JP2014525492A - ホウ素含有のシリカ担体を含む、高活性オレフィン重合触媒と、その製造 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホウ素含有のシリカ担体を含む、高活性オレフィン重合触媒と、その製造に関する。本発明は、上記担体に対し、ホウ素化合物を用いた化学処理と組み合わせて熱処理を行うことを特徴とする。
化学分野は、ホウ素含有のシリカ担体を含む、高活性オレフィン重合触媒を製造するための化学成分と化学プロセスに関する。
重合体の構成および粒度分布と、触媒とに相関性があることはよく知られている。Ludwig L. Bohm, Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 5010-5030に開示されている通り、触媒が球状構造を有し、粒度分布の範囲が狭い場合、上記触媒は、球状構造を有し、粒度分布の範囲が狭い重合体を製造する。そのため、高活性の触媒を用いて重合体の粒度と構造とを改良しようという試みがなされている。
本発明は、ホウ素含有のシリカ担体を含む、高活性を有する、オレフィン重合のための触媒と、上記触媒の製造に関する。以下、本発明の様態について以下に説明する。
本明細書において用いられている技術用語および科学用語の意味は、特に定義がされない限り、当業者が理解できるものである。
本発明は、ホウ素含有のシリカ担体を含む、高活性を有する、オレフィン重合のための触媒を製造した。上記担体は、熱処理および化学処理を組み合わせることによって得られた。
乾燥固形物の灰化は、窒素、ヘリウム、アルゴン、またはそれらないし空気の混合気体などの不活性雰囲気下で行うことができる。
本発明の化学処理では、シリカとホウ素化合物とのモル比を100〜300:5〜9、好ましくは200:7として、ホウ素化合物をルイス酸として使う。
室温で、シリカ2g(0.033mol)をヘプタン400mlに懸濁させた。その後、5分以内にBEMagを12.2ml(0.011mol)加えた。そして、得られた混合液を還流にて30分間加熱し、冷却した後、浸漬管を通じて、上記混合液にHClガスの気泡を1時間加えた。その後、エタノール2ml(0.033mol)を室温で加え、得られた懸濁液を還流にて30分間加熱し、室温まで冷却させた後、TiCl4を8.5ml(0.078mol)加えた。上記TiCl4の添加が完了すると、上記懸濁液を再度還流にて1時間加熱し、得られた固体をヘプタン100mlで5回洗浄し、真空下で乾燥させ、最終的な生成物として流動性を有する固体触媒を得た。
室温で、熱処理済のシリカ2g(0.033mol)をヘプタン400mlに懸濁させた。その後、5分以内にBEMagを12.2ml(0.011mol)加えた。そして、得られた混合液を還流にて30分間加熱し、冷却した後、浸漬管を通じて、上記混合液にHClガスの気泡を1時間加えた。その後、エタノール2ml(0.033mol)を室温で加え、得られた懸濁液を還流にて30分間加熱し、室温まで冷却させた後、TiCl4を8.5ml(0.078mol)加えた。上記TiCl4の添加が完了すると、上記懸濁液を再度還流にて1時間加熱し、得られた固体をヘプタン100mlで5回洗浄し、真空下で乾燥させ、最終的な生成物として流動性のある固体触媒を得た。
室温で、シリカ2g(0.033mol)をヘプタン400mlに懸濁させた。その後、5分以内に、無水エタノール6.5ml(0.1mol)にMgCl2を1g(10.5mmol)加えた溶液を加えた。そして、得られた混合液を還流にて30分間加熱し、室温まで冷却させた後、TiCl4を8.5ml(0.078mol)加えた。上記TiCl4の添加が完了すると、上記混合液を再度還流にて1時間加熱し、得られた固体をヘプタン100mlで5回洗浄し、真空下で乾燥させ、最終的な生成物として流動性のある固体触媒を得た。
室温で、熱処理済のシリカ2g(0.033mol)をヘプタン400mlに懸濁させた。その後、5分以内に、無水エタノール6.5ml(0.1mol)にMgCl2を1g(10.5mmol)加えた溶液を加えた。そして、得られた混合液を還流にて30分間加熱し、室温まで冷却させた後、TiCl4を8.5ml(0.078mol)加えた。上記TiCl4の添加が完了すると、上記混合液を還流にて1時間加熱し、得られた固体をヘプタン100mlで5回洗浄し、真空下で乾燥させ、最終的な生成物として流動性のある固体触媒を得た。
(A)と同様の方法を用いてBOS2g(0.033mol)とBEMagとを反応させた。
(A)と同様の方法を用いて熱処理済のBOSシリカ2g(0.033mol)とBEMagとを反応させた。
BOS2g(0.033mol)と、(C)で作成されたAnh.MgCl2溶液とを反応させた。
熱処理済のBOSシリカ2g(0.033mol)と、(B)で作成されたAnh.MgCl2溶液とを反応させた。
シリカ14.25gに対し、(i)ヘキサン150mlと、(ii)300mmol/LのTEA(ヘキサン中)23.1mlとを、それぞれ添加することで、TEAをルイス塩基として用い、熱処理されたシリカの表面を処理した。得られた混合液を、40℃の油槽の中で、70℃に温度が上昇するまで30分間攪拌した後、真空下で乾燥させた。以降、得られた混合物はTOS(TEA処理シリカ)と称する。
TOS2g(0.033mol)と、(C)で作成されたAnh.MgCl2溶液とを反応させた。
以下の条件を用いてエチレンの重合反応を行ってもよい(後述)。上記重合反応は、反応装置にヘキサン、TEAおよび触媒を投入し、上記反応装置に連続的にエチレンを投入しながら、上記反応装置をあらかじめ設定した温度になるまで加熱する。得られた重合体生成物は濾過し、乾燥させる。
ヘキサン投入量 1L
触媒投入量 0.01mmol/L
共触媒投入量 1mmol/L
水素投入量 3.5kgs/cm2
エチレン投入量 4.5kgs/cm2
反応温度 80℃
反応時間 120分間
以下に示す本発明の効果及び態様を、添付の図を参照して、実施例に示す。
Ti:チタンの重量組成は、紫外可視分光計を用いて分析した。
2Lサイズの反応装置、ヘキサン1L、触媒0.01mmolTi、TEA1mmol、酸素3.5kgs/cm2、エチレン4.5kgs/cm2、温度80℃、反応時間120分間の条件で、エチレンのスラリー重合を行った。
上記のシリカ、処理済みのシリカ、および触媒の表面積は、ブルナウアー−エメット−テラー(BET)法により、窒素を吸着させて測定してもよい。結果を図3〜図7に示す。
上記のシリカ、処理済みのシリカ、触媒、および重合体粉末の粒度、粒度分布は、マルバーン社のマスターサイザー2000によって決定してもよい。結果を図3〜図7に示す。
上記のシリカ、処理済みのシリカ、触媒、および重合体粉末の形態の調査は、図8〜図10に示すように、光学顕微鏡(OM)および走査電子顕微鏡(SEM)を用いて行ってもよい。
発明の詳細な説明に記載されている通りである。
Claims (12)
- ホウ素含有のシリカ担体を含む、高活性オレフィン重合触媒において、上記担体に対し、ホウ素化合物を用いた化学処理を組み合わせた熱処理が行われ、ホウ素の重量は上記担体の0.5〜0.7%であることを特徴とする触媒。
- 上記ホウ素化合物がハロゲン化ホウ素であることを特徴とする、請求項1に記載の触媒。
- 上記ホウ素化合物が三塩化ホウ素であることを特徴とする、請求項1または2に記載の触媒。
- ホウ素の重量が上記触媒の0.1〜0.5%であることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の触媒。
- 上記触媒の化学成分が、
ホウ素0.1〜0.5重量%と、
チタン4〜6重量%と、
マグネシウム2〜6重量%と、
塩化物15〜25重量%と、を含むことを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の触媒。 - ホウ素含有のシリカ担体を含む、高活性オレフィン重合触媒の製造方法であって、
(a)不活性雰囲気下でシリカを熱処理する工程と、
(b)工程(a)で得られたシリカを、ホウ素化合物を用いることにより化学処理し、ホウ素含有のシリカ担体を得る工程と、
(c)工程(b)で得られたシリカ担体から上記触媒を製造する工程と、を備え、
上記触媒において、ホウ素の重量が上記担体の0.5〜0.7%であることを特徴とする、製造方法。 - 上記ホウ素化合物がハロゲン化ホウ素であることを特徴とする、請求項6に記載の触媒の製造方法。
- 上記ホウ素化合物が三塩化ホウ素であることを特徴とする、請求項6または7に記載の触媒の製造方法。
- 上記工程(b)において、上記ホウ素化合物とシリカとのモル比が100〜300:5〜9であることを特徴とする、請求項6〜8のいずれか1項に記載の触媒の製造方法。
- 上記工程(b)において、上記ホウ素化合物とシリカとのモル比が200:7であることを特徴とする、請求項9に記載の触媒の製造方法。
- 上記触媒において、ホウ素の重量が、上記触媒の0.1〜0.5%であることを特徴とする、請求項6〜10のいずれか1項に記載の触媒の製造方法。
- 上記触媒の化学成分が、
ホウ素0.1〜0.5重量%と、
チタン4〜6重量%と、
マグネシウム2〜6重量%と、
塩化物15〜25重量%と、を含むことを特徴とする、請求項6〜11のいずれか1項に記載の触媒の製造方法。
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