JP2009203358A - 有機ケイ素化合物およびこれを用いたα−オレフィンの重合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 立体規則性が高く、且つ、水素レスポンスが高く、溶融流動性の良好なα−オレフィン重合体あるいは共重合体を提供する。
【解決手段】 ［Ａ］マグネシウム、チタン、ハロゲン元素及び電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分、［Ｂ］有機アルミニウム化合物、［Ｃ］有機ケイ素化合物からなる触媒の存在下でα−オレフィンを重合する方法において、有機ケイ素化合物以外の重合条件を同一とし、有機ケイ素化合物としてシクロヘキシルメチルジメトキシシランを用いた場合を基準として、活性および立体規則性は同等のまま、水素レスポンスが１．０５から２．０倍となる重合結果を与える有機ケイ素化合物。
【選択図】 なし

Description

本発明はα−オレフィンの重合において、立体規則性が高く、水素レスポンスが高く、溶融流動性が良好なα−オレフィン重合体を与える有機ケイ素化合物、およびこれを用いたα−オレフィンの重合方法に関する。

近年、α−オレフィンを重合するために、マグネシウム、チタン、ハロゲン元
素、及び電子供与体を必須とする固体触媒成分、周期率表１〜３族金属の有機金属化合物、及び電子供与体からなる高活性担持型触媒系が、特開昭５７−６３３１０号公報（特許文献１）、特開昭５７−６３３１１号公報（特許文献２）、特開昭５８−８３０１６号公報（特許文献３）、特開昭５９−５８０１０号公報（特許文献４）、特開昭６０−４４５０７号公報（特許文献５）などに数多く提案されている。さらに、特開昭６２−１１７０５号公報（特許文献６）、特開昭６３−２２３００８号公報（特許文献７）、特開昭６３−２５９８０７号公報（特許文献８）、特開平２−８４４０４号公報（特許文献９）、特開平４−２０２５０５号公報（特許文献１０）、特開平４−３７０１０３号公報（特許文献１１）などには、電子供与体として特定の有機ケイ素化合物を用いることを特徴とする重合触媒が開示されている。例えば、特開平２−８４４０４号公報（特許文献１２）ではシクロペンチル（アルキル）ジメトキシシランやジ（シクロペンチル）ジメトキシシランを電子供与体として用いる方法が開示されているが、この様なケイ素化合物を用いた触媒系では水素レスポンスが必ずしも良くない。また、特開昭６３−２２３００８号公報（特許文献１３）では水素レスポンスが良好な電子供与体として、ジ（ｎ−プロピル）ジメトキシシランを用いた触媒系が開示されているが、特に立体規則性面において満足しうるものではなく、α−オレフィン重合体の剛性が高くならないという問題があった。

特開平９−４０７１４号公報（特許文献１４）には脂肪族アミノ置換基有するアルコキシシラン化合物が提案されいる。また、特開平８−３２１５号公報（特許文献１５）、特開平８−１０００１９号公報（特許文献１６）、特開平８−１５７５１９号公報（特許文献１７）には、触媒成分として脂肪族アミノ置換基を１個有するアルコキシシランを用いたα−オレフィンの製造法が提案されているが、特に水素レスポンスの面において必ずしも満足できる性能ではなかった。また、特開平８−１４３６２０号公報（特許文献１８）には、電子供与体として脂肪族アミノ置換基を２個有するジアルコキシシランを用いたα−オレフィンの製造法が提案されているが、重合活性面、立体規則性面において必ずしも満足できる性能ではなかった。

特開平８−１２００２１号公報（特許文献１９）、特開平８−１４３６２１号公報（特許文献２０）、特開平８−２３１６６３号公報（特許文献２１）には環状アミノシラン化合物を用いる方法が開示されているが、これらの具体的に記載されている化合物を触媒成分として使用した場合、立体規則性は高いものの、水素レスポンス面においては必ずしも充分に満足できるものではなかった。

前記の電子供与体を用いた担持型触媒系は、性能的に重合活性、立体規則性、水素レスポンスのバランス面において、必ずしも充分に満足できるものではなく、より一層の改良が求められていた。

近年、自動車材料、家電材料を中心とした射出成形分野では、製品の薄肉化、軽量化を目的として、高溶融流動性、且つ、高剛性、高耐熱性のα−オレフィン重合体のニーズが高まっている。そのようなα−オレフィン重合体を製造するには、重合時に水素レスポンスの高い触媒を用いることが重要である。具体的には、α−オレフィン重合体の分子量を調整するために連鎖移動剤として水素を重合系に共存させることが一般的には行われている。特に、α−オレフィン重合体の溶融流動性を高めるためには、水素により、分子量を低下させる必要がある。α−オレフィン重合体の溶融流動性の指標としては一般的にメルトフローレイトが用いられており、α−オレフィン重合体の分子量が低くなるとメルトフローレイトが高くなるという関係がある。水素レスポンスが低いとは、α−オレフィン重合体のメルトフローレイトを高めるために重合系内に多量の水素を必要とすることであり、水素レスポンスが高いとは同じメルトフローレイトのα−オレフィン重合体を得る場合に水素レスポンスが低い場合ほどの水素量を必要としない。したがって、水素レスポンスが低いと、過剰の量の水素を重合系に導入してα−オレフィン重合体のメルトフローレイトを高めなければならず、生産プロセスにおいて、安全上、耐圧限界のある重合装置では水素分圧が高くなる関係で、重合温度を下げざるを得ず、生産速度ならびに品質に悪影響を及ぼすという問題がある。

特開昭５７−６３３１０号公報 特開昭５７−６３３１１号公報 特開昭５８−８３０１６号公報 特開昭５９−５８０１０号公報 特開昭６０−４４５０７号公報 特開昭６２−１１７０５号公報 特開昭６３−２２３００８号公報 特開昭６３−２５９８０７号公報 特開平２−８４４０４号公報 特開平４−２０２５０５号公報 特開平４−３７０１０３号公報 特開平２−８４４０４号公報 特開昭６３−２２３００８号公報 特開平９−４０７１４号公報 特開平８−３２１５号公報 特開平８−１０００１９号公報 特開平８−１５７５１９号公報 特開平８−１４３６２０号公報 特開平８−１２００２１号公報 特開平８−１４３６２１号公報 特開平８−２３１６６３号公報

本発明は、上記の従来技術の問題点を解決し、立体規則性が高く、且つ、水素レスポンスが高く、溶融流動性の良好なα−オレフィン重合体あるいは共重合体を提供することを目的とする。

本発明は、［Ａ］マグネシウム、チタン、ハロゲン元素及び電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分、［Ｂ］有機アルミニウム化合物、［Ｃ］有機ケイ素化合物からなる触媒の存在下でα−オレフィンを重合する方法において、有機ケイ素化合物以外の重合条件を同一とし、有機ケイ素化合物としてシクロヘキシルメチルジメトキシシランを用いた場合を基準として、
（１）重合活性（固体触媒単位重量かつ反応単位時間当たりのα−オレフィン重合体生産量）が０．８倍から１．５倍、
（２）立体規則性（^１３Ｃ−ＮＭＲ測定から求めたメソペンタッド分率）が１．００倍から１．０５倍、
（３）水素レスポンス（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って測定した溶融流動性の値の対数）が１．０５倍から２．０倍、
となる重合結果を与える有機ケイ素化合物に関する。

また、上記の重合活性および立体規則性に加え、ＧＰＣにより測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が０．４倍から０．９５倍となる重合結果を与える有機ケイ素化合物であってもよく、上記の重合活性および水素レスポンスに加え、立体規則性（α−オレフィン重合体を熱ヘプタンで６時間抽出した後の残留固形分の割合）が０．９０倍から１．０５倍となる重合結果を与える有機ケイ素化合物であってもよい。

本発明は、［Ａ］マグネシウム、チタン、ハロゲン元素及び電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分、［Ｂ］有機アルミニウム化合物、［Ｃ］有機ケイ素化合物からなる触媒の存在下でα−オレフィンを重合する方法において、有機ケイ素化合物以外の重合条件を同一とし、有機ケイ素化合物としてジシクロペンチルジメトキシシランを用いた場合を基準として、
（１）重合活性（固体触媒単位重量かつ反応単位時間当たりのα−オレフィン重合体生産量）が０．６倍から１．１倍、
（２）立体規則性（^１３Ｃ−ＮＭＲ測定から求めたメソペンタッド分率）が０．９５倍から１．０５倍、
（３）水素レスポンス（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って測定した溶融流動性の値の対数）が１．１倍から２．０倍、
となる重合結果を与える有機ケイ素化合物に関する。

また、上記の重合活性および立体規則性に加え、ＧＰＣにより測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が０．２倍から０．７倍となる重合結果を与える有機ケイ素化合物であってもよく、上記の重合活性および水素レスポンスに加え、立体規則性（α−オレフィンを熱ヘプタンで６時間抽出した後の残留固形分の割合）が０．９５倍から１．０５倍となる重合結果を与える有機ケイ素化合物であってもよい。

さらに、本発明は上記の有機ケイ素化合物を用いることを特徴とするα−オレフィンの重合方法に関する。

本発明における触媒を用いてα−オレフィンを重合した場合、立体規則性が高く、且つ、水素レスポンスが高く、溶融流動性の良いα−オレフィン重合体を製造することができる。従来の触媒系に比べて、水素レスポンスが大幅に改良されたことにより、生産性を犠牲にすることなく、高剛性、且つ、溶融流動性の良いα−オレフィン重合体を得ることができる。

本発明において、成分［Ａ］としてマグネシウム、チタン、ハロゲン元素、及び電子供与体を必須とする固体触媒成分を用いる。成分［Ａ］の固体触媒成分の製造方法は特に限定されず、例えば、特開昭５４−９４５９０号公報、特開昭５−５５４０５号公報、特開昭５６−４５９０９号公報、特開昭５６−１６３１０２号公報、特開昭５７−６３３１０号公報、特開昭５７−１１５４０８号公報、特開昭５８−８３００６号公報、特開昭５８−８３０１６号公報、特開昭５８−１３８７０７号公報、特開昭５９−１４９９０５号公報、特開昭６０−２３４０４号公報、特開昭６０−３２８０５号公報、特開昭６１−１８３３０号公報、特開昭６１−５５１０４号公報、特開昭６３−３０１０号公報、特開平１−３１５４０６号公報、特開平２−７７４１３号公報、特開平２−１１７９０５号公報などに提案されている方法が採用できる。

固体触媒成分［Ａ］の代表的な製造方法として、（１）マグネシウム化合物、電子供与体、ハロゲン化チタン化合物を共粉砕、あるいは溶媒中で分散、溶解により接触させて調製する方法、（２）トルエン等の溶媒にマグネシウム化合物及び電子供与体を溶解し、この溶液にハロゲン化チタン化合物を添加、反応させて触媒固体を析出させる方法などが挙げられる。

固体触媒成分［Ａ］の調製に使用できるマグネシウム化合物としては、ハロゲン化マグネシウム、ジ（アルコキシ）マグネシウムが挙げられる。ハロゲン化マグネシウムとしては具体的に塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、沃化マグネシウム、フッ化マグネシウムが挙げられ、特に塩化マグネシウムが好ましい。ジ（アルコキシ）マグネシウムとしては具体的に、ジ（メトキシ）マグネシウム、ジ（エトキシ）マグネシウム、ジ（ｎ−プロポキシ）マグネシウム、ジ（ｎ−ブトキシ）マグネシウム、エトキシ（メトキシ）マグネシウム、エトキシ（ｎ−プロポキシ）マグネシウム、ブトキシ（エトキシ）マグネシウム等が挙げられ、特にジ（エトキシ）マグネシウム、ジ（ｎ−ブトキシ）マグネシウムが好ましい。また、これらのジ（アルコキシ）マグネシウムは、金属マグネシウムをハロゲンあるいはハロゲン含有金属化合物の存在下にアルコールと反応させて調製したものでも良い。前記のジアルコキシマグネシウムは、単独で用いても良いし、２種類以上併用しても良い。

固体触媒成分［Ａ］の調製に用いるジアルコキシマグネシウムの形状としては、顆粒状、粉末状であり、不定形あるいは球形のものを用いることができる。例えば球形のジアルコキシマグネシウムを用いた場合、モルフォロジーが良好で、しかも粒径分布の狭いα−オレフィン単独重合体、あるいは他のα−オレフィンとの共重合体パウダーが得られるため、パウダー流動性が良く、製造時に、ホッパーやライン閉塞等の問題の解消に繋がる。

固体触媒成分［Ａ］の調製に使用できるハロゲン化チタン化合物の具体例としては、テトラクロロチタン、テトラブロモチタンのテトラハライドチタンや、トリクロロ（メトキシ）チタン、トリクロロ（エトキシ）チタン、トリクロロ（プロポキシ）チタン、トリクロロ（ブトキシ）チタン、トリブロモ（メトキシ）チタン、トリブロモ（エトキシ）チタン、トリブロモ（プロポキシ）チタン、トリブロモ（ブトキシ）チタン等のトリハライド（アルコキシ）チタンや、ジクロロ（ジメトキシ）チタン、ジクロロ（ジエトキシ）チタン、ジクロロ（ジプロポキシ）チタン、ジクロロ（ジブトキシ）チタン等のジハライド（ジアルコキシ）チタンや、クロロ（トリメトキシ）チタン、クロロ（トリエトキシ）チタン、クロロ（トリプロポキ）シチタン、クロロ（トリブトキシ）チタン等のハライド（トリアルコキシ）チタンを挙げることができる。特に、テトラクロロチタンが好ましい。これらのハロゲン化チタン化合物は単独で使用しても良いし、２種類以上併用しても良い。

固体触媒成分［Ａ］の調製に使用する電子供与体としては、ルイス塩基性の化合物であり、好ましくは芳香族ジエステル、好ましくは、オルトフタル酸ジエステルである。オルトフタル酸ジエステルの具体例としては、オルトフタル酸ジメチル、オルトフタル酸（エチル）メチル、オルトフタル酸ジエチル、オルトフタル酸（エチル）ｎ−プロピル、オルトフタル酸ジｎ−プロピル、オルトフタル酸（ｎ−ブチル）ｎ−プロピル、オルトフタル酸（ｎ−ブチル）エチル、オルトフタル酸（ｉｓｏ−ブチル）エチル、オルトフタル酸ジｎ−ブチル、オルトフタル酸ジｉｓｏ−ブチル、オルトフタル酸ジｎ−ペンチル、オルトフタル酸ジｉｓｏ−ペンチル、オルトフタル酸ジｎ−ヘキシル、オルトフタル酸ビス（２−エチルヘキシル）、オルトフタル酸ジｎ−ヘプチル、オルトフタル酸ジｎ−オクチルなどが挙げられ、オルトフタル酸ジエチル、オルトフタル酸ジｎ−プロピル、オルトフタル酸ジｎ−ブチル、オルトフタル酸ジｉｓｏ−ブチル、オルトフタル酸ジｎ−ヘプチル、オルトフタル酸ビス（２−エチルヘキシル）、オルトフタル酸ジｎ−オクチルが特に好ましい。これらのオルトフタル酸ジエステルは単独で用いても良いし、２種類以上併用しても良い。

また、電子供与体として、特開平３−７０６号公報、特開平３−６２８０５号公報、特開平４−２７０７０５号公報、特開平６−２５３３２号公報に示されているような２個以上のエ−テル基を有する化合物も好ましく用いることができる。さらには、電子供与体として、再公表ＷＯ００／３９１７１に示されているような炭素数２〜８の直鎖状あるいは分岐鎖状アルキル基を有するマレイン酸ジエステルを用いても良い。これらのマレイン酸ジエステルの中では特にマレイン酸ジｎ−ブチルが好ましい。

本発明の有機アルミニウム化合物［Ｂ］としては、アルキルアルミニウムまたはジエチルアルミニウムクロライドの様なアルキルアルミニウムハライドなどが使用できるが、アルキルアルミニウムが好ましく、具体的にはトリ（アルキル）アルミニウムであり、具体例としては、トリ（メチル）アルミニウム、トリ（エチル）アルミニウム、トリ（ｎ−プロピル）アルミニウム、トリ（ｎ−ブチル）アルミニウム、トリ（イソブチル）アルミニウム、トリ（ｎ−ヘキシル）アルミニウム、トリ（ｎ−オクチル）アルミニウムなどが挙げられる。この中でも特にトリ（エチル）アルミニウムが好ましい。前記有機アルミニウム化合物は単独で使用しても良いが、２種類以上の混合物としても使用することができる。また、アルキルアルミニウムと水との反応によって得られるポリアルミノキサンも同様に使用することができる。

α−オレフィンの重合触媒として有機アルミニウム化合物［Ｂ］の使用量は、固体触媒成分［Ａ］のチタンに対するモル比（Ａｌ／Ｔｉ）で、０．１〜１０００、好ましくは５０〜６００である。

本発明における有機ケイ素化合物［Ｃ］は、有機ケイ素化合物以外の重合条件を同一とし、有機ケイ素化合物としてシクロヘキシルメチルジメトキシシランを用いた場合を基準として、
（１）重合活性（固体触媒単位重量かつ反応単位時間当たりのα−オレフィン重合体生産量）が０．８倍から１．５倍、好ましくは０．９倍から１．３倍、
（２）立体規則性（^１３Ｃ−ＮＭＲ測定から求めたメソペンタッド分率）が１．００倍から１．０５倍、好ましくは、１．０１倍から１．０５倍、
（３）立体規則性（α−オレフィン重合体を熱ヘプタンで６時間抽出した後の残留固形分の割合）が０．９０倍から１．０５倍、好ましくは、０．９５倍から１．０５倍、
（４）水素レスポンス（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って測定した溶融流動性の対数）が１．０５倍から２．０倍、好ましくは１．１倍から１．８倍、
（５）ＧＰＣにより測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が０．４倍から０．９５倍、好ましくは０．５倍から０．９倍、
となる重合結果を与えるものが好ましい。

また、有機ケイ素化合物以外の重合条件を同一とし、有機ケイ素化合物としてジシクロペンチルジメトキシシランを用いた場合を基準として、
（１）重合活性（固体触媒単位重量かつ反応単位時間当たりのα−オレフィン重合体生産量）が０．６倍から１．１倍、好ましくは０．７倍から１．１倍、
（２）立体規則性（^１３Ｃ−ＮＭＲ測定から求めたメソペンタッド分率）が０．９５倍から１．０５倍、好ましくは、０．９７倍から１．０５倍、
（３）立体規則性（α−オレフィン重合体を熱ヘプタンで６時間抽出した後の残留固形分の割合）が０．９０倍から１．０５倍、好ましくは、０．９５倍から１．０５倍、
（４）水素レスポンス（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って測定した溶融流動性の対数）が１．１倍から２．０倍、好ましくは１．３倍から２．０倍、
（５）ＧＰＣにより測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が０．２倍から０．７倍、好ましくは０．３倍から０．７倍、
となる重合結果を与えるものが好ましい。

上記の重合結果を与える有機ケイ素化合物として、以下の化合物が挙げられる。

（但し、化１において、Ｒ^１は、炭素数１〜４の炭化水素基、Ｒ^２は、炭素数１〜１２の炭化水素基又は水素、Ｒ^３は、炭素数１〜１２の炭化水素基である。）

上記化合物におけるＲ^１は炭素数は炭素数１〜４の炭化水素基であり、炭素数１〜４の不飽和あるいは飽和脂肪族炭化水素基などが含まれる。具体例として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔｅｒ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基などが挙げられる。特に好ましくはエチル基である。

上記化合物におけるＲ^２は、炭素数１〜１２の炭化水素基又は水素であり、炭素数１〜１２の不飽和あるいは飽和脂肪族炭化水素基又は水素などが含まれる。具体例として、水素、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔｅｒ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、シクロペンチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基などが挙げられる。特に好ましくはエチル基である。

上記化合物におけるＲ^３は、炭素数１〜１２の炭化水素基であり、炭素数１〜１２の不飽和あるいは飽和脂肪族炭化水素基などが含まれる。具体例として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔｅｒ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、シクロペンチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基などが挙げられる。特に好ましくはエチル基である。

具体的には、ジメチルアミノトリエトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、ジエチルアミノトリメトキシシラン、ジエチルアミノトリｎ−プロポキシシラン、ジｎ−プロピルアミノトリエトキシシラン、メチルｎ―プロピルアミノトリエトキシシラン、ｔ−ブチルアミノトリエトキシシラン、エチルｎ−プロピルアミノトリエトキシシラン、エチルイソプロピルアミノトリエトキシシラン及びメチルエチルアミノトリエトキシシランが好ましい。特に好ましくはジエチルアミノトリエトキシシランである。これら有機ケイ素化合物は、単独で用いても良いし、２種類以上併用しても良い。

成分［Ｃ］の使用量は成分［Ｂ］のアルミニウムに対するモル比（Ｓｉ／Ａｌ）で０．００１〜１０、好ましくは０．００５〜５、特に好ましくは、０．０１〜１である。

本発明におけるα−オレフィンの重合法としては、プロパン、ｎ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタンなどの無極性溶媒を使用するスラリー重合法、モノマーを気体状態で触媒と接触して重合を行う気相重合法、あるいは液化状態のモノマ−を溶媒としてその中で重合させるバルク重合法などが採用できる。また、前記重合法において、連続重合、バッチ重合のいずれで行ってもよく、重合反応を単段で行っても良いし、上記重合法を組み合わせて多段で行っても良い。

上記重合法において、重合圧力は０.１〜２０ＭＰａ、好ましくは０．５〜６ＭＰａ、重合温度は１０〜１５０℃、好ましくは３０〜１００℃、特に好ましくは６０〜９０℃である。重合時間は通常０．１〜１０時間、好ましくは０．５〜７時間である。

また、本発明では、エチレンあるいはα−オレフィンを前記の各種重合方法に従って予備重合してから、α−オレフィンの本重合を行うことが好ましい。予備重合の効果としては、重合活性の向上、重合体の立体規則性の向上、重合体のモルフォロジーの安定化などが挙げられる。あらかじめ触媒固体成分［Ａ］と有機アルミニウム化合物［Ｂ］及び有機ケイ素化合物［Ｃ］とを接触処理し、限定された量のエチレンあるいはα−オレフィンを重合することにより予備重合処理固体を調製することができる。また、場合によっては、エチレンあるいはα−オレフィンを重合せずに触媒固体成分［Ａ］と有機アルミニウム化合物［Ｂ］及び有機ケイ素化合物［Ｃ］とを接触処理した予備処理固体を調製することができる。

本発明の接触処理としては、成分［Ａ］、成分［Ｂ］、成分［Ｃ］を混合し、通常、０〜１００℃で０．１〜１０時間反応する。各成分の混合順序は、特に限定されないが、通常、成分［Ａ］、成分［Ｂ］、成分［Ｃ］の順が好ましい。接触処理した後に、ｎ−ヘプタンなどの不活性炭化水素溶媒で固体を洗浄、ろ過、分離して、予備重合あるいは本重合の触媒固体成分として用いる。

本発明における予備重合は、気相重合法、スラリー重合法、バルク重合法などで行うことができる。予備重合において得られた固体は分離してから本重合に用いる、あるいは、分離せずに本重合を続けて行うことができる。

予備重合時間は通常、０．１〜１０時間であり、触媒固体成分１ｇ当たり０．１〜１００ｇの予備重合体が生成するまで予備重合を続けることが好ましい。触媒固体成分１ｇ当たり０．１ｇ未満であると本重合活性が充分でなく、触媒残渣が多くなり、またα−オレフィン重合体の立体規則性も充分でない。また、１００ｇをこえると、重合活性およびα−オレフィン重合体の結晶性が低下する場合がある。予備重合温度は、０〜１００℃、好ましくは１０〜７０℃で各触媒成分の存在下に行う。５０℃を越えるような高い温度で予備重合を行う場合は、エチレンあるいはα−オレフィン濃度を小さくするか、重合時間を短くすることが好ましい。そうでないと触媒固体成分１ｇ当たり０．１〜１００ｇの予備重合体の生成を制御することが困難であり、また、本重合で重合活性が低下したり、得られるα−オレフィン重合体の結晶性が低下したりする。

予備重合時の有機アルミニウム化合物［Ｂ］の使用量は、通常、触媒固体成分［Ａ］のチタンに対してＡｌ／Ｔｉモル比で０．５〜１０００、好ましくは１〜１００である。有機ケイ素化合物［Ｃ］の使用量は、通常、成分［Ｂ］のアルミニウム対してＳｉ／Ａｌモル比で０．０１〜５、好ましくは０．０５〜１である。また予備重合時に、必要に応じて水素を共存させることができる。

本発明においては、水素などの連鎖移動剤を使用することができる。所望の立体規則性、融点及び分子量を有するα−オレフィン重合体を製造するための水素の使用量は、重合方法及び重合条件によって、適宜決定することができるが、通常、水素分圧０．０５〜３の範囲である。

本発明において、α−オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチルペンテン−１、３−メチルブテン−１、１−オクテンなどを挙げることができる。本発明ではフィルムのヒ−トシ−ル温度を下げるため、融点を下げたり、フィルムの透明性を高めるなどの目的でα−オレフィンの重合において少量の他のα−オレフィンと共重合することもできる。

また、α−オレフィン重合体からの成形品の低温衝撃強度を高めるために上記α−オレフィンの単独重合、あるいは他のα−オレフィンとの共重合の後に、さらに２種類以上のα−オレフィンを共重合する、いわゆるブロック共重合体の製造も行うことができる。

エチレン−プロピレンブロック共重合体を製造する場合においては、具体的には、第１工程でプロピレンの単独重合あるいはエチレンとプロピレンの共重合を行い、引き続いて、第２工程でエチレンとプロピレンを共重合することが好ましい。更に、第１工程、第２工程ともに多段重合を行っても良い。第１工程で得られるポリプロピレンのメルトフローレイトの範囲は０．１〜２０００、好ましくは３０〜１０００、特に好ましくは１００〜７００である。また、第１工程で得られるポリプロピレンの立体規則性はメソペンダット分率（ｍｍｍｍ）で９７．５％以上、好ましくは９８．０％以上、特に好ましくは９８．２％以上である。また、融点（Ｔｍ）で１６１℃以上、好ましくは１６２℃以上、特に好ましくは１６２．５℃以上である。第２工程で生成するエチレンとプロピレンの共重合体の割合（ブロック率＝（エチレンとプロピレンの共重合体生成量／全ポリマー量）×１００）の範囲は１〜５０ｗｔ％、好ましくは５〜３５ｗｔ％である。

本発明における触媒系は、水素レスポンスが良好で、得られるα−オレフィン重合体の立体規則性が高く、溶融流動性が良い。

本発明で得られるα−オレフィン重合体は、立体規則性が高いため、射出成形体の剛性、耐熱性、引張り強度などの機械物性にすぐれるため、射出成形体の薄肉化に有益である。また、溶融流動性が良いため、射出成型サイクルの短縮、射出成型体のフロ−マ−クに代表される成形体の外観不良の解消がはかれる。さらには他のα−オレフィンとのブロック共重合体にすることにより耐衝撃性を付与することができ、溶融流動性が良く、剛性と耐衝撃性のバランスにすぐれたα−オレフィン重合体を得ることができる。本発明で得られるα−オレフィン重合体は、単独で用いるだけではなく、コンパウンド用材として、他のプラスチック、エラストマ−とのブレンド、さらにグラスファイバ−、タルクなどの無機、有機フィラ−の強化剤、その他結晶核剤を混合使用でき、特に限定されないが自動車、家電などの構造材料としてすぐれた性能を発揮できる。

以下に本発明の実施例を説明する。ただし、本発明は以下の実施例の記載により何ら制限されるものではない。

実施例において、「重合活性」とは、固体触媒１ｇ当たり、重合時間１時間当たりのα−オレフィン重合体の収量（Ｋｇ）を表す。

メルトフローレイト（ＭＦＲ）は、ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に準拠して測定した。２３０℃、２.１６Ｋｇの加重下で１０分間の溶融重合体の重量（ｇ）を表す。水素レスポンスの指標としてメルトフローレイトの対数（ｌｏｇＭＦＲ）を用いた。すなわち、同一水素濃度におけるα−オレフィン重合条件下において、その数値が高ければ水素レスポンスが高く、低ければ水素レスポンスが低いとした。

重量平均分子量（Ｍｗ）はＧＰＣ（ウォ−タ−ズ社製１５０ＣＶ型、ｏ−ジクロロベンゼン溶媒、カラムＳＨＯＤＥＸ、温度１４５℃、濃度０．０５ｗｔ％）を用いて測定し、標準ポリスチレン換算分子量として算出した。

α−オレフィン重合体の立体規則性の指標であるミクロタクティシティーを調べたメソペンタッド分率（ｍｍｍｍ）％は、プロピレン重合体においてＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ８，６８７(１９７５) に基づいて帰属した^１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルのピ−ク強度比より算出した。^１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、日本電子製 ＥＸ−４００の装置を用い、ＴＭＳを基準とし、温度１３０℃、ｏ−ジクロロベンゼン溶媒を用い、スキャン回数を８０００回で測定した。

別のα−オレフィン重合体の立体規則性の指標である重合物の残留固形分の割合（ＨＩ）は、重合体をヘプタンで６時間ソックスレー抽出した後の残留固形分の量である。

（ジエチルアミノトリエトキシシランの合成例）
マグネットシール攪拌機、滴下ロートを備えた４つ口のフラスコ（容量１Ｌ）に、トルエン１００ｍＬ、テトラヒドロフラン１０ｍＬ、ジエチルアミン１４．６ｇ（０．２ｍｏｌ）を導入し、混合攪拌した。一方、滴下ロートには、グリニャール試薬（力価＝１．７１ｍｏｌ／Ｌ）を１２９ｍＬ（０．２２ｍｏｌ）入れた。その後、攪拌しながら、室温下（空冷）、滴下ロートから、グリニャール試薬を３０分かけてフラスコ内に滴下した。滴下終了後、６０℃で１時間攪拌を行い、グリニャール交換反応を行った。その後、あらかじめ滴下ロートに導入しておいたテトラエトキシシラン４１．７ｇ（０．２ｍｏｌ）を１５分かけてフラスコ内に滴下した。滴下終了後、６０℃で２時間反応を行った。この時、フラスコ内にはマグネシウムエトキシクロリドの固体が析出した。反応液を一部採取して、ガスクロマトグラフィーで目的物が生成しているのを確認した後に、窒素雰囲気下、Ｇ４ガラスフィルターを備えた容器にフラスコ内の反応液をすべて移液し、低圧窒素（０．０１ＭＰａ）で加圧ろ過を行った。さらに、ろ残（マグネシウムエトキシクロリド）をトルエンでろ液中に目的物が確認できなくなるまで洗浄、ろ過を繰り返した。ろ液およびろ残洗浄混合液は減圧下、濃縮してトルエン等の溶媒成分を留去し、続いて、蒸留精製を行い目的物を回収した。目的物の外観は無色透明の液体で、沸点は５２℃／０．１ｍｍＨｇ、ＧＣ純度は９８．０％であった。

（実施例１）
＜固体触媒１の調製＞
マグネットシール攪拌機を備えたフラスコ（容量０．２Ｌ）にｎ−デカン４０ｍＬ、無水塩化マグネシウム７．１ｇ（７．５×１０^−２ｍｏｌ）、２−エチルヘキシルアルコール３５ｍｌ（２．２×１０^−１ｍｏｌ）を加え、混合した。その後、系内温度を１３０℃とし、２時間攪拌し、均一溶液とした。この均一溶液に無水フタル酸１．７ｇ（１．２×１０^−２ｍｏｌ）を添加し、１３０℃にてさらに１時間反応させた後、室温まで冷却した。一方、マグネットシール攪拌機およびＧ４ガラスフィルターを備えたフラスコ（容量０．５Ｌ）にテトラクロロチタン２００ｍｌ（１．８ｍｏｌ）と無水塩化マグネシウム０．７１ｇ（７．５×１０^−３ｍｏｌ）を懸濁させて、−２０℃に保持した。ここに、前記均一溶液を１時間かけて全量滴下した。滴下後、系内温度を１１０℃まで昇温させ、オルトフタル酸ジイソブチル５ｍＬ（１．８×１０^−２ｍｏｌ）を添加し、さらに２時間攪拌、反応を行った。反応終了後、熱ろ過を行い、固体部を採取した。この固体部を２，４−ジクロロトルエン３００ｍＬに再懸濁させ、さらに１３０℃で１時間反応させた。反応終了後、熱ろ過にて固体部を採取し、ｎ−デカン、ｎ−ヘキサンで洗浄液中にチタン化合物が検出されなくなるまで固体部を洗浄し、乾燥させて粉末状の固体触媒１を得た。この固体触媒成分のチタン含有量を測定したところ、１．１ｗｔ％であった。
＜プロピレンの重合＞
内部を窒素で充分置換したマグネットシール攪拌機付の内容積２Ｌのステンレス製オ−トクレ−ブ内に前記で得られた固体触媒成分［Ａ］（固体触媒１）のｎ−ヘプタンスラリ−をチタン原子換算で５×１０^−３ｍｍｏｌ、有機アルミニウム化合物［Ｂ］としてトリ（エチル）アルミニウムを２.０ｍｍｏｌ、有機ケイ素化合物［Ｃ］としてジエチルアミノトリエトキシシランを０．３６ｍｍｏｌ入れ、次いで水素（０．１２ＭＰａ）、液化プロピレン（１．２Ｌ）を順次導入した。オ−トクレ−ブ内を１０℃に冷却し、攪拌を開始して１０分間予備重合を行った。引き続きオートクレーブ内を７０℃に昇温し、さらに７０℃で１時間、重合を行った。この時の重合圧力は３．８ＭＰａであった。重合終了後、未反応プロピレンガスを放出し、重合体を６０℃で２０時間減圧乾燥して、白色の粉末状ポリプロピレンを得た。結果を表１に示した。

（実施例２）
固体触媒２として、市販の東邦キャタリスト社製ＴＨＣ−ＪＣ型を使用した以外は実施例１と同様にプロピレンの重合を行った。結果を表１に示した。

（実施例３）
仕込み水素量を０．１２ＭＰａに変更した以外は、実施例２と同様にプロピレンの重合を行った。結果を表１に示した。

（実施例４）
＜固体触媒３の調製＞
マグネットシール攪拌機を備えたフラスコ（容量１Ｌ）にトルエン４００ｍＬ、ジエトキシマグネシウム８０ｇ（０．７ｍｏｌ）を加え、懸濁状態とした。また、マグネットシール攪拌機およびＧ４ガラスフィルターを備えた別のフラスコ（容量１Ｌ）にはトルエン２００ｍＬ、テトラクロロチタン１５４ｍｌ（１．４ｍｏｌ）を加え攪拌し、混合液を調製した。そこに、前記懸濁液を添加し、５℃で１時間反応させた。その後、オルトフタル酸ジｎ−ブチル１１．６ｍＬ（０．０４ｍｏｌ）を導入し、９０℃で２時間、反応を行った。反応後、トルエン５００ｍＬで４回、ろ過、洗浄を繰り返した後、トルエン５００ｍＬ、テトラクロロチタン１５４ｍｌ（１．４ｍｏｌ）を加え、攪拌しながら１１５℃で２時間攪拌、反応を行った。反応終了後、ｎ−ヘプタン５００ｍＬで５回、ろ過、洗浄を繰り返し、減圧下、乾燥して粉末状の固体触媒３を得た。この固体触媒成分のチタン含有量を測定したところ、１．４３ｗｔ％であった。
＜プロピレンの重合＞
前記で得られた固体触媒成分［Ａ］（固体触媒３）を使用し、重合時間を３０分に変更した以外は実施例１と同様にプロピレンの重合を行った。結果を表１に示した。

（実施例５）
＜固体触媒４の調製＞
マグネットシール攪拌機を備えたフラスコ（容量１Ｌ）にトルエン４００ｍＬ、ジエトキシマグネシウム８０ｇ（０．７ｍｏｌ）を加え、懸濁状態とした。また、マグネットシール攪拌機およびＧ４ガラスフィルターを備えた別のフラスコ（容量１Ｌ）にはトルエン２００ｍＬ、テトラクロロチタン１５４ｍｌ（１．４ｍｏｌ）を加え攪拌し、混合液を調製した。そこに、前記懸濁液を添加し、５℃で１時間反応させた。その後、オルトフタル酸ビス（２−エチルヘキシル）１５．８ｍＬ（０．０４ｍｏｌ）を導入し、９０℃で２時間、反応を行った。反応後、トルエン５００ｍＬで４回、ろ過、洗浄を繰り返した後、トルエン５００ｍＬ、テトラクロロチタン１５４ｍｌ（１．４ｍｏｌ）を加え、攪拌しながら１１５℃で２時間攪拌、反応を行った。反応終了後、ｎ−ヘプタン５００ｍＬで５回、ろ過、洗浄を繰り返し、減圧下、乾燥して粉末状の固体触媒４を得た。この固体触媒成分のチタン含有量を測定したところ、２．１５ｗｔ％であった。
＜プロピレンの重合＞
前記で得られた固体触媒成分［Ａ］（固体触媒４）を用いた以外は実施例１と同様にプロピレンの重合を行った。結果を表１に示した。

（比較例１〜５）
有機ケイ素化合物［Ｃ］としてシクロヘキシルメチルジメトキシシランを用いた以外は、それぞれ実施例１〜５と同様にプロピレンの重合を行った。結果を表１に示した。

（比較例６〜８）
有機ケイ素化合物［Ｃ］としてジシクロペンチルジメトキシシランを用いた以外は、それぞれ実施例２、４、５と同様にプロピレンの重合を行った。結果を表１に示した。

有機ケイ素化合物［Ｃ］としてジエチルアミノトリエトキシシランを用いた場合の重合活性、立体規則性（ｍｍｍｍ）、立体規則性（Ｈ．Ｉ）、重量平均分子量（Ｍｗ）、水素レスポンス（ｌｏｇＭＦＲ）を、シクロヘキシルメチルジメトキシシランを用いた場合と比較した結果を表２に、ジシクロペンチルジメトキシシランを用いた場合と比較した結果を表３に示した。
結果より、ジエチルアミノトリエトキシシランを用いた場合に、立体規則性が高く、且つ、水素レスポンスが高く、溶融流動性の良いα−オレフィン重合体が製造できることが分かる。

Claims (7)

1. ［Ａ］マグネシウム、チタン、ハロゲン元素及び電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分、［Ｂ］有機アルミニウム化合物、［Ｃ］有機ケイ素化合物からなる触媒の存在下でα−オレフィンを重合する方法において、有機ケイ素化合物以外の重合条件を同一とし、有機ケイ素化合物としてシクロヘキシルメチルジメトキシシランを用いた場合を基準として、
   （１）重合活性（固体触媒単位重量かつ反応単位時間当たりのα−オレフィン重合体生産量）が０．８倍から１．５倍、
   （２）立体規則性（^１３Ｃ−ＮＭＲ測定から求めたメソペンタッド分率）が１．００倍から１．０５倍、
   （３）水素レスポンス（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って測定した溶融流動性の値の対数）が１．０５倍から２．０倍、
   となる重合結果を与える有機ケイ素化合物。
2. ［Ａ］マグネシウム、チタン、ハロゲン元素及び電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分、［Ｂ］有機アルミニウム化合物、［Ｃ］有機ケイ素化合物からなる触媒の存在下にα−オレフィンを重合する方法において、有機ケイ素化合物以外の重合条件を同一とし、有機ケイ素化合物としてジシクロペンチルジメトキシシランを用いた場合を基準として、
   （１）重合活性（固体触媒単位重量かつ反応単位時間当たりのα−オレフィン重合体生産量）が０．６倍から１．１倍、
   （２）立体規則性（^１３Ｃ−ＮＭＲ測定から求めたメソペンタッド分率）が０．９５倍から１．０５倍、
   （３）水素レスポンス（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って測定した溶融流動性の値の対数）が１．１倍から２．０倍、
   となる重合結果を与える有機ケイ素化合物。
3. ［Ａ］マグネシウム、チタン、ハロゲン元素及び電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分、［Ｂ］有機アルミニウム化合物、［Ｃ］有機ケイ素化合物からなる触媒の存在下でα−オレフィンを重合する方法において、有機ケイ素化合物以外の重合条件を同一とし、有機ケイ素化合物としてシクロヘキシルメチルジメトキシシランを用いた場合を基準として、
   （１）重合活性（固体触媒単位重量かつ反応単位時間当たりのα−オレフィン重合体生産量）が０．８倍から１．５倍、
   （２）立体規則性（^１３Ｃ−ＮＭＲ測定から求めたメソペンタッド分率）が１．００倍から１．０５倍、
   （３）ＧＰＣにより測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が０．４倍から０．９５倍、
   となる重合結果を与える有機ケイ素化合物。
4. ［Ａ］マグネシウム、チタン、ハロゲン元素及び電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分、［Ｂ］有機アルミニウム化合物、［Ｃ］有機ケイ素化合物からなる触媒の存在下でα−オレフィンを重合する方法において、有機ケイ素化合物以外の重合条件を同一とし、有機ケイ素化合物としてジシクロペンチルジメトキシシランを用いた場合を基準として、
   （１）重合活性（固体触媒単位重量かつ反応単位時間当たりのα−オレフィン重合体生産量）が０．６倍から１．１倍、
   （２）立体規則性（^１３Ｃ−ＮＭＲ測定から求めたメソペンタッド分率）が０．９５倍から１．０５倍、
   （３）ＧＰＣにより測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が０．２倍から０．７倍、
   となる重合結果を与える有機ケイ素化合物。
5. ［Ａ］マグネシウム、チタン、ハロゲン元素及び電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分、［Ｂ］有機アルミニウム化合物、［Ｃ］有機ケイ素化合物からなる触媒の存在下でα−オレフィンを重合する方法において、有機ケイ素化合物以外の重合条件を同一とし、有機ケイ素化合物としてシクロヘキシルメチルジメトキシシランを用いた場合を基準として、
   （１）重合活性（固体触媒単位重量かつ反応単位時間当たりのα−オレフィン重合体生産量）が０．８倍から１．５倍、
   （２）立体規則性（α−オレフィン重合体を熱ヘプタンで６時間抽出した後の残留固形分の割合）が０．９０倍から１．０５倍、
   （３）水素レスポンス（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って測定した溶融流動性の値の対数）が１．０５倍から２．０倍、
   となる重合結果を与える有機ケイ素化合物。
6. ［Ａ］マグネシウム、チタン、ハロゲン元素及び電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分、［Ｂ］有機アルミニウム化合物、［Ｃ］有機ケイ素化合物からなる触媒の存在下でα−オレフィンを重合する方法において、有機ケイ素化合物以外の重合条件を同一とし、有機ケイ素化合物としてジシクロペンチルジメトキシシランを用いた場合を基準として、
   （１）重合活性（固体触媒単位重量かつ反応単位時間当たりのα−オレフィン重合体生産量）が０．６倍から１．１倍、
   （２）立体規則性（α−オレフィン重合体を熱ヘプタンで６時間抽出した後の残留固形分の割合）が０．９５倍から１．０５倍、
   （３）水素レスポンス（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って測定した溶融流動性の値の対数）が１．１倍から２．０倍、
   となる重合結果を与える有機ケイ素化合物。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の有機ケイ素化合物を用いることを特徴とするα−オレフィンの重合方法。