JP2021116302A - 遷移金属化合物、オレフィン重合用触媒、およびオレフィン重合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】オレフィン重合用触媒に利用することのできる新規な遷移金属化合物を提供する。【解決手段】特定のハーフメタロセン構造を有する化合物、例えば、構造式(A)の遷移金属化合物が示される。当該遷移金属化合物は、エチレンや炭素数3以上のオレフィンの重合や共重合に触媒として用いると、高い活性を示し、高分子量のポリマーを与える。【選択図】なし
Description
本発明は新規な遷移金属化合物に関し、より詳細にはオレフィン重合用触媒として用いることのできる新規な遷移金属化合物、該化合物を含むオレフィン重合用触媒、および該触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法に関する。
エチレン・α−オレフィン共重合体などのオレフィン重合体を製造するための触媒として、メタロセン化合物と有機アルミニウムオキシ化合物などの共触媒とからなる触媒が知られている。
かかる触媒としては、様々なタイプのメタロセン化合物等の遷移金属化合物が盛んに開発されており、たとえば特許文献1には、下記一般式で表される遷移金属化合物(A):
ならびに有機アルミニウムオキシ化合物および有機ホウ素化合物から選ばれる1種以上の活性化剤(B)からなる重合触媒の存在下、エチレンおよび/または炭素原子数3〜20のα−オレフィンと少なくとも1種類の環状オレフィン化合物との共重合を行う環状オレフィン系共重合体の製造方法が記載され、遷移金属化合物(A)の具体例としては、CpTi(t−Bu2C=N)Cl2、比較例としてCp*Ti(2,6−iPr2PhO)Cl2が挙げられている。(Cpはシクロペンタジエニル基を、Cp*はη5−ペンタメチルシクロペンタジエニル基を表す。)
一方、特許文献2には、Cp*[t-BuPN]Cl2骨格を有する錯体を用いた超高分子量ポリエチレンの製造例が開示されている。
しかしながら、メタロセン化合物として特許文献1に記載された遷移金属化合物をエチレンやα−オレフィンの重合用触媒に用いた場合、触媒活性、共重合性、重合体の高分子量化などの点でさらなる改善の余地があることがわかった。
特許文献2には、前記の構造以外の錯体を用いたエチレンの重合反応は開示されていない。また、エチレンと他のオレフィンとの共重合の開示もない。これの観点から、重合活性や共重合性能についてはさらなる検討の余地があると考えることが出来る。
このような従来技術に鑑み、本発明は、新規な遷移金属化合物、とりわけ種々のオレフィン重合に好適なオレフィン重合用触媒に利用することのできる新規な遷移金属化合物などを提供することを目的としている。
また本発明の一態様は、高活性で、高分子量のオレフィン重合体を製造することのできるオレフィン重合用触媒、およびこのようなオレフィン重合用触媒に利用することのできる新規な遷移金属化合物などを提供することを目的としている。
本発明者らは前記の課題、目的に鑑み検討した結果、特定のハーフメタロセン構造を有する化合物が、オレフィン重合用触媒として好ましい効果を発現することを見出し、本発明を完成した。即ち本発明は、以下の構成を有するものである。
[1] 下記一般式[A−1]で表される遷移金属化合物。
[1] 下記一般式[A−1]で表される遷移金属化合物。
Mはチタン原子、ジルコニウム原子、またはハフニウム原子であり、
nは1〜3の整数であり、
Xはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、イオウ含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基、またはジエン系二価誘導体基であり、
R1〜R5およびR6はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、窒素含有基、イオウ含有基、またはリン含有基であり、R1〜R5のうち隣接する基同士は互いに結合して環を形成していてもよい。
また、R7およびR8は環状炭化水素基である。]
[2] 前記R7およびR8が、1-アダマンチル基である、下記式[A−2]で表される
[1]に記載の遷移金属化合物。
[1]に記載の遷移金属化合物。
[3] 前記一般式[A−2]において、
Mがチタン原子またはジルコニウム原子であることを特徴とする[2]に記載の遷移金属化合物。
[4] 前記一般式[A−2]において、
Mはチタン原子である、[2]に記載の遷移金属化合物。
[5] 前記一般式[A−2]において、R6はアダマンチル基である、[2]〜[4]
のいずれかに記載の遷移金属化合物。
Mがチタン原子またはジルコニウム原子であることを特徴とする[2]に記載の遷移金属化合物。
[4] 前記一般式[A−2]において、
Mはチタン原子である、[2]に記載の遷移金属化合物。
[5] 前記一般式[A−2]において、R6はアダマンチル基である、[2]〜[4]
のいずれかに記載の遷移金属化合物。
[6] (A)[1]〜[5]のいずれかに記載の遷移金属化合物と、
(B)(B−1)有機金属化合物、
(B−2)有機アルミニウムオキシ化合物、および
(B−3)前記遷移金属化合物と反応してイオン対を形成する化合物
からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と
を含むオレフィン重合用触媒。
(B)(B−1)有機金属化合物、
(B−2)有機アルミニウムオキシ化合物、および
(B−3)前記遷移金属化合物と反応してイオン対を形成する化合物
からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と
を含むオレフィン重合用触媒。
[7] [6]に記載のオレフィン重合用触媒の存在下でオレフィンを重合するオレフィン重合体の製造方法。
[8] 前記オレフィンが、
(Z−1)炭素原子数2〜30のオレフィンから選ばれるオレフィンである、[7]に記載のオレフィン重合体の製造方法。
[8] 前記オレフィンが、
(Z−1)炭素原子数2〜30のオレフィンから選ばれるオレフィンである、[7]に記載のオレフィン重合体の製造方法。
本発明の遷移金属化合物は、エチレンや炭素数3以上のオレフィンの重合や共重合に触媒として用いると、高い活性を示し、高分子量のポリマーを与える特徴を示す。
本発明に係る遷移金属化合物は、以下のような構造で特定される。また、前記遷移金属化合物をオレフィン重合反応に用いる場合、有機アルミニウム化合物などの周期表1族、2族、13族元素を含む有機金属化合物と組み合わせて用いることが好ましい。以下、各成分について、説明する。
〔遷移金属化合物〕
本発明の遷移金属化合物(以下、遷移金属化合物(A)ともいう)は、以下の一般式[A−1]で表され、以下の要件を満たすことで特定される。
本発明の遷移金属化合物(以下、遷移金属化合物(A)ともいう)は、以下の一般式[A−1]で表され、以下の要件を満たすことで特定される。
前記のMは、いわゆる周期表の第4族元素の代表的な元素であり、アニオン重合性が高いとされる元素である。これらの中でもチタン、ジルコニウムが好ましく、より好ましくはチタンである。
nは1〜3の整数である。nが2以上の場合は、複数存在するXで示される基は互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。
Xはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、イオウ含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基、またはジエン系二価誘導体基である。
Xはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、イオウ含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基、またはジエン系二価誘導体基である。
Xは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基または酸素含有基であることが好ましい。
前記ハロゲンとしては、具体的には、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられるが、好ましくは塩素または臭素である。
前記ハロゲンとしては、具体的には、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられるが、好ましくは塩素または臭素である。
R1〜R5およびR6はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、窒素含有基、イオウ含有基、またはリン含有基であり、R1〜R5のうち隣接する基同士は互いに結合して環を形成していてもよい。
炭素数1〜20の炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜20の環状飽和炭化水素基、炭素数2〜20の鎖状不飽和炭化水素基、炭素数3〜20の環状不飽和炭化水素基が例示される。
炭素数1〜20のアルキル基としては、直鎖状飽和炭化水素基であるメチル基、エチル基、n-プロピル基、アリル(allyl)基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デカニル基など、分岐状飽和炭化水素基であるイソプロピル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、t-アミル基、ネオペンチル基、3-メチルペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、1,1-ジメチルブチル基、1-メチル-1-プロピルブチル基、1,1-ジプロピルブチル基、1,1-ジメチル-2-メチルプロピル基、1-メチル-1-イソプロピル-2-メチルプロピル基、シクロプロピルメチル基などが例示される。アルキル基の炭素数は好ましくは1〜6である。
炭素数3〜20の環状飽和炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルボルネニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基など、これらの環状飽和炭化水素基の水素原子が炭素数1から17の炭化水素基で置き換えられた基である3-メチルシクロペンチル基、3-メチルシクロヘキシル基、4-メチルシクロヘキシル基、4-シクロヘキシルシクロヘキシル基、4-フェニルシクロヘキシル基などが例示される。環状飽和炭化水素基の炭素数は好ましくは5〜11である。
炭素数2〜20の鎖状不飽和炭化水素基としては、アルケニル基であるエテニル基(ビニル基)、1-プロペニル基、2-プロペニル基(アリル基)、1-メチルエテニル基(イソプロペニル基)など、アルキニル基であるエチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基(プロパルギル基)などが例示される。鎖状不飽和炭化水素基の炭素数は好ましくは2〜4である。
炭素数3〜20の環状不飽和炭化水素基としては、シクロペンタジエニル基、ノルボルニル基、フェニル基、ナフチル基、インデニル基、アズレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基など、これらの環状不飽和炭化水素基の水素原子が炭素数1から15の炭化水素基で置き換えられた基である3-メチルフェニル基(m-トリル基)、4-メチルフェニル基(p-トリル基)、4-エチルフェニル基、4-t-ブチルフェニル基、4-シクロヘキシルフェニル基、ビフェニリル基、3,4-ジメチルフェニル基、3,5-ジメチルフェニル基、2,4,6-トリメチルフェニル基(メシチル基)など、直鎖状炭化水素基または分岐状飽和炭化水素基の水素原子が炭素数3から19の環状飽和炭化水素基または環状不飽和炭化水素基で置き換えられた基であるベンジル基、クミル基などが例示される。環状不飽和炭化水素基の炭素数は好ましくは6〜10である。
炭素数1〜20のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、ジメチルメチレン基(イソプロピリデン基)、エチルメチレン基、1-メチルエチレン基、2-メチルエチレン基、1,1-ジメチルエチレン基、1,2-ジメチルエチレン基、n-プロピレン基などが例示される。アルキレン基の炭素数は好ましくは1〜6である。
炭素数6〜20のアリーレン基としては、o-フェニレン基、m-フェニレン基、p-フェニレン基、4,4'-ビフェニリレン基などが例示される。アリーレン基の炭素数は好ましくは6から12である。
アリール基としては、前述した炭素数3〜20の環状不飽和炭化水素基の例と一部重複するが、芳香族化合物から誘導された置換基であるフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、ピレニル基、インデニル基、アズレニル基、ピロリル基、ピリジル基、フラニル基、チオフェニル基などが例示される。アリール基としては、フェニル基または2-ナフチル基が好ましい。
前記芳香族化合物としては、芳香族炭化水素および複素環式芳香族化合物であるベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセン、クリセン、ピレン、ピレン、インデン、アズレン、ピロール、ピリジン、フラン、チオフェンなどが例示される。
置換アリール基としては、前述した炭素数3〜20の環状不飽和炭化水素基の例と一部重複するが、前記アリール基が有する1以上の水素原子が炭素数1から20の炭化水素基、アリール基、ケイ素含有基、窒素含有基、酸素含有基、ハロゲン原子およびハロゲン含有基から選ばれる置換基により置換されてなる基が挙げられ、具体的には3-メチルフェニル基(m-トリル基)、4-メチルフェニル基(p-トリル基)、3-エチルフェニル基、4-エチルフェニル基、3,4-ジメチルフェニル基、3,5-ジメチルフェニル基、ビフェニリル基、4-(トリメチルシリル)フェニル基、4-アミノフェニル基、4-(ジメチルアミノ)フェニル基、4-(ジエチルアミノ)フェニル基、4-モルフォリニルフェニル基、4-メトキシフェニル基、4-エトキシフェニル基、4-フェノキシフェニル基、3,4-ジメトキシフェニル基、3,5-ジメトキシフェニル基、3-メチル-4-メトキシフェニル基、3,5-ジメチル-4-メトキシフェニル基、3-(トリフルオロメチル)フェニル基、4-(トリフルオロメチル)フェニル基、3-クロロフェニル基、4-クロロフェニル基、3-フルオロフェニル基、4-フルオロフェニル基、5-メチルナフチル基、2-(6-メチル)ピリジル基などが例示される。また、置換アリール基としては、後述する「電子供与性基含有置換アリール基」も挙げられる。
ケイ素含有基としては、炭素数1〜20の炭化水素基において、炭素原子がケイ素原子で置き換えられた基であるトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基等のアルキルシリル基、ジメチルフェニルシリル基、メチルジフェニルシリル基、t-ブチルジフェニルシリル基等のアリールシリル基、ペンタメチルジシラニル基、トリメチルシリルメチル基などが例示される。アルキルシリル基の炭素数は1〜10が好ましく、アリールシリル基の炭素数は6〜18が好ましい。
窒素含有基としては、アミノ基、ニトロ基、N-モルフォリニル基や、上述した炭素数1〜20の炭化水素基またはケイ素含有基において、=CH-構造単位が窒素原子で置き換えられた基、-CH2-構造単位が、炭素数1〜20の炭化水素基が結合した窒素原子で置き換えられた基、または-CH3構造単位が、炭素数1から20の炭化水素基が結合した窒素原子またはニトリル基で置き換えられた基であるジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジメチルアミノメチル基、シアノ基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、ピリジニル基などが例示される。窒素含有基としては、ジメチルアミノ基、N-モルフォリニル基が好ましい。
酸素含有基としては、水酸基や、上述した炭素数1〜20の炭化水素基、ケイ素含有基または窒素含有基において、-CH2-構造単位が酸素原子またはカルボニル基で置き換えられた基、または-CH3構造単位が、炭素数1〜20の炭化水素基が結合した酸素原子で置き換えられた基であるメトキシ基、エトキシ基、t-ブトキシ基、フェノキシ基、トリメチルシロキシ基、メトキシエトキシ基、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、t-ブトキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、1-メトキシエチル基、1-エトキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基、2-メトキシエチル基、2-エトキシエチル基、n-2-オキサブチレン基、n-2-オキサペンチレン基、n-3-オキサペンチレン基、アルデヒド基、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基、トリメチルシリルカルボニル基、カルバモイル基、メチルアミノカルボニル基、カルボキシ基、メトキシカルボニル基、カルボキシメチル基、エトカルボキシメチル基、カルバモイルメチル基、フラニル基、ピラニル基などが例示される。酸素含有基としては、メトキシ基が好ましい。
ハロゲン原子としては、第17族元素であるフッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが例示される。
ハロゲン含有基としては、上述した炭素数1〜20の炭化水素基、ケイ素含有基、窒素含有基または酸素含有基において、水素原子がハロゲン原子によって置換された基であるトリフルオロメチル基、トリブロモメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基などが例示される。
ハロゲン含有基としては、上述した炭素数1〜20の炭化水素基、ケイ素含有基、窒素含有基または酸素含有基において、水素原子がハロゲン原子によって置換された基であるトリフルオロメチル基、トリブロモメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基などが例示される。
R6としては、環状飽和炭化水素基が好ましい。特に好ましくはアダマンチル基である。
前記のR7、R8は、環状炭化水素基である。好ましくは環状飽和炭化水素基である。具体的な構造については、R1〜R6で例示した環状炭化水素基と同様の基を例示出来る。
前記のR7、R8は、環状炭化水素基である。好ましくは環状飽和炭化水素基である。具体的な構造については、R1〜R6で例示した環状炭化水素基と同様の基を例示出来る。
上記遷移金属化合物の中でも、R7、R8がアダマンチル基である下記[A−2]式で表される構造の錯体が好ましい例である。
本発明の遷移金属化合物は、後述する様に、従来のハーフメタロセン型遷移金属化合物に比して、高い重合活性と高い共重合性を示す傾向がある。この為、幅広い範囲の融点や柔軟性、耐衝撃性を有する重合体を製造することが出来る。
遷移金属化合物(A)を用いて前記のオレフィンの重合を行う際に、遷移金属化合物(A)と組み合わせて、(B−1)有機金属化合物、(B−2)有機アルミニウムオキシ化合物、および(B−3)遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を用いることが出来る。以下、これら各成分について説明する。
((B−1)有機金属化合物)
本発明で用いられる有機金属化合物(B−1)として、具体的には下記の一般式(B−1a)〜(B−1c)で表される周期表第1、2、12、13族の少なくとも1種の元素を含む化合物が挙げられる:
Ra pAl(ОRb)qHrYs ・・・(B−1a)
(一般式(B−1a)中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、Yはハロゲン原子を示し、pは0<p≦3、qは0≦q<3、rは0≦r<3、sは0≦s<3の数であり、かつm+n+p+q=3である。)で表される有機アルミニウム化合物;
M3AlRc 4 ・・・(B−1b)
(一般式(B−1b)中、M3はLi、NaまたはKを示し、Rcは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示す。)で表される周期表第1族のアルカリ金属とアルミニウムとの錯アルキル化物;
RdReM4 ・・・(B−1c)
(一般式(B−1c)中、RdおよびReは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、M4はMg、ZnまたはCdである。)で表される周期表第2族のアルカリ土類金属または第12族の金属とのジアルキル化合物。
本発明で用いられる有機金属化合物(B−1)として、具体的には下記の一般式(B−1a)〜(B−1c)で表される周期表第1、2、12、13族の少なくとも1種の元素を含む化合物が挙げられる:
Ra pAl(ОRb)qHrYs ・・・(B−1a)
(一般式(B−1a)中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、Yはハロゲン原子を示し、pは0<p≦3、qは0≦q<3、rは0≦r<3、sは0≦s<3の数であり、かつm+n+p+q=3である。)で表される有機アルミニウム化合物;
M3AlRc 4 ・・・(B−1b)
(一般式(B−1b)中、M3はLi、NaまたはKを示し、Rcは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示す。)で表される周期表第1族のアルカリ金属とアルミニウムとの錯アルキル化物;
RdReM4 ・・・(B−1c)
(一般式(B−1c)中、RdおよびReは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、M4はMg、ZnまたはCdである。)で表される周期表第2族のアルカリ土類金属または第12族の金属とのジアルキル化合物。
前記一般式(B−1a)に属する有機アルミニウム化合物としては、次のような化合物を例示できる。
Ra pAl(ОRb)3-p ・・・(B−1a−1)
(式(B−1a−1)中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、pは好ましくは1.5≦p≦3の数である。)で表される有機アルミニウム化合物、
Ra pAlY3-p ・・・(B−1a−2)
(式(B−1a−2)中、Raは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、Yはハロゲン原子を示し、pは好ましくは0<p<3の数である。)で表される有機アルミニウム化合物、
Ra pAlH3-p ・・・(B−1a−3)
(式(B−1a−3)中、Raは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素
基を示し、pは好ましくは2≦p<3の数である。)で表される有機アルミニウム化合物、
Ra pAl(ОRb)qYs ・・・(B−1a−4)
(式(B−1a−4)中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、Yはハロゲン原子を示し、pは0<p≦3、qは0≦q<3、sは0≦s<3の数であり、かつp+q+s=3である。)で表される有機アルミニウム化合物。
Ra pAl(ОRb)3-p ・・・(B−1a−1)
(式(B−1a−1)中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、pは好ましくは1.5≦p≦3の数である。)で表される有機アルミニウム化合物、
Ra pAlY3-p ・・・(B−1a−2)
(式(B−1a−2)中、Raは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、Yはハロゲン原子を示し、pは好ましくは0<p<3の数である。)で表される有機アルミニウム化合物、
Ra pAlH3-p ・・・(B−1a−3)
(式(B−1a−3)中、Raは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素
基を示し、pは好ましくは2≦p<3の数である。)で表される有機アルミニウム化合物、
Ra pAl(ОRb)qYs ・・・(B−1a−4)
(式(B−1a−4)中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、Yはハロゲン原子を示し、pは0<p≦3、qは0≦q<3、sは0≦s<3の数であり、かつp+q+s=3である。)で表される有機アルミニウム化合物。
一般式(B−1a)に属する有機アルミニウム化合物としてより具体的には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリn−ブチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミニウムなどのトリn−アルキルアルミニウム;
トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリsec−ブチルアルミニウム、トリtert−ブチルアルミニウム、トリ2−メチルブチルアルミニウム、トリ3−メチルブチルアルミニウム、トリ2−メチルペンチルアルミニウム、トリ3−メチルペンチルアルミニウム、トリ4−メチルペンチルアルミニウム、トリ2−メチルヘキシルアルミニウム、トリ3−メチルヘキシルアルミニウム、トリ2−エチルヘキシルアルミニウムなどのトリ分岐鎖アルキルアルミニウム;
トリシクロヘキシルアルミニウム、トリシクロオクチルアルミニウムなどのトリシクロアルキルアルミニウム;
トリフェニルアルミニウム、トリトリルアルミニウムなどのトリアリールアルミニウム;
ジイソブチルアルミニウムハイドライドなどのジアルキルアルミニウムハイドライド;
(i−C4H9)xAly(C5H10)z(式中、x、y、zは正の数であり、z≧2xである。)などで表されるトリイソプレニルアルミニウムなどのトリアルケニルアルミニウム;
イソブチルアルミニウムメトキシド、イソブチルアルミニウムエトキシド、イソブチルアルミニウムイソプロポキシドなどのアルキルアルミニウムアルコキシド;
ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジブチルアルミニウムブトキシドなどのジアルキルアルミニウムアルコキシド;
エチルアルミニウムセスキエトキシド、ブチルアルミニウムセスキブトキシドなどのアルキルアルミニウムセスキアルコキシド;
Ra 2.5Al(ОRb)0.5で表される平均組成を有する部分的にアルコキシ化されたアルキルアルミニウム(式中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示す);
ジエチルアルミニウムフェノキシド、ジエチルアルミニウム(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシド)、エチルアルミニウムビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシド)、ジイソブチルアルミニウム(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシド)、イソブチルアルミニウムビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシド)などのジアルキルアルミニウムアリーロキシド;
ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジブチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジイソブチルアルミニウムクロリドなどのジアルキルアルミニウムハライド;
エチルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド;
エチルアルミニウムジクロリド、プロピルアルミニウムジクロリド、ブチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライドなどの部分的にハロゲン化されたアルキルアルミニウム;
ジエチルアルミニウムヒドリド、ジブチルアルミニウムヒドリドなどのジアルキルアルミニウムヒドリド;
エチルアルミニウムジヒドリド、プロピルアルミニウムジヒドリドなどのアルキルアルミニウムジヒドリドなどその他の部分的に水素化されたアルキルアルミニウム;
エチルアルミニウムエトキシクロリド、ブチルアルミニウムブトキシクロリド、エチルアルミニウムエトキシブロミドなどの部分的にアルコキシ化およびハロゲン化されたアルキルアルミニウムなどを挙げることができる。
トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリsec−ブチルアルミニウム、トリtert−ブチルアルミニウム、トリ2−メチルブチルアルミニウム、トリ3−メチルブチルアルミニウム、トリ2−メチルペンチルアルミニウム、トリ3−メチルペンチルアルミニウム、トリ4−メチルペンチルアルミニウム、トリ2−メチルヘキシルアルミニウム、トリ3−メチルヘキシルアルミニウム、トリ2−エチルヘキシルアルミニウムなどのトリ分岐鎖アルキルアルミニウム;
トリシクロヘキシルアルミニウム、トリシクロオクチルアルミニウムなどのトリシクロアルキルアルミニウム;
トリフェニルアルミニウム、トリトリルアルミニウムなどのトリアリールアルミニウム;
ジイソブチルアルミニウムハイドライドなどのジアルキルアルミニウムハイドライド;
(i−C4H9)xAly(C5H10)z(式中、x、y、zは正の数であり、z≧2xである。)などで表されるトリイソプレニルアルミニウムなどのトリアルケニルアルミニウム;
イソブチルアルミニウムメトキシド、イソブチルアルミニウムエトキシド、イソブチルアルミニウムイソプロポキシドなどのアルキルアルミニウムアルコキシド;
ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジブチルアルミニウムブトキシドなどのジアルキルアルミニウムアルコキシド;
エチルアルミニウムセスキエトキシド、ブチルアルミニウムセスキブトキシドなどのアルキルアルミニウムセスキアルコキシド;
Ra 2.5Al(ОRb)0.5で表される平均組成を有する部分的にアルコキシ化されたアルキルアルミニウム(式中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示す);
ジエチルアルミニウムフェノキシド、ジエチルアルミニウム(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシド)、エチルアルミニウムビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシド)、ジイソブチルアルミニウム(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシド)、イソブチルアルミニウムビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシド)などのジアルキルアルミニウムアリーロキシド;
ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジブチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジイソブチルアルミニウムクロリドなどのジアルキルアルミニウムハライド;
エチルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド;
エチルアルミニウムジクロリド、プロピルアルミニウムジクロリド、ブチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライドなどの部分的にハロゲン化されたアルキルアルミニウム;
ジエチルアルミニウムヒドリド、ジブチルアルミニウムヒドリドなどのジアルキルアルミニウムヒドリド;
エチルアルミニウムジヒドリド、プロピルアルミニウムジヒドリドなどのアルキルアルミニウムジヒドリドなどその他の部分的に水素化されたアルキルアルミニウム;
エチルアルミニウムエトキシクロリド、ブチルアルミニウムブトキシクロリド、エチルアルミニウムエトキシブロミドなどの部分的にアルコキシ化およびハロゲン化されたアルキルアルミニウムなどを挙げることができる。
また(B−1a)に類似する化合物も本発明に使用することができ、そのような化合物としてたとえば、窒素原子を介して2以上のアルミニウム化合物が結合した有機アルミニウム化合物を挙げることができる。このような化合物として具体的には、(C2H5)2AlN(C2H5)Al(C2H5)2などを挙げることができる。
前記一般式(B−1b)に属する化合物としては、LiAl(C2H5)4、LiAl(C7H15)4などを挙げることができる。
前記一般式(B−1c)に属する化合物としては、ジメチルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ブチルエチルマグネシウム、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジフェニル亜鉛、ジ−n−プロピル亜鉛、ジイソプロピル亜鉛、ジ−n−ブチル亜鉛、ジイソブチル亜鉛、ビス(ペンタフルオロフェニル)亜鉛、ジメチルカドミウム、ジエチルカドミウムなどを挙げることができる。
またその他にも、有機金属化合物(B−1)としては、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、ブチルリチウム、メチルマグネシウムブロミド、メチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムクロリド、プロピルマグネシウムブロミド、プロピルマグネシウムクロリド、ブチルマグネシウムブロミド、ブチルマグネシウムクロリドなどを使用することもできる。
また重合系内で上記有機アルミニウム化合物が形成されるような化合物、たとえばハロゲン化アルミニウムとアルキルリチウムとの組合せ、またはハロゲン化アルミニウムとアルキルマグネシウムとの組合せなどを、前記有機金属化合物(B−1)として使用することもできる。
有機金属化合物(B−1)のなかでは、触媒活性の点から有機アルミニウム化合物が好ましい。
上記のような有機金属化合物(B−1)は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。
上記のような有機金属化合物(B−1)は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。
((B−2)有機アルミニウムオキシ化合物)
本発明で用いられる有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)は、従来公知のアルミノキサンであってもよく、また特開平2−78687号公報に例示されているようなベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物であってもよい。
本発明で用いられる有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)は、従来公知のアルミノキサンであってもよく、また特開平2−78687号公報に例示されているようなベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物であってもよい。
従来公知のアルミノキサンは、たとえば下記のような方法によって製造することができ、通常、炭化水素溶媒の溶液として得られる。
(1)吸着水を含有する化合物または結晶水を含有する塩類、たとえば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩化第1セリウム水和物などの炭化水素媒体懸濁液に、トリアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物を添加して、吸着水または結晶水と有機アルミニウム化合物とを反応させる方法。
(1)吸着水を含有する化合物または結晶水を含有する塩類、たとえば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩化第1セリウム水和物などの炭化水素媒体懸濁液に、トリアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物を添加して、吸着水または結晶水と有機アルミニウム化合物とを反応させる方法。
(2)ベンゼン、トルエン、エチルエーテル、テトラヒドロフランなどの媒体中で、トリアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物に直接水、氷または水蒸気を作用させる方法。
(3)デカン、ベンゼン、トルエンなどの媒体中でトリアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物に、ジメチルスズオキシド、ジブチルスズオキシドなどの有機スズ酸化物を反応させる方法。
なお前記アルミノキサンは、少量の有機金属成分を含有してもよい。また回収された上記のアルミノキサンの溶液から溶媒または未反応有機アルミニウム化合物を蒸留して除去した後、得られたアルミノキサンを溶媒に再溶解またはアルミノキサンの貧溶媒に懸濁させてもよい。
アルミノキサンを調製する際に用いられる有機アルミニウム化合物として具体的には、前記一般式(B−1a)に属する有機アルミニウム化合物として例示したものと同様の有機アルミニウム化合物を挙げることができる。
これらのうち、トリアルキルアルミニウム、トリシクロアルキルアルミニウムが好ましく、トリメチルアルミニウムが特に好ましい。
上記のような有機アルミニウム化合物は、1種単独でまたは2種以上組み合せて用いられる。
上記のような有機アルミニウム化合物は、1種単独でまたは2種以上組み合せて用いられる。
アルミノキサンの調製に用いられる溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、シメンなどの芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、オクタデカンなどの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素、ガソリン、灯油、軽油などの石油留分または上記芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素のハロゲン化物とりわけ、塩素化物、臭素化物などの炭化水素溶媒が挙げられる。さらにエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類を用いることもできる。これらの溶媒のうち特に芳香族炭化水素または脂肪族炭化水素が好ましい。これらの溶媒は、1種単独で、または混合して用いることができる。
本発明に係る有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)としては、下記一般式(B−2a)または(B−2b)で表される構造のアルミノキサン、および下記一般式(B−2c)で表される繰り返し単位と下記一般式(B−2d)で表される繰り返し単位とを構造として有するアルミノキサンの少なくとも1種から選ばれるアルミノキサンが挙げられる。
前記一般式(B−2a)および(B−2b)中、rは2〜500の整数を示し、好ましくは6〜300、特に好ましくは10〜100の範囲にある。
前記一般式(B−2c)および(B−2d)中、s、tはそれぞれ1以上の整数を示す。
前記一般式(B−2c)および(B−2d)中、s、tはそれぞれ1以上の整数を示す。
前記一般式(B−2c)で表される繰り返し単位と前記一般式(B−2d)で表される繰り返し単位とを有するアルミノキサンは、ベンゼンの凝固点降下法により測定した分子量が200〜2000の範囲内にあることが好ましい。
また本発明で用いられるベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物は、60℃のベンゼンに溶解するAl成分がAl原子換算で通常10%以下、好ましくは5%以下、特に好ましくは2%以下であるもの、すなわち、ベンゼンに対して不溶性または難溶性であることが好ましい。)
本発明で用いられる有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)としては、下記一般式(B−2e)で表されるボロンを含んだ有機アルミニウムオキシ化合物を挙げることもできる。
前記一般式(B−2e)で表されるボロンを含んだ有機アルミニウムオキシ化合物は、下記一般式(B−2f)で表されるアルキルボロン酸と、有機アルミニウム化合物とを、不活性ガス雰囲気下に不活性溶媒中で、−80℃〜室温の温度で1分〜24時間反応させることにより製造できる。
R15−B(ОH)2 ・・・(B−2f)
(一般式(B−2f)中、R15は前記一般式(B−2e)におけるR15と同じ基を示す。)
(一般式(B−2f)中、R15は前記一般式(B−2e)におけるR15と同じ基を示す。)
前記一般式(B−2f)で表されるアルキルボロン酸の具体的な例としては、メチルボロン酸、エチルボロン酸、イソプロピルボロン酸、n−プロピルボロン酸、n−ブチルボロン酸、イソブチルボロン酸、n−ヘキシルボロン酸、シクロヘキシルボロン酸、フェニルボロン酸、3,5−ジフルオロボロン酸、ペンタフルオロフェニルボロン酸、3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルボロン酸などが挙げられる。これらの中では、メチルボロン酸、n−ブチルボロン酸、イソブチルボロン酸、3,5−ジフルオロフェニルボロン酸、ペンタフルオロフェニルボロン酸が好ましい。これらは1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。
このようなアルキルボロン酸と反応させる有機アルミニウム化合物として具体的には、前記一般式(B−1a)に属する有機アルミニウム化合物として例示したものと同様の有機アルミニウム化合物を挙げることができる。
前記有機アルミニウム化合物としては、トリアルキルアルミニウム、トリシクロアルキルアルミニウムが好ましく、特に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が好ましい。これらは1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。
遷移金属化合物(A)に加えて、助触媒成分としてのメチルアルミノキサンなどの有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)を併用すると、オレフィン化合物に対して非常に高い重合活性を示す。
上記のような有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)は、1種単独でまたは2種以上組み合せて用いられる。
上記のような有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)は、1種単独でまたは2種以上組み合せて用いられる。
((B−3)遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物)
本発明で用いられる、遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物(B−3)(以下、「イオン化イオン性化合物」という。)としては、特表平1−501950号公報、特表平1−502036号公報、特開平3−179005号公報、特開平3−179006号公報、特開平3−207703号公報、特開平3−207704号公報、US−5321106号などに記載されたルイス酸、イオン性化合物、ボラン化合物およびカルボラン化合物などを挙げることができる。さらに、ヘテロポリ化合物およびイソポリ化合物も挙げることができる。
本発明で用いられる、遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物(B−3)(以下、「イオン化イオン性化合物」という。)としては、特表平1−501950号公報、特表平1−502036号公報、特開平3−179005号公報、特開平3−179006号公報、特開平3−207703号公報、特開平3−207704号公報、US−5321106号などに記載されたルイス酸、イオン性化合物、ボラン化合物およびカルボラン化合物などを挙げることができる。さらに、ヘテロポリ化合物およびイソポリ化合物も挙げることができる。
具体的には、前記ルイス酸としては、BR3(Rは、フッ素、メチル基、トリフルオロメチル基などの置換基を有していてもよいフェニル基またはフッ素である。)で示される化合物が挙げられ、たとえばトリフルオロボロン、トリフェニルボロン、トリス(4−フルオロフェニル)ボロン、トリス(3,5−ジフルオロフェニル)ボロン、トリス(4−フルオロメチルフェニル)ボロン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン、トリス(p−トリル)ボロン、トリス(o−トリル)ボロン、トリス(3,5−ジメチルフェニル)ボロンなどである。
前記イオン性化合物としては、たとえば下記一般式(B−3a)で表される化合物が挙げられる。
前記カルボニウムカチオンとして具体的には、トリフェニルカルボニウムカチオン、トリ(メチルフェニル)カルボニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)カルボニウムカチオンなどの三置換カルボニウムカチオンなどが挙げられる。
前記アンモニウムカチオンとして具体的には、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリプロピルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオン、トリ(n−ブチル)アンモニウムカチオンなどのトリアルキルアンモニウムカチオン;N,N−ジメチルアニリニウムカチオン、N,N−ジエチルアニリニウムカチオン、N,N−2,4,6−ペンタメチルアニリニウムカチオンなどのN,N−ジアルキルアニリニウムカチオン;ジ(イソプロピル)アンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオンなどのジアルキルアンモニウムカチオンなどが挙げられる。
前記ホスホニウムカチオンとして具体的には、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオンなどのトリアリールホスホニウムカチオンなどが挙げられる。
R17としては、カルボニウムカチオンおよびアンモニウムカチオンが好ましく、特にトリフェニルカルボニウムカチオン、N,N−ジメチルアニリニウムカチオン、N,N−ジエチルアニリニウムカチオンが好ましい。
またイオン性化合物として、トリアルキル置換アンモニウム塩、N,N−ジアルキルアニリニウム塩、ジアルキルアンモニウム塩、トリアリールホスフォニウム塩などを挙げることもできる。
前記トリアルキル置換アンモニウム塩として具体的には、たとえばトリエチルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(p−トリル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(o−トリル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテトラ(o,p−ジメチルフェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(m,m−ジメチルフェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(p−トリフルオロメチルフェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(3,5−ジトリフルオロメチルフェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(o−トリル)ホウ素などが挙げられる。
前記N,N−ジアルキルアニリニウム塩として具体的には、たとえばN,N−ジメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N−ジエチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N,2,4,6−ペンタメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素などが挙げられる。
前記ジアルキルアンモニウム塩として具体的には、たとえばジ(1−プロピル)アンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、ジシクロヘキシルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素などが挙げられる。
さらにイオン性化合物として、トリフェニルカルベニウムテトラキス(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、フェロセニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムペンタフェニルシクロペンタジエニル錯体、N,N−ジエチルアニリニウムペンタフェニルシクロペンタジエニル錯体、下記式(B−3b)または(B−3c)で表されるホウ素化合物などを挙げることもできる。
イオン化イオン性化合物(化合物(B−3))の例であるボラン化合物として具体的には、例えば、デカボラン;
ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ノナボレート、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕デカボレート、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ウンデカボレート、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ドデカボレート、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕デカクロロデカボレート、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ドデカクロロドデカボレートなどのアニオンの塩;
トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ドデカハイドライドドデカボレート)コバルト酸塩(III)、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ビス(ドデカハイドライドドデカボレート)ニッケル酸塩(III)などの金属ボランアニオンの塩などが挙げられる。
ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ノナボレート、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕デカボレート、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ウンデカボレート、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ドデカボレート、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕デカクロロデカボレート、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ドデカクロロドデカボレートなどのアニオンの塩;
トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ドデカハイドライドドデカボレート)コバルト酸塩(III)、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ビス(ドデカハイドライドドデカボレート)ニッケル酸塩(III)などの金属ボランアニオンの塩などが挙げられる。
イオン化イオン性化合物の例であるカルボラン化合物として具体的には、たとえば4−カルバノナボラン、1,3−ジカルバノナボラン、6,9−ジカルバデカボラン、ドデカハイドライド−1−フェニル−1,3−ジカルバノナボラン、ドデカハイドライド−1−メチル−1,3−ジカルバノナボラン、ウンデカハイドライド−1,3−ジメチル−1,3−ジカルバノナボラン、7,8−ジカルバウンデカボラン、2,7−ジカルバウンデカボラン、ウンデカハイドライド−7,8−ジメチル−7,8−ジカルバウンデカボラン、ドデカハイドライド−11−メチル−2,7−ジカルバウンデカボラン、トリ(n−ブチル)アンモニウム1−カルバデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウム1−カルバウンデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウム1−カルバドデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウム1−トリメチルシリル−1−カルバデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムブロモ−1−カルバドデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウム6−カルバデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウム6−カルバデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウム7−カルバウンデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウム7,8−ジカルバウンデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウム2,9−ジカルバウンデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムドデカハイドライド−8−メチル−7,9−ジカルバウンデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムウンデカハイドライド−8−エチル−7,9−ジカルバウンデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムウンデカハイドライド−8−ブチル−7,9−ジカルバウンデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムウンデカハイドライド−8−アリル−7,9−ジカルバウンデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムウンデカハイドライド−9−トリメチルシリル−7,8−ジカルバウンデカボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムウンデカハイドライド−4,6−ジブロモ−7−カルバウンデカボレートなどのアニオンの塩;
トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ノナハイドライド−1,3−ジカルバノナボレート)コバルト酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)鉄酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)コバルト酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)ニッケル酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)銅酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)金酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ノナハイドライド−7,8−ジメチル−7,8−ジカルバウンデカボレート)鉄酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ノナハイドライド−7,8−ジメチル−7,8−ジカルバウンデカボレート)クロム酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(トリブロモオクタハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)コバルト酸塩(III)、トリス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド−7−カルバウンデカボレート)クロム酸塩(III)、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド−7−カルバウンデカボレート)マンガン酸塩(IV)、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド−7−カルバウンデカボレート)コバルト酸塩(III)、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド−7−カルバウンデカボレート)ニッケル酸塩(IV)などの金属カルボランアニオンの塩などが挙げられる。
トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ノナハイドライド−1,3−ジカルバノナボレート)コバルト酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)鉄酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)コバルト酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)ニッケル酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)銅酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)金酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ノナハイドライド−7,8−ジメチル−7,8−ジカルバウンデカボレート)鉄酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(ノナハイドライド−7,8−ジメチル−7,8−ジカルバウンデカボレート)クロム酸塩(III)、トリ(n−ブチル)アンモニウムビス(トリブロモオクタハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート)コバルト酸塩(III)、トリス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド−7−カルバウンデカボレート)クロム酸塩(III)、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド−7−カルバウンデカボレート)マンガン酸塩(IV)、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド−7−カルバウンデカボレート)コバルト酸塩(III)、ビス〔トリ(n−ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド−7−カルバウンデカボレート)ニッケル酸塩(IV)などの金属カルボランアニオンの塩などが挙げられる。
イオン化イオン性化合物の例であるヘテロポリ化合物は、ケイ素、リン、チタン、ゲルマニウム、ヒ素および錫から選ばれる原子と、バナジウム、ニオブ、モリブデンおよびタングステンから選ばれる1種または2種以上の原子とを含む化合物である。具体的には、リンバナジン酸、ゲルマノバナジン酸、ヒ素バナジン酸、リンニオブ酸、ゲルマノニオブ酸、シリコノモリブデン酸、リンモリブデン酸、チタンモリブデン酸、ゲルマノモリブデン酸、ヒ素モリブデン酸、錫モリブデン酸、リンタングステン酸、ゲルマノタングステン酸、錫タングステン酸、リンモリブドバナジン酸、リンタングストバナジン酸、ゲルマノタングストバナジン酸、リンモリブドタングストバナジン酸、ゲルマノモリブドタングストバナジン酸、リンモリブドタングステン酸、リンモリブドニオブ酸、およびこれらの酸の塩が挙げられるが、この限りではない。また、前記塩としては、前記酸の、例えば周期表第1族のアルカリ金属または2族のアルカリ土類金属、具体的には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等との塩、およびトリフェニルエチル塩等の有機塩が挙げられる。
イオン化イオン性化合物の例であるイソポリ化合物は、バナジウム、ニオブ、モリブデンおよびタングステンから選ばれる1種の原子の金属イオンから構成される化合物であり、金属酸化物の分子状イオン種であるとみなすことができる。具体的には、バナジン酸、ニオブ酸、モリブデン酸、タングステン酸、およびこれらの酸の塩が挙げられるが、この限りではない。また、前記塩としては、前記酸の、例えば周期表第1族または2族の金属、具体的には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等との塩、トリフェニルエチル塩等の有機塩が挙げられる。
上記のようなイオン化イオン性化合物(遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物(B−3))は、1種単独でまたは2種以上組み合せて用いられる。
また、本発明に係るオレフィン重合用触媒は、上記遷移金属化合物(A)(以下、「成分(A)」と略記する場合がある。)と、有機金属化合物(B−1)、有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)、およびイオン化イオン性化合物(B−3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(B)(以下、「成分(B)と略記する場合がある。)とともに、必要に応じて下記の担体(C)を含んでもよい。
また、本発明に係るオレフィン重合用触媒は、上記遷移金属化合物(A)(以下、「成分(A)」と略記する場合がある。)と、有機金属化合物(B−1)、有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)、およびイオン化イオン性化合物(B−3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(B)(以下、「成分(B)と略記する場合がある。)とともに、必要に応じて下記の担体(C)を含んでもよい。
〔(C)担体〕
本発明で用いられる担体(C)は、無機または有機の化合物であって、顆粒状ないしは微粒子状の固体である。担体(C)に上記遷移金属化合物(A)および化合物(B)を担持させることで、良好なモルフォロジーのポリマーが得られる。
本発明で用いられる担体(C)は、無機または有機の化合物であって、顆粒状ないしは微粒子状の固体である。担体(C)に上記遷移金属化合物(A)および化合物(B)を担持させることで、良好なモルフォロジーのポリマーが得られる。
前記無機化合物としては、多孔質酸化物、固体状アルミノキサン化合物、無機ハロゲン化物、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物が好ましい。
前記多孔質酸化物として、具体的にはSiО2、Al2О3、MgО、ZrО、TiО2、B2О3、CaО、ZnО、BaО、ThО2など、またはこれらを含む複合物または混合物を使用することができ、さらに、例えば天然または合成ゼオライト、SiО2−MgО、SiО2−Al2О3、SiО2−TiО2、SiО2−V2О5、SiО2−Cr2О3、SiО2−TiО2−MgОなどを使用することができる。これらのうち多孔質酸化物としては、SiО2および/またはAl2О3を主成分とするものが好ましい。
前記多孔質酸化物として、具体的にはSiО2、Al2О3、MgО、ZrО、TiО2、B2О3、CaО、ZnО、BaО、ThО2など、またはこれらを含む複合物または混合物を使用することができ、さらに、例えば天然または合成ゼオライト、SiО2−MgО、SiО2−Al2О3、SiО2−TiО2、SiО2−V2О5、SiО2−Cr2О3、SiО2−TiО2−MgОなどを使用することができる。これらのうち多孔質酸化物としては、SiО2および/またはAl2О3を主成分とするものが好ましい。
なお、上記多孔質酸化物は、少量のNa2CО3、K2CО3、CaCО3、MgCО3、Na2SО4、Al2(SО4)3、BaSО4、KNО3、Mg(NО3)2、Al(NО3)3、Na2О、K2О、Li2Оなどの炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酸化物成分を含有していても差し支えない。
このような多孔質酸化物は、種類および製法によりその性状は異なるが、本発明に好ましく用いられる多孔質酸化物は、粒径が10〜300μm、好ましくは20〜200μmであって、比表面積が50〜1000m2/g、好ましくは100〜700m2/gの範囲にあり、細孔容積が0.3〜3.0cm3/gの範囲にあることが望ましい。このような多孔質酸化物は、必要に応じて100〜1000℃、好ましくは150〜700℃で焼成して使用される。
前記固体状アルミノキサン化合物としては、前記(B−2a)〜(B−2d)で示したアルミノキサンの少なくとも1種から選ばれるアルミノキサンが挙げられる。
本発明で用いられる前記固体状アルミノキサンは、従来公知のオレフィン重合触媒用担体と異なり、シリカやアルミナなどの無機固体成分やポリエチレン、ポリスチレンなどの有機系ポリマー成分を含まず、アルキルアルミニウム化合物を主たる成分として固体化したものを示す。本発明中で用いる「固体状」の意味は、アルミノキサン成分(B−2)が用いられる反応環境下において、実質的に固体状態を維持することである。より具体的には、例えば後述のように成分(A)と成分(B)とを接触させてオレフィン重合用固体触媒成分を調製する際、反応に用いられるヘキサンやトルエンなどの不活性炭化水素溶媒中、特定の温度・圧力環境下において成分(B)が固体状態であることを表す。また、例えば後述のように成分(B)を用いて調製されるオレフィン重合用固体触媒成分を用いて懸濁重合を行う場合にヘキサンやヘプタン、トルエンなどの炭化水素溶媒中、特定の温度・圧力環境下において触媒成分中に含まれる成分(B)が固体状態であることも必要な要件である。溶媒の代わりに液化モノマー中で重合を行うバルク重合や、モノマーガス中で重合を行う気相重合でも同様である。
本発明で用いられる前記固体状アルミノキサンは、従来公知のオレフィン重合触媒用担体と異なり、シリカやアルミナなどの無機固体成分やポリエチレン、ポリスチレンなどの有機系ポリマー成分を含まず、アルキルアルミニウム化合物を主たる成分として固体化したものを示す。本発明中で用いる「固体状」の意味は、アルミノキサン成分(B−2)が用いられる反応環境下において、実質的に固体状態を維持することである。より具体的には、例えば後述のように成分(A)と成分(B)とを接触させてオレフィン重合用固体触媒成分を調製する際、反応に用いられるヘキサンやトルエンなどの不活性炭化水素溶媒中、特定の温度・圧力環境下において成分(B)が固体状態であることを表す。また、例えば後述のように成分(B)を用いて調製されるオレフィン重合用固体触媒成分を用いて懸濁重合を行う場合にヘキサンやヘプタン、トルエンなどの炭化水素溶媒中、特定の温度・圧力環境下において触媒成分中に含まれる成分(B)が固体状態であることも必要な要件である。溶媒の代わりに液化モノマー中で重合を行うバルク重合や、モノマーガス中で重合を行う気相重合でも同様である。
上記の環境下において成分(B)が固体状態であるかどうかは、目視による確認が最も簡便な方法であるが、例えば重合時などは目視による確認が困難である場合が多い。その場合は、例えば重合後に得られた重合体パウダーの性状や反応器への付着状態などから判断することが可能である。逆に、重合体パウダーの性状が良好で、反応器への付着が少なければ、重合環境下において成分(B)の一部が多少溶出したとしても本発明の趣旨を逸脱することはない。重合体パウダーの性状を判断する指標としては、嵩密度、粒子形状、表面形状、不定形ポリマーの存在度合いなどが挙げられるが、定量性の観点からポリマー嵩密度が好ましい。本発明における嵩密度は通常0.01〜0.9であり、好ましくは0.05〜0.6、より好ましくは0.1〜0.5の範囲内である。
本発明で用いられる固体状アルミノキサンは、25℃の温度に保持されたn−ヘキサンに対し溶解する割合が、通常0〜40モル%、好ましくは0〜20モル%、特に好ましくは0〜10モル%の範囲を満足する。
本発明で用いられる固体状アルミノキサンのn−ヘキサンに対する溶解割合は、25℃に保持された50mlのn−ヘキサンに固体状アルミノキサン担体2gを加えた後2時間の撹拌を行ない、次いでG−4グラス製フイルターを用いて溶液部を分離して、この濾液中のアルミニウム濃度を測定することにより求めた。従って、溶解割合は用いたアルミノキサン2gに相当するアルミニウム原子の量に対する前記濾液中に存在するアルミニウム原子の割合として決定する。
本発明に係る固体状アルミノキサンとしては、公知の固体状アルミノキサンを際限なく用いることができる。公知の製造方法として例えば、特公平7−42301号公報、特開平6−220126号公報、特開平6−220128号公報、特開平11−140113号公報、特開平11−310607号公報、特開2000−38410号公報、特開2000−95810号公報、WО2010/55652号公報などが挙げられる。
本発明に係る固体状アルミノキサンの平均粒子径は、一般に0.01〜50000μm、好ましくは1〜1000μm、特に好ましくは1〜200μmの範囲にある。
固体状アルミノキサンの平均粒子径は、走査型電子顕微鏡により粒子を観察し、100個以上の粒子の粒径を測定し、重量平均化することにより求められる。固体状アルミノキサンの粒径は、ピタゴラス法最大長を粒子像より測定した。即ち、水平方向、垂直方向それぞれに、粒子像を2本の平行線ではさんだ長さを測り、下式をもって計算で求められる。
粒径=((水平方向長さ)2+(垂直方向長さ)2)0.5
固体状アルミノキサンの平均粒子径は、走査型電子顕微鏡により粒子を観察し、100個以上の粒子の粒径を測定し、重量平均化することにより求められる。固体状アルミノキサンの粒径は、ピタゴラス法最大長を粒子像より測定した。即ち、水平方向、垂直方向それぞれに、粒子像を2本の平行線ではさんだ長さを測り、下式をもって計算で求められる。
粒径=((水平方向長さ)2+(垂直方向長さ)2)0.5
固体状アルミノキサンの重量平均粒子径は、上記で求めた粒径を用いて下式により求められる。
平均粒径=Σnd4/Σnd3(ここでn;粒子個数、d;粒径)
平均粒径=Σnd4/Σnd3(ここでn;粒子個数、d;粒径)
本発明に好ましく用いられる固体状アルミノキサンは、比表面積が50〜1000m2
/g、好ましくは100〜800m2/gであり、細孔容積が0.1〜2.5cm3/gであることが望ましい。
/g、好ましくは100〜800m2/gであり、細孔容積が0.1〜2.5cm3/gであることが望ましい。
前記無機ハロゲン化物としては、MgCl2、MgBr2、MnCl2、MnBr2等が用いられる。無機ハロゲン化物は、そのまま用いてもよいし、ボールミル、振動ミルにより粉砕した後に用いてもよい。また、アルコールなどの溶媒に無機ハロゲン化物を溶解させた後、析出剤によって微粒子状に析出させたものを用いることもできる。
前記粘土は、通常粘土鉱物を主成分として構成される。また、上記イオン交換性層状化合物は、イオン結合などによって構成される面が互いに弱い結合力で平行に積み重なった結晶構造を有する化合物であり、含有するイオンが交換可能なものである。大部分の粘土鉱物はイオン交換性層状化合物である。また、これらの粘土、粘土鉱物、イオン交換性層状化合物としては、天然産のものに限らず、人工合成物を使用することもできる。
また、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物として、六方細密パッキング型、アンチモン型、CdCl2型、CdI2型などの層状の結晶構造を有するイオン結晶性化合物などを例示することができる。
さらに、粘土、粘土鉱物としては、カオリン、ベントナイト、木節粘土、ガイロメ粘土、アロフェン、ヒシンゲル石、パイロフィライト、ウンモ群、モンモリロナイト群、バーミキュライト、リョクデイ石群、パリゴルスカイト、カオリナイト、ナクライト、ディッカイト、ハロイサイトなどが挙げられ、
イオン交換性層状化合物としては、α−Zr(HAsО4)2・H2О、α−Zr(HP
О4)2、α−Zr(KPО4)2・3H2О、α−Ti(HPО4)2、α−Ti(HAsО4)2・H2О、α−Sn(HPО4)2・H2О、γ−Zr(HPО4)2、γ−Ti(HPО4)2、γ−Ti(NH4PО4)2・H2Оなどの多価金属の結晶性酸性塩などが挙げられる。
イオン交換性層状化合物としては、α−Zr(HAsО4)2・H2О、α−Zr(HP
О4)2、α−Zr(KPО4)2・3H2О、α−Ti(HPО4)2、α−Ti(HAsО4)2・H2О、α−Sn(HPО4)2・H2О、γ−Zr(HPО4)2、γ−Ti(HPО4)2、γ−Ti(NH4PО4)2・H2Оなどの多価金属の結晶性酸性塩などが挙げられる。
このような粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物は、水銀圧入法で測定した半径20Å以上の細孔容積が0.1cc/g以上であることが好ましく、0.3〜5cc/gであることが特に好ましい。ここで、細孔容積は、水銀ポロシメーターを用いた水銀圧入法により、細孔半径20〜30000Åの範囲について測定される。
半径20Å以上の細孔容積が0.1cc/gより小さいものを担体として用いた場合には、高い重合活性が得られにくい傾向がある。
半径20Å以上の細孔容積が0.1cc/gより小さいものを担体として用いた場合には、高い重合活性が得られにくい傾向がある。
本発明で用いられる粘土、粘土鉱物には、化学処理を施すことも好ましい。化学処理としては、表面に付着している不純物を除去する表面処理、粘土の結晶構造に影響を与える処理など、何れも使用できる。化学処理として具体的には、酸処理、アルカリ処理、塩類処理、有機物処理などが挙げられる。酸処理は、表面の不純物を取り除くほか、結晶構造中のAl、Fe、Mgなどの陽イオンを溶出させることによって表面積を増大させる。アルカリ処理では粘土の結晶構造が破壊され、粘土の構造の変化をもたらす。また、塩類処理、有機物処理では、イオン複合体、分子複合体、有機誘導体などを形成し、表面積や層間距離を変えることができる。
本発明で用いられるイオン交換性層状化合物は、イオン交換性を利用し、層間の交換性イオンを別の大きな嵩高いイオンと交換することにより、層間が拡大した状態の層状化合物であってもよい。このような嵩高いイオンは、層状構造を支える支柱的な役割を担っており、通常、ピラーと呼ばれる。また、このように層状化合物の層間に別の物質を導入することをインターカレーションという。インターカレーションするゲスト化合物としては、TiCl4、ZrCl4などの陽イオン性無機化合物、Ti(ОR)4、Zr(ОR)4、PО(ОR)3、B(ОR)3などの金属アルコキシド(Rは炭化水素基など)、[Al13О4(ОH)24]7+、[Zr4(ОH)14]2+、[Fe3О(ОCОCH3)6]+などの金属水酸化物イオンなどが挙げられる。これらの化合物は単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。また、これらの化合物をインターカレーションする際に、Si(ОR)4、Al(ОR)3、Ge(ОR)4などの金属アルコキシド(Rは炭化水素基などを示す)などを加水分解して得た重合物、SiО2などのコロイド状無機化合物などを共存させることもできる。また、ピラーとしては、上記金属水酸化物イオンを層間にインターカレーションした後に加熱脱水することにより生成する酸化物なども挙げられる。
本発明で用いられる粘土、粘土鉱物、イオン交換性層状化合物は、そのまま用いてもよく、またボールミル、ふるい分けなどの処理を行った後に用いてもよい。また、新たに水を添加吸着させ、あるいは加熱脱水処理した後に用いてもよい。さらに、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのうち、好ましいものは粘土または粘土鉱物であり、特に好ましいものはモンモリロナイト、バーミキュライト、ペクトライト、テニオライトおよび合成雲母である。
前述のように担体(C)は無機または有機の化合物であるが、有機化合物としては、粒径が10〜300μmの範囲にある顆粒状ないしは微粒子状固体を挙げることができる。具体的には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテンなどの炭素原子数が2〜14のα−オレフィンを主成分として生成される(共)重合体またはビニルシクロヘキサン、スチレンを主成分として生成される(共)重合体、およびそれらの変成体を例示することができる。
前述のように担体(C)は無機または有機の化合物であるが、有機化合物としては、粒径が10〜300μmの範囲にある顆粒状ないしは微粒子状固体を挙げることができる。具体的には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテンなどの炭素原子数が2〜14のα−オレフィンを主成分として生成される(共)重合体またはビニルシクロヘキサン、スチレンを主成分として生成される(共)重合体、およびそれらの変成体を例示することができる。
本発明に係るオレフィン重合用触媒は、上記遷移金属化合物(A)、上記化合物(B)、必要に応じて担体(C)と共に、必要に応じてさらに下記の特定の有機化合物成分(D)を含むこともできる。
〔(D)有機化合物成分〕
本発明において有機化合物成分(D)は、必要に応じて、本発明のオレフィン重合用触媒の重合性能および生成ポリマーの物性(たとえば生成ポリマーの分子量)を向上(分子量であれば、高分子量化)させる目的で使用される。このような有機化合物としては、アルコール類、フェノール性化合物、カルボン酸、リン化合物およびスルホン酸塩等が挙げられるが、この限りではない。
本発明において有機化合物成分(D)は、必要に応じて、本発明のオレフィン重合用触媒の重合性能および生成ポリマーの物性(たとえば生成ポリマーの分子量)を向上(分子量であれば、高分子量化)させる目的で使用される。このような有機化合物としては、アルコール類、フェノール性化合物、カルボン酸、リン化合物およびスルホン酸塩等が挙げられるが、この限りではない。
前記アルコール類および前記フェノール性化合物としては、通常、R22−ОHで表されるものが使用され、ここで、R22は炭素原子数1〜50の炭化水素基(フェノール類の場合は炭素原子数は6〜50)または炭素原子数1〜50(フェノール類の場合は炭素原子数は6〜50)のハロゲン化炭化水素基を示す。
アルコール類としては、R22がハロゲン化炭化水素基のものが好ましい。また、フェノール性化合物としては、水酸基のα,α’−位が炭素数1〜20の炭化水素で置換されたものが好ましい。
上記カルボン酸としては、通常、R23−CООHで表されるものが使用される。R23は炭素原子数1〜50の炭化水素基または炭素原子数1〜50のハロゲン化炭化水素基を示し、特に、炭素原子数1〜50のハロゲン化炭化水素基が好ましい。
上記リン化合物としては、P−О−H結合を有するリン酸類、P−ОR、P=О結合を有するホスフェート、ホスフィンオキシド化合物が好ましく使用される。
上記スルホン酸塩としては、下記一般式(D−a)で表されるものが挙げられる。
上記スルホン酸塩としては、下記一般式(D−a)で表されるものが挙げられる。
子数1〜20の炭化水素基または炭素原子数1〜20のハロゲン化炭化水素基であり、Zは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が1〜20の炭化水素基または炭素原子数が1〜20のハロゲン化炭化水素基であり、tは1〜7の整数であり、uは1〜7の整数であり、また、t−u≧1である。)
<オレフィン重合体の製造方法>
本発明に係るオレフィン重合体の製造方法では、上記のようなオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合または共重合する工程を含むことによりオレフィン重合体を得る。なお、前述のように、本明細書においてオレフィンとは、重合性二重結合を有するあらゆる化合物を指す。
本発明に係るオレフィン重合体の製造方法では、上記のようなオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合または共重合する工程を含むことによりオレフィン重合体を得る。なお、前述のように、本明細書においてオレフィンとは、重合性二重結合を有するあらゆる化合物を指す。
重合における、本発明の触媒を構成する各成分の使用法、重合器への添加順序は任意に選ばれるが、以下のような方法が例示される。
(1)遷移金属化合物(A)を単独で重合器に添加する方法。
(2)遷移金属化合物(A)および化合物(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(3)遷移金属化合物(A)を担体(C)に担持した触媒成分、化合物(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(1)遷移金属化合物(A)を単独で重合器に添加する方法。
(2)遷移金属化合物(A)および化合物(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(3)遷移金属化合物(A)を担体(C)に担持した触媒成分、化合物(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(4)化合物(B)を担体(C)に担持した触媒成分、遷移金属化合物(A)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(5)遷移金属化合物(A)と化合物(B)とを担体(C)に担持した触媒成分を重合器に添加する方法。
(5)遷移金属化合物(A)と化合物(B)とを担体(C)に担持した触媒成分を重合器に添加する方法。
(6)遷移金属化合物(A)と化合物(B)とを担体(C)に担持した触媒成分、および化合物(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。この場合、担体(C)に担持された化合物(B)と単独で添加される化合物(B)とは、同一でも異なっていてもよい。
(7)化合物(B)を担体(C)に担持した触媒成分、および遷移金属化合物(A)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(8)化合物(B)を担体(C)に担持した触媒成分、遷移金属化合物(A)、および化合物(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。この場合、担体(C)に担持された化合物(B)と単独で添加される化合物(B)とは、同一でも異なっていてもよい。
(8)化合物(B)を担体(C)に担持した触媒成分、遷移金属化合物(A)、および化合物(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。この場合、担体(C)に担持された化合物(B)と単独で添加される化合物(B)とは、同一でも異なっていてもよい。
(9)遷移金属化合物(A)を担体(C)に担持した成分、および化合物(B)を担体(C)に担持した成分を任意の順序で重合器に添加する方法。
(10)遷移金属化合物(A)を担体(C)に担持した成分、化合物(B)を担体(C)に担持した成分、および化合物(B)を任意の順序重合器に添加する方法。この場合、担体(C)に担持された化合物(B)と単独で添加される化合物(B)とは、同一でも異なっていてもよい。
(10)遷移金属化合物(A)を担体(C)に担持した成分、化合物(B)を担体(C)に担持した成分、および化合物(B)を任意の順序重合器に添加する方法。この場合、担体(C)に担持された化合物(B)と単独で添加される化合物(B)とは、同一でも異なっていてもよい。
(11)遷移金属化合物(A)、化合物(B)、および有機化合物成分(D)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(12)化合物(B)と有機化合物成分(D)をあらかじめ接触させた成分、および遷移金属化合物(A)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(12)化合物(B)と有機化合物成分(D)をあらかじめ接触させた成分、および遷移金属化合物(A)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(13)化合物(B)と有機化合物成分(D)を担体(C)に担持した成分、および遷移金属化合物(A)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(14)遷移金属化合物(A)と化合物(B)を予め接触させた触媒成分、および有機化合物成分(D)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(14)遷移金属化合物(A)と化合物(B)を予め接触させた触媒成分、および有機化合物成分(D)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(15)遷移金属化合物(A)と化合物(B)を予め接触させた触媒成分、および化合物(B)、有機化合物成分(D)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(16)遷移金属化合物(A)と化合物(B)を予め接触させた触媒成分、および化合物(B)と有機化合物成分(D)をあらかじめ接触させた成分を任意の順序で重合器に添加する方法。この場合、遷移金属化合物(A)と接触させられる化合物(B)と、有機化合物成分(D)と接触させられる化合物(B)とは、同一でも異なっていてもよい。
(16)遷移金属化合物(A)と化合物(B)を予め接触させた触媒成分、および化合物(B)と有機化合物成分(D)をあらかじめ接触させた成分を任意の順序で重合器に添加する方法。この場合、遷移金属化合物(A)と接触させられる化合物(B)と、有機化合物成分(D)と接触させられる化合物(B)とは、同一でも異なっていてもよい。
(17)遷移金属化合物(A)を担体(C)に担持した成分、化合物(B)、および有機化合物成分(D)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(18)遷移金属化合物(A)を担体(C)に担持した成分、および化合物(B)と有機化合物成分(D)をあらかじめ接触させた成分を任意の順序で重合器に添加する方法。
(18)遷移金属化合物(A)を担体(C)に担持した成分、および化合物(B)と有機化合物成分(D)をあらかじめ接触させた成分を任意の順序で重合器に添加する方法。
(19)遷移金属化合物(A)と化合物(B)と有機化合物成分(D)を予め任意の順序で接触させた触媒成分を重合器に添加する方法。
(20)遷移金属化合物(A)と化合物(B)と有機化合物成分(D)を予め接触させた触媒成分、および化合物(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。この場合、遷移金属化合物(A)および有機化合物成分(D)と接触させられる化合物(B)と、単独で添加される化合物(B)とは、同一でも異なっていてもよい。
(20)遷移金属化合物(A)と化合物(B)と有機化合物成分(D)を予め接触させた触媒成分、および化合物(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。この場合、遷移金属化合物(A)および有機化合物成分(D)と接触させられる化合物(B)と、単独で添加される化合物(B)とは、同一でも異なっていてもよい。
(21)遷移金属化合物(A)と化合物(B)と有機化合物成分(D)を担体(C)に担持した触媒を重合器に添加方法。
(22)遷移金属化合物(A)と化合物(B)と有機化合物成分(D)を担体(C)に担持した触媒成分、および成分(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。この場合、担体(C)に担持された化合物(B)と単独で添加される化合物(B)とはは、同一でも異なっていてもよい。
(22)遷移金属化合物(A)と化合物(B)と有機化合物成分(D)を担体(C)に担持した触媒成分、および成分(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。この場合、担体(C)に担持された化合物(B)と単独で添加される化合物(B)とはは、同一でも異なっていてもよい。
上記の担体(C)に遷移金属化合物(A)が担持された固体触媒成分、担体(C)に遷移金属化合物(A)および化合物(B)が担持された固体触媒成分には、オレフィンが予備重合されていてもよく、予備重合された固体触媒成分上に、さらに、触媒成分が担持されていてもよい。
本発明では、(共)重合は溶解重合、懸濁重合などの液相重合法または気相重合法のいずれにおいても実施できる。液相重合法において用いられる不活性炭化水素媒体として具体的には、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物などを挙げることができ、また(共)重合に供するオレフィン自身を溶媒として用いることもできる。
上記のようなオレフィン重合用触媒を用いて、オレフィンの重合を行うに際して、遷移金属化合物(A)は、反応容積1リットル当り、通常10-12〜10-2モル、好ましくは
10-10〜10-3モルになるような量で用いられる。
10-10〜10-3モルになるような量で用いられる。
有機金属化合物(B−1)は、有機金属化合物(B−1)と、遷移金属化合物(A)中の全遷移金属原子(M)とのモル比〔(B−1)/M〕が通常0.01〜100000、好ましくは0.05〜50000となるような量で用いられる。有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)は、有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)中のアルミニウム原子と、遷移金属化合物(A)中の全遷移金属(M)とのモル比〔(B−2)/M〕が、通常10〜500000、好ましくは20〜100000となるような量で用いられる。遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物(イオン化イオン性化合物)(B−3)は、イオン化イオン性化合物(B−3)と、遷移金属化合物(A)中の遷移金属原子(M)とのモル比〔(B−3)/M〕が、通常1〜10、好ましくは1〜5となるような量で用いられる。
有機化合物成分(D)は、有機金属化合物(B−1)とのモル比〔(D)/(B−1)〕が、通常0.01〜10、好ましくは0.1〜5となるような量で用いられる。有機化合物成分(D)は、有機アルミニウムオキシ化合物(B−2)とのモル比〔(D)/(B−2)〕が、通常0.001〜2、好ましくは0.005〜1となるような量で用いられる。有機化合物成分(D)は、イオン化イオン性化合物(B−3)とのモル比〔(D)/(B−3)〕が、通常0.01〜10、好ましくは0.1〜5となるような量で用いられる。
また、このようなオレフィン重合用触媒を用いたオレフィンの重合温度は、通常−50〜+200℃、好ましくは0〜170℃の範囲である。重合圧力は、通常常圧〜100kg/cm2−G、好ましくは常圧〜50kg/cm2−Gの条件下であり、重合反応は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。さらに重合を反応条件の異なる2段以上に分けて行うことも可能である。
得られるオレフィン重合体の分子量は、重合系に水素を存在させるか、または重合温度を変化させることによって調節することができる。さらに、使用する化合物(B)の量により調節することもできる。
このような本発明のオレフィン重合用触媒により重合することができるオレフィンとしては、重合性二重結合を有すれば特に限定されないが、炭素原子数が2〜30、好ましくは2〜20、より好ましくは2〜10の直鎖状または分岐状のα−オレフィン、たとえば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−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−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン;
炭素原子数が3〜30、好ましくは3〜20、より好ましくは3〜10の環状オレフィン、たとえば、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、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などが挙げられる。
炭素原子数が3〜30、好ましくは3〜20、より好ましくは3〜10の環状オレフィン、たとえば、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、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などが挙げられる。
本発明のオレフィン重合用触媒は、エチレンの単独重合、またはエチレンと炭素数3〜20のオレフィン、好ましくは炭素数3〜10の直鎖状または分岐状のα−オレフィンとの共重合に用いることがより好ましい。α−オレフィンは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
エチレンと炭素数3〜20、好ましくは炭素数3〜10のα−オレフィンとの共重合の場合、α−オレフィン(以下、オレフィンAとも称す)としては、本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、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−デセンが好ましい。これらのα−オレフィンは、1種単独でも2種以上を併用してもよい。これら中でも、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−オクテンから選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
α−オレフィンとしてエチレンを用い、かつ上記オレフィンAを用いる場合、エチレンと上記オレフィンAとの使用量比は、エチレン:上記オレフィンA(モル比)で、通常1:10〜5000:1、好ましくは1:5〜1000:1である。
本発明のオレフィン重合用触媒は、極性基(たとえば、カルボニル基、水酸基、エーテル結合基など)を有する鎖状の公知の不飽和炭化水素を(共)重合させてもよい。
また本発明のオレフィン重合用触媒は、ビニルシクロヘキサン、ジエンまたはポリエンなどを(共)重合させてもよい。
また本発明のオレフィン重合用触媒は、ビニルシクロヘキサン、ジエンまたはポリエンなどを(共)重合させてもよい。
前記ジエンまたは前記ポリエンとしては、炭素原子数が4〜30、好ましくは4〜20であり二個以上の二重結合を有する環状又は鎖状の化合物が挙げられる。具体的には、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、5,9−ジメチル−1,4,8−デカトリエン;
さらに芳香族ビニル化合物、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、p−エチルスチレンなどのモノもしくはポリアルキルスチレン;
メトキシスチレン、エトキシスチレン、ビニル安息香酸、ビニル安息香酸メチル、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、ジビニルベンゼンなどの官能基含有スチレン誘導体;
および3−フェニルプロピレン、4−フェニルプロピレン、α−メチルスチレンなどが挙げられる。
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、5,9−ジメチル−1,4,8−デカトリエン;
さらに芳香族ビニル化合物、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、p−エチルスチレンなどのモノもしくはポリアルキルスチレン;
メトキシスチレン、エトキシスチレン、ビニル安息香酸、ビニル安息香酸メチル、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、ジビニルベンゼンなどの官能基含有スチレン誘導体;
および3−フェニルプロピレン、4−フェニルプロピレン、α−メチルスチレンなどが挙げられる。
本発明の遷移金属化合物(A)は、上記に説明したようにメタロセン骨格の特定の位置に特定の置換基を導入した新規な構造を有し、該化合物(A)を含む本発明のオレフィン重合用触媒は、従来のメタロセン骨格(特定の位置に特定の置換基を有さない)を有する遷移金属化合物よりも、優れたα−オレフィンの共重合性を有し、良好なオレフィン重合活性-共重合性バランスを示し、十分な分子量を持ち、低密度のエチレン系共重合体を製造することができる。
この要因は、現時点では不明であるが、本発明者らは以下の様に考えている。すなわち、当該効果は、前記一般式[A−1]あるいは[A−2]で表わされる遷移金属化合物(A)における、(i)メタロセン特定部位へのヘテロ原子含有電子供与性置換基導入効果による、顕著なα−オレフィン共重合性向上、および(ii)ヘテロ原子導入による活性低下現象を、近傍への置換基導入効果によって阻害する効果に起因すると考えられる。
置換基の効果に関し、もう少し詳細には、ホスフィンイミド基に結合する基が嵩高い環状炭化水素基を複数結合しているその嵩高さが関与していると考えられる。すなわち、遷移金属化合物(A)は、重合反応を継続できるように助触媒とのイオンセパレーションを保つ程度の適度な立体的効果を発揮しながら、配位挿入するオレフィンに対しては立体的な障壁が比較的低い位置に嵩高い置換基を配置している。さらにこの置換基は、炭素数3以上のα−オレフィンに対しては、何らかのオレフィン配位の方向を規制し、連鎖移動を起こり難くしているため、遷移金属化合物(A)は、よりオレフィンが効率よく重合でき、共重合性、高分子量体の得やすさに寄与する場合もあるであろう。最も好ましくは、活性、共重合性、高分子量体の得やすさの各性能のバランスに優れる場合も有るのではないかと推測される。この様な効果を特に効果的に発現させるために、置換基としては環状炭化水素基を含む態様が好適であると考えられる。
〔オレフィン重合体〕
本発明によれば、上述した特定の構造を有する有用かつ新規な遷移金属化合物(A)を含むオレフィン重合用触媒の存在下で、1種または2種以上の炭素数2〜30のα−オレフィンから選ばれるオレフィンを重合することで;好ましくは、エチレンの単独重合、またはエチレンと、炭素数3〜20のオレフィンから選択される少なくとも1種のオレフィンAとを共重合することにより、オレフィン重合体を効率よく製造することができる。
本発明によれば、上述した特定の構造を有する有用かつ新規な遷移金属化合物(A)を含むオレフィン重合用触媒の存在下で、1種または2種以上の炭素数2〜30のα−オレフィンから選ばれるオレフィンを重合することで;好ましくは、エチレンの単独重合、またはエチレンと、炭素数3〜20のオレフィンから選択される少なくとも1種のオレフィンAとを共重合することにより、オレフィン重合体を効率よく製造することができる。
前記オレフィン重合体の一態様としては、エチレン由来の構成単位を好ましくは50〜100モル%、より好ましくは70〜100モル%、さらに好ましくは90〜100モル%の範囲で含むエチレン系重合体が挙げられる。前記エチレン系重合体は、前記オレフィンA由来の構成単位を好ましくは合計0〜50モル%、より好ましくは0〜30モル%、さらに好ましくは0〜10モル%の範囲で含む。ただし、エチレン由来の構成単位の含量と前記オレフィンA由来の構成単位の含量との合計を100モル%とする。前記オレフィンA由来の構成単位が前記範囲にあるエチレン系重合体は、成型加工性に優れる。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その他の構成単位を含んでいてもよい。これらの含量は、核磁気共鳴分光法や、基準となる物質がある場合には赤外分光法等により測定することができる。
これらの重合体の中でも、エチレン単独重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・1−ブテン共重合体、エチレン・1−オクテン重合体、エチレン・1−ヘキセン重合体、エチレン・4−メチル−1−ペンテン重合体、エチレン・プロピレン・1−オクテン重合体、エチレン・プロピレン・1−ヘキセン重合体、エチレン・プロピレン・4−メチル−1−ペンテン重合体が特に好ましい。上記共重合体は、通常、ランダム共重合体であるが、また、これらの重合体から選択される2種以上を混合または連続的に製造することによって得られる、いわゆるブロック共重合体(インパクトコポリマー)でもよい。
前記エチレン系重合体は、上記で述べた構成単位を有する重合体の中でも、実質的に炭素数2〜20のα−オレフィン由来の構成単位のみからなるα−オレフィン重合体が好ましい。「実質的に」とは、全構成単位に対して、炭素数2〜20のα−オレフィン由来の構成単位の割合が95重量%以上であることを意味する。
前記オレフィン重合体において、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法で測定される重量平均分子量は、特に限定されないが、好ましくは10,000〜5,000,000、より好ましくは10,000〜2,000,000、特に好ましくは20,000〜1,000,000である。重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比である分子量分布(Mw/Mn)は、特に限定されないが、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜7、特に好ましくは1〜5である。
前記オレフィン重合体において、密度は、特に限定されないが、875kg/m3以上975kg/m3以下であることが好ましい。
前記オレフィン重合体において、135℃デカリン中における極限粘度[η]は、特に限定されないが、好ましくは0.1〜40dl/g、より好ましくは0.5〜15dl/g、特に好ましくは1〜10dl/gである。
前記オレフィン重合体において、135℃デカリン中における極限粘度[η]は、特に限定されないが、好ましくは0.1〜40dl/g、より好ましくは0.5〜15dl/g、特に好ましくは1〜10dl/gである。
前記オレフィン重合体において、ASTM D1238−89に従って190℃、2.16kg荷重の条件下にて測定したメルトマスフローレイト(MFR;単位はg/10分)は、特に限定されないが、好ましくは0.001g/10分以上300g/10分以下で、より好ましくは0.001g/10分以上200g/10分以下である。
また、ASTM D1238−89に従い、190℃、10kg荷重の条件下で測定したMFR値を前記190℃、2.16kg荷重の条件下にて測定したMFR値で除した値(I10/I2)が5.0以上300未満であることが好ましい。
以上の物性値の測定条件の詳細は、実施例に記載したとおりである。
以上の物性値の測定条件の詳細は、実施例に記載したとおりである。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに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。
[測定方法]
〔遷移金属化合物の構造〕
遷移金属化合物の構造は、1H−NMRスペクトル(270MHz、日本電子GSH−270)およびFD−MS(日本電子製JMS−T1000GC)を用いて決定した。
〔遷移金属化合物の構造〕
遷移金属化合物の構造は、1H−NMRスペクトル(270MHz、日本電子GSH−270)およびFD−MS(日本電子製JMS−T1000GC)を用いて決定した。
〔重合体の重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)〕
オレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求めた。Waters社製「Alliance GPC 2000」ゲル浸透クロマトグラフ(高温サイズ排除クロマトグラフ)により得られる分子量分布曲線から計算したものであり、操作条件は、下記の通りである:
オレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求めた。Waters社製「Alliance GPC 2000」ゲル浸透クロマトグラフ(高温サイズ排除クロマトグラフ)により得られる分子量分布曲線から計算したものであり、操作条件は、下記の通りである:
<使用装置および条件>
測定装置;ゲル浸透クロマトグラフ allianceGPC2000型(Waters社)
解析ソフト;クロマトグラフィデータシステム Empower(商標、Waters社)
カラム;TSKgel GMH6−HT×2 + TSKgel GMH6−HT×2
(内径7.5mm×長さ30cm,東ソー社)
移動相;o−ジクロロベンゼン〔ОDCB〕(富士フイルム和光純薬株式会社 特級試薬)
検出器;示差屈折計(装置内蔵)
カラム温度;140℃
流速;1.0mL/min
注入量;400μL
サンプリング時間間隔;1秒
試料濃度;0.15%(w/v)
分子量較正 単分散ポリスチレン(東ソー社)/分子量495から分子量2060万
測定装置;ゲル浸透クロマトグラフ allianceGPC2000型(Waters社)
解析ソフト;クロマトグラフィデータシステム Empower(商標、Waters社)
カラム;TSKgel GMH6−HT×2 + TSKgel GMH6−HT×2
(内径7.5mm×長さ30cm,東ソー社)
移動相;o−ジクロロベンゼン〔ОDCB〕(富士フイルム和光純薬株式会社 特級試薬)
検出器;示差屈折計(装置内蔵)
カラム温度;140℃
流速;1.0mL/min
注入量;400μL
サンプリング時間間隔;1秒
試料濃度;0.15%(w/v)
分子量較正 単分散ポリスチレン(東ソー社)/分子量495から分子量2060万
[極限粘度([η])]
デカリン溶媒を用いて、135℃で測定した。重合体約20mgをデカリン15mLに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定した。このデカリン溶液にデカリン溶媒を5mL追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定した。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)を0に外挿した時のηsp/Cの値を極限粘度として採用した。
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
デカリン溶媒を用いて、135℃で測定した。重合体約20mgをデカリン15mLに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定した。このデカリン溶液にデカリン溶媒を5mL追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定した。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)を0に外挿した時のηsp/Cの値を極限粘度として採用した。
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
[重合体の密度]
190℃で融解させた重合体を、溶融押出法で内径約2.1mmのオリフィスを通過させることによって調製したストランドを120℃で30分間熱処理した。このストランドを室温で1時間放置した後に、必要に応じて適切な長さにカットして測定サンプルとした。このサンプルを用い、密度勾配管法によって密度(kg/m3)を測定した。
190℃で融解させた重合体を、溶融押出法で内径約2.1mmのオリフィスを通過させることによって調製したストランドを120℃で30分間熱処理した。このストランドを室温で1時間放置した後に、必要に応じて適切な長さにカットして測定サンプルとした。このサンプルを用い、密度勾配管法によって密度(kg/m3)を測定した。
〔重合体のヘキセン含量〕
エチレン・1−ヘキセン共重合体におけるヘキセン含量は、FT−IR(日本分光製FT−IR410型赤外分光光度計)によって測定した。FT−IRは、実施例で得られた重合体を135℃に加熱し、ホットプレスにて溶解延伸後、室温下加圧冷却することで得られたフィルムを測定サンプルとして用い、光源波数5000cm-1〜400cm-1間で測定した。ヘキセン含量は、ヘキセンに基づくC−CH2CH2CH2CH3骨格振動(1378cm-1)をキーバンドとし、キーバンドの吸光度(D1378)と内部標準バンド(4321cm-1:C−H伸縮振動とメチレン、メチル変角振動の結合音)の吸光度(D4321)との比[D1378/D4321]により求めた。
エチレン・1−ヘキセン共重合体におけるヘキセン含量は、FT−IR(日本分光製FT−IR410型赤外分光光度計)によって測定した。FT−IRは、実施例で得られた重合体を135℃に加熱し、ホットプレスにて溶解延伸後、室温下加圧冷却することで得られたフィルムを測定サンプルとして用い、光源波数5000cm-1〜400cm-1間で測定した。ヘキセン含量は、ヘキセンに基づくC−CH2CH2CH2CH3骨格振動(1378cm-1)をキーバンドとし、キーバンドの吸光度(D1378)と内部標準バンド(4321cm-1:C−H伸縮振動とメチレン、メチル変角振動の結合音)の吸光度(D4321)との比[D1378/D4321]により求めた。
なお、ヘキセン含量と前記比[D1378/D4321]との関係を特定した検量線が、ヘキセン含量の決定に使用された。前記検量線は、13C NMRによってヘキセン含量が特定された種々の組成のエチレン系共重合体を、上記の方法でFT−IR測定し前記[D1378/D4321]結果により予め作成された。
〔エチレン・プロピレンターポリマーのコモノマー含有率〕
エチレン・プロピレンターポリマーのコモノマー含有率は、FT−IR(日本分光製FT−IR410型赤外分光光度計)による測定または1H NMR測定により測定した。
エチレン・プロピレンターポリマーのコモノマー含有率は、FT−IR(日本分光製FT−IR410型赤外分光光度計)による測定または1H NMR測定により測定した。
(FT−IR測定方法)
前記エチレン・ヘキセン共重合体と同様の方法で得られたフィルムを測定サンプルとして用い、検量線を利用してプロピレン構造単位含有率、エチリデンノルボルネン構造単位含有率を測定した。
前記エチレン・ヘキセン共重合体と同様の方法で得られたフィルムを測定サンプルとして用い、検量線を利用してプロピレン構造単位含有率、エチリデンノルボルネン構造単位含有率を測定した。
検量線作成用のエチレン・プロピレンターポリマーサンプルは、下記条件の13C NMR測定によってコモノマー含量が特定された。検量線は、これらのサンプルを用い、プロピレン構造単位含有率やエチリデンノルボルネン構造単位含有率データと直線、あるいは直線に近い曲線の関係になる特定の2種の吸収波数のピーク強度比を選択し、これらの関係をグラフにして得た。
(13C NMR測定方法)
o−ジクロロベンゼン/ベンゼン−d6(4/1{vol/vol%})を測定溶媒とし、測定温度120℃、スペクトル幅250ppm、パルス繰り返し時間5.5秒、パルス幅4.7μ秒(45°パルス)の測定条件下(100MHz、日本電子ECX400P)、または測定温度120℃、スペクトル幅250ppm、パルス繰り返し時間5.5秒、パルス幅5.0μ秒(45°パルス)の測定条件下(125MHz、ブルカー・バイオスピンAVANCEIIIcryo−500)にて13C NMRスペクトルを測定し、常法により各種シグナルをアサインし、シグナル強度の積分値を基にしてコモノマー含量の定量を行った。
o−ジクロロベンゼン/ベンゼン−d6(4/1{vol/vol%})を測定溶媒とし、測定温度120℃、スペクトル幅250ppm、パルス繰り返し時間5.5秒、パルス幅4.7μ秒(45°パルス)の測定条件下(100MHz、日本電子ECX400P)、または測定温度120℃、スペクトル幅250ppm、パルス繰り返し時間5.5秒、パルス幅5.0μ秒(45°パルス)の測定条件下(125MHz、ブルカー・バイオスピンAVANCEIIIcryo−500)にて13C NMRスペクトルを測定し、常法により各種シグナルをアサインし、シグナル強度の積分値を基にしてコモノマー含量の定量を行った。
(1H NMR測定)
o-ジクロロベンゼンd4を測定溶媒とし、または測定温度120℃、スペクトル幅250ppm、パルス繰り返し時間7.0秒、パルス幅5.0μ秒(45°パルス)の測定条件下(500 MHz、ブルカー・バイオスピンAVANCEIIIcryo-500)にて1H NMR測定を行った。メチル基やエチリデン基等の各種シグナルのアサインは常法を基にして行い、シグナル強度の積算値を基にして、上記のコモノマー含有率の定量を行った。
o-ジクロロベンゼンd4を測定溶媒とし、または測定温度120℃、スペクトル幅250ppm、パルス繰り返し時間7.0秒、パルス幅5.0μ秒(45°パルス)の測定条件下(500 MHz、ブルカー・バイオスピンAVANCEIIIcryo-500)にて1H NMR測定を行った。メチル基やエチリデン基等の各種シグナルのアサインは常法を基にして行い、シグナル強度の積算値を基にして、上記のコモノマー含有率の定量を行った。
〔チタン化合物の製造〕
[実施例A1]遷移金属化合物Aの合成
下記式(A)で表される遷移金属化合物Aを以下の方法で合成した。
[実施例A1]遷移金属化合物Aの合成
下記式(A)で表される遷移金属化合物Aを以下の方法で合成した。
(配位子の合成)
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにTris(1-adamantyl)phosphine(Strem社製)1000mg(2.29mmol)、脱水トルエン30mL、トリメチルシリルアジド396mgを添加し、19時間加熱還流した。室温に戻し、溶媒を減圧留去した後、ヘキサンで洗浄した。目的物を1094mg(収率90%)得た。1H−NMR(CDCl3)の測定結果により、目的物(以下配位子A1と記載する。)を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 0.05(9H,s),2.21−1.71(45H,m)ppm
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにTris(1-adamantyl)phosphine(Strem社製)1000mg(2.29mmol)、脱水トルエン30mL、トリメチルシリルアジド396mgを添加し、19時間加熱還流した。室温に戻し、溶媒を減圧留去した後、ヘキサンで洗浄した。目的物を1094mg(収率90%)得た。1H−NMR(CDCl3)の測定結果により、目的物(以下配位子A1と記載する。)を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 0.05(9H,s),2.21−1.71(45H,m)ppm
(遷移金属化合物の合成)
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにシクロペンタジニエルチタニウムトリクロライド(Cyclopentadienyltitanium tricloride)100mg(0.456mmol)、先の反応で得られた配位子A1 250mg(0.477mmol)、脱水トルエン50mLを添加し、100℃で21.5時間撹拌した。溶媒を減圧留去した後、ジクロメタンに溶解し、ヘキサンを加えた。溶媒を半量減圧留去し、析出した黄色粉末をろ過により回収し、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。黄色固体(以後、遷移金属化合物Aとする。)171mgを収率59%で得た。1H−NMR(CDCl3)とFD−MSの測定結果により、目的物を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 2.46−1.73(45H,m),6
.51(5H,s)ppm
FD−MS:m/z=633.3(M+)
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにシクロペンタジニエルチタニウムトリクロライド(Cyclopentadienyltitanium tricloride)100mg(0.456mmol)、先の反応で得られた配位子A1 250mg(0.477mmol)、脱水トルエン50mLを添加し、100℃で21.5時間撹拌した。溶媒を減圧留去した後、ジクロメタンに溶解し、ヘキサンを加えた。溶媒を半量減圧留去し、析出した黄色粉末をろ過により回収し、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。黄色固体(以後、遷移金属化合物Aとする。)171mgを収率59%で得た。1H−NMR(CDCl3)とFD−MSの測定結果により、目的物を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 2.46−1.73(45H,m),6
.51(5H,s)ppm
FD−MS:m/z=633.3(M+)
[実施例A2]遷移金属化合物Bの合成
下記式(B)で表される遷移金属化合物Bを以下の方法で合成した。
下記式(B)で表される遷移金属化合物Bを以下の方法で合成した。
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにインデニルチタニウムトリクロライド(Indenyltitanium tricloride)100mg(0.371mmol)、実施例A1で得られた配位子A1 204mg(0.389mmol)、脱水トルエン40mLを添加し、100℃で17時間撹拌した。溶媒を10%まで減圧留去した後、ヘキサンを加えた。析出した黄色粉末をろ過により回収した。得られた黄色固体に少量のジクロメタンを添加しメンブレンフィルターで不溶解物を除去しながら溶液をヘキサンに添加した。溶媒を25%の量まで減圧留去した後、析出した黄色粉末をろ過により回収した。減圧乾燥して黄色粉末(以後、遷移金属化合物Bとする。)201mgを収率79%で得た。1H−NMR(CDCl3)とFD−MSの測定結果により、目的物を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 2.48−1.73(45H,m),6
.59(2H,d,J=3.3Hz),7.10(1H,t,J=3.3Hz), 7.29
−7.24(2H,m),7.69−7.65(2H,m)ppm
FD−MS:m/z=683.2(M+)
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 2.48−1.73(45H,m),6
.59(2H,d,J=3.3Hz),7.10(1H,t,J=3.3Hz), 7.29
−7.24(2H,m),7.69−7.65(2H,m)ppm
FD−MS:m/z=683.2(M+)
[実施例A3]遷移金属化合物Cの合成
下記式(C)で表される遷移金属化合物Cを以下の方法で合成した。
下記式(C)で表される遷移金属化合物Cを以下の方法で合成した。
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにペンタフルオロフェニルメチルシクロペンタジニエルチタニウムトリクロライド(Pentafluorophenylmethyl cyclopentadienyl titanium tricloride)160mg(0.401mmol)、実施例A1で得られた配位子A1 210mg(0.401mmol)、脱水トルエン40mLを添加し、100℃で18.5時間撹拌した。溶媒を20%まで減圧留去した後、ヘキサンを加えた。析出した黄色粉末をろ過により回収した。得られた黄色固体を少量のジクロメタンを溶解させヘキサンに添加した。溶媒を1/3の量まで減圧留去した後、析出した黄色粉末をろ過により回収した。減圧乾燥して黄色粉末(以後、遷移金属化合物Cとする。)261mgを収率80%で得た。1H−NMR(CDCl3)とFD−MSの測定結果により、目的物を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 2.47−1.73(45H,m),4
.05(2H, s)6.28(2H,t,J=2.6Hz),6.46(2H,t,J=2.6Hz)ppm
FD−MS:m/z=813.2(M+)
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 2.47−1.73(45H,m),4
.05(2H, s)6.28(2H,t,J=2.6Hz),6.46(2H,t,J=2.6Hz)ppm
FD−MS:m/z=813.2(M+)
[実施例A4]遷移金属化合物Dの合成
下記式(D)で表される遷移金属化合物Dを以下の方法で合成した。
下記式(D)で表される遷移金属化合物Dを以下の方法で合成した。
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにアダマンチル−シクロペンタジニエルチタニウムトリクロライド(Adamantyl-cyclopentadienyl titanium tricloride) 168mg(0.475mmol)、実施例A1で得られた配位子A1 250mg(0.477mmol)、脱水トルエン50mLを添加し、100℃で17時間撹拌した。溶媒を10%まで減圧留去した後、ヘキサンを加えた。析出した黄色粉末をろ過により回収した。得られた黄色粉末を少量のジクロメタンに溶解させヘキサンに添加した。溶媒を2/3の量まで減圧留去した後、析出した黄色粉末をろ過により回収した。減圧乾燥して黄色粉末(以後、遷移金属化合物Dとする。)206mgを収率56%で得た。1H−NMR(CDCl3)とFD−MSの測定結果により、目的物を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 2.47−1.79(60H,m), 6.48−6.41(4H,m)ppm
FD−MS:m/z=767.4(M+)
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 2.47−1.79(60H,m), 6.48−6.41(4H,m)ppm
FD−MS:m/z=767.4(M+)
[実施例A5]遷移金属化合物Eの合成
下記式(E)で表される遷移金属化合物Eを以下の方法で合成した。
下記式(E)で表される遷移金属化合物Eを以下の方法で合成した。
(配位子E1の合成)
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにDi(1-adamantyl)-n-butylphosphine(cataCXiumR, Aldrich社製)502mg(1.39mmol)、脱水トルエン30mL、トリメチルシリルアジド176mg(1.53mmol)を添加し、5時間80℃で還流した。室温に戻し、溶媒を減圧留去した後、ヘキサンで洗浄した。目的物を536mg(収率86%)得た。1H−NMR(CDCl3)の測定結果により、下記式(E1)で表される目的物(以下、配位子E1とする。)を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 0.00(9H,s),0.93(3H,t),1.32−1.96(36H,m)ppm
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにDi(1-adamantyl)-n-butylphosphine(cataCXiumR, Aldrich社製)502mg(1.39mmol)、脱水トルエン30mL、トリメチルシリルアジド176mg(1.53mmol)を添加し、5時間80℃で還流した。室温に戻し、溶媒を減圧留去した後、ヘキサンで洗浄した。目的物を536mg(収率86%)得た。1H−NMR(CDCl3)の測定結果により、下記式(E1)で表される目的物(以下、配位子E1とする。)を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 0.00(9H,s),0.93(3H,t),1.32−1.96(36H,m)ppm
(遷移金属化合物の合成)
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにシクロペンタジニエルチタニウムトリクロライド(Cyclopentadienyltitanium tricloride)144mg(0.657mmol)、先の反応で得られた配位子E1を307mg(0.689mmol)、脱水トルエン50mLを添加し、100℃で16時間撹拌した。溶媒を減圧留去した後、ジクロメタンに溶解し、ヘキサンを加えた。溶媒を半量減圧留去し、析出した黄色粉末をろ過により回収し、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。黄色固体(以後、遷移金属化合物Eとする。)294mgを収率82%で得た。1H−NMR(CDCl3)とFD−MSの測定結果により、目的物を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 1.02(3H,t),1.42−1.53(2H,m),1.68−2.35(34H,m),6.47(5H,s)ppm
FD−MS:m/z=555.2(M+)
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにシクロペンタジニエルチタニウムトリクロライド(Cyclopentadienyltitanium tricloride)144mg(0.657mmol)、先の反応で得られた配位子E1を307mg(0.689mmol)、脱水トルエン50mLを添加し、100℃で16時間撹拌した。溶媒を減圧留去した後、ジクロメタンに溶解し、ヘキサンを加えた。溶媒を半量減圧留去し、析出した黄色粉末をろ過により回収し、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。黄色固体(以後、遷移金属化合物Eとする。)294mgを収率82%で得た。1H−NMR(CDCl3)とFD−MSの測定結果により、目的物を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 1.02(3H,t),1.42−1.53(2H,m),1.68−2.35(34H,m),6.47(5H,s)ppm
FD−MS:m/z=555.2(M+)
[実施例A6]遷移金属化合物Fの合成
下記式(F)で表される遷移金属化合物Fを以下の方法で合成した。
下記式(F)で表される遷移金属化合物Fを以下の方法で合成した。
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにペンタフルオロフェニルメチルシクロペンタジニエルチタニウムトリクロライド(Pentafluorophenylmethyl cyclopentadienyl titanium tricloride)246mg(0.616mmol)、先の反応で得られた配位子E1を287mg(0.664mmol)、脱水トルエン50mLを添加し、100℃で16時間撹拌した。溶媒を減圧留去した後、ジクロメタンに溶解し、ヘキサンを加えた。溶媒を半量減圧留去し、析出した黄色粉末をろ過により回収し、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。黄色粉末(以後、遷移金属化合物(F)とする。)287mgを収率59%で得た。1H−NMR(CDCl3)とFD−MSの測定結果により、目的物を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 0.95(3H, t),1.38−1.46(2H,m),1.68−2.09(34H,m),3.97(2H,s),6.20(2H,d),6.33(2H,t)ppm
FD−MS:m/z=735.1(M+)
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 0.95(3H, t),1.38−1.46(2H,m),1.68−2.09(34H,m),3.97(2H,s),6.20(2H,d),6.33(2H,t)ppm
FD−MS:m/z=735.1(M+)
[実施例A7]遷移金属化合物Gの合成
下記式(G)で表される遷移金属化合物Gを以下の方法で合成した。
下記式(G)で表される遷移金属化合物Gを以下の方法で合成した。
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにインデニルチタニウムトリクロライド(Indenyltitanium tricloride)150mg(0.559mmol)、先の反応で得られた配位子E1を261mg(0.587mmol)、脱水トルエン50mLを添加し、100℃で16時間撹拌した。溶媒を減圧留去した後、ジクロメタンに溶解し、ヘキサンを加えた。溶媒を半量減圧留去し、析出した黄色粉末をろ過により回収し、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。黄色粉末(以後、遷移金属化合物Gとする。)226mgを収率67%で得た。1H−NMR(CDCl3)とFD−MSの測定結果により、目的物を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 0.96(3H,t),1.36−1.50(2H,m)1.36−2.83(34H,m),6.50(2H,d),6.91(1H,t),7.14−7.22(2H,m),7.57−7.62(2H,m)ppm
FD−MS:m/z=605.2(M+)
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 0.96(3H,t),1.36−1.50(2H,m)1.36−2.83(34H,m),6.50(2H,d),6.91(1H,t),7.14−7.22(2H,m),7.57−7.62(2H,m)ppm
FD−MS:m/z=605.2(M+)
[比較合成例a1]遷移金属化合物aの合成
下記式(a)で表される遷移金属化合物aをOrganometallics 1999, 18, 1116-1118.
に記載の方法によって合成した。
下記式(a)で表される遷移金属化合物aをOrganometallics 1999, 18, 1116-1118.
に記載の方法によって合成した。
[比較合成例a2]遷移金属化合物bの合成
下記式(b)で表される遷移金属化合物bをJ.Organomet.Chem.2004,689,203.に記載の方法によって合成した。
下記式(b)で表される遷移金属化合物bをJ.Organomet.Chem.2004,689,203.に記載の方法によって合成した。
[比較合成例a3]遷移金属化合物cの合成
下記式(c)で表される遷移金属化合物cを特開2006−169521号公報に記載の方法によって合成した。
下記式(c)で表される遷移金属化合物cを特開2006−169521号公報に記載の方法によって合成した。
[比較合成例a4]遷移金属化合物dの合成
下記式(d)で表される遷移金属化合物dを以下の方法によって合成した。式(d)中、「Adm」はアダマンチル基を表す。
下記式(d)で表される遷移金属化合物dを以下の方法によって合成した。式(d)中、「Adm」はアダマンチル基を表す。
窒素雰囲気下、シュレンクフラスコにアダマンチル−シクロペンタジニエルチタニウムトリクロライド(Adamantyl-cyclopentadienyl titanium tricloride) 354mg(1
.00mmol)、1,1,1-tri-tert-butyl-N-(trimethylsilyl) -phosphanimine 326
mg(1.12mmol)、脱水トルエン50mLを添加し、100℃で19時間撹拌した。溶媒を減圧留去した後、少量のジクロメタンを溶解させヘキサンに添加した。析出した黄色粉末をろ過により回収した。得られた黄色粉末を少量のジクロメタンに溶解させヘキサンを加えて-10℃にて再結晶した。析出した結晶をろ過により回収し、ヘキサンで
洗浄した後減圧乾燥して黄色固体を326mg、収率61%で得た。1H−NMR(CD
Cl3)とFD−MSの測定結果により、目的物を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 2.03−1.52(42H,m), 6.45−6.39(4H,m)ppm
FD−MS:m/z=533.2(M+)
.00mmol)、1,1,1-tri-tert-butyl-N-(trimethylsilyl) -phosphanimine 326
mg(1.12mmol)、脱水トルエン50mLを添加し、100℃で19時間撹拌した。溶媒を減圧留去した後、少量のジクロメタンを溶解させヘキサンに添加した。析出した黄色粉末をろ過により回収した。得られた黄色粉末を少量のジクロメタンに溶解させヘキサンを加えて-10℃にて再結晶した。析出した結晶をろ過により回収し、ヘキサンで
洗浄した後減圧乾燥して黄色固体を326mg、収率61%で得た。1H−NMR(CD
Cl3)とFD−MSの測定結果により、目的物を同定した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3)δ 2.03−1.52(42H,m), 6.45−6.39(4H,m)ppm
FD−MS:m/z=533.2(M+)
〔エチレン重合体、エチレン・1−ヘキセン共重合体の製造〕
[実施例p1]
窒素雰囲気下、内容積270Lの攪拌機付き反応器を用い、シリカゲル(富士シリシア化学株式会社製、レーザー光回折散乱法の体積分布の累積50%粒径:70μm、比表面積:340m2/g、細孔容積:1.3cm3/g、250℃で10時間乾燥)10kgを77Lのトルエンに懸濁させた後、0〜5℃に冷却した。この懸濁液にメチルアルミノキサンのトルエン溶液(Al原子換算で3.5mol/L)19.4Lを30分間かけて滴下した。この際、系内温度を0〜5℃に保った。次いで、これらを0〜5℃で30分間接触させた後、1.5時間かけて系内温度を95℃まで昇温して、引き続き95℃で4時間接触させた。その後、常温まで降温して、上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンで2回洗浄することで、全量115Lの担体スラリーを調製した。得られた担体スラリーの一部を採取し分析したところ、固体分濃度は122.6g/L、Al濃度は0.612mol/Lであった。
[実施例p1]
窒素雰囲気下、内容積270Lの攪拌機付き反応器を用い、シリカゲル(富士シリシア化学株式会社製、レーザー光回折散乱法の体積分布の累積50%粒径:70μm、比表面積:340m2/g、細孔容積:1.3cm3/g、250℃で10時間乾燥)10kgを77Lのトルエンに懸濁させた後、0〜5℃に冷却した。この懸濁液にメチルアルミノキサンのトルエン溶液(Al原子換算で3.5mol/L)19.4Lを30分間かけて滴下した。この際、系内温度を0〜5℃に保った。次いで、これらを0〜5℃で30分間接触させた後、1.5時間かけて系内温度を95℃まで昇温して、引き続き95℃で4時間接触させた。その後、常温まで降温して、上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンで2回洗浄することで、全量115Lの担体スラリーを調製した。得られた担体スラリーの一部を採取し分析したところ、固体分濃度は122.6g/L、Al濃度は0.612mol/Lであった。
窒素雰囲気下、内容積200mLの攪拌機付き反応器に、トルエン30mL、並びに前記担体スラリー1.63mL(固体分重量0.2g)を加えた。次いで、合成例A1で得られた遷移金属化合物Aを5.0μmolトルエン溶液として加え、系内温度20〜25℃で1時間これらを接触させた後、上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにヘキサンを用いて2回洗浄した。これにより、全量40mLの触媒スラリーを調製した。
充分に窒素置換した内容積1LのSUS製オートクレーブに、ヘプタン500mLを添加した後、エチレンを流通させ反応器内をエチレンで飽和させた。次に、1−ヘキセンを表1に記載の量加え、トリイソブチルアルミニウム0.375mmolおよび、アデカプルロニックL−71(ADEKA株式会社製)2.5mgをデカン溶液として加え、前記触媒スラリーを固体分として20.0mgとなる量加えた後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温、昇圧し、90分間重合反応を行った。得られたポリマーをろ過後、80℃で10時間減圧乾燥してエチレン重合体41.5gを得たことから、触媒スラリー固体分1g当たりの重合体製造量(表1における活性)は2070g/g−catと算出された。得られた重合体の分析値を表1に記す。
[実施例p2〜p8]
実施例p1における遷移金属化合物および1−ヘキセン添加量を表1に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p1と同様の操作にて触媒スラリーの調製、エチレン重合体およびエチレン・1−へキセン共重合体の製造を行った。得られた重合体の量から算出した活性(g/g−cat)および重合体の分析値を表1に記す。
実施例p1における遷移金属化合物および1−ヘキセン添加量を表1に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p1と同様の操作にて触媒スラリーの調製、エチレン重合体およびエチレン・1−へキセン共重合体の製造を行った。得られた重合体の量から算出した活性(g/g−cat)および重合体の分析値を表1に記す。
[比較例p1〜p8]
実施例p1における遷移金属化合物および1−ヘキセン添加量を表1に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p1と同様の操作にて触媒スラリーの調製、エチレン重合体およびエチレン・1−へキセン共重合体の製造を行った。得られた重合体の量から算出した活性(g/g−cat)および重合体の分析値を表1に記す。
実施例p1における遷移金属化合物および1−ヘキセン添加量を表1に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p1と同様の操作にて触媒スラリーの調製、エチレン重合体およびエチレン・1−へキセン共重合体の製造を行った。得られた重合体の量から算出した活性(g/g−cat)および重合体の分析値を表1に記す。
上記の表1の数値より以下のことが分かる。
・エチレン単独重合においては、本発明の態様は活性が高い傾向がある。
・炭素数3以上のオレフィンの含有率が高い傾向にある。
・炭素数3以上のオレフィンの含有率が高くなると、通常、重合活性は低くなる傾向があ
るが、本発明の態様であれば、オレフィン含有率が高くても、比較例に比して重合活性はほぼ同等レベルかそれ以上である。
・オレフィン含有率が高くなると、一般的に分子量も低下する傾向があるが、本発明の態様であれば、オレフィン含有率が高くても分子量は同等レベルかそれ以上である。
・エチレン単独重合においては、本発明の態様は活性が高い傾向がある。
・炭素数3以上のオレフィンの含有率が高い傾向にある。
・炭素数3以上のオレフィンの含有率が高くなると、通常、重合活性は低くなる傾向があ
るが、本発明の態様であれば、オレフィン含有率が高くても、比較例に比して重合活性はほぼ同等レベルかそれ以上である。
・オレフィン含有率が高くなると、一般的に分子量も低下する傾向があるが、本発明の態様であれば、オレフィン含有率が高くても分子量は同等レベルかそれ以上である。
[実施例p9]
国際公開2010/055652パンフレットに記載の方法(予備実験1および実施例5)に準じて固体状アルミノキサンを合成し、これを担体として用いた。ただし、トリメチルアルミニウムの発火等の安全性に配慮して、当該文献に開示されている条件の約1/6倍の濃度で実施した。
国際公開2010/055652パンフレットに記載の方法(予備実験1および実施例5)に準じて固体状アルミノキサンを合成し、これを担体として用いた。ただし、トリメチルアルミニウムの発火等の安全性に配慮して、当該文献に開示されている条件の約1/6倍の濃度で実施した。
具体的には、攪拌装置を有するガラス製反応器に0.5mol/Lに調整したトリメチルアルミニウムのトルエン溶液100mLを装入した。この溶液を15℃になるまで冷却し、これに安息香酸2.18gを溶液の温度が25℃以下に保たれるような速度でゆっくりと添加した。その後50℃で加熱熟成を1時間行った。この時、トリメチルアルミニウムと安息香酸の酸素原子のモル比は、1.40であった。反応液を70℃で4時間加熱し、その後60℃で6時間加熱した後、一度室温まで冷却した。次いで100℃で8時間加熱し、固体成分を析出させた。溶液を30℃以下まで冷却した後、洗浄のためにヘキサン100mLを攪拌下に添加した。30分間静置した後、上澄み液150mLを除去し、さらにヘキサン150mLを攪拌下に添加した。15分間静置した後、上澄み液150mLを除去し、さらにヘキサン150mLを攪拌下に添加した。最後に15分間静置した後、上澄み液180mLを除去し、ヘキサンを総量が14.6mLになるように添加し、担体スラリーを得た。得られた担体スラリーの一部を採取し分析したところ、固体分濃度は41.0g/L、Al濃度は0.583mol/Lであった。また、得られた担体を走査型電子顕微鏡により粒子観察したところ平均粒子径は6.8μm、比表面積は18.1m2/mmol―Alであった。
窒素雰囲気下、内容積200mLの攪拌機付き反応器に、トルエン30mLおよび前記担体スラリー2.44mL(固体分重量0.1g)を加えた。次いで、遷移金属化合物Aを5.0μmolトルエン溶液として加え、系内温度20〜25℃で1時間接触させた後、上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにヘキサンを用いて2回洗浄した。これにより、全量40mLの触媒スラリーを調製した。
充分に窒素置換した内容積1LのSUS製オートクレーブに、ヘプタン500mLを添加した後、エチレンを流通させ反応器内をエチレンで飽和させた。次に、1−ヘキセンを表1に記載の量加え、トリイソブチルアルミニウム0.25mmolおよび、アデカプルロニックL−71(ADEKA株式会社製)2.5mgをデカン溶液として加え、前記触媒スラリーを固体分として5.0mgとなる量加えた後、水素濃度0.10vol%のエチレン・水素混合ガスを用いて、75℃、0.65MPaGに昇温、昇圧し、90分間重合反応を行った。得られたポリマーをろ過後、80℃で10時間減圧乾燥してエチレン重合体48.6gを得たことから、触媒スラリー固体分1g当たりの重合体製造量(表2における活性)は9710g/g−catと算出された。得られた重合体の分析値を表2に記す。
[実施例p10〜p16]
実施例p9における遷移金属化合物および1−ヘキセン添加量を表2に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p9と同様の操作にて触媒スラリーの調製、エチレン重合体およびエチレン・1−へキセン共重合体の製造を行った。得られた重合体の量から算出した活性(g/g−cat)および重合体の分析値を表2に記す。
実施例p9における遷移金属化合物および1−ヘキセン添加量を表2に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p9と同様の操作にて触媒スラリーの調製、エチレン重合体およびエチレン・1−へキセン共重合体の製造を行った。得られた重合体の量から算出した活性(g/g−cat)および重合体の分析値を表2に記す。
[比較例p9〜p16]
実施例p9における遷移金属化合物および1−ヘキセン添加量を表2に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p9と同様の操作にて触媒スラリーの調製、エチレン重合体およびエチレン・1−へキセン共重合体の製造を行った。得られた重合体の量から算出した活性(g/g−cat)および重合体の分析値を表2に記す。
実施例p9における遷移金属化合物および1−ヘキセン添加量を表2に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p9と同様の操作にて触媒スラリーの調製、エチレン重合体およびエチレン・1−へキセン共重合体の製造を行った。得られた重合体の量から算出した活性(g/g−cat)および重合体の分析値を表2に記す。
上記の表の結果からも、本発明の態様であれば、比較例に比して重合活性が高く、分子量はほぼ同等であることがわかる。
[実施例p17〜p20]
実施例p9における遷移金属化合物および1−ヘキセン使用量を表3に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p9と同様の操作にて触媒スラリーの調製、エチレン重合体およびエチレン・1−へキセン共重合体の製造を行った。実施例p17〜p20の結果を、比較例9、11〜13の結果とともに表3に記す。
実施例p9における遷移金属化合物および1−ヘキセン使用量を表3に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p9と同様の操作にて触媒スラリーの調製、エチレン重合体およびエチレン・1−へキセン共重合体の製造を行った。実施例p17〜p20の結果を、比較例9、11〜13の結果とともに表3に記す。
表3の結果から、遷移金属化合物E〜Gを用いた態様では、従来よりも分子量が高い重合体を得やすい傾向があることが分かる。
[実施例p21]
<エチレン・プロピレン・ENB共重合体の製造>
充分に窒素置換した内容積2Lのステンレス製オートクレーブに、ヘキサン1030mL、エチリデンノルボルネン(ENB)を装入し、系内の温度を95℃に昇温した後、プロピレンを所定の分圧分装入した。その後、エチレンを供給することにより全圧を1.6MPa−Gとした。次に、トリイソブチルアルミニウム0.3mmol、主触媒として上記で得た遷移金属化合物Eを0.05マイクロモル、助触媒としてトリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを前記遷移金属化合物の4モル倍を窒素で圧入し、攪拌回転数を250rpmにすることにより重合を開始した。その後、エチレンのみを連続的に供給することにより全圧を1.6MPa−Gに保ち、95℃で15分間重合を行った。少量のエタノールを系内に添加することにより重合を停止した後、未反応のエチレンをパージした。得られたポリマー溶液を、大過剰のメタノール/アセトン混合溶液中に投入することにより、ポリマーを析出させた。ポリマーをろ過により回収し、120℃の減圧下で一晩乾燥して、エチレン・プロピレン・ENB共重合体を製造した。
得られた重合体の分析結果を表4に示す。
<エチレン・プロピレン・ENB共重合体の製造>
充分に窒素置換した内容積2Lのステンレス製オートクレーブに、ヘキサン1030mL、エチリデンノルボルネン(ENB)を装入し、系内の温度を95℃に昇温した後、プロピレンを所定の分圧分装入した。その後、エチレンを供給することにより全圧を1.6MPa−Gとした。次に、トリイソブチルアルミニウム0.3mmol、主触媒として上記で得た遷移金属化合物Eを0.05マイクロモル、助触媒としてトリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを前記遷移金属化合物の4モル倍を窒素で圧入し、攪拌回転数を250rpmにすることにより重合を開始した。その後、エチレンのみを連続的に供給することにより全圧を1.6MPa−Gに保ち、95℃で15分間重合を行った。少量のエタノールを系内に添加することにより重合を停止した後、未反応のエチレンをパージした。得られたポリマー溶液を、大過剰のメタノール/アセトン混合溶液中に投入することにより、ポリマーを析出させた。ポリマーをろ過により回収し、120℃の減圧下で一晩乾燥して、エチレン・プロピレン・ENB共重合体を製造した。
得られた重合体の分析結果を表4に示す。
[実施例p22〜p24、比較例p17〜p20]
実施例p21における遷移金属化合物およびENB使用量を表4に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p21と同様の操作にてエチレン・プロピレン・ENB共重合体の製造を行った。結果を表4に記す。
実施例p21における遷移金属化合物およびENB使用量を表4に記載の条件に変更したこと以外は、実施例p21と同様の操作にてエチレン・プロピレン・ENB共重合体の製造を行った。結果を表4に記す。
表4の結果から、遷移金属化合物E〜Gを用いた態様では、従来よりもプロピレンやエチリデンノルボルネンなどのα−オレフィンやジエン化合物由来の構造単位の含有率が高い重合体を得やすい傾向があることが分かる。
Claims (8)
- 下記一般式[A−1]で表される遷移金属化合物。
Mはチタン原子、ジルコニウム原子、またはハフニウム原子であり、
nは1〜3の整数であり、
Xはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、イオウ含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基、またはジエン系二価誘導体基であり、
R1〜R5およびR6はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、窒素含有基、イオウ含有基、またはリン含有基であり、R1〜R5のうち隣接する基同士は互いに結合して環を形成していてもよい。
また、R7およびR8は環状炭化水素基である。] - 前記一般式[A−2]において、
Mがチタン原子またはジルコニウム原子である、請求項2に記載の遷移金属化合物。 - 前記一般式[A−2]において、
Mはチタン原子である、請求項2に記載の遷移金属化合物。 - 前記一般式[A−2]において、R6はアダマンチル基である、請求項2〜4のいずれ
か一項に記載の遷移金属化合物。 - (A)請求項1〜5のいずれか一項に記載の遷移金属化合物と、
(B)(B−1)有機金属化合物、
(B−2)有機アルミニウムオキシ化合物、および
(B−3)前記遷移金属化合物と反応してイオン対を形成する化合物
からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と
を含むオレフィン重合用触媒。 - 請求項6に記載のオレフィン重合用触媒の存在下でオレフィンを重合するオレフィン重合体の製造方法。
- 前記オレフィンが、
(Z−1)炭素原子数2〜30のオレフィンから選ばれるオレフィンであることを特徴とする、請求項7に記載のオレフィン重合体の製造方法。
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