JP2020176177A - エチレン−イソオレフィン系共重合体 - Google Patents

エチレン−イソオレフィン系共重合体 Download PDF

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Abstract

【課題】 耐熱性、耐放射線性、耐酸化性等に優れた新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体を提供する。【解決手段】 少なくとも(1)JIS K 7210(1999)を準拠し測定したメルトマスフロレートが0.01〜50g/10min、(2)JIS K 6922−1(1997)を準拠し測定した密度が890〜940kg/m3、(3)遷移金属含有量が0.01〜100ppm、を満足するエチレン−イソオレフィン系共重合体。【選択図】 なし

Description

本発明は、耐熱性、耐放射線性、耐酸化性等に優れる新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体に関するものである。
オレフィンの重合によりポリオレフィンを製造する方法として、遷移金属化合物および有機金属化合物の組み合わせからなる触媒系を用いることはすでに知られており、メタロセンとメチルアルミノキサンを用いたメタロセン触媒が、オレフィン系重合体を製造する際に、高い活性を示すことを開示している(例えば、特許文献1参照)。
メタロセン触媒は、メタロセン化合物の構造を変えることで、その重合性能が大きく変化させることが可能であり、得られるポリマーの性質をコントロールすることが可能であるため、様々なメタロセン化合物が合成され、オレフィン重合用触媒の構成成分として用いる検討が行われている(例えば、非特許文献1参照)。たとえば、シクロペンタジエニル基とインデニル基をイソプロピレン架橋で結合したジルコニウム錯体を用いた短鎖分岐ポリエチレンの製造方法に関する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。また、シクロペンタジエニル基の特定部位に置換基を有する錯体をオレフィン重合触媒に用いた技術が開示されている(例えば、特許文献3〜5参照)。さらに、特定の部位に置換基を有するインデニル基を用いた錯体をオレフィン重合触媒に用いた技術が開示されている(例えば、特許文献6参照)。
メタロセン触媒の助触媒成分についても検討が行われており、メチルアルミノキサンに代わる助触媒として、有機カチオンでイオン交換した粘土化合物が開示され、スラリー重合プロセスでの高い重合活性と良好なモルフォロジーを有するポリマーの製造が行われている(例えば、特許文献7〜9参照)。
これら重合触媒により提供されるポリオレフィンは、エチレンの単独重合体であれば、容器等に成形加工した際、不透明となる。また、柔軟性に劣るため、成形加工性に劣るという課題を有するものであった。
エチレン単独重合体の透明性や成形加工性を改良するものとして、エチレンと1−ブテンや1−ヘキセン等のα−オレフィンとの共重合体が、透明性や成形加工性を付与するものとして提案されている。これらエチレン−α−オレフィン共重合体は、その構造上、主鎖中に3級炭素を有する。該3級炭素部位は、熱、放射線、紫外線等による影響を受けやすく、該3級炭素部位の劣化によりエチレン−α−オレフィン共重合体は、耐熱性、耐放射線性等に劣るという課題があり、その対策として耐熱性安定剤、耐紫外線安定剤、酸化防止剤等を配合することが一般的なものであった。
そこで、3級炭素を有しないポリオレフィン系共重合体としてエチレン/1,1−2置換α−オレフィン共重合体の製造方法(例えば、特許文献10参照)、ポリイソブチレン−ポリオレフィン共重合体(例えば、特許文献11参照)等が提案されている。
特開昭58−19309号公報 特開平05−43619号公報 特許第3192186号公報 特許第33205384号公報 特許第3537234号公報 特許第3717542号公報 特開平7−224106号公報 特開平10−324708号公報 特開平11−335408号公報 特開2004−263050号公報 特開2004−175953号公報
Chem.Rev.,100,1205(2000).
しかし、特許文献1〜9、非特許文献1等に提案される各種重合触媒においては、エチレン、プロピレン等の汎用とされるオレフィン類の重合検討はなされているが、イソオレフィン類に代表される特殊オレフィン類についての具体的な検討はなされていない。
また、特許文献10に提案された製造方法においては、その触媒の重合活性は極めて低く、多量の触媒残渣を含む比較的低分子量のものであり、その性能についても課題を有するものであった。また、特許文献11に提案されたポリイソブチレン−ポリオレフィン共重合体は、カチオン重合法によるブロック共重合体であり、その製造方法、ポリマー構造は全く異なるものであり、その性能としてはエチレン系共重合体とは異なるものであった。
そこで、本発明は、耐熱性、耐放射線性、耐酸化性等に優れる新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を達成するため鋭意検討の結果、特定の特性を満足することにより耐熱性、耐放射線性、耐酸化性等に優れる新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体を見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、少なくとも下記(1)〜(3)の特性を満足することを特徴とするエチレン−イソオレフィン系共重合体に関するものである。
(1)JIS K 7210(1999)を準拠し測定したメルトマスフロレート(以下、MFRと記す場合もある。)が0.01〜50g/10min。
(2)JIS K 6922−1(1997)を準拠し測定した密度が890〜940kg/m
(3)遷移金属含有量が0.01〜100ppm。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明のエチレン−イソオレフィン系共重合体は、少なくとも(1)JIS K 7210(1999)を準拠し測定したMFRが0.01〜50g/10min、(2)JIS K 6922−1(1997)を準拠し測定した密度が890〜940kg/m、(3)遷移金属含有量が0.01〜100ppm、とのいずれの特性をも満足するものである。
本発明の新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体は、(1)MFRが0.01〜50g/10minのものであり、特に成形加工性に優れるものとなることから0.5〜25g/10minのものであることが好ましい。ここで、MFRが0.01g/min未満のものである場合、溶融流動性に劣り成形加工性に劣るものとなる。一方、MFRが50g/10minを越えるものである場合、分子量が低く力学的特性等に課題を有する場合がある。
本発明の新規なエチレン−イソオレフィン共重合体は、(2)密度が890〜940kg/mのものであり、特に耐熱性、耐放射線性、耐酸化性等と柔軟性のバランスに優れるものとなることから915〜930kg/mのものであることが好ましい。ここで、密度が890kg/m未満のものである場合、成形加工性に劣るものとなる。一方、密度が940kg/mを越えるものである場合、柔軟性に劣るものとなる。
本発明の新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体は、(3)遷移金属含有量が0.01〜100ppmのものであり、特に柔軟性、透明性と耐候性、色調のバランスに優れるものとなることから0.1〜35ppmのものが好ましい。ここで、遷移金属含有量が0.01ppm未満である場合、柔軟性に劣るものとなる。一方、100ppmを越える場合、耐候性、耐熱性、色調に劣るものとなる。なお、遷移金属としては、一般的に触媒残渣として知られている遷移金属を挙げることが出来、例えばチタン、ジルコニウム、ハフニウム等を例示でき、特に耐候性、色調等への影響が軽微であるジルコニウム、ハフニウムであることが好ましい。
さらには、本発明の新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体は、特に耐熱性、耐放射線性、耐酸化性等と成形加工性のバランスに優れるものとなることから(4)赤外分光測定により測定した炭素数1000個当たりの末端メチル基数が、20〜300個のものであることが好ましく、特に20〜100個のものが好ましい。
本発明の新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体としては、上記特性を満足するエチレン−イソオレフィン系共重合体の範疇に属するものであれば、如何なるものであってもよく、例えばエチレン−イソブテン共重合体、エチレン−2−メチル−1−ペンテン共重合体等が挙げられる。また、さらに他の単量体成分を共重合したものであってもよい。
本発明の新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体は、例えばエチレンとイソブテン,2−メチル−1−ペンテン等のイソオレフィン、さらには、本発明を逸脱しない範囲で他の単量体を共重合することにより製造することが出来る。その際の具体的な製造方法としては、例えば遷移金属化合物を用いたエチレン−イソオレフィン系共重合体製造用の触媒を用い、エチレンとイソオレフィンとの共重合を行う方法を挙げることができ、その際のイソオレフィンとしては、例えばイソブテンや2−メチル−1−ペンテン等を挙げることができる。また、重合方法としては、例えば溶液重合法、塊状重合法、気相重合法、スラリー重合法等の方法を挙げることができる。
その際の遷移金属化合物を用いたエチレン−イソオレフィン系共重合体を製造するための触媒としては、例えば遷移金属化合物(A)、活性化助触媒(B)および有機アルミニウム化合物(C)からなるメタロセン系触媒をその例示として挙げることができる。
その際の遷移金属化合物(A)の具体的な例として、ジフェニルメチレン(インデニル)(フルオレニル)チタニウムジクロライド、フェニル(メチル)メチレン(インデニル)(フルオレニル)チタニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(インデニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(インデニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロライド、フェニル(メチル)メチレン(インデニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロライド、フェニル(メチル)メチレン(インデニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロライド等を挙げることができる。
活性化助触媒(B)としては、有機化合物にて変性した粘土である有機変性粘土(B−1)、メチルアルミノキサン(B−2)、(メチル−イソブチル)アルミノキサン(B−3)等を挙げることが出来る。
有機変性粘土を構成する有機化合物の具体例としては、N,N−ジメチル−ベヘニルアミン塩酸塩、N−メチル−N−エチル−ベヘニルアミン塩酸塩、N−メチル−N−n−プロピル−ベヘニルアミン塩酸塩、N,N−ジオレイル−メチルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−オクタデカンアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−ヘキサデカンアミン塩酸塩等の化合物および上記化合物の塩酸塩をフッ化水素酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩または硫酸塩に置き換えた化合物;P,P−ジメチル−ベヘニルホスフィン塩酸塩、P,P−ジエチル−ベヘニルホスフィン塩酸塩、P,P−ジプロピル−ベヘニルホスフィン塩酸塩等の化合物および上記化合物の塩酸塩をフッ化水素酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩または硫酸塩に置き換えた化合物を例示することができ、粘土化合物は、モンモリロナイト、スメクタイト、ヘクトライト等を挙げることが出来る。
そして、メチルアルミノキサン(B−2)、(メチル−イソブチル)アルミノキサン(B−3)としては、市販品である、東ソー・ファインケム株式会社製の(商品名)TMAO−200(メチルアルミノキサンタイプ)、(商品名)MMAO−3A((メチル−イソブチル)アルミノキサンタイプ)、固体状ポリメチルアルミノキサン等を例示することができる。
有機アルミニウム化合物(C)としては、具体的にはトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムなどのアルキルアルミニウムなどを挙げることができる。
該触媒は、遷移金属化合物(A)、活性化助触媒(B)および有機アルミニウム化合物(C)を配合することにより、メタロセン系触媒として調製することができ、その際の配合割合は任意であり、例えば(A)成分と(C)成分の金属原子当たりのモル比は(A)成分:(C)成分=100:1〜1:100000の範囲が好ましく、特に1:1〜1:10000の範囲であることが好ましい。また、(A)成分と(B)成分は、重量比で(A)成分:(B)成分=10:1〜1:10000であることが好ましく、特に3:1〜1:1000の範囲であることが好ましい。
本発明の新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体を製造する際の重合プロセスとしては、例えばスラリー重合法、気相重合法、高圧重合法、溶液重合法、塊状重合法を挙げることが出来る。そして、気相重合法の場合には、粒子形状の整ったエチレン−イソオレフィン系共重合体を効率よく安定的に生産することができる。また、スラリー重合法、溶液重合法等を液相での重合を行う際の溶媒は、一般に用いられている有機溶媒であればいずれでもよく、具体的にはベンゼン、トルエン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等が挙げられる。
また、重合温度、重合時間、重合圧力、モノマー濃度などの重合条件については任意であり、中でも共重合反応効率に優れることから重合温度は−100〜300℃、重合時間は10秒〜20時間、重合圧力は常圧〜3000kg/cmGの範囲で行うことが好ましい。また、重合時に水素などを用いて分子量の調節を行うことも可能である。重合はバッチ式、半連続式、連続式のいずれの方法でも行うことが可能であり、重合条件を変えて、2段以上に分けて行うことも可能である。また、重合終了後に得られるエチレン−イソオレフィン系共重合体は、従来既知の方法により重合溶媒から分離回収され、乾燥して得ることができる。
本発明の新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体は、その主鎖上に3級炭素を有しないことから、耐放射線性、耐酸化性に優れるものとなり、従来のエチレン−α−オレフィン共重合体に必要とされていた耐候安定剤、紫外線防止剤、酸化防止剤等を極力低減することが可能となり、極めて高いクリーン性、耐放射線滅菌性を求められる医療容器分野等への展開が可能となる。
本発明によれば、耐熱性、耐放射線性、耐酸化性等に優れた新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体を提供することができる。
以下に実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、断りのない限り用いた試薬等は市販品、あるいは既知の方法に従って合成したものを用いた。
〜有機変性粘土の粉砕〜
ジェットミル(セイシン企業社製(商品名)CO−JET SYSTEM α MARK III)を用い、粉砕後の粒径はマイクロトラック粒度分布測定装置(日機装株式会社製(商品名)MT3000)を用いてエタノールを分散剤として測定した。
〜触媒の調製、重合および溶媒精製〜
全て不活性ガス雰囲気下で行った。
〜トリイソブチルアルミニウム〜
ヘキサン溶液(20wt%)は、東ソーファインケム(株)製のヘキサン溶液(20%を用いた。
〜MFR〜
JIS K 7210(1999)を準拠して測定した。
〜密度〜
JIS K 6922−1(1997)を準拠して測定した。
〜遷移金属含有量〜
得られたエチレン−イソオレフィン系共重合体の灰分の元素分析により測定した。
〜末端メチル基数〜
FT−IR(PERKIN ELMER社製 (商品名)SPECTRUM ONE)によって測定した。
〜融点〜
示差走査型熱量測定器(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製 (商品名)DSC6200)を用いて、200℃で5分保持したサンプルを−20℃まで冷却させた後、10℃/分で昇温させたときの結晶融解ピークを測定することで算出した。
実施例1
(1)粘土の変性
1Lのフラスコに工業用アルコール(日本アルコール販売社製(商品名)エキネンF−3)300mL及び蒸留水300mLを入れ、濃塩酸15.0g及びジメチルベヘニルアミン(ライオン株式会社製、(商品名)アーミンDM22D)42.4g(120mmol)を添加し、45℃に加熱して合成ヘクトライト(株式会社テツタニ社製、(商品名)ラポナイトRDS)を100g分散させた後、60℃に昇温させてその温度を保持したまま1時間攪拌した。このスラリーを濾別後、60℃の水600mLで2回洗浄し、85℃の乾燥機内で12時間乾燥させることにより122gの有機変性粘土を得た。この有機変性粘土はジェットミル粉砕して、メジアン径を15μmとした。
(2)触媒懸濁液の調製
温度計と還流管が装着された1000mLのフラスコを窒素置換した後に(1)で得られた有機変性粘土(50.0g)とヘキサンを216mL入れ、次いで(ジフェニルメチレン(インデニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロライドを1.21g、及び20%トリイソブチルアルミニウム284mL)を添加して60℃で3時間攪拌した。45℃まで冷却した後に上澄み液を抜き取り、400mLのヘキサンにて5回洗浄後、ヘキサンを400ml加えて触媒懸濁液を得た(固形重量分:12.0wt%)。
(3)重合
2Lのオートクレーブにヘキサンを1.2L、20%トリイソブチルアルミニウムを1.0mL、(2)で得られた触媒懸濁液を1.0g(固形分120mg相当)加え、70℃に昇温後、イソブテンを50g加え、分圧が0.80MPaになるようにエチレンを連続的に供給した。60分経過後に脱圧し、スラリーを濾別後、乾燥することで73gのエチレン−イソブテン共重合体を得た。
得られたエチレン−イソブテン共重合体は、MFRは17g/10分、密度は923kg/m、末端メチル基数は31個/1000炭素数、ジルコニウム含有量は6.3ppm、融点は110℃であり、白色であった。その評価結果を表1に示す。該エチレン−イソブテン共重合体を空気中、140℃、10分間で溶融し、安定性を評価した結果、変色は見られず白色を維持した。
実施例2
(1)粘土の変性
実施例1の(1)と同等の方法により実施した。
(2)触媒懸濁液の調製
温度計と還流管が装着された500mLのフラスコを窒素置換した後に(1)で得られた有機変性粘土(37.5g)とヘキサンを162mL入れ、次いで(フェニル(メチル)メチレン(インデニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロライドを818mg、及び20%トリイソブチルアルミニウム213mL)を添加して60℃で3時間攪拌した。45℃まで冷却した後に上澄み液を抜き取り、350mLのヘキサンにて5回洗浄後、ヘキサンを350ml加えて触媒懸濁液を得た(固形重量分:12.0wt%)。
(3)重合
2Lのオートクレーブにヘキサンを1.2L、20%トリイソブチルアルミニウムを1.0mL、(2)で得られた触媒懸濁液を1.0g(固形分120mg相当)加え、70℃に昇温後、イソブテンを45g加え、分圧が0.80MPaになるようにエチレンを連続的に供給した。60分経過後に脱圧し、スラリーを濾別後、乾燥することで58gのエチレン−イソブテン共重合体を得た。
得られたエチレン−イソブテン共重合体は、MFRは22g/10分、密度は925kg/mであり、末端メチル基数は22個/1000炭素数であり、ジルコニウム含有量は7.9ppmであり、融点は115℃であり、白色であった。その評価結果を表1に示す。該エチレン−イソブテン共重合体を空気中、140℃、10分間で溶融し、安定性を評価した結果、変色は見られず白色を維持した。
実施例3
(1)粘土の変性
実施例1の(1)と同等の方法により実施した。
(2)触媒懸濁液の調製
温度計と還流管が装着された500mLのフラスコを窒素置換した後に(1)で得られた有機変性粘土(45.0g)とヘキサンを194mL入れ、次いで(ジフェニルメチレン(インデニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロライドを1.25g、及び20%トリイソブチルアルミニウム256mLを添加して60℃で3時間攪拌した。45℃まで冷却した後に上澄み液を抜き取り、360mLのヘキサンにて5回洗浄後、ヘキサンを360ml加えて触媒懸濁液を得た(固形重量分:12.0wt%)。
(3)重合
2Lのオートクレーブにヘキサンを1.2L、20%トリイソブチルアルミニウムを1.0mL、(2)で得られた触媒懸濁液を1.0g(固形分120mg相当)加え、70℃に昇温後、イソブテンを51g加え、分圧が0.80MPaになるようにエチレンを連続的に供給した。60分経過後に脱圧し、スラリーを濾別後、乾燥することで64gのエチレン−イソブテン共重合体を得た。
得られたエチレン−イソブテン共重合体は、MFRは0.25g/10分であり、密度は916kg/mであり、末端メチル基数は34個/1000炭素数であり、ハフニウム含有量は14ppmであり、融点は103℃であり、白色であった。その評価結果を表1に示す。該エチレン−イソブテン共重合体を空気中、140℃、10分間で溶融し、安定性を評価した結果、変色は見られず白色を維持した。
実施例4
(1)、(2)粘土の変性及び触媒懸濁液の調製
実施例3の(1)、(2)と同等の方法により実施した。
(3)重合
2Lのオートクレーブにヘキサンを1.2L、20%トリイソブチルアルミニウムを1.0mL、(2)で得られた触媒懸濁液を1.0g(固形分120mg相当)加え、70℃に昇温後、2−メチル−1−ペンテンを57g加え、分圧が0.80MPaになるようにエチレンを連続的に供給した。60分経過後に脱圧し、スラリーを濾別後、乾燥することで28gのエチレン−2−メチル−1−ペンテン共重合体を得た。
得られたエチレン−2−メチル−1−ペンテン共重合体は、MFRは12g/10分であり、密度は924kg/mであり、末端メチル基数は23個/1000炭素数であり、ハフニウム含有量は34ppmであり、融点は103℃であり、白色であった。その評価結果を表1に示す。該エチレン−2−メチル−1−ペンテン共重合体を空気中、140℃、10分間で溶融し、安定性を評価した結果、変色は見られず白色を維持した。
実施例5
(1)触媒懸濁液の調製
100mLのフラスコを窒素置換した後に、トルエンを52.4g(60.4mL)、東ソーファインケム(株)製固体状ポリメチルアルミノキサンのトルエン懸濁液(21.8g)(ポリメチルアルミノキンサン12.1重量%(トルエン懸濁液中)、アルミニウム原子41重量%(ポリメチルアルミノキサン中))、及びジフェニルメチレン(インデニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロライドを122mg添加して、室温で12時間攪拌することにより、触媒懸濁液を得た(固形重量分:3.6wt%)。
(2)重合
2Lのオートクレーブにヘキサンを1.2L、20%トリイソブチルアルミニウムを1.0mL、(2)で得られた触媒懸濁液を1.4g(固形分50mg相当)加え、70℃に昇温後、イソブテンを45g加え、分圧が0.80MPaになるようにエチレンを連続的に供給した。60分経過後に脱圧し、スラリーを濾別後、乾燥することで29gのエチレン−イソブテン共重合体を得た。
得られたエチレン−イソブテン共重合体は、MFRは0.07g/10分であり、密度は926kg/mであり、末端メチル基数は18個/1000炭素数であり、ジルコニウム含有量は12ppmであり、融点は118℃でありであり、白色であった。その評価結果を表1に示す。該エチレン−イソブテン共重合体を空気中、140℃、10分間で溶融し、安定性を評価した結果、変色は見られず白色を維持した。
実施例6
(1)触媒懸濁液の調製
100mLのフラスコを窒素置換した後に、トルエンを39.3g(45.3mL)、東ソーファインケム(株)製固体状ポリメチルアルミノキサンのトルエン懸濁液(16.4g)(ポリメチルアルミノキンサン12.1重量%(トルエン懸濁液中)、アルミニウム原子41重量%(ポリメチルアルミノキサン中))、及びジフェニルメチレン(インデニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロライドを104mg添加して、室温で12時間攪拌することにより、触媒懸濁液を得た(固形重量分:3.6wt%)。
(2)重合
2Lのオートクレーブにヘキサンを1.2L、20%トリイソブチルアルミニウムを1.0mL、(2)で得られた触媒懸濁液を3.5g(固形分125mg相当)加え、70℃に昇温後、イソブテンを53g加え、分圧が0.80MPaになるようにエチレンを連続的に供給した。60分経過後に脱圧し、スラリーを濾別後、乾燥することで53gのエチレン−イソブテン共重合体を得た。
得られたエチレン−イソブテン共重合体は、MFRは0.03g/10分であり、密度は927kg/mであり、末端メチル基数は21個/1000炭素数であり、ハフニウム含有量は34ppmであり、融点は119℃であり、白色であった。その評価結果を表1に示す。該エチレン−イソブテン共重合体を空気中、140℃、10分間で溶融し、安定性を評価した結果、変色は見られず白色を維持した。
比較例1
(1)触媒溶液の調製
予め乾燥し、窒素雰囲気下にした攪拌装置を備えたガラス容器に、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ハフニウムジクロライドを23.7mg(36.8μmol)秤量し、トルエン2.8mlにより溶解し、トリ(イソブチル)アルミニウムのトルエン溶液(トリ(イソブチル)アルミニウム 20wt%)をアルミニウム換算で1.87mmol(2.1ml)加えて1時間攪拌した。予め乾燥し、窒素雰囲気下にした攪拌装置を備えた別のガラス容器に、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)ボレートを17.9mg(22.3μmol)秤量し、トルエン3.5mlにより溶解した溶液に、前記の混合溶液3.0mlを加え、触媒溶液とした。
(2)重合
予め乾燥し、窒素雰囲気下にした攪拌装置を備えた100mlステンレス製反応器に、トルエン24ml、トリ(イソブチル)アルミニウムのトルエン溶液(トリ(イソブチル)アルミニウム 20wt%)をアルミニウム換算で0.85mmol、上記(1)で得た触媒溶液5ml(ハフニウム換算で17.2μmol)を加えた。次に、イソブテンを21.5g(0.38mol)導入し、次いでエチレン分圧が0.14MPaとなるように設定し、室温で1時間共重合反応を行った。未反応のエチレンとイソブテンを脱圧除去し、重合を停止し、得られたポリマーを真空乾燥することにより、3.03gのポリマーを得た。
得られたポリマーはイソブテン含量36.5mol%のエチレン−イソブテン共重合体であったが、MFRが51g/10分と高く、ハフニウム含有量が1000ppmと多いものであった。また、得られたエチレン−イソブテン共重合体は白色であったが、空気中、140℃、10分間で溶融し、安定性を評価した結果、灰色に変色し安定性に劣るものであった。
比較例2
(1)触媒溶液の調製
予め乾燥し、窒素雰囲気下にした攪拌装置を備えたガラス容器に、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライドを30.9mg(55.5μmol)秤量し、トルエン1.7mlにより溶解し、トリ(イソブチル)アルミニウムのトルエン溶液(トリ(イソブチル)アルミニウム 20wt%)をアルミニウム換算で2.80mmol(3.3ml)加えて1時間攪拌した。予め乾燥し、窒素雰囲気下にした攪拌装置を備えた別のガラス容器に、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)ボレートを31.0mg(38.7μmol)秤量し、トルエン7.8mlにより溶解した溶液に、前記の混合溶液3.5mlを加え、触媒溶液とした。
(2)重合
予め乾燥し、窒素雰囲気下にした攪拌装置を備えた100mlステンレス製反応器に、トルエン24ml、トリ(イソブチル)アルミニウムのトルエン溶液(トリ(イソブチル)アルミニウム 20wt%)をアルミニウム換算で0.85mmol、上記(1)で得た触媒溶液5ml(ジルコニウム換算で17.2μmol)を加えた。次に、イソブテンを21.5g(0.38mol)導入し、次いでエチレン分圧が0.14MPaとなるように設定し、室温で20分間共重合反応を行った。未反応のエチレンとイソブテンを脱圧除去し、重合を停止し、得られたポリマーを真空乾燥することにより、0.79gのポリマーを得た。
得られたポリマーはイソブテン含量5.9mol%のエチレン−イソブテン共重合体であったが、末端メチル基数は10個/1000炭素数であり、イソブテン残基含有量の低いエチレン−イソブテン共重合体であり、MFRが70g/10分と高く、ジルコニウム含有量が2000ppmと多いものであった。また、得られたエチレン−イソブテン共重合体は白色であったが、空気中、140℃、10分間で溶融し、安定性を評価した結果、灰色に変色し安定性に劣るものであった。
比較例3
(1)粘土の変性
実施例1の(1)と同等の方法により粘土の変性を実施した。
(2)触媒懸濁液の調製
温度計と還流管が装着された300mLのフラスコを窒素置換した後に(1)で得られた有機変性粘土25.0gとヘキサンを108mL入れ、次いでエチレン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロライドを419mg、及び20%トリイソブチルアルミニウム142mLを添加して60℃で3時間攪拌した。45℃まで冷却した後に上澄み液を抜き取り、200mLのヘキサンにて5回洗浄後、ヘキサンを200ml加えて触媒懸濁液を得た(固形重量分:12.5wt%)。
(3)重合
2Lのオートクレーブにヘキサンを1.2L、20%トリイソブチルアルミニウムを1.0mL、(2)で得られた触媒懸濁液を1.0g(固形分125mg相当)加え、70℃に昇温後、イソブテンを48g加え、分圧が0.80MPaになるようにエチレンを連続的に供給し、60分経過後に脱圧し、エチレン−イソブテン共重合体の製造を試みた。得られたスラリーを濾別後、乾燥することで56gのポリマーを得た。このポリマーの末端メチル基数は確認できず、イソブテンの導入を確認することはでなかった。その評価結果を表1に示す。
比較例4
(1)粘土の変性
実施例1の(1)と同等の方法により粘土の変性を実施した。
(2)触媒懸濁液の調製
温度計と還流管が装着された300mLのフラスコを窒素置換した後に(1)で得られた有機変性粘土25.0gとヘキサンを108mL入れ、次いでジメチルシリレン(インデニル)(フルオレニル)ジルコウムジクロライドを586mg、及び20%トリイソブチルアルミニウム142mLを添加して60℃で3時間攪拌した。45℃まで冷却した後に上澄み液を抜き取り、200mLのヘキサンにて5回洗浄後、ヘキサンを200ml加えて触媒懸濁液を得た(固形重量分:12.5wt%)。
(3)重合
2Lのオートクレーブにヘキサンを1.2L、20%トリイソブチルアルミニウムを1.0mL、(2)で得られた触媒懸濁液を1.0g(固形分125mg相当)加え、70℃に昇温後、イソブテンを48g加え、分圧が0.80MPaになるようにエチレンを連続的に供給した。60分経過後に脱圧し、エチレン−イソブテン共重合体の製造を試みた。得られたスラリーを濾別後、乾燥することで34gのポリマーを得た。このポリマーの末端メチル基数は確認できず、イソブテンの導入を確認することはできなかった。その評価結果を表1に示す。
本発明の新規なエチレン−イソオレフィン系共重合体は、耐熱性、耐放射線性、耐酸化性に優れるものとなり、極めて高いクリーン性、耐放射線滅菌性を求められる医療容器分野等への展開が可能となる。

Claims (4)

  1. 少なくとも下記(1)〜(3)の特性を満足することを特徴とするエチレン−イソオレフィン系共重合体。
    (1)JIS K 7210(1999)を準拠し測定したメルトマスフロレートが0.01〜50g/10min。
    (2)JIS K 6922−1(1997)を準拠し測定した密度が890〜940kg/m
    (3)遷移金属含有量が0.01〜100ppm。
  2. さらに、下記(4)をも満足することを特徴とする請求項1に記載のエチレン−イソオレフィン系共重合体。
    (4)赤外分光測定により測定した炭素数1000個当たりの末端メチル基数が、20〜200個。
  3. イソオレフィンが、イソブテン及び/又は2−メチル−1−ペンテンであり、ランダム共重合体であることを特徴とする請求項1又は2に記載のエチレン−イソオレフィン系系共重合体。
  4. 遷移金属が、ジルコニウム及び/又はハフニウムであることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のエチレン−イソオレフィン系共重合体。
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