JP2022054431A - α-オレフィン重合用触媒成分の製造方法、α-オレフィン重合用触媒の製造方法、及び、α-オレフィン重合体の製造方法 - Google Patents
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Landscapes
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
【課題】非晶成分が少なく、立体規則性が高いα-オレフィン重合体が得られるα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】以下の工程1、2を順次経ることを特徴とする、α-オレフィン重合用触媒成分の製造方法。工程1:下記成分(a1)、(a2)、(a3)、(a4)を混合し、固体触媒成分(A1)を得る工程。成分(a1):マグネシウム、チタン、ハロゲン、電子供与体を必須成分として含有する固体成分成分(a2):アルケニル基を有するシラン化合物成分(a3):アルコキシシラン化合物[ただし、アルケニル基を有するシラン化合物とは異なる。]成分(a4):有機アルミニウム化合物工程2:α-オレフィンの存在下、前記固体触媒成分(A1)、下記成分(A2)及び成分(A3)を混合し、α-オレフィン重合用触媒成分(A)を得る工程。成分(A2):(A2-1)不飽和環状エーテル化合物及び(A2-2)アミド結合を有する環状化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物成分(A3):水素【選択図】なし
Description
本発明は、α-オレフィン重合用触媒成分の製造方法、α-オレフィン重合用触媒の製造方法、及び、α-オレフィン重合体の製造方法に関する。
ポリプロピレンは、産業資材として最も重要なプラスチック材料であり、フィルムやシートとして包装材料及び電気材料などに、成形品として自動車部材や家電製品などの工業材料に、さらに、繊維材料や建築材料などの各種の用途に広範に汎用されている。
このように利用用途が非常に広く多岐にわたるために、ポリプロピレンにおいては、それらの用途面から、多種の性質においての改良、向上が求め続けられ、それらの要望に応じるために、主として重合触媒の改良による技術開発が展開されてきた。
このように利用用途が非常に広く多岐にわたるために、ポリプロピレンにおいては、それらの用途面から、多種の性質においての改良、向上が求め続けられ、それらの要望に応じるために、主として重合触媒の改良による技術開発が展開されてきた。
遷移金属化合物と有機金属化合物を利用したチーグラー系の触媒により、プロピレンの重合活性が非常に高められて、工業生産が実現化されたが、その後に分子量分布による重合体の物性の改善やプロピレン系重合体の非晶成分(低立体規則性および低分子量なポリマー)の削減、立体規則性の向上をはじめ、多種の性能の改良がなされている。
具体的には、マグネシウム化合物を触媒担体としてチタン及びハロゲンを必須成分として含有する固体触媒成分を使用した触媒が開発され、さらに、電子供与体を使用して触媒活性と立体規則性を高めた触媒(例えば、特許文献1~3参照)、その後には、特定の有機ケイ素化合物を新たに触媒成分に付加して、さらに、触媒活性や立体規則性の向上をはかる提案もなされている(特許文献4参照)。また、特定の有機ケイ素化合物の他に、ビニル基やアリル基のようなアルケニル基を有する特殊な構造のケイ素化合物を併用することで、触媒活性や立体規則性がさらに向上し、分子量調節剤として用いられる水素のレスポンスが良化するなどの性能向上をはかる提案もされている(例えば、特許文献5~8参照)。さらに、有機ケイ素化合物と組み合わせた特定のアミド化合物または亜硫酸エステルなどを外部ドナーとして使用して、非晶成分を低減する提案もされている(特許文献9、10参照)。
また、重合時に選択性制御剤としてアルコキシシラン化合物、活性制限剤としてモノエーテル化合物を使用し、高い重合温度でのポリマーの軟化による反応器の汚染を避ける提案もされている(特許文献11参照)。さらに、特定のフラン化合物を電子供与体と一定の割合で触媒成分中に含有させることで重合活性を向上させる(特許文献12参照)など、多くの改良技術が開示されている。
具体的には、マグネシウム化合物を触媒担体としてチタン及びハロゲンを必須成分として含有する固体触媒成分を使用した触媒が開発され、さらに、電子供与体を使用して触媒活性と立体規則性を高めた触媒(例えば、特許文献1~3参照)、その後には、特定の有機ケイ素化合物を新たに触媒成分に付加して、さらに、触媒活性や立体規則性の向上をはかる提案もなされている(特許文献4参照)。また、特定の有機ケイ素化合物の他に、ビニル基やアリル基のようなアルケニル基を有する特殊な構造のケイ素化合物を併用することで、触媒活性や立体規則性がさらに向上し、分子量調節剤として用いられる水素のレスポンスが良化するなどの性能向上をはかる提案もされている(例えば、特許文献5~8参照)。さらに、有機ケイ素化合物と組み合わせた特定のアミド化合物または亜硫酸エステルなどを外部ドナーとして使用して、非晶成分を低減する提案もされている(特許文献9、10参照)。
また、重合時に選択性制御剤としてアルコキシシラン化合物、活性制限剤としてモノエーテル化合物を使用し、高い重合温度でのポリマーの軟化による反応器の汚染を避ける提案もされている(特許文献11参照)。さらに、特定のフラン化合物を電子供与体と一定の割合で触媒成分中に含有させることで重合活性を向上させる(特許文献12参照)など、多くの改良技術が開示されている。
しかしながら、本研究者等が知る限りでは、このようないずれの触媒系においても、生成するプロピレン系重合体の非晶成分の低減や立体規則性を高めるなどの諸性質特性の改良は未だに充分とはいえなく、各利用分野において、諸性質の向上が必要とされ、例えば、自動車部品材料分野などでは、成形品として高剛性が要求され、特に高結晶性すなわち立体規則性の向上および非晶成分の低減に対するさらなる改善が望まれ、包装材料分野では、ベタツキ性のさらなる改良なども強く要望されている。
本願の目的は、ポリプロピレン材料分野やプロピレン重合用触媒における前記した従来技術の状況において、さらなる性能向上の要望に応えるべく、剛性をさらに高めるため、なお一層の非晶成分の低減をなし、立体規則性を向上させたα-オレフィン重合体が得られるα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法を提供することにある。
本研究者らは、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、非晶成分が少なく、立体規則性が高いα-オレフィン重合体が得られるα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法を見出した。
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法は、以下の工程1、2を順次経ることを特徴とする。
工程1:下記成分(a1)、(a2)、(a3)、(a4)を混合し、固体触媒成分(A1)を得る工程。
成分(a1):マグネシウム、チタン、ハロゲン、電子供与体を必須成分として含有する固体成分
成分(a2):アルケニル基を有するシラン化合物
成分(a3):アルコキシシラン化合物[ただし、アルケニル基を有するシラン化合物とは異なる。]
成分(a4):有機アルミニウム化合物
工程2:α-オレフィンの存在下、前記固体触媒成分(A1)、下記成分(A2)及び成分(A3)を混合し、α-オレフィン重合用触媒成分(A)を得る工程。
成分(A2):(A2-1)不飽和環状エーテル化合物及び(A2-2)アミド結合を有する環状化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物
成分(A3):水素
工程1:下記成分(a1)、(a2)、(a3)、(a4)を混合し、固体触媒成分(A1)を得る工程。
成分(a1):マグネシウム、チタン、ハロゲン、電子供与体を必須成分として含有する固体成分
成分(a2):アルケニル基を有するシラン化合物
成分(a3):アルコキシシラン化合物[ただし、アルケニル基を有するシラン化合物とは異なる。]
成分(a4):有機アルミニウム化合物
工程2:α-オレフィンの存在下、前記固体触媒成分(A1)、下記成分(A2)及び成分(A3)を混合し、α-オレフィン重合用触媒成分(A)を得る工程。
成分(A2):(A2-1)不飽和環状エーテル化合物及び(A2-2)アミド結合を有する環状化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物
成分(A3):水素
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法においては、前記成分(A2-1)が、下記一般式(1)で表されるものであってもよい。
(一般式(1)中、R1およびR2は水素原子又は炭化水素基であり、R1とR2は同一であっても異なっていても良い。)
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法においては、前記成分(A2-2)が、下記一般式(2)で表されるものであってもよい。
(一般式(2)中、Xは炭素原子、窒素原子又は酸素原子であり、R3およびR4は水素原子又は炭化水素基であり、R3とR4は同一であっても異なっていても良い。ただし、Xが酸素原子の場合、R4は存在しない。)
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法において、前記成分(a2)がビニルシラン化合物であってもよい。
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法において、前記成分(a3)が下記一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物であってもよい。
R5R6 mSi(OR7)n ・・・(3)
(一般式(3)中、R5は炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す。R6は水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す。R7は炭化水素基である。mおよびnは、0≦m≦2、1≦n≦3、m+n=3の整数を示す。)
R5R6 mSi(OR7)n ・・・(3)
(一般式(3)中、R5は炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す。R6は水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す。R7は炭化水素基である。mおよびnは、0≦m≦2、1≦n≦3、m+n=3の整数を示す。)
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法において、前記工程2における前記α-オレフィンが、プロピレン、又は、プロピレン及びエチレン、又はプロピレン及び炭素数4~22のα-オレフィンであってもよい。
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法において、前記工程2における前記成分(A2)の使用量が、前記成分(a1)に含まれるチタン成分に対してモル比で、成分(A2)/チタン=2.0~30であってもよい。
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法において、前記工程2の混合温度が70℃以下であってもよい。
本発明のα-オレフィン重合用触媒の製造方法は、前記α-オレフィン重合用触媒成分の製造方法から得られるα-オレフィン重合用触媒成分(A)と下記成分(B)とを混合することを特徴とする。
成分(B):有機アルミニウム化合物
成分(B):有機アルミニウム化合物
本発明のα-オレフィン重合体の製造方法は、前記α-オレフィン重合用触媒の存在下、α-オレフィンを単独重合又は共重合することを特徴とする。
本発明によれば、非晶成分が少なく、立体規則性が高いα-オレフィン重合体が得られるα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法を提供することができる。
以下、本発明のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法、α-オレフィン重合用触媒の製造方法、及び、α-オレフィン重合体の製造方法について、項目毎に詳細に説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
1.α-オレフィン重合用触媒成分の製造方法
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法は、以下の工程1、2を順次経ることを特徴とする。
工程1:下記成分(a1)、(a2)、(a3)、(a4)を混合し、固体触媒成分(A1)を得る工程。
成分(a1):マグネシウム、チタン、ハロゲン、電子供与体を必須成分として含有する固体成分
成分(a2):アルケニル基を有するシラン化合物
成分(a3):アルコキシシラン化合物[ただし、アルケニル基を有するシラン化合物とは異なる。]
成分(a4):有機アルミニウム化合物
工程2:α-オレフィンの存在下、前記固体触媒成分(A1)、下記成分(A2)及び成分(A3)を混合し、α-オレフィン重合用触媒成分(A)を得る工程。
成分(A2):(A2-1)不飽和環状エーテル化合物及び(A2-2)アミド結合を有する環状化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物
成分(A3):水素
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法は、以下の工程1、2を順次経ることを特徴とする。
工程1:下記成分(a1)、(a2)、(a3)、(a4)を混合し、固体触媒成分(A1)を得る工程。
成分(a1):マグネシウム、チタン、ハロゲン、電子供与体を必須成分として含有する固体成分
成分(a2):アルケニル基を有するシラン化合物
成分(a3):アルコキシシラン化合物[ただし、アルケニル基を有するシラン化合物とは異なる。]
成分(a4):有機アルミニウム化合物
工程2:α-オレフィンの存在下、前記固体触媒成分(A1)、下記成分(A2)及び成分(A3)を混合し、α-オレフィン重合用触媒成分(A)を得る工程。
成分(A2):(A2-1)不飽和環状エーテル化合物及び(A2-2)アミド結合を有する環状化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物
成分(A3):水素
本発明においては、成分(A2)として(A2-1)不飽和環状エーテル化合物または(A2-2)アミド結合を有する環状化合物の少なくともいずれか一方と、成分(A3)として水素を同時に添加することにより、40℃可溶分となるポリマー(非晶成分)を生成する活性点を優先的に失活(被毒)することができると推察される。有機アルミニウム化合物によりアルキル化された活性点やポリマー鎖が成長している活性点では、その嵩高さから成分(A2-1)不飽和環状エーテル化合物または成分(A2-2)アミド結合を有する環状化合物(以下ドナーという)が配位しにくくなると推察される。しかし、同時に成分(A3)として水素を添加することで連鎖移動が起こり、活性点からアルキル基やポリマー鎖は脱離し、より嵩の小さい「Ti-H活性点」が形成し、ドナーが配位(被毒)できたと推定される。
1-1.工程1
工程1は、下記成分(a1)、(a2)、(a3)、(a4)を混合し、固体触媒成分(A1)を得る工程である。
成分(a1):マグネシウム、チタン、ハロゲン、電子供与体を必須成分として含有する固体成分
成分(a2):アルケニル基を有するシラン化合物
成分(a3):アルコキシシラン化合物[ただし、アルケニル基を有するシラン化合物とは異なる。]
成分(a4):有機アルミニウム化合物
工程1は、下記成分(a1)、(a2)、(a3)、(a4)を混合し、固体触媒成分(A1)を得る工程である。
成分(a1):マグネシウム、チタン、ハロゲン、電子供与体を必須成分として含有する固体成分
成分(a2):アルケニル基を有するシラン化合物
成分(a3):アルコキシシラン化合物[ただし、アルケニル基を有するシラン化合物とは異なる。]
成分(a4):有機アルミニウム化合物
1-1-1.成分(a1)
本発明に係る成分(a1)は、マグネシウム(a1-1)、チタン(a1-2)、ハロゲン(a1-3)、電子供与体(a1-4)を必須成分として含有する固体成分である。
本発明に係る成分(a1)は、マグネシウム(a1-1)、チタン(a1-2)、ハロゲン(a1-3)、電子供与体(a1-4)を必須成分として含有する固体成分である。
1-1-1-1.マグネシウム(a1-1)
本発明に係る固体成分(a1)で用いるマグネシウム源となるマグネシウム化合物としては、任意のものを用いることができる。その代表的な例としては、特開平3-234707号公報に開示されている化合物を挙げることができる。
一般的には、塩化マグネシウムに代表されるハロゲン化マグネシウム化合物類、ジエトキシマグネシウムに代表されるアルコキシマグネシウム化合物類、金属マグネシウム、酸化マグネシウムに代表されるオキシマグネシウム化合物類、水酸化マグネシウムに代表されるヒドロキシマグネシウム化合物類、ブチルマグネシウムクロライドに代表されるグリニャール化合物類、ブチルオクチルマグネシウムに代表される有機マグネシウム化合物類、炭酸マグネシウムやステアリン酸マグネシウムに代表される無機酸及び有機酸のマグネシウム塩化合物類、及びそれらの混合物や平均組成式がそれらの混合された式となる化合物(例えば、Mg(OEt)mCl2-m;0<m<2などの化合物)、などを用いることができる。
この中で特に好ましいのは、塩化マグネシウム、ジエトキシマグネシウム、金属マグネシウム、ブチルマグネシウムクロライドである。
本発明に係る固体成分(a1)で用いるマグネシウム源となるマグネシウム化合物としては、任意のものを用いることができる。その代表的な例としては、特開平3-234707号公報に開示されている化合物を挙げることができる。
一般的には、塩化マグネシウムに代表されるハロゲン化マグネシウム化合物類、ジエトキシマグネシウムに代表されるアルコキシマグネシウム化合物類、金属マグネシウム、酸化マグネシウムに代表されるオキシマグネシウム化合物類、水酸化マグネシウムに代表されるヒドロキシマグネシウム化合物類、ブチルマグネシウムクロライドに代表されるグリニャール化合物類、ブチルオクチルマグネシウムに代表される有機マグネシウム化合物類、炭酸マグネシウムやステアリン酸マグネシウムに代表される無機酸及び有機酸のマグネシウム塩化合物類、及びそれらの混合物や平均組成式がそれらの混合された式となる化合物(例えば、Mg(OEt)mCl2-m;0<m<2などの化合物)、などを用いることができる。
この中で特に好ましいのは、塩化マグネシウム、ジエトキシマグネシウム、金属マグネシウム、ブチルマグネシウムクロライドである。
特に、大きな粒子を作製する場合には、触媒粒径を制御し易いジアルコキシマグネシウムを用いることが好ましい。ジアルコキシマグネシウムは、事前に製造されたものを用いるだけでなく、触媒製造工程の中で金属マグネシウムとハロゲンあるいはハロゲン含有金属化合物の存在下に、アルコールを反応させて得たものを用いることもできる。
さらに、本発明において、成分(a1-1)として好適なジアルコキシマグネシウムは、顆粒状または粉末状であり、その形状は、不定形あるいは球状のものを使用し得る。
例えば、球状のジアルコキシマグネシウムを使用した場合、より良好な粒子形状と狭い粒度分布を有する重合体粉末が得られ、重合操作時の生成重合体粉末の取扱い操作性が向上し、生成重合体粉末に含まれる微粉に起因する閉塞等の問題が解消される。
例えば、球状のジアルコキシマグネシウムを使用した場合、より良好な粒子形状と狭い粒度分布を有する重合体粉末が得られ、重合操作時の生成重合体粉末の取扱い操作性が向上し、生成重合体粉末に含まれる微粉に起因する閉塞等の問題が解消される。
上記の球状ジアルコキシマグネシウムは、必ずしも真球状である必要はなく、楕円形状あるいは馬鈴薯形状のものを用いることもできる。具体的に、その粒子の形状は、長軸径lと短軸径wとの比(l/w)が3以下であり、好ましくは1~2であり、より好ましくは1~1.5である。
また、上記ジアルコキシマグネシウムの平均粒径は、1μm~200μmのものが使用し得る。好ましくは5μm~150μmである。球状のジアルコキシマグネシウムの場合、その平均粒径は、1μm~100μm、好ましくは5μm~50μmであり、更に好ましくは10μm~40μmである。
また、その粒度については、微粉及び粗粉の少ない、粒度分布の狭いものを使用することが望ましい。具体的には、5μm以下の粒子が20%以下であり、好ましくは10%以下である。一方、100μm以上の粒子が10%以下であり、好ましくは5%以下である。
更に、その粒度分布をln(D90/D10)(ここで、D90は積算粒度で90%における粒径、D10は積算粒度で10%における粒径である。)で表すと、3以下であり、好ましくは2以下である。
また、上記ジアルコキシマグネシウムの平均粒径は、1μm~200μmのものが使用し得る。好ましくは5μm~150μmである。球状のジアルコキシマグネシウムの場合、その平均粒径は、1μm~100μm、好ましくは5μm~50μmであり、更に好ましくは10μm~40μmである。
また、その粒度については、微粉及び粗粉の少ない、粒度分布の狭いものを使用することが望ましい。具体的には、5μm以下の粒子が20%以下であり、好ましくは10%以下である。一方、100μm以上の粒子が10%以下であり、好ましくは5%以下である。
更に、その粒度分布をln(D90/D10)(ここで、D90は積算粒度で90%における粒径、D10は積算粒度で10%における粒径である。)で表すと、3以下であり、好ましくは2以下である。
上記の如き球状のジアルコキシマグネシウムの製造方法は、例えば、特開昭58-41832号公報、特開昭62-51633号公報、特開平3-74341号公報、特開平4-368391号公報、特開平8-73388号公報などに例示されている。
1-1-1-2.チタン(a1-2)
本発明に係る固体成分(a1)で用いるチタン源となるチタン化合物としては、任意のものを用いることができる。代表的な例としては、特開平3-234707号公報に開示されている化合物を挙げることができる。
チタンの価数に関しては、4価、3価、2価、0価の任意の価数を持つチタン化合物を用いることができるが、好ましくは4価および3価のチタン化合物、更に好ましくは4価のチタン化合物を用いることが望ましい。
本発明に係る固体成分(a1)で用いるチタン源となるチタン化合物としては、任意のものを用いることができる。代表的な例としては、特開平3-234707号公報に開示されている化合物を挙げることができる。
チタンの価数に関しては、4価、3価、2価、0価の任意の価数を持つチタン化合物を用いることができるが、好ましくは4価および3価のチタン化合物、更に好ましくは4価のチタン化合物を用いることが望ましい。
4価のチタン化合物の具体例としては、四塩化チタンに代表されるハロゲン化チタン化合物類、テトラブトキシチタンに代表されるアルコキシチタン化合物類、テトラブトキシチタンダイマー(BuO)3Ti-O-Ti(OBu)3に代表されるTi-O-Ti結合を有するアルコキシチタンの縮合化合物類、ジシクロペンタジエニルチタニウムジクロライドに代表される有機金属チタン化合物類、などを挙げることができる。この中で、四塩化チタンとテトラブトキシチタンが特に好ましい。
また、3価のチタン化合物の具体例としては、三塩化チタンに代表されるハロゲン化チタン化合物類を挙げることができる。三塩化チタンは、水素還元型、金属アルミニウム還元型、金属チタン還元型、有機アルミニウム還元型、など、公知の任意の方法で製造された化合物を用いることができる。
上記のチタン化合物類は、単独で用いるだけではなく、複数の化合物を併用することも可能である。また、上記チタン化合物類の混合物や平均組成式がそれらの混合された式となる化合物(例えば、Ti(OBu)mCl4-m;0<m<4などの化合物)、また、フタル酸エステル等のその他の化合物との錯化物(例えば、Ph(CO2Bu)2・TiCl4などの化合物)、などを用いることができる。
また、3価のチタン化合物の具体例としては、三塩化チタンに代表されるハロゲン化チタン化合物類を挙げることができる。三塩化チタンは、水素還元型、金属アルミニウム還元型、金属チタン還元型、有機アルミニウム還元型、など、公知の任意の方法で製造された化合物を用いることができる。
上記のチタン化合物類は、単独で用いるだけではなく、複数の化合物を併用することも可能である。また、上記チタン化合物類の混合物や平均組成式がそれらの混合された式となる化合物(例えば、Ti(OBu)mCl4-m;0<m<4などの化合物)、また、フタル酸エステル等のその他の化合物との錯化物(例えば、Ph(CO2Bu)2・TiCl4などの化合物)、などを用いることができる。
1-1-1-3.ハロゲン(a1-3)
本発明に係る固体成分(a1)で用いるハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、沃素、及びそれらの混合物を用いることができる。この中で塩素が特に好ましい。
ハロゲンは、上記のチタン化合物及び/又はマグネシウム化合物から供給されるのが一般的であるが、その他の化合物より供給することもできる。代表的な例としては、四塩化ケイ素に代表されるハロゲン化ケイ素化合物類、塩化アルミニウムに代表されるハロゲン化アルミニウム化合物類、1,2-ジクロロエタンやベンジルクロライドに代表されるハロゲン化有機化合物類、トリクロロボランに代表されるハロゲン化ボラン化合物類、五塩化リンに代表されるハロゲン化リン化合物類、六塩化タングステンに代表されるハロゲン化タングステン化合物類、五塩化モリブデンに代表されるハロゲン化モリブデン化合物類、などを挙げることができる。これらの化合物は、単独で用いるだけでなく、併用することも可能である。この中で、四塩化ケイ素が特に好ましい。
本発明に係る固体成分(a1)で用いるハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、沃素、及びそれらの混合物を用いることができる。この中で塩素が特に好ましい。
ハロゲンは、上記のチタン化合物及び/又はマグネシウム化合物から供給されるのが一般的であるが、その他の化合物より供給することもできる。代表的な例としては、四塩化ケイ素に代表されるハロゲン化ケイ素化合物類、塩化アルミニウムに代表されるハロゲン化アルミニウム化合物類、1,2-ジクロロエタンやベンジルクロライドに代表されるハロゲン化有機化合物類、トリクロロボランに代表されるハロゲン化ボラン化合物類、五塩化リンに代表されるハロゲン化リン化合物類、六塩化タングステンに代表されるハロゲン化タングステン化合物類、五塩化モリブデンに代表されるハロゲン化モリブデン化合物類、などを挙げることができる。これらの化合物は、単独で用いるだけでなく、併用することも可能である。この中で、四塩化ケイ素が特に好ましい。
1-1-1-4.電子供与体(a1-4)
本発明に係る固体成分(a1)で用いられる電子供与体(a1-4)の代表的な例としては、特開2004-124090号公報に開示されている化合物を挙げることができる。一般的には、有機酸及び無機酸並びにそれらの誘導体(エステル、酸無水物、酸ハライド、アミド)化合物、エーテル化合物、ケトン化合物、アルデヒド化合物、アルコール化合物、アミン化合物、などを用いることができ、有機酸及び無機酸並びにそれらの誘導体化合物、エーテル化合物、並びにケトン化合物からなる群より選ばれる1種類または2種類以上の混合物であってもよい。
本発明に係る固体成分(a1)で用いられる電子供与体(a1-4)の代表的な例としては、特開2004-124090号公報に開示されている化合物を挙げることができる。一般的には、有機酸及び無機酸並びにそれらの誘導体(エステル、酸無水物、酸ハライド、アミド)化合物、エーテル化合物、ケトン化合物、アルデヒド化合物、アルコール化合物、アミン化合物、などを用いることができ、有機酸及び無機酸並びにそれらの誘導体化合物、エーテル化合物、並びにケトン化合物からなる群より選ばれる1種類または2種類以上の混合物であってもよい。
電子供与体(a1-4)として用いることのできる有機酸化合物としては、フタル酸に代表される芳香族多価カルボン酸化合物類、安息香酸に代表される芳香族カルボン酸化合物類、2-n-ブチル-マロン酸の様な2位に一つ又は二つの置換基を有するマロン酸や2-n-ブチル-コハク酸の様な2位に一つ又は二つの置換基若しくは2位と3位にそれぞれ一つ以上の置換基を有するコハク酸に代表される脂肪族多価カルボン酸化合物類、プロピオン酸に代表される脂肪族カルボン酸化合物類、ベンゼンスルホン酸やメタンスルホン酸に代表される芳香族及び脂肪族のスルホン酸化合物類、などを例示することができる。
これらのカルボン酸化合物類及びスルホン酸化合物類は、芳香族・脂肪族に関わらず、マレイン酸の様に、分子中の任意の場所に任意の数だけ不飽和結合を有しても良い。
これらのカルボン酸化合物類及びスルホン酸化合物類は、芳香族・脂肪族に関わらず、マレイン酸の様に、分子中の任意の場所に任意の数だけ不飽和結合を有しても良い。
電子供与体(a1-4)として用いることのできる有機酸の誘導体化合物としては、上記有機酸のエステル(カルボン酸エステル化合物)、酸無水物、酸ハライド、アミド、などを例示することができる。
エステルの構成要素であるアルコールとしては、脂肪族及び芳香族アルコールを用いることができる。これらのアルコールの中でも、エチル基、ブチル基、イソブチル基、ヘプチル基、オクチル基、ドデシル基等の炭素数1~20の脂肪族の遊離基からなるアルコールが好ましい。更に好ましくは炭素数2~12の脂肪族の遊離基からなるアルコールが望ましい。また、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、等の脂環式の遊離基からなるアルコールを用いることもできる。
エステルの構成要素であるアルコールとしては、脂肪族及び芳香族アルコールを用いることができる。これらのアルコールの中でも、エチル基、ブチル基、イソブチル基、ヘプチル基、オクチル基、ドデシル基等の炭素数1~20の脂肪族の遊離基からなるアルコールが好ましい。更に好ましくは炭素数2~12の脂肪族の遊離基からなるアルコールが望ましい。また、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、等の脂環式の遊離基からなるアルコールを用いることもできる。
酸ハライドの構成要素であるハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、沃素、等を用いることができる。中でも、塩素が最も好ましい。多価有機酸のポリハライドの場合は、複数のハロゲンが同一であっても異なっていても良い。
また、アミドの構成要素であるアミンとしては、脂肪族及び芳香族アミンを用いることができる。これらのアミンの中でも、アンモニア、エチルアミンやジブチルアミンに代表される脂肪族アミン、アニリンやベンジルアミンに代表される芳香族の遊離基を分子内に有するアミン、などを好ましい化合物として例示することができる。
また、アミドの構成要素であるアミンとしては、脂肪族及び芳香族アミンを用いることができる。これらのアミンの中でも、アンモニア、エチルアミンやジブチルアミンに代表される脂肪族アミン、アニリンやベンジルアミンに代表される芳香族の遊離基を分子内に有するアミン、などを好ましい化合物として例示することができる。
電子供与体(a1-4)として用いることのできる無機酸化合物としては、炭酸、リン酸、ケイ酸、硫酸、硝酸、などを例示することができる。
これらの無機酸の誘導体化合物としては、エステルを用いることが望ましい。テトラエトキシシラン(ケイ酸エチル)、テトラブトキシシラン(ケイ酸ブチル)、リン酸トリブチルなどを具体例として挙げることができる。
これらの無機酸の誘導体化合物としては、エステルを用いることが望ましい。テトラエトキシシラン(ケイ酸エチル)、テトラブトキシシラン(ケイ酸ブチル)、リン酸トリブチルなどを具体例として挙げることができる。
電子供与体(a1-4)として用いることのできるエーテル化合物としては、ジブチルエーテルに代表される脂肪族エーテル化合物類、ジフェニルエーテルに代表される芳香族エーテル化合物類、2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンや2-イソプロピル-2-イソペンチル-1,3-ジメトキシプロパンの様な2位に一つ又は二つの置換基を有する1,3-ジメトキシプロパンに代表される脂肪族多価エーテル化合物類、9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレン、に代表される芳香族の遊離基を分子内に有する多価エーテル化合物類などを例示することができる。
電子供与体(a1-4)として用いることのできるケトン化合物としては、メチルエチルケトンに代表される脂肪族ケトン化合物類、アセトフェノンに代表される芳香族ケトン化合物類、2,2,4,6,6-ペンタメチル-3,5-ヘプタンジオンに代表される多価ケトン化合物類、などを例示することができる。
また、電子供与体(a1-4)として用いることのできるアルデヒド化合物としては、プロピオンアルデヒドに代表される脂肪族アルデヒド化合物類、ベンズアルデヒドに代表される芳香族アルデヒド化合物類、などを例示することができる。
さらに、電子供与体(a1-4)として用いることのできるアルコール化合物としては、ブタノールや2-エチルヘキサノールに代表される脂肪族アルコール化合物類、フェノール、クレゾールに代表されるフェノール誘導体化合物類、グリセリンや1,1’-ビ-2-ナフトールに代表される脂肪族若しくは芳香族の多価アルコール化合物類、などを例示することができる。
また、電子供与体(a1-4)として用いることのできるアルデヒド化合物としては、プロピオンアルデヒドに代表される脂肪族アルデヒド化合物類、ベンズアルデヒドに代表される芳香族アルデヒド化合物類、などを例示することができる。
さらに、電子供与体(a1-4)として用いることのできるアルコール化合物としては、ブタノールや2-エチルヘキサノールに代表される脂肪族アルコール化合物類、フェノール、クレゾールに代表されるフェノール誘導体化合物類、グリセリンや1,1’-ビ-2-ナフトールに代表される脂肪族若しくは芳香族の多価アルコール化合物類、などを例示することができる。
また、電子供与体(a1-4)として用いることのできるアミン化合物としては、ジエチルアミンに代表される脂肪族アミン化合物類、2,2,6,6-テトラメチル-ピペリジンに代表される窒素含有脂環式化合物類、アニリンに代表される芳香族アミン化合物類、1,3-ビス(ジメチルアミノ)-2,2-ジメチルプロパンに代表される多価アミン化合物類、窒素原子含有芳香族化合物類、などを例示することができる。
さらに、電子供与体(a1-4)として用いることのできる化合物として、上記の複数の官能基を同一分子内に含有する化合物を用いることもできる。その様な化合物の例として、酢酸-(2-エトキシエチル)や3-エトキシ-2-t-ブチルプロピオン酸エチルに代表されるアルコキシ基を分子内に有するカルボン酸エステル化合物類、2-ベンゾイル-安息香酸エチルに代表されるケトエステル化合物類、(1-t-ブチル-2-メトキシエチル)メチルケトンに代表されるケトエーテル化合物類、N,N-ジメチル-2,2-ジメチル-3-メトキシプロピルアミンに代表されるアミノエーテル化合物類、エポキシクロロプロパンに代表されるハロゲノエーテル化合物類などを挙げることができる。
これらの電子供与体(a1-4)は、単独で用いるだけでなく、複数の化合物を併用することもできる。
これらの中で好ましいのは、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジヘプチルに代表されるフタル酸ジエステル化合物、フタロイルジクロライドに代表されるフタル酸ジハライド化合物、2-n-ブチル-マロン酸ジエチルの様な2位に一つ又は二つの置換基を有するマロン酸エステル化合物、2-n-ブチル-コハク酸ジエチルの様な2位に一つ又は二つの置換基若しくは2位と3位にそれぞれ一つ以上の置換基を有するコハク酸エステル化合物、2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンや2-イソプロピル-2-イソペンチル-1,3-ジメトキシプロパンの様な2位に一つ又は二つの置換基を有する1,3-ジメトキシプロパンに代表される脂肪族多価エーテル化合物、9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレンに代表される芳香族の遊離基を分子内に有する多価エーテル化合物などである。
これらの中で特に好ましいのは有機酸エステル化合物、酸ハライド化合物およびエーテル化合物であり、特に好ましいのはフタル酸ジエステル化合物およびフタル酸ジハライド化合物からなる群から選択されるものである。
本発明に用いる固体成分(a1)を構成する各成分の使用量の量比は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次の範囲内が好ましい。
これらの中で好ましいのは、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジヘプチルに代表されるフタル酸ジエステル化合物、フタロイルジクロライドに代表されるフタル酸ジハライド化合物、2-n-ブチル-マロン酸ジエチルの様な2位に一つ又は二つの置換基を有するマロン酸エステル化合物、2-n-ブチル-コハク酸ジエチルの様な2位に一つ又は二つの置換基若しくは2位と3位にそれぞれ一つ以上の置換基を有するコハク酸エステル化合物、2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンや2-イソプロピル-2-イソペンチル-1,3-ジメトキシプロパンの様な2位に一つ又は二つの置換基を有する1,3-ジメトキシプロパンに代表される脂肪族多価エーテル化合物、9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレンに代表される芳香族の遊離基を分子内に有する多価エーテル化合物などである。
これらの中で特に好ましいのは有機酸エステル化合物、酸ハライド化合物およびエーテル化合物であり、特に好ましいのはフタル酸ジエステル化合物およびフタル酸ジハライド化合物からなる群から選択されるものである。
本発明に用いる固体成分(a1)を構成する各成分の使用量の量比は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次の範囲内が好ましい。
チタン化合物(a1-2)の使用量は、使用するマグネシウム化合物(a1-1)の使用量に対して、モル比(チタン化合物のモル数/マグネシウム化合物のモル数)で、好ましくは0.0001~1,000の範囲内であり、より好ましくは0.001~100の範囲であり、特に好ましくは0.01~50の範囲内が望ましい。
マグネシウム化合物(a1-1)及びチタン化合物(a1-2)以外にハロゲン源となる化合物(すなわち(a1-3))を使用する場合は、その使用量は、マグネシウム化合物及びチタン化合物の各々がハロゲンを含むか含まないかに関わらず、使用するマグネシウム化合物(a1-1)の使用量に対して、モル比(ハロゲン源となる化合物のモル数/マグネシウム化合物のモル数)で、好ましくは0.01~1,000の範囲内であり、特に好ましくは0.1~100の範囲内が望ましい。
電子供与体(a1-4)の使用量は、使用するマグネシウム化合物(a1-1)の量に対して、モル比(電子供与体のモル数/マグネシウム化合物のモル数)で、好ましくは0.001~10の範囲内であり、特に好ましくは0.01~5の範囲内が望ましい。
本発明に係る固体成分(a1)は、上記の構成する各成分を上記の量比で接触して得られる。
各成分の接触条件は、酸素を存在させないことが必要であるものの、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の条件を用いることができる。一般的には、次の条件が好ましい。
接触温度は、-50℃~200℃程度、好ましくは0℃~150℃である。
接触方法としては、回転ボールミルや振動ミルなどによる機械的な方法、及び、不活性希釈剤の存在下に撹拌により接触させる方法、などを例示することができる。
各成分の接触条件は、酸素を存在させないことが必要であるものの、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の条件を用いることができる。一般的には、次の条件が好ましい。
接触温度は、-50℃~200℃程度、好ましくは0℃~150℃である。
接触方法としては、回転ボールミルや振動ミルなどによる機械的な方法、及び、不活性希釈剤の存在下に撹拌により接触させる方法、などを例示することができる。
固体成分(a1)の調製の際には、中間及び/又は最後に不活性溶媒で洗浄を行っても良い。
好ましい溶媒種としては、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素化合物、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素化合物、及び、1,2-ジクロロエチレンやクロロベンゼンなどのハロゲン含有炭化水素化合物、などを例示することができる。
好ましい溶媒種としては、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素化合物、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素化合物、及び、1,2-ジクロロエチレンやクロロベンゼンなどのハロゲン含有炭化水素化合物、などを例示することができる。
なお、本発明に係る固体成分(a1)の調製方法としては、任意の方法を用いることができるが、具体的には、下記の(i)~(vii)として説明する方法を例示することができる。ただし、本発明は、下記例示により何ら制限されるものではない。
(i)共粉砕法
塩化マグネシウムに代表されるハロゲンを含有するマグネシウム化合物をチタン化合物と共粉砕することにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する方法であり、電子供与体を同時に、又は、別工程で共粉砕しても良い。
機械的粉砕方法としては、回転ボールミルや振動ミル等の任意の粉砕機を用いることができる。溶媒を用いない乾式粉砕法だけでなく、不活性溶媒共存下で共粉砕する湿式粉砕法を用いることもできる。
塩化マグネシウムに代表されるハロゲンを含有するマグネシウム化合物をチタン化合物と共粉砕することにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する方法であり、電子供与体を同時に、又は、別工程で共粉砕しても良い。
機械的粉砕方法としては、回転ボールミルや振動ミル等の任意の粉砕機を用いることができる。溶媒を用いない乾式粉砕法だけでなく、不活性溶媒共存下で共粉砕する湿式粉砕法を用いることもできる。
(ii)加熱処理法
塩化マグネシウムに代表されるハロゲンを含有するマグネシウム化合物とチタン化合物を不活性溶媒中で撹拌することにより接触処理を行い、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する方法であり、電子供与体を同時に、又は、別工程で接触処理しても良い。
チタン化合物として四塩化チタンなどの液状の化合物を用いる場合は、不活性溶媒なしで接触処理することもできる。
また、必要に応じて、ハロゲン化ケイ素化合物等の任意成分を同時に、又は、別工程で接触させても良い。
接触温度に特に制限はないが、90℃~130℃程度の比較的高い温度で接触処理する方が好ましい場合が多い。
塩化マグネシウムに代表されるハロゲンを含有するマグネシウム化合物とチタン化合物を不活性溶媒中で撹拌することにより接触処理を行い、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する方法であり、電子供与体を同時に、又は、別工程で接触処理しても良い。
チタン化合物として四塩化チタンなどの液状の化合物を用いる場合は、不活性溶媒なしで接触処理することもできる。
また、必要に応じて、ハロゲン化ケイ素化合物等の任意成分を同時に、又は、別工程で接触させても良い。
接触温度に特に制限はないが、90℃~130℃程度の比較的高い温度で接触処理する方が好ましい場合が多い。
(iii)溶解析出法
溶解析出法は、塩化マグネシウムに代表されるハロゲンを含有するマグネシウム化合物を電子供与体と接触させることにより溶解し、生じた溶解液と析出剤を接触させて析出反応を起こすことにより、粒子形成を行う方法である。
溶解に用いる電子供与体の例としては、アルコール化合物類、エポキシ化合物類、リン酸エステル化合物類、アルコキシ基を有するケイ素化合物類、アルコキシ基を有するチタン化合物類、エーテル化合物類などを挙げることができる。
また、析出剤の例としては、ハロゲン化チタン化合物類、ハロゲン化ケイ素化合物類、塩化水素、ハロゲン含有炭化水素化合物類、Si-H結合を有するシロキサン化合物類(ポリシロキサン化合物類を含む)、アルミニウム化合物類、などを例示することができる。
溶解液と析出剤の接触方法としては、溶解液に析出剤を添加しても良いし、析出剤に溶解液を添加しても良い。
溶解、析出のどちらの工程でも、チタン化合物を用いない場合は、析出反応により形成した粒子を更にチタン化合物と接触させることにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する。
更に必要に応じて、上記の方法により形成した粒子をハロゲン化チタン化合物類やハロゲン化ケイ素化合物類などの任意成分と接触させても良く、電子供与体と接触させても良い。この際、電子供与体は、溶解に用いるものとは異なっていても良いし、同じであっても良い。
これらの任意成分の接触順序については、特に制限はなく、独立工程として接触させても良いし、溶解、析出、チタン化合物類との接触の際に一緒に接触させることもできる。
また、溶解、析出、任意成分との接触、のいずれの工程においても、不活性溶媒が存在しても良い。
溶解析出法は、塩化マグネシウムに代表されるハロゲンを含有するマグネシウム化合物を電子供与体と接触させることにより溶解し、生じた溶解液と析出剤を接触させて析出反応を起こすことにより、粒子形成を行う方法である。
溶解に用いる電子供与体の例としては、アルコール化合物類、エポキシ化合物類、リン酸エステル化合物類、アルコキシ基を有するケイ素化合物類、アルコキシ基を有するチタン化合物類、エーテル化合物類などを挙げることができる。
また、析出剤の例としては、ハロゲン化チタン化合物類、ハロゲン化ケイ素化合物類、塩化水素、ハロゲン含有炭化水素化合物類、Si-H結合を有するシロキサン化合物類(ポリシロキサン化合物類を含む)、アルミニウム化合物類、などを例示することができる。
溶解液と析出剤の接触方法としては、溶解液に析出剤を添加しても良いし、析出剤に溶解液を添加しても良い。
溶解、析出のどちらの工程でも、チタン化合物を用いない場合は、析出反応により形成した粒子を更にチタン化合物と接触させることにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する。
更に必要に応じて、上記の方法により形成した粒子をハロゲン化チタン化合物類やハロゲン化ケイ素化合物類などの任意成分と接触させても良く、電子供与体と接触させても良い。この際、電子供与体は、溶解に用いるものとは異なっていても良いし、同じであっても良い。
これらの任意成分の接触順序については、特に制限はなく、独立工程として接触させても良いし、溶解、析出、チタン化合物類との接触の際に一緒に接触させることもできる。
また、溶解、析出、任意成分との接触、のいずれの工程においても、不活性溶媒が存在しても良い。
(iv)造粒法
造粒法は、溶解析出法と同様に、塩化マグネシウムに代表されるハロゲンを含有するマグネシウム化合物を電子供与体と接触させることにより溶解し、生じた溶解液を主に物理的な手法により造粒する方法である。溶解に用いる電子供与体の例は、溶解析出法の例に同じである。
造粒手法の例としては、高温の溶解液を低温の不活性溶媒中に滴下する方法、高温の気相部に向かって溶解液をノズルから噴き出して乾燥する方法、低温の気相部に向かって溶解液をノズルから噴き出して冷却する方法、などを挙げることができる。
造粒により形成した粒子をチタン化合物と接触させることにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する。
更に、必要に応じて、ハロゲン化ケイ素化合物類、電子供与体、などの任意成分と接触させても良い。この際、電子供与体は溶解に用いるものとは異なっていても良いし、同じであっても良い。
これらの任意成分の接触順序については、特に制限はなく、独立工程として接触させても良いし、溶解やチタン化合物との接触の際に一緒に接触させることもできる。
また、溶解、チタン化合物類との接触、任意成分との接触、のいずれの工程においても、不活性溶媒が存在しても良い。
造粒法は、溶解析出法と同様に、塩化マグネシウムに代表されるハロゲンを含有するマグネシウム化合物を電子供与体と接触させることにより溶解し、生じた溶解液を主に物理的な手法により造粒する方法である。溶解に用いる電子供与体の例は、溶解析出法の例に同じである。
造粒手法の例としては、高温の溶解液を低温の不活性溶媒中に滴下する方法、高温の気相部に向かって溶解液をノズルから噴き出して乾燥する方法、低温の気相部に向かって溶解液をノズルから噴き出して冷却する方法、などを挙げることができる。
造粒により形成した粒子をチタン化合物と接触させることにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する。
更に、必要に応じて、ハロゲン化ケイ素化合物類、電子供与体、などの任意成分と接触させても良い。この際、電子供与体は溶解に用いるものとは異なっていても良いし、同じであっても良い。
これらの任意成分の接触順序については、特に制限はなく、独立工程として接触させても良いし、溶解やチタン化合物との接触の際に一緒に接触させることもできる。
また、溶解、チタン化合物類との接触、任意成分との接触、のいずれの工程においても、不活性溶媒が存在しても良い。
(v)マグネシウム(Mg)化合物のハロゲン化法
マグネシウム(Mg)化合物のハロゲン化法は、ハロゲンを含有しないマグネシウム化合物に対して、ハロゲン化剤を接触させてハロゲン化する方法であり、電子供与体を同時に、又は、別工程で接触処理しても良い。
ハロゲンを含有しないマグネシウム化合物の例としては、ジアルコキシマグネシウム化合物類、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、脂肪酸のマグネシウム塩、などを挙げることができる。
ジアルコキシマグネシウム化合物類を用いる場合は、金属マグネシウムとアルコールとの反応により系中で調製したものを用いることもできる。この調製法を用いる場合は、出発原料であるハロゲンを含まないマグネシウム化合物の段階で造粒等により粒子形成を行うのが一般的である。
ハロゲン化剤の例としては、ハロゲン化チタン化合物類、ハロゲン化ケイ素化合物類、ハロゲン化リン化合物類、などを挙げることができる。
ハロゲン化剤として、ハロゲン化チタン化合物類を用いない場合は、ハロゲン化により形成したハロゲン含有マグネシウム化合物を更にチタン化合物と接触させることにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する。
更に必要に応じて、上記の方法により形成した粒子をハロゲン化チタン化合物類やハロゲン化ケイ素化合物類などの任意成分と接触させても良く、電子供与体と接触させても良い。
これらの任意成分の接触順序については、特に制限はなく、独立工程として接触させても良いし、ハロゲンを含まないマグネシウム化合物のハロゲン化やチタン化合物類との接触の際に一緒に接触させることもできる。
また、ハロゲン化チタン化合物類との接触、任意成分との接触、のいずれの工程においても、不活性溶媒が存在しても良い。
マグネシウム(Mg)化合物のハロゲン化法は、ハロゲンを含有しないマグネシウム化合物に対して、ハロゲン化剤を接触させてハロゲン化する方法であり、電子供与体を同時に、又は、別工程で接触処理しても良い。
ハロゲンを含有しないマグネシウム化合物の例としては、ジアルコキシマグネシウム化合物類、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、脂肪酸のマグネシウム塩、などを挙げることができる。
ジアルコキシマグネシウム化合物類を用いる場合は、金属マグネシウムとアルコールとの反応により系中で調製したものを用いることもできる。この調製法を用いる場合は、出発原料であるハロゲンを含まないマグネシウム化合物の段階で造粒等により粒子形成を行うのが一般的である。
ハロゲン化剤の例としては、ハロゲン化チタン化合物類、ハロゲン化ケイ素化合物類、ハロゲン化リン化合物類、などを挙げることができる。
ハロゲン化剤として、ハロゲン化チタン化合物類を用いない場合は、ハロゲン化により形成したハロゲン含有マグネシウム化合物を更にチタン化合物と接触させることにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する。
更に必要に応じて、上記の方法により形成した粒子をハロゲン化チタン化合物類やハロゲン化ケイ素化合物類などの任意成分と接触させても良く、電子供与体と接触させても良い。
これらの任意成分の接触順序については、特に制限はなく、独立工程として接触させても良いし、ハロゲンを含まないマグネシウム化合物のハロゲン化やチタン化合物類との接触の際に一緒に接触させることもできる。
また、ハロゲン化チタン化合物類との接触、任意成分との接触、のいずれの工程においても、不活性溶媒が存在しても良い。
(vi)有機マグネシウム化合物からの析出法
ブチルマグネシウムクロライドに代表されるグリニャール試薬、ジアルキルマグネシウム化合物、などの有機マグネシウム化合物類の溶液に、析出剤を接触させる方法であり、電子供与体を同時に、又は、別工程で接触処理しても良い。
析出剤の例としては、チタン化合物類、ケイ素化合物類、塩化水素、などを挙げることができる。
析出剤として、チタン化合物を用いない場合は、析出反応により形成した粒子を更にチタン化合物と接触させることにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する。
更に必要に応じて、上記の方法により形成した粒子をハロゲン化チタン化合物類やハロゲン化ケイ素化合物類などの任意成分と接触させても良く、電子供与体と接触させても良い。
これらの任意成分の接触順序については特に制限はなく、独立工程として接触させても良いし、析出やチタン化合物類との接触の際に一緒に接触させることもできる。
また、析出、チタン化合物類との接触、任意成分との接触、のいずれの工程においても、不活性溶媒が存在しても良い。
ブチルマグネシウムクロライドに代表されるグリニャール試薬、ジアルキルマグネシウム化合物、などの有機マグネシウム化合物類の溶液に、析出剤を接触させる方法であり、電子供与体を同時に、又は、別工程で接触処理しても良い。
析出剤の例としては、チタン化合物類、ケイ素化合物類、塩化水素、などを挙げることができる。
析出剤として、チタン化合物を用いない場合は、析出反応により形成した粒子を更にチタン化合物と接触させることにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する。
更に必要に応じて、上記の方法により形成した粒子をハロゲン化チタン化合物類やハロゲン化ケイ素化合物類などの任意成分と接触させても良く、電子供与体と接触させても良い。
これらの任意成分の接触順序については特に制限はなく、独立工程として接触させても良いし、析出やチタン化合物類との接触の際に一緒に接触させることもできる。
また、析出、チタン化合物類との接触、任意成分との接触、のいずれの工程においても、不活性溶媒が存在しても良い。
(vii)含浸法
有機マグネシウム化合物類の溶液、又は、マグネシウム化合物を電子供与体で溶解した溶液を、無機化合物の担体、又は、有機化合物の担体に含浸させる方法である。
有機マグネシウム化合物類の例は、有機マグネシウム化合物からの析出法の例に同じである。マグネシウム化合物の溶解に用いるマグネシウム化合物は、ハロゲンを含んでいても含んでいなくても良く、電子供与体の例は、溶解析出法の例に同じである。
無機化合物の担体の例としては、シリカ、アルミナ、マグネシア、などを挙げることができる。
有機化合物の担体の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、などを挙げることができる。
含浸処理後の担体粒子は、析出剤との化学反応や乾燥等の物理的処理によりマグネシウム化合物を析出させて固定化する。
析出剤の例は、溶解析出法の例に同じである。
析出剤としてチタン化合物を用いない場合は、こうして形成した粒子を更にチタン化合物と接触させることにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する。更に必要に応じて、こうして形成した粒子をハロゲン化チタン化合物類やハロゲン化ケイ素化合物類などの任意成分と接触させても良く、電子供与体と接触させても良い。
これらの任意成分の接触順序については、特に制限はなく、独立工程として接触させても良いし、含浸、析出、乾燥、チタン化合物類との接触の際に一緒に接触させることもできる。また、含浸、析出、チタン化合物類との接触、任意成分との接触、のいずれの工程においても、不活性溶媒が存在しても良い。
有機マグネシウム化合物類の溶液、又は、マグネシウム化合物を電子供与体で溶解した溶液を、無機化合物の担体、又は、有機化合物の担体に含浸させる方法である。
有機マグネシウム化合物類の例は、有機マグネシウム化合物からの析出法の例に同じである。マグネシウム化合物の溶解に用いるマグネシウム化合物は、ハロゲンを含んでいても含んでいなくても良く、電子供与体の例は、溶解析出法の例に同じである。
無機化合物の担体の例としては、シリカ、アルミナ、マグネシア、などを挙げることができる。
有機化合物の担体の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、などを挙げることができる。
含浸処理後の担体粒子は、析出剤との化学反応や乾燥等の物理的処理によりマグネシウム化合物を析出させて固定化する。
析出剤の例は、溶解析出法の例に同じである。
析出剤としてチタン化合物を用いない場合は、こうして形成した粒子を更にチタン化合物と接触させることにより、マグネシウム化合物上にチタン化合物を担持する。更に必要に応じて、こうして形成した粒子をハロゲン化チタン化合物類やハロゲン化ケイ素化合物類などの任意成分と接触させても良く、電子供与体と接触させても良い。
これらの任意成分の接触順序については、特に制限はなく、独立工程として接触させても良いし、含浸、析出、乾燥、チタン化合物類との接触の際に一緒に接触させることもできる。また、含浸、析出、チタン化合物類との接触、任意成分との接触、のいずれの工程においても、不活性溶媒が存在しても良い。
(viii)複合法
上記(i)~(vii)に記載した方法を組み合わせて、用いることもできる。組み合わせの例としては、「塩化マグネシウムを電子供与体と共粉砕した後にハロゲン化チタン化合物類と加熱処理する方法」、「塩化マグネシウム化合物を電子供与体と共粉砕した後に別の電子供与体を用いて溶解し、更に析出剤を用いて析出する方法」、「ジアルコキシマグネシウム化合物を電子供与体により溶解し、ハロゲン化チタン化合物類と接触させることにより析出させると同時にマグネシウム化合物をハロゲン化する方法」、「ジアルコキシマグネシウム化合物に二酸化炭素を接触させることにより、炭酸エステルマグネシウム化合物類を生成すると同時に溶解し、形成した溶解液をシリカに含浸させ、その後塩化水素と接触させることによりマグネシウム化合物をハロゲン化すると同時に析出固定化し、更にハロゲン化チタン化合物類と接触させることによりチタン化合物を担持する方法」、などを挙げることができる。
上記(i)~(vii)に記載した方法を組み合わせて、用いることもできる。組み合わせの例としては、「塩化マグネシウムを電子供与体と共粉砕した後にハロゲン化チタン化合物類と加熱処理する方法」、「塩化マグネシウム化合物を電子供与体と共粉砕した後に別の電子供与体を用いて溶解し、更に析出剤を用いて析出する方法」、「ジアルコキシマグネシウム化合物を電子供与体により溶解し、ハロゲン化チタン化合物類と接触させることにより析出させると同時にマグネシウム化合物をハロゲン化する方法」、「ジアルコキシマグネシウム化合物に二酸化炭素を接触させることにより、炭酸エステルマグネシウム化合物類を生成すると同時に溶解し、形成した溶解液をシリカに含浸させ、その後塩化水素と接触させることによりマグネシウム化合物をハロゲン化すると同時に析出固定化し、更にハロゲン化チタン化合物類と接触させることによりチタン化合物を担持する方法」、などを挙げることができる。
1-1-2.アルケニル基を有するシラン化合物(a2)
本発明に用いられるアルケニル基を有するシラン化合物(a2)としては、特開平2-34707号公報、特開2003-292522号公報、特開2006-169283号公報、及び特開2011-74360号公報に開示された化合物等を用いることができる。
一般的には、下記一般式(a)にて表される化合物を用いることが望ましい。
SiR8 nR9 4-n・・・(a)
(ここで、R8は、アルケニル基であり、R9は、水素原子、ハロゲン、アルキル基またはアルコキシ基であり、nは、1≦n≦4を示す。また、1≦n≦2のとき、R9同士が連結された環状構造を形成してもよい。)
本発明に用いられるアルケニル基を有するシラン化合物(a2)としては、特開平2-34707号公報、特開2003-292522号公報、特開2006-169283号公報、及び特開2011-74360号公報に開示された化合物等を用いることができる。
一般的には、下記一般式(a)にて表される化合物を用いることが望ましい。
SiR8 nR9 4-n・・・(a)
(ここで、R8は、アルケニル基であり、R9は、水素原子、ハロゲン、アルキル基またはアルコキシ基であり、nは、1≦n≦4を示す。また、1≦n≦2のとき、R9同士が連結された環状構造を形成してもよい。)
一般式(a)中、R8は、アルケニル基を表し、ビニル基、アリル基、3-ブテニル基が好ましく、ビニル基、アリル基が特に好ましい。nの値が2以上の場合、複数あるR8は、同一であっても異なっても良い。
また、一般式(a)中、R9は、水素原子、ハロゲン、アルキル基またはアルコキシ基を表す。
R9として用いることのできるハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、沃素、などを例示することができる。
また、R9がアルキル基である場合は、一般に炭素数1~20、好ましくは炭素数1~12のアルキル基である。R7として用いることのできるアルキル基の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、i-プロピル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、テキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、などを用いることが望ましい。
R9がアルコキシ基である場合は、一般に炭素数1~20、好ましくは炭素数1~12のアルコキシ基である。R9として用いることのできるアルコキシ基の具体的な例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、i-プロポキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基などを用いることが望ましい。nの値が2以下の場合、複数あるR9は、同一であっても異なっても良い。また、1≦n≦2のとき、R9同士が連結された環状構造を形成してもよい。
R9として用いることのできるハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、沃素、などを例示することができる。
また、R9がアルキル基である場合は、一般に炭素数1~20、好ましくは炭素数1~12のアルキル基である。R7として用いることのできるアルキル基の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、i-プロピル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、テキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、などを用いることが望ましい。
R9がアルコキシ基である場合は、一般に炭素数1~20、好ましくは炭素数1~12のアルコキシ基である。R9として用いることのできるアルコキシ基の具体的な例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、i-プロポキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基などを用いることが望ましい。nの値が2以下の場合、複数あるR9は、同一であっても異なっても良い。また、1≦n≦2のとき、R9同士が連結された環状構造を形成してもよい。
アルケニル基を有するシラン化合物(a2)は、具体的には、ビニルシラン、メチルビニルシラン、ジメチルビニルシラン、トリメチルビニルシラン、トリクロロビニルシラン、ジクロロメチルビニルシラン、クロロジメチルビニルシラン、クロロメチルビニルシラン、トリエチルビニルシラン、クロロジエチルビニルシラン、ジクロロエチルビニルシラン、ジメチルエチルビニルシラン、ジエチルメチルビニルシラン、トリペンチルビニルシラン、トリフェニルビニルシラン、ジフェニルメチルビニルシラン、ジメチルフェニルビニルシラン、CH2=CH-Si(CH3)2(C6H4CH3)、(CH2=CH)(CH3)2Si-O-Si(CH3)2(CH=CH2)、ジビニルシラン、ジクロロジビニルシラン、ジメチルジビニルシラン、ジフェニルジビニルシラン、アリルトリメチルシラン、アリルトリエチルシラン、アリルトリビニルシラン、アリルメチルジビニルシラン、アリルジメチルビニルシラン、アリルメチルジクロロシラン、アリルトリクロロシラン、アリルトリブロモシラン、ジアリルジメチルシラン、ジアリルジエチルシラン、ジアリルジビニルシラン、ジアリルメチルビニルシラン、ジアリルメチルクロロシラン、ジアリルジクロロシラン、ジアリルジブロモシラン、トリアリルメチルシラン、トリアリルエチルシラン、トリアリルビニルシラン、トリアリルクロロシラン、トリアリルブロモシラン、テトラアリルシラン、ジ-3-ブテニルジメチルシラン、ジ-3-ブテニルシランジエチルシラン、ジ-3-ブテニルシランジビニルシラン、ジ-3-ブテニルシランメチルビニルシラン、ジ-3-ブテニルシランメチルクロロシラン、ジ-3-ブテニルシランジクロロシラン、トリ-3-ブテニルシランエチルシラン、トリ-3-ブテニルシランビニルシラン、トリ-3-ブテニルシランクロロシラン、トリ-3-ブテニルシランブロモシラン、テトラ-3-ブテニルシラン、1-メチル-1-ビニルシラシクロブタン、1-メチル-1-ビニルシラシクロペンタン、1-メチル-1-ビニルシラシクロヘキサン、1,1-ジビニルシラシクロペンタン、1,1-ジビニルシラシクロヘキサン、1-クロロ-1-ビニルシラシクロペンタン、1-クロロ-1-ビニルシラシクロへキサン、1-アリル-1-メチルシラシクロペンタン、1-アリル-1-メチルシラシクロへキサンなどを例示することができる。
これらの中でもビニルシラン化合物類が好ましく、とりわけトリメチルビニルシラン、トリクロロビニルシラン、ジメチルジビニルシラン、1-メチル-1-ビニルシラシクロペンタンが好ましい。
これらの中でもビニルシラン化合物類が好ましく、とりわけトリメチルビニルシラン、トリクロロビニルシラン、ジメチルジビニルシラン、1-メチル-1-ビニルシラシクロペンタンが好ましい。
アルケニル基を有するシラン化合物(a2)の使用量の量比は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次に示す範囲内が好ましい。
アルケニル基を有するシラン化合物(a2)の使用量は、固体成分(a1)を構成するチタン成分に対するモル比(アルケニル基を有するシラン化合物(a2)のモル数/固体成分(a1)中のチタン原子のモル数)で、好ましくは0.001~1,000の範囲内であり、特に好ましくは0.01~100の範囲内が望ましい。
アルケニル基を有するシラン化合物(a2)の使用量は、固体成分(a1)を構成するチタン成分に対するモル比(アルケニル基を有するシラン化合物(a2)のモル数/固体成分(a1)中のチタン原子のモル数)で、好ましくは0.001~1,000の範囲内であり、特に好ましくは0.01~100の範囲内が望ましい。
本発明で用いられるアルケニル基を有するシラン化合物(a2)は、通常、α-オレフィンモノマーに較べて、立体障害が大きく、チーグラー・ナッタ触媒では、重合することができない。
しかし、電子供与性の非常に強い有機シリル基が存在するために、炭素-炭素二重結合部の電荷密度は、非常に高くなっており、活性中心であるチタン原子への配位は、非常に速いと考えられる。
したがって、アルケニル基を有するシラン化合物が担体であるマグネシウム化合物上のルイス酸点と配位・錯化することにより、チタン化合物の溶媒への抽出を抑制でき、また有機アルミ化合物によるチタン原子の過還元や不純物などによる活性点の失活を防ぐ効果が期待される。
しかし、電子供与性の非常に強い有機シリル基が存在するために、炭素-炭素二重結合部の電荷密度は、非常に高くなっており、活性中心であるチタン原子への配位は、非常に速いと考えられる。
したがって、アルケニル基を有するシラン化合物が担体であるマグネシウム化合物上のルイス酸点と配位・錯化することにより、チタン化合物の溶媒への抽出を抑制でき、また有機アルミ化合物によるチタン原子の過還元や不純物などによる活性点の失活を防ぐ効果が期待される。
1-1-3.アルコキシシラン化合物(a3)
本発明の製造方法において用いるアルコキシシラン化合物(a3)は、上記アルケニル基を有するシラン化合物(a2)とは異なる。
本発明の製造方法においては、成分(a3)が下記一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物であってもよい。
R5R6 mSi(OR7)n ・・・(3)
(一般式(3)中、R5は炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す。R6は水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す。R7は炭化水素基である。mおよびnは、0≦m≦2、1≦n≦3、m+n=3の整数を示す。)
本発明の製造方法において用いるアルコキシシラン化合物(a3)は、上記アルケニル基を有するシラン化合物(a2)とは異なる。
本発明の製造方法においては、成分(a3)が下記一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物であってもよい。
R5R6 mSi(OR7)n ・・・(3)
(一般式(3)中、R5は炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す。R6は水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す。R7は炭化水素基である。mおよびnは、0≦m≦2、1≦n≦3、m+n=3の整数を示す。)
一般式(3)中、R3は、炭化水素基またはヘテロ原子含有炭化水素基を表す。
R5が炭化水素基である場合、アルケニル基を除く炭化水素基である。
R5として用いることのできる炭化水素基は、一般に炭素数1~20、好ましくは炭素数3~10のものである。R5として用いることのできる炭化水素基の具体的な例としては、n-プロピル基に代表される直鎖状脂肪族炭化水素基、i-プロピル基やt-ブチル基に代表される分岐状脂肪族炭化水素基、シクロペンチル基やシクロヘキシル基に代表される脂環式炭化水素基、フェニル基に代表される芳香族炭化水素基、などを挙げることができる。より好ましくは、R5として分岐状脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基を用いることが望ましく、とりわけ、i-プロピル基、i-ブチル基、t-ブチル基、テキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、などを用いることが望ましい。
また、R5がヘテロ原子含有炭化水素基である場合は、ヘテロ原子が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはケイ素原子から選ばれることが望ましく、とりわけ、窒素原子または酸素原子であることが望ましい。
R5のヘテロ原子含有炭化水素基の骨格構造としては、R5が炭化水素基である場合の例示から選ぶことが望ましい。とりわけ、N,N-ジエチルアミノ基、キノリノ基、イソキノリノ基、などが好ましい。
R5が炭化水素基である場合、アルケニル基を除く炭化水素基である。
R5として用いることのできる炭化水素基は、一般に炭素数1~20、好ましくは炭素数3~10のものである。R5として用いることのできる炭化水素基の具体的な例としては、n-プロピル基に代表される直鎖状脂肪族炭化水素基、i-プロピル基やt-ブチル基に代表される分岐状脂肪族炭化水素基、シクロペンチル基やシクロヘキシル基に代表される脂環式炭化水素基、フェニル基に代表される芳香族炭化水素基、などを挙げることができる。より好ましくは、R5として分岐状脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基を用いることが望ましく、とりわけ、i-プロピル基、i-ブチル基、t-ブチル基、テキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、などを用いることが望ましい。
また、R5がヘテロ原子含有炭化水素基である場合は、ヘテロ原子が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはケイ素原子から選ばれることが望ましく、とりわけ、窒素原子または酸素原子であることが望ましい。
R5のヘテロ原子含有炭化水素基の骨格構造としては、R5が炭化水素基である場合の例示から選ぶことが望ましい。とりわけ、N,N-ジエチルアミノ基、キノリノ基、イソキノリノ基、などが好ましい。
また、式中、R6は、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す。
R6として用いることのできるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子、などを例示することができる。
また、R6が炭化水素基である場合、アルケニル基を除く炭化水素基である。
R6として用いることのできる炭化水素基は、一般に炭素数1~20、好ましくは炭素数1~10のものである。R6として用いることのできる炭化水素基の具体的な例としては、メチル基やエチル基に代表される直鎖状脂肪族炭化水素基、i-プロピル基やt-ブチル基に代表される分岐状脂肪族炭化水素基、シクロペンチル基やシクロヘキシル基に代表される脂環式炭化水素基、フェニル基に代表される芳香族炭化水素基、などを挙げることができる。中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、i-プロピル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、テキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、などを用いることが望ましい。
また、R6がヘテロ原子含有炭化水素基である場合は、R5がヘテロ原子含有炭化水素基である場合の例示から選ぶことが望ましい。とりわけ、N,N-ジエチルアミノ基、キノリノ基、イソキノリノ基、などが好ましい。
また、mの値に関わらず、R6は、R5と同一であっても異なっても良い。
R6として用いることのできるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子、などを例示することができる。
また、R6が炭化水素基である場合、アルケニル基を除く炭化水素基である。
R6として用いることのできる炭化水素基は、一般に炭素数1~20、好ましくは炭素数1~10のものである。R6として用いることのできる炭化水素基の具体的な例としては、メチル基やエチル基に代表される直鎖状脂肪族炭化水素基、i-プロピル基やt-ブチル基に代表される分岐状脂肪族炭化水素基、シクロペンチル基やシクロヘキシル基に代表される脂環式炭化水素基、フェニル基に代表される芳香族炭化水素基、などを挙げることができる。中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、i-プロピル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、テキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、などを用いることが望ましい。
また、R6がヘテロ原子含有炭化水素基である場合は、R5がヘテロ原子含有炭化水素基である場合の例示から選ぶことが望ましい。とりわけ、N,N-ジエチルアミノ基、キノリノ基、イソキノリノ基、などが好ましい。
また、mの値に関わらず、R6は、R5と同一であっても異なっても良い。
また、式中、R7は、炭化水素基を表す。R7として用いることのできる炭化水素基は、一般に炭素数1~20、好ましくは炭素数1~10、更に好ましくは炭素数1~5のものである。
R7として用いることのできる炭化水素基の具体的な例としては、メチル基やエチル基に代表される直鎖状脂肪族炭化水素基、i-プロピル基やt-ブチル基に代表される分岐状脂肪族炭化水素基、などを挙げることができる。中でも、メチル基とエチル基が最も好ましい。nの値が2以上である場合、複数存在するR7は、同一であっても異なっても良い。
R7として用いることのできる炭化水素基の具体的な例としては、メチル基やエチル基に代表される直鎖状脂肪族炭化水素基、i-プロピル基やt-ブチル基に代表される分岐状脂肪族炭化水素基、などを挙げることができる。中でも、メチル基とエチル基が最も好ましい。nの値が2以上である場合、複数存在するR7は、同一であっても異なっても良い。
本発明で用いることのできるアルコキシシラン化合物(a3)の好ましい例としては、t-ブチルメチルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジエトキシシラン、t-ブチルエチルジメトキシシラン、t-ブチル-n-プロピルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、イソブチルイソプロピルジメトキシシラン、n-プロピルメチルジメトキシシラン、t-ブチルトリエトキシシラン、ビス(ジエチルアミノ)ジメトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシランメトキシシラン、ビスパーヒドロイソキノリノジメトキシシランなどを挙げることができる。
これらのアルコキシシラン化合物は、単独で用いるだけでなく、複数の化合物を併用することもできる。
これらのアルコキシシラン化合物は、単独で用いるだけでなく、複数の化合物を併用することもできる。
アルコキシシラン化合物(a3)の使用量の量比は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものであり得るが、一般的には、次に示す範囲内が好ましい。
アルコキシシラン化合物(a3)の使用量は、固体成分(a1)を構成するチタン成分に対するモル比(アルコキシシラン化合物(a3)のモル数/固体成分(a1)中のチタン原子のモル数)で、好ましくは0.01~1,000の範囲内であり、特に好ましくは0.1~100の範囲内が望ましい。
アルコキシシラン化合物(a3)の使用量は、固体成分(a1)を構成するチタン成分に対するモル比(アルコキシシラン化合物(a3)のモル数/固体成分(a1)中のチタン原子のモル数)で、好ましくは0.01~1,000の範囲内であり、特に好ましくは0.1~100の範囲内が望ましい。
本発明で用いられるアルコキシシラン化合物(a3)は、活性点となり得るチタン原子の近傍に配位し、活性点の触媒活性やポリマーの規則性といった触媒性能を制御していると、考えられている。
1-1-4.有機アルミニウム化合物(a4)
本発明に用いられる有機アルミニウム化合物(a4)としては、特開2004-124090号公報に開示された化合物等を用いることができる。一般的には、下記一般式(b)にて表される化合物を用いることが望ましい。
R10 aAlXb(OR11)c・・・(b)
(一般式(b)中、R10は炭化水素基を表す。Xはハロゲン原子又は水素原子を表す。R11は炭化水素基またはAlによる架橋基を表す。a≧1、0≦b≦2、0≦c≦2、a+b+c=3である。)
一般式(b)中、R10は炭化水素基であり、好ましくは炭素数1~10、更に好ましくは炭素数1~8、特に好ましくは炭素数1~6、のものを用いることが望ましい。R10の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、などを挙げることができる。この中で、メチル基、エチル基、イソブチル基が最も好ましい。
一般式(b)中、Xは、ハロゲン原子又は水素原子である。Xとして用いることのできるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、沃素などを例示することができる。この中で、塩素が特に好ましい。
一般式(b)中、R11は、炭化水素基又はAlによる架橋基である。R11が炭化水素基である場合には、R10の炭化水素基の例示と同じ群からR11を選択することができる。また、有機アルミニウム化合物(A4)として、メチルアルモキサンに代表されるアルモキサン化合物類を用いることも可能であり、その場合R11は、Alによる架橋基を表す。
本発明に用いられる有機アルミニウム化合物(a4)としては、特開2004-124090号公報に開示された化合物等を用いることができる。一般的には、下記一般式(b)にて表される化合物を用いることが望ましい。
R10 aAlXb(OR11)c・・・(b)
(一般式(b)中、R10は炭化水素基を表す。Xはハロゲン原子又は水素原子を表す。R11は炭化水素基またはAlによる架橋基を表す。a≧1、0≦b≦2、0≦c≦2、a+b+c=3である。)
一般式(b)中、R10は炭化水素基であり、好ましくは炭素数1~10、更に好ましくは炭素数1~8、特に好ましくは炭素数1~6、のものを用いることが望ましい。R10の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、などを挙げることができる。この中で、メチル基、エチル基、イソブチル基が最も好ましい。
一般式(b)中、Xは、ハロゲン原子又は水素原子である。Xとして用いることのできるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、沃素などを例示することができる。この中で、塩素が特に好ましい。
一般式(b)中、R11は、炭化水素基又はAlによる架橋基である。R11が炭化水素基である場合には、R10の炭化水素基の例示と同じ群からR11を選択することができる。また、有機アルミニウム化合物(A4)として、メチルアルモキサンに代表されるアルモキサン化合物類を用いることも可能であり、その場合R11は、Alによる架橋基を表す。
有機アルミニウム化合物(a4)として用いることのできる化合物の例としては、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、トリオクチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、エチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムエトキサイド、メチルアルモキサン、などを挙げることができる。
中でも、トリエチルアルミニウムとトリイソブチルアルミニウムが好ましい。
有機アルミニウム化合物(a4)は、単独の化合物を用いるだけでなく、複数の化合物を併用することもできる。
中でも、トリエチルアルミニウムとトリイソブチルアルミニウムが好ましい。
有機アルミニウム化合物(a4)は、単独の化合物を用いるだけでなく、複数の化合物を併用することもできる。
有機アルミニウム化合物(a4)の使用量の量比は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次に示す範囲内が好ましい。
有機アルミニウム化合物(a4)の使用量は、固体成分(a1)を構成するチタン成分に対するモル比(アルミニウム原子のモル数/固体成分(a1)中のチタン原子のモル数)で、好ましくは0.1~100の範囲内であり、特に好ましくは1~50の範囲内が望ましい。
有機アルミニウム化合物(a4)の使用量は、固体成分(a1)を構成するチタン成分に対するモル比(アルミニウム原子のモル数/固体成分(a1)中のチタン原子のモル数)で、好ましくは0.1~100の範囲内であり、特に好ましくは1~50の範囲内が望ましい。
本発明で用いられる有機アルミニウム化合物(a4)は、固体触媒成分(A1)中にアルコキシシラン化合物(a3)を効率よく担持させることを主目的として用いられる。
したがって、予備重合時又は本重合時に、重合反応の助触媒として用いられる有機アルミニウム化合物とは、主目的が異なり、区別される。
したがって、予備重合時又は本重合時に、重合反応の助触媒として用いられる有機アルミニウム化合物とは、主目的が異なり、区別される。
1-1-5.固体触媒成分(A1)の調製方法
本発明の製造方法においては、固体触媒成分(A1)は、固体成分(a1)に対して、アルケニル基を有するシラン化合物(a2)、アルコキシシラン化合物(a3)、及び有機アルミニウム化合物(a4)を所定の温度で接触処理することによって調製してもよい。
本発明の製造方法においては、固体触媒成分(A1)の調製の際に、接触処理は複数回行ってもよい。
接触処理を複数回行う場合は、アルケニル基を有するシラン化合物(a2)、アルコキシシラン化合物(a3)、及び有機アルミニウム化合物(a4)のいずれも、複数回の接触で用いる化合物が互いに同一であっても異なっても良い。
本発明に用いる固体触媒成分(A1)は、上記の構成する各成分を上記の量比で接触して得られる。
また、先に各成分の使用量の範囲を示したが、これは1回当たりに接触させる使用量であり、2回目以降は、1回の使用量が前述した使用量の範囲内であれば、何回接触させても良い。
本発明の製造方法においては、固体触媒成分(A1)は、固体成分(a1)に対して、アルケニル基を有するシラン化合物(a2)、アルコキシシラン化合物(a3)、及び有機アルミニウム化合物(a4)を所定の温度で接触処理することによって調製してもよい。
本発明の製造方法においては、固体触媒成分(A1)の調製の際に、接触処理は複数回行ってもよい。
接触処理を複数回行う場合は、アルケニル基を有するシラン化合物(a2)、アルコキシシラン化合物(a3)、及び有機アルミニウム化合物(a4)のいずれも、複数回の接触で用いる化合物が互いに同一であっても異なっても良い。
本発明に用いる固体触媒成分(A1)は、上記の構成する各成分を上記の量比で接触して得られる。
また、先に各成分の使用量の範囲を示したが、これは1回当たりに接触させる使用量であり、2回目以降は、1回の使用量が前述した使用量の範囲内であれば、何回接触させても良い。
固体触媒成分(A1)の各構成成分の接触条件は、酸素を存在させないことが必要であるが、本発明の効果を損なわない範囲で任意の条件を用いることができる。一般的には、次の条件が好ましい。
接触方法としては、回転ボールミルや振動ミルなどによる機械的な方法、及び、不活性希釈剤の存在下に撹拌により接触させる方法、などを例示することができる。好ましくは、不活性希釈剤の存在下に撹拌により接触させる方法を用いることが望ましい。
接触温度は、-50~200℃程度、好ましくは-10~100℃、更に好ましくは0~90℃、とりわけ好ましくは20℃以上80℃未満である。
接触温度は、-50~200℃程度、好ましくは-10~100℃、更に好ましくは0~90℃、とりわけ好ましくは20℃以上80℃未満である。
接触処理において、固体成分(a1)、アルケニル基を有するシラン化合物(a2)、アルコキシシラン化合物(a3)、及び有機アルミニウム化合物(a4)の接触手順に関しては、任意の手順を用いることができる。具体的な例としては、下記の手順(i)~手順(iv)などが挙げられ、この中でも、手順(i)及び手順(ii)が好ましい。
手順(i):固体成分(a1)にアルケニル基を有するシラン化合物(a2)を接触させ、次いでアルコキシシラン化合物(a3)を接触させた後、有機アルミニウム化合物(a4)を接触させる方法。
手順(ii):固体成分(a1)にアルケニル基を有するシラン化合物(a2)及びアルコキシシラン化合物(a3)を接触させた後、有機アルミニウム化合物(a4)を接触させる方法。
手順(iii):固体成分(a1)にアルコキシシラン化合物(a3)を接触させ、次いでアルケニル基を有するシラン化合物(a2)を接触させた後、有機アルミニウム化合物(a4)を接触させる方法。
手順(iv):全ての化合物を同時に接触させる方法。
手順(i):固体成分(a1)にアルケニル基を有するシラン化合物(a2)を接触させ、次いでアルコキシシラン化合物(a3)を接触させた後、有機アルミニウム化合物(a4)を接触させる方法。
手順(ii):固体成分(a1)にアルケニル基を有するシラン化合物(a2)及びアルコキシシラン化合物(a3)を接触させた後、有機アルミニウム化合物(a4)を接触させる方法。
手順(iii):固体成分(a1)にアルコキシシラン化合物(a3)を接触させ、次いでアルケニル基を有するシラン化合物(a2)を接触させた後、有機アルミニウム化合物(a4)を接触させる方法。
手順(iv):全ての化合物を同時に接触させる方法。
固体触媒成分(A1)の調製の際には、中間及び/又は最後に不活性溶媒で洗浄を行っても良い。洗浄に用いる好ましい溶媒としては、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素化合物、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素化合物、及び、1,2-ジクロロエチレンやクロロベンゼンなどのハロゲン含有炭化水素化合物、などを例示することができる。
1-2.工程2
工程2は、α-オレフィンの存在下、前記固体触媒成分(A1)、下記成分(A2)及び成分(A3)を混合し、α-オレフィン重合用触媒成分(A)を得る工程である。
成分(A2):(A2-1)不飽和環状エーテル化合物及び(A2-2)アミド結合を有する環状化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物
成分(A3):水素
工程2は、α-オレフィンの存在下、前記固体触媒成分(A1)、下記成分(A2)及び成分(A3)を混合し、α-オレフィン重合用触媒成分(A)を得る工程である。
成分(A2):(A2-1)不飽和環状エーテル化合物及び(A2-2)アミド結合を有する環状化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物
成分(A3):水素
1-2-1.不飽和環状エーテル化合物(A2-1)
本発明で用いられる不飽和環状エーテル化合物(A2-1)は、その構造的な大きさと、酸素原子の電子状態から、非晶成分を生成する活性点となるチタン原子に対し、優先的に反応し、被毒失活させていると推察される。特に、不飽和環状エーテルでは双極子モーメントが、炭素-酸素σ結合の電気陰性度の差に加えて、非共有電子対の共鳴によるπ電子の偏りが生じる。この両者は逆方向に働き相殺されるため、双極子モーメントは小さくなる傾向にある。このため、非環状エーテルや飽和環状エーテルと比べ、不飽和環状エーテルの酸素原子の電子密度は小さくなり、その結果、非晶成分を生成する活性点に対し、優先的に反応しやすくなったと推察される。
本発明で用いられる不飽和環状エーテル化合物(A2-1)としては、少なくとも1つの酸素原子を含む不飽和の環状エーテル化合物が挙げられる。具体的には、不飽和環状エーテル化合物としては、フラン類、ジオキセン類、ピラン類、オキセピン類が挙げられる。
本発明で用いられる不飽和環状エーテル化合物(A2-1)としては、特にフラン類が好ましく、下記一般式(1)で表される化合物から選ぶことができる。
本発明で用いられる不飽和環状エーテル化合物(A2-1)は、その構造的な大きさと、酸素原子の電子状態から、非晶成分を生成する活性点となるチタン原子に対し、優先的に反応し、被毒失活させていると推察される。特に、不飽和環状エーテルでは双極子モーメントが、炭素-酸素σ結合の電気陰性度の差に加えて、非共有電子対の共鳴によるπ電子の偏りが生じる。この両者は逆方向に働き相殺されるため、双極子モーメントは小さくなる傾向にある。このため、非環状エーテルや飽和環状エーテルと比べ、不飽和環状エーテルの酸素原子の電子密度は小さくなり、その結果、非晶成分を生成する活性点に対し、優先的に反応しやすくなったと推察される。
本発明で用いられる不飽和環状エーテル化合物(A2-1)としては、少なくとも1つの酸素原子を含む不飽和の環状エーテル化合物が挙げられる。具体的には、不飽和環状エーテル化合物としては、フラン類、ジオキセン類、ピラン類、オキセピン類が挙げられる。
本発明で用いられる不飽和環状エーテル化合物(A2-1)としては、特にフラン類が好ましく、下記一般式(1)で表される化合物から選ぶことができる。
(一般式(1)中、R1およびR2は水素原子又は炭化水素基であり、R1とR2は同一であっても異なっていても良い。)
一般式(1)中、R1およびR2は水素原子又は炭化水素基である。R1およびR2が炭化水素基の場合、炭素数1から10、より好ましくは1から5のアルキル基、シクロアルキル基などの構造的に嵩が小さい置換基であることが好ましい。具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、ビニル基、アリル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基、i-ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロオクチル基が挙げられ、とりわけ、水素原子、メチル基、エチル基、が好ましい。
具体的な化合物としては、フラン、2-メチルフラン、2-エチルフラン、2-i-プロピルフラン、2,5-ジメチルフラン、2,5-ジエチルフラン、2,5-ジイソプロピルフランなどのフラン化合物を挙げることができる。これらのフラン化合物の中で、フラン、2-メチルフラン、2-エチルフラン、2,5-ジメチルフラン、2,5-ジエチルフランが好ましく、フラン、2-メチルフラン、2,5-ジメチルフラン、2,5-ジエチルフランがとりわけ好ましい。
また、これらのフラン化合物は、二種類以上用いることもできる。
一般式(1)中、R1およびR2は水素原子又は炭化水素基である。R1およびR2が炭化水素基の場合、炭素数1から10、より好ましくは1から5のアルキル基、シクロアルキル基などの構造的に嵩が小さい置換基であることが好ましい。具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、ビニル基、アリル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基、i-ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロオクチル基が挙げられ、とりわけ、水素原子、メチル基、エチル基、が好ましい。
具体的な化合物としては、フラン、2-メチルフラン、2-エチルフラン、2-i-プロピルフラン、2,5-ジメチルフラン、2,5-ジエチルフラン、2,5-ジイソプロピルフランなどのフラン化合物を挙げることができる。これらのフラン化合物の中で、フラン、2-メチルフラン、2-エチルフラン、2,5-ジメチルフラン、2,5-ジエチルフランが好ましく、フラン、2-メチルフラン、2,5-ジメチルフラン、2,5-ジエチルフランがとりわけ好ましい。
また、これらのフラン化合物は、二種類以上用いることもできる。
不飽和環状エーテル化合物(A2-1)の使用量は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次に示す範囲内が好ましい。
不飽和環状エーテル化合物(A2-1)の使用量は、成分(a1)に含まれるチタン成分に対してモル比で、成分(A2-1)/チタン=2.0~30であってもよいし、5.3~26.8であってもよい。
不飽和環状エーテル化合物(A2-1)の使用量は、成分(a1)に含まれるチタン成分に対してモル比で、成分(A2-1)/チタン=2.0~30であってもよいし、5.3~26.8であってもよい。
1-2-2.アミド結合を有する環状化合物(A2-2)
本発明で用いられるアミド結合を有する環状化合物(A2-2)は、その構造的な大きさと、アミド基の酸素原子の電子状態から、非晶成分を生成する活性点となるチタン原子に対し、優先的に反応し、被毒失活させていると推察される。
本発明で用いられるアミド結合を有する環状化合物(A2-2)は、その構造的な大きさと、アミド基の酸素原子の電子状態から、非晶成分を生成する活性点となるチタン原子に対し、優先的に反応し、被毒失活させていると推察される。
本発明で用いられるアミド結合を有する環状化合物(A2-2)としては、具体的には、ピロリドン類、ピペリドン類、イミダゾリジノン類、ピリミジノン類、オキサゾリドン類が挙げられる。
本発明で用いられるアミド結合を有する環状化合物(A2-2)としては、特に5員環であるピロリドン類、イミダゾリジノン類、オキサゾリドン類が好ましく、下記一般式(2)で表される化合物から選ぶことができる。
本発明で用いられるアミド結合を有する環状化合物(A2-2)としては、特に5員環であるピロリドン類、イミダゾリジノン類、オキサゾリドン類が好ましく、下記一般式(2)で表される化合物から選ぶことができる。
一般式(2)中、Xは炭素原子、窒素原子又は酸素原子である。R3およびR4は水素原子又は炭化水素基であり、R3とR4は同一であっても異なっていても良い。ただし、Xが酸素原子の場合、R4は存在しない。R3およびR4が炭化水素基の場合、炭素数1~10、より好ましくは1~5のアルキル基、シクロアルキル基などの構造的に嵩が小さい置換基であることが好ましい。具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、ビニル基、アリル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基、i-ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロオクチル基が挙げられ、とりわけ、水素原子、メチル基、エチル基、が好ましい。
具体的な化合物としては、2-ピロリドン、1-メチル-2-ピロリドン、1-エチル-2-ピロリドン、1-ビニル-2-ピロリドン、1-プロピル-2-ピロリドン、1-ブチル-2-ピロリドン、1-ヘキシル-2-ピロリドン、1-ペンチル-2-ピロリドン、1-シクロヘキシル-2-ピロリドンなどのピロリドン類、2-イミダゾリドン、1-メチル-2-イミダゾリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、1-エチル-2-イミダゾリジノン、1,3-ジエチル-2-イミダゾリジノンなどのイミダゾリジノン類、2-オキサゾリドン、3-メチル-2-オキサゾリドン、3-エチル-2-オキサゾリドンなどのオキサゾリドン類を挙げることができる。これらの中で、1-エチル-2-ピロリドン、3-メチル-2-オキサゾリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンがとりわけ好ましい。
また、これらのアミド結合を有する環状化合物は、二種類以上用いることもできる。
また、不飽和環状エーテル化合物(A2-1)とアミド結合を有する環状化合物(A2-2)は、併用してもよい。
また、これらのアミド結合を有する環状化合物は、二種類以上用いることもできる。
また、不飽和環状エーテル化合物(A2-1)とアミド結合を有する環状化合物(A2-2)は、併用してもよい。
アミド結合を有する環状化合物(A2-2)の使用量は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次に示す範囲内が好ましい。
アミド結合を有する環状化合物(A2-2)の使用量は、成分(a1)に含まれるチタン成分に対してモル比で、成分(A2-2)/チタン=2.0~30であってもよいし、5.3~26.8であってもよい。
不飽和環状エーテル化合物(A2-1)およびアミド結合を有する環状化合物(A2-2)を併用する際の使用量は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次に示す範囲内が好ましい。
不飽和環状エーテル化合物(A2-1)およびアミド結合を有する環状化合物(A2-2)を併用する際の総使用量は、成分(a1)に含まれるチタン成分に対してモル比で{成分(A2-1)+成分(A2-2)}/チタン=2.0~30であってもよいし、5.3~26.8であってもよい。
アミド結合を有する環状化合物(A2-2)の使用量は、成分(a1)に含まれるチタン成分に対してモル比で、成分(A2-2)/チタン=2.0~30であってもよいし、5.3~26.8であってもよい。
不飽和環状エーテル化合物(A2-1)およびアミド結合を有する環状化合物(A2-2)を併用する際の使用量は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次に示す範囲内が好ましい。
不飽和環状エーテル化合物(A2-1)およびアミド結合を有する環状化合物(A2-2)を併用する際の総使用量は、成分(a1)に含まれるチタン成分に対してモル比で{成分(A2-1)+成分(A2-2)}/チタン=2.0~30であってもよいし、5.3~26.8であってもよい。
1-2-3.水素(A3)
水素(A3)の使用量は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次に示す範囲内が好ましい。水素(A3)の使用量は、固体触媒成分(A1)1gあたり10~10000mlであってもよい。
水素(A3)の使用量は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次に示す範囲内が好ましい。水素(A3)の使用量は、固体触媒成分(A1)1gあたり10~10000mlであってもよい。
1-2-4.その他の化合物
本発明の効果を損なわない限り、上記の成分(A2)、及び、水素(A3)以外の成分を、混合の際に用いることができる。例えば、水その他の不純物を系内から除去するスカベンジャーとして作用する有機アルミニウム化合物等を用いることができる。有機アルミニウム化合物の材料及び使用量としては、固体触媒成分(A1)を調製する際の成分である有機アルミニウム化合物(a4)に関する記載と同様とすることができる。
本発明の効果を損なわない限り、上記の成分(A2)、及び、水素(A3)以外の成分を、混合の際に用いることができる。例えば、水その他の不純物を系内から除去するスカベンジャーとして作用する有機アルミニウム化合物等を用いることができる。有機アルミニウム化合物の材料及び使用量としては、固体触媒成分(A1)を調製する際の成分である有機アルミニウム化合物(a4)に関する記載と同様とすることができる。
1-2-5.α-オレフィン
本発明においてα-オレフィンは、エチレン、プロピレン、下記一般式(c)で表される炭素数4~22のα-オレフィン、ジエン類、及びスチレン類などが挙げられる。
R12-CH=CH2・・・(c)
(一般式(c)中、R12は、炭素数2~20の炭化水素基であり、分枝基を有してもよい。)
炭素数4~22のα-オレフィンは、具体的には、ブテン-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、4-メチルペンテン-1などである。
本発明において重合に用いるα-オレフィンは、1種類のα-オレフィンであってもよいし、プロピレンのみであってもよいし、プロピレンとエチレンの2種類の組み合わせであってもよいし、プロピレンと上記一般式(c)で表される炭素数4~22のα-オレフィンとの組み合わせであってもよいし、2種類以上の任意のα-オレフィンの組み合わせであってもよい。
本発明においてα-オレフィンは、エチレン、プロピレン、下記一般式(c)で表される炭素数4~22のα-オレフィン、ジエン類、及びスチレン類などが挙げられる。
R12-CH=CH2・・・(c)
(一般式(c)中、R12は、炭素数2~20の炭化水素基であり、分枝基を有してもよい。)
炭素数4~22のα-オレフィンは、具体的には、ブテン-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、4-メチルペンテン-1などである。
本発明において重合に用いるα-オレフィンは、1種類のα-オレフィンであってもよいし、プロピレンのみであってもよいし、プロピレンとエチレンの2種類の組み合わせであってもよいし、プロピレンと上記一般式(c)で表される炭素数4~22のα-オレフィンとの組み合わせであってもよいし、2種類以上の任意のα-オレフィンの組み合わせであってもよい。
1-2-6.α-オレフィン重合用触媒成分(A)の調製方法
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分(A)の製造方法においては、α-オレフィン重合用触媒成分(A)は、α-オレフィンの存在下、固体触媒成分(A1)、成分(A2)及び成分(A3)水素を混合させる。この混合処理は複数回行ってもよい。
上記混合は,任意の手順で行うことができる。例えば、固体触媒成分(A1)に成分(A2)と成分(A3)を接触させた後に、α-オレフィンを導入させることができる。更に、固体触媒成分(A1)をα-オレフィン雰囲気下にした後に、成分(A2)と成分(A3)を導入しても良い。
工程2の処理条件は、本発明の効果を損なわない範囲で任意の条件を用いることができる。一般的には、以下の範囲内が好ましい。
固体触媒成分(A1)1グラムあたりの基準で、α-オレフィンの反応量(重合量)が、0.001g~100gの範囲内であり、好ましくは0.1g~50g、更に好ましくは0.5g~10gの範囲内が望ましい。
混合の処理温度は、-150℃~150℃、好ましくは-10℃~100℃であり、さらに好ましくは、0℃~70℃である。
混合は、一般的に撹拌下に行うことが好ましく、そのときヘキサン、ヘプタン等の不活性溶媒を存在させることもできる。
混合処理は、複数回行っても良く、この際用いるα-オレフィンは、同一であっても異なっても良い。また、混合処理後にヘキサン、ヘプタン等の不活性溶媒で洗浄を行うこともできる。
本発明のα-オレフィン重合用触媒成分(A)の製造方法においては、α-オレフィン重合用触媒成分(A)は、α-オレフィンの存在下、固体触媒成分(A1)、成分(A2)及び成分(A3)水素を混合させる。この混合処理は複数回行ってもよい。
上記混合は,任意の手順で行うことができる。例えば、固体触媒成分(A1)に成分(A2)と成分(A3)を接触させた後に、α-オレフィンを導入させることができる。更に、固体触媒成分(A1)をα-オレフィン雰囲気下にした後に、成分(A2)と成分(A3)を導入しても良い。
工程2の処理条件は、本発明の効果を損なわない範囲で任意の条件を用いることができる。一般的には、以下の範囲内が好ましい。
固体触媒成分(A1)1グラムあたりの基準で、α-オレフィンの反応量(重合量)が、0.001g~100gの範囲内であり、好ましくは0.1g~50g、更に好ましくは0.5g~10gの範囲内が望ましい。
混合の処理温度は、-150℃~150℃、好ましくは-10℃~100℃であり、さらに好ましくは、0℃~70℃である。
混合は、一般的に撹拌下に行うことが好ましく、そのときヘキサン、ヘプタン等の不活性溶媒を存在させることもできる。
混合処理は、複数回行っても良く、この際用いるα-オレフィンは、同一であっても異なっても良い。また、混合処理後にヘキサン、ヘプタン等の不活性溶媒で洗浄を行うこともできる。
2.α-オレフィン重合用触媒の製造方法
本発明のα-オレフィン重合用触媒の製造方法は、前記α-オレフィン重合用触媒成分の製造方法から得られるα-オレフィン重合用触媒成分(A)と下記成分(B)とを混合することを特徴とする。
成分(B):有機アルミニウム化合物
本発明のα-オレフィン重合用触媒の製造方法は、前記α-オレフィン重合用触媒成分の製造方法から得られるα-オレフィン重合用触媒成分(A)と下記成分(B)とを混合することを特徴とする。
成分(B):有機アルミニウム化合物
2-2.有機アルミニウム化合物(B)
有機アルミニウム化合物(B)は、重合処理において、主に助触媒として作用し、さらに水その他の不純物を系内から除去するスカベンジャーとしても作用する。
本発明において用いることのできる有機アルミニウム化合物(B)としては、特開2004-124090号公報に開示された化合物等を用いることができる。
好ましくは、固体触媒成分(A1)を調製する際の成分である有機アルミニウム化合物(a4)における例示と同じ群から選択することができる。
有機アルミニウム化合物(B)は、固体触媒成分(A1)を調製する際に用いることのできる有機アルミニウム化合物(a4)と、同一であっても異なっても良い。
有機アルミニウム化合物(B)は、単独の化合物を用いるだけでなく、複数の化合物を併用することもできる。
有機アルミニウム化合物(B)の使用量は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次に示す範囲内が好ましい。
有機アルミニウム化合物(B)の使用量は、固体成分(a1)に含まれるチタン成分に対するモル比(有機アルミニウム化合物(B)のモル数/固体成分(a1)中のチタン原子のモル数)で、好ましくは1~5,000の範囲内であり、特に好ましくは10~500の範囲内が望ましい。
有機アルミニウム化合物(B)は、重合処理において、主に助触媒として作用し、さらに水その他の不純物を系内から除去するスカベンジャーとしても作用する。
本発明において用いることのできる有機アルミニウム化合物(B)としては、特開2004-124090号公報に開示された化合物等を用いることができる。
好ましくは、固体触媒成分(A1)を調製する際の成分である有機アルミニウム化合物(a4)における例示と同じ群から選択することができる。
有機アルミニウム化合物(B)は、固体触媒成分(A1)を調製する際に用いることのできる有機アルミニウム化合物(a4)と、同一であっても異なっても良い。
有機アルミニウム化合物(B)は、単独の化合物を用いるだけでなく、複数の化合物を併用することもできる。
有機アルミニウム化合物(B)の使用量は、本発明の効果を損なわない範囲で任意のものでありうるが、一般的には、次に示す範囲内が好ましい。
有機アルミニウム化合物(B)の使用量は、固体成分(a1)に含まれるチタン成分に対するモル比(有機アルミニウム化合物(B)のモル数/固体成分(a1)中のチタン原子のモル数)で、好ましくは1~5,000の範囲内であり、特に好ましくは10~500の範囲内が望ましい。
2-3.α-オレフィン重合用触媒の調製
α-オレフィン重合用触媒成分(A)及び成分(B)の混合条件は、本発明の効果を損なわない範囲で任意の条件を用いることができ、酸素が存在しない条件であってもよい。
混合温度は、後述するα-オレフィンの重合温度で例示する温度を挙げることができる。
混合に用いる装置は、従来公知の撹拌機能及び温度制御機能を有する装置を採用することができる。
α-オレフィン重合用触媒成分(A)及び成分(B)の混合条件は、本発明の効果を損なわない範囲で任意の条件を用いることができ、酸素が存在しない条件であってもよい。
混合温度は、後述するα-オレフィンの重合温度で例示する温度を挙げることができる。
混合に用いる装置は、従来公知の撹拌機能及び温度制御機能を有する装置を採用することができる。
3.α-オレフィン重合体の製造方法
本発明のα-オレフィン重合体の製造方法は、前記α-オレフィン重合用触媒の存在下、α-オレフィンを単独重合又は共重合することを特徴とする。
本発明のα-オレフィン重合体の製造方法は、前記α-オレフィン重合用触媒の存在下、α-オレフィンを単独重合又は共重合することを特徴とする。
3-1.α-オレフィンの重合処理
α-オレフィンの重合は、炭化水素溶媒を用いるスラリー重合、実質的に溶媒を用いない液相無溶媒重合または気相重合などを用いてもよい。
スラリー重合の場合の重合溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの炭化水素溶媒が用いられる。
採用される重合方法は、連続式重合、回分式重合又は多段式重合などいかなる方法でもよい。
重合温度は、通常30℃~200℃程度、好ましくは50℃~150℃であり、その時分子量調節剤として水素を用いてもよい。
α-オレフィンの重合は、1種類のα-オレフィンの単独重合のほかに、プロピレンと共重合可能なモノマーとして例えば、エチレン、上記一般式(c)で表される炭素数4~22のα-オレフィン、ジエン類、及びスチレン類等とのランダム共重合も行うことができる。
また、1段目にプロピレンの単独重合をした後に、2段目にランダム共重合を行うブロック共重合も実施可能である。
共重合性モノマーは、ランダム共重合においては15質量%まで、ブロック共重合においては50質量%まで使用することができる。
中でも、プロピレンの単独重合およびブロック共重合が好ましく、特にプロピレンの単独重合および1段目がプロピレンの単独重合であるブロック共重合が最も好ましい。
α-オレフィンの重合は、炭化水素溶媒を用いるスラリー重合、実質的に溶媒を用いない液相無溶媒重合または気相重合などを用いてもよい。
スラリー重合の場合の重合溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの炭化水素溶媒が用いられる。
採用される重合方法は、連続式重合、回分式重合又は多段式重合などいかなる方法でもよい。
重合温度は、通常30℃~200℃程度、好ましくは50℃~150℃であり、その時分子量調節剤として水素を用いてもよい。
α-オレフィンの重合は、1種類のα-オレフィンの単独重合のほかに、プロピレンと共重合可能なモノマーとして例えば、エチレン、上記一般式(c)で表される炭素数4~22のα-オレフィン、ジエン類、及びスチレン類等とのランダム共重合も行うことができる。
また、1段目にプロピレンの単独重合をした後に、2段目にランダム共重合を行うブロック共重合も実施可能である。
共重合性モノマーは、ランダム共重合においては15質量%まで、ブロック共重合においては50質量%まで使用することができる。
中でも、プロピレンの単独重合およびブロック共重合が好ましく、特にプロピレンの単独重合および1段目がプロピレンの単独重合であるブロック共重合が最も好ましい。
4.α-オレフィン重合体
本発明により重合されるα-オレフィン重合体のインデックスについては、特に制限はなく、各種用途に合わせて、適宜調節することができる。
本発明により重合されるα-オレフィン重合体のインデックスについては、特に制限はなく、各種用途に合わせて、適宜調節することができる。
4-1.MFR(g/10分)
α-オレフィン重合体のMFRは、0.01g/10分~10,000g/10分の範囲内であることが好ましく、特に好ましくは0.1g/10分~1,000g/10分の範囲内である。
α-オレフィン重合体のMFRは、0.01g/10分~10,000g/10分の範囲内であることが好ましく、特に好ましくは0.1g/10分~1,000g/10分の範囲内である。
4-2.融点(℃)
本発明の製造方法により得られるα-オレフィン重合体は、立体規則性が高いことが好ましい。
α-オレフィン重合体の立体規則性の高さは、融点を測定することによって評価することができる。
本発明の製造方法により得られるα-オレフィン重合体は、融点は、162.6℃以上166.0℃以下であることが好ましい。
融点が上記範囲内であれば、α-オレフィン重合体が所望の剛性を有する。
本発明の製造方法により得られるα-オレフィン重合体は、立体規則性が高いことが好ましい。
α-オレフィン重合体の立体規則性の高さは、融点を測定することによって評価することができる。
本発明の製造方法により得られるα-オレフィン重合体は、融点は、162.6℃以上166.0℃以下であることが好ましい。
融点が上記範囲内であれば、α-オレフィン重合体が所望の剛性を有する。
4-3.40℃可溶分(質量%)
本発明により製造されるα-オレフィン重合体は、非晶成分が極めて少なく、高い立体規則性を有し、臭いや色相も良好であることを特徴とするものである。
α-オレフィン重合体の非晶成分としての40℃可溶分は、用途によって好ましい範囲が異なるのが一般的である。例えば、一般射出用途などの硬い成形体が好まれる用途においては、ポリプロピレンの場合、40℃可溶分が好ましくは上限値が1.4質量%以下である。
本発明により製造されるα-オレフィン重合体は、非晶成分が極めて少なく、高い立体規則性を有し、臭いや色相も良好であることを特徴とするものである。
α-オレフィン重合体の非晶成分としての40℃可溶分は、用途によって好ましい範囲が異なるのが一般的である。例えば、一般射出用途などの硬い成形体が好まれる用途においては、ポリプロピレンの場合、40℃可溶分が好ましくは上限値が1.4質量%以下である。
本発明により製造されるα-オレフィン重合体は、非晶成分が極めて少なく、高い立体規則性を有することから、密度が高く、剛性及び耐熱性も高く、優れた特性を有するものである。
また、このα-オレフィン重合体は、収率も高く製造され、特に、高剛性化や高耐熱性化が要求される自動車部品や家電部品などの工業材料、あるいはべたつきの少ないことから包装材料などの用途に好適に用いることができる。
また、このα-オレフィン重合体は、収率も高く製造され、特に、高剛性化や高耐熱性化が要求される自動車部品や家電部品などの工業材料、あるいはべたつきの少ないことから包装材料などの用途に好適に用いることができる。
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本発明における各物性値の測定方法を以下に示す。
(1)チタン含量:
試料を精確に秤量し、加水分解した上で比色法を用いて測定した。予備重合後の試料については、予備重合ポリマーを除いた質量を用いて含量を計算した。
試料を精確に秤量し、加水分解した上で比色法を用いて測定した。予備重合後の試料については、予備重合ポリマーを除いた質量を用いて含量を計算した。
(2)フタル酸エステル含量:
試料を精確に秤量し、試料を硫酸で分解したのち、フタル酸エステルをヘプタンに抽出した。ガスクロマトグラフィーを用いて標準サンプルと比較する事により、得られたヘプタン溶液中のフタル酸エステル濃度を求めた。ヘプタン中のフタル酸エステル濃度と試料の質量から、試料に含まれるフタル酸エステルの含量を計算した。予備重合後の試料については、予備重合ポリマーを除いた質量を用いて含量を計算した。
試料を精確に秤量し、試料を硫酸で分解したのち、フタル酸エステルをヘプタンに抽出した。ガスクロマトグラフィーを用いて標準サンプルと比較する事により、得られたヘプタン溶液中のフタル酸エステル濃度を求めた。ヘプタン中のフタル酸エステル濃度と試料の質量から、試料に含まれるフタル酸エステルの含量を計算した。予備重合後の試料については、予備重合ポリマーを除いた質量を用いて含量を計算した。
(3)アルコキシシラン化合物含量:
試料を精確に秤量し、メタノールで分解した。ガスクロマトグラフィーを用いて標準サンプルと比較する事により、得られたメタノール溶液中のケイ素化合物濃度を求めた。メタノール中のケイ素化合物濃度と試料の質量から、試料に含まれるケイ素化合物の含量を計算した。予備重合後の試料については、予備重合ポリマーを除いた質量を用いて含量を計算した。
試料を精確に秤量し、メタノールで分解した。ガスクロマトグラフィーを用いて標準サンプルと比較する事により、得られたメタノール溶液中のケイ素化合物濃度を求めた。メタノール中のケイ素化合物濃度と試料の質量から、試料に含まれるケイ素化合物の含量を計算した。予備重合後の試料については、予備重合ポリマーを除いた質量を用いて含量を計算した。
(4)MFR:
タカラ社製メルトインデクサーを用い、JIS-K6921に基づき、230℃、21.18Nの条件で評価した。
タカラ社製メルトインデクサーを用い、JIS-K6921に基づき、230℃、21.18Nの条件で評価した。
(5)40℃可溶分(TREF):
TREFによる40℃可溶分量の測定は、以下のとおりである。
試料を140℃でオルトジクロロベンゼン(0.5mg/mLのBHT(3,5-ジブチル-4-ヒドロキシトルエン)を含む)に溶解し溶液とした。これを140℃の昇温溶出分別クロマトグラフ(TREF)カラムに導入した後、8℃/分の降温速度で100℃まで冷却し、引き続き4℃/分の降温速度で40℃まで冷却後、40℃で10分間保持した。
その後、溶媒であるオルトジクロロベンゼン(0.5mg/mlのBHTを含む)を1mL/分の流速でカラムに流し、TREFカラム中で40℃のオルトジクロロベンゼンに溶解している成分を10分間溶出させ、40℃可溶分を求めた。
用いたTREFの装置構成は、以下の通りである。
・カラムサイズ:4.3mmφ×150mmステンレスカラム
・カラム充填材:100μm 表面不活性処理ガラスビーズ
・溶媒:オルトジクロロベンゼン
・試料濃度:5mg/mL
・試料注入量:0.1mL
・溶媒流速:1mL/分
・検出器:波長固定型赤外検出器、FOXBORO社製、MIRAN、1A
・測定波長:3.42μm
TREFによる40℃可溶分量の測定は、以下のとおりである。
試料を140℃でオルトジクロロベンゼン(0.5mg/mLのBHT(3,5-ジブチル-4-ヒドロキシトルエン)を含む)に溶解し溶液とした。これを140℃の昇温溶出分別クロマトグラフ(TREF)カラムに導入した後、8℃/分の降温速度で100℃まで冷却し、引き続き4℃/分の降温速度で40℃まで冷却後、40℃で10分間保持した。
その後、溶媒であるオルトジクロロベンゼン(0.5mg/mlのBHTを含む)を1mL/分の流速でカラムに流し、TREFカラム中で40℃のオルトジクロロベンゼンに溶解している成分を10分間溶出させ、40℃可溶分を求めた。
用いたTREFの装置構成は、以下の通りである。
・カラムサイズ:4.3mmφ×150mmステンレスカラム
・カラム充填材:100μm 表面不活性処理ガラスビーズ
・溶媒:オルトジクロロベンゼン
・試料濃度:5mg/mL
・試料注入量:0.1mL
・溶媒流速:1mL/分
・検出器:波長固定型赤外検出器、FOXBORO社製、MIRAN、1A
・測定波長:3.42μm
(6)融点:
セイコーインスツルメンツ社製DSC6200示差走査熱量測定装置を使用した。シート状にした試料片を5mgアルミパンに詰め、室温から一旦200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、200℃で5分間保持した後に、10℃/分で20℃まで降温して結晶化させた後に、10℃/分で200℃まで昇温することにより融解曲線を得た。融解曲線の昇温段階における主吸熱ピークのピークトップ温度を融点とした。
セイコーインスツルメンツ社製DSC6200示差走査熱量測定装置を使用した。シート状にした試料片を5mgアルミパンに詰め、室温から一旦200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、200℃で5分間保持した後に、10℃/分で20℃まで降温して結晶化させた後に、10℃/分で200℃まで昇温することにより融解曲線を得た。融解曲線の昇温段階における主吸熱ピークのピークトップ温度を融点とした。
(実施例1)
[固体成分(a1)の調製]
撹拌装置を備えた容量10Lのオートクレーブを充分に窒素で置換し、精製したトルエン2Lを導入した。
ここに、室温で、マグネシウム源としてジエトキシマグネシウム(Mg(OEt)2)を200g、チタン源として四塩化チタン(TiCl4)を1L添加した。
温度を90℃に上げて、電子供与体としてフタル酸ジ-n-ブチルを50ml導入した。
その後、温度を110℃に上げて3hr反応を行った。
そして、反応生成物を精製したトルエンで充分に洗浄した。
次いで、オートクレーブに精製したトルエンを導入して全体の液量を2Lに調整した。
その後、室温でTiCl4を1L添加し、温度を110℃に上げて2hr反応を行った。
そして、反応生成物を精製したトルエンで充分に洗浄した。
次いで、再度、オートクレーブに精製したトルエンを導入して全体の液量を2Lに調整した。
室温でTiCl4を1L添加し、温度を110℃に上げて2hr反応を行った。
反応生成物を精製したトルエンで充分に洗浄した。更に、精製したn-ヘプタンを用いて、トルエンをn-ヘプタンで置換した。得られたスラリーをオートクレーブから抜き出し、真空乾燥を行って固体成分(a1)を得た。この固体成分(a1)を分析したところ、Tiが0.50mmol/g、フタル酸ジ-n-ブチルが0.56mmol/g含まれていた。
[固体成分(a1)の調製]
撹拌装置を備えた容量10Lのオートクレーブを充分に窒素で置換し、精製したトルエン2Lを導入した。
ここに、室温で、マグネシウム源としてジエトキシマグネシウム(Mg(OEt)2)を200g、チタン源として四塩化チタン(TiCl4)を1L添加した。
温度を90℃に上げて、電子供与体としてフタル酸ジ-n-ブチルを50ml導入した。
その後、温度を110℃に上げて3hr反応を行った。
そして、反応生成物を精製したトルエンで充分に洗浄した。
次いで、オートクレーブに精製したトルエンを導入して全体の液量を2Lに調整した。
その後、室温でTiCl4を1L添加し、温度を110℃に上げて2hr反応を行った。
そして、反応生成物を精製したトルエンで充分に洗浄した。
次いで、再度、オートクレーブに精製したトルエンを導入して全体の液量を2Lに調整した。
室温でTiCl4を1L添加し、温度を110℃に上げて2hr反応を行った。
反応生成物を精製したトルエンで充分に洗浄した。更に、精製したn-ヘプタンを用いて、トルエンをn-ヘプタンで置換した。得られたスラリーをオートクレーブから抜き出し、真空乾燥を行って固体成分(a1)を得た。この固体成分(a1)を分析したところ、Tiが0.50mmol/g、フタル酸ジ-n-ブチルが0.56mmol/g含まれていた。
[工程1:固体触媒成分(A1)の調製]
撹拌装置を備えた容量1Lの丸底フラスコを充分に窒素で置換し、丸底フラスコに上記固体成分(a1)を10g導入した。
精製したn-ヘプタンを丸底フラスコに導入して、固体成分(a1)の濃度が25g/Lとなる様に調整した。
ここに、成分(a2)としてジメチルジビニルシランを2.5ml、成分(a3)としてt-ブチルメチルジメトキシシラン(t-Bu(Me)Si(OMe)2)を2.0ml、成分(a4)としてトリエチルアルミニウム(Et3Al)のn-ヘプタン希釈液をEt3Alとして4.2g添加し、70℃で2時間反応を行った。反応終了後、反応生成物を精製したn-ヘプタンで充分に洗浄した後、n-ヘプタンで液レベルを400mlに調整し、固体触媒成分(A1)のスラリーを得た。
撹拌装置を備えた容量1Lの丸底フラスコを充分に窒素で置換し、丸底フラスコに上記固体成分(a1)を10g導入した。
精製したn-ヘプタンを丸底フラスコに導入して、固体成分(a1)の濃度が25g/Lとなる様に調整した。
ここに、成分(a2)としてジメチルジビニルシランを2.5ml、成分(a3)としてt-ブチルメチルジメトキシシラン(t-Bu(Me)Si(OMe)2)を2.0ml、成分(a4)としてトリエチルアルミニウム(Et3Al)のn-ヘプタン希釈液をEt3Alとして4.2g添加し、70℃で2時間反応を行った。反応終了後、反応生成物を精製したn-ヘプタンで充分に洗浄した後、n-ヘプタンで液レベルを400mlに調整し、固体触媒成分(A1)のスラリーを得た。
[工程2:α-オレフィン重合用触媒成分(A)の調製]
撹拌装置を備えた容量1Lのオートクレーブを充分に窒素で置換し、工程1で得られた固体触媒成分(A1)のスラリーを導入した。
オートクレーブ内を20℃に冷却した後、オートクレーブに成分(A2)として2,5-ジメチルフランを上記成分(a1)に対して13.39mmol/g(成分(A2-1)/チタン:26.8)導入し、Et3Alのn-ヘプタン希釈液をスカベンジャーとしてのEt3Alとして1.5g添加し、ついで成分(A3)である水素を510ml導入した。
その後、20gのプロピレンを6g/hrの速度で供給した。プロピレンの供給が終わった後、更に30分反応を継続した。
次いで、気相部を窒素ガスで充分に置換したのち、反応生成物を精製したn-ヘプタンで充分に洗浄した。
得られたスラリーをオートクレーブから抜き出し、真空乾燥を行ってα-オレフィン重合用触媒成分(A)を得た。このα-オレフィン重合用触媒成分(A)は、α-オレフィン重合用触媒成分(A)1gあたり1.7gのポリプロピレンを含んでいた。分析したところ、このα-オレフィン重合用触媒成分(A)のポリプロピレンを除いた部分には、Tiが0.28mmol/g、フタル酸ジ-n-ブチルが0.01mmol/g、t-ブチルメチルジメトキシシランが0.22mmol/g含まれていた。
撹拌装置を備えた容量1Lのオートクレーブを充分に窒素で置換し、工程1で得られた固体触媒成分(A1)のスラリーを導入した。
オートクレーブ内を20℃に冷却した後、オートクレーブに成分(A2)として2,5-ジメチルフランを上記成分(a1)に対して13.39mmol/g(成分(A2-1)/チタン:26.8)導入し、Et3Alのn-ヘプタン希釈液をスカベンジャーとしてのEt3Alとして1.5g添加し、ついで成分(A3)である水素を510ml導入した。
その後、20gのプロピレンを6g/hrの速度で供給した。プロピレンの供給が終わった後、更に30分反応を継続した。
次いで、気相部を窒素ガスで充分に置換したのち、反応生成物を精製したn-ヘプタンで充分に洗浄した。
得られたスラリーをオートクレーブから抜き出し、真空乾燥を行ってα-オレフィン重合用触媒成分(A)を得た。このα-オレフィン重合用触媒成分(A)は、α-オレフィン重合用触媒成分(A)1gあたり1.7gのポリプロピレンを含んでいた。分析したところ、このα-オレフィン重合用触媒成分(A)のポリプロピレンを除いた部分には、Tiが0.28mmol/g、フタル酸ジ-n-ブチルが0.01mmol/g、t-ブチルメチルジメトキシシランが0.22mmol/g含まれていた。
[プロピレンの重合]
撹拌装置及び温度制御装置を有する内容積3.0Lのステンレス鋼製オートクレーブを真空下で加熱乾燥し、室温まで冷却してプロピレン置換した。
その後、成分(B)としてEt3Alを550mg(0.00482mol)、及び水素を8000ml導入し、次いで重合モノマーとして液体のプロピレンを1000g導入して、内部温度を70℃に合わせた。
その後、上記のα-オレフィン重合用触媒成分(A)を7mg圧入して、プロピレンを重合させた。
1時間後にエタノールを10ml圧入して重合を停止した。
得られたポリプロピレンを乾燥して秤量した。結果を表1に示す。
撹拌装置及び温度制御装置を有する内容積3.0Lのステンレス鋼製オートクレーブを真空下で加熱乾燥し、室温まで冷却してプロピレン置換した。
その後、成分(B)としてEt3Alを550mg(0.00482mol)、及び水素を8000ml導入し、次いで重合モノマーとして液体のプロピレンを1000g導入して、内部温度を70℃に合わせた。
その後、上記のα-オレフィン重合用触媒成分(A)を7mg圧入して、プロピレンを重合させた。
1時間後にエタノールを10ml圧入して重合を停止した。
得られたポリプロピレンを乾燥して秤量した。結果を表1に示す。
(実施例2)
成分(A2)として用いた2,5-ジメチルフランの使用量を5.50mmol/g(成分(A2-1)/チタン:11.0)としたこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表1に示す。
成分(A2)として用いた2,5-ジメチルフランの使用量を5.50mmol/g(成分(A2-1)/チタン:11.0)としたこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表1に示す。
(実施例3)
成分(A2)として用いた2,5-ジメチルフランの使用量を2.63mmol/g(成分(A2-1)/チタン:5.3)としたこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表1に示す。
成分(A2)として用いた2,5-ジメチルフランの使用量を2.63mmol/g(成分(A2-1)/チタン:5.3)としたこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表1に示す。
(実施例4)
工程2の混合温度を50℃にしたこと以外は実施例3と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表1に示す。
工程2の混合温度を50℃にしたこと以外は実施例3と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表1に示す。
(比較例1)
実施例2において成分(A3)を使用しなかったこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表1に示す。
実施例2において成分(A3)を使用しなかったこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)
実施例1において成分(A2)及び成分(A3)を使用しなかったこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表1に示す。
実施例1において成分(A2)及び成分(A3)を使用しなかったこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表1に示す。
(実施例5)
成分(A2)として用いた2,5-ジメチルフランの代わりに、1-エチル-2-ピロリドンを2.63mmol/g(成分(A2-2)/チタン:5.3)用いたこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表2に示す。
成分(A2)として用いた2,5-ジメチルフランの代わりに、1-エチル-2-ピロリドンを2.63mmol/g(成分(A2-2)/チタン:5.3)用いたこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表2に示す。
(実施例6)
成分(A2)として用いた2,5-ジメチルフランの代わりに、3-メチル-2-オキサゾリドンを2.63mmol/g(成分(A2-2)/チタン:5.3)用いたこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表2に示す。
成分(A2)として用いた2,5-ジメチルフランの代わりに、3-メチル-2-オキサゾリドンを2.63mmol/g(成分(A2-2)/チタン:5.3)用いたこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表2に示す。
(実施例7)
成分(A2)として用いた2,5-ジメチルフランの代わりに、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンを2.63mmol/g(成分(A2-2)/チタン:5.3)用いたこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表2に示す。
成分(A2)として用いた2,5-ジメチルフランの代わりに、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンを2.63mmol/g(成分(A2-2)/チタン:5.3)用いたこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表2に示す。
(比較例3)
実施例5において成分(A3)を使用しなかったこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表2に示す。
実施例5において成分(A3)を使用しなかったこと以外は実施例1と同様の方法でプロピレンの重合を行った。結果を表2に示す。
表1~2から明らかなように、実施例及び比較例を対照検討すると、本発明のα-オレフィン重合用触媒成分(A)を含むα-オレフィン重合用触媒により、40℃可溶分(非晶成分)が少なく、融点(立体規則性)の高いポリプロピレンを得ることができる。
具体的には、実施例1~7と比較例1~3を比較すると、成分(A2)と成分(A3)として水素を用いることで、重合で得られたポリマーの可溶分が大幅に削減でき、融点も向上していることがわかる。
従って、実施例は、極めて可溶分の少なく、更に融点の高いポリマーを得ることができ、比較例に比して優れた結果が得られていると言える。
具体的には、実施例1~7と比較例1~3を比較すると、成分(A2)と成分(A3)として水素を用いることで、重合で得られたポリマーの可溶分が大幅に削減でき、融点も向上していることがわかる。
従って、実施例は、極めて可溶分の少なく、更に融点の高いポリマーを得ることができ、比較例に比して優れた結果が得られていると言える。
本発明によれば、非晶成分が少なく、立体規則性が高い、α-オレフィン重合体を製造することができ、産業上、利用可能性が高いものである。
Claims (10)
- 以下の工程1、2を順次経ることを特徴とする、α-オレフィン重合用触媒成分の製造方法。
工程1:下記成分(a1)、(a2)、(a3)、(a4)を混合し、固体触媒成分(A1)を得る工程。
成分(a1):マグネシウム、チタン、ハロゲン、電子供与体を必須成分として含有する固体成分
成分(a2):アルケニル基を有するシラン化合物
成分(a3):アルコキシシラン化合物[ただし、アルケニル基を有するシラン化合物とは異なる。]
成分(a4):有機アルミニウム化合物
工程2:α-オレフィンの存在下、前記固体触媒成分(A1)、下記成分(A2)及び成分(A3)を混合し、α-オレフィン重合用触媒成分(A)を得る工程。
成分(A2):(A2-1)不飽和環状エーテル化合物及び(A2-2)アミド結合を有する環状化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物
成分(A3):水素 - 前記成分(a2)がビニルシラン化合物である、請求項1~3のいずれか1項に記載のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法。
- 前記成分(a3)が下記一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物である、請求項1~4のいずれか1項に記載のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法。
R5R6 mSi(OR7)n ・・・(3)
(一般式(3)中、R5は炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す。R6は水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す。R7は炭化水素基である。mおよびnは、0≦m≦2、1≦n≦3、m+n=3の整数を示す。) - 前記工程2における前記α-オレフィンが、プロピレン、又は、プロピレン及びエチレン、又はプロピレン及び炭素数4~22のα-オレフィンである、請求項1~5のいずれか1項に記載のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法。
- 前記工程2における前記成分(A2)の使用量が、前記成分(a1)に含まれるチタン成分に対してモル比で、成分(A2)/チタン=2.0~30である、請求項1~6のいずれか1項に記載のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法。
- 前記工程2の混合温度が70℃以下である、請求項1~7のいずれか1項に記載のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載のα-オレフィン重合用触媒成分の製造方法から得られるα-オレフィン重合用触媒成分(A)と下記成分(B)とを混合することを特徴とする、α-オレフィン重合用触媒の製造方法。
成分(B):有機アルミニウム化合物 - 請求項9に記載のα-オレフィン重合用触媒の存在下、α-オレフィンを単独重合又は共重合することを特徴とするα-オレフィン重合体の製造方法。
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