JP2019059955A - エチレンマルチブロックコポリマーを形成するためのシャトリング剤を含む触媒組成物 - Google Patents

エチレンマルチブロックコポリマーを形成するためのシャトリング剤を含む触媒組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】マルチブロックコポリマーの形成に使用される組成物であって、そのコポリマーが化学的性質又は物理的性質が異なる2つ以上のセグメント又はブロックを含有する組成物、それを使用した重合方法の提供。【解決手段】得られるポリマー、上記組成物は、(A)第1のオレフィン重合触媒と、(B)同等の重合条件下で触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的性質又は物理的性質が異なるポリマーを調製可能な第2のオレフィン重合触媒と、(C)鎖シャトリング剤とを組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含む。【選択図】なし

Description

(相互参照の言明)
本出願は、2004年3月17日に出願された米国特許仮出願第60/553,906
号明細書の利益を主張する。米国特許実務の目的で、この仮出願の内容は本明細書に組み
込まれる。
本発明は、1又はそれ以上のモノマー又はモノマー混合物、例えばエチレン及び1又は
それ以上のコモノマーを重合させて独特の物理的性質を有するインターポリマー生成物を
形成するための組成物と、そのようなインターポリマーの調製方法と、結果として得られ
るポリマー生成物とに関する。別の態様においては、本発明は、複数の物理的性質の独特
の組み合わせを必要とする用途におけるこれらのポリマーの使用方法に関する。さらに別
の態様においては、本発明は、これらのポリマーから製造された物品に関する。本発明の
ポリマーは、2つ以上の異なる領域又はセグメント(ブロック)を含み、そのためこれら
のポリマーを独特の物理的性質を有する。これらのマルチブロックコポリマー及びそれら
を含むポリマーブレンドは、成形品、フィルム、シート、ならびに成形、押出成形、又は
他の方法によって形成される物体などの固体物品の製造に使用すると有用であり、接着剤
、積層体、ポリマーブレンド、及びその他の最終用途における成分又は材料として有用で
ある。結果として得られる製品は、自動車部品、例えば形材、バンパー、及び装備品;包
装材料;電気ケーブル絶縁材、及びその他の用途の製造に使用される。
ブロックタイプ構造を含むポリマーは、ランダムコポリマー及びブレンドよりも優れた
性質を有することが多いことが以前より知られている。例えば、スチレン及びブタジエン
のトリブロックコポリマー(SBS)ならびにその水素化されたもの(SEBS)は、耐
熱性及び弾性の優れた組み合わせを有する。他のブロックコポリマーも当技術分野におい
て周知である。一般に、熱可塑性エラストマー(TPE)として知られるブロックコポリ
マーは、「ソフト」ブロックセグメント、すなわちエラストマー性ブロックセグメントが
、同じポリマー中の結晶性又はガラス状ブロックのいずれかである「ハード」ブロックセ
グメントと結合して存在するために望ましい性質を有する。最高で、ハードセグメントの
溶融温度又はガラス転移温度までの温度において、そのポリマーはエラストマー性を示す
。より高温では、そのポリマーは流動性となり、熱可塑性挙動を示す。ブロックコポリマ
ーを調製するための公知の方法としては、アニオン重合、及び制御されたフリーラジカル
重合が挙げられる。残念ながら、これらのブロックコポリマー調製方法は、順次モノマー
を転化することが必要であり、バッチ方法が必要であり、このような方法で使用すると有
用となりうるモノマーのタイプが比較的限定される。例えば、SBSタイプのブロックコ
ポリマーを形成するためのスチレン及びブタジエンのアニオン重合においては、各ポリマ
ー鎖に化学量論量の開始剤が必要であり、結果として得られるポリマーは非常に狭い分子
量分布Mw/Mnを有し、好ましくは1.0から1.3を有する。さらにアニオン法及び
フリーラジカル法は、比較的遅く、そのためあまり経済的な方法ではない。
触媒作用的にブロックコポリマーを精製することが望ましく、すなわち、それぞれの触
媒又は開始剤分子で2つ以上のポリマー分子が精製される方法が望ましい。さらに、アニ
オン重合又はフリーラジカル重合における使用に一般に適していないオレフィンモノマー
、例えばエチレン、プロピレン、及びより高級なα−オレフィンからブロックコポリマー
を精製できることが非常に望ましい。ある種のこれらのポリマーは、ポリマーブロックの
一部又はすべてが、非晶質ポリマー、例えばエチレン及びコモノマーのコポリマー、特に
、エチレン及び3個、特に4個以上の炭素原子を有するα−オレフィンを含む非晶質ラン
ダムコポリマーを含むことが非常に望ましい。最後に、ブロックコポリマーを製造するた
めの連続方法を使用できることが非常に望ましい。
従来の研究者は、ある種の均一配位重合触媒反応を使用して、重合中の連鎖移動を抑制
することによって、例えば、連鎖移動剤の非存在下、ならびにβ−水素化物脱離による連
鎖移動又は他の連鎖移動プロセスが実質的に排除されるような十分低温で、重合方法を実
施することによって、実質的に「ブロック状」構造を有するポリマーを調製することがで
きると記載している。これらの条件下で、異なるモノマーを逐次添加すると、異なるモノ
マー含有率の配列又はセグメントを有するポリマーが形成されると言われていた。このよ
うな触媒組成物及び方法のいくつかの例が、コーツ(Coates)、ハスタッド(Hustad)、及び
ライナルツ(Reinartz)によるAngew. Chem. Int. Ed., 41,2236-2257(2002)、及び米国特
許出願公開第2003/0114623号明細書において評価されている。
残念ながら、このような方法は、逐次モノマーを添加する必要があり、活性触媒中心1
つ当たり1つのポリマー鎖しか生成されず、このため触媒の生産性が限定されている。さ
らに、比較的低いプロセス温度が必要なため、プロセス運転費が増加するので、このよう
な方法は工業的な実施には適していない。さらに、この触媒は、それぞれのポリマータイ
プの形成に最適化することができず、そのため全体のプロセスでは、最大の効率及び/又
は品質を下回るポリマーブロック又はセグメントが生成される。例えば、早期に反応が停
止したポリマーがある量で形成されことが一般に不可避であり、劣ったポリマー特性を有
するブレンドが形成される。従って、通常の運転条件下で、1.5以上のMw/Mnを有
するブロックコポリマーを連続して調製する場合、結果として得られるブロック長の分布
が比較的不均一となり、最確分布とはならない。最後に、連続的に調製されるブロックコ
ポリマーは、バッチ方法で調製する必要があり、連続方法で実施される重合反応と比較す
ると速度が限定され費用が増加する。
これらの理由から、高い触媒効率で作用可能な配位重合触媒を使用する方法において十
分に画定されたブロック又はセグメントにおいてオレフィンコポリマーを生成する方法が
提供されることが非常に望ましい。さらに、ポリマー内への末端ブロックの挿入又はブロ
ックの配列に対して、プロセス条件を適切に選択することによって影響を与えることが可
能な方法、及び結果として得られるブロックコポリマー又はセグメント化コポリマーが提
供されることが望ましい。最後に、マルチブロックコポリマーを生成するための連続方法
が提供されることが望ましい。
オレフィン重合における連鎖成長を中断するための連鎖移動剤としての特定の金属アル
キル化合物、及びその他の化合物、例えば水素の使用は、当技術分野において周知である
。さらに、このような化合物、特にアルミニウムアルキル化合物の、オレフィン重合にお
ける捕捉剤又は共触媒としての使用が知られている。Macromolecules, 33, 9192-9199(20
00)においては、連鎖移動剤としての特定のアルミニウムトリアルキル化合物と、特定の
対となるジルコノセン触媒組成物との併用によって、アイソタクチック及びアタクチック
の両方の鎖セグメントを有する少量のポリマーフラクションを含有するポリプロピレン混
合物を得ている。リュー(Liu)及びリッター(Rytter), Macromolecular Rapid Comm., 22,
952-956(2001)、ならびにBruaseth及びリッター(Rytter), Macromolecules, 36
, 3026-3034(2003)においては、エチレンと1−ヘキセンとの混合物を、トリメチルアル
ミニウム連鎖移動剤を含有する類似の触媒組成物によって重合している。後者の参考文献
においては、その著者らが従来技術の研究を以下のようにまとめている(一部引用を省略
している):
「既知の重合挙動を示す2種類のメタロセンを混合したものを使用して、ポリマーの微
細構造を制御することができる。数件の研究においては、2種類のメタロセンを混合する
ことによってエテンの重合を行っている。単独では異なるMwのポリエテンが得られる複
数の触媒を組み合わせることによって、より幅広の、場合によりバイモーダルのMWDを
有するポリエテンを得ることができることが共通に観察されている。[S]oares及びキム(K
im)(J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 38, 1408-1432(2000))は、二重シングルサ
イト触媒によって生成されるポリマーの、例えばシリカ上に担持されたEt(Ind)2
ZrCl2/Cp2HfCl2及びEt(Ind)2ZrCl2CGC(幾何拘束型触媒(cons
trained geometry catalyst))混合物のエテン/1−ヘキセン共重合のMWDバイモーダ
ル性を試験するための基準を発展させた。ハイランド(Heiland)及びカミンスキー(Kamins
ky)(Makromol. Chem., 193,601-610(1992))は、Et−(Ind)2ZrCl2及びハフニ
ウム類似体の混合物を、エテン及び1−ブテンの共重合において研究している。
これらの研究には、停止した鎖が別の部位で再吸着することなどによる、2つの異なる
部位の間の相互作用を示す記述は含まれていない。このような報告は刊行されているが、
プロペンの重合に関するものである。チェン(Chien)ら(J. Polym. Sci. , Part A: Polym
. Chem., 37,2439-2445(1999)、Makromol., 30,3447-3458(1997))は、均一二元ジルコノ
セン触媒によるプロペン重合を研究している。アイソタクチックポリプロピレン(i−P
P)、アタクチックポリプロピレン(a−PP)、及びステレオブロックフラクション(
i−PP−b−a−PP)のブレンドが、アイソ特異性及び非特異性の前駆体と、共触媒
としてのボレート及びTIBAとを含む二元系を使用して得ている。アイソ特異性及びシ
ンジオ特異性のジルコノセンの二元混合物を使用して、アイソタクチックポリプロピレン
(i−PP)、シンジオタクチックポリプロピレン(s−PP)、及びステレオブロック
フラクション(i−PP−b−s−PP)のブレンドを得ている。ステレオブロックフラ
クションの形成の機構は、2種類の異なる触媒部位の間で成長する鎖の交換を伴うものと
報告している。Przybyla及びフィンク(Fink)(Acta Polym., 50, 77-83(1999))は
、同じシリカ上に担持された2つの異なるタイプのメタロセン(アイソ特異性及びシンジ
オ特異性)をプロペン重合に使用している。この著者らは、特定のタイプのシリカ担体を
使用すると、触媒系内で活性種間の連鎖移動が起こり、ステレオブロックPPが得られる
と報告している。リーバー(Lieber)及びBrintzinger(Macromol., 3、9192-91
99(2000))は、成長するポリマー鎖の一方のタイプのメタロセンから他方への移動が起こ
る理由のより詳細な説明を提案している。この著者らは、2種類の異なるansa−ジル
コノセンの触媒混合物によるプロペン重合を研究している。これらの異なる触媒は、アル
キルアルミニウム活性化剤を使用した場合のアルキル−ポリメリル(polymeryl
)交換に対する傾向に関して個別に研究され、続いて、併用した場合にステレオブロック
構造を有するポリマーの生成能力について研究されている。この著者らは、異なる立体選
択性を有するジルコノセン触媒の混合物によるステレオブロックポリマーの形成、共触媒
のZr触媒中心及びAl中心の間で効率的なポリメリル交換が起こることが条件であると
報告している」。
続いて、Brusath及びリッター(Rytter)は、対になったジルコノセン触媒を使用
したエチレン/1−ヘキセン混合物の重合の観察について開示しており、メチルアルモキ
サン共触媒を使用して、二重部位触媒の、重合活性、コモノマーの混入、及びポリマー微
細構造に対する影響を報告している。
以上の結果を分析すると、リッター(Rytter)及び共同研究者は、ポリマー鎖の連鎖移動
剤から両方の活性触媒部位への再吸着、すなわち、2方向再吸着が可能であった触媒、共
触媒、及び第3の成分の組み合わせの使用に失敗していると思われる。トリメチルアルミ
ニウムが存在するために、最小限のコモノマーの混入で、触媒から形成されたポリマーに
関して連鎖停止が起こり、その後、より開放された触媒部位とのポリメリル交換の後、引
き続き重合が起こっていると思われるが、ポリマーリガンドの逆流の形跡がこの参考文献
には見られない。実際、後の報告のリッター(Rytter)ら,Polymer, 45, 7853-7861(2004)
において、初期の実験では複数の触媒部位の間で実際に連鎖移動は起こらなかったと報告
している。類似の重合が国際公開第98/34970号パンフレットにおいて報告されて
いる。
米国特許第6,380,341号及び第6,169,151号においては、「フラクシ
ョナルな」メタロセン触媒、すなわち、異なる重合特性、例えば異なる反応性比を有する
2種類の立体異性体の間を比較的容易に転化可能なメタロセンを使用すると、「塊状」構
造を有するオレフィンコポリマーが生成されると報告している。不都合なことには、この
ようなメタロセンのそれぞれの立体異性体は、一般に、ポリマー形成特性には顕著な差が
なく、例えば、一定の反応条件下、所与のモノマー混合物から、非常に結晶性の高いブロ
ックコポリマーセグメントと非晶質ブロックコポリマーセグメントとの両方を形成するこ
とはできない。さらに、これらの触媒の2種類の「フラクショナルな」形態の相対比を変
化させることができないため、「フラクショナルな」触媒を使用して、ポリマーブロック
の組成又はそれぞれのブロックの比を変動させることはできない。最後に、オレフィンブ
ロック共重合のための従来技術の方法は、種々のポリマーブロックの順序を容易に制御す
ることができず、特に、マルチブロックコポリマーの末端ブロック又はセグメントの性質
の制御が容易でなかった。特定の用途においては、結晶性が高い末端ブロック、官能化さ
れている又は容易に官能化されやすい末端ブロック、あるいはその他の区別可能な性質を
有する末端ブロックを有するポリマーが生成されることが望ましい。例えば、末端セグメ
ント又はブロックが結晶性又はガラス質であるポリマーは、改善された耐摩耗性、ならび
に熱的性質、例えば引張強度、弾性回復、及び圧縮永久ひずみを有すると考えられている
。さらに、非晶質特性を有するブロックが、結晶性又はガラス質のブロックの間、内部で
連結、又は主として連結しているポリマーは、改善されたエラストマー特性、例えば、改
善された収縮力及び回復を、特に高温において有する。
JACS, 2004, 126, 10701-10712において、ギブソン(Gibson)らは、「触媒リビング重合
」の分子量分布に対する影響を議論している。この著者らは触媒リビング重合をこのよう
に定義している:
「(中略)アルミニウムへの連鎖移動が単独の移動機構を構成しており、成長するポリ
マー鎖の、遷移金属とアルミニウム中心との間での交換が非常に高速で可逆的である場合
、ポリマー鎖がアルミニウム中心上で成長するように見える。このことは、合理的に、ア
ルミニウム上の触媒連鎖成長反応として説明することができる。(中略)この種の連鎖成
長反応の興味深い兆候は、生成物の分子量のポアソン(Poisson)分布であり、β−H移動
が成長を伴う場合に生じるシュルツ−フローリー(Schulz-Flory)分布とは対照的である」
この著者らは、鉄含有触媒をZnEt2、ZnMe2、又はZn(i−Pr)2と併用し
たエチレンの触媒リビング単独重合の結果を報告している。アルミニウム、ホウ素、スズ
、リチウム、マグネシウム、及び鉛のホモレプチックアルキルは、触媒連鎖成長反応を誘
導しなかった。共触媒としてGaMe3を使用すると、狭い分子量分布を有するポリマー
が生成した。しかし、時間依存性の生成物分布を解析した後、著者らは、この反応が「単
純な触媒連鎖成長反応ではなかった」と結論づけた。この参考文献は、2種類以上の触媒
と鎖シャトリング剤(chain shuttling agent)とを併用してマルチブロックコポリマーを
生成することは開示していない。1種類の触媒を使用する類似の方法は、米国特許第5,
210,338号、第5,276,220号、及び第6,444,867号に記載されて
いる。
初期の研究者は、連続して配列された複数の反応器中で1種類のチーグラー・ナッタ(Z
iegler-Natta)型触媒を使用してブロックコポリマーを生成していると主張しており、例
えば米国特許第3,970,719号及び第4,039,632号を参照されたい。さら
に別のチーグラー・ナッタに基づく方法及びポリマーが、米国特許第4,971,936
号、第5,089,573号、第5,118,767号、第5,118,768号、第5
,134,209号、第5,229,477号、第5,270,276号、第5,270
,410号、第5,294,581号、第5,543,458号、第5,550,194
号、及び第5,693,713号、ならびに欧州特許第470,171号、及び欧州特許
第500,530号に開示されている。
上記研究者らによる進歩にもかかわらず、ブロック状コポリマー、特にマルチブロック
コポリマー、さらに特に線状マルチブロックコポリマーを、高い収率及び選択性で調製可
能な重合方法が当技術分野においてなお必要とされている。さらに、2種類以上のオレフ
ィンモノマー、例えばエチレン及び1又はそれ以上のコモノマーのマルチブロックコポリ
マー、特に線状マルチブロックコポリマーを、シャトリング剤の使用によって調製するた
めの改善された方法が提供されることが望ましい。さらに、そのような方法において、比
較的狭い分子量分布を有するマルチブロックコポリマー、特に線状マルチブロックコポリ
マーを調製可能な、そのような改善された方法が提供されることが望ましい。3つ以上の
セグメント又はブロックを有するコポリマーを調製するための改善された方法が提供され
ることがさらに望ましい。さらに、そのようなマルチブロックコポリマーを調製可能な触
媒及び鎖シャトリング剤の組み合わせを特定する方法が提供されることが望ましい。さら
に、種々のポリマーブロックの順序を独立して制御する方法、特に、高い結晶性及び/又
は官能性を有する末端ブロックを含有するオレフィンブロックコポリマーを調製する方法
が提供されることが望ましい。最後に、モノマーの逐次添加を必要とせずに連続方法で上
記望ましいポリマー生成物のいずれかを調製するための改善された方法が提供されること
が望ましい。非常に望ましくは、このような方法によって、使用されるシャトリング剤及
び/又は触媒の量及び/又は種類を独立して制御することができる。
本発明によると、付加重合性モノマー、好ましくは2種類以上の付加重合性モノマー、
特にエチレン及び少なくとも1種類の共重合性コモノマーから、セグメント化コポリマー
(マルチブロックコポリマー)を生成するための重合において使用される組成物であって
、上記コポリマーが、本明細書においてさらに開示される1又はそれ以上の化学的性質又
は物理的性質が異なる2つ以上、好ましくは3つ以上のセグメント又はブロックを含有し
、上記組成物が、
(A)第1のオレフィン重合触媒と、
(B)同等の重合条件下で触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的性質又は
物理的性質が異なるポリマーを調製可能な第2のオレフィン重合触媒と、
(C)鎖シャトリング剤と、
を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含む組成物が提供され、
好ましくは、
(A)高いコモノマー混入指数(comonomer incorporation index)を有する第1のオレ
フィン重合触媒と、
(B)触媒(A)のコモノマー混入指数の95%未満、好ましくは90%未満、より好
ましくは25%未満、最も好ましくは10%未満のコモノマー混入指数を有する第2のオ
レフィン重合触媒と、
(C)鎖シャトリング剤と、
を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含む組成物が提供される。
本発明の別の実施形態においては、本発明によるマルチブロックコポリマー、特に重合
した形態でエチレンを含むそのようなコポリマーを生成することができる触媒(A)及び
(B)と、鎖シャトリング剤(C)との混合物を選択する方法が提供される。
本発明のさらに別の実施形態においては、セグメント化コポリマー、特にエチレン及び
場合によりエチレン以外の1又はそれ以上の付加重合性モノマーを含むそのようなコポリ
マーを調製する方法であって、エチレン及び場合によりエチレン以外の1又はそれ以上の
付加重合性モノマーを、付加重合条件下で、
(A)高コモノマー混入指数を有する第1のオレフィン重合触媒と、
(B)触媒(A)のコモノマー混入指数の90%未満、好ましくは50%未満、最も好
ましくは5%未満のコモノマー混入指数を有する第2のオレフィン重合触媒と、
(C)鎖シャトリング剤と、
を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含む組成物と接触させるステップを含む
方法が提供される。
好ましくは、上記方法は、2種類以上のモノマー、特にエチレンとC320オレフィン
又はシクロオレフィン、さらに特にエチレン及びC420α−オレフィンのブロックコポ
リマー、特にマルチブロックコポリマー、好ましくは線状マルチブロックコポリマーを、
相互転化が不可能である複数の触媒を使用することで生成するための、連続溶液方法の形
態をとる。すなわち、これらの触媒は化学的に異なるものである。連続溶液重合条件下で
、この方法は、高モノマー転化率におけるモノマー混合物の重合に理想的である。これら
の重合条件下では、鎖シャトリング剤から触媒へのシャトリングが連鎖成長よりも好都合
となり、本発明によるマルチブロックコポリマー、特に線状マルチブロックコポリマーが
高い効率で生成される。
本発明の別の実施形態においては、セグメント化コポリマー(マルチブロックコポリマ
ー)、特に、重合した形態でエチレンを含むそのようなコポリマーであって、コモノマー
含有率又は密度あるいは他の化学的性質又は物理的性質が異なる2つ以上、好ましくは3
つ以上のセグメントを含有するコポリマーが提供される。非常に好ましくはこのコポリマ
ーは、分子量分布Mw/Mnが3.0未満であり、好ましくは2.8未満である。最も好
ましくは、本発明のポリマーはエチレンマルチブロックコポリマーである。
本発明のさらに別の実施形態においては、上記セグメント化又はマルチブロックコポリ
マーの官能化誘導体が提供される。
本発明のさらに別の実施形態においては、(1)有機又は無機のポリマー、好ましくは
エチレン又はプロピレンのホモポリマー、及び/又はエチレン又はプロピレンと共重合性
コモノマーとのコポリマーと、(2)本発明による、又は本発明の方法により調製された
マルチブロックコポリマーとを含むポリマー混合物が提供される。望ましい実施形態にお
いては、成分(1)は、高密度ポリエチレン又はアイソタクチックポリプロピレンを含む
マトリックスポリマーであり、成分(2)はエラストマー性マルチブロックコポリマーで
ある。好ましい実施形態においては、成分(2)は、成分(1)及び(2)の配合中に形
成されるマトリックスポリマーの吸蔵体を含む。
本明細書における元素周期表に関するすべての言及は、CRCプレス・インコーポレイ
テッド(CRC Press, Inc., 2003)より出版され著作権で保護された元素周期表(Periodic T
able of the Elements)を参照するものとする。また、1つの族又は複数の族に関して言
及する場合、IUPACによる族番号方式を使用したこの元素周期表に反映される1つの
族又は複数の族となるべきである。別に記載がある場合、文脈によって暗に示されている
場合、及び当技術分野における慣習を除けば、すべての部及びパーセントは重量を基準と
している。米国特許実務の目的で、特に、合成技術、定義(本明細書において提供される
定義に矛盾のない範囲において)、及び当技術分野における周知事項の開示に関して、本
明細書に引用されているあらゆる特許、特許文献、又は刊行物の内容は、それらの全体が
本明細書に組み込まれる(又はそれらの対応米国特許も組み込まれる)。
用語「含む」及びその派生語は、本明細書において開示されていようといまいと、あら
ゆる追加の成分、ステップ、及び手順の存在を排除することを意図するものではない。疑
念を完全に排除するため、用語「含む」を使用して本明細書において言及されるすべての
組成物は、別に記載がある場合を除けば、あらゆる追加の添加剤、補助剤、あるいはポリ
マーなどの化合物を含むことができる。対照的に、用語「から実質的になる」は、実現に
重要ではないものを除いて、引き続いて記載されるあらゆる他の成分、ステップ、及び手
順の範囲を排除している。用語「からなる」は、明確な記載及び列挙がなされていないあ
らゆる成分、ステップ、及び手順を排除している。用語「又は」は、特に明記しない限り
、列記される構成要素を個別に意味し、それらのあらゆる組み合わせも意味する。
用語「ポリマー」、従来のホモポリマー、すなわち1種類のモノマーから調製される均
一なポリマーと、少なくとも2種類のモノマーの反応によって調製されるポリマー、又は
1種類のモノマーから形成された場合でも化学的に異なる複数のセグメント又はブロック
を含有する他のものを意味するコポリマー(本明細書においてはインターポリマーと交換
可能に使用される)との両方を含んでいる。より詳細にはより具体的には、用語「ポリエ
チレン」は、エチレンのホモポリマー、及び、エチレンと1又はそれ以上のC38α−オ
レフィンとのコポリマーであってエチレンが少なくとも50モル%を構成するコポリマー
を含む。用語「結晶質」が使用される場合、これは、示差走査熱量測定(DSC)又は同
等技術によって測定される一次転移温度又は結晶融点(Tm)を有するポリマーを意味す
る。この用語は、用語「半結晶質」と交換可能に使用される場合もある。用語「非晶質」
は、示差走査熱量測定(DSC)又は同等の技術によって測定される結晶融点が存在しな
いポリマーを意味する。
用語「マルチブロックコポリマー」又は「セグメント化コポリマー」は、好ましくは線
状に結合した2つ以上の化学的に異なる領域又はセグメント(「ブロック」と呼ぶ)を含
むポリマー、すなわち、ペンダント又はグラフト化ではなく、重合したエチレン系官能性
に関して端から端まで結合した化学的に異なる単位を含むポリマーを意味する。好ましい
実施形態においては、これらのブロックは、組み込まれたコモノマーの量又は種類、密度
、結晶化度、そのような組成物のポリマーに起因する微結晶の大きさ、タクティシティ(
アイソタクチック又はシンジオタクチック)の種類又は程度、位置規則性又は位置不規則
性、長鎖分岐又は超分岐を含む分岐量、均一性、あるいは他のあらゆる化学的性質又は物
理的性質が異なる。逐次モノマー添加、フラクショナル触媒、又はアニオン重合技術によ
って生成されるコポリマーなどの従来技術のブロックコポリマーと比較すると、本発明の
コポリマーは、両方のポリマー多分散性(PDI又はMw/Mn)、ブロック長分布、及
び/又はブロック数分布の独特の分布を特徴とし、このことは、好ましい実施形態におい
ては、シャトリング剤を複数の触媒と併用することによって実現される。より具体的には
、連続方法で生成される場合、本発明のポリマーは、望ましくはPDIが1.7から2.
9であり、好ましくは1.8から2.5であり、より好ましくは1.8から2.2であり
、最も好ましくは1.8から2.1である。バッチ又は半バッチ方法で生成される場合、
本発明のポリマーは、望ましくはPDIが1.0から2.9であり、好ましくは1.3か
ら2.5であり、より好ましくは1.4から2.0であり、最も好ましくは1.4から1
.8である。
用語「エチレンマルチブロックコポリマー」は、エチレンと1又はそれ以上の共重合性
コモノマーとを含むマルチブロックコポリマーであって、エチレンが、ポリマー中の少な
くとも1つのブロック又はセグメントの重合モノマー単位の過半数を構成し、好ましくは
これらのブロックの少なくとも90モル%、より好ましくは少なくとも95モル%、最も
好ましくは少なくとも98モル%を構成するマルチブロックコポリマーを意味する。全ポ
リマー重量を基準にして、本発明のエチレンマルチブロックコポリマーは、好ましくは2
5〜97%、より好ましくは40〜96%、さらにより好ましくは55〜95%、最も好
ましくは65〜85%のエチレン含有率を有する。
2種類以上のモノマーから形成されたそれぞれの区別可能なセグメント又はブロックは
結合して1つのポリマー鎖となるので、標準的な選択的抽出技術を使用してそのポリマー
を完全に分別することはできない。例えば、比較的結晶質の領域(高密度セグメント)と
比較的非晶質の領域(より低密度のセグメント)とを含有するポリマーは、種々の溶媒を
使用して選択的に抽出又は分別することはできない。好ましい実施形態においては、ジア
ルキルエーテル溶媒又はアルカン溶媒のいずれかを使用して抽出可能なポリマー量は、全
ポリマー重量の10%未満であり、好ましくは7%未満、より好ましくは5%未満、最も
好ましくは2%未満である。
さらに、本発明のマルチブロックコポリマーは、望ましくは、ポアソン分布ではなくシ
ュルツ−フローリー(Schutz-Flory)分布に従うPDIを有する。本発明の重合方法を使用
することで、多分散ブロック分布と、ブロックサイズの多分散分布との両方を有する生成
物が得られる。これによって最終的に、改善され区別可能な物理的性質を有するポリマー
生成物が形成される。多分散ブロック分布の理論的利点は、ポチョムキン(Potemkin),Ph
ysical Review E(1998)57(6), p.6902-6912、及びドブルイニン(Dobrynin),J. Chem. Ph
ys.(1997)107(21), p 9234-9238において以前よりモデル化され議論されている。
さらなる実施形態においては、本発明のポリマー、特に連続溶液重合反応器中で生成可
能な本発明のポリマーは、ブロック長の最確分布を有する。本発明による最も好ましいポ
リマーは、末端ブロックを含めて4つ以上のブロック又はセグメントを含有するマルチブ
ロックコポリマーである。
結果として得られるポリマーの以下の数学的処理は、本発明のポリマーに適用されると
考えられる理論的に導出されたパラメータに基づき、さらに、特に定常状態の連続で十分
混合された反応器において、2種類以上の触媒を使用して調製されて得られたポリマーの
ブロック長のそれぞれが、以下の方法で導出される最確分布に従うことを示しており、下
式中、piは、触媒iからのブロック配列に関する成長確率である。この理論的処理は、
当技術分野において周知の標準的な過程及び方法に基づいており、分子構造に対する重合
反応速度の影響の予測に使用され、鎖又はブロックの長さによって影響されない質量作用
反応速度表現の使用を含んでいる。このような方法は、W.H.レイ(Ray),J. Macromol
. Sci., Rev. Macromol. Chem., C8, 1(1972)、ならびにA.E.Hamielec及び
J.F.マクレガー(MacGregor),「ポリマー反応工学」(Polymer Reaction Engineering
)、K.H.ライヘルト(Reichert)及びW.ガイスラー(Geisler)編著、ハンサー(Hanser)
、ミュンヘン(Munich), 1983に既に開示されている。さらに、同じ触媒によって形成され
た隣接する配列が1つのブロックを形成すると過程する。触媒iの場合、長さnの配列の
分率はXi[n]で与えられ、式中、nは、ブロック中のモノマー単位数を表す1から無
限大までの整数である。
i[n]=(1−pi)pi (n-1) ブロック長の最確分布
Figure 2019059955
数平均ブロック長
各触媒は、成長確率(pi)を有し、独特の平均ブロック長及び分布を有するポリマー
セグメントを形成する。最も好ましい実施形態においては、成長確率は次のように定義さ
れ:
各触媒i={1,2...}の場合、
Figure 2019059955
式中、
Rp[i]=触媒iによるモノマー消費速度(モル/L)、
Rt[i]=触媒iの場合の連鎖移動及び停止の全速度(モル/L)、
Rs[i]=休止ポリマーの他の触媒への鎖シャトリング速度(モル/L)、
[Ci]=触媒iの濃度(モル/L)。
休止ポリマー鎖とは、CSAに結合するポリマー鎖を意味する。
全体のモノマー消費又はポリマー成長速度Rp[i]は、見掛けの速度
Figure 2019059955
に全モノマー濃度[M]を乗じたものを使用して以下のように定義される:
Figure 2019059955
全連鎖移動速度は、水素(H2)への連鎖移動、βヒドリド脱離、及び鎖シャトリング
剤(CSA)への連鎖移動に関する値を含めて以下のように与えられる。反応器滞留時間
をθとし、下付文字の付いた各k値は速度定数である。
Rt[i]=θkH2i[H2][Ci]+θkβi[Ci]+θkai[CSA][Ci
二元触媒系の場合、触媒1及び2の間でのポリマーの鎖シャトリング速度は以下のよう
になる:
Rs[1]=Rs[2]=θka1[CSA]θka2[C1][C2
3種類以上の触媒が使用される場合、Rs[i]に項が増え理論的関係が複雑化するが
、結果として得られるブロック長分布が最確となる最終結論には影響しない。
特に明記しない限り、化合物に関して本明細書において使用される場合、単数形は、す
べての異性体を含んでおり、逆もまた同様である(例えば、「ヘキサン」は、ヘキサンの
すべての異性体を個別に又は集合的に含んでいる)。用語「化合物」及び「錯体」は、有
機化合物、無機化合物、及び有機金属化合物を意味するために本明細書において交換可能
に使用される。用語「原子」は、イオン状態とは無関係に元素の最小構成要素を意味し、
すなわち、同じ電荷又は部分的電荷を有するかどうか、別の原子に結合しているかどうか
は無関係である。用語「ヘテロ原子」は、炭素及び水素以外の原子を意味する。好ましい
ヘテロ原子としては、F、Cl、Br、N、O、P、B、S、Si、Sb、Al、Sn、
As、Se、及びGeが挙げられる。
用語「ヒドロカルビル」は、水素及び炭素原子のみを含有する一価の置換基を意味し、
例えば、分岐又は非分岐で、飽和又は不飽和で、環状、多環式、又は非環式の化学種が挙
げられる。例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルカジエニル
基、シクロアルケニル基、シクロアルカジエニル基、アリール基、及びアルキニル基が挙
げられる。「置換ヒドロカルビル」は、1又はそれ以上の非ヒドロカルビル置換基で置換
されたヒドロカルビル基を意味する。用語「ヘテロ原子含有ヒドロカルビル」又は「ヘテ
ロヒドロカルビル」は、水素及び炭素以外の少なくとも1つの原子が1又はそれ以上の炭
素原子及び1又はそれ以上の水素原子とともに存在する一価の基を意味する。用語「ヘテ
ロカルビル」は、1又はそれ以上の炭素原子及び1又はそれ以上のヘテロ原子を含有し水
素原子を含有しない基を意味する。炭素原子とヘテロ原子との間の結合、及び任意の2つ
のヘテロ原子の間の結合は、単共有結合又は多重共有結合、あるいは配位結合又は他の供
与性結合であってよい。従って、アルキル基であって、ヘテロシクロアルキル基、アリー
ル置換ヘテロシクロアルキル基、ヘテロアリール基、アルキル置換ヘテロアリール基、ア
ルコキシ基、アリールオキシ基、ジヒドロカルビルボリル基、ジヒドロカルビルホスフィ
ノ基、ジヒドロカルビルアミノ基、トリヒドロカルビルシリル基、ヒドロカルビルチオ基
、又はヒドロカルビルセレノ基で置換されたアルキル基は用語ヘテロアルキルの範囲内に
ある。好適なヘテロアルキル基の例としては、シアノメチル基、ベンゾイルメチル基、(
2−ピリジル)メチル基、及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
本明細書において使用される場合、用語「芳香族」は、(4δ+2)個のπ電子(式中
δは1以上の整数である)を含有する多原子で環状の共役環構造を意味する。2つ以上の
多原子環を含有する環構造に関して本明細書において使用される場合、用語「縮合」は、
その少なくとも2つの環に関して、少なくとも1対の隣接原子が両方の環に含まれること
を意味する。用語「アリール」は、1つの芳香環であってもよいし、互いに融合したり、
共有結合したり、共通の基、例えばメチレン部分又はエチレン部分で結合したりした複数
の芳香環であってもよい一価の芳香族置換基を意味する。芳香環の例としては、特にフェ
ニル、ナフチル、アントラセニル、ビフェニルが挙げられる。
「置換アリール」は、いずれかの炭素に結合した1又はそれ以上の水素原子が、1又は
それ以上の官能基、例えばアルキル、置換アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキ
ル、ヘテロシクロアルキル、置換ヘテロシクロアルキル、ハロゲン、アルキルハロ(例え
ば、CF3)、ヒドロキシ、アミノ、ホスフィド、アルコキシ、アミノ、チオ、ニトロ、
ならびに、芳香環に縮合している、共有結合している、あるいは共通の基、例えばメチレ
ン部分又はエチレン部分と結合した飽和及び不飽和の両方の環状炭化水素によって置き換
えられているアリール基を意味する。共通の結合基は、ベンゾフェノン中などのカルボニ
ル、又はジフェニルエーテル中などの酸素、又はジフェニルアミン中の窒素であってもよ
い。
用語「コモノマー混入指数」は、触媒による代表的なエチレン/コモノマー重合条件下
、他の重合触媒が存在しないと考慮して、理想的には定常状態の連続溶液重合条件下で、
炭化水素希釈剤中、100℃、4.5MPaのエチレン圧力(反応器圧力)において、9
2%を超える(より好ましくは95%を超える)エチレン転化率、及び0.01%を超え
るコモノマー転化率において調製されるコポリマー中に混入する%コモノマーを意味する
。コモノマー混入指数の差が最大となる金属錯体又は触媒組成を選択すると、ブロック又
はセグメントの性質、例えば密度の差が最大となる2種類以上のモノマーからのコポリマ
ーが得られる。
場合により、コモノマー混入指数は、直接求めることができ、例えばNMR分光技術を
使用することによって求めることができる。しかし多くの場合、コモノマー混入の差は、
間接的に求める必要がある。複数種のモノマーから形成されるポリマーの場合、これは、
モノマー反応性に基づいた種々の技術によって実現することができる。
特定の触媒によって生成されたコポリマーの場合、コポリマー中、従ってコポリマー組
成物中のコモノマー及びモノマーの相対量は、コモノマー及びモノマーの相対反応速度に
よって求められる。数学的に、コモノマーのモノマーに対するモル比は、次式で与えられ
る。
Figure 2019059955
ここで、Rp2及びRp1は、コモノマー(comonomer)及びモノマー(monomer)のそれぞれの
重合速度であり、F2及びF1は、コポリマー中のそれぞれのモル分率である。F2+F1
1であるので、この式は次のように書き換えることができる:
Figure 2019059955
コモノマー及びモノマーの個々の重合速度は、典型的には温度、触媒、及びモノマー/
コモノマー濃度の複雑な関数となる。反応媒体中のコモノマー濃度が0に低下する極限に
おいては、Rp2が0まで減少し、F2が0になり、このポリマーは純粋なモノマーからな
る。反応器中にモノマーが存在しない極限においては、Rp1が0になり、F2が1になる
(コモノマーが単独で重合可能である場合)。
大部分の均一系触媒では、反応器中のコモノマーのモノマーに対する比は、末端共重合
モデル又は前末端共重合モデルのいずれかに従って、ポリマー組成に大きく影響を与える
直前に挿入されたモノマーの種類によって、次に挿入されるモノマーの速度が決定され
るランダムコポリマーの場合には、末端共重合モデルが使用される。このモデルにおける
、挿入反応の種類は下記のようなものであり、
Figure 2019059955
式中、C*は触媒を表し、Miはモノマーiを表し、kijは下記の反応速度式を有する速度
定数である。
Figure 2019059955
反応媒体中のコモノマーモル分率(i=2)は次式で定義される:
Figure 2019059955
ジョージ・オーディアン(George Odian),重合の原理(Principles of Polymerization)
,第2版(Second Edition),ジョン・ワイリー・アンド・サンズ(John Wiley and Sons)
,1970に開示されているように、コモノマー組成の単純化された式を以下のように導
出することができる:
Figure 2019059955
この式から、ポリマー中のコモノマーのモル分率は、反応媒体中のコモノマーのモル分
率のみに依存しており、挿入速度定数の項中の2つの温度依存性反応性比は以下のように
定義される:
Figure 2019059955
あるいは、前末端共重合モデルにおいては、直前の2つのモノマーの種類によって、次
に挿入されるモノマーの速度が決定される。この重合反応は、次式の形態であり、
Figure 2019059955
それぞれの反応速度式は以下の通りである:
Figure 2019059955
コモノマー含有率は次のように計算することができ(これも、ジョージ・オーディアン
の上記文献に開示されている):
Figure 2019059955
式中Xは次のように定義され:
Figure 2019059955
反応性比は次のように定義される:
Figure 2019059955
このモデルでも、ポリマー組成物は、温度依存性反応性比、及び反応器中のコモノマー
モル分率のみの関数となる。逆のコモノマー又はモノマーの挿入が起こる場合、及び3種
類以上のモノマーの共重合の場合でも同じことが言える。
上記モデルに使用される反応性比は、周知の理論手法を使用して予測することができる
し、実際の重合データから実験的に導出することもできる。好適な理論手法は、例えば、
B.G.カイル(Kyle)、化学及びプロセス熱力学(Chemical and Process Thermodynamics
),第3版(Third Addition)、プレンティス−ホール(Prentice-Hall),1999、及びレ
ートリヒ−クォン−ソアーベ(Redlich-Kwong-Soave)(RKS)状態方程式(Equation of State
), Chemical Engineering Science, 1972, pp 1197-1203に開示されている。実験的に得
られたデータから反応性比を導出するのに役立つ市販のソフトウェアプログラムを使用す
ることもできる。このようなソフトウェアの一例は、アスペン・テクノロジー・インコー
ポレイテッド(Aspen Technology, Inc.),テンカナルパーク(Ten Canal Park),ケンブリ
ッジ(Cambridge), MA 02141-2201 USAのアスペン・プラス(Aspen Plus)である。
以上の理論的考察に基づくと、本発明は、2種類以上の付加重合性モノマー、特にエチ
レン及び少なくとも1種類の共重合性コモノマーから高分子量セグメント化コポリマー(
マルチブロックコポリマー)を生成するための重合において使用される組成物であって、
上記コポリマーが、本明細書においてさらに開示される1又はそれ以上の化学的性質又は
物理的性質が異なる2つ以上、好ましくは3つ以上のセグメント又はブロックを含有し、
上記組成物が、
(A)第1のオレフィン重合触媒と、
(B)同等の重合条件下で触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的性質又は
物理的性質が異なるポリマーを調製可能な第2のオレフィン重合触媒と、
(C)鎖シャトリング剤と、
を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含み、
第1のオレフィン重合触媒のr1(r1A)、及び
第2のオレフィン重合触媒のr1(r1B)の選択が、
重合条件下での比(r1A/r1B)が0.5以下、好ましくは0.25以下、より好ましく
は0.125以下、さらにより好ましくは0.08以下、最も好ましくは0.04以下と
なるように行われる、組成物と説明することもできる。
さらに、2種類以上の付加重合性モノマー、特にエチレン及び少なくとも1種類の共重
合性コモノマーから、高分子量セグメント化コポリマー(マルチブロックコポリマー)を
生成するための重合に使用される方法、好ましくは溶液方法、最も好ましくは連続溶液方
法であって、上記コポリマーが、本明細書においてさらに開示される1又はそれ以上の化
学的性質又は物理的性質が異なる2つ以上、好ましくは3つ以上のセグメント又はブロッ
クを含有し、上記方法が、2種類以上の付加重合性モノマー、特にエチレン及び少なくと
も1種類の共重合性コモノマーを、重合条件下で、
(A)第1のオレフィン重合触媒と、
(B)同等の重合条件下で触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的性質又は
物理的性質が異なるポリマーを調製可能な第2のオレフィン重合触媒と、
(C)鎖シャトリング剤と、
を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含む組成物と混合するステップと、その
ポリマー生成物を回収するステップとを含み、
第1のオレフィン重合触媒のr1(r1A)、及び
第2のオレフィン重合触媒のr1(r1B)の選択が、
重合条件下での比(r1A/r1B)が0.5以下、好ましくは0.25以下、より好ましく
は0.125以下、さらにより好ましくは0.08以下、最も好ましくは0.04以下と
なるように行われる、方法が提供される。
さらに、2種類以上の付加重合性モノマー(それぞれモノマー及びコモノマーと呼ぶ)
、特にエチレン及び少なくとも1種類の共重合性コモノマーから、高分子量セグメント化
コポリマー(マルチブロックコポリマー)を生成するための重合において使用される組成
物であって、上記コポリマーが、本明細書においてさらに開示される1又はそれ以上の化
学的性質又は物理的性質が異なる2つ以上、好ましくは3つ以上のセグメント又はブロッ
クを含有し、上記組成物が、
(A)第1のオレフィン重合触媒と、
(B)同等の重合条件下で触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的性質又は
物理的性質が異なるポリマーを調製可能な第2のオレフィン重合触媒と、
(C)鎖シャトリング剤と、
を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含み、
第1のオレフィン重合触媒から得られるコポリマーの単位モル%におけるモノマー含有
率(F1)、及び
第2のオレフィン重合触媒から得られるコポリマーの単位モル%におけるモノマー含有
率(F2)の選択が、
重合条件下での比(F1/F2)が、2つ以上の、好ましくは4以上、より好ましくは10
以上、さらにより好ましくは15以上、最も好ましくは20以上となるように行われる、
組成物が提供される。
さらに、2種類以上の付加重合性モノマー(それぞれモノマー及びコモノマーと呼ぶ)
、特にエチレン及び少なくとも1種類の共重合性コモノマーから、高分子量セグメント化
コポリマー(マルチブロックコポリマー)を生成するための重合に使用される方法、好ま
しくは溶液方法、最も好ましくは連続溶液方法であって、上記コポリマーが、本明細書に
おいてさらに開示される1又はそれ以上の化学的性質又は物理的性質が異なる2つ以上、
好ましくは3つ以上のセグメント又はブロックを含有し、上記方法が、重合条件下で、
(A)第1のオレフィン重合触媒と、
(B)同等の重合条件下で触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的性質又は
物理的性質が異なるポリマーを調製可能な第2のオレフィン重合触媒と、
(C)鎖シャトリング剤と、
を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含む組成物を混合するステップであって

第1のオレフィン重合触媒から得られるコポリマーの単位モル%におけるモノマー含有
率(F1)、及び
第2のオレフィン重合触媒から得られるコポリマーの単位モル%におけるモノマー含有
率(F2)の選択が、
重合条件下での比(F1/F2)が、2つ以上の、好ましくは4以上、より好ましくは10
以上、さらにより好ましくは15以上、最も好ましくは20以上となるように行われるス
テップと、ポリマー生成物を回収するステップとを含む方法が提供される。
モノマー
本発明のポリマーの調製に使用すると好適なモノマーとしては、エチレン、及びエチレ
ン以外の1又はそれ以上の付加重合性モノマーが挙げられる。好適なコモノマーの例とし
ては、3から30個、好ましくは3から20個の炭素原子の直鎖又は分岐のα−オレフィ
ン、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘ
キセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デ
セン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデデセン、1−オクタデセン、及び
1−エイコセン;3〜30個、好ましくは3〜20個の炭素原子のシクロオレフィン、例
えば、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、及び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;ジオレフィン及びポリオレフィン、例
えば、ブタジエン、イソプレン、4−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ペンタジ
エン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,4−ヘキサジエン、1,3−
ヘキサジエン、1,3−オクタジエン、1,4−オクタジエン、1,5−オクタジエン、
1,6−オクタジエン、1,7−オクタジエン、エチリデンノルボルネン、ビニルノルボ
ルネン、ジシクロペンタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン、4−エチリデン−
8−メチル−1,7−ノナジエン、及び5,9−ジメチル−1,4,8−デカトリエン;
芳香族ビニル化合物、例えば、モノ又はポリアルキルスチレン(例えば、スチレン、o−
メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o,p−ジメチルスチレン
、o−エチルスチレン、m−エチルスチレン、及びp−エチルスチレン)、ならびに官能
基含有誘導体、例えば、メトキシスチレン、エトキシスチレン、ビニル安息香酸、メチル
ビニルベンゾエート、ビニルベンジルアセテート、ヒドロキシスチレン、o−クロロスチ
レン、p−クロロスチレン、ジビニルベンゼン、3−フェニルプロペン、4−フェニルプ
ロペン、α−メチルスチレン、ビニルクロライド、1,2−ジフルオロエチレン、1,2
−ジクロロエチレン、テトラフルオロエチレン、及び3,3,3−トリフルオロ−1−プ
ロペンが挙げられる。
鎖シャトリング剤
用語「シャトリング剤」は、重合条件下で、組成物中に含まれる触媒の少なくとも2つ
の活性触媒部位でポリメリル交換を引き起こすことが可能な、本発明の組成物中に使用さ
れる化合物又は化合物の混合物を意味する。すなわち、ポリマーフラグメントが、1又は
それ以上の活性触媒部位で行き来する。シャトリング剤とは対照的に、「連鎖移動剤」は
、ポリマー連鎖成長を停止させ、成長するポリマーを触媒から移動剤に1回移動させる。
好ましくは、シャトリング剤は、活性比RA-B/RB-Aが0.01及び100であり、より
好ましくは0.1から10であり、最も好ましくは0.5から2.0であり、最も非常に
好ましくは0.8から1.2であり、ここで、RA-Bは、シャトリング剤を介してポリメ
リルが触媒A活性部位から触媒B活性部位に移動する速度であり、RB-Aは、逆のポリメ
リル移動の速度、すなわち、シャトリング剤を介した触媒B活性部位から触媒A活性部位
までの交換速度である。望ましくは、シャトリング剤とポリメリル鎖との間に形成される
中間体は十分に安定であり、連鎖停止が比較的まれとなる。望ましくは、90%未満、好
ましくは75%未満、より好ましくは50%未満、最も望ましくは10%未満のシャトル
−ポリメリル生成物が、3つ区別可能なポリマーセグメント又はブロックを形成する前に
反応停止する。理想的には、鎖シャトリング速度(ポリマー鎖が触媒部位から鎖シャトリ
ング剤に移動し、続いて触媒部位に戻るのに要する時間によって定義される)が、ポリマ
ー停止反応速度以上であり、さらにはポリマー停止反応速度の最高10倍、又はさらには
100倍である。これによって、ポリマー成長と同じ時間スケールでポリマーブロックが
形成される。
異なるコモノマー混入速度、及び異なる反応性を有する触媒の異なる組み合わせを選択
することによって、種々のシャトリング剤又はシャトリング剤混合物をこれらの触媒の組
み合わせと組み合わせることによって、異なる密度又はコモノマー濃度のセグメント、異
なるブロック長、及び異なる数のこのようなセグメント又はブロックを各コポリマー中に
有するポリマー生成物を調製することができる。例えば、シャトリング剤の活性が、1又
はそれ以上の触媒の触媒ポリマー鎖成長速度に対して低い場合、より長いブロック長のマ
ルチブロックコポリマー及びポリマーブレンドを得ることができる。逆に、シャトリング
がポリマー鎖成長に対して非常に速い場合、よりランダムな鎖構造及びより短いブロック
長を有するコポリマーが得られる。非常に速いシャトリング剤では、実質的にランダムコ
ポリマーの性質を有するマルチブロックコポリマーを生成することができる。触媒混合物
及びシャトリング剤の両方を適切に選択することによって、比較的純粋なブロックコポリ
マー、比較的大きなポリマーセグメント又はブロックを含有するコポリマー、及び/又は
このようなものと種々のエチレンホモポリマー及び/又はコポリマーとのブレンドを得る
ことができる。
コモノマー混入に基づいたブロックの差別化に特に適合させた以下の多段階手順によっ
て、本発明のために、触媒A、触媒B、及び鎖シャトリング剤を含む好適な組成物を選択
することができる:
I.1又はそれ以上の付加重合性モノマー、好ましくはオレフィンモノマーを、可能性
のある触媒と可能性のある鎖シャトリング剤とを含む混合物を使用して重合させる。この
重合試験は、望ましくは、バッチ又は半バッチ反応器(すなわち触媒及びシャトリング剤
の再供給を行わない)を使用し、好ましくは比較的一定のモノマー濃度で、溶液重合条件
下で操作し、典型的には触媒の鎖シャトリング剤に対するモル比1:5から1:500を
使用して行う。好適な量のポリマーが形成された後、触媒毒を加えることによって反応を
停止させて、ポリマーの性質(Mw、Mn、及びMw/Mn又はPDI)を測定する。
II.上記の重合及びポリマーの試験を、数種類の異なる反応時間で繰り返して、ある
範囲の収率及びPDI値を有する一連のポリマーを得る。
III.シャトリング剤を行き来する顕著なポリマー移動を示す触媒/シャトリング剤
の対は、最小PDIが2.0未満、より好ましくは1.5未満、最も好ましくは1.3未
満となる一連のポリマーを特徴とする。さらに、鎖シャトリングが起こると、転化率が増
加するにつれて、ポリマーのMnが、好ましくはほぼ直線的に増加する。最も好ましい触
媒/シャトリング剤の対は、0.95を超える、好ましくは0.99を超える統計精度(
2)を有するラインにフィットする転化率(又はポリマー収率)の関数としてポリマー
のMnが得られる対である。
次に、ステップIからIIIを、可能性のある触媒及び/又は推定されるシャトリング
剤の1又はそれ以上の別の対で実施する。
次に、2種類の触媒のそれぞれについて、1又はそれ以上の鎖シャトリング剤とともに
鎖シャトリングを進行させると、選択した反応条件下で触媒Bよりも触媒Aの方が高いコ
モノマー混入指数(すなわち選択的にポリマーを形成する能力)を有するように、本発明
による触媒A、触媒B、及び1又はそれ以上の鎖シャトリング剤を含む好適な組成物を選
択する。最も好ましくは、少なくとも1種類の鎖シャトリング剤が、触媒A及び触媒Bの
両方で、正及び逆方向の両方(前述の試験で特定される)でポリマー移動を進行させる。
さらに、好ましくは、鎖シャトリング剤は、いずれかの触媒(シャトリング剤を使用しな
い場合の活性と比較して)の触媒活性(単位時間当たりに単位重量の触媒によって生成さ
れるポリマー重量として測定される)を60%を超えて低下させることがなく、より好ま
しくはこのような触媒活性が20%を超えて低下することがなく、最も好ましくは少なく
とも一方の触媒の触媒活性が、シャトリング剤を使用しない場合の触媒活性よりも増加す
る。
あるいは、標準的なバッチ反応条件下で一連の重合を実施し、結果として得られる数平
均分子量、PDI、及びポリマー収率又は生成速度を測定することによって、望ましい触
媒/シャトリング剤の対を見いだすことも可能である。好適なシャトリング剤は、有意に
PDIが広がったり活性が低下(収率又は速度の低下)を引き起こすことなく、結果とし
て得られるMnを減少させることが特徴である。
上記の試験は、自動反応器及び分析プローブを使用する迅速処理スクリーニング技術、
及び異なる区別可能な性質を有するポリマーブロックの形成に容易に適合させることがで
きる。例えば、多数の可能性のあるシャトリング剤の候補は、種々の有機金属化合物と、
オレフィン重合触媒組成物を使用する重合反応に加えられる種々のプロトン源と、化合物
又は反応生成物とを組み合わせることによって、予備的な同定又はその場での合成を行う
ことができる。シャトリング剤の触媒に対するモル比を変動させることによって数種類の
重合を実施する。最低限必要なものとして、好適なシャトリング剤は、前述の収率を変動
させる実験において2.0未満の最小PDIが得られ、同時に、触媒活性に対して有意な
悪影響を与えず、好ましくは前述のように触媒活性を改善するシャトリング剤である。
推測的なシャトリング剤の同定方法とは無関係に、この用語は、本発明で特定されるマ
ルチブロックコポリマーを調製することができる、又は本明細書に開示される重合条件下
で有効に使用することができる化合物を意味する。非常に望ましくは、平均鎖当たりのブ
ロック又はセグメントの平均数(異なる組成物の平均ブロック数を、ポリマーのMnで割
った値として定義される)が3.0を超え、より好ましくは3.5を超え、さらにより好
ましくは4.0を超え、25未満であり、好ましくは15未満であり、より好ましくは1
0.0未満であり、最も好ましくは8.0未満であるマルチブロックコポリマーが本発明
により形成される。
本発明における使用に好適なシャトリング剤としては、少なくとも1つのC120ヒド
ロカルビル基を含有する1族、2族、12族、又は13族の金属化合物又は錯体、好まし
くは、各ヒドロカルビル基中に1から12個の炭素を含有するヒドロカルビル置換された
アルミニウム化合物、ガリウム化合物、又は亜鉛化合物、ならびにそれらのプロトン源と
の反応生成物が挙げられる。好ましいヒドロカルビル基は、アルキル基であり、好ましく
は線状又は分岐のC28アルキル基である。本発明における使用に最も好ましいシャトリ
ング剤は、トリアルキルアルミニウム化合物及びジアルキル亜鉛化合物であり、特にトリ
エチルアルミニウム、トリ(i−プロピル)アルミニウム、トリ(i−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、トリエ
チルガリウム、又はジエチル亜鉛である。さらに別の好適なシャトリング剤としては、上
記有機金属化合物、好ましくはトリ(C18)アルキルアルミニウム化合物又はジ(C1
8)アルキル亜鉛化合物、特にトリエチルアルミニウム、トリ(i−プロピル)アルミ
ニウム、トリ(i−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、又はジエチル亜鉛を、化学量論量(ヒドロカルビル基の数
に対して)未満の第2級アミン又はヒドロキシル化合物、特にビス(トリメチルシリル)
アミン、t−ブチル(ジメチル)シロキサン、2−ヒドロキシメチルピリジン、ジ(n−
ペンチル)アミン、2,6−ジ(t−ブチル)フェノール、エチル(1−ナフチル)アミ
ン、ビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザシクロヘプタンアミン)、又は2,6−
ジフェニルフェノールと組み合わせることによって形成される反応生成物又は混合物が挙
げられる。望ましくは、金属原子1つ当たりに1つのヒドロカルビル基が残るのに十分な
アミン又はヒドロキシル試薬が使用される。シャトリング剤として本発明において使用す
ると最も望ましい上記組み合わせの一次反応生成物は、n−オクチルアルミニウムジ(ビ
ス(トリメチルシリル)アミド)、i−プロピルアルミニウムビス(ジメチル(t−ブチ
ル)シロキシド)、及びn−オクチルアルミニウムジ(ピリジニル−2−メトキシド)、
i−ブチルアルミニウムビス(ジメチル(t−ブチル)シロキサン)、i−ブチルアルミ
ニウムビス(ジ(トリメチルシリル)アミド)、n−オクチルアルミニウムジ(ピリジン
−2−メトキシド)、i−ブチルアルミニウムビス(ジ(n−ペンチル)アミド)、n−
オクチルアルミニウムビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノキシド)、n−オクチルアル
ミニウムジ(エチル(1−ナフチル)アミド)、エチルアルミニウムビス(t−ブチルジ
メチルシロキシド)、エチルアルミニウムジ(ビス(トリメチルシリル)アミド)、エチ
ルアルミニウムビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザシクロヘプタンアミド)、n
−オクチルアルミニウムビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザシクロヘプタンアミ
ド)、n−オクチルアルミニウムビス(ジメチル(t−ブチル)シロキシド、エチル亜鉛
(2,6−ジフェニルフェノキシド)、及びエチル亜鉛(t−ブトキシド)である。
当業者には理解できるように、1種類の触媒又は触媒の組み合わせに好適なシャトリン
グ剤は、異なる触媒又は触媒の組み合わせと使用した場合に必ずしも良好となる、又は満
足できるものとなる訳ではない。ある可能性のあるシャトリング剤が、1又はそれ以上の
触媒の性能に悪影響を与える場合もあるし、その理由で使用に望ましくない場合もある。
従って、鎖シャトリング剤の活性は、望ましくは、所望のポリマー特性を実現するために
、触媒の触媒活性とバランスが取られる。本発明のある実施形態においては、可能な最大
速度未満の鎖シャトリング活性(連鎖移動速度によって測定される)を有するシャトリン
グ剤を使用することで最良の結果が得られる場合がある。
しかし、一般に好ましいシャトリング剤は、最高のポリマー移動速度、及び最高の移動
効率(連鎖停止の発生を低下させる)を有する。このようなシャトリング剤は、低い濃度
で使用することができ、さらに所望の程度のシャトリングを実現することができる。さら
に、このようなシャトリング剤は、可能な最短のポリマーブロック長が得られる。非常に
望ましくは、1つの交換部位を有する鎖シャトリング剤が使用されるが、その理由は、反
応器中のポリマーの有効分子量が低下し、そのため反応混合物の粘度が低下し、その結果
運転費が削減されるからである。
触媒
本発明において使用すると好適な触媒としては、所望の組成又は種類のポリマーの調製
に適合したあらゆる化合物又は化合物の組み合わせが挙げられる。不均一系及び均一系の
両方の触媒を使用することができる。不均一系触媒の例としては、周知のチーグラー・ナ
ッタ組成物、2族金属ハライド上に担持された特に4族金属ハライド、又は混合ハライド
及びアルコキシド、及び周知のクロム系又はバナジウム系触媒が挙げられる。しかし、好
ましくは使用を容易にするため、及び溶液中で狭い分子量のポリマーセグメントを生成す
るために、本発明において使用される触媒は、比較的純粋な有機金属化合物又は金属錯体
、特に、元素周期表の3〜10族、又はランタニド系列から選択される金属を主成分とす
る化合物又は錯体を含む均一系触媒である。本発明において使用されるあらゆる触媒が、
本発明の重合条件下で他の触媒の性能に有意な悪影響を与えないことが好ましい。望まし
くは、本発明の重合条件下で、触媒の活性が25%を超えて低下することがなく、より好
ましくは10%を超えて低下することがない。
本発明において使用される高いコモノマー混入指数を有する金属錯体(触媒A)として
は、1又はそれ以上の非局在化π結合したリガンド又は多価ルイス塩基リガンドを含有す
る元素周期表の3から15族から選択される遷移金属の錯体が挙げられる。例としては、
メタロセン、ハーフメタロセン、幾何拘束型の多価ピリジルアミン、又は他の多価キレー
ト塩基錯体が挙げられる。これらの錯体は、式:MKkxz、又はその二量体によって
包括的に表され、式中、
Mは、元素周期表の3から15族、好ましくは3から10族、より好ましくは4から8
族、最も好ましくは4族から選択される金属であり;
Kは、各出現時に独立して、非局在化π電子又は1又はそれ以上の電子対を含有する基
であり、これによってKがMに結合し、このK基は水素原子以外に最大50個の原子を含
有し、場合により2つ以上のK基が互いに結合して架橋構造を形成することができ、さら
に場合により1又はそれ以上のK基がZ、X、又はZとXの両方に結合することができ;
Xは、各出現時に独立して、最大40個の非水素原子を有する一価のアニオン部分であ
り、場合により1又はそれ以上のX基が、互いに結合することによって、二価又は多価の
アニオン基を形成することができ、さらに場合により、1又はそれ以上のX基と1又はそ
れ以上のZ基とが互いに結合することによって、Mと共有結合し配位もする部分を形成す
ることができ;
Zは、各出現時に独立して、最大50個の非水素原子の中性ルイス塩基ドナーリガンド
であって、少なくとも1つの非共有電子対を含有し、それを介してZがMに配位し;
kは0から3の整数であり;
xは1から4の整数であり;
zは0から3の数であり;
k+xの合計は、Mの形式酸化状態に等しい。
好適な金属錯体としては、環式又は非環式で非局在化π結合したアニオンのリガンド基
であってよい、1から3個のπ結合したアニオン又は中性のリガンド基を含有する金属錯
体が挙げられる。このようなπ結合した基は、共役又は非共役で、環式又は非環式のジエ
ン及びジエニル基、アリル基、ボラタベンゼン基、ホスホール、及びアレーン基である。
用語「π結合した」は、部分的に非局在化したπ結合から電子を共有することによってリ
ガンド基が遷移金属に結合することを意味する。
非局在化π結合した基の中の各原子は、水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、ハロヒドロ
カルビル、ヒドロカルビル置換ヘテロ原子からなる群より選択される基で独立して置換さ
れていてもよく、このヘテロ原子は元素周期表の14〜16族から選択され、このような
ヒドロカルビル置換ヘテロ原子基は、15族又は16族ヘテロ原子含有部分でさらに置換
されている。さらに、2つ以上のこのような基を合わせたものが、部分又は完全に水素化
した縮合環構造などの縮合環構造を形成することができるし、金属とともにメタロサイク
ルを形成することもできる。用語「ヒドロカルビル」に含まれるものは、C120直鎖、
分岐、及び環状のアルキル基、C620芳香族基、C720アルキル置換芳香族基、及びC
720アリール置換アルキル基である。好適なヒドロカルビル置換ヘテロ原子基としては
、各ヒドロカルビル基が1から20個の炭素原子を含有するホウ素、ケイ素、ゲルマニウ
ム、窒素、リン、又は酸素の一、二、及び三置換された基が挙げられる。例としては、N
,N−ジメチルアミノ基、ピロリジニル基、トリメチルシリル基、トリメチルシリル基、
t−ブチルジメチルシリル基、メチルジ(t−ブチル)シリル基、トリフェニルゲルミル
基、及びトリメチルゲルミル基が挙げられる。15族又は16族ヘテロ原子含有部分の例
としては、アミノ部分、ホスフィノ部分、アルコキシ部分、又はアルキルチオ部分、又は
それらの二価誘導体、例えば、アミド基、ホスフィド基、アルキレンオキシ基、又はアル
キレンチオ基が挙げられ、これらは遷移金属又はランタニド金属に結合しており、ヒドロ
カルビル基、π結合した基、又はヒドロカルビル置換ヘテロ原子に結合している。
好適なアニオンの非局在化π結合した基の例としては、シクロペンタジエニル基、イン
デニル基、フルオレニル基、テトラヒドロインデニル基、テトラヒドロフルオレニル基、
オクタヒドロフルオレニル基、ペンタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、ジヒドロア
ントラセニル基、ヘキサヒドロアントラセニル基、デカヒドロアントラセニル基、ホスホ
ール、及びボラタベンジル基、ならびに不活性に置換されたそれらの誘導体、特に、C1
10ヒドロカルビル置換又はトリス(C110ヒドロカルビル)シリル置換されたそれら
の誘導体が挙げられる。好ましいアニオンの非局在化π結合した基は、シクロペンタジエ
ニル、ペンタメチ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、テトラ
メチルシリルシクロペンタジエニル、インデニル、2,3−ジメチルインデニル、フルオ
レニル、2−メチルインデニル、2−メチル−4−フェニルインデニル、テトラヒドロフ
ルオレニル、オクタヒドロフルオレニル、1−インダセニル、3−ピロリジノインデン−
1−イル、3,4−(シクロペンタ(l)フェナントレン−1−イル、及びテトラヒドロ
インデニルである。
ボラタベンジルリガンドは、ホウ素を含有するベンゼンの類似体であるアニオンリガン
ドである。これらは、G.HerberichらによるOrganometallics, 14, 1, 471-48
0(1995)に記載されており当技術分野において周知である。好ましいボラタベンゼニルリ
ガンドは次式に対応し:
Figure 2019059955
式中、R1は、好ましくは水素、ヒドロカルビル、シリル、ハロ、又はゲルミルからな
る群より選択される不活性置換基であり、上記R1は、水素以外に最大20個の原子を有
し、場合により2つの隣接するR1基が互いに結合することができる。このような非局在
化π結合した基の二価誘導体を含む錯体において、その1つの原子は、共有結合又は共有
結合した二価の基によって、錯体の別の原子に結合し、それによって架橋構造が形成され
る。
ホスホールは、リンを含有するシクロペンタジエニル基の類似体であるアニオンのリガ
ンドである。これらは、国際公開第98/50392号パンフレットなどに開示されてお
り、当技術分野において周知である。好ましいホスホールリガンドは次式に対応し:
Figure 2019059955
式中のR1は前出の定義の通りである。
本発明において使用すると好ましい遷移金属錯体は式:MKkxz、又はその二量体
に対応し、式中:
Mは、4族の金属であり;
Kは、非局在化π電子を含有する基であり、これによってKがMに結合し、このK基は
水素原子以外に最大50個の原子を含有し、場合により2つのK基が互いに結合して架橋
構造を形成することができ、さらに場合により1つのK基がZ又はXに結合することがで
き;
Xは、各出現時において、最大40個の非水素原子を有する一価のアニオン部分であり
、場合により、1又はそれ以上のX基と1又はそれ以上のK基とが互いに結合することに
よってメタロサイクルを形成し、さらに場合により、1又はそれ以上のX基と1又はそれ
以上のZ基とが互いに結合することによって、Mと共有結合し配位もする部分を形成する
ことができ;
Zは、各出現時に独立して、最大50個の非水素原子の中性ルイス塩基ドナーリガンド
であって、少なくとも1つの非共有電子対を含有し、それを介してZがMに配位し;
kは0から3の整数であり;
xは1から4の整数であり;
zは0から3の数であり;
k+xの合計は、Mの形式酸化状態に等しい。
好ましい錯体としては、1又は2個のいずれかのK基を含有する錯体が挙げられる。後
者の錯体としては、2つのK基を連結する架橋基を含有する錯体が挙げられる。好ましい
架橋基は、式(ER’2eに対応し、式中、Eは、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、又は炭
素であり、R’は、各出現時に独立して、水素、又は、シリル、ヒドロカルビル、ヒドロ
カルビルオキシ、及びそれらの組み合わせから選択される基であり、上記R’は最大30
個の炭素原子又はケイ素原子を有し、eは1から8である。好ましくは、R’は、各出現
時に独立して、メチル、エチル、プロピル、ベンジル、tert−ブチル、フェニル、メ
トキシ、エトキシ、又はフェノキシである。
2つのK基を含有する錯体の例は、次式に対応する化合物であり:
Figure 2019059955
式中、
Mは、+2又は+4の形式酸化状態にあるチタン、ジルコニウム、又はハフニウム、好
ましくはジルコニウム又はハフニウムであり;
3は、各出現時に独立して、水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ、ハ
ロ、及びそれらの組み合わせからなる群より選択され、上記R3は最大20個の非水素原
子を有する、又は隣接するR3基を合わせたものが二価の誘導体(すなわち、ヒドロカル
バジイル基、シラジイル基、又はゲルマジイル基)を形成することによって縮合環構造を
形成し、
X”は、各出現時に独立して、最大40個の非水素原子のアニオンのリガンド基である
、又は2つのX”基を合わせたものが最大40個の非水素原子の二価のアニオンのリガン
ド基を形成する、又はこれらを合わせたものが、非局在化π電子によってMに結合した4
から30非水素原子を有する共役ジエンとなり(ここでMは+2の形式酸化状態となる)

R’、E、及びeは前出の定義の通りである。
2つのπ結合した基を含有する代表的な架橋リガンドは、ジメチルビス(シクロペンタ
ジエニル)シラン、ジメチルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)シラン、ジメチ
ルビス(2−エチルシクロペンタジエン−1−イル)シラン、ジメチルビス(2−t−ブ
チルシクロペンタジエン−1−イル)シラン、2,2−ビス(テトラメチルシクロペンタ
ジエニル)プロパン、ジメチルビス(インデン−1−イル)シラン、ジメチルビス(テト
ラヒドロインデン−1−イル)シラン、ジメチルビス(フルオレン−1−イル)シラン、
ジメチルビス(テトラヒドロフルオレン−1−イル)シラン、ジメチルビス(2−メチル
−4−フェニルインデン−1−イル)−シラン、ジメチルビス(2−メチルインデン−1
−イル)シラン、ジメチル(シクロペンタジエニル)(フルオレン−1−イル)シラン、
ジメチル(シクロペンタジエニル)(オクタヒドロフルオレン−1−イル)シラン、ジメ
チル(シクロペンタジエニル)(テトラヒドロフルオレン−1−イル)シラン、(1,1
,2,2−テトラメチル)−1,2−ビス(シクロペンタジエニル)ジシラン、(1,2
−ビス(シクロペンタジエニル)エタン、及びジメチル(シクロペンタジエニル)−1−
(フルオレン−1−イル)メタンである。
好ましいX”基は、水素化物基、ヒドロカルビル基、シリル基、ゲルミル基、ハロヒド
ロカルビル基、ハロシリル基、シリルヒドロカルビル基、及びアミノヒドロカルビル基か
ら選択される、又は、2つのX”基を合わせたものが、共役ジエンの二価の誘導体を形成
するか、他のものと合わせて、中性のπ結合した共役ジエンを形成する。最も好ましいX
”基はC120ヒドロカルビル基である。
本発明において使用すると好適な前出の式の金属錯体の例としては:
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルベンジル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルフェニル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジフェニル、
ビス(シクロペンタジエニル)チタン−アリル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルメトキシド、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルクロライド、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル、
ビス(インデニル)ジルコニウムジメチル、
インデニルフルオレニルジルコニウムジメチル、
ビス(インデニル)ジルコニウムメチル(2−(ジメチルアミノ)ベンジル)、
ビス(インデニル)ジルコニウムトリメチルシリル、
ビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムメチルトリメチルシリル、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルベンジル、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルメトキシド、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルクロライド、
ビス(メチルエチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ビス(ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ビス(t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ビス(エチルテトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ビス(メチルプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ジメチルシリルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、
ジメチルシリルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタン(III)アリル
ジメチルシリルビス(t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、
ジメチルシリルビスビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライ
ド、
(ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタン(III)2−(
ジメチルアミノ)ベンジル、
(ジメチルシリルビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)チタン(III)2−(ジ
メチルアミノ)ベンジル、
ジメチルシリルビス(インデニル)ジルコニウムジクロライド、
ジメチルシリルビス(インデニル)ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウム−1,4−ジフェニル−1
,3−ブタジエン、
ジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウム(II)1
,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、
ジメチルシリルビス(4,5,6,7−テトラヒドロインデン−1−イル)ジルコニウ
ムジクロライド、
ジメチルシリルビス(4,5,6,7−テトラヒドロインデン−1−イル)ジルコニウ
ムジメチル、
ジメチルシリルビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウム(II)1,4−ジフェ
ニル−1,3−ブタジエン、
ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル
ジメチルシリルビス(フルオレニル)ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリルビス(テトラヒドロフルオレニル)ジルコニウムビス(トリメチルシリ
ル)、
エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロライド、
エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジメチル、
エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロライド

エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジメチル、
(イソプロピリデン)(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジベン
ジル、及び
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウム
ジメチル
が挙げられる。
本発明に使用されるさらに別の種類の金属錯体は、前出の式:MKXxz又はその二量
体に対応し、式中、M、K、X、x、及びzは前出の定義の通りであり、Zは、Kを合わ
せたものがMとメタロサイクルを形成する最大50個の非水素原子の置換基である。
好ましいZ置換基としては、直接Kに結合した酸素、硫黄、ホウ素、又は元素周期表1
4族の原子である少なくとも1つの原子と、Mと共有結合した窒素、リン、酸素、又は硫
黄からなる群より選択される別の原子とを含む最大30個の非水素原子を含有する基が挙
げられる。
より具体的には、本発明により使用されるこの種の4族金属錯体としては、次式に対応
する「幾何拘束型触媒」が挙げられ:
Figure 2019059955
式中、
Mは、チタン又はジルコニウム、好ましくは+2、+3、又は+4の形式酸化状態のチ
タンであり;
1は、1から5個のR2基で場合により置換されている非局在化π結合したリガンド基
であり、
2は、各出現時に独立して、水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ、ハ
ロ、及びそれらの組み合わせからなる群より選択され、上記R2は、最大20個の非水素
原子を有する、又は隣接するR2基を合わせたものが二価の誘導体(すなわち、ヒドロカ
ルバジイル基、シラジイル基、又はゲルマジイル基)を形成することによって縮合環構造
を形成し、
各Xは、ハロ基、ヒドロカルビル基、ヒドロカルビルオキシ基、又はシリル基であり、
上記の基は、最大20個の非水素原子を有する、又は2つのX基を合わせたものが中性の
530共役ジエン又はその二価誘導体を形成し;
xは1又は2であり;
Yは、−O−、−S−、−NR’−、−PR’−であり;
X’は、SiR’2、CR’2、SiR’2SiR’2、CR’2CR’2、CR’=CR’
、CR’2SiR’2、又はGeR’2であり、
R’は、各出現時に独立して、水素、又はシリル、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオ
キシ、及びそれらの組み合わせから選択される基であり、前記R’は最大30個の炭素原
子又はケイ素原子を有する。
上記の幾何拘束型金属錯体の具体例としては、次式に対応する化合物が挙げられ:
Figure 2019059955
式中、
Arは、水素を除いて6から30個の原子のアリール基であり;
4は、各出現時に独立して、水素、Ar、あるいは、ヒドロカルビル、トリヒドロカ
ルビルシリル、トリヒドロカルビルゲルミル、ハライド、ヒドロカルビルオキシ、トリヒ
ドロカルビルシロキシ、ビス(トリヒドロカルビルシリル)アミノ、ジ(ヒドロカルビル
)アミノ、ヒドロカルバジイルアミノ、ヒドロカルビルイミノ、ジ(ヒドロカルビル)ホ
スフィノ、ヒドロカルバジイルホスフィノ、ヒドロカルビルスルフィド、ハロ置換ヒドロ
カルビル、ヒドロカルビルオキシ置換ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル置換ヒ
ドロカルビル、トリヒドロカルビルシロキシ置換ヒドロカルビル、ビス(トリヒドロカル
ビルシリル)アミノ置換ヒドロカルビル、ジ(ヒドロカルビル)アミノ置換ヒドロカルビ
ル、ヒドロカルビレンアミノ置換ヒドロカルビル、ジ(ヒドロカルビル)ホスフィノ置換
ヒドロカルビル、ヒドロカルビレンホスフィノ置換ヒドロカルビル、又はヒドロカルビル
スルフィド置換ヒドロカルビルから選択されるAr以外の基であり、上記R基は、水素原
子以外に最大40個の原子を有し、場合により2つの隣接するR4が互いに結合して、多
環式縮合環基を形成することができ;
Mはチタンであり;
X’は、SiR6 2、CR6 2、SiR6 2SiR6 2、CR6 2CR6 2、CR6=R6、CR6 2
iR6 2、BR6、BR6L”、又はGeR6 2であり;
Yは、−O−、−S−、−NR5−、−PR5−、−NR5 2、又は−PR5 2
5は、各出現時に独立して、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、又はトリ
ヒドロカルビルシリルヒドロカルビルであり、上記R5は、水素以外に最大20個の原子
を有し、場合により2つのR5基、又はR5をY又はZと合わせたものが環構造を形成し;
6は、各出現時に独立して、水素であるか、又は、ヒドロカルビル、ヒドロカルビル
オキシ、シリル、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリール、−NR5、及びそれらの組
み合わせから選択され、上記R6は最大20個の非水素原子を有し、場合により、2つの
6基、又はR6をZと合わせたものが環構造を形成し;
Zは、R5、R6、又はXに場合により結合した、中性のジエン、あるいは単座又は多座
ルイス塩基であり;
Xは、水素、水素以外に最大60個の原子を有する一価のアニオンのリガンド基である
、又は2つのX基が互いに結合したものが二価リガンド基を形成し;
xは1又は2であり;
zは0、1又は2である。
上記金属錯体の好ましい例は、シクロペンタジエニル基又はインデニル基の3位及び4
位の両方がAr基で置換されている。
上記金属錯体の例としては:
(3−フェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シラン
チタンジクロライド、
(3−フェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シラン
チタンジメチル、
(3−フェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シラン
チタン(II)1,3−ジフェニル−1,3−ブタジエン;
(3−(ピロール−1−イル)シクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチル
アミド)シランチタンジクロライド、
(3−(ピロール−1−イル)シクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチル
アミド)シランチタンジメチル、
(3−(ピロール−1−イル)シクロペンタジエン−1−イル))ジメチル(t−ブチ
ルアミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;
(3−(1−メチルピロール−3−イル)シクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(
t−ブチルアミド)シランチタンジクロライド、
(3−(1−メチルピロール−3−イル)シクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(
t−ブチルアミド)シランチタンジメチル、
(3−(1−メチルピロール−3−イル)シクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(
t−ブチルアミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;
(3,4−ジフェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)
シランチタンジクロライド、
(3,4−ジフェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)
シランチタンジメチル、
(3,4−ジフェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)
シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;
(3−(3−N,N−ジメチルアミノ)フェニル)シクロペンタジエン−1−イル)ジ
メチル(t−ブチルアミド)シランチタンジクロライド、
(3−(3−N,N−ジメチルアミノ)フェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメ
チル(t−ブチルアミド)シランチタンジメチル、
(3−(3−N,N−ジメチルアミノ)フェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメ
チル(t−ブチルアミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエ
ン;
(3−(4−メトキシフェニル)−4−メチルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチ
ル(t−ブチルアミド)シランチタンジクロライド、
(3−(4−メトキシフェニル)−4−フェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメ
チル(t−ブチルアミド)シランチタンジメチル、
(3−4−メトキシフェニル)−4−フェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチ
ル(t−ブチルアミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン

(3−フェニル−4−メトキシシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチル
アミド)シランチタンジクロライド、
(3−フェニル−4−メトキシシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチル
アミド)シランチタンジメチル、
(3−フェニル−4−メトキシシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチル
アミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;
(3−フェニル−4−(N,N−ジメチルアミノ)シクロペンタジエン−1−イル)ジ
メチル(t−ブチルアミド)シランチタンジクロライド、
(3−フェニル−4−(N,N−ジメチルアミノ)シクロペンタジエン−1−イル)ジ
メチル(t−ブチルアミド)シランチタンジメチル、
(3−フェニル−4−(N,N−ジメチルアミノ)シクロペンタジエン−1−イル)ジ
メチル(t−ブチルアミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジ
エン;
2−メチル−(3,4−ジ(4−メチルフェニル)シクロペンタジエン−1−イル)ジ
メチル(t−ブチルアミド)シランチタンジクロライド、
2−メチル−(3,4−ジ(4−メチルフェニル)シクロペンタジエン−1−イル)ジ
メチル(t−ブチルアミド)シランチタンジメチル、
2−メチル−(3,4−ジ(4−メチルフェニル)シクロペンタジエン−1−イル)ジ
メチル(t−ブチルアミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジ
エン;
((2,3−ジフェニル)−4−(N,N−ジメチルアミノ)シクロペンタジエン−1
−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シランチタンジクロライド、
((2,3−ジフェニル)−4−(N,N−ジメチルアミノ)シクロペンタジエン−1
−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シランチタンジメチル、
((2,3−ジフェニル)−4−(N,N−ジメチルアミノ)シクロペンタジエン−1
−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,
3−ブタジエン;
(2,3,4−トリフェニル−5−メチルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(
t−ブチルアミド)シランチタンジクロライド、
(2,3,4−トリフェニル−5−メチルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(
t−ブチルアミド)シランチタンジメチル、
(2,3,4−トリフェニル−5−メチルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(
t−ブチルアミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;
(3−フェニル−4−メトキシシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチル
アミド)シランチタンジクロライド、
(3−フェニル−4−メトキシシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチル
アミド)シランチタンジメチル、
(3−フェニル−4−メトキシシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチル
アミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;
(2,3−ジフェニル−4−(n−ブチル)シクロペンタジエン−1−イル)ジメチル
(t−ブチルアミド)シランチタンジクロライド、
(2,3−ジフェニル−4−(n−ブチル)シクロペンタジエン−1−イル)ジメチル
(t−ブチルアミド)シランチタンジメチル、
(2,3−ジフェニル−4−(n−ブチル)シクロペンタジエン−1−イル)ジメチル
(t−ブチルアミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;
(2,3,4,5−テトラフェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブ
チルアミド)シランチタンジクロライド、
(2,3,4,5−テトラフェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブ
チルアミド)シランチタンジメチル、及び
(2,3,4,5−テトラフェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブ
チルアミド)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン
が挙げられる。
本発明における触媒(A)として使用すると好適な金属錯体のさらに別の例は、次式に
対応する多環式錯体であり:
Figure 2019059955
式中、Mは、+2、+3、又は+4の形式酸化状態にあるチタンであり;
7は、各出現時に独立して、水素化物、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、ハライ
ド、ヒドロカルビルオキシ、ヒドロカルビルシロキシ、ヒドロカルビルシリルアミノ、ジ
(ヒドロカルビル)アミノ、ヒドロカルビレンアミノ、ジ(ヒドロカルビル)ホスフィノ
、ヒドロカルビレン−ホスフィノ、ヒドロカルビルスルフィド、ハロ置換ヒドロカルビル
、ヒドロカルビルオキシ置換ヒドロカルビル、シリル置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビ
ルシロキシ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルシリルアミノ置換ヒドロカルビル、ジ(
ヒドロカルビル)アミノ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビレンアミノ置換ヒドロカルビ
ル、ジ(ヒドロカルビル)ホスフィノ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビレン−ホスフィ
ノ置換ヒドロカルビル、又はヒドロカルビルスルフィド置換ヒドロカルビルであり、上記
7は、水素以外に最大40個の原子を有し、場合により2つ以上の上記基を合わせたも
のが二価誘導体を形成し;
8は、金属錯体の残りの部分と縮合構造を形成する二価のヒドロカルビレン基又は置
換ヒドロカルビレン基であり、上記R8は水素以外に1から30個の原子を含有し;
aは、二価の部分、又はMと配位共有結合を形成可能な1つのσ結合及び中性の2つ
の電子対を含む部分であり、上記Xaは、ホウ素、又は元素周期表の14族の元素を含み
、さらに窒素、リン、硫黄、又は酸素も含み;
Xは、環状で非局在化π結合したリガンド基となる種類のリガンドを除いた最大60個
の原子を有する一価のアニオンのリガンド基であり、場合により2つのX基を合わせたも
のが二価のリガンド基を形成し;
Zは、各出現時に独立して、最大20個の原子を有する中性の配位化合物であり;
xは0、1又は2であり;
zは0又は1である。
このような錯体の好ましい例は、次式に対応する3−フェニル置換s−インデセニル錯
体:
Figure 2019059955
次式に対応する2,3−ジメチル置換s−インデセニル錯体:
Figure 2019059955
あるいは次式に対応する2−メチル置換s−インデセニル錯体である:
Figure 2019059955
本発明による触媒(A)として有効に使用される金属錯体のさらに別の例は次式の金属
錯体である:
Figure 2019059955
具体的な金属錯体としては:
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,4−ジフェニル−1
,3−ブタジエン、
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,3−ペンタジエン、
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(III)2−(N,N−ジメチ
ルアミノ)ベンジル、
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジクロライド、
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジメチル、
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジベンジル、
(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル
)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,4−ジフ
ェニル−1,3−ブタジエン、
(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル
)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,3−ペン
タジエン、
(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル
)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(III)2−(N,
N−ジメチルアミノ)ベンジル、
(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル
)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジクロライド

(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル
)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジメチル、
(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−1−イル
)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジベンジル、
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−2−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,4−ジフェニル−1
,3−ブタジエン、
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−2−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,3−ペンタジエン、
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−2−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(III)2−(N,N−ジメチ
ルアミノ)ベンジル、
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−2−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジクロライド、
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−2−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジメチル、
(8−メチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−2−イル)−N−(
1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジベンジル、
(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−2−イル
)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,4−ジフ
ェニル−1,3−ブタジエン、
(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−2−イル
)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,3−ペン
タジエン、
(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−2−イル
)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(III)2−(N,
N−ジメチルアミノ)ベンジル、
(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−2−イル
)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジクロライド

(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[[e,h]アズレン−2−イ
ル)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジメチル、
(8−ジフルオロメチレン−1,8−ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン−2−イル
)−N−(1,1−ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジベンジル、
及びそれらの混合物、特に位置異性体の混合物が挙げられる。
本発明により使用される金属錯体のさらなる例は次式に対応し:
Figure 2019059955
式中、Mは、+2、+3、又は+4の形式酸化状態にあるチタンであり;
Tは−NR9−又は−O−であり;
9は、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、ジヒドロカルビルボリル、又はハロヒド
ロカルビル、又は水素以外に最大10個の原子であり;
10は、各出現時に独立して、水素、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、ト
リヒドロカルビルシリルヒドロカルビル、ゲルミル、ハライド、ヒドロカルビルオキシ、
ヒドロカルビルシロキシ、ヒドロカルビルシリルアミノ、ジ(ヒドロカルビル)アミノ、
ヒドロカルビレンアミノ、ジ(ヒドロカルビル)ホスフィノ、ヒドロカルビレン−ホスフ
ィノ、ヒドロカルビルスルフィド、ハロ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ置換
ヒドロカルビル、シリル置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルシロキシ置換ヒドロカルビ
ル、ヒドロカルビルシリルアミノ置換ヒドロカルビル、ジ(ヒドロカルビル)アミノ置換
ヒドロカルビル、ヒドロカルビレンアミノ置換ヒドロカルビル、ジ(ヒドロカルビル)ホ
スフィノ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビレンホスフィノ置換ヒドロカルビル、又はヒ
ドロカルビルスルフィド置換ヒドロカルビルであり、上記R10基は、水素原子以外に最大
40個の原子を有し、場合により2つ以上の上記隣接するR10基を合わせたものが二価誘
導体を形成し、それによって飽和又は不飽和の縮合環を形成することができ;
aは、非局在化π電子のない二価の部分、又はMと配位共有結合を形成可能な1つの
σ結合及び中性の2つの電子対を含む部分であり、上記Xaは、ホウ素、又は元素周期表
の14族の元素を含み、さらに窒素、リン、硫黄、又は酸素も含み;
Xは、非局在化π電子を介してMと結合する環状リガンド基となる種類のリガンドを除
いた最大60個の原子を有する一価のアニオンのリガンド基であり、場合により2つのX
基を合わせたものが二価のアニオンのリガンド基を形成し;
Zは、各出現時に独立して、最大20個の原子を有する中性の配位化合物であり;
xは0、1、2、又は3であり;
zは0又は1である。
非常に好ましくは、Tは=N(CH3)であり、Xはハロ又はヒドロカルビルであり、
xは2であり、X’はジメチルシランであり、zは0であり、R10は、各出現時に、水素
、水素以外で最大20個の原子の、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ、ジヒドロカ
ルビルアミノ、ヒドロカルビレンアミノ、ジヒドロカルビルアミノ置換ヒドロカルビル基
、又はヒドロカルビレンアミノ置換ヒドロカルビル基であり、場合により2つのR10基は
互いに結合することができる。
本発明の実施に使用することができる上記式の実例となる金属錯体としては、さらに以
下の化合物が挙げられる:
(t−ブチルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1−メ
チルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(II)1,4−
ジフェニル−1,3−ブタジエン、
(t−ブチルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1−メ
チルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(II)1,3−
ペンタジエン、
(t−ブチルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1−メ
チルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(III)2−(
N,N−ジメチルアミノ)ベンジル、
(t−ブチルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1−メ
チルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(IV)ジクロラ
イド、
(t−ブチルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1−メ
チルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(IV)ジメチル

(t−ブチルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1−メ
チルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(IV)ジベンジ
ル、
(t−ブチルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1−メ
チルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(IV)ビス(ト
リメチルシリル)、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1
−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(II)1,
4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1
−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(II)1,
3−ペンタジエン、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1
−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(III)2
−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1
−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(IV)ジク
ロライド、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1
−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(IV)ジメ
チル、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1
−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(IV)ジベ
ンジル、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’,3’](1
−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン(IV)ビス
(トリメチルシリル)、
(t−ブチルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’
,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン
(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、
(t−ブチルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’
,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン
(II)1,3−ペンタジエン、
(t−ブチルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’
,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン
(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル、
(t−ブチルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’
,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン
(IV)ジクロライド、
(t−ブチルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’
,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン
(IV)ジメチル、
(t−ブチルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’
,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン
(IV)ジベンジル、
(t−ブチルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:2’
,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチタン
(IV)ビス(トリメチルシリル)、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:
2’,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチ
タン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:
2’,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチ
タン(II)1,3−ペンタジエン、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:
2’,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチ
タン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:
2’,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチ
タン(IV)ジクロライド、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:
2’,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチ
タン(IV)ジメチル、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:
2’,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチ
タン(IV)ジベンジル、及び
(シクロヘキシルアミド)ジ(p−メチルフェニル)−[6,7]ベンゾ−[4,5:
2’,3’](1−メチルイソインドール)−(3H)−インデン−2−イル)シランチ
タン(IV)ビス(トリメチルシリル)。
本発明の実施に使用することができる実例となる4族金属錯体としては:
(tert−ブチルアミド)(1,1−ジメチル−2,3,4,9,10−η−1,4
,5,6,7,8−ヘキサヒドロナフタレニル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(1,1,2,3−テトラメチル−2,3,4,9,10
−η−1,4,5,6,7,8−ヘキサヒドロナフタレニル)ジメチルシランチタンジメ
チル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタンジベンジル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)−1,2
−エタンジイルチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−インデニル)ジメチルシランチタ
ンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタン(III)2−(ジメチルアミノ)ベンジル;
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタン(III)アリル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタン(III)2,4−ジメチルペンタジエニル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタン(II)1,3−ペンタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)
1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)
2,4−ヘキサジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)
2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)
イソプレン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)
1,3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2,3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(
IV)2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2,3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(
IV)イソプレン
(tert−ブチルアミド)(2,3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(
IV)ジメチル
(tert−ブチルアミド)(2,3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(
IV)ジベンジル
(tert−ブチルアミド)(2,3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(
IV)1,3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2,3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(
II)1,3−ペンタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2,3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(
II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)
1,3−ペンタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)
ジメチル、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)
ジベンジル、
(tert−ブチルアミド)(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジメチルシラン
チタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジメチルシラン
チタン(II)1,3−ペンタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジメチルシラン
チタン(II)2,4−ヘキサジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
−シランチタン(IV)1,3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタン(IV)2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタン(IV)イソプレン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
−シランチタン(II)1,4−ジベンジル−1,3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタン(II)2,4−ヘキサジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチル
−シランチタン(II)3−メチル−1,3−ペンタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2,4−ジエチルペンタジエン−3−イル)ジメチルシ
ランチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(6,6−ジメチルシクロヘキサジエニル)ジメチルシラ
ンチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(1,1−ジメチル−2,3,4,9,10−η−1,4
,5,6,7,8−ヘキサヒドロナフタレン−4−イル)ジメチルシランチタンジメチル

(tert−ブチルアミド)(1,1,2,3−テトラメチル−2,3,4,9,10
−η−1,4,5,6,7,8−ヘキサヒドロナフタレン−4−イル)ジメチルシランチ
タンジメチル
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニルメチルフェ
ニルシランチタン(IV)ジメチル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニルメチルフェ
ニルシランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、
1−(tert−ブチルアミド)−2−(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル
)エタンジイルチタン(IV)ジメチル、及び
1−(tert−ブチルアミド)−2−(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル
)エタンジイル−チタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン
がさらに挙げられる。
他の非局在化π結合した錯体、特に他の4族金属を含有する錯体は、当然ながら当業者
には明らかであり、特に国際公開WO第03/78480号パンフレット、国際公開WO
第03/78483号パンフレット、国際公開WO第02/92610号パンフレット、
国際公開WO第02/02577号パンフレット、米国特許出願公開第2003/000
4286号明細書、及び米国特許第6,515,155号、第6,555,634号、第
6,150,297号、第6,034,022号、第6,268,444号、第6,01
5,868号、第5,866,704号、及び5,470,993号に開示されている。
触媒(A)として使用すると有用な金属錯体のさらなる例は、多価ルイス塩基の錯体で
あり、例えば次式に対応する化合物であり:
Figure 2019059955
好ましくは
Figure 2019059955
であり、
式中、Tbは架橋基であり、好ましくは水素以外に2つ以上の原子を含有し、
b及びYbは、それぞれ独立して、窒素、硫黄、酸素、及びリンからなる群より選択さ
れ;より好ましくはXb及びYbの両方が窒素であり、
b及びRb’は、各出現時に独立して、水素、あるいは場合により1又はそれ以上のヘ
テロ原子を含有するC150ヒドロカルビル基、あるいは不活性に置換されたそれらの誘
導体である。好適なRb基及びRb’基の非限定的例としては、アルキル基、アルケニル基
、アリール基、アラルキル基、(ポリ)アルキルアリール基、及びシクロアルキル基、な
らびに窒素、リン、酸素及びハロゲンで置換されたそれらの誘導体が挙げられる。好適な
Rb基及びRb’基の具体例としては、メチル、エチル、イソプロピル、オクチル、フェ
ニル、2,6−ジメチルフェニル、2,6−ジ(イソプロピル)フェニル、2,4,6−
トリメチルフェニル、ペンタフルオロフェニル、3,5−トリフルオロメチルフェニル、
及びベンジルが挙げられ;
gは0又は1であり;
bは、元素周期表の3から15族、又はランタニド系列から選択される金属元素であ
る。好ましくは、Mbは、3〜13族金属であり、より好ましくはMbは4〜10族金属で
あり;
bは、水素以外に1から50個の原子を含有する一価、二価、又は三価のアニオンの
リガンドである。好適なLb基の例としては、ハライド;ヒドリド;ヒドロカルビル、ヒ
ドロカルビルオキシ;ジ(ヒドロカルビル)アミド、ヒドロカルビレンアミド、ジ(ヒド
ロカルビル)ホスフィド;ヒドロカルビルスルフィド;ヒドロカルビルオキシ、トリ(ヒ
ドロカルビルシリル)アルキル;及びカルボキシレートが挙げられる。より好ましいLb
基は、C120アルキル、C720アラルキル、及びクロライドであり;
hは、1から6、好ましくは1から4、より好ましくは1から3の整数であり、jは1
又は2であり、h×jの値は、電荷バランスが得られるように選択され;
bは、Mbに配位し水素以外に最大50個の原子を含有する中性のリガンド基である。
好ましいZb基としては、脂肪族及び芳香族のアミン、ホスフィン、及びエーテル、アル
ケン、アルカジエン、ならびに不活性に置換されたそれらの誘導体が挙げられる。好適な
不活性置換基としては、ハロゲン基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカル
ボニル基、アリールオキシカルボニル基、ジ(ヒドロカルビル)アミン基、トリ(ヒドロ
カルビル)シリル基、及びニトリル基が挙げられる。好ましいZb基としては、トリフェ
ニルホスフィン、テトラヒドロフラン、ピリジン、及び1,4−ジフェニルブタジエンが
挙げられ;
fは1から3の整数であり;
b、Rb、及びRb'の中の2つ又は3つは、互いに結合して1つ又は複数の環構造を形
成することができ;
hは、1から6、好ましくは1から4、より好ましくは1から3の整数であり;
Figure 2019059955
は、任意の形態の電子的相互作用を表しており、特に、複数の結合を含めた配位又は共有
結合を表しており、矢印は配位結合を表しており、点線は場合による二重結合を表してい
る。
一実施形態においては、Rbが、Xbに対して比較的小さい立体障害を有することが好ま
しい。この実施形態においては、最も好ましいRb基は、直鎖アルキル基、直鎖アルケニ
ル基、最も近い分岐点がXbから少なくとも3個の原子だけ離れている分岐鎖アルキル基
、ならびにそれらのハロ、ジヒドロカルビルアミノ、アルコキシ、又はトリヒドロカルビ
ルシリルで置換された誘導体である。この実施形態における非常に好ましいRb基はC1
8直鎖アルキル基である。
同時に、この実施形態においては、好ましくはRb’が、Ybに対して比較的大きい立体
障害を有する。この実施形態に好適なRb’基の非限定的例としては、1又はそれ以上の
第二級又は第三級炭素中心を含有するアルキル基又はアルケニル基、シクロアルキル基、
アリール基、アルカリール基、脂肪族又は芳香族の複素環式基、有機又は無機のオリゴマ
ー、ポリマー、又は環状の基、ならびにそれらのハロ、ジヒドロカルビルアミノ、アルコ
キシ、又はトリヒドロカルビルシリルで置換された誘導体が挙げられる。この実施形態に
おける好ましいRb’基は、水素以外に3から40個、より好ましくは3から30、最も
好ましくは4から20個の原子を含有し、分岐又は環状である。
好ましいTb基の例は、以下の式に対応する構造であり:
Figure 2019059955
式中、
各Rdは、C110ヒドロカルビル基であり、好ましくはメチル、エチル、n−プロピル
、i−プロピル、t−ブチル、フェニル、2,6−ジメチルフェニル、ベンジル、又はト
リルである。各Reは、C110ヒドロカルビルであり、好ましくはメチル、エチル、n−
プロピル、i−プロピル、t−ブチル、フェニル、2,6−ジメチルフェニル、ベンジル
、又はトリルである。さらに、2つ以上のRd基又はRe基を合わせたもの、又はRd基と
e基とを合わせたものが、ヒドロカルビル基の多価誘導体、例えば、1,4−ブチレン
、1,5−ペンチレン、又は多環式、縮合環、多価ヒドロカルビル基又はヘテロヒドロカ
ルビル基、例えばナフタレン−1,8−ジイルを形成することができる。
上記多価ルイス塩基錯体の好ましい例としては以下のものが挙げられ:
Figure 2019059955
Figure 2019059955
式中、Rd'は、各出現時に独立して、水素、及び1又はそれ以上のヘテロ原子を場合に
より含有するC150ヒドロカルビル基、又はそれらの不活性に置換された誘導体からな
る群より選択されるか、場合により、2つの隣接するRd'基を合わせたものが二価の架橋
基を形成することができ;
d’は4であり;
b'は、4族金属、好ましくはチタン又はハフニウム、あるいは10族金属、好ましく
はNi又はPdであり;
b'は、水素以外に最大50個の原子の一価のリガンドであり、好ましくはハライド又
はヒドロカルビルである、あるいは2つのLb'基を合わせたものが、二価又は中性のリガ
ンド基、好ましくはC250ヒドロカルビレン基、ヒドロカルバジイル基、又はジエン基
を形成する。
本発明において使用される多価ルイス塩基錯体としては、特に、次式に対応するヒドロ
カルビルアミンで置換されたヘテロアリール化合物の4族金属誘導体、特にハフニウム誘
導体が挙げられ:
Figure 2019059955
式中:
11は、水素以外に1から30個の原子を含有するアルキル、シクロアルキル、ヘテロ
アルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、及び不活性に置換されたそれらの誘導体、
あるいはそれらの二価の誘導体から選択され;
1は、水素以外に1から41個の原子の二価の架橋基であり、好ましくは水素以外に
1から20個の原子であり、最も好ましくはモノ−又はジ−C120ヒドロカルビルで置
換されたメチレン基又はシラン基であり;
12は、ルイス塩基官能性を有するC520ヘテロアリール基、特にピリジン−2−イ
ル基又は置換ピリジン−2−イル基、あるいはそれらの二価の誘導体であり;
1は4族金属、好ましくはハフニウムであり;
1はアニオン、中性、又はジアニオンのリガンド基であり;
x’は、このようなX1基の数を示す0から5の数であり;
結合、場合による結合、及び電子供与性相互作用が、それぞれ線、点線、及び矢印で表
されている。
好ましい錯体は、アミン基からの水素脱離、及び場合により1又はそれ以上の追加の基
がなくなることによって、特にR12からなくなることによってリガンドが形成される錯体
である。さらに、ルイス塩基官能性からの電子供給、好ましくは電子対によって、金属中
心がさらに安定となる。好ましい金属錯体は次式に対応し:
Figure 2019059955
式中、
1、X1、x’、R11、及びT1は前出の定義の通りであり、
13、R14、R15、及びR16は、水素、ハロ、あるいは水素以外に最大20個の原子の
アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール
基、又はシリル基である、あるいは隣接するR13基、R14基、R15基、又はR16基が互い
に結合することによって、縮合環誘導体を形成することができ、
結合、場合による結合、及び電子対供与性相互作用のそれぞれが線、点線、及び矢印に
よって示されている。
上記金属錯体のより好ましい例は次式に対応し:
Figure 2019059955
式中、
1、X1、及びx’は前出の定義の通りであり、
13、R14、R15、及びR16は前出の定義の通りであり、好ましくはR13、R14、及び
15が水素、又はC14アルキルであり、R16がC620アリール、最も好ましくはナフ
タレニルであり;
aは、各出現時に独立して、C14アルキルであり、aは1〜5であり、最も好まし
くは窒素に対して2つのオルト位のRaがイソプロピル又はt−ブチルであり;
17及びR18は、各出現時に独立して、水素、ハロゲン、あるいはC120アルキル又
はアリール基であり、最も好ましくはR17及びR18の一方が水素であり、他方がC620
アリール基であり、特に2−イソプロピル、フェニル、又は縮合多環式アリール基、最も
好ましくはアントラセニル基であり、
結合、場合による結合、及び電子対供与性相互作用のそれぞれが線、点線、及び矢印に
よって示されている。
触媒(A)として本発明において使用すると非常に好ましい金属錯体は式に対応し:
Figure 2019059955
式中、X1は、各出現時に、ハライド、N,N−ジメチルアミド、又はC14アルキル
であり、好ましくは各出現時にX1がメチルであり;
fは、各出現時に独立して、水素、ハロゲン、C120アルキル、又はC620アリー
ルである、あるいは2つの隣接するRfが互いに結合して環を形成し、fは1〜5であり

cは、各出現時に独立して、水素、ハロゲン、C120アルキル、又はC620アリー
ルである、あるいは2つの隣接するRcが互いに結合して環を形成し、cは1〜5である
本発明による触媒(A)として使用すると最も好ましい金属錯体の例は次式の錯体であ
り:
Figure 2019059955
式中、Rxは、C14アルキル又はシクロアルキルであり、好ましくはメチル、イソプ
ロピル、t−ブチル、又はシクロヘキシルであり;
1は、各出現時に、ハライド、N,N−ジメチルアミド、又はC14アルキル、好ま
しくはメチルである。
発明による触媒(A)として使用すると有用な金属錯体の例としては:
[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(o−トリル)(α−ナ
フタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジメチル;
[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(o−トリル)(α−ナ
フタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジ(N,N−
ジメチルアミド);
[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(o−トリル)(α−ナ
フタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジクロライド

[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−イソプロピルフェ
ニル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウ
ムジメチル;
[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−イソプロピルフェ
ニル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウ
ムジ(N,N−ジメチルアミド);
[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−イソプロピルフェ
ニル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウ
ムジクロライド;
[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(フェナントレン−5−
イル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウ
ムジメチル;
[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(フェナントレン−5−
イル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウ
ムジ(N,N−ジメチルアミド);及び
[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(フェナントレン−5−
イル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウ
ムジクロライド
が挙げられる。
本発明において使用される金属錯体の調製に使用される反応条件下で、ピリジン−2−
イル基の6位で置換されたα−ナフタレン基の2位の水素の脱離が起こり、それによって
、結果として得られるアミド基と、α−ナフタレニル基の2位との両方に金属が共有結合
し、窒素原子の電子対を介してピリジニル窒素原子に配位することによって安定化した独
自の金属錯体が形成される。
本発明において使用されるさらなる好適な多価ルイス塩基の金属錯体としては次式に対
応する化合物が挙げられ:
Figure 2019059955
式中:
20は、水素以外に5から20個の原子を含有する芳香族基、又は不活性に置換された
芳香族基、あるいはそれらの多価誘導体であり;
3は、水素以外に1から20個の原子を有するヒドロカルビレン基又はシラン基、あ
るいはそれらの不活性に置換された誘導体であり;
3は、4族金属、好ましくはジルコニウム又はハフニウムであり;
Gは、アニオン、中性、又はジアニオンのリガンド基であり、好ましくはハライド、水
素以外に最大20個の原子を有するヒドロカルビル基又はジヒドロカルビルアミド基であ
り;
gは、このようなG基の数を示す1から5の数であり;
結合及び電子供与性相互作用が、それぞれ線及び矢印で表されている。
好ましくは、このような錯体は次式に対応し:
Figure 2019059955
式中:
3は、水素以外に2から20個の原子を有する二価の架橋基、好ましくは置換又は非
置換のC36アルキレン基であり;
Ar2は、各出現時に独立して、水素以外に6から20個の原子のアリーレン基あるい
はアルキル置換又はアリール置換アリーレン基であり;
3は、4族金属、好ましくはハフニウム又はジルコニウムであり;
Gは、各出現時に独立して、アニオン、中性、又はジアニオンのリガンド基であり;
gは、このようなX基の数を示す1から5の数であり;
電子供与性相互作用が矢印で表されている。
上記式の金属錯体の好ましい例としては、以下の化合物が挙げられ:
Figure 2019059955
式中、M3は、Hf又はZrであり;
Ar4は、C620アリール、又はそれらの不活性に置換された誘導体であり、特に3,
5−ジ(イソプロピル)フェニル、3,5−ジ(イソブチル)フェニル、ジベンゾ−1H
−ピロール−1−イル、又はアントラセン−5−イルであり、
4は、各出現時に独立して、C36アルキレン基、C36シクロアルキレン基、又は
それらの不活性に置換された誘導体を含み;
21は、各出現時に独立して、水素、ハロ、水素以外に最大50個の原子のヒドロカル
ビル、トリヒドロカルビルシリル、又はトリヒドロカルビルシリルヒドロカルビルであり

Gは、各出現時に独立して、ハロ、あるいは水素以外に最大20個の原子のヒドロカル
ビル基又はトリヒドロカルビルシリル基である、あるいは2つのG基を合わせたものが上
記ヒドロカルビル基又はトリヒドロカルビルシリル基の二価の誘導体となる。
次式の化合物が特に好ましく:
Figure 2019059955
式中、Ar4は、3,5−ジ(イソプロピル)フェニル、3,5−ジ(イソブチル)フ
ェニル、ジベンゾ−1H−ピロール−1−イル、又はアントラセン−5−イルであり、
21は、水素、ハロ、又はC14アルキル、特にメチルであり、
4は、プロパン−1,3−ジイル又はブタン−1,4−ジイルであり、
Gは、クロロ、メチル、又はベンジルである。
上記式の最も好ましい金属錯体は以下のものである:
Figure 2019059955
上記の多価ルイス塩基錯体は、4族金属源及び中性多価リガンド源を伴う標準的なメタ
レーション及びリガンド交換手順によって好都合に調製される。さらに、これらの錯体は
、対応する4族金属テトラアミド及びヒドロカルビル化剤、例えばトリメチルアルミニウ
ムから出発する、アミド脱離及びヒドロカルビル化方法によって調製することもできる。
他の技術も同様に使用することができる。これらの錯体は、特に、米国特許第6,320
,005号、第6,103,657号、国際公開WO第02/38628号パンフレット
、国際公開WO第03/40195号パンフレット、及び米国特許出願公開第04/02
20050号明細書における開示により公知である。
高いコモノマー混入特性を有する触媒は、その場で調製された長鎖オレフィンを再混入
させることが知られており、これは成長するポリマーのβヒドリド脱離及び連鎖停止、あ
るいは他の過程を介して、重合中に偶発的に発生する。このような長鎖オレフィンの濃度
は、連続溶液重合条件を、高い転化率、特にエチレン転化率が95%以上、より好ましく
はエチレン転化率が97%以上の場合に使用することによって特に増加する。このような
条件下では、通常はβヒドリド脱離によって生じるビニル末端ポリマー鎖が存在する場合
に、少量であるが検出可能な量のオレフィン末端ポリマーが成長ポリマー鎖中に再混入さ
れることがあり、これによって長鎖分岐、すなわち他の意図的に加えられたコモノマーか
ら得られる分岐よりも長い炭素長の分岐が形成される。さらに、このような鎖は、反応混
合物中に存在する他のコモノマーの存在を反映している。すなわちこれらの鎖は、反応混
合物のコモノマー組成に依存して短鎖又は長鎖分岐を同様に含むことができる。オレフィ
ンポリマーの長鎖分岐は、米国特許第5,272,236号、第5,278,272号、
及び第5,665,800号により詳細に記載されている。本発明の一態様においては、
長鎖分岐を形成するための再混入が可能なビニル基の形成によってではなく、鎖シャトリ
ング剤によって実質的にすべてのポリマー鎖を停止させる鎖シャトリング剤を使用するこ
とによって、生成物中の長鎖分岐の量が、実質的に抑制、又は完全に除去される。この実
施形態においては、結果として得られるポリマーブロックは非常に線状であり、優れた性
質が得られる。
あるいは、より好ましくは、結果として得られるポリマー中に「チェーンウォーキング
」を発生させることが知られている特殊な触媒を使用することによって、分岐、例えば超
分岐が、本発明のマルチブロックコポリマーの特定のセグメント中に誘導される。例えば
、カミンスキー(Kaminski)ら,J. Mol. Catal. A: Chemical, 102(1995)59-65;ザンベル
リ(Zambelli)ら,Macromolecules, 1988, 21, 617-622;又はディアス(Dias)ら,J. Mol.
Catal. A: Chemical, 185(2002)57-64に開示されている、ある種の均一な架橋ビスイン
デニル−ジルコニウム触媒又は部分水素化ビスインデニル−ジルコニウム触媒を使用して
、エチレンなどの1種類のモノマーから分岐コポリマーを調製することができる。ブルッ
クハート(Brookhart)ら,J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 64145-6415に開示されている
ように、より高次の遷移金属触媒、特にニッケル触媒及びパラジウム触媒によって、超分
岐ポリマー(ポリマーの分岐がさらに分岐している)が得られることも知られている。
本発明の一実施形態においては、本発明のポリマー中のこのような分岐(長鎖分岐、1
,3−付加、又は超分岐)の存在は、触媒Aの活性によって得られるブロック又はセグメ
ントにのみ限定されうる。従って、本発明の一実施形態において、このような分岐の存在
が異なるブロック又はセグメントと、このような分岐が実質的に存在しない他のセグメン
ト又はブロック(特に高密度又は高結晶質ポリマーブロック)とを含有するマルチブロッ
クコポリマーを、1種類のモノマーを含有する反応生成物から生成することができ、すな
わち意図的にコモノマーを添加せずに生成することができる。非常に好ましくは、本発明
の特定の実施形態において、非分岐エチレンホモポリマーセグメントと、分岐ポリエチレ
ンセグメント、特にエチレン/プロピレンコポリマーセグメントとを交互に含むマルチブ
ロックコポリマーを、付加重合性モノマーとしてのエチレンから実質的になる初期反応混
合物から調製することができる。本発明のマルチブロックコポリマー中のこのような分岐
の存在は、結果として得られるコポリマーの特定の物理的性質、例えば溶融押出中の表面
欠陥の減少(メルトフラクチャーの減少)、非分基ポリマーセグメントと比較した非晶質
のセグメントの場合の融点、Tgの低下、及び/又はNMR技術によって検出される1,
3−付加又は超分岐の存在によって検出することができる。本発明のポリマー中に存在す
る上記種類の非標準的な分岐の量は(それを含有するブロック又はセグメントの一部とし
て)、通常、1,000個の炭素当たり0.01から10個の分岐の範囲となる。
触媒(B)としての使用に好適な金属化合物としては、触媒(A)に関して前述した金
属化合物及び他の金属化合物が挙げられるが、但し、本発明の一実施形態においては、そ
れらは触媒(A)と比較すると比較的コモノマーの混入が少ない。従って、前述の金属錯
体以外に、以下のさらなる金属錯体を使用することができる。
次式に対応する4から10族誘導体:
Figure 2019059955
式中、
2は、元素周期表の4〜10族の金属、好ましくは4族金属、Ni(II)、又はP
d(II)、最も好ましくはジルコニウムであり;
2は、窒素、酸素、又はリンを含有する基であり;
2は、ハロ、ヒドロカルビル、又はヒドロカルビルオキシであり;
tは1又は2であり;
x”は、電荷バランスが得られるように選択される数であり;
2及びNは架橋性リガンドによって結合している。
このような触媒は、特にJ. Am. Chem. Soc., 118, 267-268(1996)、J. Am. Chem. Soc.
, 117, 6414 -6415(1995)、及びOrganometallics, 16, 1514-1516, (1997)に既に開示さ
れている。
触媒(B)として使用される上記金属錯体の好ましい例は、次式に対応する4族金属、
特にジルコニウムの芳香族ジイミン錯体又は芳香族ジオキシイミン錯体であり:
Figure 2019059955
式中;
2、X2、及びT2は前出の定義の通りであり;
dは、各出現時に独立して、水素、ハロゲン、又はReであり;
eは、各出現時に独立して、C120ヒドロカルビル、又はそれらヘテロの原子置換誘
導体、特にF、N、S、又はP置換誘導体、より好ましくはC110ヒドロカルビル又は
それらのF又はNで置換された誘導体、最も好ましくはアルキル、ジアルキルアミノアル
キル、ピロリル、ピペリデニル、パーフルオロフェニル、シクロアルキル、(ポリ)アル
キルアリール、又はアラルキルである。
触媒(B)として使用される上記金属錯体の最も好ましい例は、次式に対応するジルコ
ニウムの芳香族ジオキシイミン錯体であり:
Figure 2019059955
式中;
2は前出の定義の通りであり、好ましくはC110ヒドロカルビル、最も好ましくはメ
チル又はベンジルであり;
e’は、メチル、イソプロピル、t−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、2
−メチルシクロヘキシル、2,4−ジメチルシクロヘキシル、2−ピロリル、N−メチル
−2−ピロリル、2−ピペリデニル、N−メチル−2−ピペリデニル、ベンジル、o−ト
リル、2,6−ジメチルフェニル、パーフルオロフェニル、2,6−ジ(イソプロピル)
フェニル、又は2,4,6−トリメチルフェニルである。
触媒(B)として使用される上記錯体としては、欧州特許出願公開第890581号明
細書に開示されるある種のホスフィンイミン錯体も挙げられる。これらの錯体は式:[(
f3−P=N]fM(K2)(Rf3-fに対応し、式中:
fは、一価のリガンドである、又は2つのRf基を合わせたものが二価のリガンドを形
成し、好ましくはRfは、水素又はC14アルキルであり;
Mは、4族金属であり、
2は、K2をMに結合させる非局在化π電子を含有する基であり、このK2基は水素原
子以外に最大50個の原子を含有し、
fは1又は2である。
当業者であれば理解できるように、本発明の他の実施形態においては、触媒(A)及び
(B)の組み合わせを選択するために基準は、結果として得られるポリマーブロックの区
別可能なあらゆる他の性質であってよく、例えば、タクティシティー(アイソタクチック
/シンジオタクチック、アイソタクチック/アタクチック又はシンジオタクチック/アタ
クチック)、位置エラー(regio-error)含有率、又はそれらの組み合わせなどに基づく組
み合わせであってよい。
共触媒
金属錯体触媒(A)及び(B)(本明細書においては交換可能にプロ触媒とも呼ぶ)の
それぞれは、共触媒、好ましくはカチオン形成性共触媒、強ルイス酸、又はそれらの組み
合わせと併用することによって活性化して、活性触媒組成物を形成することができる。好
ましい実施形態においては、シャトリング剤は、鎖シャトリングの目的と、触媒組成物の
共触媒成分としてとの両方で使用される。
金属錯体は、望ましくは4族金属オレフィン重合錯体との併用が当技術分野において従
来知られていたものなどのカチオン形成性共触媒を併用することによって、触媒的に活性
となる。本発明において使用すると好適なカチオン形成性共触媒としては、中性ルイス酸
、例えばC130ヒドロカルビルで置換された13族化合物、特に、各ヒドロカルビル基
又はハロゲン化ヒドロカルビル基中に1から10炭素を有するトリ(ヒドロカルビル)ア
ルミニウム化合物又はトリ(ヒドロカルビル)ホウ素化合物、及びそれらのハロゲン化(
例えば過ハロゲン化)された誘導体、さらに特に過フッ素化トリ(アリール)ホウ素化合
物、さらに特にトリス(ペンタフルオロ−フェニル)ボラン;非ポリマー、相溶性、非配
位性、イオン形成性化合物(酸化性条件下でのこのような化合物の使用を含む)、特に相
溶性非配位性アニオンのアンモニウム塩、ホスホニウム塩、オキソニウム塩、カルボニウ
ム塩、シリリウム塩、又はスルホニウム塩、あるいは相溶性非配位性アニオンのフェロセ
ニウム塩、鉛塩、又は銀塩の使用;ならびに上記カチオン形成性共触媒及び技術の組み合
わせが挙げられる。上記の活性化共触媒及び活性化技術は、オレフィン重合の異なる金属
触媒に関して以下の参考文献において既に教示されている:欧州特許出願公開第277,
003号明細書、米国特許第5,153,157号、米国特許第5,064,802号、
米国特許第5,321,106号、米国特許第5,721,185号、米国特許第5,3
50,723号、米国特許第5,425,872号、米国特許第5,625,087号、
米国特許第5,883,204号、米国特許第5,919,983号、米国特許第5,7
83,512号、国際公開WO第99/15534号パンフレット、及び国際公開WO第
99/42467号パンフレット。
中性ルイス酸の組み合わせ、特に各アルキル基中に1から4個の炭素を有するトリアル
キルアルミニウム化合物と、各ヒドロカルビル基中に1から20個の炭素を有するハロゲ
ン化トリ(ヒドロカルビル)ホウ素化合物、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラ
ンとの組み合わせ、さらには、このような中性ルイス酸混合物と、ポリマー又はオリゴマ
ーのアルモキサンとの組み合わせ、及び1種類の中性ルイス酸、特にトリス(ペンタフル
オロフェニル)ボランと、ポリマー又はオリゴマーのアルモキサンとの組み合わせを、活
性化共触媒として使用することができる。金属錯体:トリス(ペンタフルオロフェニル−
ボラン:アルモキサンの好ましいモル比は、1:1:1から1:5:20であり、より好
ましくは1:1:1.5から1:5:10である。
本発明の一実施形態における共触媒として有用な好適なイオン形成性化合物は、プロト
ンを供与することができるブレンステッド酸であるカチオンと、相溶性で非配位性のアニ
オンA-とを含む。本明細書において使用される場合、用語「非配位性」は、4族金属含
有前駆錯体及びそれらから誘導される触媒誘導体と配位しないか、あるいは、このような
錯体と弱く配位するのみであり中性ルイス塩基によって十分置き換わりやすいままである
かのいずれかであるアニオン又は物質を意味する。非配位性アニオンは、カチオン性金属
錯体中の電荷のバランスをとるアニオンとして機能する場合に、アニオン置換基又はその
断片をカチオンに移動させて中性錯体を形成することがないアニオンを特に意味する。「
相溶性アニオン」は、最初に形成された錯体が分解したときに分解して中性になることが
なく、後の所望の重合又はその錯体の他の用途を妨害することがないアニオンである。
好ましいアニオンは、電荷を有する金属又はメタロイドのコアを含む1つの配位錯体を
含有するアニオンであり、このアニオンは、2種類の成分を混合した場合に形成すること
ができる活性触媒種(金属カチオン)の電荷のバランスをとることができる。また、この
アニオンは、オレフィン系、ジオレフィン系、及びアセチレン系の不飽和の化合物又は他
の中性ルイス塩基、例えばエーテル又は二トリルによって十分置き換えられやすくあるべ
きである。好適な金属としては、限定するものではないが、アルミニウム、金、及び白金
が挙げられる。好適なメタロイドとしては、限定するものではないが、ホウ素、リン、及
びケイ素が挙げられる。1つの金属又はメタロイド原子を含有する配錯体を含むアニオン
を含有する化合物は当然ながら周知であり、特に、アニオン部分に1つのホウ素原子を含
有する多くのこのような化合物が市販されている。
好ましくはこのような共触媒は、次の一般式で表すことができ:
(L*−H)g +(A)g-
式中、
*は中性ルイス塩基であり;
(L*−H)+は、L*の共役ブレンステッド酸であり;
g-は、電荷g−を有する非配位性で相溶性のアニオンであり、
gは1から3の整数である。
より好ましくは、Ag-は式:[M’Q4-
に対応し、式中:
M’は、+3の形式酸化状態ホウ素又はアルミニウムであり;
Qは、各出現時に独立して、ヒドリド基、ジアルキルアミド基、ハライド基、ヒドロカ
ルビル基、ヒドロカルビルオキシド基、ハロ置換ヒドロカルビル基、ハロ置換ヒドロカル
ビルオキシ基、及びハロ置換シリルヒドロカルビル基(過ハロゲン化ヒドロカルビル基、
過ハロゲン化ヒドロカルビルオキシ基、及び過ハロゲン化シリルヒドロカルビル基を含む
)から選択され、上記Qは、最大20個の炭素を有し、但し、1つ以上のQがハライドで
ある。好適なヒドロカルビルオキシドQ基の例は米国特許第5,296,433号に開示
されている。
より好ましい実施形態においては、dが1である、すなわち、対イオンが1つの負電荷
を有しA-である。本発明の触媒の調製に特に有用なホウ素を含む活性化共触媒は、次の
一般式で表すことができ:
(L*−H)+(BQ4-
式中:
*は前出の定義の通りであり;
Bは、形式酸化状態が3であるホウ素であり;
Qは、最大20個の非水素原子のヒドロカルビル基、ヒドロカルビルオキシ基、フッ素
化ヒドロカルビル基、フッ素化ヒドロカルビルオキシ基、又はフッ素化シリルヒドロカル
ビル基であり、但し、1つ以下の場合がQヒドロカルビルである。
好ましいルイス塩基塩は、アンモニウム塩であり、より好ましくは1又はそれ以上のC
1240アルキル基を含有するトリアルキルアンモニウム塩である。最も好ましくは、Qは
、各出現時に、フッ素化アリール基であり、特にペンタフルオロフェニル基である。
本発明の改善された触媒の調製において活性化共触媒として使用することができるホウ
素化合物の例示的で非限定的な例は、三置換されたアンモニウム塩、例えば:
トリメチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリエチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリプロピルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリ(sec−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート

N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムn−ブチルトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート

N,N−ジメチルアニリニウムベンジルトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(4−(t−ブチルジメチルシリル)−2,
3,5,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(4−(トリイソプロピルシリル)−2,3
、5,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムペンタフルオロフェノキシトリス(ペンタフルオロフェ
ニル)ボレート、
N,N−ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
N,N−ジメチル−2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロ
フェニル)ボレート、
ジメチルオクタデシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
メチルジオクタデシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
ジアルキルアンモニウム塩、例えば:
ジ−(i−プロピル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
メチルオクタデシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
メチルオクタドデシルアンモニウムテトラテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレ
ート、及び
ジオクタデシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
三置換されたホスホニウム塩、例えば:
トリフェニルホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
メチルジオクタデシルホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
及び
トリ(2,6−ジメチルフェニル)ホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル
)ボレート;
二置換されたオキソニウム塩、例えば:
ジフェニルオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
ジ(o−トリル)オキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、及び
ジ(オクタデシル)オキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
二置換されたスルホニウム塩、例えば:
ジ(o−トリル)スルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、及び
メチルオクタデシルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート
である。
好ましい(L*−H)+カチオンは、メチルジオクタデシルアンモニウムカチオン、ジメ
チルオクタデシルアンモニウムカチオン、及び、1又は2個のC1418アルキル基を含有
するトリアルキルアミンの混合物から誘導されるアンモニウムカチオンである。
別の好適なイオン形成性活性化共触媒は、次式で表されるカチオン性酸化剤と非配位性
で相溶性のアニオンとの塩を含み:
(Oxh+g(Ag-h
式中:
Ox h+は、電荷h+を有するカチオン性酸化剤であり;
hは1から3の整数であり;
g-及びgは前出の定義の通りである。
カチオン性酸化剤の例としては、フェロセニウム、ヒドロカルビル置換フェロセニウム
、Ag+、又はPb+2が挙げられる。Ag+の好ましい実施形態は、前述のブレンステッド
酸含有活性化共触媒に関して定義したアニオンであり、特にテトラキス(ペンタフルオロ
フェニル)ボレートである。
別の好適なイオン形成性活性化共触媒は、次式で表されるカルベニウムイオンと、非配
位性で相溶性のアニオンとの塩である化合物を含み:
[C]+-
式中:
[C]+は、C120カルベニウムイオンであり;
-は、電荷−1を有する非配位性で相溶性のアニオンである。好ましいカルベニウム
イオンはトリチルカチオン、すなわちトリフェニルメチリウムである。
さらに別の好適なイオン形成性活性化共触媒は、次式で表されるシリリウムイオンと、
非配位性で相溶性のアニオンとの塩である化合物を含み:
(Q1 3Si)+-
式中:
1は、C110ヒドロカルビルであり、A-は前出の定義の通りである。
好ましいシリリウム塩の活性化共触媒は、トリメチルシリリウムテトラキスペンタフル
オロフェニルボレート、トリエチルシリリウムテトラキスペンタフルオロフェニルボレー
ト、及びそれらのエーテル置換された付加体である。シリリウム塩は、J. Chem Soc. Che
m. Comm., 1993, 383-384、及びランバート(Lambert), J.B.ら, Organometallics, 1
994, 13, 2430-2443において既に包括的に開示されている。付加重合触媒の活性化共触媒
としての上記シリリウムの塩の使用は米国特許第5,625,087号に開示されている
アルコール、メルカプタン、シラノール、及びオキシムと、トリス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボランとの特定の錯体も、有効な触媒活性化剤であり、本発明により使用するこ
とができる。このような共触媒は米国特許第5,296,433号に開示されている。
本発明において使用される好適な活性化共触媒としては、ポリマー又はオリゴマーのア
ルモキサン、特にメチルアルモキサン(MAO)、トリイソブチルアルミニウム改質メチルア
ルモキサン(MMAO)、又はイソブチルアルモキサン;ルイス酸改質アルモキサン、特に、各
ヒドロカルビル基又はハロゲン化ヒドロカルビル基中に1から10個の炭素を有する、過
ハロゲン化トリ(ヒドロカルビル)アルミニウム改質アルモキサン、又は過ハロゲン化ト
リ(ヒドロカルビル)ホウ素改質アルモキサン、特に、トリス(ペンタフルオロフェニル
)ボラン改質アルモキサンも挙げられる。このような共触媒は、米国特許第6,214,
760号、第6,160,146号、第6,140,521号、及び第6,696,37
9号に既に開示されている。
エキスパンデッドアニオン(expanded anion)と一般に呼ばれ、さらに米国特許第6,3
95,671号に開示されている非配位性アニオンを含む種類の共触媒も、オレフィン重
合のための本発明の金属錯体の活性に適宜使用することができる。一般に、これらの共触
媒(例えば、イミダゾリドアニオン、置換イミダゾリドアニオン、イミダゾリニドアニオ
ン、置換されたイミダゾリニドアニオン、ベンズイミダゾリドアニオン、又は置換ベンズ
イミダゾリドアニオンを有するもの)は以下のように表すことができ:
Figure 2019059955
式中:
*+は、カチオン、特にプロトン含有カチオンであり、好ましくは、1又は2個のC10
40アルキル基を含有するトリヒドロカルビルアンモニウムカチオンであり、特にメチル
ジ(C1420アルキル)アンモニウムカチオンであり、
3は、各出現時に独立して、水素又はハロ、水素以外に最大30個の原子の、ヒドロ
カルビル基、ハロカルビル基、ハロヒドロカルビル基、シリルヒドロカルビル基、又はシ
リル(モノ−、ジ−及びトリ(ヒドロカルビル)シリルを含む)基であり、好ましくはC
120アルキルであり、
2は、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン又はトリス(ペンタフルオロフェニ
ル)アルマン)である。
これらの触媒活性化剤の例としては、以下のもののトリヒドロカルビルアンモニウム塩
、特に、メチルジ(C1420アルキル)アンモニウム塩が挙げられる:
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)イミダゾリド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)−2−ウンデシルイミダゾリド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)−2−ヘプタデシルイミダゾリド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)−4,5−ビス(ウンデシル)イミ
ダゾリド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)−4,5−ビス(ヘプタデシル)イ
ミダゾリド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)イミダゾリニド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)−2−ウンデシルイミダゾリニド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)−2−ヘプタデシルイミダゾリニド

ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)−4,5−ビス(ウンデシル)イミ
ダゾリニド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)−4,5−ビス(ヘプタデシル)イ
ミダゾリニド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニルフェニル)ボラン)−5,6−ジメチルベンズ
イミダゾリド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)−5,6−ビス(ウンデシル)ベン
ズイミダゾリド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)イミダゾリド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)−2−ウンデシルイミダゾリド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)−2−ヘプタデシルイミダゾリド

ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)−4,5−ビス(ウンデシル)イ
ミダゾリド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)−4,5−ビス(ヘプタデシル)
イミダゾリド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)イミダゾリニド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)−2−ウンデシルイミダゾリニド

ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)−2−ヘプタデシルイミダゾリニ
ド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)−4,5−ビス(ウンデシル)イ
ミダゾリニド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)−4,5−ビス(ヘプタデシル)
イミダゾリニド、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)−5,6−ジメチルベンズイミダ
ゾリド、及び
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)アルマン)−5,6−ビス(ウンデシル)ベ
ンズイミダゾリド。
他の活性化剤としては、PCT国際公開WO第98/07515号パンフレットに記載
されている活性化剤、例えばトリス(2,2’,2”−ノナフルオロビフェニル)フルオ
ロアルミネートが挙げられる。複数の活性化剤の組み合わせ、例えばアルモキサンとイオ
ン化活性化剤との併用も本発明により考慮され、例えば、欧州特許出願公開第0 573
120号明細書、PCT国際公開WO第94/07928号パンフレット、及び国際公開
WO第95/14044号パンフレット、ならびに米国特許第5,153,157号、及
び第5,453,410号を参照されたい。国際公開WO第98/09996号パンフレ
ットには、パークロレート、パーアイオデート、及びアイオデート、ならびにそれらの水
和物により活性化される触媒組成物が記載されている。国際公開WO第99/18135
号パンフレットには、オルガノボロアルミニウム活性化剤の使用が記載されている。国際
公開WO第03/10171号パンフレットには、ブレンステッド酸のルイス酸付加体で
ある触媒活性化剤が開示されている。触媒化合物を活性化するための他の活性化剤又は方
法は、例えば、米国特許第5,849,852号、第5,859,653号、第5,86
9,723号、欧州特許出願公開第615981号明細書、及びPCT国際公開WO第9
8/32775号パンフレットに記載されている。上記すべての触媒活性化剤、及び遷移
金属錯体触媒用の他の周知の活性化剤を、本発明により単独又は組み合わせて使用するこ
とができるが、しかし、最良の結果のためにはアルモキサン含有共触媒は回避される。
使用される触媒/共触媒のモル比は、好ましくは1:10,000から100:1の範
囲であり、より好ましくは1:5000から10:1の範囲であり、最も好ましくは1:
1000から1:1の範囲である。活性化共触媒としてそれ自体が使用される場合、アル
モキサンは、多量で使用され、一般に、モル基準で金属錯体の量の少なくとも100倍で
使用される。活性化共触媒として使用される場合のトリス(ペンタフルオロフェニル)ボ
ランは、金属錯体に対するモル比が、0.5:1から10:1、より好ましくは1:1か
ら6:1、最も好ましくは1:1から5:1で使用される。その他の活性化共触媒は、一
般に、金属錯体に対してほぼ等モル量で使用される。
触媒A、触媒B、1又はそれ以上の共触媒、ならびに鎖シャトリング剤Cを使用する本
発明の方法は、図1を参照することによってさらに説明することができ、この図では、重
合条件下で、活性触媒部位12に結合したポリマー鎖13を形成する、活性化した触媒部
位A10が示されている。同様に、活性触媒部位B20は、活性触媒部位22に結合した
別のポリマー鎖23を生成する。活性触媒Bによって生成されたポリマー鎖に結合した鎖
シャトリング剤C1である14は、そのポリマー鎖23を、触媒部位Aに結合したポリマ
ー鎖13と交換する。重合条件下でさらに連鎖成長することによって、活性触媒部位Aに
結合したマルチブロックコポリマー18が形成される。同様に、活性触媒部位Aによって
生成されたポリマー鎖に結合した鎖シャトリング剤C2である24は、そのポリマー鎖1
3を、触媒部位Bに結合したポリマー鎖23と交換する。重合条件下でさらに連鎖成長す
ることによって、活性触媒部位Bに結合したマルチブロックコポリマー28が形成される
。成長するマルチブロックコポリマーが、シャトリング剤Cによって、活性触媒A及び活
性触媒Bの間で繰り返し交換されることによって、他方の活性触媒部位が起こるたびに異
なる性質のブロック又はセグメントが形成される。成長するポリマー鎖は、希望するなら
、鎖シャトリング剤に結合したときに回収することができるし、官能化することもできる
。あるいは、得られたポリマーは、プロトン源又は他の停止剤を使用して活性触媒部位又
はシャトリング剤分離することで回収することもできる。
それぞれのセグメント又はブロックの組成、特にポリマー鎖の末端セグメントの組成は
、プロセス条件又はその他のプロセス変量の選択によって影響を与えることができると考
えられるが、そのような考えに束縛されることを望むものではない。本発明のポリマーに
おいて、末端セグメントの性質は、各触媒の連鎖移動又は連鎖停止の相対速度、及び鎖シ
ャトリングの相対速度によって決定される。可能性のある連鎖停止機構としては、限定す
るものではないが、β水素脱離、β水素のモノマーへの移動、β−メチル脱離、ならびに
水素又は他の連鎖停止試薬、例えばオルガノシラン、又は鎖官能化剤への連鎖移動が挙げ
られる。従って、低濃度の鎖シャトリング剤が使用される場合、ポリマー鎖末端の大部分
は、上記連鎖停止機構の1つによって重合反応器中で形成され、触媒(A)及び(B)に
おける連鎖停止の相対速度によって、主要な鎖末端部分が決定される。すなわち、最も速
い連鎖停止速度を有する触媒は、最終ポリマー中の鎖末端セグメントを比較的多く生成す
る。
対照的に、高濃度の鎖シャトリング剤が使用される場合、反応器中及び重合ゾーンから
出た大部分のポリマー鎖は、鎖シャトリング剤に取り付けられる、又は結合する。これら
の反応条件下では、主として、重合触媒の連鎖移動の相対速度、及び2種類の触媒の鎖シ
ャトリングの相対速度によって、鎖末端部分の種類が決定される。触媒(A)による連鎖
移動及び/又は鎖シャトリングの速度が触媒(B)よりも速い場合、鎖末端セグメントの
大部分は触媒(A)によって生成されるセグメントとなる。
中間濃度の鎖シャトリング剤では、上記要因の3つすべてが、最終ポリマーブロックの
種類の決定に有効となる。上記方法は、3つ以上の種類のブロックを有するマルチブロッ
クポリマーの分析、ならびにこれらのポリマーの平均ブロック長及びブロック配列の制御
に拡張することができる。例えば、触媒1、2、及び3と鎖シャトリング剤との混合物を
使用すると、各種類の触媒で異なる種類のポリマーブロックが形成される場合には、3つ
の異なるブロックタイプを有する線状ブロックコポリマーが生成される。さらに、3つ触
媒についてシャトリング速度の成長速度に対する比の大きさが1>2>3の順となる場合
、3つのブロックタイプにおける平均ブロック長が3>2>1の順となり、2−タイプブ
ロックが3−タイプブロックと隣接する場合は、1−タイプブロックが2−タイプブロッ
クと隣接する場合よりも少なくなる。
従って、種々のブロックタイプのブロック長分布の制御する方法が存在する。例えば、
触媒1、2、及び3(ここで、2及び3は実質的に同じ種類のポリマーブロックタイプを
生成する)、ならびに鎖シャトリング剤を選択し、シャトリング速度が1>2>3の順と
なる場合、結果として得られるポリマーは、2及び3の触媒から形成されるブロック長の
バイモーダル分布を有する。
重合中、1又はそれ以上のモノマーを含む反応混合物を、任意の好適な重合条件により
活性化させた触媒組成物と接触させる。この方法は、高温及び高圧の使用を特徴とする。
希望するなら、周知の技術に従って分子量を制御するための連鎖移動剤として水素を使用
することができる。別の同様の重合では、使用されるモノマー及び溶媒は、触媒の失活を
引き起こさないために十分高純度であることが非常に望ましい。モノマー精製に好適なあ
らゆる技術、例えば減圧における脱揮、モレキュラーシーブ又は高表面積アルミナとの接
触、あるいはこれらの方法の組み合わせを使用することができる。当業者であれば明らか
であるように、本発明の方法における鎖シャトリング剤の、1又はそれ以上の触媒及び/
又はモノマーに対する比を変化させることで、1又はそれ以上の化学的性質又は物理的性
質が異なるポリマーを生成することができる。
本発明において、特にスラリー又は気相重合において、担体を使用することができる。
好適な担体としては、固体で、粒子状で、高表面積の金属酸化物、メタロイド酸化物、又
はそれらの混合物(本明細書においては交換可能に無機酸化物と記載する)が挙げられる
。例としては、タルク、シリカ、アルミナ、マグネシア、チタニア、ジルコニア、Sn2
3、アルミノシリケート、ボロシリケート、クレー、及びそれらの混合物が挙げられる
。好適な担体は、好ましくは、B.E.T.法を使用した窒素細孔分布測定によって測定
される表面積が10から1000m2/gであり、好ましくは100から600m2/gで
ある。平均粒度は、典型的には0.1から500μmであり、好ましくは1から200μ
mであり、より好ましくは10から100μmである。
本発明の一実施形態においては、本発明の触媒組成物及び場合による担体は、噴霧乾燥
又は他の方法によって固体粒子形態で回収して、輸送及び取り扱いが容易な組成物を得る
ことができる。液体含有スラリーを噴霧乾燥する好適な方法は、当技術分野において周知
であり、本発明において有効に使用される。本発明で使用される触媒組成物を噴霧乾燥す
るのに好ましい技術は、米国特許第5,648,310号及び第5,672,669号に
記載されている。
本発明の重合は、望ましくは連続重合として実施され、好ましくは連続溶液重合として
使用され、触媒成分、シャトリング剤、モノマー、ならびに場合により溶媒、補助剤、捕
捉剤、及び重合助剤が反応ゾーンに連続的に供給され、ポリマー生成物はそこから連続的
に取り出される。この場合に使用される用語「連続の」及び「連続的に」の範囲内では、
反応物質の断続的な添加、ならびに短い規則的な又は不規則な間隔での生成物の取り出し
が存在する方法でも、長時間にわたれば、全体的なプロセスは実質的に連続となる。
本発明の触媒組成物は、高圧、溶液、スラリー、又は気相の重合方法において好都合に
使用することができる。溶液重合方法の場合、使用される重合条件下でポリマーが可溶性
となる液体希釈剤中での触媒成分の均一分散体を使用することが望ましい。金属錯体又は
共触媒のいずれかは可溶性が非常に低いこのような均一触媒分散体を調製するために非常
に微細なシリカ又は類似の分散剤を使用するこのような方法の1つが米国特許第5,78
3,512号明細書に開示されている。本発明の新規ポリマーを調製するための溶液方法
、特に連続溶液方法は、好ましくは80℃から250℃の間の温度、より好ましくは10
0℃から210℃の間の温度、最も好ましくは110℃から210℃の間の温度で実施さ
れる。高圧方法は、通常、100℃から400℃の温度及び500bar(50MPa)
を超える圧力で実施される。スラリー方法では、典型的には不活性炭化水素希釈剤が使用
され、0℃から、不活性重合媒体に対して実質的に可溶性となる温度よりわずかに低い温
度までの温度が使用される。スラリー重合における好ましい温度は、30℃から、好まし
くは60℃から115℃まで、好ましくは100℃までである。圧力は、典型的には大気
圧(100kPa)から500psi(3.4MPa)の範囲である。
上記すべての方法において、連続又は実質的に連続の重合条件が好ましくは使用される
。2種類以上の活性重合触媒種を使用する、このような重合条件の使用、特に連続溶液重
合方法によって、高い反応器温度を使用することができ、その結果、マルチブロック又は
セグメント化コポリマーを高い収率及び効率で経済的に生成される。均一型及びプラグ流
れ型の両方の反応条件を使用することができる。ブロック組成のテーパーが望ましい場合
には後者の条件が好ましい。
触媒組成物(A)及び(B)の両方は、必要な金属錯体を、重合が実施される溶媒、又
は最終的な反応混合物と相溶性となる希釈剤に加えることによって、均一な組成物として
調製することができる。所望の共触媒又は活性化剤及びシャトリング剤は、重合させるモ
ノマー、及びあらゆる追加の反応希釈剤との混合前、混合と同時、又は混合後のいずれか
において触媒組成物と混合することができる。
常に、個々の成分及びあらゆる活性触媒組成物は、酸素及び湿気から保護する必要があ
る。従って、触媒成分、シャトリング剤、及び活性化させた触媒は、酸素及び湿気を含有
しない雰囲気、好ましくは乾燥不活性ガス、例えば、窒素の中で調製し保管する必要があ
る。
本発明の範囲を限定するものでは決してないが、このような重合方法を実施するための
手段の1つは以下の通りである。撹拌槽型反応器中で、重合させるモノマーを、任意の溶
媒又は希釈剤とともに連続的に投入する。この反応器は、モノマーと、任意の溶媒又は希
釈剤と、溶解したポリマーとで実質的に構成される液相を含有する。好ましい溶媒として
は、C410炭化水素又はそれらの混合物、特にアルカン、例えばヘキサン、又はアルカ
ンの混合物、ならびに重合に使用される1又はそれ以上のモノマーが挙げられる。
触媒(A)及び(B)ならびに共触媒及び鎖シャトリング剤は、反応器液相中又はその
再循環された一部に連続的又は断続的に投入される。反応器の温度及び圧力は、溶媒/モ
ノマー比、触媒添加速度の調整によって、ならびに冷却又は加熱用のコイル、ジャケット
、又は両方によって制御することができる。重合速度は、触媒添加速度によって制御され
る。ポリマー生成物のエチレン含有率は、反応器中のエチレンのコモノマーに対する比に
よって決定され、これは、反応器へのこれらの成分のそれぞれの供給速度を操作すること
によって制御される。ポリマー生成物の分子量は、場合により、他の重合変量、例えば温
度、モノマー濃度の制御によって、前述の連鎖移動剤によって制御され、これは当技術分
野においてよく知られていることである。反応器を出てから、その流出物を、触媒失活剤
、例えば水、蒸気、又はアルコールと接触させる。このポリマー溶液は場合により加熱さ
れ、ポリマー生成物は、気体モノマー及び残留溶媒又は希釈剤を減圧下でフラッシングす
ることによって回収され、必要であれば、脱揮押出機などの装置中でさらに脱揮される。
連続方法において、反応器中の触媒及びポリマーの平均滞留時間は、一般に5分から8時
間であり、好ましくは10分から6時間である。
あるいは、上記の重合は、異なる領域で形成され、場合により触媒及び/又は連鎖移動
剤を別々に添加することで実現される、モノマー、触媒、又はシャトリング剤の勾配を使
用又は非使用で、連続ループ反応器中で実施することができ、断熱又は非断熱溶液重合条
件、又は上記反応器条件の組み合わせで操作することができる。好適なループ反応器、及
びそれに使用される種々の好適な操作条件の例は、米国特許第5,977,251号、第
6,319,989号、及び第6,683,149号に見られる。
望ましいわけではないが、従来開示されているように必要な成分を不活性な無機の又は
有機の粒子状固体の上に吸着させることによって、本発明の触媒組成物を不均一触媒とし
て調製し使用することもできる。好ましい一実施形態においては、金属錯体、ならびに不
活性無機化合物及び活性水素含有活性化剤との反応生成物、特に、トリ(C14アルキル
)アルミニウム化合物及びヒドロキシアリールトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレー
トのアンモニウム塩、例えば(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル
)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレートの反応生成物を共沈させることによって、
不均一触媒が調製される。不均一又は担持形態で調製される場合、本発明の触媒組成物を
スラリー重合又は気相重合で使用することができる。実際的な制限として、スラリー重合
は、ポリマー生成物が実質的に不溶性である液体希釈剤中で行われる。好ましくは、スラ
リー重合の希釈剤は、炭素原子が5個未満の1又はそれ以上の炭化水素である。希望する
なら、飽和炭化水素、例えばエタン、プロパン、又はブタンを、全体又は一部の希釈剤と
して使用することができる。溶液重合と同様に、α−オレフィンコモノマー又は異なるα
−オレフィンモノマーの混合物を全体又は一部の希釈剤として使用することができる。最
も好ましくは希釈剤の少なくとも過半量が、重合される1種類以上のα−オレフィンモノ
マーで構成される。
好ましくは、気相重合方法に使用される場合、担体材料及び得られる触媒のメジアン粒
径は20から200μmであり、より好ましくは30μmから150μmであり、最も好
ましくは50μmから100μmである。好ましくは、スラリー重合方法の場合、担体の
メジアン粒径は1μmから200μmであり、より好ましくは5μmから100μmであ
り、最も好ましくは10μmから80μmである。
本発明において使用される好適な気相重合方法は、ポリプロピレン、エチレン/α−オ
レフィンコポリマー、及び他のオレフィンポリマーの大規模製造において工業的に使用さ
れる周知の方法と実質的に類似している。使用される気相方法は、例えば、機械的に撹拌
される床、又はガス流動床を重合反応ゾーンとして使用する種類の方法であってよい。流
動化ガス流によって孔開き板又は流動グリットの上で支持又は浮遊されるポリマー粒子の
流動床を含有する垂直円筒重合反応器中で重合反応が実施される方法が好ましい。
床の流動化に使用されるガスは、重合される1種類以上のモノマーを含み、床から反応
熱を除去する熱交換媒体としても機能する。高温のガスは通常、流動床よりも大きい直径
を有する減速ゾーンとも呼ばれる安定化ゾーンを介して反応器上部から排出され、このゾ
ーンでは、ガス流中に取り込まれた微粒子が重力によって床に戻る可能性が生じる。高温
ガス流から超微粒子を除去するためにサイクロンを使用すると好都合であることもある。
次に、通常は、ブロアー又はコンプレッサーと、ガスの重合熱を除去するための1又はそ
れ以上の熱交換器とによって、ガスは床に再循環される。
冷却した再循環ガスによって得られる冷却以外で、床を冷却する好ましい方法の1つは
、揮発性液体を床に供給して蒸発冷却効果を得ることであり、多くの場合、凝縮モードに
おける操作と呼ばれる。この場合に使用される揮発性液体は、例えば、揮発性不活性液体
、例えば、3から8個、好ましくは4から6個の炭素原子を有する飽和炭化水素であって
よい。モノマー又はコモノマー自体が揮発性液体である場合、又は凝縮させることでその
ような液体を得ることができる場合は、蒸発冷却効果を得るためにこれを床に適宜供給す
ることができる。揮発性液体は高温の流動床中で蒸発して、ガスを発生し、流動化ガスと
混合される。揮発性液体がモノマー又はコモノマーである場合、床中である程度重合が進
行する。次に蒸発した液体は反応器から高温再循環ガスの一部として排出され、再循環ル
ープの圧縮/熱交換パートに入る。再循環ガスは、熱交換器中で冷却され、ガスが冷却さ
れる温度がその露点よりも低い場合は、そのガスから液体が凝結する。この液体は、望ま
しくは流動床に連続的に再循環される。凝結した液体を再循環ガス流で運搬される液体と
して床に再循環することが可能である。この種の方法は例えば欧州特許出願公開第896
91号明細書、米国特許第4,543,399号、国際公開WO第94/25495号パ
ンフレット、及び米国特許第5,352,749号に記載されている。液体を床に再循環
する特に好ましい方法は、液体を再循環ガス流から分離し、好ましくは床内に微小液体を
発生させる方法を使用して、この液体を直接床に再注入することである。この種の方法は
国際公開WO第94/28032号パンフレットに記載されている。
ガス流動床中で進行する重合反応は、本発明による触媒組成物の連続又は半連続的添加
によって触媒される。本発明の触媒組成物は、予備重合ステップを行うことができ、例え
ば、液体不活性希釈剤中の少量のオレフィンモノマーを重合させることによって、オレフ
ィンポリマー粒子にも埋め込まれた担持触媒粒子を含む触媒複合体を形成することができ
る。
床内の触媒組成物、担持された触媒組成物、又は予備重合させた触媒組成物の流動化粒
子上でモノマー又はモノマー混合物を重合させることによって、ポリマーが流動床中に直
接生成される。重合反応の開始は、予備成形されたポリマー粒子の床を使用して実施され
、この床は、好ましくは所望のポリマーと類似しており、不活性ガス又は窒素で乾燥させ
ることによって床のコンディショニングが行われ、その後で、触媒組成物、モノマー、及
び再循環ガス流中に含まれることが望ましい他のあらゆるガス、例えば、希釈ガス、水素
連鎖移動剤、又は気相凝縮モードで操作される場合の不活性凝縮性ガスが供給される。生
成したポリマーは、要求通りに流動床から連続的又は半連続的に排出される。
本発明の実施に最も好適な気相方法は、反応物質が反応器の反応ゾーンに連続供給され
、反応器の反応ゾーンから生成物を取り出され、それによって反応器の反応ゾーン内で巨
視的な定常状態環境が得られる連続方法である。公知の技術に従って減圧及び場合により
高温(脱揮)に曝露することで生成物は容易に回収される。典型的には、気相方法の流動
床は、50℃を超える温度、好ましくは60℃から110℃、より好ましくは70℃から
110℃の温度で操作される。
本発明の方法における使用に適応可能な気相方法の例は、米国特許第4,588,79
0号、第4,543,399号、第5,352,749号、第5,436,304号、第
5,405,922号、第5,462,999号、第5,461,123号、第5,45
3,471号、第5,032,562号、第5,028,670号、第5,473,02
8号、第5,106,804号、第5,556,238号、第5,541,270号、第
5,608,019号、及び第5,616,661号に開示されている。
前述したように、マルチブロックコポリマーの官能化誘導体も本発明に含まれる。例と
しては、金属化ポリマー(この金属は、使用した触媒又は鎖シャトリング剤の残留物であ
る)、ならびにそれらのさらなる誘導体が挙げられ、例えば、金属化ポリマーと酸素源と
の反応生成物が、次に水と反応してヒドロキシル末端ポリマーが形成される。別の実施形
態においては、十分な空気又は他のクエンチ剤を加えることで、シャトリング剤−ポリマ
ー結合の一部又はすべてが開裂し、それによってポリマーの少なくとも一部がヒドロキシ
ル末端ポリマーに転化する。さらなる例としては、結果として得られるポリマー中のβ−
ヒドリド脱離及びエチレン系不飽和によって形成されるオレフィン末端ポリマーが挙げら
れる。
本発明の実施形態においては、マルチブロックコポリマーは、マレイン化(無水マレイ
ン酸又はその同等物との反応)、メタレーション(例えば、場合によりルイス塩基、特に
アミン、例えばテトラメチルエチレンジアミンの存在下での、アルキルリチウム試薬の使
用)、あるいはジエン又はマスクされたオレフィンの共重合プロセスへの供給によって官
能化することができる。マスクされたオレフィンを含む重合の後、マスキング基、例えば
トリヒドロカルビルシランを除去することで、より容易に官能化した残留物を露出させる
ことができる。ポリマーを官能化する技術はよく知られており、例えば米国特許第5,5
43,458号明細書などに開示されている。
反応器から出てくるポリマー生成物の実質的な部分が、鎖シャトリング剤を末端に有す
るため、さらなる官能化が比較的容易である。金属化されたポリマー種は、周知の化学反
応、例えば他のアルキル−アルミニウム、アルキル−ガリウム、アルキル−亜鉛、又はア
ルキル−1族化合物に好適な化学反応を使用して、アミン、ヒドロキシ、エポキシ、ケト
ン、エステル、ニトリル、及びその他で官能化された末端を有するポリマー生成物を形成
することができる。本発明における使用に適応可能な好適な反応技術の例は、ネギシ(Neg
ishi)、「有機合成における有機金属」(Orgaonmetallics in Organic Synthesis), Vol.
1 and 2, (1980)、ならびに有機金属合成及び有機合成における他の標準的な文献に記載
されている。
ポリマー生成物
本発明の方法を使用すると、新規ポリマー、特にオレフィンインターポリマー、例えば
1又はそれ以上のオレフィンモノマーのマルチブロックコポリマーが容易に調製される。
非常に望ましくは、本発明のポリマーは、重合した形態の、エチレンと、少なくとも1種
類のC320α−オレフィンコモノマーと、場合により1又はそれ以上の追加の共重合性
コモノマーとを含むインターポリマーである。好ましいα−オレフィンは、C38α−オ
レフィンである。好適なコモノマーは、ジオレフィン、環状オレフィン、及び環状ジオレ
フィン、ハロゲン化ビニル化合物、及びビニリデン芳香族化合物から選択される。より具
体的には、本発明のポリマーは、以下の具体的な実施形態を含んでいる。
第1の実施形態において、本発明は、少なくとも1つの融点Tm(単位:摂氏温度)及
び密度d*(単位:グラム/立方センチメートル)を有するインターポリマーであって、
変数の数値が下記の関係:
m>−2002.9+4538.5(d*)−2422.2(d*2
に対応し、Mw/Mnが1.7から3.5であるインターポリマーである。
第2の実施形態において、本発明は、少なくとも1つの融点Tm(単位:摂氏温度)及
び密度d*(単位:グラム/立方センチメートル)を有するインターポリマーであって、
変数の数値が下記の関係:
m>−6288.1+13141(d*)−6720.3(d*2
に対応するインターポリマーである。
第3の実施形態において、本発明は、少なくとも1つの融点Tm(単位:摂氏温度)及
び密度d*(単位:グラム/立方センチメートル)を有するインターポリマーであって、
変数の数値が下記の関係:
m≧858.91−1825.3(d*)+1112.8(d*2
に対応するインターポリマーである。
第の4実施形態において、本発明は、重合した形態のエチレン及びC38α−オレフィ
ンを含むインターポリマーを含み、このインターポリマーのデルタ量(delta quantity)(
最高DSCピークから最高クリスタッフ(CRYSTAF)ピークを引いた値)は、最高130J
/gの融解熱において式:
*>−0.1299(ΔH)+62.81、好ましくは式:
*>−0.1299(ΔH)+64.38、より好ましくは式:
*>−0.1299(ΔH)+65.95
で定義される量y*よりも大きくなり、ここで、クリスタッフピークは、累積ポリマー少
なくとも5%を使用して決定され(すなわち、このピークは累積ポリマーの少なくとも5
%を表す必要がある)、5%未満のポリマーが特定可能なクリスタッフピークを有する場
合は、そのクリスタッフ温度は30℃であり、ΔHは、融解熱の数値(単位、J/g)で
ある。さらにより好ましくは、最高クリスタッフピークは、累積ポリマーの少なくとも1
0%を含む。図3〜27及び36〜49は、本発明の多くの実施例及び多くの比較例のポ
リマーのDSC曲線及びクリスタッフ曲線を示している。デルタ量、y*の計算に使用さ
れるピークは、各図において曲線下の積分面積(累積ポリマーの%値を示す)とともに決
定される。図2及び50は、本発明の実施例及び比較例のプロットデータを示している。
積分ピーク面積及びピーク温度は、装置製造元供給のコンピューター描画プログラムによ
って計算される。斜めの線は、式y*=−0.1299(ΔH)+62.81に対応する
比較例のランダムエチレンオクテンポリマーを示している。
第5の実施形態において、本発明は、クロスヘッド分離速度11cm/分における、引
張強度が10MPaを超え、好ましくは引張強度≧11MPa、より好ましくは引張強度
≧13MPaであり、破断時伸びが少なくとも600%、より好ましくは少なくとも70
0%、非常に好ましくは少なくとも800%、及び最も好ましくは少なくとも900%で
あるインターポリマーである。
第6の実施形態において、本発明は、デルタ量(最高DSCピーク温度(ベースライン
から測定)から最高クリスタッフピーク温度(すなわち、dW/dTの最高値)を引いた
値)が48℃を超え、融解熱が130J/g以上であるインターポリマーであり、ここで
、クリスタッフピークは、累積ポリマー少なくとも5%を使用して決定され(すなわち、
このピークは累積ポリマーの少なくとも5%を表す必要がある)、5%未満のポリマーが
特定可能なクリスタッフピークを有する場合は、そのクリスタッフ温度は30℃である。
さらにより好ましくは、最高クリスタッフピークは、累積ポリマーの少なくとも10%を
含む。図3〜27及び36〜49は、本発明の多くの実施例及び多くの比較例のポリマー
のDSC曲線及びクリスタッフ曲線を示している。デルタ量、y*の計算に使用されるピ
ークは、各図において曲線下の積分面積(累積ポリマーの%値を示す)とともに決定され
る。図2及び50において、垂直線はΔH=130J/gを示しており、水平線はy*
48℃を示している。
第7の実施形態において、本発明は、貯蔵弾性率比G’(25℃)/G’(100℃)
が1から50、好ましくは1から20、より好ましくは1〜10であり、70℃圧縮永久
ひずみが80%未満、好ましくは70%未満、特に60%未満であり、最低で圧縮永久ひ
ずみが0%となるインターポリマーである。
第8の実施形態において、本発明は、融解熱が85J/g未満であり、ペレットブロッ
キング強度(pellet blocking strength)が100ポンド/平方フィート(4800Pa)
以下、好ましくは50ポンド/平方フィート(2400Pa)以下、特に5ポンド/平方
フィート(240Pa)以下であり、最低で0ポンド/平方フィート(0Pa)となるイ
ンターポリマーである。
第9の実施形態において、本発明は、重合した形態の少なくとも50モル%エチレンを
含み、70℃圧縮永久ひずみが80%未満、好ましくは70%未満、最も好ましくは60
%未満である、未架橋エラストマー性インターポリマーである。
第10の実施形態において、本発明は、好ましくはエチレン及び1又はそれ以上の共重
合性コモノマーを重合下形態で含み、化学的性質又は物理的性質(ブロックインターポリ
マー)が異なる2種類以上の重合モノマーの複数のブロック又はセグメントを特徴とする
オレフィンインターポリマーであり、最も好ましくはマルチブロックコポリマーであり、
上記ブロックインターポリマーは、TREFを使用して分別した場合に40℃から130
℃の間で溶出する分子分画を有し、上記分画のコモノマーモル含有率が、同じ温度の間で
溶出する同等のランダムエチレンインターポリマー分画よりも高く、好ましくは少なくと
も5%高く、より好ましくは少なくとも10%高いことを特徴とし、上記同等のランダム
エチレンインターポリマーが、同じコモノマーを含み、メルトインデックス、密度、コモ
ノマーモル含有率(ポリマー全体を基準とする)は、上記ブロックインターポリマーの1
0%以内である。好ましくは、上記同等のインターポリマーのMw/Mnも、ブロックイ
ンターポリマーの10%以内である、及び/又は上記同等のインターポリマーが、ブロッ
クインターポリマーの全コモノマー含有率の10重量%以内の全コモノマー含有率を有す
る。
コモノマー含有率は、あらゆる好適な技術を使用して測定することができ、核磁気共鳴
(NMR)分光法に基づく技術が好ましい。さらに、比較的広いTREF曲線を有するポ
リマー又はポリマーブレンドの場合、望ましくはそのポリマーを最初にTREFを使用し
て分別して、10℃以下の溶出温度範囲をそれぞれ有する複数の分画が得る。すなわち、
各溶出分画は、10℃以下の回収温度範囲を有する。この技術を使用すると、上記ブロッ
クインターポリマーは、同等のインターポリマーの対応する分画よりもコモノマーモル含
有率が高い少なくとも1つの分画を有する。
好ましくは、エチレン及び1−オクテンのインターポリマーの場合、ブロックインター
ポリマーは、40から130℃の間で溶出したTREF分画のコモノマー含有率が、(−
0.2013)T+20.07以上、より好ましくは(−0.2013)T+21.07
以上となり、式中、Tは、比較されるTREF分画のピーク溶出温度の数値であり、単位
は℃である。
図54は、エチレン及び1−オクテンブロックインターポリマーに関する本発明の上記
実施形態をグラフで示しており、数種類の比較例のエチレン/1−オクテンインターポリ
マー(ランダムコポリマー)のコモノマー含有率対TREP溶出温度のプロットが、(−
0.2013)T+20.07(実線)を表す線にフィットしている。式(−0.201
3)T+21.07の線は点線で示されている。本発明の数種類のブロック化エチレン/
1−オクテンインターポリマー(マルチブロックコポリマー)の分画のコモノマー含有率
も示されている。すべてのブロックインターポリマー分画は、同等の溶出温度においてい
ずれの線よりもはるかに高い1−オクテン含有率を有する。この結果は本発明のマルチブ
ロックコポリマーに特徴的であり、結晶質及び非晶質の両方の性質を有する異なるブロッ
クがポリマー鎖中に存在するためであると考えられる。
図55は、実施例5及び比較例Fのポリマー分画のTREF曲線及びコモノマー含有率
をグラフで示している。両方のポリマーにおいて、40から130℃、好ましくは60℃
から95℃で溶出するピークは、3つの部分に分別され、各部分は、10℃未満の温度範
囲で溶出させている。実施例5の実際のデータを三角形で表している。当業者であれば理
解できるように、異なるコモノマーを含むインターポリマーについて適切な較正曲線を作
成することができ、その線は、メタロセン又は他の均一触媒組成物を使用して作製される
同じモノマーの比較例のインターポリマー、好ましくはランダムコポリマーから得られる
TREF値にフィットさせる比較として使用される。本発明に対応するブロックインター
ポリマーは、コモノマーモル含有率が、同じTREF溶出温度における構成曲線から求め
られる値よりも高く、好ましくは少なくとも5%高く、より好ましくは少なくとも10%
高いことを特徴とする。
エチレン及びα−オレフィンのコポリマーの場合、本発明のポリマーは、好ましくはP
DIが少なくとも1.7であり、より好ましくは少なくとも2.0であり、最も好ましく
は少なくとも2.6であり、最大値が5.0であり、より好ましくは最大3.5であり、
特に最大2.7であり、融解熱が80J/g以下であり、エチレン含有率が少なくとも5
0重量%であり、ガラス転移温度Tgが−25℃未満であり、より好ましくは−30℃未
満であり、及び/又は1つ及び唯一のTmを有する。
本発明のポリマーは、少なくとも90℃の温度において1mmの熱機械分析貫入深さ、
及び3kpsi(20MPa)から13kpsi(90MPa)の曲げ弾性率をさらなる
特徴とすることができる。あるいは、本発明のポリマーは、少なくとも104℃の温度に
おいて1mmの熱機械分析貫入深さ、及び少なくとも3kpsi(20MPa)の曲げ弾
性率を有することができる。本発明のインターポリマーは、70℃圧縮永久ひずみが80
%未満、好ましくは70%未満、最も好ましくは60%未満であることをさらなる特徴と
することができる。本発明のポリマーは、耐摩耗性(又は体積減少)が90mm3未満で
あること特徴とすることができる。さらに、本発明のポリマーは、単独又は本明細書に開
示されるあらゆる他の性質と組み合わせて、100℃の温度においてlog(G’)が4
00kPa以上、好ましくは1.0MPa以上となる貯蔵弾性率G’を有することができ
る。さらに、本発明のオレフィンポリマーは、0〜100℃の範囲の温度の関数として比
較的平坦な貯蔵弾性率を有し(図35に示される)、これはブロックコポリマーの特徴で
あり、すべてのオレフィンコポリマー、特にエチレン及び1又はそれ以上のC38脂肪族
α−オレフィンのコポリマーでは以前には見られなかった(この場合の用語「比較的平坦
」は、logG’(単位、パスカル)が、50から100℃の間、好ましくは0から10
0℃の間で1桁未満の大きさで減少することを意味する)。さらに、本発明のポリマーは
、メルトインデックスI2が0.01から2000g/10分、好ましくは0.01から
1000g/10分、より好ましくは0.01から500g/10分、特に0.01から
100g/10分となることができる。本発明のポリマーの分子量Mwは、1,000g
/モルから5,000,000g/モル、好ましくは1000g/モルから1,000,
000、より好ましくは10,000g/モルから500,000g/モル、特に10,
000g/モルから300,000g/モルとなることができる。本発明のポリマーの密
度は、0.80から0.99g/cm3となることができ、好ましくはエチレン含有ポリ
マーの場合0.85g/cm3から0.97g/cm3となることができる。
本発明のポリマーは、従来のランダムコポリマー、物理的なポリマーブレンド、ならび
に逐次モノマー添加、フラクショナル触媒、アニオン又はカチオンリビング重合技術によ
って調製されるブロックコポリマーと区別することができる。特に、同等の結晶性又は弾
性率における同じモノマー及びモノマー含有率のランダムコポリマーと比較すると、本発
明のポリマーは、融点によって測定される優れた(高い)耐熱性、高いTMA貫入温度、
高い高温引張強度、及び/又は動的機械分析によって測定される高い高温ねじれ貯蔵弾性
率を有する。同じモノマー及びモノマー含有率を有するランダムコポリマーと比較すると
、本発明のポリマーは、特に高温における低い圧縮永久ひずみ、低い応力緩和、高い耐ク
リープ性、高い引裂強度、高いブロッキング抵抗性、高い結晶化(固化)温度による速い
効果、高い回復性(特に高温)、優れた耐摩耗性、高い収縮力、及び優れた油及びフィラ
ー許容性を有する。
本発明のポリマーは、独特の結晶化及び分岐分布の関係も示す。すなわち、特に同等の
全体密度において、同じモノマー及びモノマー量を有するランダムコポリマー、又はポリ
マーの物理的ブレンド、例えば高密度ポリマーとより低密度のコポリマーとのブレンドと
比較すると、本発明のポリマーは、融解熱の関数としてクリスタッフ及びDSCを使用し
て測定される最も高いピーク温度の間で比較的大きさな差を有する。本発明のポリマーの
この独特の特徴は、ポリマー主鎖中のブロックの中のコモノマーの独特の分布によるもの
と考えられる。特に、本発明のポリマーは、望ましくは、コモノマー含有率(ホモポリマ
ーブロックを含む)が異なる交互のブロックを含む。本発明のポリマーは、望ましくは、
異なる密度又はコモノマー含有率のポリマーブロックの数及び/又はブロックサイズの分
布がシュルツ−フローリー型の分布である。さらに、本発明のポリマーは、独特のポリマ
ー密度/弾性率の形態とは独立のピーク融点及び結晶化温度プロファイルも有する。好ま
しい実施形態においては、本発明のポリマーの微結晶の配列は、ランダム又はブロックコ
ポリマーと区別可能な特徴的な球晶及びラメラを、PDI値が1.7未満、さらには1.
5未満、最低で1.3未満においても示す。本発明のポリマーの独特の結晶形態は、結晶
形態のねじれが増加するために優れたバリア特性が得られると考えられ、このため、ガス
ケッティング及びシーリング用途、例えば瓶のキャップのライナー、ならびに食肉及び食
品の包装のためのフィルムとして使用すると好適なポリマーが得られる。図28は、微結
晶構造を示す圧縮フィルムの低分解能光学顕微鏡写真であり、異なる量の鎖シャトリング
剤を使用して作製され種々の球晶構造が示される本発明の3種類のマルチブロックコポリ
マー(すべて約0.88の密度を有する)、ならびに3種類の比較例ポリマーである、実
質的に線状のエチレン/1−オクテンコポリマー(0.875g/cm3の密度のアフィ
ニティ(Affinity)(商標)コポリマー、ダウ・ケミカル・カンパニー(Dow Chemical Comp
any)より入手可能)、密度が0.94g/cm3の線状ポリエチレン、及び1つの反応器
中で二元触媒を使用して作製したポリエチレンブレンド(反応器中ブレンド)が示されて
いる。図29は、4枚の高解像度走査型電子顕微鏡写真(100nmスケール)であり、
反応器中で高、中、及び低の量の鎖シャトリング剤を使用して作製した本発明のポリマー
の上記サンプルを撮影した3枚、ならびに実質的に線状エチレン/1−オクテンコポリマ
ー(0.875g/cm3の密度のアフィニティ(商標)コポリマー)の比較例の1枚の
顕微鏡写真である。本発明のポリマーの3枚の写真を比較すると、鎖シャトリング剤の量
が増加することでラメラの厚さ及び長さが減少することが一般に観察される。
さらに、本発明のポリマーは、ブロックの程度又は量に影響を与える技術を使用して調
製することができる。すなわち、コモノマーの量、及び各ポリマーブロック又はセグメン
トの長さは、触媒及びシャトリング剤の比率及び種類、ならびに重合温度、及び他の重合
変量を制御することによって変化させることができる。この現象の驚くべき利点は、ブロ
ックの程度が増加すると、結果として得られるポリマーの光学的性質、引裂強度、及び高
温回復特性が改善されるという発見である。特に、ポリマー中の平均ブロック数が増加す
ると、ヘイズが低下し、透明性、引裂強度、及び高温回復特性が増加する。所望の連鎖移
動能力(高いシャトリング速度及び低い連鎖停止速度)を併せ持つシャトリング剤及び触
媒を選択することによって、他の形態のポリマー停止が効果的に抑制される。従って、本
発明によるエチレン/α−オレフィンコモノマー混合物の重合においてβ−ヒドリド脱離
がほどんど見られない場合、結果として得られる結晶質ブロックは、高度な、又は実質的
に完全な線状であり、長鎖分岐はほとんど又は全く存在しない。
本発明の別の驚くべき利点は、鎖末端が高結晶性であるポリマーを選択的に調製できる
ことである。エラストマー用途において、非晶質ブロックが末端となるポリマーの相対量
を減少させることによって、結晶領域に対する分子間希釈作用の影響が軽減される。この
結果は、水素又は他の連鎖停止剤に適切に反応する鎖シャトリング剤及び触媒を選択する
ことによって得ることができる。具体的には、高結晶性ポリマーを生成する触媒が、低結
晶性ポリマーセグメント(高いコモノマー混入、位置エラー、又はアタクチックポリマー
の形成などによる)を生成しやすい触媒よりも、連鎖停止(水素の使用などによって)が
起こりやすい場合、ポリマーの末端部分に高結晶性ポリマーセグメントが優先的に形成さ
れる。末端基が結晶性となるだけでなく、連鎖停止によって、高結晶性ポリマーを形成す
る触媒部位が、ポリマー形成の再混入に再び利用できるようになる。従って、最初に形成
されたポリマーが別の高結晶性ポリマーセグメントとなる。従って、結果として得られる
マルチブロックコポリマーの両端は優先的に高結晶性となる。
エチレンと、コモノマー、例えば1−オクタンとから形成された本発明のマルチブロッ
クコポリマーの高溶融温度特性を維持する能力が図34に示されており、この図は、密度
(コモノマー含有率)の関数としての結晶融点のグラフである。より低密度では、本発明
によるより高密度のマルチブロックコポリマー(線)と比較して、結晶溶融温度が顕著に
低下しないが、従来のランダムコポリマーは、典型的には密度が低下するとピーク結晶溶
融温度の低下を反映する周知の曲線に従う。
本発明による他の非常に望ましい組成物は、エチレン、C320α−オレフィン、特に
プロピレン、及び場合により1又はそれ以上のジエンモノマーのエラストマー性インター
ポリマーである。本発明のこの実施形態において使用される好ましいα−オレフィンは、
式CH2=CHR*で表され、式中のR*は、1から12個の炭素原子の線状又は分岐のア
ルキル基である。好適なα−オレフィンの例としては、限定するものではないが、プロピ
レン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペン
テン、及び1−オクテンが挙げられる。特に好ましいα−オレフィンはプロピレンである
。プロピレン系ポリマーは、当技術分野において一般にEP又はEPDMポリマーと呼ば
れる。このようなポリマー、特にマルチブロックEPDMタイプポリマーの調製に使用さ
れる好適なジエンとしては、4から20個の炭素を含有する共役又は非共役、直鎖又は分
岐鎖、環式又は多環式のジエンが挙げられる。好ましいジエンとしては、1,4−ペンタ
ジエン、1,4−ヘキサジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、ジシクロペンタジ
エン、シクロヘキサジエン、及び5−ブチリデン−2−ノルボルネンが挙げられる。特に
好ましいジエンは5−エチリデン−2−ノルボルネンである。
ジエン含有ポリマーは、ジエン(0の場合も含む)及びα−オレフィン(0の場合も含
む)をある程度含有する交互セグメント又はブロックを含有するので、ジエン及びα−オ
レフィンの総量は、後のポリマーの性質を損なわずに減少させることができる。すなわち
、ジエン及びα−オレフィンモノマーは、ポリマー全体で均一又は不規則となるのではな
く、ポリマーの1種類のブロックの中に優先的に混入されるのでこれらはより効率的に利
用され、後のポリマーの架橋密度をよりよく制御することができる。このような架橋性エ
ラストマー及び硬化した生成物は、好都合な性質、例えば高引張強度及び優れた弾性回復
を有する。
望ましくは、異なる量のコモノマーを混入させる2種類の触媒を使用して生成される本
発明のポリマーはそれによって形成されるブロックの重量比が95:5〜5:95となる
。エラストマー性ポリマーは、ポリマーの全重量を基準にして、望ましくはエチレン含有
率が20〜90%であり、ジエン含有率が0.1から10%であり、α−オレフィン含有
率が10から80%である。さらに好ましくは、本発明のこの実施形態のマルチブロック
エラストマー性ポリマーは、ポリマーの全重量を基準にして、エチレン含有率が60から
90%であり、ジエン含有率が0.1から10%であり、α−オレフィン含有率が10か
ら40%である。好ましいポリマーは、重量平均分子量(Mw)が10,000から約2
,500,000、好ましくは20,000から500,000、より好ましくは20,
000から350,000であり、多分散性が3.5未満、より好ましくは3.0未満で
あり、ムーニー(Mooney)粘度(ML(1+4)125℃)が1から250である高分子量
ポリマーである。
より好ましくは、このようなポリマーは、エチレン含有率が65〜75%であり、ジエ
ン含有率が0〜6%であり、α−オレフィン含有率が20〜35%である。
本発明のポリマーは、全組成物重量を基準にして5から約75%、好ましくは10から
60%、より好ましくは20から50%のプロセスオイルで油展することができる。好適
な油としては、油展EPDMゴム配合物の製造に従来使用されているあらゆる油が挙げら
れる。例としては、ナフテン系オイル及びパラフィン系オイルの両方が挙げられ、パラフ
ィン系オイルが好ましい。
非常に望ましくは、1又はそれ以上の硬化剤を従来の促進剤又は他の補助剤とともに混
入することによって、硬化性EPDMゴム配合物が調製される。好適な硬化剤は硫黄系の
ものである。好適な硫黄系硬化剤の例としては、限定するものではないが、硫黄、テトラ
メチルチウラムジスルフィド(TMTD)、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド
(DPTT)、2−メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、2−メルカプトベンゾチア
ゾレートジスルフィド(MBTS)、亜鉛−2−メルカプトベノゾチアゾレート(ZMB
T)、亜鉛ジエチルジエチルジチオカルバメート亜鉛(ZDEC)、亜鉛ジブチルジチオ
カルバメート(ZDBC)、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(DPTT)、
N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルファミド(TBBS)、及びそれらの混合物
が挙げられる。好ましい硬化系としては、硫黄、MBT、及びTMTDの組み合わせが挙
げられる。望ましくは、上記成分は、全組成物重量を基準にして0.1から5%の量で使
用される。
本発明のこの実施形態による好ましいエラストマー組成物はカーボンブラックを含むこ
ともできる。好ましくは、全組成物重量を基準にして、カーボンブラックが10から80
%の量で存在し、より好ましくは20から60%の量で存在する。
本発明により有用に使用される本発明の配合物の追加成分としては、結果として得られ
る組成物の性質を低下させることがない量の種々の他の成分が挙げられる。これらの成分
としては、限定するものではないが、活性化剤、例えば酸化カルシウム又は酸化マグネシ
ウム;脂肪酸、例えばステアリン酸及びその塩;フィラー及び補強剤、例えば炭酸カルシ
ウム又は炭酸マグネシウム、シリカ、及びケイ酸アルミニウム;可塑剤、例えばジカルボ
ン酸のジアルキルエステル;劣化防止剤;軟化剤;ワックス;及び顔料が挙げられる。
用途及び最終用途
本発明のポリマーは、従来の種々の熱可塑性樹脂製造方法において有用に使用し、それ
によって有用な物品を製造することができ、例えば、少なくとも1つのフィルム層を含む
物体、例えば、流延、吹き込み、カレンダー加工、又は押出コーティング法によって製造
される単層フィルム、又は多層フィルムの少なくとも1層;成形物品、例えば吹き込み成
形物品、射出成形物品、又は回転成形物品;押出成形品;繊維;及び織布又は不織布を製
造することができる。本発明のポリマーを含む熱可塑性組成物としては、他の天然又は合
成のポリマー、添加剤、補強剤、耐引火性添加剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤、エキス
テンダー、架橋剤、発泡剤、及び可塑剤とのブレンドが挙げられる。本発明の1又はそれ
以上のポリマーを少なくとも一部に含む外面層を有する多成分繊維、例えばコア/シース
繊維が特に有用である。
本発明のポリマー又はブレンドから製造可能な繊維としては、短繊維、トウ、多成分繊
維、シース/コア繊維、撚られた繊維、及びモノフィラメントが挙げられる。好適な紡糸
方法としては、米国特許第4,430,563号、米国特許第4,663,220号、米
国特許第4,668,566号、及び米国特許第4,322,027号に開示されるよう
なスピンボンド、メルトブローン技術、米国特許第4,413,110号に開示されるよ
うなゲル紡糸繊維、米国特許第3,485,706号に開示されるような織布及び不織布
、あるいはこのような繊維から製造される構造、例えば、他の繊維、例えばポリエステル
、ナイロン、又は綿との混合、熱成形物品、押出形状、例えば異形押出及び同時押出、カ
レンダー加工物品、ならびに延伸した、撚った、又は捲縮させたヤーン又は繊維が挙げら
れる。本明細書に記載される新規ポリマーは、ワイヤ及びケーブル被覆作業、ならびに真
空成形操作のためのシート押出成形、成形物品、例えば射出成形、吹き込み成形法、又は
回転成形法の使用にも有用である。本発明のオレフィンポリマーを含む組成物は、ポリオ
レフィン加工の当業者には周知である従来のポリオレフィン加工技術を使用して、前述の
ような二次加工品に成形することもできる。
本発明のポリマー又はそれを含む配合物を使用して、分散体(水性及び非水性の両方)
を形成することもできる。2004年8月25日に出願されたPCT出願第2004/0
27593号に開示されるように、本発明のポリマーを含む発泡フォームを形成すること
もできる。本発明のポリマーは、あらゆる公知の手段、例えば過酸化物、電子ビーム、シ
ラン、アジド、又はその他の架橋技術を使用することによって架橋させることもできる。
本発明のポリマーは、化学的に改質することもでき、例えば、グラフト化(例えば、無水
マレイン酸(MAH)、シラン、又は他のグラフト化剤の使用)、ハロゲン化、アミノ化
、スルホン化、又は他の化学的改質によって改質することができる。
本発明のポリマーを含む任意の配合物中に添加剤及び補助剤を含めることができる。好
適な添加剤としては、フィラー、例えば有機の又は無機の粒子、例えばクレー、タルク、
二酸化チタン、ゼオライト、金属粉末、有機の又は無機の繊維、例えば炭素繊維、窒化ケ
イ素繊維、鋼線又は鋼の網、及びナイロン又はポリエステルのコード、ナノサイズの粒子
、クレーなど;粘着付与剤、油展剤、例えばパラフィン系オイル又はナフテン油(napthel
enic oil);及び他の天然及び合成のポリマー、例えば本発明による他のポリマーが挙げ
られる。
本発明のポリマーとブレンドすると好適なポリマーとしては、熱可塑性及び非熱可塑性
のポリマー、例えば天然及び合成のポリマーが挙げられる。ブレンド用のポリマーの例と
しては、ポリプロピレン(衝撃改質ポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、
アタクチックポリプロピレン、及びランダムエチレン/プロピレンコポリマーの両方)、
種々のポリエチレン、例えば高圧フリーラジカルLDPE、チーグラー・ナッタ(Ziegler
Natta)LLDPE、メタロセンPE、例えば多段反応器PE(チーグラー・ナッタPE
及びメタロセンPEの「反応器中」ブレンド、例えば、米国特許第6,545,088号
明細書、第6,538,070号明細書、第6,566,446号明細書、第5,844
,045号明細書、第5,869,575号明細書、及び第6,448,341号明細書
に開示される生成物)、エチレン−酢酸ビニル(EVA)、エチレン/ビニルアルコール
コポリマー、ポリスチレン、衝撃改質ポリスチレン、ABS、スチレン/ブタジエンブロ
ックコポリマー及びそれらの水素化誘導体(SBS及びSEBS)、ならびに熱可塑性ポ
リウレタンが挙げられる。均一なポリマー、例えばオレフィンプラストマー及びエラスト
マー、エチレン及びプロピレン系コポリマー(例えばダウ・ケミカル/カンパニー(Dow C
hemical Company)より入手可能な商品名バーシファイ(VERSIFY)(商標)、及びエクソン
モービル(ExxonMobil)より入手可能なビスタマックス(VISTAMAXX)(商標)で
入手可能なポリマー)も、本発明のポリマーを含むブレンド中の成分として有用となりう
る。
上記生成物の好適な最終用途としては、弾性のフィルム及び繊維;柔らかな感触の製品
、例えば歯ブラシの取っ手及び器具の取っ手;ガスケット及び形材;接着剤(例えば、ホ
ットメルト接着剤及び感圧接着剤);履き物(例えば、靴底及び靴のライナー);自動車
内装部品及び形材;フォーム製品(オープンセル及びクローズドセルの両方);他の熱可
塑性ポリマー、例えば高密度ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレン、又は他の
オレフィンポリマーの衝撃改質剤;コーティング布;ホース;管材料;目詰め材料;キャ
ップのライナー;床材;ならびに潤滑剤用の流動点調整材とも呼ばれる粘度指数調整剤が
挙げられる。
本発明の非常に望ましい実施形態においては、熱可塑性マトリックスポリマー、特にア
イソタクチックポリプロピレンと、本発明によるエチレン及び共重合性コモノマーのエラ
ストマー性マルチブロックコポリマーとを含む熱可塑性組成物は独特に、コアの形態の硬
質結晶質又は半結晶ブロックを、硬質ポリマーの閉鎖領域の周囲に「シェル」を形成する
軟質又はエラストマー性ブロックで囲んでいるコア−シェル型粒子を形成することができ
る。これらの粒子は、溶融配合又はブレンド中に受ける力によってマトリックスポリマー
内に形成され分散される。この非常に望ましい形態は、相溶性ポリマー領域、例えばマト
リックスと、マルチブロックコポリマーより高いコモノマー含有率のエラストマー性領域
が、熱力学的な力によって溶融状態で自己組織化することができる、マルチブロックコポ
リマーの独特の物理的性質によるものと考えられる。配合中の剪断力により、エラストマ
ーで囲まれたマトリックスポリマーの分離した領域が形成されると考えられる。固化する
と、これらの領域はポリマーマトリックス中に包まれて閉鎖したエラストマー粒子となる
特に望ましいブレンドは、熱可塑性ポリオレフィンブレンド(TPO)、熱可塑性エラ
ストマーブレンド(TPE)、熱可塑性バルカニサイト(vulcanisite)(TPV)、及び
スチレン系ポリマーブレンドである。TPEブレンド及びTPVブレンドは、本発明のマ
ルチブロックポリマー、例えばその官能化誘導体又は不飽和誘導体を、場合によりゴム、
例えば、従来のブロックコポリマー、特にSBSブロックコポリマー、ならびに場合によ
り架橋剤又は加硫剤と混合することによって調製することができる。TPOブレンドは、
一般に、本発明のマルチブロックコポリマーを、ポリオレフィン、及び場合により架橋剤
又は加硫剤とブレンドすることによって調製される。上記ブレンドは、成形品の形成に使
用することができ、結果として得られる成形物品を場合により架橋させることができる。
異なる成分を使用した類似の手順が、米国特許第6,797,779号明細書において既
に開示されている。
この用途に好適な従来のブロックコポリマーは、望ましくはムーニー粘度(ML1+4
@100℃)が10から135の範囲、より好ましくは25から100の範囲、最も好ま
しくは30から80の範囲である。好適なポリオレフィンとしては、特に、線状又は低密
度ポリエチレン、ポリプロピレン(例えば、アタクチック、アイソタクチック、シンジオ
タクチック、及びそれらの衝撃改質されたもの)、及びポリ(4−メチル−1−ペンテン
)が挙げられる。好適なスチレン系ポリマーとしては、ポリスチレン、ゴム改質ポリスチ
レン(HIPS)、スチレン/アクリロニトリルコポリマー(SAN)、ゴム改質SAN
(ABS又はAES)、及びスチレン無水マレイン酸コポリマーが挙げられる。
本発明のブレンドは、一方又は両方の成分の融点温度付近又はそれ以上の温度でそれぞ
れの成分を混合又は混練することによって調製することができる。ほとんどのマルチブロ
ックコポリマーでは、この温度は130℃を超え、最も一般には145℃を超え、最も好
ましくは150℃を超えることができる。所望の温度に到達し、混合物の溶融可塑化が可
能な典型的なポリマー混合又は混練装置を使用することができる。このようなものとして
は、ミル、ニーダー、押出機(一軸スクリュー及び二軸スクリューの両方)、バンバリー
(Banbury)ミキサー、カレンダーなどが挙げられる。混合順序及び方法は、最終組成物に
依存しうる。バンバリーバッチミキサー及び連続ミキサーの組み合わせを使用することも
でき、例えばバンバリーミキサーの次に、ミルミキサーを使用し、続いて押出機を使用す
るもとができる。典型的には、TPE又はTPV組成物は、架橋性ポリマー(典型的には
不飽和を有する従来のブロックコポリマー)の使用量がTPO組成物よりも多い。一般に
、TPE及びTPV組成物の場合、ブロックコポリマーのマルチブロックコポリマーに対
する重量比を、約90:10から10:90、より好ましくは80:20から20:80
、最も好ましくは75:25から25:75とすることができる。TPO用途の場合、マ
ルチブロックコポリマーのポリオレフィンに対する重量比を、約49:51から約5:9
5、より好ましくは35:65から約10:90とすることができる。改質スチレン系ポ
リマー用途の場合、マルチブロックコポリマーのポリオレフィンに対する重量比を、約4
9:51から約5:95、より好ましくは35:65から約10:90とすることができ
る。これらの比は、種々の成分の粘度比を変化させることによって変化させることができ
る。ブレンドの成分の粘度比を変化させることによって相の連続性を変化させるための技
術が多数の文献に示されており、必要であれば当業者は参考にすることができる。
本発明のブレンド組成物は、プロセスオイル、可塑剤、及び加工助剤を含有することが
できる。ゴムプロセスオイルは、特定のASTMで指定されており、パラフィン系、ナフ
テン系、又は芳香族のプロセスオイルのすべてが使用に適している。一般に全ポリマー1
00部に対して、0から150部、より好ましくは0から100部、最も好ましくは0か
ら50部のオイルが使用される。より多量のオイルを使用すると、結果として得られる生
成物の加工性が向上するが、一部の物理的性質が犠牲となりうる。さらなる加工助剤とし
ては、従来のワックス、脂肪酸塩、例えばカルシウムステアレート又は亜鉛ステアレート
、(ポリ)アルコール、例えばグリコール、(ポリ)アルコールエーテル、例えばグリコ
ールエーテル、(ポリ)エステル、例えば(ポリ)グリコールエステル、ならびにそれら
の金属塩誘導体、特に1族又は2金属又は亜鉛の塩誘導体が挙げられる。
非水素化ゴム、例えばブロックコポリマーなどの重合した形態のブタジエン又はイソプ
レンを含む非水素化ゴム(以降ジエンゴム)は、大部分又は高度に飽和したゴムと比較す
ると、UV、オゾン、及び酸化に対する抵抗性が低いことが知られている。ジエン系ゴム
をより高濃度で含有する組成物から製造されるタイヤなどの用途においては、ゴム安定性
を改善するためのカーボンブラックを、オゾン分解防止剤及び酸化防止剤とともに混入す
ることが知られている。不飽和が非常に少ない本発明によるマルチブロックコポリマーは
、従来のジエンエラストマーで改質されたポリマー組成物から形成される物品に接着され
る保護表面層(コーティング、同時押出、又は積層による)又は耐候性フィルムとしての
特殊な用途が見いだされる。
従来のTPO、TPV、及びTPEの用途においては、カーボンブラックは、UV吸収
及び安定化特性のために選択される添加剤である。カーボンブラックの代表例としては、
ASTM N110、N121、N220、N231、N234、N242、N293、
N299、S315、N326、N330、M332、N339、N343、N347、
N351、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、
N650、N683、N754、N762、N765、N774、N787、N907、
N908、N990、及びN991が挙げられる。これらのカーボンブラックは、ヨウ素
吸収が9から145g/kgの範囲であり、及び平均細孔容積が10から150cm3
100gの範囲である。一般に、非常の問題が許す限り、より小さな粒度のカーボンブラ
ックが使用される。多くのこのような用途において、本発明のマルチブロックコポリマー
及びそれらのブレンドは、カーボンブラックがほとんど又は全く必要ないため、かなりの
設計の自由度を得ることができ、別の顔料を含んだり又は顔料を全く使用しなかったりす
ることができる。多色タイヤ、又は乗り物の色に合わせたタイヤが1つの可能性となる。
本発明による熱可塑性ブレンドを含む組成物は、ゴム化学の当業者には周知のオゾン分
解防止剤又は酸化防止剤を含有することもできる。オゾン分解防止剤は、表面に到達して
その部分を酸素又はオゾンから保護する物理的保護剤、例えば蝋状材料であってもよいし
、酸素又はオゾンと反応する化学的保護剤であってもよい。好適な化学的保護剤としては
、スチレン化フェノール、ブチル化オクチル化フェノール、ブチル化ジ(ジメチルベンジ
ル)フェノール、p−フェニレンジアミン、p−クレゾール及びジシクロペンタジエン(
DCPD)のブチル化反応生成物、ポリフェノール系酸化防止剤、ヒドロキノン誘導体、
キノリン、ジフェニレン酸化防止剤、チオエステル酸化防止剤、及びそれらのブレンドが
挙げられる。このような製品の一部の代表的な商品名は、ウイングステイ(Wingstay)(商
標)S酸化防止剤、ポリステイ(Polystay)(商標)100酸化防止剤、ポリステイ(商標
)100 AZ酸化防止剤、ポリステイ(商標)200酸化防止剤、ウイングステイ(商
標)L酸化防止剤、ウイングステイ(商標)LHLS酸化防止剤、ウイングステイ(商標
)K酸化防止剤、ウイングステイ(商標)29酸化防止剤、ウイングステイ(商標)SN
−1酸化防止剤、及びイルガノックス(Irganox)(商標)酸化防止剤である。一部の用途
においては、使用される酸化防止剤及びオゾン分解防止剤は、好ましくは非着色性及び非
移行性である。
UV放射線に対するさらなる安定性を得るために、ヒンダードアミン光安定剤(HAL
S)及びUV吸収剤も使用することができる。好適な例としては、チバ・スペシャルティ
・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)より入手可能なチヌビン(Tinuvin)(商標)1
23、チヌビン(商標)144、チヌビン(商標)622、チヌビン(商標)765、チ
ヌビン(商標)770、及びチヌビン(商標)780、ならびに米国テキサス州ヒュース
トンのサイテック・プラスチックス(Cytex Plastics, Houston TX)より入手可能なケミソ
ルブ(Chemisorb)(商標)T944が挙げられる。米国特許第6,051,681号明細
書に開示されているように、優れた表面品質を実現するためにHALS化合物とともにル
イス酸をさらに含めることもできる。
一部の組成物では、さらなる混合プロセスを使用して、酸化防止剤、オゾン分解防止剤
、カーボンブラック、UV吸収剤、及び/又は光安定剤を予備分散させてマスターバッチ
を形成した後、それらからポリマーブレンドを形成することができる。
本発明において使用すると好適な架橋剤(硬化剤又は加硫剤とも呼ばれる)としては、
硫黄系、過酸化物系、又はフェノール系の化合物が挙げられる。上記材料の例は当技術分
野において見ることができ、例えば米国特許第3,758,643号、第3,806,5
58号、第5,051,478号、第4,104,210号、第4,130,535号、
第4,202,801号、第4,271,049号、第4,340,684号、第4,2
50,273号、第4,927,882号、第4,311,628号、及び第5,248
,729号に見ることができる。
硫黄系硬化剤が使用される場合は、促進剤及び硬化活性化剤も使用することができる。
動的加硫に必要な時間及び/又は温度を制御するため、ならびに結果として得られる架橋
物品の性質を改善するために促進剤が使用される。一実施形態においては、1種類の促進
剤又は一次促進剤が使用される。一次促進剤は、全組成物重量を基準にして約0.5から
約4phrの範囲、好ましくは約0.8から約1.5phrの範囲の総量で使用すること
ができる。別の実施形態においては、活性化のため、及び硬化物品の性質の改善のために
、一次促進剤及び二次促進剤の組み合わせを使用することができ、この二次促進剤は、よ
り少量、例えば約0.05から約3phrで使用される。複数の促進剤を併用すると、一
般に、1種類の促進剤を使用して製造される物品もある程度優れた性質を有する物品が製
造される。さらに、通常の加工温度では作用しないが、通常の加硫温度では十分な硬化が
得られる遅延作用促進剤を使用することもできる。硫化遅延剤を使用することもできる。
本発明において使用することができる好適な種類の促進剤は、アミン、ジスルフィド、グ
アニジン、チオ尿素、チアゾール、チウラム、スルフェンアミド、ジチオカルバメート、
及びザンテートである。好ましくは、一次促進剤がスルフェンアミドである。第二の促進
剤が使用される場合、その二次促進剤は、好ましくはグアニジン、ジチオカルバメート、
又はチウラム化合物である。ある種の加工助剤及び硬化活性化剤、例えばステアリン酸及
びZnOを使用することもできる。過酸化物系硬化剤が使用される場合、共活性化剤又は
助剤をそれと併用することができる。好適な助剤としては、トリメチロールプロパントリ
アクリレート(TMPTA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPTM
A)、シアヌル酸トリアリル(TAC)、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)が特
に挙げられる。部分的又は完全な動的加硫のために使用される過酸化物架橋剤及び場合に
よる助剤の使用は当技術分野において周知であり、例えば刊行物の「エラストマーの過酸
化物加硫」(Peroxide Vulcanization of Elastomer」, Vol. 74, No 3, July-August 200
1に開示されている。
マルチブロックコポリマー含有組成物が少なくとも部分的に架橋している場合、その架
橋度は、指定の時間のあいだ、溶媒中に組成物を溶解させて%ゲル又は非抽出性成分を計
算することによって測定することができる。通常、架橋量が増加するにつれて、%ゲルも
増加する。本発明による硬化物品の場合、%ゲル含有率は、望ましくは5から100%の
範囲である。
本発明のマルチブロックコポリマー及びそれらのブレンドは、従来技術の組成物と比較
して改善された加工性を有するが、その理由は溶融温度がより低いためであると考えられ
る。従って、本発明の組成物又はブレンドは、特に成形物品又は押出成形物品に成形する
場合に改善された外観を示す。同時に、本発明の組成物及びそれらのブレンドは、独特の
改善された溶融強度特性を有するため、本発明のマルチブロックコポリマー及びそれらの
ブレンド、特にTPOブレンドは、溶融強度が現在不十分であるフォーム及び熱成形用途
において有効に使用することができる。
本発明による熱可塑性組成物は、有機の又は無機のフィラー、又は他の添加剤を含有す
ることができ、例えばデンプン、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、ポリマー繊維(
例えばナイロン、レーヨン、綿、ポリエステル、及びポリアラミド)、金属の繊維、フレ
ーク、又は粒子、発泡性層状のシリケート、ホスフェート、又はカーボネート、例えばク
レー、マイカ、シリカ、アルミナ、アルミノシリケート、又はアルミノホスフェート、炭
素ウィスカー、炭素繊維、ナノ粒子、例えばナノチューブ、ウォラストナイト、グラファ
イト、ゼオライト、及びセラミックス、例えば炭化ケイ素、窒化ケイ素、又はチタニアを
含有することができる。シラン系又は他の種類のカップリング剤も、フィラーの結合を改
善するために使用することができる。
本発明の熱可塑性組成物、例えば上記ブレンドは、従来の成形技術、例えば射出成形、
押出成形、熱成形、スラッシュ成形、オーバーモールディング、インサート成形、吹き込
み成形、及びその他の技術によって加工することができる。フィルム、例えば多層フィル
ムは、流延又は幅出し法、例えばインフレーションフィルム法によって製造することがで
きる。
試験方法
以上の特徴的な開示及び以下の実施例において、以下の分析技術が使用される:
サンプル1〜4及びA〜CのGPC方法
160℃に設定した加熱針が取り付けられた自動液体取り扱いロボットを使用して、3
00ppm イオノール(Ionol)で安定化させた十分な量の1,2,4−トリクロロベンゼ
ンを各乾燥ポリマーサンプルに加えて、最終濃度を30mg/mLにする。小型ガラス撹
拌棒を各管に入れて、250rpmで回転する加熱オービタルシェーカー上でサンプルを
160℃で2時間加熱する。次に、160℃に設定した加熱針が取り付けられた自動液体
取り扱いロボットを使用して、濃縮されたポリマー溶液を1mg/mlまで希釈する。
シミックス・ラピッド(Symyx Rapid)GPCシステムを使用して、各サンプルの分子量
データを求める。2.0ml/分の流速に設定したギルソン(Gilson)350ポンプを使用
して、300ppm イオノールで安定化させヘリウムパージした1,2−ジクロロベン
ゼンを移動相として、直列に配置し160℃に加熱した3つのピゲル(Pigel)10マイク
ロメートル(μm)ミックスドB(Mixed B)300mm×7.5mmカラムに圧送する。
ポリマー・ラボELS1000ディテクター(Polymer Labs ELS 1000 Detector)を使用し
、エバポレーター(Evaporator)を250℃に設定し、ネブライザー(Nebulizer)を16
5℃に設定し、60〜80psi(400−600kPa)N2の圧力において窒素流速
を1.8SLMに設定する。ポリマーサンプルを160℃に加熱し、液体取り扱いロボッ
ト及び加熱針を使用して各サンプルを250μlのループに注入する。2つの切り替え型
ループを使用してポリマーサンプルを連続分析し、オーバーラッピングインジェクション
(overlapping injection)を使用する。シミックス・エポック(Symyx Epoch)(商標)ソフ
トウェアを使用してサンプルデータを収集して解析する。ピークを手作業で積分し、ポリ
スチレン標準物質較正曲線に対して較正していない分子量情報を報告する。
−30℃と溶融終了との間に引かれた直線ベースラインに対する熱流量(W/g)の最
大値として、DSC溶融ピークが測定される。直線ベースラインを使用して−30℃と溶
融終了との間の溶融曲線下の面積として融解熱が測定される。
標準クリスタッフ(CRYSTAF)法
スペインのバレンシアのポリマーシャール(PolymerChar, Valencia, Spain)から市販さ
れるクリスタッフ200ユニットを使用して結晶化分析分別(クリスタッフ)によって分
岐分布を求める。サンプルを160℃の1,2,4トリクロロベンゼン(0.66mg/
mL)中に1時間かけて溶解させ、95℃で45分間安定化させる。サンプリング温度は
95から30℃の範囲であり、冷却速度は0.2℃/分である。赤外検出器を使用してポ
リマー溶液濃度を測定する。温度を低下させていき、ポリマーが結晶化するときの累積の
可溶性濃度を測定する。累積プロファイルの解析導関数が、ポリマーの短鎖分岐分布を反
映している。
クリスタッフソフトウェア(CRYSTAF Software)(バージョン2001.b,スペインの
バレンシアのポリマーシャール)に含まれるピーク解析モジュールによって、クリスタッ
フピーク温度及び面積を求める。クリスタッフピーク検出ルーチンによって、dW/dT
中、導関数曲線中の同定されたピークの両方の側の最大の正の変曲の間の領域中での最大
値としてピーク温度が同定される。クリスタッフ曲線を計算するために、好ましい処理パ
ラメータは、温度限界の70℃、ならびに温度限界の上の平滑パラメータ0.1、及び温
度限界の下の平滑パラメータ0.3である。
DSC標準方法(サンプル1〜4及びA〜Cを除く)
RCS冷却アクセサリ及びオートサンプラーを取り付けたTAIモデルQ1000 D
SCを使用して示差走査熱量測定結果を求める。50ml/分の窒素パージガス流を使用
する。サンプルをプレスして薄いフィルムにして、約175℃のプレス中で溶融させ、次
に空気中で室温(25℃)まで冷却した。次に3〜10mgの材料を直径6mmのディス
クに切り取り、正確に秤量し、軽量アルミニウムパン(約50mg)中に入れ、次に圧着
して閉じた。以下の温度プロファイルでサンプルの熱挙動を調べる。以前の熱履歴を取り
除くために、サンプルを180℃まで急速に加熱して、その温度で3分間維持する。次に
サンプルを10℃/分の冷却速度で−40℃まで冷却し、−40℃で3分間維持する。次
にサンプルを10℃/分の加熱速度で150℃まで加熱する。この冷却及び第2の加熱の
曲線を記録する。
−30℃と溶融終了との間で引いた直線のベースラインに関する熱流量(W/g)の最
大値として、DSC溶融ピークが測定される。直線ベースラインを使用して−30℃と溶
融終了との間の溶融曲線下の面積として融解熱が測定される。
耐摩耗性
ISO 4649に準拠して圧縮成形したプラークに対して耐摩耗性を測定する。3回
の測定の平均値を報告する。試験用プラークは、厚さが6.4mmであり、ホットプレス
(カーバー・モデル(Carver Model)#4095−4PR1001R)を使用して圧縮成形
する。ポリテトラフルオロエチレンシートの間にペレットを配置し、190℃及び55p
si(380kPa)で3分間加熱した後、1.3MPaで3分間維持し、次に2.6M
Paで3分間維持する。次に、1.3MPaで1分間冷水を流しながらプレス内でプラー
クを冷却して、試験のために取り出す。
GPC法(サンプル1〜4及びA〜Cを除く)
ゲル浸透クロマトグラフィーシステムは、ポリマー・ラボラトリーズ・モデルPL−2
10(Polymer Laboratories Model PL-210)又はポリマー・ラボラトリーズ・モデルPL
−220(Polymer Laboratories Model PL-220)のいずれかの測定器からなる。カラム及
び回転コンパートメントは140℃で操作する。3つのポリマー・ラボラトリーズ・10
ミクロン・ミックスドBカラム(Polymer Laboratories 10-micron Mixed-B columns)を使
用する。溶媒は1,2,4トリクロロベンゼンである。サンプルは、200ppmのブチ
ル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有する溶媒50ml中に0.1gのポリマーの濃
度で調製する。160℃において2時間軽く撹拌することによってサンプルを調製する。
使用する注入量は100μlであり、流速は1.0ml/分である。
分子量が580から8,400,000の範囲である21種類の狭い分子量分布ポリス
チレン標準物質を、個々の分子量の間で少なくとも10個に分離する6つの「カクテル」
混合物にしたものを使用して、GPCカラムセットの較正を行う。これらの標準物質は、
ポリマー・ラボラトリーズ(Polymer Laboratories)(英国シュロップシャー(Shropshire)
)より購入される。これらのポリスチレン標準物質は、1,000,000以上の分子量
の場合は溶媒50ml中0.025g、1,000,000未満の分子量の場合には溶媒
50ml中0.05gで調製する。ポリスチレン標準物質は80℃で30分間穏やかに撹
拌しながら溶解させる。狭い標準物質混合物を最初に使用し、分解を最小限にするために
最高分子量成分が減っていく順序にする。ポリスチレン標準物質のピーク分子量は、次式
を使用してポリエチレン分子量に変換される(ウィリアムズ(Williams)及びワード(Ward)
, J. Polym. Sci., Polym. Let., 6, 621 (1968)に記載されている):Mポリエチレン=
0.431(Mポリスチレン)。
ポリエチレン換算分子量の計算はビスコテック・トライセック(Viscotek TriSEC)ソフ
トウェア・バージョン3.0を使用して行う。
圧縮永久ひずみ
圧縮永久ひずみはASTM D 395に準拠して測定する。3.2mm、2.0mm
、及び0.25mmの厚さの直径25.4mmの円形ディスクを、全体の厚さが12.7
mmになるまで積み重ねることでサンプルを作製する。これらのディスクは、以下の条件
下でホットプレスを使用して成形した12.7cm×12.7cmの圧縮成形プラークか
ら切り取られる:190℃において0圧力で3分間の後、190℃において86MPaで
2分間、続いて、86MPaにおいて冷水を流すことでプレス内を冷却する。
密度
密度測定用サンプルは、ASTM D 1928に準拠して作製する。ASTM D7
92、方法Bを使用して、サンプルのプレス加工から1時間以内に測定を行う。
曲げ/割線弾性率/貯蔵弾性率
ASTM D 1928を使用してサンプルを圧縮成形する。曲げ弾性率及び2%割線
弾性率をASTM D−790に準拠して測定する。貯蔵弾性率はASTM D 502
6−01又は同等の技術に準拠して測定する。
光学的性質
ホットプレス(カーバー・モデル#4095−4PR1001R)を使用して、厚さ0
.4mmのフィルムを圧縮成形する。ポリテトラフルオロエチレンシートの間にペレット
を配置し、190℃および55psi(380kPa)で3分間加熱した後、1.3MP
aで3分間維持し、次に2.6MPaで3分間維持する。次に、1.3MPaで1分間冷
水を流しながらプレス内でフィルムを冷却する。こうして圧縮成形されたフィルムを光学
的測定、引張挙動、回復、及び応力緩和に使用する。
ASTM D 1746に規定されるようにビック・ガードナー・ヘイズ−ガード(BYK
Gardner Haze-gard)を使用して透明度を測定する。
ASTMD−2457に規定されるようにビック・ガードナー・グロスメーター・マイ
クログロス45°(BYK Gardner Glossmeter Microgloss 45°)を使用して45°グロスを
測定する。
ASTM D 1003手順Aに基づいてビック・ガードナー・ヘイズ−ガードを使用
して内部ヘイズを測定する。表面のスクラッチを取り除くためにフィルム表面に鉱油を適
用する。
機械的性質−引張、ヒステリシス、及び引裂
ASTM D 1708微小引張試験片を使用して、一軸引張における応力ひずみ挙動
を測定する。21℃において500%min-1でインストロン(Instron)を使用してサン
プルを延伸する。5つの試験片の平均から引張強度及び破断時伸びを報告する。
ASTM D 1708微小引張試験片を使用し、インストロン(商標)測定機で10
0%及び300%ひずみの繰り返し荷重により、100%及び300%のヒステリシスを
測定する。21℃において3サイクルで、267%min-1でサンプルへの荷重及び荷重
除去を行う。300%及び80℃における繰り返し実験は、環境室を使用して行う。80
℃の実験では、試験前に試験温度においてサンプルを45分間平衡化させる。21℃にお
ける300%ひずみ繰り返し実験では、最初の荷重除去サイクルからの150%ひずみに
おける収縮応力を記録する。荷重がベースラインに戻るときのひずみを使用して、最初の
荷重除去サイクルからすべての実験における%回復を計算する。%回復は次式で定義され
る:
Figure 2019059955
(%Recovery=%回復)
式中、εfは、繰り返し荷重により生じたひずみであり、εsは、1回目の荷重除去サイ
クル中に荷重がベースラインまで戻ったときのひずみである。
応力緩和は、環境室が装備されたインストロン(商標)測定機を使用して50%ひずみ
及び37℃において12時間測定する。ゲージの形状は76mm×25mm×0.4mm
であった。環境室内で37℃において45分間平衡化させた後、サンプルを333%mi
-1において50%ひずみまで延伸した。12時間の間、応力を時間の関数として記録し
た。12時間後の%応力緩和を、次式を使用して計算した:
Figure 2019059955
(%Stress Relaxation=%応力緩和)
式中、L0は時間0における50%ひずみ時の荷重であり、L12は12時間後の50%ひ
ずみにおける荷重である。
インストロン(商標)測定機を使用して密度0.88g/cc以下のサンプルについて
切り欠き引張実験を行う。形状は、ゲージ断面76mm×13mm×0.4mm、及び試
験片の半分の長さにおいてサンプルに2mmの切り欠きを有することからなる。このサン
プルを、破断するまで21℃において508mm min-1で延伸する。最大負荷におけ
るひずみまでの応力−伸び曲線下面積として引裂エネルギーを計算する。少なくとも3つ
の試験片の平均を報告する。
TMA
180℃及び10MPaの成形圧力で5分間の後、空気中で冷却して形成した直径30
mm×厚さ3.3mmの圧縮成形ディスクについて熱機械的分析(貫入温度)を実施する
。使用される試験機は、パーキンエルマー(Perkin-Elmer)より入手可能なTMA 7ブラ
ンドである。この試験において、半径1.5mmのチップを有するプローブ(P/N N
519−0416)をサンプルディスク表面に1Nの力で押し付ける。温度を25℃から
5℃/分で上昇させる。プローブ貫入距離を温度の関数として測定する。サンプル中にプ
ローブが1mm貫入した時点で実験を終了させる。
DMA
180℃及び10MPaの圧力のホットプレス中で5分間の後、プレス中90℃/分で
水冷して形成した圧縮成形ディスクに対して、動的機械分析(DMA)を測定する。ねじれ試
験のための二重カンチレバー固定具が取り付けられたARES制御ひずみレオメーター(
TAインストルメンツ(TA instruments))を使用して試験を行う。
1.5mmのプラークをプレスし、32×12mmの大きさの棒を切り取る。10mm
(グリップ間距離ΔL)だけ離した固定具の間でこのサンプルの両端を挟み、−100℃
から200℃の連続する温度ステップ(1ステップが5℃)にかける。各温度において、
10rad/sの角振動数において、十分なトルクが得られ、測定が線形領域に維持され
るように、ひずみ振幅を0.1%から4%の間に維持して、ねじれ弾性率G’を測定する
熱膨張が起こった場合にサンプルがゆるむのを防止するために、10gの初期静的力を
維持する(自動張力モード)。結果として、グリップ間距離ΔLが温度ととも増加し、特
にポリマーサンプルの融点又は軟化点より高温において増加する。最高温度に到達したと
き、又は固定具の間の間隔が65mmとなったときに、試験を停止する。
ペレットブロッキング強度
ホースクランプによって互いに組み合わせられる2つの半体からできている直径2イン
チ(5cm)の中空円筒中にペレット(150g)を投入する。45℃において3日間、
円筒中のペレットに2.75ポンド(1.25kg)の荷重を与える。3日後、ペレット
はゆるく固まって円筒形のプラグになる。このプラグを型から取り出し、インストロン(
商標)測定機を使用して、円筒形に固まったペレットに圧縮荷重を与えて、この円筒を破
壊してペレットにするのに必要な圧縮力を測定することによって、ペレットブロッキング
力を測定する。
メルトインデックス
メルトインデックス又はI2は、ASTM D 1238に準拠し、条件190℃/2
.16kgにおいて測定する。メルトインデックス又はI10もASTM D 1238に
準拠し、条件190℃/10kgにおいて測定する。
ATREF
米国特許第4,798,081号明細書に記載される方法に従って分析的温度上昇溶出
分別(ATREF)分析を行う。分析する組成物をトリクロロベンゼン中に溶解させ、不活性担
体(ステンレス鋼ショット)が入ったカラム中で、0.1℃/分の冷却速度で20℃まで
温度をゆっくりと下げることによって結晶化させる。このカラムには赤外検出器を取り付
ける。次に、1.5℃/分の速度で20から120℃まで溶出溶媒(トリクロロベンゼン
)の温度をゆっくり上昇させてカラムから結晶化したポリマーサンプルを溶出させること
によって、ATREFクロマトグラム曲線を作製する。
TREFによるポリマーの分別
15〜20gのポリマーを2リットルの1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)中で1
60℃において4時間撹拌して溶解させることによって、大規模TREF分別を行う。1
5psig(100kPa)窒素によって、得られたポリマー溶液を、30〜40メッシ
ュ(600〜425μm)の球状技術的品質ガラスビーズ(ポッターズ・インダストリー
ズ,HC 30 Box 20,ブラウンウッド,テキサス州,76801(Potters Ind
ustries, HC 30 Box 20, Brownwood, TX, 76801)より入手可能)と、直径0.028イン
チ(0.7mm)のステンレス鋼カットワイヤーショット(ペレッツ・インコーポレイテ
ッド63インダストリアルドライブ、ノーストナウォンダ、ニューヨーク州、14120
(Pellets Inc. 63 Industrial Drive, North Tonawanda, NY, 14120)より入手可能)との
60:40(v:v)混合物を充填した3インチ×4フィート(7.6cm×12cm)
鋼製カラムに強制的に送り込む。このカラムを、最初に160℃設定された温度制御オイ
ルジャケット中に浸漬する。このカラムを、最初は急激に125℃まで冷却した後、続い
て0.04℃/分で20℃までゆっくりと冷却し、1時間維持する。新しいTCBを約6
5ml/分で供給しながら、0.167℃/分で温度を上昇させる。
分取TREFカラムからの流出液約2000mlの部分を、16ステーション加熱フラ
クションコレクター中に捕集する。ロータリーエバポレーターを使用して、各分画中のポ
リマーを、約50から100mlのポリマー溶液が残るまで濃縮する。濃縮した溶液を一
晩静置した後、過剰のメタノールを加え、濾過し、洗浄する(最後の洗浄を含めて約30
0〜500mlのメタノール)。濾過ステップは、5.0μmポリテトラフルオロエチレ
ンコーティング濾紙(オズモニックス・インコーポレイテッド(Osmonics Inc.)より入手
可能、カタログ番号Z50WP04750)を使用して3位置減圧濾過ステーション上で
実施する。濾過した分画は、60℃において真空オーブン中で一晩乾燥させ、化学天秤で
秤量した後、さらなる試験に使用される。
13C NMR分析
テトラクロロエタン−d2/o−ジクロロベンゼンの50/50混合物約3gを、10
mmのNMR管中の0.4gのサンプルに加えることによってサンプルを調製する。管及
びその内容物を150℃に加熱することによって、サンプルを溶解させ均質化させる。1
00.5MHzの13C共振周波数に対応するジェオル・エクリプス(JEOL Eclipse)(商標
)400MHz分光計又はバリアン・ユニティ・プラス(Varian Unity Plus)(商標)4
00MHz分光計を使用してデータを収集する。6秒パルス繰り返し遅延(pulse repetit
ion delay)を使用し、データファイル1つ当たり4000個のトランジェント(transient
)を使用してこれらのデータが取得される。定量分析のため信号対雑音を最小にするため
に、複数のデータファイルを互いに加算する。スペクトル幅は25,000Hzであり、
最小ファイルサイズは32Kのデータ点である。10mm広帯域プローブ中130℃でサ
ンプルを分析する。ランダル(Randall)のトリアッド(triad)法(ランダル(Randall), J.
C.; JMS-Rev. Macromol. Chem. Phys, C29、201-317(1989))を使用してコモノマーの混
入を測定する。
原子間力顕微鏡(AFM)
−80℃において操作されるFC低温チャンバーを有するライカ(Leica)UCT(商標
)ミクロトームを使用してサンプル材料から切片を集める。すべてのサンプル材料を12
0nmの厚さに切断するためにダイヤモンドナイフを使用する。新しく劈開させたマイカ
表面上に切片を配置し、両面カーボンテープを使用して標準的なAFM試験片金属支持デ
ィスク上に取り付ける。DIナノスコープIV(DI NanoScope IV)(商標)マルチモード
AFM(Multi-Mode AFM)を使用し、位相検波を使用するタッピングモードで切片を調べる
。すべての実験においてナノセンサーチップを使用する。
具体的な実施形態
本発明の以下の具体的な実施形態及びそれらの組み合わせが特に望ましく、添付の請求
項を詳細に開示するため、本明細書に詳細に示す。
1.(A)第1のオレフィン重合触媒と、
(B)同等の重合条件下で触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的性質又は
物理的性質が異なるポリマーを調製可能な第2のオレフィン重合触媒と、
(C)鎖シャトリング剤と、
を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含む組成物。
1a.(A)高コモノマー混入指数を有する第1のオレフィン重合触媒と、
(B)触媒(A)のコモノマー混入指数の95%未満、好ましくは90%未満、より好
ましくは25%未満、最も好ましくは10%未満のコモノマー混入指数を有する第2のオ
レフィン重合触媒と、
(C)鎖シャトリング剤と、
を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含む組成物。
2.実施形態1)又は1a)に記載の触媒(A)及び(B)ならびに鎖シャトリング剤
(C)の混合物を選択する方法であって、オレフィンモノマー又はモノマー混合物を上記
混合物と、オレフィン重合条件下で接触させることによって、マルチブロックコポリマー
を生成可能な方法。
3.1又はそれ以上の付加重合性モノマーを、付加重合条件下で、
(A)第1のオレフィン重合触媒と、
(B)同等の重合条件下で触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的性質又は
物理的性質が異なるポリマーを調製可能な第2のオレフィン重合触媒と、
(C)鎖シャトリング剤と、
を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含む組成物と接触させるステップを含む
、マルチブロックコポリマーの調製方法。
3a.1又はそれ以上の付加重合性モノマーを、付加重合条件下で、
(A)高コモノマー混入指数を有する第1のオレフィン重合触媒と、
(B)触媒(A)のコモノマー混入指数の90%未満、好ましくは50%未満、最も好
ましくは5%未満のコモノマー混入指数を有する第2のオレフィン重合触媒と、
(C)鎖シャトリング剤と、
を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含む組成物と接触させるステップを含む
、マルチブロックコポリマーの調製方法。
4.重合した形態の1又はそれ以上の付加重合性モノマーを含むマルチブロックコポリ
マーであって、上記コポリマーが、コモノマー含有率、結晶性、タクティシティ、均質性
、密度、融点、又はガラス転移温度が異なる2つ以上、好ましくは3つ以上のセグメント
又はブロックを含有し、好ましくは上記コポリマーの分子量分布Mw/Mnが3.0未満
、より好ましくは2.8未満である、マルチブロックコポリマー。
4a.重合した形でエチレンと1又はそれ以上の共重合性コモノマーとを含むマルチブ
ロックコポリマーであって、上記コポリマーが、コモノマー含有率、結晶性、タクティシ
ティ、均質性、密度、融点、又はガラス転移温度が異なる2つ以上、好ましくは3つ以上
のセグメント又はブロックを含有し、好ましくは上記コポリマーの分子量分布Mw/Mn
が3.0未満、より好ましくは2.8未満である、マルチブロックコポリマー。
5.実施形態4に記載のマルチブロックコポリマーの官能化誘導体。
6.実施形態4aに記載のマルチブロックコポリマーの官能化誘導体。
7.少なくとも1つの融点Tm(単位、摂氏温度)、及び密度d*(単位、グラム/立方
センチメートル)を有するオレフィンインターポリマーであって、変数の数値が下記の関
係に対応し:
m>−2002.9+4538.5(d*)−2422.2(d*2
上記インターポリマーのMw/Mnが1.7から3.5である、オレフィンインターポリマ
ー。
8.重合した形態のエチレンとC38α−オレフィンとを含み、少なくとも1つの融点
m(単位、摂氏温度)、及び密度d*(単位、グラム/立方センチメートル)を有するイ
ンターポリマーであって、変数の数値が下記の関係:
m>−2002.9+4538.5(d*)−2422.2(d*2
に対応する、インターポリマー。
9.重合した形態のエチレンと1又はそれ以上の共重合性コモノマーとを含み、少なく
とも1つの融点Tm(単位、摂氏温度)、及び密度d*(単位、グラム/立方センチメート
ル)を有するマルチブロックコポリマーであって、変数の数値が下記の関係:
m>−2002.9+4538.5(d*)−2422.2(d*2
に対応する、マルチブロックコポリマー。
10.Mw/Mnが1.7から3.5であり、
式:
*>−0.1299(ΔH)+62.81、好ましくは式:
*>−0.1299(ΔH)+64.38、より好ましくは式:
*>−0.1299(ΔH)+65.95
で定義される量y*よりも大きなデルタ量(最高DSCピークから最高クリスタッフピー
クを引いた値)を有し、
融解熱が最高130J/gであり、
クリスタッフピークは、累積ポリマーの少なくとも5%を使用して決定され、5%未満の
ポリマーが特定可能なクリスタッフピークを有する場合は、そのクリスタッフ温度は30
℃であり、ΔHは、融解熱の数値(単位、J/g)である、オレフィンインターポリマー
10a.重合した形態のエチレンとC38α−オレフィンとを含むインターポリマーで
あって、式:
*>−0.1299(ΔH)+62.81、好ましくは式:
*>−0.1299(ΔH)+64.38、より好ましくは式:
*>−0.1299(ΔH)+65.95
で定義される量y*よりも大きなデルタ量(最高DSCピークから最高クリスタッフピー
クを引いた値)を有し、
融解熱が最高130J/gであり、
クリスタッフピークは、累積ポリマーの少なくとも5%を使用して決定され、5%未満の
ポリマーが特定可能なクリスタッフピークを有する場合は、そのクリスタッフ温度は30
℃であり、ΔHは、融解熱の数値(単位、J/g)である、オレフィンインターポリマー
10b.式:
*>−0.1299(ΔH)+62.81、好ましくは式:
*>−0.1299(ΔH)+64.38、より好ましくは式:
*>−0.1299(ΔH)+65.95
で定義される量y*よりも大きなデルタ量(最高DSCピークから最高クリスタッフピー
クを引いた値)を有し、
融解熱が最高130J/gであり、
クリスタッフピークは、累積ポリマーの少なくとも5%を使用して決定され、5%未満の
ポリマーが特定可能なクリスタッフピークを有する場合は、そのクリスタッフ温度は30
℃であり、ΔHは、融解熱の数値(単位、J/g)である、マルチブロックコポリマー。
11.クロスヘッド分離速度11cm/分において、引張強度が10MPaを超え、好
ましくは引張強度≧11MPa、より好ましくは引張強度≧13MPaであり、破断時伸
びが少なくとも600%、より好ましくは少なくとも700%、非常に好ましくは少なく
とも800%、最も好ましくは少なくとも900%である、オレフィンインターポリマー
11a.重合した形態のエチレンと1又はそれ以上の共重合性コモノマーとを含み、ク
ロスヘッド分離速度11cm/分において、引張強度が10MPaを超え、好ましくは引
張強度≧11MPa、より好ましくは引張強度≧13MPaであり、破断時伸びが少なく
とも600%、より好ましくは少なくとも700%、非常に好ましくは少なくとも800
%、最も好ましくは少なくとも900%である、マルチブロックコポリマー。
12.デルタ量(最高DSCピーク(ベースラインから測定)から最高クリスタッフピ
ークを引いた値)が48℃を超え、融解熱が130J/g以上であり、クリスタッフピー
クは、累積ポリマーの少なくとも5%を使用して決定され、5%未満のポリマーが特定可
能なクリスタッフピークを有する場合は、そのクリスタッフ温度は30℃である、オレフ
ィンインターポリマー。
12a.重合した形態のエチレンと1又はそれ以上の共重合性コモノマーとを含み、デ
ルタ量(最高DSCピーク(ベースラインから測定)から最高クリスタッフピークを引い
た値)が48℃を超え、融解熱が130J/g以上であり、クリスタッフピークは、累積
ポリマーの少なくとも5%を使用して決定され、5%未満のポリマーが特定可能なクリス
タッフピークを有する場合は、そのクリスタッフ温度は30℃である、マルチブロックコ
ポリマー。
13.貯蔵弾性率比G’(25℃)/G’(100℃)が1から50、好ましくは1か
ら20、より好ましくは1から10であり、70℃圧縮永久ひずみが80%未満、好まし
くは70%未満、特に60%未満であり、最低で圧縮永久ひずみが0%である、オレフィ
ンインターポリマー。
13a.重合した形態のエチレンと1又はそれ以上の共重合性コモノマーとを含み、貯
蔵弾性率比G’(25℃)/G’(100℃)が1から50、好ましくは1から20、よ
り好ましくは1から10であり、70℃圧縮永久ひずみが80%未満、好ましくは70%
未満、特に60%未満であり、最低で圧縮永久ひずみが0%である、マルチブロックコポ
リマー。
14.融解熱が85J/g未満、好ましくは80J/g未満であり、ペレットブロッキ
ング強度が100ポンド/平方フィート(4800Pa)以下、好ましくは50ポンド/
平方フィート(2400Pa)以下、特に5ポンド/平方フィート(240Pa)以下で
あり、最低で0ポンド/平方フィート(0Pa)である、オレフィンインターポリマー。
14a.重合した形態のエチレンと1又はそれ以上の共重合性コモノマーとを含み、融
解熱が85J/g未満、好ましくは80J/g未満であり、ペレットブロッキング強度が
100ポンド/平方フィート(4800Pa)以下、好ましくは50ポンド/平方フィー
ト(2400Pa)以下、特に5ポンド/平方フィート(240Pa)以下であり、最低
で0ポンド/平方フィート(0Pa)である、マルチブロックコポリマー。
15.重合した形態の少なくとも50モル%のエチレンを含み、70℃圧縮永久ひずみ
が80%未満、好ましくは70%未満、最も好ましくは60%未満である、未架橋のエラ
ストマー性オレフィンインターポリマー。
15a.重合した形態の少なくとも50モル%のエチレンを含み、70℃圧縮永久ひず
みが80%未満、好ましくは70%未満、最も好ましくは60%未満である、未架橋のエ
ラストマー性マルチブロックコポリマー。
16.DSCによって測定される1つの結晶融点(Tm)を有する、実施形態4〜15
、4a、5a、10a〜15a、10bのいずれか1つに記載のポリマー、あるいは実施
形態3又は3aに記載の方法によって調製可能なポリマー。
17.少なくとも90℃の温度、好ましくは少なくとも100℃において1mmの熱機
械分析貫入深さを有し、曲げ弾性率が3kpsi(20MPa)から13kpsi(90
MPa)である、実施形態4〜15、4a、5a、10aから15a、10bのいずれか
1つに記載のポリマー、あるいは実施形態3又は3aに記載の方法によって調製可能なポ
リマー。
18.少なくとも90℃の温度、好ましくは少なくとも100℃において1mmの熱機
械分析貫入深さを有し、曲げ弾性率が3kpsi(20MPa)から13kpsi(90
MPa)である、実施形態16に記載のポリマー。
19.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満である、実施形
態4〜15、4a、5a、10a〜15a、10bのいずれか1つに記載のポリマー、あ
るいは実施形態3又は3aに記載の方法によって調製可能なポリマー。
20.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満である、実施形態
16に記載のポリマー。
21.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満である、実施形
態17に記載のポリマー。
22.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満である、実施形
態18に記載のポリマー。
23.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100
℃の温度においてlog(G’)が0.4MPa以上となり、好ましくは1.0MPa以
上となる貯蔵弾性率G’を有する、実施形態4〜15、4a、5a、10a〜15a、1
0bのいずれか1つに記載のポリマー、あるいは実施形態3又は3aに記載の方法によっ
て調製可能なポリマー。
24.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100
℃の温度においてlog(G’)が0.4MPa以上となり、好ましくは1.0MPa以
上となる貯蔵弾性率G’を有する、実施形態16に記載のポリマー。
25.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100
℃の温度においてlog(G’)が0.4MPa以上となり、好ましくは1.0MPa以
上となる貯蔵弾性率G’を有する、実施形態17に記載のポリマー。
26.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100
℃の温度においてlog(G’)が0.4MPa以上となり、好ましくは1.0MPa以
上となる貯蔵弾性率G’を有する、実施形態18に記載のポリマー。
27.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100
℃の温度においてlog(G’)が0.4MPa以上となり、好ましくは1.0MPa以
上となる貯蔵弾性率G’を有する、実施形態19に記載のポリマー。
28.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100
℃の温度においてlog(G’)が0.4MPa以上となり、好ましくは1.0MPa以
上となる貯蔵弾性率G’を有する、実施形態20に記載のポリマー。
29.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100
℃の温度においてlog(G’)が0.4MPa以上となり、好ましくは1.0MPa以
上となる貯蔵弾性率G’を有する、実施形態21に記載のポリマー。
30.ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100
℃の温度においてlog(G’)が0.4MPa以上となり、好ましくは1.0MPa以
上となる貯蔵弾性率G’を有する、実施形態22に記載のポリマー。
31.実施形態4〜15、4a、5a、10a〜15a、10bのいずれか1つに記載の
ポリマーの、あるいは実施形態3又は3aに記載の方法によって調製可能なポリマーの架
橋誘導体。
32.実施形態16に記載のポリマーの架橋誘導体。
33.実施形態17に記載のポリマーの架橋誘導体。
34.実施形態18に記載のポリマーの架橋誘導体。
35.実施形態19に記載のポリマーの架橋誘導体。
36.実施形態20に記載のポリマーの架橋誘導体。
37.実施形態21に記載のポリマーの架橋誘導体。
38.実施形態22に記載のポリマーの架橋誘導体。
39.実施形態23に記載のポリマーの架橋誘導体。
40.実施形態24に記載のポリマーの架橋誘導体。
41.実施形態25に記載のポリマーの架橋誘導体。
42.実施形態26に記載のポリマーの架橋誘導体。
43.実施形態27に記載のポリマーの架橋誘導体。
44.実施形態28に記載のポリマーの架橋誘導体。
45.実施形態29に記載のポリマーの架橋誘導体。
46.実施形態30に記載のポリマーの架橋誘導体。
47.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態4〜15、4a、5a、10a〜15a、10bのいずれか1つに記載のポ
リマー、あるいは実施形態3又は3aに記載の方法によって調製可能なポリマー、あるい
はそれを含む組成物。
48.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態16に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
49.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態17に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
50.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態18に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
51.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態19に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
52.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態20に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
53.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態21に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
54.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態22に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
55.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態23に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
56.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態24に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
57.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態25に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
58.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態26に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
59.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態27に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
60.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態28に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
61.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態29に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
62.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態30に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
63.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態31に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
64.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態32に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
65.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態33に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
66.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態34に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
67.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態35に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
68.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態36に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
69.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態37に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
70.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態38に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
71.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態39に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
72.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態40に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
73.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態41に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
74.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態42に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
75.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態43に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
76.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態44に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
77.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態45に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
78.フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物
品、繊維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態
の、実施形態46に記載のポリマー又はそれを含む組成物。
79.シャトリング剤が、各ヒドロカルビル基中に1から12個の炭素を含有するトリ
ヒドロカルビルアルミニウム化合物又はジヒドロカルビル亜鉛化合物である、実施形態1
又は1aに記載の組成物。
80.シャトリング剤がトリエチルアルミニウム又はジエチル亜鉛である、実施形態7
9に記載の組成物。
81.触媒(A)が、元素周期表の4〜8族から選択される遷移金属と、1又はそれ以
上の非局在化π結合したリガンド又は多価ルイス塩基リガンドとを含む錯体を含む実施形
態1又は1aに記載の組成物。
82.触媒(A)が次式に対応する実施形態81に記載の組成物:
Figure 2019059955
(式中:
11は、水素以外に1〜30個の原子を含有するアルキル、シクロアルキル、ヘテロア
ルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、及び不活性に置換されたそれらの誘導体、あ
るいはそれらの二価の誘導体から選択され;
1は、水素以外に1〜41個、好ましくは水素以外に1〜20個の原子の原子の二価
の架橋基であり、最も好ましくはモノ−又はジ−C120ヒドロカルビルで置換されたメ
チレン基又はシラン基であり;
12は、ルイス塩基官能性を有するC520ヘテロアリール基、特にピリジン−2−イ
ル基又は置換ピリジン−2−イル基、あるいはそれらの二価の誘導体であり;
1は4族金属、好ましくはハフニウムであり;
1はアニオン、中性、又はジアニオンのリガンド基であり;
x’は、このようなX1基の数を示す0から5の数であり;
結合、場合による結合、及び電子供与性相互作用が、それぞれ線、点線、及び矢印で表
されている)。
83.触媒(B)が次式に対応する実施形態82に記載の組成物:
Figure 2019059955
(式中、
2は、元素周期表の4〜10族の金属であり;
2は、窒素、酸素、又はリンを含有する基であり;
2は、ハロ、ヒドロカルビル、又はヒドロカルビルオキシであり;
tは1又は2であり;
x”は、電荷バランスが得られるように選択される数であり;
2及びNは架橋性リガンドによって結合している)。
84.連続方法である実施形態3又は3aに記載の方法。
85.溶液方法である、実施形態84に記載の方法。
86.エチレン及び1又はそれ以上の共重合性コモノマーが重合される、実施形態85
に記載の方法。
87.反応器中のエチレン転化率が少なくとも95%である、実施形態86に記載の方
法。
88.触媒(A)が次式に対応する実施形態84に記載の方法:
Figure 2019059955
(式中:
11は、水素以外に1から30個の原子を含有するアルキル、シクロアルキル、ヘテロ
アルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、及び不活性に置換されたそれらの誘導体、
あるいはそれらの二価の誘導体から選択され;
1は、水素以外に1から41個、好ましくは水素以外に1から20個の原子の原子の
二価の架橋基であり、最も好ましくはモノ−又はジ−C120ヒドロカルビルで置換され
たメチレン基又はシラン基であり;
12は、ルイス塩基官能性を有するC520ヘテロアリール基、特にピリジン−2−イ
ル基又は置換ピリジン−2−イル基、あるいはそれらの二価の誘導体であり;
1は4族金属、好ましくはハフニウムであり;
1はアニオン、中性、又はジアニオンのリガンド基であり;
x’は、このようなX1基の数を示す0から5の数であり;
結合、場合による結合、及び電子供与性相互作用が、それぞれ線、点線、及び矢印で表
されている)。
89.触媒(B)が次式に対応する実施形態88に記載の方法:
Figure 2019059955
(式中、
2は、元素周期表の4〜10族の金属であり;
2は、窒素、酸素、又はリンを含有する基であり;
2は、ハロ、ヒドロカルビル、又はヒドロカルビルオキシであり;
tは1又は2であり;
x”は、電荷バランスが得られるように選択される数であり;
2及びNは架橋性リガンドによって結合している)。
90.重合した形態のエチレンと共重合性コモノマーとを含むマルチブロックコポリマ
ー。
91.50から100℃の間でlogG’(単位パスカル)の大きさが1桁未満の大き
さで減少することを特徴とする比較的平坦な貯蔵弾性率を有するオレフィンポリマー。
92.鎖シャトリング剤の、1又はそれ以上の触媒及び又はモノマーとの比が、1又は
それ以上の化学的性質又は物理的性質が異なるポリマーを生成するために変更される、実
施形態3又は3aに記載の方法。
93.(1)有機又は無機のポリマー、好ましくはエチレン又はプロピレンのホモポリ
マー、及び/又はエチレン又はプロピレンと共重合性コモノマーとのコポリマーと、(2
)実施形態4〜15、4a、5a、10a〜15a、10bのいずれか1つに記載のポリ
マー、あるいは実施形態3又は3aに記載の方法によって調製可能なポリマーとを含むポ
リマー混合物。
94.成分(1)が有機の熱可塑性ポリマーである、実施形態93に記載のポリマー混
合物。
95.成分(1)がプロピレンホモポリマーである、実施形態94に記載のポリマー混
合物。
96.成分(1)が高アイソタクチックポリプロピレンである、実施形態95に記載の
ポリマー混合物。
97.成分(2)がエチレンと1又はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマー
性コポリマーである、実施形態93に記載のポリマー混合物。
98.成分(2)がエチレンと1又はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマー
性コポリマーである、実施形態94に記載のポリマー混合物。
99.成分(2)がエチレンと1又はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマー
性コポリマーである、実施形態95に記載のポリマー混合物。
100.成分(2)がエチレンと1又はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマ
ー性コポリマーである、実施形態96に記載のポリマー混合物。
101.成分(2)が、成分(1)の吸蔵体を含有する粒子の形態の、エチレンと1又
はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマー性コポリマーである、実施形態93に
記載のポリマー混合物。
102.成分(2)が、成分(1)の吸蔵体を含有する粒子の形態の、エチレンと1又
はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマー性コポリマーである、実施形態94に
記載のポリマー混合物。
103.成分(2)が、成分(1)の吸蔵体を含有する粒子の形態の、エチレンと1又
はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマー性コポリマーである、実施形態95に
記載のポリマー混合物。
104.成分(2)が、成分(1)の吸蔵体を含有する粒子の形態の、エチレンと1又
はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマー性コポリマーである、実施形態96に
記載のポリマー混合物。
105.成分(2)が、成分(1)の吸蔵体を含有する粒子の形態の、エチレンと1又
はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマー性コポリマーであり、上記吸蔵体が成
分(1)及び(2)の溶融ブレンドによって形成される、実施形態93に記載のポリマー
混合物。
106.成分(2)が、成分(1)の吸蔵体を含有する粒子の形態の、エチレンと1又
はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマー性コポリマーであり、上記吸蔵体が成
分(1)及び(2)の溶融ブレンドによって形成される、実施形態94に記載のポリマー
混合物。
107.成分(2)が、成分(1)の吸蔵体を含有する粒子の形態の、エチレンと1又
はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマー性コポリマーであり、上記吸蔵体が成
分(1)及び(2)の溶融ブレンドによって形成される、実施形態95に記載のポリマー
混合物。
108.成分(2)が、成分(1)の吸蔵体を含有する粒子の形態の、エチレンと1又
はそれ以上の共重合性コモノマーとのエラストマー性コポリマーであり、上記吸蔵体が成
分(1)及び(2)の溶融ブレンドによって形成される、実施形態96に記載のポリマー
混合物。
109.(1)有機又は無機のポリマー、好ましくはエチレン又はプロピレンのホモポ
リマー、及び/又はエチレン又はプロピレンと共重合性コモノマーとのコポリマーと、(
2)成分(1)の吸蔵体を含有する粒子の形態のエラストマー性ポリマーとを含むポリマ
ー混合物の調製方法であって、成分(2)の分散粒子中に成分(1)の吸蔵体を形成する
ような剪断条件において、成分(1)及び(2)を溶融ブレンドするステップを含む、方
法。
110.成分(1)がアイソタクチックポリプロピレンである、実施形態109に記載
の方法。
111.成分(2)が、エチレンと共重合性コモノマーとのコポリマーである、実施形
態110に記載の方法。
当業者には明らかなように、本明細書において開示される本発明は具体的に開示されて
いないあらゆる成分、ステップ、及び構成要素がなくても実施することができる。
以下の実施例は、本発明をさらに説明するために提供しており、限定のために構成され
たものではない。用語「一晩」が使用される場合、これは約16〜18時間を意味し、用
語「室温」は20〜25℃の温度を意味し、用語「混合アルカン」は、商業的に入手した
、商品名エクソン・モービル・ケミカルズ・インコーポレイテッド(Exxon Mobil Chemica
ls Inc.)より商品名アイソパーE(Isopar E)(登録商標)で入手可能なC69脂肪族炭化
水素の混合物を意味する。本明細書において化合物の名称がその構造の説明と一致してい
ない場合は、構造の説明が制限されるべきである。すべての金属錯体の合成、及びすべて
のスクリーニング実験の準備は、ドライボックス技術を使用して乾燥窒素雰囲気中で実施
した。使用したすべての溶媒はHPLCグレードのものであり、使用前に乾燥させた。
MMAOは、改質メチルアルモキサンを意味し、トリイソブチルアルミニウム改質メチ
ルアルモキサンがアクゾ−ノーベル・コーポレーション(Akzo-Nobel, Corporation)より
入手可能である。
触媒(A1)は、[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−
イソプロピルフェニル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メ
タン)]ハフニウムジメチルであり、国際公開第03/40195号パンフレット、米国
特許出願公開第2003/0204017号明細書、2003年5月2日に出願された米
国特許出願第10/429,024号明細書、及び国際公開第04/24740号パンフ
レットの教示に従って調製される。
Figure 2019059955
触媒(A2)は、[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−
メチルフェニル)(1,2−フェニレン−(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフ
ニウムジメチルであり、国際公開第03/40195号パンフレット、米国特許出願公開
第2003/0204017号明細書、2003年5月2日に出願された米国特許出願第
10/429,024号明細書、及び国際公開第04/24740の教示に従って調製さ
れる。
Figure 2019059955
触媒(A3)は、ビス[N,N’’’−(2,4,6−トリ(メチルフェニル)アミド
)エチレンジアミン]ハフニウムジベンジルである。
Figure 2019059955
触媒(A4)は、ビス((2−オキソイル−3−(ジベンゾ−1H−ピロール−1−イ
ル)−5−(メチル)フェニル)−2−フェノキシメチル)シクロヘキサン−1,2−ジ
イルジルコニウム(IV)ジベンジルであり、米国特許出願公開第2004/00101
03号明細書の教示に実質的に従って調製される。
Figure 2019059955
触媒(B1)1,2−ビス−(3,5−ジ−t−ブチルフェニレン)(1−(N−(1
−メチルエチル)イミノ)メチル)(2−オキソイル)ジルコニウムジベンジル。
Figure 2019059955
触媒(B1)の調製は以下のように行う。
a)(1−メチルエチル)(2−ヒドロキシ−3,5−ジ(t−ブチル)フェニル)メチ
ルイミンの調製
3,5−ジ−t−ブチルサリチルアルデヒド(3.00g)を10mLのイソプロピル
アミンに加える。この溶液は急速に鮮黄色に変わる。周囲温度で3時間撹拌した後、減圧
下で揮発分を除去すると、鮮黄色結晶質固体(収率97%)が得られる。
b)1,2−ビス−(3,5−ジ−t−ブチルフェニレン)(1−(N−(1−メチルエ
チル)イミノ)メチル)(2−オキソイル)ジルコニウムジベンジルの調製
(1−メチルエチル)(2−ヒドロキシ−3,5−ジ(t−ブチル)フェニル)イミン
(605mg、2.2mmol)の5mLトルエン中の溶液をZr(CH2Ph)4(50
0mg、1.1mmol)の50mLトルエン中の溶液にゆっくりと加える。結果として
得られる暗黄色溶液を30分間撹拌する。減圧下で溶媒を除去すると、所望の生成物が赤
褐色固体として得られる。
触媒(B2)は1,2−ビス−(3,5−ジ−t−ブチルフェニレン)(1−(N−(
2−メチルシクロヘキシル)−イミノ)メチル)(2−オキソイル)ジルコニウムジベン
ジルである。
Figure 2019059955
触媒(B2)の調製は以下のように行う。
a)(1−(2−メチルシクロヘキシル)エチル)2−オキソイル−3,5−ジ(t−ブ
チル)フェニル)イミンの調製
2−メチルシクロヘキシルアミン(8.44mL、64.0mmol)をメタノール(
90mL)中に溶解させ、ジ−t−ブチルサリクアルデヒド(10.00g、42.67
mmol)を加える。この反応混合物を3時間撹拌した後、−25℃で12時間冷却する
。得られた黄色固体沈殿物を濾過によって回収し、冷メタノール(2×15mL)で洗浄
し、続いて減圧乾燥する。11.17gの黄色固体が得られる。1H NMRは、異性体
の混合物としての所望の生成物と一致する。
b)ビス−(1−(2−メチルシクロヘキシル)エチル)(2−オキソイル−3,5−ジ
(t−ブチル)フェニル)イミノ)ジルコニウムジベンジルの調製
(1−(2−メチルシクロヘキシル)エチル)(2−オキソイル−3,5−ジ(t−ブ
チル)フェニル)イミン(7.63g、23.2mmol)の200mLトルエン中の溶
液を、Zr(CH2Ph)4(5.28g、11.6mmol)の600mLトルエン中の
溶液にゆっくりと加える。これにより得られる暗黄色溶液を25℃で1時間撹拌する。こ
の溶液を680mLトルエンでさらに希釈して、0.00783Mの濃度を有する溶液を
得る。
触媒(C1)は、米国特許第6,268,444号明細書の技術に実質的に従って調製
される(t−ブチルアミド)ジメチル(3−N−ピロリル−1,2,3,3a,7a−η
−インデン−1−イル)シランチタンジメチルである:
Figure 2019059955
触媒(C2)は、米国特許出願公開第2003/004286号明細書の教示に実質的
に従って調製される(t−ブチルアミド)ジ(4−メチルフェニル)(2−メチル−1,
2,3,3a,7a−η−インデン−1−イル)シランチタンジメチルである:
Figure 2019059955
触媒(C3)は、米国特許出願公開第2003/004286号明細書の教示に実質的
に従って調製される(t−ブチルアミド)ジ(4−メチルフェニル)(2−メチル−1,
2,3,3a,8a−η−s−インダセン−1−イル)シランチタンジメチルである:
Figure 2019059955
触媒(D1)は、シグマ−アルドリッチ(Sigma-Aldrich)より入手可能なビス(ジメチ
ルジシロキサン)(インデン−1−イル)ジルコニウムジクロライドである:
Figure 2019059955
共触媒1 長鎖トリアルキルアミン(アーミン(Armeen)(商標)M2HT、アクゾ−ノ
ーベル・インコーポレイテッド(Akzo-Nobel, Inc.)より入手可能)、HCl、及びLi[
B(C654]の反応によって調製され、米国特許第5,919,9883号明細書の
実施例2に実質的に開示されている、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートの
メチルジ(C1418アルキル)アンモニウム塩の混合物(以下、アンモニウムボレート)
共触媒2 米国特許第6,395,671号明細書の実施例16に従って調製される、
ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)−アルマン)−2−ウンデシルイミダゾリドの
1418アルキルジメチルアンモニウム塩混合物。
シャトリング剤 使用したシャトリング剤としては、ジエチル亜鉛(DEZ、SA1)
、ジ(i−ブチル)亜鉛(SA2)、ジ(n−ヘキシル)亜鉛(SA3)、トリエチルア
ルミニウム(TEA、SA4)、トリオクチルアルミニウム(SA5)、トリエチルガリ
ウム(SA6)、i−ブチルアルミニウムビス(ジメチル(t−ブチル)シロキサン)(
SA7)、i−ブチルアルミニウムビス(ジ(トリメチルシリル)アミド)(SA8)、
n−オクチルアルミニウムジ(ピリジン−2−メトキシド)(SA9)、ビス(n−オク
タデシル)i−ブチルアルミニウム(SA10)、i−ブチルアルミニウムビス(ジ(n
−ペンチル)アミド)(SA11)、n−オクチルアルミニウムビス(2,6−ジ−t−
ブチルフェノキシド)(SA12)、n−オクチルアルミニウムジ(エチル(1−ナフチ
ル)アミド)(SA13)、エチルアルミニウムビス(t−ブチルジメチルシロキシド)
(SA14)、エチルアルミニウムジ(ビス(トリメチルシリル)アミド)(SA15)
、エチルアルミニウムビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザシクロヘプタンアミド
)(SA16)、n−オクチルアルミニウムビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザ
シクロヘプタンアミド)(SA17)、n−オクチルアルミニウムビス(ジメチル(t−
ブチル)シロキシド(SA18)、エチル亜鉛(2,6−ジフェニルフェノキシド)(S
A19)、及びエチル亜鉛(t−ブトキシド)(SA20)が挙げられる。
実施例1〜4、比較例A〜C
一般的な高処理量パラレル重合条件
シミックス・テクノロジーズ・インコーポレイテッド(Symyx technologies,Inc.)より
入手可能であり、米国特許第6,248,540号明細書、第6,030,917号明細
書、第6,362,309号明細書、第6,306,658号明細書、及び第6,316
,663号明細書に実質的に従って操作される高処理量パラレル重合反応器(PPR)を使用
して重合を行う。使用される全触媒を基準にして1.2当量の共触媒1(MMAOが存在
する場合は1.1当量)を使用して130℃、及び必要に応じてエチレンにより200p
si(1.4MPa)で、エチレン共重合を行う。一連の重合は、あらかじめ秤量された
ガラス管が取り付けられた6×8の配列の48個の個別の反応器セルで構成されるパラレ
ル加圧反応器(PPR)中で実施する。各反応器セルの実用容積は6000μLである。各セ
ルは、個々の撹拌パドルによる撹拌によって温度及び圧力が制御される。モノマーガス及
びクエンチガスは、PPRユニット中まで直接配管され、自動弁によって制御される。液
体試薬は、シリンジによって各反応器セルに自動的に加えられ、リザーバーの溶媒は混合
アルカンである。添加順序は、混合アルカン溶媒(4ml)、エチレン、1−オクテンコ
モノマー(1ml)、共触媒1又は共触媒1/MMAO混合物、シャトリング剤、ならび
に触媒又は触媒混合物の順序である。共触媒1及びMMAOの混合物、又は2種類の触媒
の混合物が使用される場合、これらの試薬は反応器に加える直前に小さなバイアル中で予
備混合される。特定の実験において特定の試薬が省略される場合、その他のものは上記添
加順序が維持される。所定のエチレン消費に到達するまで約1〜2分間重合を実施する。
COでクエンチした後、反応器を冷却し、ガラス管を取り外す。これらの管を遠心分離/
真空乾燥ユニットに移し、60℃で12時間乾燥させる。乾燥したポリマーが入ったこれ
らの管を秤量し、この重量と風袋重量の差から、ポリマーの正味の収量が求められる。結
果を表1に示す。本出願において、表1およびその他において、比較例の化合物はアステ
リスク(*)で表している。
実施例1〜4は、本発明による線状ブロックコポリマーの合成では、DEZが存在する
場合には、非常に狭いMWDで実質的にモノモーダルのコポリマーが形成され、DEZの
ない場合には、バイモーダルで幅広の分子量分布の生成物(別々に生成されたポリマーの
混合物)が形成されることを示している。この理由は、触媒(A1)が、触媒(B1)よ
りもオクテンの混入が多いことが知られており、結果として得られる本発明のコポリマー
の異なるブロック又はセグメントが、分岐又は密度によって区別可能となるためである。
Figure 2019059955
1炭素1000個当たりのC6以上の鎖の含有率
2バイモーダル分子量分布
本発明により生成したポリマーは、シャトリング剤を使用せずに調製したポリマーより
も、比較的狭い多分散性(Mw/Mn)を有し、大きいブロック−コポリマー含有率(3
量体、4量体、又はそれ以上)を有することが分かる。
表1のポリマーのデータのさらなる特徴は、図面を参照して求められる。より具体的に
、DSC及びATREFFの結果を以下に示す:
実施例1のポリマーに関する図3のDSC曲線は、115.7℃の融点(Tm)および
158.1J/gの融解熱を示している。対応するクリスタッフ曲線は、34.5℃にお
いて52.9%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmとTcry
stafとの間の差は81.2℃である。
実施例2のポリマーに関する図4のDSC曲線は、109.7℃の融点(Tm)及び2
14.0J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、4
6.2℃において57.0%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのT
mとTcrystafとの間の差は63.5℃である。
実施例3のポリマーに関する図5のDSC曲線は、120.7℃の融点(Tm)及び1
60.1J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、6
6.1℃において71.8%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのT
mとTcrystafとの間の差は54.6℃である。
実施例4のポリマーに関する図6のDSC曲線は、104.5℃の融点(Tm)及び1
70.7J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、3
0℃において18.2%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間の差は74.5℃である。
図22のDSC曲線(比較例A)は、90.0℃の融点(Tm)及び86.7J/gの
融解熱を示している。対応するクリスタッフ曲線は、48.5℃において29.4%のピ
ーク面積を有する最高ピークを示している。これら両方の値は、低密度樹脂と整合性があ
る。DSCのTmとTcrystafとの間の差は41.8℃である。
図23のDSC曲線(比較例B)は129.8℃の融点(Tm)及び237.0J/g
の融解熱を示している。対応するクリスタッフ曲線は、82.4℃において83.7%の
ピーク面積を有する最高ピークを示している。これら両方の値は、高密度樹脂と整合性が
ある。DSCのTmとTcrystafとの間の差は47.4℃である。
図24のDSC曲線(比較例C)は、125.3℃の融点(Tm)及び143.0J/
gの融解熱を示している。対応するクリスタッフ曲線は、81.8℃において34.7%
のピーク面積を有する最高ピークと、より低い52.4℃における結晶ピークとを示して
いる。2つのピークの間の間隔は、高結晶質及び低結晶質のポリマーが存在することと整
合性がある。DSCのTmとTcrystafとの間の差は43.5℃である。
実施例5〜19、比較例D〜F、連続溶液重合、触媒A1/B2+DEZ
内部撹拌機が取り付けられコンピューター制御されたオートクレーブ反応器中で連続溶
液重合を実施する。精製した混合アルカン溶媒(エクソン・モービル・インコーポレイテ
ッド(ExxonMobil, Inc.)より入手可能なアイソパー(Isopar)(商標)E)、2.70ポン
ド/時(1.22kg/時)のエチレン、1−オクテン、及び水素(使用する場合)を、
温度制御用ジャケット及び内部熱電対を取り付けた3.8L反応器に供給する。反応器へ
の溶媒の供給は、マスフロー制御装置によって測定する。可変速ダイアフラムポンプによ
って、反応器への溶媒の流速及び圧力が制御される。ポンプの吐出時に、触媒及び共触媒
1の注入ライン、並びに反応器撹拌機にフラッシュフローを供給するために副流がとられ
る。これらの流れは、マイクロ−モーション(Micro-Motion)マスフローメーターによって
測定され、制御弁によって、又はニードル弁を手で調節することによって制御される。残
りの溶媒は、1−オクテン、エチレン、及び水素(使用される場合)と混合されて、反応
器に供給される。マスフロー制御装置は、必要に応じて水素を反応器に送達するために使
用される。溶媒/モノマー溶液の温度は、反応器に入る前に熱交換器を使用することによ
って制御される。上記の流れは、反応器の底部に入る。触媒成分溶液は、ポンプ及びマス
フローメーターを使用して計量されて、触媒フラッシュ溶媒と混合され、反応器の底部に
導入される。この反応器は、500psig(3.45MPa)において満液で激しく撹
拌しながら運転される。生成物は反応器上部の出口ラインから取り出される。反応器から
のすべての出口ラインは蒸気トレースが行われ、断熱される。出口ラインへ少量の水とと
もに安定剤又は他の添加剤を加えることによって重合を停止させ、混合物をスタティック
ミキサーに通す。次に、生成物流を、熱交換器に通すことによって加熱して揮発分を除去
する。脱揮押出機及び水冷ペレタイザーを使用して押し出すことによってポリマー生成物
を回収する。プロセスの詳細及び結果を表2に示す。選択されたポリマーの性質を表3に
示す。
Figure 2019059955
Figure 2019059955
結果として得られたポリマーについて、前述の実施例と同様にDSC及びATREFF
によって試験を行った。結果は以下の通りである:
図7のDSC曲線(実施例5のポリマー)は、119.6℃の融点(Tm)及び60.
0J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、47.6
℃において59.5%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmとT
crystafとの間のデルタは72.0℃である。
図8のDSC曲線(実施例6のポリマー)は、115.2℃の融点(Tm)及び60.
4J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、44.2
℃において62.7%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmとT
crystafとの間のデルタは71.0℃である。
図9のDSC曲線(実施例7のポリマー)は、121.3℃の融点及び69.1J/g
の融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、49.2℃におい
て29.4%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmとTcrys
tafとの間のデルタは72.1℃である。
図10のDSC曲線(実施例8のポリマー)は、123.5℃の融点(Tm)及び67
.9J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、80.
1℃において12.7%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間のデルタは43.4℃である。
図11のDSC曲線(実施例9のポリマー)は、124.6℃の融点(Tm)及び73
.5J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、80.
8℃において16.0%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間のデルタは43.8℃である。
図12のDSC曲線(実施例10のポリマー)は、115.6℃の融点(Tm)及び6
0.7J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、40
.9℃において52.4%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTm
とTcrystafとの間のデルタは74.7℃である。
図13のDSC曲線(実施例11のポリマー)は、113.6℃の融点(Tm)及び7
0.4J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、39
.6℃において25.2%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTm
とTcrystafとの間のデルタは74.1℃である。
図14のDSC曲線(実施例12のポリマー)は、113.2℃の融点(Tm)及び4
8.9J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、30
℃以上にはピークが見られない(従って、さらなる計算の目的でTcrystafを30
℃に設定する)。DSCのTmとTcrystafとの間のデルタは83.2℃である。
図15のDSC曲線(実施例13のポリマー)は、114.4℃融点(Tm)及び49
.4J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、33.
8℃において7.7%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmとT
crystafとの間のデルタは84.4℃である。
図16のDSC曲線(実施例14のポリマー)は、120.8℃の融点(Tm)及び1
27.9J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、7
2.9℃において92.2%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのT
mとTcrystafとの間のデルタは47.9℃である。
図17のDSC曲線(実施例15のポリマー)は、114.3℃の融点(Tm)及び3
6.2J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、32
.3℃において9.8%のピーク面積の最高ピークを示している。DSCのTmとTcr
ystafとの間のデルタは82.0℃である。
図18のDSC曲線(実施例16のポリマー)は、116.6℃の融点(Tm)及び4
4.9J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、48
.0℃において65.0%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTm
とTcrystafとの間のデルタは68.6℃である。
図19のDSC曲線(実施例17のポリマー)は、116.0℃の融点(Tm)及び4
7.0J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、43
.1℃において56.8%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTm
とTcrystafとの間のデルタは72.9℃である。
図20のDSC曲線(実施例18のポリマー)は、120.5℃の融点(Tm)及び1
41.8J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、7
0.0℃において94.0%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのT
mとTcrystafとの間のデルタは50.5℃である。
図21のDSC曲線(実施例19のポリマー)は、124.8℃の融点(Tm)及び1
74.8J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、7
9.9℃において87.9%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのT
mとTcrystafとの間のデルタは45.0℃である。
図25のDSC曲線(比較例D)は、37.3℃の融点(Tm)及び31.6J/gの
融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、30℃以上にはピー
クが見られない。これら両方の値は、低密度樹脂と整合性がある。DSCのTmとTcr
ystafとの間のデルタは7.3℃である。
図26のDSC曲線(比較例E)は、124.0℃の融点(Tm)及び179.3J/
gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、79.3℃にお
いて94.6%のピーク面積を有する最高ピークを示している。これら両方の値は、高密
度樹脂と整合性がある。DSCのTmとTcrystafとの間のデルタは44.6℃で
ある。
図27のDSC曲線(比較例F)は、124.8℃の融点(Tm)及び90.4J/g
の融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、77.6℃におい
て19.5%のピーク面積を有する最高ピークを示している。2つのピークの間の間隔は
、高結晶質及び低結晶質の両方のポリマーが存在することと整合性がある。DSCのTm
とTcrystafとの間のデルタは47.2℃である。
物理的性質の試験
ポリマーサンプルについて、TMA温度試験、ペレットブロッキング強度、高温回復、
高温圧縮永久ひずみ、及び貯蔵弾性率比G’(25℃)/G’(100℃)によって示さ
れるような高温抵抗特性などの物理的性質を評価した。数種類の市販のポリマーも試験に
含まれている:比較例G*は実質的に線状のエチレン/1−オクテンコポリマー(アフィ
ニティ(AFFINITY)(商標)KC8852G、ダウ・ケミカル・カンパニー(Dow Chemical
Company)より入手可能)であり、比較例H*はエラストマー性で実質的に線状のエチレン
/1−オクテンコポリマー(アフィニティ(商標)EG8100、ダウ・ケミカル・カン
パニーより入手可能)であり、比較例Iは実質的に線状のエチレン/1−オクテンコポリ
マー(アフィニティPL1840、ダウ・ケミカル・カンパニーより入手可能)であり、
比較例Jは水素化スチレン/ブタジエン/スチレントリブロックコポリマー(クレイトン
(Kraton)(商標)G1652、クレイトン・ポリマーズ(KRATON Polymers)より入手可能
)であり、比較例Kは熱可塑性バラニゼート(vulanizate)(TPV、分散し
た架橋エラストマーを含有するポリオレフィンブレンド)である。結果を表4に示す。
Figure 2019059955
表4において、比較例F(触媒A1及びB1を使用した同時重合で得られた2種類のポ
リマーの物理的なブレンドである)は、1mm貫入温度が約70℃であり、実施例5〜9
では1mm貫入温度が100℃以上である。さらに、実施例10〜19はすべて1mm貫
入温度が85℃を超えており、大部分の1mmTMA温度は90℃を超え、さらには10
0℃を超えている。これは、本発明の新規ポリマーが、物理的なブレンドよりも高温にお
いて寸法安定性に優れていることを示している。比較例J(市販のSEBS)は1mmT
MA温度が約107℃と良好であるが、(高温70℃)圧縮永久ひずみが約100%と非
常に劣っており、高温(80℃)300%ひずみ回復中の回復も不合格(サンプルが破壊
)となっている。従って、実施例のポリマーは、一部の市販の高性能熱可塑性エラストマ
ーでさえ実現できない独特の複数の性質を兼ね備えている。
同様に、表4においては、本発明のポリマーが6以下の低い(良好な)貯蔵弾性率比、
G’(25℃)/G’(100℃)を示しており、一方物理的なブレンド(比較例F)は
貯蔵弾性率比が9であり、同様の密度のランダムエチレン/オクテンコポリマー(比較例
G)は貯蔵弾性率比が1桁大きい(89)。ポリマーの貯蔵弾性率比はできるだけ1に近
づくことが望ましい。そのようなポリマーは、温度による影響を比較的受けず、そのよう
なポリマーから製造された二次加工品は、広い温度範囲にわたって有効に使用することが
できる。このような低い貯蔵弾性率比及び非温度依存性の特徴は、エラストマー用途、例
えば感圧接着剤配合物において特に有用である。
表4のデータは、本発明のポリマーが改善されたペレットブロッキング強度を有するこ
とも示している。特に、実施例5はペレットブロッキング強度が0MPaであり、これは
試験条件下で易流動性であることを意味し、激しいブロッキングを示す比較例F及びGと
は対照的である。大きなブロッキング強度を有するポリマーをばら積輸送すると、保管又
は輸送によって製品の互いの凝集又は固着を引き起こす場合があり、取り扱い特性が低下
するので、ブロッキング強度は重要である。
本発明のポリマーの高温(70℃)圧縮永久ひずみは一般に良好であり、これは一般に
約80%未満、好ましくは約70%未満、特に約60%未満であることを意味する。対照
的に比較例F、G、H、及びJのすべては、70℃圧縮永久ひずみが100%を有する(
可能な最大値であり、全く回復しないことを意味する)。ガスケット、窓枠、Oリングな
どの用途においては、良好な高温圧縮永久ひずみ(低い数値)が特に必要とされる。
Figure 2019059955
151cm/分で試験した
238℃で12時間測定した
表5は、本発明の新規ポリマーおよび種々の比較例ポリマーの周囲温度における機械的
性質の結果を示している。本発明のポリマーは、ISO 4649に準拠して試験した場
合に非常に良好な耐摩耗性を示し、一般に体積減少が約90mm3未満となり、好ましく
は約80mm3未満となり、特に約50mm3未満となることが分かる。この試験において
、数値が大きいほど体積減少が多く、従って耐摩耗性が低いことを示している。
本発明のポリマーの引張切り欠き引裂強度によって測定される引裂強度は、表5に示さ
れるように一般に1000mJ以上である。本発明のポリマーの引裂強度は、最高300
0mJ、又はさらには最高5000mJとなりうる。比較例ポリマーは一般に引裂強度が
750mJ以下となる。
表5は、本発明のポリマーが、一部の比較例サンプルよりも、150%ひずみにおける
収縮応力が優れていることも示している(高い収縮応力値によって示されている)。比較
例F、G、及びHは150%ひずみにおいて400kPa以下の収縮応力値を有するが、
本発明のポリマーは150%ひずみにおいて500kPa(実施例11)から最高約11
00kPa(実施例17)までの収縮応力値を有する。150%を超える収縮応力値を有
するポリマーは、弾性用途、例えば弾性の繊維及び布、特に不織布において非常に有用で
ある。他の用途としては、おむつ、衛生、及び医療用の衣類のウエストバンド用途、例え
ばタブ及び弾性バンドが挙げられる。
表5は、例えば比較例Gと比較すると本発明のポリマーは応力緩和(50%ひずみにお
ける)も改善されている(小さい)ことも示している。より小さい応力緩和は、体温にお
いて長期間弾性が維持されることが望ましいおむつ及び他の衣類などの用途においてポリ
マーがその力を良好に維持することを意味する。
光学的試験
Figure 2019059955
表6に示される光学的性質は、実質的に配向されていない圧縮成形フィルムに基づいて
いる。重合中に使用される鎖シャトリング剤の量のばらつきによって生じる微結晶の大き
さのばらつきのために、ポリマーの光学的性質は広範囲で変動しうる。
マルチブロックコポリマーの抽出
実施例5、7、及び比較例Eのポリマーの抽出実験を行う。この実験においては、ポリ
マーサンプルをガラスフリット付き抽出シンブル中で秤量し、クマガワ(Kumagawa)型抽出
器中に取り付ける。サンプルの入った抽出器に窒素をパージし、500mL丸底フラスコ
に350mLのジエチルエーテルを投入する。次にこのフラスコを抽出器に取り付ける。
このエーテルを撹拌しながら加熱する。シンブル内でエーテルが凝縮し始める時間を記録
し、窒素下で24時間抽出を進行させる。このときに、加熱を停止し、溶液を冷却する。
抽出器内に残留するあらゆるエーテルをフラスコに戻す。フラスコ内のエーテルを周囲温
度において減圧下で蒸発させ、残留固形分に窒素をパージして乾燥させる。ヘキサンで連
続的に洗浄して、あらゆる残留物を秤量瓶に移す。ヘキサン洗浄液を集めたものをさらに
窒素パージにより蒸発させ、残留物を40℃において一晩減圧乾燥させる。抽出器内に残
留するエーテルは、窒素をパージして乾燥させる。
次に、350mLのヘキサンが入った第2の清浄な丸底フラスコを抽出器に接続する。
このヘキサンを撹拌しながら加熱還流し、シンブル内でヘキサンが最初に凝縮してから2
4時間還流を維持する。次に、加熱を停止し、溶液を冷却する。抽出器内に残留するあら
ゆるヘキサンをフラスコに戻す。このヘキサンを周囲温度において減圧下で除去し、ヘキ
サンで連続的に洗浄して、あらゆる残留物を秤量瓶に移す。フラスコ内のヘキサンは窒素
パージによって蒸発させ、残留物は40℃において一晩減圧乾燥する。
抽出後にシンブル内に残留するポリマーサンプルを、シンブルから秤量瓶に移し、40
℃において一晩減圧乾燥する。結果を表7に示す。
Figure 2019059955
1 13C NMRにより測定
物品の製造及び試験
繊維
24個の25×1mmスピナレットが取り付けらた紡糸ライン(フォーン(Fourne))中
、紡糸ヘッド温度260℃、溶融温度302℃、及びワインダー速度70m/分において
、実施例11、実施例17、及び比較例Gのポリマーサンプルから、円形断面を有する2
4本の繊維のマルチフィラメント束を紡糸する。他の紡糸条件は表8に示す。結果として
得られる束のデニール数は約95〜100デニール(g/9000m)である。
Figure 2019059955
電子ビーム線量32KGy/パスで操作される電子ビーム架橋装置に6回通すことによ
って繊維を架橋させると、全線量は192KGyとなる。各パスの間で、繊維を−10℃
まで冷却する。
弾性裸糸のBISFA試験方法、第6章:オプションCクランプおよびオプションア試
験速度を使用した引張特性(BISFA Test Methods for Bare Elastic Yarns, Chapter 6: T
ensile Properties using Option C clamps and Option A test speed)に従って、得られ
た未架橋及び架橋後の繊維の引張挙動を測定する。5回の試験の平均のテナシティ及び破
断時伸びを報告する。弾性裸糸のBISFA試験方法、第7章:繊維に300%ひずみの
繰り返し荷重を与えた場合の粘弾性特性手順A(BISFA Test Methods for Bare Elastic Y
arns, Chapter 7: Viscoelastic Properties Procedure A where the fiber is cyclical
ly loaded to 300 percent strain)を使用して、架橋した繊維の回復挙動も測定する。%
永久ひずみは、この試験方法に指定されるように6番目のサイクルの開始時において計算
される。実施例17のポリマーから作製した繊維に関する300%ひずみサイクル挙動の
結果を図30に示している。
21℃及び40℃の交互に変わる温度において10%ひずみからの架橋繊維の応力緩和
を測定する。この実験において、外周324mmの繊維束の13のループを、ゲージ長さ
が162mmとなるように2つのフックでインストロン試験機に取り付ける。このサンプ
ルを、21℃において100%伸び/分の速度で10%ひずみまで延伸し、10分間維持
する。この続きの熱処理は:水浴中40℃において10分間、空気中21℃において10
分間、水浴中40℃において10分間、及び空気中21℃において10分間である。水浴
と空冷チャンバーとの間でサンプルを移動させるための時間は6秒である。全体の過程中
で、荷重を監視する。35分における荷重と45分における荷重の%荷重変化は次式で計
算される:
Figure 2019059955
(%load change=%荷重変化)
式中、L(t=35min)及びL(t=45min)は、35分及び45分における
荷重であり、最後の40℃水浴及び21℃空気曝露の中間点にそれぞれ対応している。結
果を図31に示す。繊維特性は表9にもまとめている。
Figure 2019059955
実施例11及び比較例Gの両方から作製した繊維は、架橋によって、テナシティは増加
し、伸びがある程度減少している。どちらの例も、約135%の同等の永久ひずみを示し
ている。図31において、実施例11は、応力緩和が比較例Gよりも少なく、温度にも影
響されにくいことが示されている。40℃(35分)及び21℃(35分)における%荷
重変化を表9に示している。実施例11のポリマーから作製した繊維は4%のみの荷重変
化であったが、比較例Gの繊維は25%の変化を示している。応力緩和における低温感受
性は、繊維ボビンの保管寿命を長期間に維持するために重要である。応力緩和において高
温感受性であると、温度の変動により繊維が緩和及び収縮を繰り返すため、環境制御され
ていない保管施設中で保管する場合にボビンに欠陥が生じる場合がある。このため、繊維
巻き出し挙動が不十分となったり、後の繊維の加工において繊維が破壊されたりする問題
が発生しうる。
フォーム
ポリマー(実施例5、及び市販のエチレン/ビニルアセテートコポリマー(エルバック
ス(Elvax)(商標)460、18%のアセテートを含有しメルトインデックスが2であり
、デュポン・インコーポレイテッド(DuPont Inc.)より入手可能、比較例L))のサンプ
ルを、アジド発泡剤(AZ130、ユニロイヤル・インコーポレイテッド(Uniroyal, Inc
.)より入手可能なアゾジカルボンアミド発泡剤)、酸化亜鉛、ステアリン酸、及び過酸化
物架橋剤(ジ−tert−ブチルペルオキシイソプロピルベンゼンペルオキシド、シリカ
担体上で40%の活性、パーカドックス(Perkadox)(商標)1440過酸化物、アゾ・ノ
ーベル・インコーポレイテッド(Azo Nobel, Inc.)より入手可能)と溶融配合し、プラー
クに圧縮成形して、発泡させる。
配合条件:ロールミルで130℃において10分間
成形及び発泡の条件:ロールミルから得たシートをオーブン中で90℃に15分加熱し
た後、180℃に予備加熱した型に供給し、加圧し(機械的な固定)、この温度で10分
間硬化させる。離型した後、サンプルを発泡させる。処方の詳細(重量部)を表10に示
す。
Figure 2019059955
この結果得られるフォームストランドの性質の試験を以下の方法で行う:
フォーム密度はASTM 792に準拠して測定し、耐摩耗性はISO 4649に準拠
して測定し、収縮は、SATRA PM70に準拠して、サンプルを70℃で40分間維
持した後室温で測定し、圧縮永久ひずみは、ISO 815に準拠して、サンプルを50
℃の温度で6時間維持してから1.5時間後及び24時間後に室温で測定し、ショアA硬
度はISO 868に準拠して測定し、割り裂きはSATRA TM65規格に準拠して
測定し、引張強度及び伸びはDIN 53504に準拠して測定する。結果を表11に報
告する。
Figure 2019059955
表11の結果は、実施例7から作製した架橋フォームの熱的及び機械的性質が、比較例
Lから作製した同様のフォームよりも優れていることを示している。特に、実施例7から
作製したフォームは、比較例フォームよりも、収縮が少なく、圧縮永久ひずみが小さく、
割り裂き及び伸びが大きい。これらの性質のため、本発明のポリマーは、多くの高性能フ
ォーム用途、例えば靴底、床材、及び建設材料における使用に好適となる。
電子ビームを使用して架橋させたフィルム
窒素雰囲気下で電子ビーム放射線架橋ユニット(ステリジェニックス(Sterigenics)、
サンディエゴ(San Diego))を使用して0.4mmの厚さの圧縮成形したフィルムを架橋
させる。1パス当たり3.2Mradの電子ビームに続けて7回続けて通すことで22.
4Mradの全電子ビーム線量を照射する。すべての実施例は、ASTM D−2765
に準拠した測定で75から90%の間のゲル含有率を示した。放射線照射したフィルムの
機械的性質の架橋による影響は実質的に見られない。本発明及び比較例は類似の最終的特
性を示すが、本発明の実施例は、比較例サンプルよりも、%回復、収縮応力、及び応力緩
和が大きいことが示された。結果を表12に示す。
Figure 2019059955
ポリプロピレンの衝撃改質
ライストリッツ(Leistritz)18mmツインスクリュー押出機(L/D=30)、K−
トロン(K-TRON)K2VT20ツインスクリューオーガーフィーダー、2つの冷水循環浴ク
エンチタンク、及びバーリン(Berlyn)PEL−2 4ブレードストランドチョッパーとと
もに提供されるハーケ(Haake)配合機を使用して、20重量%のエチレン/オクテ
ンエラストマーを含有する一連の衝撃改質アイソタクチックポリプロピレンブレンドを調
製する。すべてのブレンド中で使用したポリプロピレンは、ダウ・ケミカル・カンパニー
(Dow Chemical Co.)より入手可能であり、ASTM D1238(2
30℃、2.16kg)に準拠して測定されるMFRが2dg/分であるPP−314−
02Z hPPである。
水循環装置を押出機供給口のジャケットに取り付け、20℃に設定して、ポリマーが供
給口で溶融したり架橋したりするのを防止する。押出機温度ゾーンは、それぞれ120℃
、165℃、190℃、230℃、及び230℃である。押出機ダイは230℃に設定す
る。押出前に、窒素ラインが供給されるふたをフィードホッパー上部に取り付ける。フィ
ーダー排出口から押出機供給口コーンまでの移行領域は、厚いアルミニウム箔でシールす
る。押出機は予備加熱し、較正し、数分間、空で運転し、酸素を排出するためシステム全
体に窒素を流す。押出前に、プラスチック袋中で成分を合わせて手で混合することによっ
て、溶融ブレンドする3kgのサンプルを調製する。
ポリマーサンプルから射出成形試験バーを作製し、23℃ノッチ付きアイゾッド(Izod)
衝撃をASTM D−256に準拠して試験し、曲げ弾性率をASTM D−790に準
拠して試験する。射出成形条件は次の通りである。溶融温度243℃、3400psi(
23MPa)の圧力における充填時間6.7秒、3400psi(23MPa)の圧力に
おける保持時間12秒、及び全サイクル時間28秒でサンプルを射出成形する。成分の詳
細及び結果を表13に示す。
Figure 2019059955
*比較例であり、本発明の実施例ではない
1アフィニティ(商標)EG8100:0.87g/cm3、1g/10分(I2)、ダウ
・ケミカル・コーポレーションより入手可能
2エンゲージ(ENGAGE)(商標)VP8770:0.885g/cm3、1g/10分(I2
)、ダウ・ケミカル・コーポレーションより入手可能
表13の結果は、本発明のマルチブロックコポリマーが、アイソタクチックポリプロピ
レンとブレンドした場合に非常に有効な衝撃改質剤となることを示している。驚くべきこ
とに、使用した鎖シャトリング剤/全触媒の比が大きく、ポリマー1分子当たりのブロッ
ク数が多い(高「ブロック」ポリマー)実施例5のポリマーを使用して作製したサンプル
aは、低「ブロック」ポリマーである実施例のポリマーを配合したサンプルbよりも弾性
率及び衝撃強度が低いことを示している。この結果から、鎖シャトリング剤の量によって
制御される、本発明のマルチブロックコポリマー中のブロックの程度が、ポリマーブレン
ドの剛性/靱性のバランスに大きな影響を与えうることを示している。
ポリマーブレンドの性質の差のさらなる根拠は、射出成形プラークb、a、及びdを四
酸化オスミウム染色してミクロトームで切断したサンプルのそれぞれの原子間力顕微鏡写
真である図51〜53の比較から明らかである。これらの顕微鏡写真では、暗い領域がエ
チレン/オクテンコポリマーエラストマーであり、明るい領域がプロピレンホモポリマー
マトリックスである。これらの顕微鏡写真から、低CSA対触媒モル比で製造されたマル
チブロックコポリマー(低「ブロック」コポリマー)は、驚くべきことにブレンド中にコ
ア−シェル形態を形成していることが分かる(図51)。高CSA比マルチブロックコポ
リマー(図52)では、従来のエチレン/オクテン衝撃改質剤を使用して得られる結果(
図53)と外観が類似した見かけ上は中実のエラストマー領域が示されている。
図51に示される独特の形態(吸蔵ゴム構造)を有することの利点としては、優れた剛
性/靱性バランス、高い衝撃効率(所定の靱性をえるためのゴムの量が少ない)、及び高
いブラシ抵抗性(応力白化傾向が低い)が挙げられる。さらに、エラストマーの屈折率は
、存在する吸蔵体量を制御することによって容易に変化する。エラストマーの屈折率をマ
トリックスポリマーに一致させやすくなり、得られるブレンドは、光学的透明度、剛性、
靱性、及びブラシ抵抗性の優れたバランスが得られる。さらに、そのようなブレンド(す
なわち、低ブロックマルチブロックコポリマーを含むブレンド)は、高い熱変形温度、改
善された形態安定性(複数の加工ステップ後のポリマーの性質の維持)を示す。従来、こ
のような性質は、追加成分を含むブレンド、例えば、エラストマー、高密度ポリエチレン
、及びアイソタクチックポリプロピレンの3成分ブレンドにおいてのみ得られていた。
インフレーションフィルムサンプルの作製
実験室用インフレーションフィルムラインを使用して、マルチブロックコポリマー(実
施例14)および従来のエチレン/オクテンコポリマー(比較例I)のサンプルを、1層
のフィルムに成形する。ポリマーサンプルを押出機中で溶融させ、リングダイに通し、空
気で膨張させ、冷却し、二軸延伸フィルムに細断する。フィルム形成条件を表14に示す

Figure 2019059955
得られたフィルムのサンプルについて、ASTM D1922に準拠した前後方向(C
D)及び機械方向(MD)における規格化フィルム引裂抵抗;ASTM D3354−9
6に準拠したブロッキング特性;並びにASTM D 1894−01に準拠した摩擦係
数(COF)を試験する。結果を表15に示す。
Figure 2019059955
1アフィニティ(商標)PL 1840、ダウ・ケミカル・カンパニーより入手可能
実施例15のポリマーから作製したフィルムは、比較例Iのポリマーから作製したフィ
ルムよりも高いCD及びMD引裂値を示している。さらに、比較例のフィルムよりもバラ
ンスのとれた引裂(小さなCD/MD比)を示している。実施例14から作製したフィル
ムのブロッキング力及びCOFの両方は、比較例Iのものよりも小さい。このフィルム特
性の組み合わせは、本発明によるマルチブロックコポリマーから作製したフィルムが、従
来のエチレン/オクテンコポリマーから作製したフィルムよりも引裂抵抗が大きくブロッ
キング抵抗性が高いことを示している。
油展ポリマーブレンドの調製
容積69mlの予備加熱したハーケ・レオミックス(Haake Rheomix)(商標)600ミ
キサー中190℃で配合したブレンドを調製する。ローターを50rpmの駆動速度で回
転させながら、ポリマーを加えて溶融させる。ミキサーのトルクを監視することによって
、溶融を確認する。ポリマーが溶融してから、パラフィン系オイル(リノイル(RENOIL)(
商標)625、レンカート・オイル・インコーポレイテッド(Renkert Oil, Inc.)より入
手可能)をシリンジで溶融ポリマーに加える。オイル添加完了後、溶融物上までラムシー
ルを下げ、15分間混合を続ける。オイル及びポリマーの全質量は55gである。次にロ
ーターを停止させ、ボウルを開き、得られたブレンドを取り出し、プレス中で平坦化して
冷却する。
ブレンドしたポリマー及びブレンドしていないポリマーを、以下の条件において、積層
プレス上で5インチ×5インチ×0.125インチ(125×125×3mm)のプラー
クに圧縮成形する:
1)圧力なしで190℃において3分間、
2)190℃において30,000ポンド(133kN)のラム圧力で2分間、続いて
3)25℃において30,000ポンド(13kN)のラム圧力で3分間。
得られたプラークについて、携帯型デュロメーターを使用したショアA硬度、及び耐熱
性(TMA)を測定する。硬度の結果は、プラーク表面上の無作為の位置で1及び5秒間
で測定した5回の測定の平均を報告する。結果を表16に示す。
Figure 2019059955
1エラストマー性で実質的に線状のエチレン/1−オクテンコポリマー、アフィニティ(
商標)EG8100、ダウ・ケミカル・カンパニーより入手可能
表16の結果から、本発明のポリマーは比較例のポリマーと同等のショアA硬度を有す
るが、約40℃高いTMA温度を示していることが分かる。驚くべきことに、30重量%
油展ポリマーは、40%の油展の比較例ポリマーと同等のショアA硬度を有するが、30
℃高いTMA温度を有する。この結果は、実施例17のポリマーは、比較例Hのポリマー
よりも、油受容性が高く、熱的及び機械的性質、例えばTMA温度によって測定される耐
熱性、及び引張強度が優れていることを示している。この低硬度及び高TMA温度の組み
合わせは、多くの軟質エラストマー用途、例えば柔らかな感触の成形物品、及び感圧接着
剤用途において有用である。
実施例20 触媒A/シャトリング剤の対の選択方法
種々の触媒/シャトリング剤のモル比及びモノマー転化率を使用して、一連のエチレン
/1−オクテン共重合を実施する。すべての重合で使用した共触媒は共触媒2である。得
られたポリマーについて、GPCを使用して分子量(Mw及びMn)を測定する。多分散
性指数(PDI=Mw/Mn)を各ポリマーについて計算する。結果を表17にまとめ、
図32にプロットしている。図32において、線はデータに統計的にフィットさせたもの
であり、R2値は0.961である。
i)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.70
mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する。オク
テン(100uL)、続いて共触媒(トルエン中4.2mM、0.100mL、420n
mol)とジエチル亜鉛(10umol)との混合物をシリンジで加える。触媒(A)(
トルエン中3.5mM、0.100mL、350nmol)をシリンジで加えた。15秒
後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性成分を減圧
下で除去する。ポリマー収量=0.0938g。Mw=14,560;Mn=8,267
;PDI=1.76。
ii)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.7
0mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する。オ
クテン(100uL)、続いて共触媒(トルエン中4.2mM、0.100mL、420
nmol)とジエチル亜鉛(10umol)との混合物をシリンジで加える。触媒(A)
(トルエン中3.5mM、0.100mL、350nmol)をシリンジで加えた。30
秒後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性成分を減
圧下で除去する。ポリマー収量=0.1173g。Mw=16,677;Mn=9,77
4;PDI=1.71。
iii)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.
70mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する。
オクテン(100uL)、続いて共触媒(トルエン中4.2mM、0.100mL、42
0nmol)とジエチル亜鉛(10umol)との混合物をシリンジで加える。触媒(A
)(トルエン中3.5mM、0.100mL、350nmol)をシリンジで加えた。5
1秒後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性成分を
減圧下で除去する。ポリマー収量=0.1360g。Mw=20,557;Mn=12,
773;PDI=1.61。
iv)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.7
0mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する。オ
クテン(100uL)、続いて共触媒(トルエン中4.2mM、0.100mL、420
nmol)とジエチル亜鉛(10umol)との混合物をシリンジで加える。触媒(A)
(トルエン中3.5mM、0.100mL、350nmol)の混合物をシリンジで加え
た。98秒後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性
成分を減圧下で除去する。ポリマー収量=0.1748g。Mw=26,379;Mn=
13,161;PDI=2.00。
v)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.70
mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する。オク
テン(100uL)、続いて共触媒(トルエン中4.2mM、0.100mL、420n
mol)とジエチル亜鉛(10umol)との混合物をシリンジで加える。触媒(A)(
トルエン中3.5mM、0.100mL、350nmol)をシリンジで加えた。291
秒後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性成分を減
圧下で除去する。ポリマー収量=0.2191g。Mw=33,777;Mn=18,2
01;PDI=1.86。
vi)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.7
0mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する。オ
クテン(100uL)、続いて共触媒(トルエン中4.2mM、0.100mL、420
nmol)とジエチル亜鉛(10umol)との混合物をシリンジで加える。触媒(A)
(トルエン中3.5mM、0.100mL、350nmol)をシリンジで加えた。12
01秒後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性成分
を減圧下で除去する。ポリマー収量=0.2681g。Mw=46,539;Mn=24
,426;PDI=1.91。
Figure 2019059955
これらの結果は、得られるポリマーのMnがポリマー収量とともに直線的に増加し、す
べての重合においてPDIが2以下であることから、触媒(A)とジエチル亜鉛鎖シャト
リング剤との間の鎖シャトリング挙動(前後方向の両方のポリメリル交換)が重合中に起
こっていることを示している。
実施例21 触媒B2/シャトリング剤の対の選択方法
種々の触媒/シャトリング剤モル比及びモノマー転化率を共触媒2とともに使用して、
一連のエチレン/1−オクテン共重合を実施する。得られたポリマーについて、GPCを
使用して分子量(Mw及びMn)を測定する。多分散性指数(PDI=Mw/Mn)を各
ポリマーについて計算する。結果を表18にまとめ、図33にプロットしている。図33
において、線はデータに統計的にフィットさせたものであり、R2値は0.995である
i)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.33
4mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する。オ
クテン(200μL)、続いて共触媒(トルエン中1.8mM、0.233mL、419
nmol)とジエチル亜鉛(10μmol)との混合物をシリンジで加える。触媒(B2
)(トルエン中1.5mM、0.233mL、350nmol)をシリンジで加えた。1
8秒後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性成分を
減圧下で除去する。ポリマー収量=0.0542g。Mw=7,626;Mn=5,28
1;PDI=1.44。
ii)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.3
34mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する。
オクテン(200μL)、続いて共触媒(トルエン中1.8mM、0.233mL、41
9nmol)とジエチル亜鉛(10μmol)との混合物をシリンジで加える。触媒(B
2)(トルエン中1.5mM、0.233mL、350nmol)をシリンジで加えた。
39秒後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性成分
を減圧下で除去する。ポリマー収量=0.0769g。Mw=10.501;Mn=7,
523;PDI=1.40。
iii)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.
334mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する
。オクテン(200μL)、続いて共触媒(トルエン中1.8mM、0.233mL、4
19nmol)とジエチル亜鉛(10μmol))との混合物をシリンジで加える。触媒
(B2)(トルエン中1.5mM、0.233mL、350nmol)をシリンジで加え
た。59秒後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性
成分を減圧下で除去する。ポリマー収量=0.1071g。Mw=15,840;Mn=
10,971;PDI=1.44。
iv)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.3
34mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する。
オクテン(200μL)、続いて共触媒(トルエン中1.8mM、0.233mL、41
9nmol)とジエチル亜鉛(10μmol)との混合物をシリンジで加える。触媒(B
2)(トルエン中1.5mM、0.233mL、350nmol)をシリンジで加えた。
103秒後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性成
分を減圧下で除去する。ポリマー収量=0.1365g。Mw=21,664;Mn=1
2,577;PDI=1.72。
v)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.33
4mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する。オ
クテン(200μL)、続いて共触媒(トルエン中1.8mM、0.233mL、419
nmol)とジエチル亜鉛(10μmol)との混合物をシリンジで加える。触媒(B2
)(トルエン中1.5mM、0233mL、350nmol)をシリンジで加えた。17
3秒後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性成分を
減圧下で除去する。ポリマー収量=0.1829g。Mw=25,221;Mn=16,
245;PDI=1.55。
vi)ガラスバイアルインサートが入れられた6mL反応容器に混合アルカン(2.3
34mL)を投入し、続いてエチレンで110psi(0.77MPa)まで加圧する。
オクテン(200μL)、続いて共触媒(トルエン中1.8mM、0.233mL、41
9nmol)とジエチル亜鉛(10μmol)との混合物をシリンジで加える。触媒(B
2)(トルエン中1.5mM、0.233mL、350nmol)をシリンジで加えた。
282秒後、COを加えて反応をクエンチする。ガラスインサートを取り外し、揮発性成
分を減圧下で除去する。ポリマー収量=0.2566g。Mw=35,012;Mn=2
3,376;PDI=1.50。
Figure 2019059955
これらの結果は、得られるポリマーのMnがポリマー収量とともに直線的に増加し、す
べての重合においてPDIが2未満、通常は1.5未満であることから、触媒(B2)と
ジエチル亜鉛鎖シャトリング剤との間の鎖シャトリング挙動(前後方向の両方のポリメリ
ル交換)が重合中に起こっていることを示している。
実施例22 触媒/シャトリング剤の対の組み合わせスクリーニング
種々の触媒、共触媒1、及び可能性のあるシャトリング剤を使用して、実施例1〜4の
反応条件を実質的に繰り返す。500を超える反応を実施する。得られたエチレン/1−
オクテンコポリマーについて、Mn及びPDI、並びにポリマー生成速度を試験し、シャ
トリング剤の代わりにMMAOを使用する対照試料から得られた速度と比較する。次に、
分子量(Mn)の最も大きな減少、PDIの最も大きな減少、及び重合速度の最小の低下
(又は実際には増加)の組み合わせに基づいて、最良の組成物を選択する。最良の結果(
Mnの減少により分類)を示す選択された組み合わせを表19に示す。
Figure 2019059955
表19を参照すると、触媒及びシャトリング剤の好適な組み合わせを選択することがで
きる。異なる実施形態における、好ましい触媒/シャトリング剤の組み合わせは、所望の
目的に基づいて、例えばMnの最も大きな減少、又はMnのより小さな低下を伴う生成速
度の改善に基づいて選択できることを強調しておきたい。さらに、上記結果は、1種類の
触媒/シャトリング剤の組み合わせに基づいているが、実際には存在するのであれば1又
はそれ以上の追加の触媒の存在の影響、又は連続重合条件の使用を、複数の触媒並びに1
又はそれ以上のシャトリング剤の組み合わせの選択において考慮する必要がある。
実施例23 官能化マルチブロックコポリマーの形成
1L反応器に、600mLの乾燥し脱酸素したヘキサン及び40mmolのジエチル亜
鉛を投入し、窒素下で100℃まで加熱する。次に反応器をエチレンで10psi(70
kPa)まで加圧する。10μmの触媒(A1)、10μmolの触媒(B1)、及び5
0μmolのMMAOの混合物を反応器中に注入し、必要に応じてエチレンを供給して1
0psi(70kPa)で40分間維持する。次に、反応器に通気し、周囲温度まで冷却
し、窒素を20分間パージする。窒素を激しくパージしながら、反応器の底部に空気流を
1時間供給し、得られたスラリーをさらに1時間撹拌する。この反応生成物スラリーを次
に反応器から取り出し、水を加えて撹拌して、乾燥させると25.5gのポリマーが得ら
れる。GPC分析から、Mw=1271、Mn=1018、Mw/Mn=1.25が得ら
れる。1H NMR分析より、可能性のある亜鉛末端の鎖末端からヒドロキシル末端の鎖
末端まで27%の転化率であることが分かる。
実施例24〜28 エチレン/1−ブテン共重合
すべての実施例で使用したコモノマーが1−ブテンであり、実施例25ではDEZ及び
MAOの混合物(モル比99:1)を鎖シャトリング剤(CSA)として使用することを
除けば、実施例5〜19に関して前述した手順に従って連続溶液重合を行う。プロセスの
詳細及び結果を表19に示す。鎖シャトリング剤の混合物で、効率の約40%の改善が得
られ、実質的に類似の生成物(密度=0.88、I2=2)が調製されることが分かる。
選択されたポリマーの性質を表21〜24に示している。ポリマーの熱的性質は以下の通
りである:
実施例24のポリマーに関する図36のDSC曲線は、114.9℃の融点及び44.
1J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、42.6
℃において48.4%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmとT
crystafとの間の差は72.3℃である。
実施例25のポリマーに関する図37のDSC曲線は、114.5℃の融点及び41.
5/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、41.0℃
において24.2%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmとTc
rystafとの間の差は73.5℃である。
実施例26のポリマーに関する図38のDSC曲線は、116.7℃の融点及び45.
7J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、40.2
℃において6.1%ののピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmとT
crystafとの間の差は76.5℃である。
実施例27のポリマーに関する図39のDSC曲線は、118.4℃の融点及び47.
1J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、40.2
℃において6.1%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmとTc
rystafとの間の差は79.8℃である。
実施例28のポリマーに関する図40のDSC曲線は、121.3℃の融点及び143
.4J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、74.
4℃において96.6%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間の差は46.9℃である。
Figure 2019059955
Figure 2019059955
Figure 2019059955
Figure 2019059955
Figure 2019059955
実施例29〜33、比較例M〜P
実施例1〜4の反応条件を実質的に繰り返してエチレンと種々の脂肪族コモノマー(1
−ヘキセン、1−オクテン、1−デカン、1,5−ヘキサジエン、及び4−メチル−1−
ペンテン)とのコポリマーを調製する。使用した鎖シャトリング剤はトリオクチルアルミ
ニウム(SA5)である。比較例M−PではCSAの代わりにMAOを使用している。プ
ロセスの詳細を表25に示している。ポリマーの性質は表26に示している。
Figure 2019059955
結果として得られるポリマーの熱的性質は以下の通りである:
実施例29のポリマーに関する図41のDSC曲線は、121.6℃の融点及び138
.7J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、61.
0℃において17.8%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間の差は60.6℃である。
実施例30のポリマーに関する図42のDSC曲線は、123.3℃の融点及び146
.3J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、50.
6℃において25.4%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間の差は72.7℃である。
実施例31のポリマーに関する図43のDSC曲線は、120.7℃の融点及び160
.3J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、52.
3℃において95.1%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間の差は68.4℃である。
実施例32のポリマーに関する図44のDSC曲線は、122.9℃の融点及び183
.2J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、64.
1℃において95.2%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間の差は58.7℃である。
実施例33のポリマーに関する図45のDSC曲線は、120.8℃の融点及び177
.9J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、64.
1℃において95.7%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間の差は56.7℃である。
比較例M*のポリマーに関する図46のDSC曲線は、121.9℃の融点及び112
.3J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、78.
9℃において36.1%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間の差は43.0℃である。
比較例N*のポリマーに関する図47のDSC曲線は、121.7℃の融点及び85.
5J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、30.0
℃において69.7%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmとT
crystafとの間の差は91.7℃である。しかし、この比較例のMw/Mnは15
であり、本発明の実施例よりもはるかに大きいことに注目すべきである。
比較例O*のポリマーに関する図48のDSC曲線は、122.6℃の融点及び134
.9J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、81.
1℃において40.4%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間の差は41.5℃である。
比較例P*のポリマーに関する図49のDSC曲線は、121.9℃の融点及び148
.2J/gの融解熱を有するピークを示している。対応するクリスタッフ曲線は、82.
8℃において33.3%のピーク面積を有する最高ピークを示している。DSCのTmと
Tcrystafとの間の差は39.1℃である。
図50は、実施例24、25、29〜33、比較例ポリマーM〜P、及び市販のエチレ
ン/オクテンコポリマーに関する、DSC溶融エンタルピーの関数としてのピークDSC
Tmとピーククリスタッフ温度との差プロットである。
Figure 2019059955
実施例34〜36、比較例Q〜S
実施例1〜4の反応条件を実質的に繰り返して、エチレンと種々の芳香族及び脂環式コ
モノマー(スチレン、シクロペンテン、及びビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン(
ノルボルネン))とのコポリマーを調製する。使用した鎖シャトリング剤はジエチル亜鉛
(SA1)である。比較例Q〜SではCSAの代わりにMMAOを使用している。重合の
詳細を表27に示す。ポリマーの性質を表28に示す。
Figure 2019059955
Figure 2019059955
2つの触媒部位が関与するポリマー鎖のシャトリングの過程の概略図である。 実施例1〜19、比較例ポリマーA〜F、及び従来のエチレン/オクテンコポリマーに関する、DSC溶融エンタルピーの関数としてのΔDSC−クリスタッフのプロットを示している。 実施例1のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例2のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例3のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例4のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例5のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例6のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例7のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例8のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例9のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例10のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例11のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例12のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例13のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例14のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例15のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例16のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例17のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例18のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例19のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 比較例ポリマーAに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 比較例ポリマーBに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 比較例ポリマーCに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 比較例ポリマーDに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 比較例ポリマーEに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 比較例ポリマーFに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 種々の比較例ポリマー、及び本発明による種々の量の鎖シャトリング剤を使用して調製したポリマーの結晶構造を示す低分解能顕微鏡写真である。 比較例のエチレン/1−オクテンコポリマー、及び本発明により調製した3種類のマルチブロックコポリマーの形態を示す高分解能顕微鏡写真である。 実施例17のポリマーから作製したサンプルの300%ひずみ周期的挙動を示している。 実施例11及び比較例Gのポリマーから作製した架橋繊維の21℃及び40℃における応力緩和を示している。 実施例27で実施した重合における収量の関数としてのポリマー数平均分子量(Mn)のプロットである。 実施例28で実施した重合における収量の関数としてのポリマー数平均分子量(Mn)のプロットである。 本発明によるマルチブロックエチレン/1−オクテンコポリマー(直線)、及び典型的な従来のエチレン/1−オクテンコポリマー(曲線)のピーク溶融温度対密度のグラフである。 比較例のエチレン/1−オクテンコポリマー及びプロピレン/エチレンコポリマー、並びに異なる量の鎖シャトリング剤を使用して調製した本発明の2種類のエチレン/1−オクテンマルチブロックコポリマーの温度の関数としての貯蔵弾性率のグラフである。 実施例24のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例25のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例26のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例27のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例28のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例29のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例30のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例31のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例32のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例33のポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 比較例Mのポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 比較例Nのポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 比較例Oのポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 比較例Pのポリマーに関するDSC加熱曲線及び対応するクリスタッフレポートであり、ピーク温度の帰属、及びそれぞれのピーク温度に対応する面積の重量分率の積算を含んでいる。 実施例24、25、29〜33のポリマー、比較例ポリマーM〜P、及び従来のエチレン/オクテンコポリマーに関する、DSC溶融エンタルピーの関数としてのΔDSC−クリスタッフのプロットを示している。 表13のサンプルaに対応する、衝撃改質アイソタクチックポリプロピレンの射出成形プラークをミクロトームで細断したサンプルの原子間力顕微鏡画像である。 表13のサンプルbに対応する、衝撃改質アイソタクチックポリプロピレンの射出成形プラークをミクロトームで細断したサンプルの原子間力顕微鏡画像である。 表13のサンプルdに対応する、衝撃改質アイソタクチックポリプロピレンの射出成形プラークをミクロトームで細断したサンプルの原子間力顕微鏡画像である。 実施例5のポリマー並びに比較例ポリマーE及びFのポリマーに関する、TREF分別を行ったエチレン/1−オクテンコポリマー分画のオクテン含有率の、その分画のTREF溶出温度に対するプロットである。 実施例5及び比較例Fのポリマーに関するTREF分別を行ったエチレン/1−オクテンコポリマー分画のオクテン含有率の、その分画のTREF溶出温度に対するプロットである。

Claims (27)

  1. (A)第1のオレフィン重合触媒と、
    (B)同等の重合条件下で触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的性質又は
    物理的性質が異なるポリマーを調製可能な第2のオレフィン重合触媒と、
    (C)鎖シャトリング剤と、
    を組み合わせて得られる混合物又は反応生成物を含む組成物。
  2. 触媒(B)が、触媒(A)のコモノマー混入指数未満のコモノマー混入指数を有する、
    請求項1に記載の組成物。
  3. 前記シャトリング剤が、1から12個の炭素を有する少なくとも1つのヒドロカルビル
    置換基を含有するアルミニウム化合物、亜鉛化合物、又はガリウム化合物である、請求項
    1に記載の組成物。
  4. 前記シャトリング剤が、トリエチルアルミニウム又はジエチル亜鉛である、請求項3に
    記載の触媒組成物。
  5. 触媒(A)が、元素周期表の4〜8族から選択される遷移金属と、1又はそれ以上の非
    局在化π結合したリガンド又は多価ルイス塩基リガンドとを含む錯体を含む、請求項1に
    記載の組成物。
  6. 触媒(A)が次式:
    Figure 2019059955
    (式中:
    11は、水素以外に1から30個の原子を含有するアルキル、シクロアルキル、ヘテロ
    アルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、及び不活性に置換されたそれらの誘導体、
    あるいはそれらの二価の誘導体から選択され;
    1は、水素以外に1から41個の原子の二価の架橋基であり;
    12は、ルイス塩基官能性を有するC520ヘテロアリール基であり;
    1は4族金属であり;
    1はアニオン、中性、又はジアニオンのリガンド基であり;
    x’は、このようなX1基の数を示す0から5の数であり;
    結合、場合による結合、及び電子供与性相互作用が、それぞれ線、点線、及び矢印で表
    されている)
    に対応する、請求項5に記載の組成物。
  7. 触媒(B)が次式:
    Figure 2019059955
    (式中、
    2は、元素周期表の4〜10族の金属であり;
    2は、窒素、酸素、又はリンを含有する基であり;
    2は、ハロ、ヒドロカルビル、又はヒドロカルビルオキシであり;
    tは1又は2であり;
    x”は、電荷バランスが得られるように選択される数であり;
    2及びNは架橋性リガンドによって結合している)
    に対応する、請求項8に記載の組成物。
  8. 1又はそれ以上の付加重合性モノマーを、付加重合条件下で、請求項1に記載の組成物
    と接触させるステップを含む、マルチブロックコポリマーの調製方法。
  9. 重合した形態のエチレンと1又はそれ以上の共重合性コモノマーとを含み、前記コポリ
    マーがコモノマー含有率、結晶性、密度、融点、又はガラス転移温度の異なる2つ以上の
    セグメント又はブロックを含有する、マルチブロックコポリマー。
  10. 少なくとも1つの融点Tm(単位、摂氏温度)、及び密度d*(単位、グラム/立方セン
    チメートル)を有するオレフィンインターポリマーであって、変数の数値が下記の関係に
    対応し:
    m>−2002.9+4538.5(d*)−2422.2(d*2
    前記インターポリマーのMw/Mnが1.7から3.5である、オレフィンインターポリマ
    ー。
  11. Mw/Mnが1.7から3.5であるオレフィンインターポリマーであって、
    式:
    *>−0.1299(ΔH)+62.81
    で定義される量y*よりも大きなデルタ量(最高DSCピークから最高クリスタッフピー
    クを引いた値)を有し、
    融解熱が最高130J/gであり、
    前記クリスタッフピークは、累積ポリマーの少なくとも5%を使用して決定され、5%未
    満のポリマーが特定可能なクリスタッフピークを有する場合は、そのクリスタッフ温度は
    30℃であり、ΔHは、融解熱の数値(単位、J/g)である、オレフィンインターポリ
    マー。
  12. クロスヘッド分離速度11cm/分において、引張強度が10MPaを超え、破断時伸
    びが少なくとも600%である、オレフィンインターポリマー。
  13. デルタ量(最高DSCピーク(ベースラインから測定)から最高クリスタッフピークを
    引いた値)が48℃を超え、融解熱が130J/g以上であり、前記クリスタッフピーク
    は、累積ポリマーの少なくとも5%を使用して決定され、5%未満のポリマーが特定可能
    なクリスタッフピークを有する場合は、前記クリスタッフ温度は30℃である、オレフィ
    ンインターポリマー。
  14. 貯蔵弾性率比G’(25℃)/G’(100℃)1〜50であり、70℃圧縮永久ひず
    みが80%未満である、オレフィンインターポリマー。
  15. 融解熱が85J/g未満であり、ペレットブロッキング強度が100ポンド/平方フィ
    ート(4800Pa)以下である、オレフィンインターポリマー。
  16. 重合した形態の少なくとも50モル%のエチレンを含み、70℃圧縮永久ひずみが80
    %未満である、未架橋のエラストマー性オレフィンインターポリマー。
  17. DSCによって測定される1つの結晶融点(Tm)を有する、請求項9から16のいず
    れか一項に記載のポリマー、又は請求項8に記載の方法によって調製可能なポリマー。
  18. 少なくとも90℃の温度において1mmの熱機械分析貫入深さを有し、曲げ弾性率が3
    kpsi(20MPa)から13kpsi(90MPa)である、請求項9から16のい
    ずれか一項に記載のポリマー、又は請求項8に記載の方法によって調製可能なポリマー。
  19. 少なくとも90℃の温度において1mmの熱機械分析貫入深さを有し、曲げ弾性率が3
    kpsi(20MPa)から13kpsi(90MPa)である、請求項18に記載のポ
    リマー。
  20. ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満である、請求項9から
    16のいずれか一項に記載のポリマー、又は請求項8に記載の方法によって調製可能なポ
    リマー。
  21. ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満である、請求項18に
    記載のポリマー。
  22. ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100℃の温
    度においてlog(G’)が0.4MPa以上となる貯蔵弾性率G’を有する、請求項9
    から16のいずれか一項に記載のポリマー、又は請求項8に記載の方法によって調製可能
    なポリマー。
  23. ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100℃の温
    度においてlog(G’)が0.4MPa以上となる貯蔵弾性率G’を有する、請求項1
    8に記載のポリマー。
  24. ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100℃の温
    度においてlog(G’)が0.4MPa以上となる貯蔵弾性率G’を有する、請求項2
    0に記載のポリマー。
  25. ISO 4649に準拠した耐摩耗性体積減少が90mm3未満であり、100℃の温
    度においてlog(G’)が0.4MPa以上となる貯蔵弾性率G’を有する、請求項2
    1に記載のポリマー。
  26. 請求項9から16のいずれか一項に記載のポリマーの、又は請求項8に記載の方法によ
    って調製可能なポリマーの架橋誘導体。
  27. フィルム、多層フィルムの少なくとも1層、積層物品の少なくとも1層、発泡物品、繊
    維、不織布、射出成形物品、吹き込み成形物品、回転成形物品、又は接着剤の形態の、請
    求項9から16のいずれか一項に記載のポリマー、又は請求項8に記載の方法によって調
    製可能なポリマー、又は該ポリマーを含有する組成物。
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