JP2012515821A - 3置換c4−10アルケンとのポリオレフィン気相重合 - Google Patents
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Abstract
Description
発明の分野
本発明は、少なくとも1種の3置換C4−10アルケンと別のC2−8アルケンとを、気相重合において重合触媒系を使用して重合させることを含む、アルケン共重合体の新規で効率的な製造方法に関する。本発明はまた、本方法から得られた共重合体にも関する。
エチレンなどのアルケンは、特定の特性を有するポリマーを得るために、しばしばコモノマーと共重合されている。従って、例えば、エチレンホモポリマーに対して減少した密度を有するポリマーを得るために、1−ヘキセン又は1−オクテンなどのコモノマーとエチレンとを重合させることが一般的である。共重合体の密度を減少させることは、一般的に多くのその機械的特性にプラスの影響を与え、場合によっては、ポリマーを多くの最終用途において更に有用なものにする。従って、コモノマーは一般的に、その目的用途に合うようにポリマーの特性を適合させるために使用されている。例えば、1−ブテン、1−ヘキセン又は1−オクテンをコモノマーとして含む、多数の市販のエチレン共重合体がある。
− 残留物が繊維厚さ又は膜厚さと同じ大きさ又はそれを上回る大きさの粒子を作る場合、例えば、繊維又は膜への加工を難しくする
− 最終使用でのポリマーの性能を低下させる、例えば、膜において視覚的に観察可能な不均一性(しばしばゲル、斑点又はフィッシュアイと呼ばれる)を作ることによって、ポリマーを用いて製造される膜の光学特性を低減させ得る
− そこに存在する不純物の水準が一定の基準を下回ることが要求される用途、例えば、食品及び/又は医療用途に対してポリマーを不適切にさせ得る
− それらの遷移金属の含有率のために、ポリマー劣化の促進剤として作用し、最終的に変色及び機械的強度の損失をもたらし得る。
図1は、単座触媒を用いて実施できる重合に関するポリエチレン密度に対する触媒系活量係数のプロットである。
図2は、チーグラー・ナッタ触媒を用いて実施できる重合に関するポリエチレン密度に対する触媒系活量係数のプロットである。
背景技術の欠点を考慮すると、アルケンポリマーの、特に、所定量のポリマーを製造するために必要とされる触媒系の量を最小にすることができるアルケン共重合体の製造のための代替的な重合法が必要である。従来の気相重合条件(即ち、典型的な温度及び圧力条件)下で反応が実施できる方法並びに気相中に存在する反応器が特に望ましい。
本明細書で使用される、「アルケン共重合体」との用語は、少なくとも1種の3置換C4−10アルケンモノマー及び少なくとも1種の他のC2−8アルケンから誘導される繰り返し単位を含むポリマーを意味する。有利な共重合体は、二元であり(即ち、有利な共重合体はコポリマーである)且つ1種の3置換C4−10アルケンコモノマー及び別の1種のC2−8アルケンモノマーから誘導される繰り返し単位を含む。他の有利な共重合体は三元であり、例えば、それらは1種の3−置換C4−10アルケンコモノマー及び2種のC2−8アルケンモノマーから誘導される繰り返し単位を含む。特に有利な共重合体はコポリマーである。有利な共重合体において、共重合体の全質量を基準として、少なくとも0.01質量%、さらに一層有利には少なくとも0.1質量%、例えば、少なくとも0.5質量%のモノマーがそれぞれ存在する。
共重合体を製造するために、C2−8アルケンは、3置換C4−10アルケンとして使用されるアルケンとは別のアルケンでなければならない。1つ以上(例えば、2つ又は3つ)のC2−8アルケンが使用され得る。しかしながら、有利には、1つ又は2つ、例えば、1つのC2−8アルケンが使用される。
上述のC2−8アルケンと3置換C4−10アルケンとの気相重合が予想外に高い効率(即ち、優れた触媒生産性)で起こることが見出された。所定の密度のポリマーを提供するために、より少ない3置換C4−10アルケンが1−ヘキセン又は1−オクテン以外にそこに含まれる必要があることも見出された。これは、1−ヘキセン、1−オクテン又は3置換C4−10アルケンなどのコモノマーのコストが、エチレン又はプロピレンのコストよりも遥かに高いので有利である。
気相重合で使用される重合触媒系は有利には微粒子の形態である。有利には、触媒系は、0.5〜250ミクロン、有利には4〜150ミクロンの質量平均粒度を有する粒子の形態である。特に有利には重合触媒系は担体を含む。好適な担体材料は、当業者に公知であるが、更に詳細に以下に記載されている。
本発明の方法で使用してよい単座触媒を含む触媒系は、有利にはメタロセン含有触媒系である。かかる触媒系は、例えば、WO98/02246号(この内容は本明細書に援用される)から当該技術分野において周知である。
本発明の方法で使用される単座触媒を含む触媒系は、有利には微粒子の形態である。有利には、触媒系は、1〜250ミクロン、有利には4〜150ミクロンの質量平均粒度を有する粒子の形態である。有利には、触媒系は遊離の浮遊粉末の形態である。
アルミノキサンは有利には活性化剤として触媒系中に存在する。アルミノキサンは有利にはオリゴマーである。更に一層有利にはアルミノキサンは、例えば、近似の式(Al1.4R0.8O)n(式中、nは10〜60であり、Rはアルキル基、例えば、C1−20アルキル基である)を有する、かご状(例えば、多環式)分子である。有利なアルミノキサンにおいて、RはC1−8アルキル基、例えば、メチルである。メチルアルミノキサン(MAO)は、分子量の分布を有する、有利には700〜1500の平均分子量を有する、オリゴマーの混合物である。MAOは、有利には触媒系で使用されるアルミノキサンである。
一般的に遷移金属前駆体の金属は16電子錯体であるが、それらは時としてより少ない数の電子を含んでよく、例えば、Ti、Zr又はHfの錯体である。
(Cp)mLnMXp
(式中、Cpは非置換の又は置換されたシクロペンタジエニル基、非置換の又は置換されたインデニル又は非置換の又は置換されたフルオレニル(例えば、非置換の又は置換されたシクロペンタジエニル基)であり;
任意の1つ以上の置換基は、ハロゲン(例えば、Cl、F、Br、I)、ヒドロカルビル(例えば、C1−20アルキル、C2−20アルケニル、C2−20アルキニル,C6−20アリール又はC6−20アリールアルキル)、C3−12シクロアルキル(1、2、3又は4個のヘテロ原子を環部分に含有する)、C6−20ヘテロアリール、C1−20ハロアルキル、−SiR’’3、−OSiR’’3、−SR’’、−PR’’2又は−NR’’2から独立して選択され、
R’’はそれぞれ独立してH又はヒドロカルビル、例えば、C1−20アルキル、C2−20アルケニル、C2−20アルキニル、C6−20アリール又はC6−20アリールアルキルであり;又は−NR’’2の場合、2つのR’’は環、例えば、5又は6員環を、それらが結合される窒素原子と一緒に、形成することができ;
Lは、1〜7個の原子の橋、例えば、1〜4個のC原子及び0〜4個のヘテロ原子の橋であり、ここでヘテロ原子は、例えば、Si、Ge及び/又はO原子であってよく、ここでそれぞれの橋原子は独立して置換基(例えば、C1−20アルキル、トリ(C1−20アルキル)シリル、トリ(C1−20アルキル)シロキシ又はC6−20アリール置換基)を有してよい;又は1〜3個、例えば、1個又は2個の、ヘテロ原子、例えば、Si、Ge及び/又はO原子の橋、例えば、−SiR2であり、ここでRはそれぞれ独立してC1−20アルキル、C6−20アリール又はトリ(C1−20アルキル)シリル残基、例えば、トリメチルシリルである;
Mは第3〜第10族の遷移金属、有利には第4〜第6族、例えば、第4族の遷移金属、例えば、チタン、ジルコニウム又はハフニウム、有利にはハフニウムであり、
Xはそれぞれ独立してシグマ配位子、例えば、ハロゲン(例えば、Cl、F、Br、I)、水素、C1−20アルキル、C1−20アルコキシ、C2−20アルケニル、C2−20アルキニル、C3−12シクロアルキル、C6−20アリール、C6−20アリールオキシ、C7−20アリールアルキル、C7−20アリールアルケニル、−SR’’、−PR’’3、−SiR’’3、−OSiR’’3、−NR’’2、又はCH2−Yであり、ここでYはC6−20アリール、C6−20ヘテロアリール、C1−20アルコキシ、C6−20アリールオキシ、−NR’’2、−SR’’、−PR’’3、−SiR’’3又は−OSiR’’3である;あるいは、2つのX配位子は金属上に二座配位子、例えば、1,3−ペンタジエンを提供するために架橋する;
上述のそれぞれの環部分は、単独で又は別の部分の一部としてCp、X、R’’又はR’’’の置換基として、例えば、Si及び/又はO原子を含有し得るC1−20アルキルで更に置換することができる;
mは1、2又は3、有利には1又は2、更に有利には2であり;
nは0、1又は2、有利には0又は1であり;
pは1、2又は3(例えば、2又は3)であり;且つ
m+pの合計はMの原子価に等しい(例えば、MがZr、Hf又はTiである場合、m+pの合計は4でなければならない)。
G.J.P. Britovsekら:The Search for New-Generation Olefin Polymerization Catalysts: Life beyond Metallocenes, Angew. Chemie Int. Ed., 38 (1999), 第428頁。
H. Makioら:FI Catalysts: A New Family of High Performance Catalysts for Olefin Polymerization, Advanced Synthesis and Catalysis, 344 (2002), 第477頁。
本発明で使用される触媒系を成形するために、担体、例えば、シリカが有利には(例えば、加熱によって)脱水される。触媒系の更なる製造は有利には無水条件下で且つ酸素及び水の不在下で行われる。次いで無水担体を有利には液体媒体に添加してスラリーを形成する。液体媒体は有利には5〜20個の炭素原子を含む炭化水素、例えば、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、トルエン及びそれらの混合物である。前述の炭化水素の異性体を使用してもよい。液体媒体の体積は、有利には担体の孔を満たすために、更に有利には担体粒子のスラリーを形成するために、充分である。典型的には液体媒体の体積は、窒素吸着法(BET法)によって測定される支持体の孔容積の2〜15倍である。これは、金属の表面上の均一な分布を確実にすることに役立ち、担体の孔が達成される。
チーグラー・ナッタ触媒系は有利には遷移金属成分及び活性化剤を含む。有利には、重合反応に添加される遷移金属成分は、固体粒子内に含有されている。更に一層有利には、少なくとも幾つかの活性化剤(時として助触媒と呼ばれる)が液体又は溶液として重合に添加される。
遷移金属成分
触媒系の活性部位は遷移金属である。第4族又は第5族の遷移金属が有利であり、特に第4族金属、特にTiが有利である。特に有利なチーグラー・ナッタ触媒では、第4族遷移金属(例えば、Ti)のみが存在する。
チーグラー・ナッタ触媒を含む触媒系中に存在する粒子構成材は、無機酸化物支持体、例えば、シリカ、アルミナ、チタン、シリカ−アルミナ及びシリカ−チタンであってよく又はMg又はCa化合物、例えば、クロリド、オキシクロリド、アルキル又はアルコキシド又は有機アニオンとの金属塩であってよい。しかしながら、有利には金属は、任意の他の成分を有するシリカ又はMgCl2である。
この活性化剤は、遷移金属成分を活性化することが可能な化合物である。これは時として助触媒と呼ばれる。有用な活性化剤は、特に、アルミニウムアルキル及びアルミニウムアルコキシ化合物である。特に有利な活性化剤は、アルミニウムアルキル、特に、アルミニウムトリアルキル(例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム及びトリイソブチルアルミニウム)である。この活性化剤は、有利には遷移金属成分に対して過剰に使用されている。例えば、アルミニウムアルキルが活性化剤として使用される場合、遷移金属成分中の遷移金属に対する活性化剤中のアルミニウムのモル比は1〜500モル/モル、有利には2〜100モル/モル、例えば、5〜50モル/モルである。活性化剤は典型的には固体の粒状触媒の一部ではないが、液体として重合反応器に添加される。
チーグラー・ナッタ触媒を含む触媒系は、例えば、US5,332,793号、US6,18,7866号、US5,290,745号、US3,901,863号、US4,294,2200号、US4,617,360号、WO91/18934号に開示されているような、当該技術分野で公知の手順によって製造してよい。
酸化クロム触媒系の製造手順は、当該技術において公知である。酸化クロム触媒(フィリップス触媒とも呼ばれる)は、典型的には、500〜900℃の温度で、乾燥した酸素含有ガスの流れで、熱安定性ではないCr化合物と一緒に、シリカ、シリカ−アルミニウム又はリン酸アルミニウムの多孔質粉末を焼成することによって製造される。Cr含有率は有利には0.1〜2質量%である。それらは有利には助触媒又は活性化剤なしで使用されるが、時として少量のAl又はBアルキルが重合反応器に添加される。製造されるべきポリマーの分子量は、焼成について選択される温度によって大きく影響され得る。一般的に使用される焼成温度が高いほど、得られるポリマーの分子量が低い。
多座触媒系は本発明の気相重合に使用してよい。
本発明の方法の重要な特徴は、上記の気相重合が、約80℃の重合温度での3置換C4−10アルケンと別のC2−8アルケンとの共重合において高い活量係数を有することである。有利には、触媒系の活量係数は、少なくとも100gポリアルケン/(g固体触媒、時間、バール)であり、更に一層有利には触媒系の活量係数は少なくとも200gポリアルケン/(g固体触媒、時間、バール)、例えば、少なくとも250gポリアルケン/(g固体触媒、時間、バール)である。これらは活量係数の上限がなく、例えば、10000gポリアルケン/(g固体触媒、時間、バール)もの高さであってよい。
重合プロセス
商業的なプロセス
気相重合は有利には、ガス供給による流動層などの従来の気相反応器で、又は機械的な撹拌層で、又は循環層プロセスで行われる。ポリエチレンのための好適な気相ポリアルケンプロセスは、例えば、Univationによる、Unipol PEガス供給流動化単一反応器プロセス及びUnipol PE IIガス供給流動化多段反応器プロセス、MitsuiによるEvolueガス供給流動化多段反応器プロセス、IneosによるInnoveneガス供給流動化単一反応器プロセス、LyondellBasellによるLupotech Gガス供給流動化単一反応器プロセス及びLyondellBasellによるSpherileneガス供給流動化多段反応器プロセス及びBorealisによるBorstar PE多段反応器プロセスの最後の部分である。ポリプロピレンのための好適な気相ポリアルケンプロセスは、例えば、IneosによるInnovene PP、DowによるDow/Unipol PP、LyondellBasellによるSpherizone循環層、日本ポリプロ株式会社によるChisso/JPP機械的撹拌反応器プロセス、LummusによるNovolen気相及びLyondellBasellによるSpheripolプロセスの最後の重合部分である。
3置換C4−10アルケンコモノマーを有する高い活性の重合触媒系は、効率的な気相重合が実行されることを可能にする。有利には、固体触媒の生産性は、固体触媒系のg当たり少なくとも1000gポリマーである。更に一層有利には、固体触媒の生産性は、少なくとも1800gポリマー/g触媒系、例えば、少なくとも2000gポリマー/g固体触媒系である。上限は重要ではないが、100000gポリマー/g固体触媒系のオーダーであり得る。有利には、全触媒系の生産性は、全触媒系のg当たり少なくとも250gポリマーである。更に一層有利には、固体触媒の生産性は、少なくとも400gポリマー/g全触媒系、例えば、少なくとも1000gポリマー/g触媒系である。上限は重要ではないが、20000gポリマー/g固体触媒のオーダーであり得る。
− 温度は30〜120℃、有利には50〜100℃の範囲内である。
− 反応圧力は1〜100バール、有利には10〜70バールの範囲内であり
− 滞留時間は典型的には0.5〜6時間、例えば、1〜4時間であり
− 使用される希釈剤は有利には−70℃〜100℃の範囲の沸点を有する脂肪族炭化水素、例えば、n−ヘキサン、イソブタン、プロパンであり
− 水素は当該技術分野で公知の手法でモル質量を制御するために添加してよい。
上記のような多峰性共重合体、特に高分子量ポリマー成分Aが低分子量成分Bよりも高いコモノマー含有率を有する共重合体は、場合によっては、単峰性共重合体よりも多くの利点を有し得る。
上述の通り、気相重合反応は有利にはC3−8飽和炭化水素、例えば、C3−6アルカンを含む。C3−8飽和炭化水素の機能は、気相反応器中での熱除去効率を向上させることである。粒子の冷却は、C3−8飽和炭化水素が粒子から熱を捕捉する重合領域を通って、これが冷却されて、次いで再循環される冷却表面に向けて、該C3−8飽和炭化水素を反応器内で循環させることによって達成される。このプロセスは、粒子が過度に加熱する場合、該粒子は溶融して別の粒子又は反応器壁とくっつく(即ちアグロメレート)ので、重要である。C3−C6炭化水素は、窒素よりも高い比熱容量を有し、且つ例えば、窒素よりも熱除去についてより効率的に機能することが見出された。
− 0.01〜5モル%のC3−6アルカン濃度
− 10〜40モル%の窒素濃度、
− 10〜50モル%のエチレン濃度、
− 反応器中の全圧の20%を上回る3置換C4−10アルケン(例えば、3−メチルブト−1−エン)の部分圧、及び
− 例えば、ZN又は酸化クロム触媒について1〜5モル%及び単座触媒について5〜1000ppmモルの水素濃度。
3置換C4−10アルケンコモノマーを使用して達成される上記の向上した触媒活性は、比較的短い滞留時間(例えば、最初の1時間以内)で最も顕著であることが分かった。もちろん、多量の触媒系又は触媒残留物がポリマーに組み込まれるので、短い滞留時間でより高い触媒活性が最も要求されている。
最終ポリマー生成物がスラリー反応器から得られる際に、該ポリマーをそこから取り出し、希釈液を有利にはフラッシング又は濾過によってそれから分離する。大部分の希釈液及び未変換コモノマーは再生して重合反応器に戻される。有利には、次にポリマーが乾燥される(例えば、反応器から液体及びガスの残留物を除去するために)。その比較的低い含有率の触媒系残留物のために、有利にはポリマーは脱灰工程に供さない、即ち、アルコールで洗浄しないで、任意に炭化水素液体、又は水と混合する。
本発明の共重合体中に存在するC2−8アルケン(例えば、エチレン)モノマーの量は、有利には60−99.99質量%、更に一層有利には80−99.9質量%、例えば、90−99.5質量%である。最も多量のC2−8アルケンがプロピレンである共重合体において、有利には少なくとも3−10質量%のエチレンが追加的に存在する。共重合体が2種類のC2−8アルケン(例えば、エチレン及び1−ブテン)を含む場合、少量のC2−8アルケン(例えば、1−ブテン)が有利には0.1〜20質量%、更に一層有利には0.5〜10質量%、例えば、1〜7質量%の量で存在する。
従って本発明の共重合体は幅広い用途で有用である。これは、例えば、医療用途において、食品の包装の製造のために又は電気的用途のために使用してよい。その際、ポリマーに存在する不純物の量は最小になることが重要である。
本発明の共重合体は成形用途で有利に使用され得る。これは例えば、ブロー成形、射出成形又は回転成形で使用してよい。
本発明の共重合体は管用途で有利に使用され得る。有利には、これはHDPE管で、例えば、PE80又はPE100基準に従って使用される。管は、例えば、水及びガス配給、下水管、廃水、農業用、スラリー、薬品などのために使用され得る。
本発明はここで以下の非限定の実施例に関して記載される:
一般法
特に記載のない限り、以下のパラメータは表に示した通りポリマー試料で測定されたものである。
正割弾性係数は23℃の温度及び1mm/分の速度でASTM D 882−Aに従って測定する。
特に記載のない限り、以下のパラメータは、実施例に記載された通りに製造された40μmの膜厚で23℃にて測定した。
落槍はISO7765/1に従って測定する。
曇り度はASTM D 1003に従って測定する。
光沢度はASTM D 2457に従って測定する。これは60°の光線角度で測定する。
破壊抵抗はASTM D5748に従って測定する。
正割弾性係数:ASTM D 882−Aに従って測定し、0.05及び1.05%の歪での値から計算する。
引張応力、引張歪及び引張り強さはISO527−3に従って測定する。
引裂強さ(エルメンドルフ)はISO6383/2に従って測定する。
原料
エチレン:重合度。
水素:グレード6.0。
1−ヘキセン:サソール。揮発物をストリップし且つ13Xの分子ふるいで乾燥させる。
1−ブテン:重合度(99.5%)。N2で泡立たせて13Xの分子ふるいで乾燥させる。
3−メチル−1−ブテン:Evonik Oxenoによって製造される。純度>99.7%。N2で泡立たせて13Xの分子ふるいで乾燥させる。
プロパン及びイソブタン:重合用途品質。
窒素:<0.7ppm酸素、露点<−98℃。
触媒系(か焼したシリカ上に支持された(n−Bu−Cp)2HfCl2及びMAO)は、HfをZrの代わりに遷移金属として使用し且つシリカのか焼(脱水)温度が600℃であることを除いて、WO98/02246号の実施例1に従って製造された。
重合は、撹拌機及び温度制御系を備えた8リットルの反応器中で実施した。同じコモノマー供給システムを全生産について使用した。この手順は以下の工程から構成された:
1.触媒系を反応器中に供給した。
2.撹拌を開始した(280rpm)。
3.反応器を70℃の重合温度に加熱した。
4.プロパン(400ml)を添加した。
5.エチレン、コモノマー及び水素を反応器中に添加した。圧力を、圧力調節弁を介したエチレンの供給によって21バールのゲージ圧に維持した。水素はエチレン供給シリンダ中でエチレンと予め混合した。コモノマーも、エチレン流れに比例して、連続的に反応器中に添加した。
6.重合は、揮発物の反応器のガス抜きによって及び温度を下げることによって停止させた。
7.ポリマーはN2流れを有する反応器において70℃で更に乾燥した。重合手順の更なる詳細及び得られる共重合体の詳細は、表1及び図1aに提供されている。
遷移金属としてTiを有する、通常のチーグラー・ナッタ触媒を使用した。
TEAL(トリエチルアルミニウム):ヘプタン中1M
重合は、撹拌機及び温度制御系を備えた5.3リットルの反応器中で実施した。同じコモノマー供給システムが全生産のために使用された。この手順は以下の工程から構成された:
1.260mlのプロパンを反応器に添加して撹拌を開始した(300rpm)。反応器温度は85℃であり、この温度は重合の間維持した。
2.水素、エチレン及びコモノマーを反応器中に添加した。水素をバッチとして添加した。圧力を、圧力調節弁を介したエチレンの供給によって要求される圧力に維持した。コモノマーも、エチレン流れに比例して、連続的に反応器中に添加した。
3.触媒系を添加した。助触媒トリエチルアルミニウム(TEAL)を1Mとしてヘプタン溶液中に供給した。
4.重合は、揮発物の反応器のガス抜きによって及び温度を下げることによって停止させた。
5.ポリマーは真空オーブン中で70℃で30分間更に乾燥させた。
重合は、プロパンを添加しないで異なる反応器温度を以下の表3に詳述した通りに使用したことを除いて、実施例1のように実行した。
同じ触媒を含む、実施例1と同じ原料を、適用できる場合に使用した。
1.触媒系を反応器中に供給した。
2.3.8リットルのイソブタンを反応器に添加して撹拌を開始した(300rpm)。
3.反応器を85℃の所望の重合温度に加熱した。
4.エチレン、コモノマー及び水素を反応器中に添加した。圧力を、圧力調節弁を介したエチレンの供給によって要求される圧力に維持した。水素はエチレン供給シリンダ中でエチレンと予め混合した。コモノマーも、エチレン流れに比例して、連続的に反応器中に添加した。
5.次にモノマーが消費された。約1200gのポリマーが製造された場合、反応器をガス抜きし、撹拌を30rpmまで低下させ、ポリマーを70℃でN2により乾燥させ、40gのポリマー試料を取出した。
6.温度を所望の重合温度に調整した。400mlのプロパンを添加して撹拌を280rpmに調整した。
7.エチレン、コモノマー及び水素を反応器中に添加した。圧力を、圧力調節弁を介したエチレンの供給によって所望の圧力に維持した。水素はエチレン供給シリンダ中でエチレンと予め混合した。コモノマーも、エチレン流れに比例して、連続的に反応器中に添加した。
8.重合は、揮発物の反応器のガス抜きによって及び温度を下げることによって停止させた。
9.ポリマーはN2流れを有する反応器において70℃で更に乾燥した。
Ineos SilicasからのグレードEP352のCr触媒を使用した。これは複数のチタンとの合成シリカの多孔性粒子の支持体上の酢酸クロムである。これは使用前に15時間600℃の温度で乾燥空気の流れにおいて流動化することによって活性化された。
1.90mlのイソブタン、所定量の窒素、出発量のイソブタン及び幾らかのエチレンを反応器に供給した。添加した窒素の量は、重合の間、反応器に16バールの部分圧を与えるのに必要な量であった。撹拌速度は475rpmに設定した。
2.反応器温度を95℃の重合温度設定値まで上昇させた。触媒を、温度が70℃を超えた時に射出した。
3.圧力を、圧力調節弁によるエチレンの供給によって36バールのゲージ圧に維持した。コモノマーも、エチレン流れに比例して、連続的に反応器中に添加した。
4.重合は、揮発物の反応器のガス抜きによって及び温度を下げることによって停止させ、ポリマーを取出した。
5.ポリマー粉末を真空オーブン中で70℃で2時間更に乾燥させた。
活性データを図3にプロットする。これは、3−メチル−1−ブテンをコモノマーとして用いて一定の密度に達する活性が、1−ヘキセンを用いた場合よりも有意に高かったことを示す。
チーグラー・ナッタ触媒をUS2006/0014897号の実施例1に従って実験室規模で合成した。
重合は、撹拌機及び温度制御系を備えた8リットルの反応器中で実施した。0.15バールのH2を反応器に添加した。重合を、反応器中で、21バールの全ゲージ圧で、15バールのN2分圧を用いて85°で行った。アルカンは添加しなかった。1Mのヘプタン中のトリエチルアルミニウム(TEAL)を、表6aに示す通りに添加し且つ表6aに示す通りに一定時間重合させた。
重合からの乾燥ポリマー粉末を、Cibaからの1500ppmのIrganox B561酸化防止剤(20質量%のIrgafos168(トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスフェート)及び80質量%のIrganox1010(ペンタエリスリチル−テトラキス(3−(3’,5’−ジ−tertブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート)を含有する)並びに937g/dm3の密度及び0.4のMFR2の10質量%のチーグラー・ナッタ二峰性PEと混合した。混合物をブレンドして210℃の押出機温度にてPrism 16押出機によってペレット化した。操作上の問題が生じる前に到達可能な最大の生産速度は、3−メチル−1−ブテンのみをコモノマーとして有するポリマーの場合が最も高く、3−メチル−1−ブテンと1−ブテンとのブレンドを有するポリマーの場合が次に高いことが観察された(表6aを参照のこと)。コモノマーとして直鎖状アルケンのみを有するポリマー(1−ブテン及び1−ヘキセン)は劣っていた。
ペレットを、スクリュー直径25mm、25の長さ/直径比、ダイ直径50mmを有し且つ1.5mmに調整されたダイギャップを有するCollin単分子層フィルムライン上でフィルムに吹き込んだ。ポリマーを、3.5のブローレシオ(BUR)及び90rpmのスクリュー速度で生産した。温度領域の設定値を200〜230℃(押出機ヘッドに向かって上昇する)に設定した。引取速度を変化させることによって、膜厚を各生産において約40μmに調整した。試験用のフィルムは40μmであるように選択された。インフレーションパラメータ及び分析結果を表6bに示す。
Claims (20)
- アルケン共重合体の製造方法であって、少なくとも1種の3置換C4−10アルケンと少なくとも1種のC2−8アルケンとを、気相重合において重合触媒系を使用して重合させることを含む、アルケン共重合体の製造方法。
- 前記触媒系が粒状形態である、請求項1記載の方法。
- 前記触媒系が単座触媒を含む、請求項1又は2記載の方法。
- 前記単座触媒がメタロセンを含む、請求項3記載の方法。
- 前記触媒系がチーグラー・ナッタ触媒を含む、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- 前記触媒系が酸化クロム触媒を含む、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 前記C2−8アルケンがエチレン又はプロピレンである、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- 前記3置換C4−10アルケンが3−メチル−1−ブテンである、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
- 前記方法が連続的である、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
- 触媒系の総生産性が固体触媒g当たり少なくとも1000gポリマーである、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。
- 前記アルケン共重合体が共重合体の全質量を基準として0.01〜40質量%の量で3置換C4−10アルケンコモノマーを含む、請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。
- 前記アルケン共重合体が共重合体の全質量を基準として少なくとも60質量%の量でC2−8アルケンモノマーを含む、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。
- 前記アルケン共重合体が2種のC2−8アルケンモノマー及び少なくとも1種の3置換C4−10アルケンモノマーを含む、請求項1から13までのいずれか1項記載の方法。
- 前記アルケン共重合体が0.01g/10分より高いMFR21を有する、請求項1から14までのいずれか1項記載の方法。
- 前記アルケン共重合体が単峰性である、請求項1から15までのいずれか1項記載の方法。
- 前記方法が濃縮モード又は超濃縮モードで実施される、請求項1から16までのいずれか1項記載の方法。
- 前記アルケン共重合体が1200質量ppm未満の灰を含む、請求項1から17までのいずれか1項記載の方法。
- 前記重合が10モル%より低いC3−8アルカン濃度で実施される、請求項1から18までのいずれか1項記載の方法。
- 前記3置換C4−10アルケンが、気相重合反応器に連続的に供給される液体の5質量%を上回って占める、請求項1から19までのいずれか1項記載の方法。
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