状状態のチタン化合物とを接触させて製造された固体状チタン触媒成分、
(B)周期律表第I族〜第III族から選択される金属を含む有機金属化合物触媒成分、お
よび
(C)電子供与体
からなることを特徴とするオレフィン重合用触媒。 - (A)液状のマグネシウム化合物と、請求項1に記載の一般式(i)で表されるフルオレン環を有するジエーテル化合物とを接触させ、次いで上記で得られた溶液と、液状状態のチタン化合物とを接触させて製造された固体状チタン触媒成分、
(B)周期律表第I族〜第III族から選択される金属を含む有機金属化合物触媒成分、お
よび
(C)電子供与体
にオレフィンが予備重合されてなることを特徴とするオレフィン重合用触媒。 - 前記液状のマグネシウム化合物が、マグネシウム化合物と、アルコール、エステルおよびエーテルからなる群より選ばれる前記マグネシウム化合物を溶解しうる化合物とを炭化水素溶媒中で接触させて調製される請求項1ないし4のいずれかに記載のオレフィン重合用触媒。
- 請求項1ないし5のいずれかに記載のオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合または共重合させることを特徴とするオレフィンの重合方法。
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