JP2022540915A - 低ガラス転移温度を有する高プロピレン含有量ep - Google Patents

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Abstract

【解決手段】本開示は、C3~C40オレフィンおよびエチレンを、活性化剤と置換または非置換のテトラヒドロ-s-インダセニル基を含んでいるメタロセン触媒化合物とを含んでいる触媒システムと接触させる工程、および典型的には0.5~43重量%のエチレンおよび99.5~57重量%のC3~C40コモノマーを含んでいるC3~C40オレフィン-エチレンコポリマーを得る工程であって、前記ターポリマーのTgは0~-60℃である工程によってオレフィンポリマーを製造する方法を提供する。【選択図】図1

Description

発明者名
バイ、ジーファン;カニッチ、ジョ アン エム;ジャン、ジンウェン;ジアン、ペイジュン;バリー、エイドリアン ガルシア;エッカート、チェイス エー;マトラー、サラ ジェイ
関連出願の相互参照
本出願は、2019年7月17日に出願された、発明の名称を「層状物品に使用されるエチレンベースコポリマーとプロピレン-アルファオレフィン-ジエンとの組成物」とする米国特許仮出願第62/875,196号の優先権の利益を主張し、この内容はその全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
技術分野
本開示は、C3+オレフィン-エチレンポリマーを製造するための触媒システムおよび方法を提供する。
オレフィン重合触媒は、産業において非常に有用である。したがって、触媒の商業的有用性を高め、改善された特性を有するポリマーの製造を可能にする新しい触媒システムを見い出すことに関心が向けられている。
オレフィン重合用触媒は多くの場合、触媒前駆体としてのシクロペンタジエニル遷移金属化合物に基いており、これはアルモキサンを用いて、あるいは非配位性アニオンを含有する活性化剤を用いて活性化される。典型的な触媒システムは、メタロセン触媒および活性化剤ならびに任意的な担体を含んでいる。多くのメタロセン触媒システムは、(溶液または超臨界などの)均一系重合中で使用されることができ、また担持された触媒システムは、多くの重合プロセスの中で、しばしばスラリーまたは気相の重合プロセスの中で使用される。
国際公開第2004/013149A1号は、3環系4-アリール置換インデニル配位子、特に1,5,6,7-テトラヒドロ-4-アリール-s-インダセン-1-イル配位子の4族金属拘束幾何錯体を開示しており、この錯体では、テトラヒドロ-s-インダセンが4位においてC6-12アリール基で置換されており、好ましくは5、6または7位は置換されておらず、また5、6または7位が置換されている場合には各位置において多くても1つの置換基のみによって置換されている。
米国特許第6,420,507号は、置換されたテトラヒドロ-s-インダセニル遷移金属錯体(たとえば、実施例H~N)を開示しており、この錯体では、テトラヒドロ-s-インダセンは5、6または7位では置換されておらず、2および/または3位で置換されている。
欧州特許第1120424号(および特許ファミリーメンバーの米国特許第6,613,713号)は、重合触媒としてターシャリブチルアミノ-2-(5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセニルジメチルシリル)チタンジクロリドインデニル配位子を開示しており、この配位子ではテトラヒドロ-s-インダセンは5、6または7位で置換されていない。
国際公開第2001/042315号は、重合触媒としてジメチルシリレン(t-ブチルアミド)(2-メチル-テトラヒドロ-s-インダセニル)Ti(CH2SiMe3)2(実施例27および28ならびに請求項21中の化合物IB5およびIB5’を見よ。)を開示しており、この触媒ではテトラヒドロ-s-インダセンは5、6または7位で置換されていない。
国際公開第98/27103号は、重合触媒としてジメチルシリレン(t-ブチルアミド)(2-メチル-テトラヒドロ-s-インダセニル)TiCl2(実施例1を見よ。)などを開示しており、この触媒ではテトラヒドロ-s-インダセンは5、6または7位で置換されていない。
米国特許第9,803,037号は、置換テトラヒドロ-as-インダセンおよび置換または非置換のテトラヒドロ-as-インダセンを製造する方法を開示している。
米国特許出願公開第2016/0244535号は、テトラヒドロインダセニル基(たとえば、テトラヒドロ-s-インダセニルまたはテトラヒドロ-as-インダセニル)を含んでいるモノシクロペンタジエニル遷移金属化合物を開示している。
他の興味のある参考文献としては、以下のものが挙げられる:米国特許出願公開第2016/0244535号;米国特許出願公開第2017/0362350号;国際公開第2017/034680号;国際公開第2016/53541号;国際公開第2016/53542号;国際公開第2016/114915号;米国特許第5,382,630号;米国特許第5,382,631号;米国特許第8,575,284号;米国特許第6,069,213号;米国特許第6,656,866号;米国特許第8,815,357号;米国特許出願公開第2014/0031504号;米国特許第5,135,526号;米国特許第7,385,015号;国際公開第2007/080365号;国際公開第2012/00627号;国際公開第00/12565号;国際公開第02/060957号;国際公開第2004/046214号;米国特許第6,846,770号;米国特許第6,664,348号;米国特許出願公開第05/075525号;米国特許出願公開第2002/007023号;国際公開第2003/025027号;米国特許出願公開第2005/0288461号;米国特許出願公開第2014/0031504号;米国特許第8,088,867号;米国特許第5,516,848号;米国特許第4,701,432号;米国特許第5,077,255号;米国特許第7,141,632号;米国特許第6,207,606号;米国特許第8,598,061号;米国特許第7,192,902号;米国特許第8,110,518号;米国特許第7,355,058号;米国特許出願公開第2018/171040号;米国特許出願公開第2018/134828号;米国特許第9,803,037号;2017年3月31日に出願された米国特許仮出願第16/098,592号;2019年2月4日に出願された米国特許仮出願第16/266,186号;米国特許出願公開第2018/002616号;米国特許出願公開第2018/002517号;米国特許出願公開第2017/360237号;2019年1月3日に出願された米国特許仮出願第16/315,090号;2019年1月4日に出願された米国特許仮出願第16/315,294号;2019年1月7日に出願された米国特許仮出願第16/315,722号;2019年1月7日に出願された米国特許仮出願第16/315,874号;国際公開第2016/114914号;米国特許第9,458,254号;米国特許出願公開第2018/0094088号;国際公開第2017/204830号;米国特許出願公開第2017/0342175号;2018年11月15日に出願された米国特許仮出願第16/192,493号;2018年11月7日に出願された米国特許仮出願第16/182,856号;2018年10月5日に出願された米国特許仮出願第16/153,256号;および米国特許第9,796,795号。
プロピレン-エチレンコポリマーを製造する従来の触媒システムおよび方法と比較して、他のポリマー特性を維持しまたは改善しながら活性を高めることができる、プロピレン-エチレンコポリマーを重合するための新規なおよび改善された触媒システムならびにプロピレン-エチレンコポリマーを製造する方法の必要が存在する。さらに、低いガラス転移温度を有する新規なプロピレン-エチレンコポリマーの必要が存在する。
本開示は、以下の工程によってオレフィンポリマーを製造する方法を提供する:
C3+オレフィン(たとえば、プロピレン)およびエチレンを、活性化剤および式(I)によって表される触媒化合物を含んでいる触媒システムと接触させる工程であって、
Figure 2022540915000002
この式で、
Cp’は、テトラヒドロインダセニル基(たとえば、テトラヒドロ-s-インダセニルまたはテトラヒドロ-as-インダセニル)であり、任意的に置換されまたは非置換であり、但しCp’がテトラヒドロ-s-インダセニルである場合には、(1)3および/または4位はアリールまたは置換アリールでなく、(2)3位は15または16族ヘテロ原子に直接結合されておらず、(3)テトラヒドロインダセニル配位子に縮合された追加の環はなく、(4)Tは2位に結合されておらず、かつ、(5)5、6または7位(好ましくは、6位)は、1つの位置が同種原子2つで、好ましくは2つのC1~C10アルキル基で置換され;Mは3、4、5または6族遷移金属、好ましくは4族遷移金属、たとえばチタン、ジルコニウムまたはハフニウムであり;
Tは架橋基であり;
yは0または1であり、これはTの不存在または存在を示しており;
Gは式JRiz-yによって表されるヘテロ原子基であり、この式でJはN、P、OまたはSであり、RiはC1~C100ヒドロカルビル基であり、JがNまたはPである場合、zは2であり、またJがOまたはSである場合、zは1であり;
Xは脱離基であり;
m=1であり;n=1、2または3であり;q=1、2または3であり;また、m+n+qの合計は遷移金属の酸化状態と等しい(好ましくは2、3、4、5または6、好ましくは4である。)工程;および、
0.5~43重量%のエチレン、99.5~57重量%のC3+オレフィンコモノマー(たとえば、C3~C40コモノマー)を含んでいるC3+オレフィン-エチレンポリマー(たとえば、C3~C40オレフィン-エチレンコポリマー)を得る工程。
本開示は、本開示の方法によって得られたポリマーをさらに提供し、このポリマーは、3%未満の結晶化度;0.2~2000g/10分のメルトフローレート(@230℃、2.16kg);0~-60℃のガラス転移温度を有する。
本開示はさらに、0.5~43重量%のエチレンおよび99.5~57重量%のC3+オレフィン(たとえば、C3~C40オレフィン)を含んでおり、かつ3%未満のポリマー結晶化度;0.2~2000g/10分のメルトフローレート(@230℃、2.16kg);0~-60℃のガラス転移温度を有する新規なC3+オレフィン-エチレンポリマー(たとえば、C3~C40オレフィン-エチレンコポリマー)に関する。
本開示はさらに、0.5~43重量%のエチレンおよび99.5~57重量%のC3+オレフィン(たとえば、C3~C40オレフィン)を含んでおり、かつ3%未満のポリマー結晶化度;0.2~2000g/10分のメルトフローレート(@230℃、2.16kg);0~-60℃のガラス転移温度を有する新規なプロピレン-エチレンポリマーに関する。
本開示はさらに、0.5~43重量%のエチレンおよび99.5~57重量%のC3+オレフィン(たとえば、C3~C40オレフィン)を含んでおり、かつ-8.4295-1.2019*E以上および0.5705-1.2019*E以下のTg(℃)を有する新規なC3+オレフィン-エチレンポリマー(たとえば、C3~C40オレフィン-エチレンコポリマー)に関し、EはFTIRによって測定されたポリマー中のエチレンの重量分率である。
市販Vistamaxx(商標)高性能ポリマーグレードと比較した、実施例7~29からのプロピレン-エチレンコポリマー(PEM)についてのエチレン重量%対ポリマーTg(℃)のプロットを示すグラフである。 本発明のPEMコポリマーについての13CNMRからのエチレン重量%対「EEP」モル分率のプロットを示すグラフである。 PEMコポリマーについての13CNMRからのエチレン重量%対「PPP」モル分率のプロットを示すグラフである。
定義
本開示の目的のためには、周期表の族の付番方式は、CHEMICAL AND ENGINEERING NEWS、63巻(5号)、27頁(1985年)に記載されたものが使用され、たとえば「4族金属」は、周期表の4族の元素、たとえばHf、TiまたはZrである。
「オレフィン」は、あるいは「アルケン」とも呼ばれ、直鎖状、分枝状または環状の炭素および水素の化合物であり、少なくとも1つの炭素-炭素2重結合を有する。本明細書およびそれに添付された特許請求の範囲の目的のためには、ポリマーまたはコポリマーがオレフィンを含んでいるとして引用された場合、そのようなポリマーまたはコポリマーの中に存在するオレフィンは、そのオレフィンの重合された形態である。たとえば、コポリマーが35重量%~55重量%の「エチレン」含有量を有すると呼ばれた場合、そのコポリマー中の「マー(mer)」単位は重合反応におけるエチレンに由来し、当該由来単位がそのコポリマーの重量に基いて35重量%~55重量%存在することと理解される。「ポリマー」は、2つ以上の同じまたは異なるマー単位を有する。「ホモポリマー」は、同じであるマー単位を有するポリマーである。「コポリマー」は、互いに異なる2つ以上のマー単位を有するポリマーである。「ターポリマー」は、互いに異なる3つ以上のマー単位を有するポリマーである。マー単位を参照するために使用される「異なる」とは、そのマー単位が少なくとも1つの原子だけ互いに異なり、または異性体として異なることを示す。したがって、本明細書で使用されるコポリマーの定義は、ターポリマーその他の同種のものを包含する。「エチレンポリマー」または「エチレンコポリマー」とは、少なくとも50モル%のエチレン由来単位を含んでいるポリマーまたはコポリマーであり、「プロピレンポリマー」または「プロピレンコポリマー」とは、少なくとも50モル%のプロピレン由来単位を含んでいるポリマーまたはコポリマーである、等々である。
本開示の目的のためには、エチレンはαオレフィンと見なされなければならない。
用語「ヒドロカルビル基(radical)」、「ヒドロカルビル」および「ヒドロカルビル基(group)」は、本文書の全体にわたって互換的に使用される。同様に、用語「基(group)」、「基(radical)」および「置換基(substituent)」も、本文書では互換的に使用される。本開示の目的のためには、「ヒドロカルビル基」とは、水素原子および50個までの炭素原子を含んでおり、直鎖状、分枝状または環状であってもよく、環状の場合には芳香族または非芳香族であってもよい基であると定義される。
置換されたヒドロカルビル基とは、少なくとも1つの水素原子が少なくとも1つの官能基、たとえばNRx2、ORx、SeRx、TeRx、PRx2、AsRx2、SbRx2、SRx、BRx等で置き換えられた基であり、または少なくとも1つの非炭化水素原子または基、たとえば-O-、-S-、-Se-、-Te-、-N(Rx)-、=N-、-P(Rx)-、=P-、-As(Rx)-、=As-、-Sb(Rx)-、=Sb-、-B(Rx)-、=B-等がそのヒドロカルビル基の内部に挿入された基であり、これらの式で、Rxは独立してヒドロカルビルまたはハロカルビル基であり、また2つ以上のRxは一緒に結合して、置換もしくは非置換で飽和の、部分的に不飽和の、または芳香族環状の、または多環状の環構造を形成してもよい。置換されたヒドロカルビルの例は、-CH2CH2-O-CH3および-CH2-NMe2を含み、これらの基は炭素原子を介して結合されるが、-OCH2CH3または-NMe2などのヘテロ原子を通して結合される基は含まれない。
シリルカルビル基とは、1つ以上のヒドロカルビル水素原子が少なくとも1つのSiR*3含有基で置換された基であり、または少なくとも1つの-Si(R*)2-がヒドロカルビル基の内部に挿入された基であり、これらの式で、R*は独立してヒドロカルビルまたはハロカルビル基であり、2つ以上のR*は一緒に結合して、置換もしくは非置換で飽和の、部分的に不飽和の、または芳香族環状の、または多環状の環構造を形成してもよい。
置換されたシリルカルビル基とは、少なくとも1つの水素原子が少なくとも1つの官能基、たとえば-NR*2、-OR*、-SeR*、-TeR*、-PR*2、-AsR*2、-SbR*2、-SR*、-BR*2、-GeR*3、-SnR*3、-PbR*3等で置き換えられた基であり、または少なくとも1つの非炭化水素原子または基、たとえば-O-、-S-、-Se-、-Te-、-N(R*)-、=N-、-P(R*)-、=P-、-As(R*)-、=As-、-Sb(R*)-、=Sb-、-B(R*)-、=B-、-Ge(R*)2-、-Sn(R*)2-、-Pb(R*)2-等がそのシリルカルビル基の内部に挿入された基であり、これらの式で、R*は独立してヒドロカルビルまたはハロカルビル基であり、2つ以上のR*は一緒に結合して、置換もしくは非置換で飽和の、部分的に不飽和の、または芳香族環状の、または多環状の環構造を形成してもよい。置換されたシリルカルビル基は、炭素またはケイ素原子を介してのみ結合される。
ゲルミルカルビル基とは、1つ以上のヒドロカルビル水素原子が少なくとも1つのGeR*3含有基で置換された基であり、または少なくとも1つの-Ge(R*)2-がヒドロカルビル基の内部に挿入された基であり、これらの式で、R*は独立してヒドロカルビルまたはハロカルビル基であり、2つ以上のR*は一緒に結合して、置換もしくは非置換で飽和の、部分的に不飽和の、または芳香族環状の、または多環状の環構造を形成してもよい。置換されたゲルミルカルビル基は、炭素またはゲルマニウム原子を介してのみ結合される。
置換されたゲルミルカルビル基とは、少なくとも1つの水素原子が少なくとも1つの官能基、たとえば-NR*2、-OR*、-SeR*、-TeR*、-PR*2、-AsR*2、-SbR*2、-SR*、-BR*2、-SiR*3、-SnR*3、-PbR*3等で置き換えられた基であり、または少なくとも1つの非炭化水素原子または基、たとえば-O-、-S-、-Se-、-Te-、-N(R*)-、=N-、-P(R*)-、=P-、-As(R*)-、=As-、-Sb(R*)-、=Sb-、-B(R*)-、=B-、-Si(R*)2-、-Sn(R*)2-、-Pb(R*)2-等がそのゲルミルカルビル基の内部に挿入された基であり、これらの式で、R*は独立してヒドロカルビルまたはハロカルビル基であり、2つ以上のR*は一緒に結合して、置換もしくは非置換で飽和の、部分的に不飽和の、または芳香族環状の、または多環状の環構造を形成してもよい。
ハロカルビル基は、1つ以上のヒドロカルビル水素原子が少なくとも1つのハロゲン(たとえば、F、Cl、Br、I)またはハロゲン含有基(たとえば、CF3)で置き換えられた基である。
置換されたハロカルビル基とは、少なくとも1つのハロカルビル水素またはハロゲン原子が少なくとも1つの官能基、たとえば-NR*2、-OR*、-SeR*、-TeR*、-PR*2、-AsR*2、-SbR*2、-SR*、-BR*2等で置き換えられた基であり、または少なくとも1つの非炭化水素原子または基、たとえば-O-、-S-、-Se-、-Te-、-N(R*)-、=N-、-P(R*)-、=P-、-As(R*)-、=As-、-Sb(R*)-、=Sb-、-B(R*)-、=B-等がそのハロカルビル基の内部に挿入された基であり、これらの式で、R*は独立してヒドロカルビルまたはハロカルビル基であり、但し、少なくとも1つのハロゲン原子が元のハロカルビル基に残っているものである。さらに、2つ以上のR*は一緒に結合して、置換もしくは非置換で飽和の、部分的に不飽和の、または芳香族環状の、または多環状の環構造を形成してもよい。置換されたハロカルビル基は、炭素原子を介してのみ結合される。
ヘテロ原子とは、炭素または水素以外の原子である。
用語「アリール」または「アリール基」とは、単環状または多環状の芳香族環およびその置換された変異体を意味し、フェニル、ナフチル、2-メチル-フェニル、キシリル、4-ブロモキシリルが含まれる。同様に、「ヘテロアリール」は、環炭素原子(または、2環または3環炭素原子)が、ヘテロ原子、たとえばN、OまたはSで置き換えられたアリール基である。用語「置換されたアリール」とは、1)アリール基の水素が、置換もしくは非置換のヒドロカルビル基、置換もしくは非置換のハロカルビル基、置換もしくはもしくは非置換のシリルカルビル基または置換もしくは非置換のゲルミルカルビル基によって置き換えられたアリール基を意味する。用語「置換されたヘテロアリール」とは、1)ヘテロアリール基の水素が、置換もしくは非置換のヒドロカルビル基、置換もしくは非置換のハロカルビル基、置換もしくはもしくは非置換のシリルカルビル基または置換もしくは非置換のゲルミルカルビル基によって置き換えられたヘテロアリール基を意味する。
命名法の目的のためには、以下の付番方式が、インデニル、テトラヒドロ-s-インダセニルおよびテトラヒドロ-as-インダセニル配位子について使用される。
Figure 2022540915000003
他に指示がない限り、Mnは数平均分子量であり、Mwは重量平均分子量であり、またMzはz平均分子量である。重量%は重量パーセントであり、またモル%はモルパーセントである。分子量分布(MWD)は多分散度とも呼ばれ、MwをMnで割ったものであると定義される。他に注記がない限り、全ての分子量単位(たとえば、Mw、Mn、Mz)はg/モルである。
以下の略語が本明細書では使用されることがある:Meはメチルであり、Etはエチルであり、Prはプロピルであり、Cprはシクロプロピルであり、nPrはn-プロピルであり、iPrはイソプロピルであり、Buはブチルであり、nBuはノルマルブチルであり、iBuはイソブチルであり、sBuはsec-ブチルであり、tBuはターシャリブチルであり、Octはオクチルであり、Phはフェニルであり、Bnはベンジルであり、Cpはシクロペンタジエニルであり、Indはインデニルであり、Fluはフルオレニルであり、またMAOはメチルアルモキサンである。
本開示の目的のためには、「触媒システム」とは、少なくとも1つの触媒化合物、少なくとも1つの活性化剤、任意的な共活性化剤および任意的な担体材料の組み合わせである。本開示の目的のためには、触媒システムがその成分の中性の安定な形態を含んでいると記載される場合には、その成分のそのイオン形態がモノマーと反応してポリマーを製造する形態であることは、当業者によって十分に理解されている。本開示の目的のためには、「触媒システム」は、触媒システムの成分、たとえば触媒化合物の中性およびイオン性の両方の形態を包含する。
本明細書の記載では、触媒は、触媒前駆体、プレ触媒、プレ触媒化合物、メタロセン触媒化合物、メタロセン触媒または遷移金属化合物と記載されてもよく、また、これらの用語は互換的に使用される。
メタロセン触媒は、遷移金属に結合された少なくとも1つのπ結合されたシクロペンタジエニル部分(または置換されたシクロペンタジエニル部分)を有する有機金属遷移金属化合物と定義される。
本開示の目的のためには、メタロセン触媒化合物との関連で、用語「置換され」とは、1つ以上の水素原子がヒドロカルビル、ヘテロ原子(たとえば、ハライド)またはヘテロ原子含有基(たとえば、シリルカルビル、ゲルミルカルビル、ハロカルビル等)で置き換えられていることを意味する。たとえば、メチルシクロペンタジエン(Cp)はメチル基で置換されたCp基である。2つ以上の隣接した水素原子がヒドロカルビルによって置き換えられて、多環シクロペンタジエニル部分、たとえばインデニル、フルオレニル、テトラヒドロ-s-インダセニル等を形成してもよい。
本開示の目的のためには、「アルコキシド」は、アルキル基がC1~C10ヒドロカルビルであるものを含んでいる。アルキル基は、直鎖状、分枝状または環状であってもよい。アルキル基は飽和または不飽和であってもよい。いくつかの実施形態では、アルキル基は、少なくとも1つの芳香族基を含んでいてもよい。
実施形態
本開示は、以下の工程を含むオレフィンポリマーを製造する方法を提供する:(i)C3+オレフィン(たとえば、C3-40オレフィン)およびエチレンを、活性化剤および架橋モノシクロペンタジエニル遷移金属化合物を含んでいる触媒システムと接触させる工程;および(ii)0.5~43重量%のエチレン、99.5~57重量%のC3~C40コモノマーを含んでいるC3~C40オレフィン-エチレンコポリマーを得る工程であって、ポリマーが0~3%のポリマー結晶化度、0.2~2000g/10分のメルトフローレート(@230℃、2.16kg)および示差走査熱量測定(DSC)によって測定された0~-60℃のTgを有する工程。
本開示のいくつかの実施形態では、エチレン-C3~C40コモノマーポリマーは、0.90以上、たとえば0.95以上、たとえば0.98以上、たとえば約1のg’を有する。本開示の触媒システムおよび方法は、プロピレン-エチレンコポリマーを製造する従来の触媒システムおよび方法と比較して、増加された活性レベル(たとえば、30,000gP/ミリモル触媒・時以上)および触媒効率レベル(たとえば、10,000gポリマー/g触媒以上)において、他のポリマー特性(たとえば、Mn)を維持しまたは改善しながら、エチレン-C3~C40コモノマーコポリマー(たとえば、プロピレン-エチレンコポリマー)を形成する方法を提供する。
オレフィン-エチレンポリマー
本開示は、本開示の方法によって製造された組成物を提供する。
本明細書で使用される用語「オレフィン-エチレンポリマー」は、C3+オレフィン(たとえば、C3~C40モノマー、好ましくはプロピレン)およびエチレンを含んでいる任意のポリマーであることができる。好ましくは、オレフィン-エチレンポリマーはαオレフィン-エチレンポリマーである。好ましくは、αオレフィン-エチレンポリマーはコポリマーであり、αオレフィン由来単位およびエチレン由来単位を含んでいる。たとえば、αオレフィン-エチレンコポリマーは、プロピレン-エチレンコポリマーであってもよい。プロピレン-エチレンコポリマーは、エチレンおよびプロピレンを任意的に1つ以上の追加のαオレフィンとともに重合することによって調製されてもよい。
C3~C40モノマーは、C3~C40αオレフィンであることができる。C3~C40αオレフィンとしては、置換または非置換のC3~C40αオレフィン、たとえばC3~C20αオレフィン、たとえばC3~C12αオレフィン、好ましくはプロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセンおよびこれらの異性体が挙げられる。C3~C40αオレフィンは、直鎖状、分枝状または環状であってもよい。C3~C40αオレフィンは、拘束されたまたは非拘束の、単環状または多環状であってもよく、またヘテロ原子および/または1つ以上の官能基を含んでいてもよい。環状オレフィンの非限定的な例としては、ノルボルネン、シクロペンテン、5-メチルシクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテンおよびシクロドデセンが挙げられる。好ましい直鎖状αオレフィンとしては、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセンまたは1-オクテンが挙げられる。好ましい分枝状C3~C40αオレフィンとしては、4-メチル-l-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、5-メチル-1-ノネンおよび3,5,5-トリメチル-1-ヘキセンが挙げられる。好ましいαオレフィンコモノマーはプロピレンおよび1-ブテンであり、最も好ましくはプロピレンである。C3~C40αオレフィンは、ただ1つの重合可能な2重結合を含んでおり、ジエンではない。
典型的には、αオレフィン-エチレンポリマーは、99.5重量%~57重量%、たとえば99~58重量%、たとえば98重量%~59重量%、たとえば9重量%7~60重量%、たとえば95重量%~62重量%のαオレフィン含有量を有する。本発明のいくつかの実施形態では、αオレフィン含有量は57重量%以上、あるいは60重量%以上、あるいは62重量%以上、あるいは65重量%以上、あるいは70重量%以上、あるいは75重量%以上、あるいは80重量%以上、あるいは85重量%以上である。αオレフィン-エチレンポリマーの残余は、エチレンを含んでいる。
典型的には、αオレフィン-エチレンポリマーは、0.5重量%~43重量%、たとえば1重量%~42重量%、たとえば2重量%~41重量%、たとえば3重量%~40重量%、たとえば4重量%~38重量%のエチレン含有量を有する。本発明のいくつかの実施形態では、エチレン含有量は43重量%以下、あるいは42重量%以下、あるいは40重量%以下、あるいは38重量%以下、あるいは35重量%以下、あるいは30重量%以下、あるいは25重量%以下、あるいは20重量%以下、あるいは15重量%以下、および0.5重量%以上、たとえば1重量%以上、たとえば2重量%以上、たとえば3重量%以上の下限を有する。αオレフィン-エチレンポリマーの残余は、1つ以上のαオレフィンを含んでいる。
代わりの実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは、0.5重量%~43重量%(たとえば1重量%~38重量%)のエチレン含有量、99.5重量%~57重量%(たとえば99~62重量%)のプロピレン含有量を有するプロピレン-エチレンコポリマーである。
典型的には、αオレフィン-エチレンポリマーは、1)99.5重量%~57重量%、たとえば99~62重量%、たとえば98~70重量%のαオレフィン含有量;および2)0.5重量%~43重量%、たとえば1重量%~38重量%、たとえば2重量%~30重量%のエチレン含有量を有する。
好ましい実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは、ジエンモノマーを実質的に含んでいない。
αオレフィン-エチレンポリマーは、1,000,000g/モル以下の重量平均分子量(Mw)、500,000g/モル以下の数平均分子量(Mn)、2,000,000g/モル以下のz平均分子量(Mz)および任意的に0.90以上のg’指数を有してもよく、これらの全てはゲル透過クロマトグラフィー(GPC)によって決定されてもよい。本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、10,000~500,000g/モル、たとえば10,000~400,000g/モル、たとえば20,000~350,000g/モル、たとえば40,000~300,000g/モル、たとえば50,000~250,000g/モルのMnを有してもよい。本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、20,000~1,000,000g/モル、たとえば30,000~800,000g/モル、たとえば50,000~700,000g/モル、たとえば50,000~600,000g/モル、たとえば50,000~500,000g/モルのMwを有してもよい。本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、50,000~2,000,000g/モル、たとえば100,000~1,500,000g/モル、たとえば120,000~1,000,000g/モル、たとえば150,000~800,000g/モルのMzを有してもよい。本開示の目的のためには、Mw、MnおよびMzは、GPCの光散乱検知器によって測定されたように定義される。
αオレフィン-エチレンポリマーの分子量分布(MWD=(Mw/Mn))は、「多分散度指数」(PDI)とも呼ばれ、1.2~40であってもよい。たとえば、αオレフィン-エチレンポリマーは、40、または30、または20、または10、または9、または8、または7、または6、または5、または4、または3の上限、および1.2、または1.3、または1.4、または1.5、または1.6、または1.7、または1.8、または2.0の下限を有するMWDを有してもよい。1つ以上の実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーのMWDは、1~10、たとえば1.2~7、たとえば1.5~5、たとえば1.8~3である。1つ以上の実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーのMWDは、1.8超および4.0未満である。1つ以上の実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーのMWDは、1.5超および3.5未満である。本開示の目的のためには、PDIは、GPCの光散乱検知器によって測定されたMw/Mnとして定義される。
本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、0.90以上、たとえば少なくとも0.95、または少なくとも0.98、または少なくとも0.99のg’指数値を有してもよく、g’はベースラインとしてアイソタクチックポリプロピレンの固有粘度を使用してポリマーのMwで測定される。本明細書での使用のためには、分枝指数g’(g’指数またはg’visとも呼ばれる。)は、以下のように定義され、
Figure 2022540915000004
この式で、ηbはαオレフィン-エチレンポリマーの固有粘度であり、ηlはそのαオレフィン-エチレンポリマーと同じ粘度平均分子量(Mv)の直鎖状ポリマーの固有粘度である。かくして、ηl=Kvαとなり、この式で、Kおよびαは下で分子量を決定するための本明細書のGPC-SEC方法に記載されたとおりである。
本発明の別の実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは、0.80から0.95未満までのg’指数値を有してもよく、これは少量の長鎖分枝を有するポリマー構造を示している。
本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、ASTM D-1505試験方法によって決定された室温で0.83g/cm3~0.92g/cm3、または0.85g/cm3~0.91g/cm3、または0.85g/cm3~0.90g/cm3の密度を有してもよい。
本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、ASTM D-1238によって測定された0.2g/10分以上のメルトフローレート(MFR、230℃で2.16kg荷重)を有してもよい。好ましくは、MFR(230℃で2.16kg)は、0.2g/10分~2000g/10分、たとえば0.2g/10分~1000g/10分、たとえば0.2g/10分~500g/10分、たとえば0.2g/10分~400g/10分、たとえば0.2g/10分~300g/10分、たとえば0.2g/10分~200g/10分、たとえば0.5g/10分~100g/10分、たとえば0.5g/10分~50g/10分である。本発明のいくつかの実施形態では、MFRは、100g/10分未満、あるいは80g/10分未満、あるいは60g/10分未満、あるいは40g/10分未満、あるいは20g/10分未満、あるいは10g/10分未満である。
本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、1超、または5超、または10超、または20超の、ASTM D1646によって決定された125℃でのムーニー粘度ML(l+4)を有してもよい。
本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、本明細書に記載されたDSC手順によって決定された融解熱(Hf)を有してもよく、それはグラム当たり0ジュール(J/g)~50J/g以下、たとえば0J/g~40J/gである。典型的には、融解熱は0J/g以上であり、かつ50J/g以下、または40J/g以下、または30J/g以下、または20J/g以下、または10J/g以下、または5J/g以下である。本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、本明細書に記載されたDSC手順によってアニーリング、たとえば140℃で5時間およびそれから室温で1時間、または1日、または1週間、または4週間のエージングの後の最初の加熱サイクルから測定された<1J/gのHfを有してもよい。
本開示のαオレフィン-エチレンポリマーの結晶化度は、結晶化度のパーセント(すなわち、結晶化度%)で表されてもよい。αオレフィン-エチレンポリマーは、15%未満、または10%未満、または5%未満、または3%未満の結晶化度%を有してもよい。いくつかの実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは0%~3%、たとえば0%~2%、たとえば0%~1%、たとえば0%~0.5%の結晶化度%を有してもよい。1つ以上の実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは2%未満、あるいは1%未満、あるいは0.5%未満、あるいは0.25%未満の結晶化度%を有してもよい。本発明の実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは、測定可能な結晶化度を有しない(0%の結晶化度)。あるいは、本発明の実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは、測定可能な融解熱を有しない。結晶化度は、αオレフィン-エチレンポリマーの融解熱(本明細書に記載されたDSC手順によって測定されたもの)を207J/gの値(B.Wunderlich、「熱分析」、Academic Press社、1990年、417~43頁)を有する100%結晶性のポリプロピレンの融解熱で割ることによって決定される。
本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、単一で広幅な融解転移を有する。あるいは、本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、主ピークに隣接した第2の融解ピークを示してもよいが、本開示の目的のためには、そのような第2の融解ピークは、これらのピークの中で(先に記載されたベースラインを基準として)最も高いものがこのαオレフィン-エチレンポリマーの融点と見なされて、一緒に単一の融点と見なされる。
本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、本明細書に記載されたDSC手順によって測定された、100℃未満、または90℃未満、または80℃未満、または75℃以下の融点を有してもよい。1つ以上の実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは測定可能な融点を有しない。
代わりの実施形態では、本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、本明細書に記載されたDSC手順によって測定された、0℃~-60℃、たとえば-2℃~-55℃、たとえば-5℃~-50℃、たとえば-7℃~-48℃のガラス転移温度(Tg)を有してもよい。本発明のいくつかの実施形態では、Tgは、0℃未満、たとえば-2℃、たとえば-5℃であり、かつ-60℃超、たとえば-55℃超、たとえば-50℃超の下限を有する。
代わりの実施形態では、0.5~43重量%のエチレン、99.5~57重量%のC3+オレフィン(たとえば、C3~C40オレフィン)を含んでいるαオレフィン-エチレンポリマー(たとえば、C3~C40オレフィン-エチレンコポリマー)は、-8.4295-1.2019*E以上および0.5705-1.2019*E以下のTgを有し、EはFTIRによって測定されたポリマー中のエチレンの重量分率である。あるいは、αオレフィン-エチレンポリマーは、-7.9295-1.2019*E以上および0.0705-1.2019*E以下のTg(℃)を有し、EはFTIRによって測定されたポリマー中のエチレンの重量分率である;あるいは、-7.4295-1.2019*E以上および-0.4295-1.2019*E以下のTg(℃)を有し、EはFTIRによって測定されたポリマー中のエチレンの重量分率である;あるいは、-6.9295-1.2019*E以上および-0.9295-1.2019*E以下のTg(℃)を有し、EはFTIRによって測定されたポリマー中のエチレンの重量分率である。
好ましい実施形態では、本開示で製造されたポリマーは、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)によって決定されたユニモーダルまたはマルチモーダルの分子量分布を有する。「ユニモーダル」とは、GPC出力図が1つのピークまたは変曲点を有することを意味する。「マルチモーダル」とは、GPC出力図が少なくとも2つのピークまたは少なくとも2つの変曲点を有することを意味する。変曲点とは、曲線の二次導関数の符号が(たとえば、負から正へまたはその逆に)変わる点である。
特に指定のない限り、Mw、MnおよびMw/Mnは、下の実験の部に記載されたように高温ゲル透過クロマトグラフィーを使用することによって決定される。
本発明のいくつかの実施形態では、重量%によるエチレン含有量は、13C NMRによって決定されたポリマーの[PPP]トリアド連鎖のモル分率と関係している。
1つの実施形態では、[PPP]モル分率は、1-0.0296*x+0.0000658*x2+0.00000349*x3-0.10超および1-0.0296*x+0.0000658*x2+0.00000349*x3+0.10未満であり、xは、13C NMRによって測定されたエチレンの重量%であり、またエチレンの重量%は0.5重量%~43重量%、あるいは1重量%~43重量%である。
代わりの実施形態では、[PPP]モル分率は、1-0.0296*x+0.0000658*x2+0.00000349*x3-0.08超および1-0.0296*x+0.0000658*x2+0.00000349*x3+0.08未満であり、xは、13C NMRによって測定されたエチレンの重量%であり、またエチレンの重量%は0.5重量%~43重量%、あるいは1重量%~43重量%である。
好ましい実施形態では、[PPP]モル分率は、1-0.0296*x+0.0000658*x2+0.00000349*x3-0.06以上および1-0.0296*x+0.0000658*x2+0.00000349*x3+0.06未満であり、xは、13C NMRによって測定されたエチレンの重量%であり、またエチレンの重量%は0.5重量%~43重量%、あるいは1重量%~43重量%である。
あるいは、好ましい実施形態では、[PPP]モル分率は、1-0.0296*x+0.0000658*x2+0.00000349*x3-0.05以上および1-0.0296*x+0.0000658*x2+0.00000349*x3+0.05未満であり、xは、13C NMRによって測定されたエチレンの重量%であり、またエチレンの重量%は0.5重量%~43重量%、あるいは1重量%~43重量%である。13C NMRによって測定されたエチレンの重量%および[PPP]モル分率に関する全ての式において、[PPP]は常に1未満および0超である。
本発明のいくつかの実施形態では、重量%によるエチレン含有量は、13C NMRによって決定されたポリマーの[EEP]トリアド連鎖のモル分率と関係している。
好ましい実施形態では、[EEP]モル分率は、0.0067*x-0.050超であり、xは、13C NMRによって測定されたエチレンの重量%であり、またエチレンの重量%は7重量%~43重量%である。
あるいは、好ましい実施形態では、[EEP]モル分率は、0.0067*x-0.043超であり、xは、13C NMRによって測定されたエチレンの重量%であり、またエチレンの重量%は6重量%~43重量%である。
本発明のいくつかの実施形態では、プロピレンに富むエチレン-プロピレンコポリマー中のプロピレン連鎖は、アイソタクチックでない。
本発明のいくつかの実施形態では、プロピレンに富むエチレン-プロピレンコポリマー中のプロピレン連鎖は、シンジオタクチックに富んでいる。プロピレン含有量が90重量%以上である場合、13C NMRによって測定されたrrダイアド%は、25%超、あるいは30%超、あるいは35%超、あるいは40%超である。
本発明のいくつかの実施形態では、13C NMRによって測定された6+個の炭素の平均CH2連鎖長は、10未満、あるいは9.5未満、あるいは9以下であり、かつ4以上、あるいは5以上、あるいは6以上の下限を有する。
本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、個別のαオレフィン-エチレンポリマーのブレンドが本明細書に記載されたαオレフィン-エチレンコポリマーの特性を有する限り、そのポリマーブレンドであってもよい。αオレフィン-エチレンポリマーの数は3以下、または2以下であってもよい。1つ以上の実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは、エチレン含有量および/またはアルファオレフィン含有量において異なる2つのαオレフィン-エチレンコポリマーのブレンドを含んでいる。1つ以上の実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは、エチレン含有量および/またはプロピレン含有量において異なる2つのプロピレン-エチレンコポリマーのブレンドを含んでいる。1つ以上の実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは、エチレン含有量および/またはブテン含有量において異なる2つのブテン-エチレンコポリマーのブレンドを含んでいる。そのようなポリマーブレンドの調製は、米国特許出願公開第2004/0024146号および米国特許出願公開第2006/0183861号に記載されたとおりであってもよい。
αオレフィン-エチレンポリマーを含んでいる組成物は、組成物の重量に基いて1重量%~99重量%、たとえば1重量%~30重量%の量でαオレフィン-エチレンポリマーを含有してもよい。好ましくは、組成物は、組成物の重量に基いて5重量%~95重量%、たとえば10重量%~90重量%、たとえば15重量%~80重量%、たとえば20重量%~75重量%、たとえば25重量%~70重量%、たとえば30重量%~65重量%、たとえば35重量%~60重量%、たとえば40重量%~50重量%の量でαオレフィン-エチレンポリマーを含んでいる。組成物は、タイヤトレッド組成物、ベルト組成物および/または接着性ブレンド組成物であってもよい。そのようなポリマーは、様々な他の用途、たとえばコンパウンド、ポリマー変性、接着剤、フィルムおよびシートに使用されてもよい。より具体的な用途としては、熱可塑性エンジニアリンググリップ、ラフィアパッケージング、硬質包装、衛生、防水膜、ストレッチフードフィルム、リサイクルフィルム、ホットメルト接着剤および感圧接着剤が挙げられるが、これらに限定されない。プロピレン-エチレンコポリマーは、(たとえば、ポリエチレンおよびポリプロピレンのようなポリオレフィンへの)添加物または(たとえば、接着剤中のまたは瀝青、アスファルト等用のポリマーバインダーとしての役割をする)主要ポリマー成分として使用されることができる。これらのものは、所望の特性、たとえば透明性、弾力性、接着性、靭性、フィラー充填性、付着性/粘着性、柔軟性、曲げ易さおよび封止性を付与することができ、これらの特性は、最終製品性能、加工処理効率、より低い全コストおよび潜在的な持続可能性の利益などの利点を可能にする。
ブレンド
別の実施形態では、本発明で製造されたαオレフィン-エチレンポリマーは、1つ以上の追加のポリマーと組み合わされて、その後フィルム、成形部品または他の物品へと形成される。他の有用なポリマーとしては、ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレン、高度にアイソタクチックなポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、プロピレンとエチレンとのおよび/またはブテンとのおよび/またはヘキセンとのランダムコポリマー、ポリブテン、エチレン-酢酸ビニル、LDPE、LLDPE、HDPE、エチレン-酢酸ビニル、エチレン-アクリル酸メチル、アクリル酸のコポリマー、ポリメチルメタクリレートまたは高圧遊離ラジカルプロセスによって重合可能な任意の他のポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリブテン-1、アイソタクチックポリブテン、ABS樹脂、エチレン-プロピレンゴム(EPR)、加硫されたEPR、EPDM、ブロックコポリマー、スチレンブロックコポリマー、ポリアミド、ポリカーボネート、PET樹脂、架橋ポリエチレン、エチレンとビニルアルコールとのコポリマー(EVOH)、芳香族モノマーのポリマー、たとえばポリスチレン、ポリ-1エステル、ポリアセタール、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレングリコール、ポリイソブチレンおよび/または熱可塑性加硫物組成物が挙げられる。
少なくとも1つの実施形態では、αオレフィン-エチレンポリマーは、上記のブレンドの中にこのブレンド中のポリマーの重量に基いて1~99重量%、好ましくは10~95重量%、さらにより好ましくは少なくとも20~90重量%、さらにより好ましくは少なくとも30~90重量%、さらにより好ましくは少なくとも40~90重量%、さらにより好ましくは少なくとも50~90重量%、さらにより好ましくは少なくとも60~90重量%、さらにより好ましくは少なくとも70~90重量%で存在する。
さらに、添加物が、所望によりブレンドの中に、ブレンドの1つ以上の成分としておよび/またはブレンドから形成された製品、たとえばフィルムの中に含まれていてもよい。そのような添加物は、当該技術分野で周知であり、たとえばフィラー;酸化防止剤(たとえば、ヒンダードフェノール、例としてCiba Geigy社から入手可能なIRGANOX(商標)1010またはIRGANOX(商標)1076);ホスファイト(たとえば、Ciba Geigy社から入手可能なIRGAFOS(商標)168);付着防止剤;粘着性付与剤、たとえばポリブテン、テルペン樹脂、脂肪族および芳香族炭化水素樹脂、アルカリ金属およびステアリン酸グリセロール、および水素化ロジン;UV安定剤;熱安定剤;アンチブロッキング剤;剥離剤;静電防止剤;顔料;着色剤;染料;ワックス;シリカ;フィラー;タルク;等が挙げられることができる。
フィルム
本開示のαオレフィン-エチレンポリマーまたはそれのブレンド/組成物は、様々な最終使用の用途に使用されることができる。そのような用途としては、たとえば、単層または多層のブローン成形されたフィルム、押し出し成形されたフィルムおよび/または収縮フィルムが挙げられる。これらのフィルムは、いくつもの周知の押し出しまたは共押し出し技術、たとえばブローン成形されたバブルフィルム処理技術によって形成されてもよく、この技術では、組成物は環状ダイを通して融解状態に押し出され、次に膨張されて1軸または2軸配向融解物に形成され、その後冷却されて管状のブローンフィルムに形成されることができ、これは次に軸方向に切り込みを入れられ広げられてフラットフィルムを形成することができる。フィルムはその後、無配向のままで、1軸配向されまたは同じまたは異なる程度まで2軸配向されてもよい。フィルムの層の1つ以上は、同じまたは異なる程度まで横断方向および/または長手方向に配向されてもよい。1軸配向は、典型的な低温延伸または高温延伸方法を使用して達成されることができる。2軸配向は、テンターフレーム装置またはダブルバブルプロセスを使用して達成されることができ、これは個々の層が一緒にされる前または後に行われてもよい。たとえば、ポリエチレン層は、配向されたポリプロピレン層の上に押し出しコーティングされまたはラミネートされてもよい。あるいはこれらのポリエチレンおよびポリプロピレンは、フィルムへと一緒に共押出され、次に配向されてもよい。同様に、配向されたポリプロピレンが配向されたポリエチレンにラミネートされることもでき、または配向されたポリエチレンがポリプロピレンの上にコーティングされることもでき、その後、任意的にこれらの組み合わせがさらにもっと配向されることもできるだろう。典型的には、フィルムは、機械方向(MD)に15倍まで、好ましくは5~7倍に、および横断方向(TD)に15倍まで、好ましくは7~9倍に配向される。しかし、別の実施形態では、フィルムはMDおよびTDの両方向に同じ程度まで配向される。
フィルムは意図された用途に応じて厚さが様々であってもよい。しかし、1~50μmの厚さのフィルムが通常適している。包装向けフィルムは通常10~50μmの厚さである。シール層の厚さは典型的には0.2~50μmである。フィルムの内面および外面の両方の上にシール層があってもよく、またはシール層は内面または外面の片方だけにあってもよい。
別の実施形態では、1つ以上の層が、コロナ処理、電子線照射、ガンマ線照射、火炎処理またはマイクロ波によって変成されてもよい。少なくとも1つの実施形態では、表面層の片方または両方はコロナ処理によって変成される。
用途
本開示のαオレフィン-エチレンポリマーは、(たとえば、ポリエチレンおよびポリプロピレンのようなポリオレフィンへの)添加物または(たとえば、接着剤中のまたは瀝青、アスファルト等用のポリマーバインダーとしての役割をする)主要ポリマー成分として、様々な用途、たとえばコンパウンド、ポリマー変性、接着剤、フィルムおよびシートに使用されてもよい。より具体的な用途としては、熱可塑性エンジニアリンググリップ、ラフィアパッケージング、硬質包装、衛生、防水膜、ストレッチフードフィルム、リサイクルフィルム、ホットメルト接着剤および感圧接着剤が挙げられるが、これらに限定されない。これらのものは、所望の特性、たとえば透明性、弾力性、接着性、靭性、フィラー充填性、付着性/粘着性、柔軟性、曲げ易さおよび封止性を付与することができ、これらの特性は、最終製品性能、加工処理効率、より低い全コストおよび潜在的な持続可能性の利益などの利点を可能にする。
重合プロセス
本開示は、エチレンおよびC3~C40コモノマー、たとえばC3~C40αオレフィン(たとえば、プロピレン)を、活性化剤、任意的な担体および触媒化合物を含んでいる触媒システムと接触させる工程を含む重合プロセスを提供する。触媒化合物、任意的な担体および活性化剤は任意の順に一緒にされてもよく、典型的には触媒システムとモノマー(エチレンおよびC3~C40コモノマー)とを接触させる工程の前に一緒にされる。
有用なC3~C40コモノマーとしては、C3~C40αオレフィンが挙げられる。C3~C40αオレフィンとしては、置換または非置換のC3~C40αオレフィン、たとえばC3~C20αオレフィン、たとえばC3~C12αオレフィン、好ましくはプロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセンおよびこれらの異性体が挙げられる。C3~C40αオレフィンは直鎖状、分枝状または環状であってもよい。C3~C40環状オレフィンは、拘束されたまたは非拘束の、単環状または多環状であってもよく、またヘテロ原子および/または1つ以上の官能基を含んでいてもよい。環状オレフィンの非限定的な例としては、ノルボルネン、シクロペンテン、5-メチルシクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテンおよびシクロドデセンが挙げられる。好ましい直鎖状αオレフィンとしては、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセンまたは1-オクテンが挙げられる。好ましい分枝状C3~C40αオレフィンとしては、4-メチル-l-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、5-メチル-1-ノネンおよび3,5,5-トリメチル-1-ヘキセンが挙げられる。好ましいαオレフィンコモノマーはプロピレンおよび1-ブテンであり、最も好ましくはプロピレンである。C3~C40αオレフィンコモノマーから、ジエンモノマーは排除される。
本開示の重合プロセスは、任意の適当な様式で、たとえば任意の適当な懸濁、均一、バルク、溶液、スラリーまたは気相重合プロセスで実施されることができる。そのようなプロセスは、バッチ式、半バッチ式または連続式で実行されることができる。気相重合プロセスおよびスラリープロセスが好ましい。
均一重合プロセスは、製造物の少なくとも90重量%が反応媒体中に溶解しているプロセスである。バルク重合は、その中で、溶媒または希釈剤として不活性溶媒がほとんど使用されないで、重合中のモノマーおよび/またはコモノマーが溶媒または希釈剤として使用される重合プロセスである。ほんのわずかの不活性溶媒が触媒および捕捉剤のキャリアーとして使用されることもある。バルク重合システムは、好ましくは25重量%未満、好ましくは10重量%未満、好ましくは1重量%未満、好ましくは0重量%の不活性溶媒または希釈剤を含有している。あるいは、溶媒または希釈剤は反応媒体中に存在せずまたは加えられない(触媒システムまたは他の添加物用のキャリアーとして使用される少量、またはモノマーとともに典型的に見い出される、たとえばプロピレン中のプロパンのような少量を除いて)。
別の実施形態では、プロセスはスラリープロセスである。本明細書で使用される用語「スラリー重合プロセス」は、担持触媒が使用され、モノマーが担持触媒粒子の上でまたはそのまわりで重合する重合プロセスを含む。典型的には、担持触媒から得られたポリマー製造物の少なくとも95重量%が、重合後に(希釈剤に溶解していない)固形粒子として顆粒状の形態をしている。
重合に適した希釈剤/溶媒としては、非配位性の、不活性な液体が挙げられる。例としては、直鎖状および分枝状鎖の炭化水素、たとえばイソブタン、ブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、オクタン、ドデカンおよびこれらの混合物;環状、脂環式の炭化水素、たとえばシクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘプタン、およびこれらの混合物、たとえば市販で見い出されることができるもの(Isopar(商標)、これはイソパラフィンである。);パーハロゲン化炭化水素、たとえばパーフッ素化C4-10アルカン、クロロベンゼン、および芳香族およびアルキル置換芳香族化合物、たとえばベンゼン、トルエン、メシチレンおよびキシレンが挙げられる。適当な溶媒としてはまた、モノマーまたはコモノマーとしての役割をしてもよい液体オレフィン、たとえばエチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセンおよびこれらの混合物が挙げられる。少なくとも1つの実施形態では、脂肪族炭化水素は溶媒として使用され、たとえばイソブタン、ブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、オクタン、ドデカンおよびこれらの混合物;環状および脂環式炭化水素、たとえばシクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘプタンおよびこれらの混合物である。別の実施形態では、溶媒は芳香族ではなく、好ましくは、芳香族は溶媒の重量に基いて溶媒中に1重量%未満、好ましくは0.5重量%未満、好ましくは0重量%で存在する。
少なくとも1つの実施形態では、重合用のモノマーおよびコモノマーの供給原料濃度は、供給原料流れの全体積に基いて、溶媒中1体積%~溶媒中60体積%、たとえば溶媒中1体積%~溶媒中40体積%、たとえば溶媒中1体積%~溶媒中20体積%である。好ましくは、重合は連続式プロセスである。好ましい実施形態では、重合用のモノマーおよびコモノマーの供給原料濃度は、供給原料流れの全質量に基いて、溶媒中1重量%~10重量%のエチレン、溶媒中1重量%~20重量%のプロピレン、および溶媒中0重量%~0.5重量%の水素であり、好ましくは、溶媒はヘキサンまたはイソヘキサンである。
好ましい重合は、所望のポリマーを得るのに適した任意の温度および/または圧力で行われることができる。典型的な温度および/または圧力としては、0℃~300℃、たとえば20℃~200℃、たとえば40℃~180℃、たとえば50℃~160℃、たとえば60℃~140℃の範囲の温度;および0.35MPa~16MPa、たとえば0.45MPa~13MPa、たとえば0.5MPa~12MPa、たとえば2MPa~10MPa、たとえば2.2MPaの圧力が挙げられる。本発明のいくつかの実施形態では、圧力は0.35MPa~17.23MPaである。
典型的な重合では、反応の実行時間は、300分まで、好ましくは約5~250分間、または好ましくは約10~120分間の範囲である。
いくつかの実施形態では、水素は、0.001~50psig(0.007~345kPa)、好ましくは0.01~25psig(0.07~172kPa)、より好ましくは0.1~10psig(0.7~70kPa)の分圧で重合リアクター中に存在する。
少なくとも1つの実施形態では、触媒効率は5,000gポリマー/触媒g(gポリ/g cat)~2,000,000gポリ/g cat、たとえば10,000gポリ/g cat~1,500,000gポリ/g cat、たとえば20,000gポリ/g cat~1,250,000gポリ/g cat、たとえば30,000gポリ/g cat~1,000,000gポリ/g catである。別の実施形態では、触媒効率は10,000gポリ/g cat超、あるいは20,000gポリ/g cat超、、あるいは30,000gポリ/g cat超、あるいは40,000gポリ/g cat超、あるいは50,000gポリ/g cat超、あるいは100,000gポリ/g cat超、あるいは200,000gポリ/g cat超、あるいは300,000gポリ/g cat超、あるいは400,000gポリ/g cat超、あるいは500,000gポリ/g cat超である。
触媒効率の計算のためには、また触媒生産性と呼ぶためには、触媒の遷移金属成分の重量のみが使用される。
少なくとも1つの実施形態では、捕捉剤は、ポリマーを製造するプロセスの中でほとんどまたは全く使用されない。いくつかの実施形態では、捕捉剤(たとえば、トリアルキルアルミニウム)は0モル%で存在し、あるいは捕捉剤は100未満:1、好ましくは50未満:1、好ましくは30未満:1の捕捉剤金属と遷移金属とのモル比で存在する。
本発明のいくつかの実施形態では、重合は、1)0℃~300℃(たとえば25℃~200℃、たとえば40℃~180℃、たとえば50℃~160℃、たとえば60℃~140℃、たとえば60℃~130℃、たとえば60℃~120℃)の温度で実施され、2)大気圧~25MPa(たとえば1~20MPa、たとえば1~15MPa、たとえば2~14MPa、たとえば2~13MPa、たとえば2~12MPa、たとえば2~11MPa、たとえば2~10MPa)の圧力で実施され、3)脂肪族炭化水素溶媒(たとえばイソブタン、ブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、オクタン、ドデカンおよびこれらの混合物;環状および脂環式炭化水素、たとえばシクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘプタンおよびこれらの混合物;好ましくはこれらの場合に、芳香族は溶媒の重量に基いて1重量%未満、好ましくは0.5重量%未満、好ましくは0重量%未満で溶媒中に存在し);4)重合は1つの反応帯で行われることができ;かつ5)任意的に、水素が、0~1000重量ppmの、エチレンに対する水素の重量ppm、あるいは0~800重量ppm、あるいは0~600ppm、あるいは0~500ppm、あるいは0~400ppm、あるいは0~300ppm、あるいは0~200ppm、あるいは0~150ppm、あるいは0~100ppmで重合リアクター中に存在する。いくつかの実施形態では、水素は、1000重量ppm未満の、エチレンに対する水素の重量ppm、あるいは750ppm未満、あるいは500ppm未満、あるいは400ppm未満、あるいは300ppm未満、あるいは300ppm未満、あるいは200ppm未満、あるいは150ppm未満、あるいは100ppm未満、あるいは50ppm未満で重合リアクター中に存在する。
「反応帯」は「重合帯」とも呼ばれ、重合が行われる容器であり、たとえばバッチまたは連続式リアクターである。複数のリアクターが直列または並列の配置のいずれかで使用される場合、各リアクターは個別の重合帯と見なされる。バッチリアクターおよび連続式リアクターの両方での多段重合の場合、各重合段階は個別の重合帯と見なされる。少なくとも1つの実施形態では、重合は1つの反応帯で行われる。代わりの実施形態では、重合は直列または並列のいずれかの2つの反応帯で行われる。
気相重合
一般に、ポリマーを製造するために使用される流動化ガス床プロセスでは、1つ以上のモノマー(好ましくはC3~C40オレフィン、エチレン)を含有するガス状流れは、反応条件下の触媒の存在下で流動床を通って連続的に循環させられる。ガス状流れは流動床から抜き出され、リアクター中にリサイクルされる。同時に、ポリマー製造物はリアクターから抜き出され、新鮮なモノマーが加えられて重合されたモノマーを置き換える(たとえば米国特許第4,543,399号、第4,588,790号、第5,028,670号、第5,317,036号、第5,352,749号、第5,405,922号、第5,436,304号、第5,453,471号、第5,462,999号、第5,616,661号および第5,668,228号を見よ。これらの全ては参照によって本明細書に完全に組み込まれる。)。
スラリー相重合
スラリー重合プロセスは一般に、1~約50気圧の圧力範囲(15psi~735psi(103kPa~5068kPa))またはさらに大きい圧力および0℃~約120℃の範囲の温度で操作される。スラリー重合では、固形の微粒子状ポリマーの懸濁物が液状の重合希釈剤媒体中に形成され、これにモノマー(エチレン、C3~C40コモノマー)が触媒とともに加えられる。希釈剤を含んでいる懸濁物はリアクターから断続的にまたは連続的に抜き出され、そこで揮発性成分がポリマーから分離され、任意的に蒸留の後にリアクターにリサイクルされる。重合媒体に使用される液状希釈剤は、典型的には3~7個の炭素原子を有するアルカン、好ましくは分枝状アルカンである。使用される媒体は、重合条件の下で液状かつ比較的不活性であるべきである。プロパン媒体が使用される場合、プロセスは反応希釈剤の臨界温度および圧力超で操作されるべきである。好ましくは、ヘキサンまたはイソブタン媒体が使用される。
少なくとも1つの実施形態では、重合プロセスは、粒子形態重合またはスラリープロセスであり、その場合、温度はポリマーが溶液になる温度未満に維持される。そのような技術は当該技術分野において周知であり、たとえば米国特許第3,248,179号に記載され、同特許は参照によって本明細書に完全に組み込まれる。粒子形態プロセスでの好ましい温度は、約85℃~約110℃の範囲内にある。スラリープロセス用の2つの好ましい重合方法は、ループ型リアクターを使用するもの、および直列、並列またはこれらの組み合わせの複数の撹拌リアクターを使用するものである。スラリープロセスの非限定的な例としては、連続式ループまたは撹拌槽プロセスが挙げられる。また、スラリープロセスの他の例は、米国特許第4,613,484号に記載されており、これは参照によって本明細書に完全に組み込まれる。
別の実施形態では、スラリープロセスは、ループリアクターで連続的に実施される。触媒は、イソヘキサンまたは他の希釈剤中のスラリーとして、または乾燥した自由流動性の粉体として、リアクターループの中に規則的に注入され、リアクターループそれ自体は、モノマーおよびコモノマーを含有するイソヘキサン希釈剤または他の希釈剤中の成長するポリマー粒子の循環するスラリーで満たされている。水素は任意的に、分子量調節剤として加えられてもよい。(1つの実施形態では、水素は、50ppm~500ppm、たとえば100ppm~400ppm、たとえば150ppm~300ppm加えられてもよい。)
リアクターは、5000kPaまで、たとえば2,000kPa~5,000kPa、たとえば3620kPa~4309kPaの圧力に、および所望のポリマー融解特性に応じて約60℃~約120℃の範囲の温度に維持されてもよい。リアクターの多くは2重ジャケットパイプの形態をしているので、反応熱はループ壁を通って除去される。スラリーは一定の間隔でまたは連続的にアクターから排出されて、希釈剤(たとえば、イソヘキサン)および全ての未反応モノマーおよびコモノマーの除去のために、加熱された低圧フラッシュ容器、回転乾燥器および窒素パージ塔に順に送られる。これによって得られた、炭化水素を含んでいない粉体は次に、様々な用途での使用のためにコンパウンドされる。
他の添加物もまた、所望により重合の中で使用されてもよく、たとえば1つ以上の捕捉剤、促進剤、変性剤、連鎖移動剤(たとえば、ジエチル亜鉛)、還元剤、酸化剤、水素、アルミニウムアルキルまたはシランが挙げられる。
有用な連鎖移動剤は、典型的にはアルキルアルモキサン、式AlR3、ZnR2(これらの式で、各Rは、独立してC1~C8ヒドロカルビル、好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチルまたはこれらの異性体である。)によって表される化合物である。例としては、ジエチル亜鉛、メチルアルモキサン、トリメチルアルミニウム、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またはこれらの組み合わせが挙げられる。
溶液重合
好ましい実施形態では、重合は溶液重合プロセスで行われる。溶液重合とは、ポリマーが液体重合媒体、たとえば不活性溶媒もしくはモノマーまたはそれらのブレンドに溶解している重合プロセスである。溶液重合は典型的には均一である。均一重合とは、ポリマー製造物が重合媒体に溶解しているものである。そのような系は、J.Vladmir Oliveira、C.DaviraおよびJ.C.Pinto、Ind.Eng.Chem.Res.、29巻、2000年、4627頁に記載されているように混濁系ではない。一般に、溶液重合は、連続式リアクター中の重合であり、その中でポリマーが形成され、その中に出発モノマーおよび触媒物質が供給され、リアクターは濃度勾配を低減または回避するために撹拌され、その中でモノマーが希釈剤または溶媒の役割をし、またはその中で炭化水素が希釈剤または溶媒として使用される。適当なプロセスは、典型的には約0℃~約250℃、好ましくは約10℃~約200℃、より好ましくは約40℃~約180℃、より好ましくは約50℃~約160℃の温度、および約0.1MPa以上、好ましくは約25MPa以上の圧力で操作される。圧力の上限は厳密には制限されないが、典型的には約100MPa以下、好ましくは50MPa以下、好ましくは25MPa以下、好ましくは20MPa以下、好ましくは15MPa以下、好ましくは12MPa以下であることができる。リアクター中の温度調節は一般に、重合熱を、リアクターの内容物を冷却するリアクタージャケットまたは冷却コイル、自動冷凍、予冷却供給原料、液体媒体(希釈剤、モノマーまたは溶媒)の気化または3つの全ての組み合わせによりリアクターの冷却と平衡させることによって得られることができる。予冷却供給原料を用いる断熱リアクターもまた使用されることができる。溶媒の純度、種類および量は、特定のタイプの重合について最大の触媒生産性を得るために最適化されることができる。溶媒はまた、触媒キャリアーとして導入されることができる。溶媒は、温度および圧力に応じて気相としてまたは液相として導入されることができる。有利には、溶媒は液相に維持され、液体として導入されることができる。溶媒は、重合リアクターへの供給原料中に導入されることができる。
本発明の実施形態では、モノマー供給原料はジエンモノマーを実質的に含んでいない。
触媒化合物
本開示は、エチレンおよびC3+オレフィン(たとえばC3~C40オレフィン、好ましくはプロピレン)が、活性化剤、任意的な担体および触媒化合物を含んでいる触媒システムと接触させられる重合プロセスを提供する。触媒化合物、任意的な担体および活性化剤は任意の順に一緒にされ、典型的には触媒システムをモノマーと接触させる前に一緒にされる。少なくとも1つの実施形態では、触媒化合物は式(I)によって表され:
Figure 2022540915000005
この式で、
Cp’は、テトラヒドロインダセニル基(たとえば、テトラヒドロ-s-インダセニルまたはテトラヒドロ-as-インダセニル)であり、任意的に置換されまたは非置換であり、但しCp’がテトラヒドロ-s-インダセニルである場合には、(1)3および/または4位はアリールまたは置換アリールでなく、(2)3位は15または16族ヘテロ原子に直接結合されておらず、(3)テトラヒドロインダセニル配位子に縮合された追加の環はなく、(4)Tは2位に結合されておらず、かつ、(5)5、6または7位(好ましくは、6位)は、1つの位置が同種原子2つで、好ましくは2つのC1~C10アルキル基で置換され;Mは2、3、4、5または6族遷移金属、好ましくは4族遷移金属、たとえばチタン、ジルコニウムまたはハフニウム(好ましくはチタン)であり;
Tは架橋基(たとえばジアルキルシリレン、ジアルキルカルビレン、フェニ-1,2-ジイル、置換フェニ-1,2-ジイル、シクロヘキサ-1,2-ジイルまたは置換シクロヘキサ-1,2-ジイルであり、Tは好ましくは(CR8R9)x、SiR8R9またはGeR8R9であり、これらの式で、xは1または2であり、R8およびR9は独立して水素、置換または非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルおよびゲルミルカルビルから選ばれ、またR8およびR9は任意的に一緒に連結されて環構造を形成してもよく、特定の実施形態では、R8およびR9はアリールではない。)であり;
yは0または1であり、Tの不存在または存在を示しており;
Gは式JRiz-yによって表されるヘテロ原子基であり、この式でJはN、P、OまたはSであり、RiはC1~C100ヒドロカルビル基(たとえばC1~C20ヒドロカルビル基)であり、JがNまたはPである場合、zは2であり、またJがOまたはSである場合、zは1であり(好ましくは、JはNであり、zは2である。)(Riは、直鎖状、分枝状または環状C1~C20ヒドロカルビル基、好ましくは独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、フェニルおよびこれらの異性体、さらにt-ブチル、シクロドデシル、シクロオクチル、アダマンチル、好ましくはt-ブチルおよび/またはシクロドデシルから選ばれ);
Xは脱離基(たとえばハライド、ヒドリド、アルキル基、アルケニル基またはアリールアルキル基)であり、任意的に2つ以上のXは縮合環または環システムの一部を形成してもよく;
m=1であり;n=1、2または3であり;q=1、2または3であり;また、m+n+qの合計は遷移金属の酸化状態と等しく(好ましくは2、3、4、5または6、好ましくは4であり);好ましくはm=1、n=1であり、qは2であり、y=1である。
式(I)の少なくとも1つの実施形態では、Mは4族遷移金属(好ましくはHf、Tiおよび/またはZr、好ましくはTi)である。式(I)の少なくとも1つの実施形態では、JRiz-yはシクロドデシルアミド、t-ブチルアミドおよび/または1-アダマンチルアミドである。
式(I)の少なくとも1つの実施形態では、各Xは、独立して、1~20個の炭素原子を有するヒドロカルビル基、アリール、ヒドリド、アミド、アルコキシド、スルフィド、ホスフィド、ハライド、ジエン、アミン、ホスフィン、エーテルおよびこれらの組み合わせから選ばれ(2つのXは縮合環または環システムの一部を形成してもよい。)、好ましくは、各Xは独立してハライド、アリールおよびC1~C5アルキル基から選ばれ、好ましくは、各Xはベンジル、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチルまたはクロロ基である。
式(I)の少なくとも1つの実施形態では、Cp’基は、置換基Rの組み合わせで置換されてもよい。Rとしては、水素または直鎖状、分枝状アルキル基もしくはアルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基またはアリール基、アシル基、アルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、ジアルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキル-またはジアルキル-カルバモイル基、アシロキシ基、アシロアミノ基、アリールアミノ基、直鎖状、分枝状または環状アルキレン基、またはこれらの組み合わせの1つ以上が挙げられる。少なくとも1つの実施形態では、置換基Rは、50個までの非水素原子、好ましくは1~30個の炭素を有し、当該炭素もまたハロゲンまたはヘテロ原子等で置換されており、但しCp’がテトラヒドロ-s-インダセニルである場合には、(1)3および/または4位はアリールまたは置換アリールでなく、(2)3位は15または16族ヘテロ原子で置換されておらず、(3)テトラヒドロインダセニル配位子に縮合された追加の環はなく、(4)Tは2位に結合されておらず、かつ、(5)5、6または7位(好ましくは、6位)は、1つの位置が同種原子2つで、好ましくは2つのC1~C10アルキル基で置換されている。アルキル置換基Rの非限定的な例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ベンジルまたはフェニル基等、さらに全てのこれらの異性体、たとえばターシャリブチル、イソプロピル等が挙げられる。他のヒドロカルビル基としては、フルオロメチル、フルオロエチル、ジフルオロエチル、ヨードプロピル、ブロモヘキシル、クロロベンジル、およびヒドロカルビル置換オルガノメタロイド基、たとえばトリメチルシリル、トリメチルゲルミル、メチルジエチルシリル等;ハロカルビル置換オルガノメタロイド基、たとえばトリス(トリフルオロメチル)シリル、メチルビス(ジフルオロメチル)シリル、ブロモメチルジメチルゲルミル等;2置換ホウ素基、たとえばジメチルホウ素;2置換窒素基、たとえばジメチルアミン、ジメチルホスフィン、ジフェニルアミン、メチルフェニルホスフィン;カルコゲン基、たとえばメトキシ、エトキシル、プロポキシ、フェノキシ、メチルスルフィドおよびエチルスルフィドが挙げられる。非水素置換基Rとしては、炭素、ケイ素、ホウ素、アルミニウム、窒素、リン、酸素、スズ、硫黄、ゲルマニウム等、の原子、さらにオレフィン、たとえばオレフィン性不飽和置換基、例としてビニル末端配位子、たとえばブタ-3-エニル、プロパ-3-エニル、ヘキサ-5-エニル等が挙げられるが、これらに限定されない。
式(I)の少なくとも1つの実施形態では、置換基Rは、独立してヒドロカルビル基、ヘテロ原子またはヘテロ原子含有基、たとえばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルまたはこれらの異性体、またはN、O、Sおよび/またはPヘテロ原子またはヘテロ原子含有基で置換されたC1~C20ヒドロカルビル(典型的には12個までの原子を有し、N、O、SおよびPヘテロ原子を含んでいる。)であり、但しCp’がテトラヒドロ-s-インダセニルである場合には、3および/または4位はアリールまたは置換アリールでなく、3位は15または16族ヘテロ原子で置換されておらず、テトラヒドロインダセニル配位子に縮合された追加の環はなく、Tは2位に結合されておらず、かつ、5、6または7位(好ましくは、6位)は、1つの位置が同種原子2つで、好ましくは2つのC1~C10アルキル基で置換されている
式(I)の少なくとも1つの実施形態では、Cp’基は、置換されていてもよいテトラヒドロ-as-インダセニルまたはテトラヒドロ-s-インダセニルである。
Tが少なくとも1つの13、14、15または16族元素、特にホウ素または14、15または16族元素を含有する架橋基である場合には、yは1であることができる。適当な架橋基の例としては、P(=S)R*、P(=Se)R*、P(=O)R*、R*2C、R*2Si、R*2Ge、R*2CCR*2、R*2CCR*2CR*2、R*2CCR*2CR*2CR*2、R*C=CR*、R*C=CR*CR*2、R*2CCR*=CR*CR*2、R*C=CR*CR*=CR*、R*C=CR*CR*2CR*2、R*2CSiR*2、R*2SiSiR*2、R*2SiOSiR*2、R*2CSiR*2CR*2、R*2SiCR*2SiR*2、R*C=CR*SiR*2、R*2CGeR*2、R*2GeGeR*2、R*2CGeR*2CR*2、R*2GeCR*2GeR*2、R*2SiGeR*2、R*C=CR*GeR*2、R*B、R*2C-BR*、R*2C-BR*-CR*2、R*2C-O-CR*2、R*2CR*2C-O-CR*2CR*2、R*2C-O-CR*2CR*2、R*2C-O-CR*=CR*、R*2C-S-CR*2、R*2CR*2C-S-CR*2CR*2、R*2C-S-CR*2CR*2、R*2C-S-CR*=CR*、R*2C-Se-CR*2、R*2CR*2C-Se-CR*2CR*2、R*2C-Se-CR*2CR*2、R*2C-Se-CR*=CR*、R*2C-N=CR*、R*2C-NR*-CR*2、R*2C-NR*-CR*2CR*2、R*2C-NR*-CR*=CR*、R*2CR*2C-NR*-CR*2CR*2、R*2CP=CR*、R*2CPR*-CR*2、O、S、Se、Te、NR*、PR*、AsR*、SbR*、O-O、S-S、R*N-NR*、R*P-PR*、O-S、O-NR*、O-PR*、S-NR*、S-PR*およびR*N-PR*が挙げられ、ここでR*は、水素またはC1~C20含有ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロカルビル、置換ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビル置換基であり、任意的に、2個以上の隣接したR*は結合して、置換または非置換の、飽和の、部分的に不飽和のまたは芳香族の、環状または多環状の置換基を形成してもよく、また任意的に、任意の1つ以上の隣接したR*およびRiは結合して、置換または非置換の、飽和の、部分的に不飽和のまたは芳香族の、環状または多環状の置換基を形成してもよい。架橋基Tのための好ましい例としては、-CH2-、-CH2CH2-、-SiMe2-、-SiPh2-、-Si(Me)(Ph)-、-Si(CH2)3-、-Si(CH2)4-、-O-、-S-、-N(Ph)-、-P(Ph)-、-N(Me)-、-P(Me)-、-N(Et)-、-N(Pr)-、-N(Bu)-、-P(Et)-、-P(Pr)-、-(Me)2SiOSi(Me)2-、および-P(Bu)-が挙げられる。本開示の好ましい実施形態では、Cp’がテトラヒドロ-s-インダセニルであり、かつTがR*2Siである場合には、R*はアリール基ではない。いくつかの実施形態では、R*はアリール基または置換アリール基ではない。
少なくとも1つの実施形態では、触媒化合物は、式(II)によって表される1つ以上の架橋遷移金属化合物であり:
Figure 2022540915000006
(II)
この式で、Mは、4族金属(たとえばHf、TiまたはZr、好ましくはTi)であり;JはN、O、SまたはPであり;
JがNまたはPである場合にpは2であり、JがOまたはSである場合に1であり(好ましくは、JはNであり、y=1およびp=2である。);
各Raは、独立してC1~C10アルキル(あるいはC2~C10アルキル)であり;
各Rbおよび各Rcは、独立して水素またはC1~C10アルキル(あるいはC2~C10アルキル)であり;
各R2、R3、R4およびR7は、独立して水素またはC1~C50の置換または非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビルであり、但し、(1)R3および/またはR4はアリールまたは置換アリールでなく、(2)R3は15または16族ヘテロ原子に直接結合されておらず、かつ(3)隣接したR4、Rc、Ra、RbまたはR7は、一緒に連結されて縮合環系を形成せず;
各R’は、独立して、C1~C100の置換または非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビルであり;
Tは架橋基であり、yは0または1であり、Tの不存在(y=0)または存在(y=1)を示し;
かつ、各Xは、独立して脱離基であり、または2つのXは連結され金属原子に結合されてメタロサイクル環を形成し、または2つのXは連結されてキレート配位子、ジエン配位子またはアルキリデンを形成する。
少なくとも1つの実施形態では、触媒化合物は、式(III)によって表される1つ以上の架橋遷移金属化合物であり:
Figure 2022540915000007
(III)
この式で、Mは、4族金属(たとえばHf、TiまたはZr、好ましくはTi)であり;Jは、N、O、SまたはPであり;
JがNまたはPである場合にpは2であり、JがOまたはSである場合にpは1であり(好ましくは、JはNであり、y=1およびp=2である。);
各Rd、ReおよびRfは、独立して水素またはC1~C10アルキル(あるいはC2~C10アルキル)であり;
各R2、R3、R6およびR7は、独立して水素、またはC1~C50の置換または非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビルであり;
各R’は、独立してC1~C100の置換または非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビルであり;
Tは架橋基であり、yは0または1であり、Tの不存在(y=0)または存在(y=1)を示しており;かつ
各Xは独立して脱離基であり、または2つのXは連結され金属原子に結合されてメタロサイクル環を形成し、または2つのXは連結されてキレート配位子、ジエン配位子またはアルキリデンを形成する。
式(II)および(III)のいくつかの実施形態では、yは1であり、Tは(CR8R9)x、SiR8R9またはGeR8R9であり、これらの式でxは1または2であり、R8およびR9は、独立して水素または置換もしくは非置換の、ヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルおよびゲルミルカルビルから選ばれ、またR8およびR9は、任意的に一緒に結合されて環構造を形成してもよい。
本開示の少なくとも一つの実施形態では、各R2、R3、R6およびR7は、独立して水素、またはC1~C50の置換もしくは非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビルであり;好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルおよびドデシルまたはこれらの異性体である。
本開示の少なくとも一つの実施形態では、各R2、R3、R4およびR7は、独立して水素、またはC1~C50の置換もしくは非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビルであり;好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルおよびドデシルまたはこれらの異性体である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各RaまたはRdは、独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびこれらの異性体から選ばれ、好ましくはメチルおよびエチル、好ましくはメチルである。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各Rb、Rc、ReまたはRfは、独立して水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびこれらの異性体から選ばれ、好ましくは水素またはメチル、好ましくは水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各Raは、独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびこれらの異性体から選ばれ、好ましくはメチルおよびエチル、好ましくはメチルであり、また各RbおよびRcは、独立して水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびこれらの異性体から選ばれ、好ましくは水素またはメチル、好ましくは水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各Rdは、独立して水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびこれらの異性体から選ばれ、好ましくはメチルおよびエチル、好ましくはメチルであり、また各ReおよびRfは、独立して水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびこれらの異性体から選ばれ、好ましくは水素またはメチル、好ましくは水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各Ra、RbおよびRcは、独立して水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびこれらの異性体から選ばれ、好ましくは水素またはメチルである。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各Rd、ReおよびRfは、独立して水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびこれらの異性体から選ばれ、好ましくは水素またはメチルである。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R’は、C1~C100の置換または非置換の、ヒドロカルビル、ハロカルビルまたはシリルカルビル、好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、フェニルまたはこれらの異性体であり、好ましくはt-ブチル、ネオペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル、シクロドデシル、アダマンチルまたはノルボルニルである。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、TはCR8R9、SiR8R9またはGeR8R9であり、これらの式で、R8およびR9は、独立して水素または置換もしくは非置換の、ヒドロカルビル、ハロカルビルまたはシリルカルビルであり、またR8およびR9は、任意的に一緒に結合されて環構造を形成してもよく、好ましくは各R8およびR9は、独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ベンジル、フェニル、メチルフェニルまたはこれらの異性体であり、好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチルまたはヘキシルである。R8およびR9が任意的に一緒に結合される場合、好ましい架橋としては、置換または非置換の、フェニル-1,2-ジイル、シクロヘキサ-1,2-ジイル、シクロペンタメチレンシリレン、シクロテトラメチレンシリレン、シクロトリメチレンシリレンおよびジベンゾ[b,d]シロリルが挙げられる。さらに、任意的に、1つ以上の任意の隣接したR8および/またはR9は連結して、R’とともに、置換または非置換の、飽和の、部分的に不飽和の、または芳香族の、環状もしくは多環状の置換基を形成してもよい。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R8またはR9の少なくとも1つはアリールではない。本開示の少なくとも1つの実施形態では、R8はアリールではない。本開示の少なくとも1つの実施形態では、R9はアリールではない。本開示の少なくとも1つの実施形態では、R8およびR9はアリールではない。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R8およびR9は、独立してC1~C10アルキル、たとえばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルまたはこれらの異性体である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各R2、R3、R4およびR7は、独立して水素またはヒドロカルビルである。各R2、R3、R4およびR7は、独立して水素またはC1~C10アルキル、たとえばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルまたはこれらの異性体であることができる。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各R2、R3、R6およびR7は、独立して水素またはヒドロカルビルである。各R2、R3、R6およびR7は、独立して水素またはC1~C10アルキル、好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルまたはこれらの異性体であることができる。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2はC1~C10アルキルであり、またR3、R4およびR7は水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2はC1~C10アルキルであり、またR3、R6およびR7は水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2、R3、R4およびR7は水素である。本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2、R3、R6およびR7は水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2は、メチル、エチルまたはプロピルの異性体、ブチル、ペンチルまたはヘキシルであり、またR3、R4およびR7は水素である。本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2は、メチル、エチルまたはプロピルの異性体、ブチル、ペンチルまたはヘキシルであり、またR3、R6およびR7は水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2はメチルであり、またR3、R4およびR7は水素である。本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2はメチルであり、またR3、R6およびR7は水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R3は水素である。本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2は水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2および各Raは独立してC1~C10アルキルであり、またR3、R4、R7および各RbおよびRcは水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2および各RdはC1~C10アルキルであり、またR3、R6、R7および各ReおよびRfは水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2および各Raは独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルまたはこれらの異性体であり、またR3、R4、R7および各RbおよびRcは水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R2および各Rdは独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルまたはこれらの異性体であり、またR3、R6、R7および各ReおよびRfは水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R’はC1~C100またはC1~C30の置換または非置換のヒドロカルビルである。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R’はC1~C30の置換または非置換のアルキル(直鎖状、分枝状または環状)、アリール、アルカリールまたはヘテロ環状基である。本開示の少なくとも1つの実施形態では、R’はC1~C30の直鎖状、分枝状または環状アルキル基である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R’は、メチル、エチル、またはプロピルの任意の異性体、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルまたはドデシルである。本開示の少なくとも1つの実施形態では、R’は環状または多環状ヒドロカルビルである。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、R’は、ターシャリブチル、ネオペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、シクロウンデシル、シクロドデシル、アダマンチルおよびノルボルニルから選ばれる。少なくとも1つの実施形態では、R’はターシャリブチルである。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、Riは、ターシャリブチル、ネオペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、シクロウンデシル、シクロドデシル、アダマンチルおよびノルボルニルから選ばれる。少なくとも1つの実施形態では、Riはターシャリブチルである。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、Tは、ジフェニルメチレン、ジメチルメチレン、1,2-エチレン、フェニ-1,2-ジイル、シクロヘキサ-1,2-ジイル、シクロトリメチレンシリレン、シクロテトラメチレンシリレン、シクロペンタメチレンシリレン、ジベンゾ[b,d]シロリル、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、メチルエチルシリレンおよびジプロピルシリレンから選ばれる。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各Raは、独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチルまたはヘキシルである。本開示の少なくとも1つの実施形態では、各Raは、独立してメチルまたはエチルである。各Raはメチルであることができる。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各Rdは、独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチルまたはヘキシルである。各Rdはメチルであることができる。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各Rdおよび各ReおよびRfは独立して水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチルまたはヘキシルである。本開示の少なくとも1つの実施形態では、各Rdは、独立して水素、メチルまたはエチルである。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各RbおよびRcは水素である。本開示の少なくとも1つの実施形態では、各ReおよびRfは水素である。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、各Xは、ヒドロカルビル、ハロカルビル、または置換ヒドロカルビルもしくはハロカルビルである。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、Xはメチル、ベンジルまたはハロであり、ハロとしてはフルオロ、クロロ、ブロモおよびイオジドが挙げられる。
本開示の少なくとも1つの実施形態では、2つのXは、一緒に連結されてC4~C20ジエン配位子、たとえば1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、2-メチル-1,3-ペンタジエン、2,4-ジメチルペンタジエン等を形成する。
本開示の式(II)の少なくとも1つの実施形態では、(1)R3および/またはR4はアリールまたは置換アリールでなく、(2)R3は15または16族ヘテロ原子に直接結合されておらず、(3)隣接したR4、Rc、Ra、RbまたはR7は、一緒に連結されて縮合環系を形成せず、かつ(4)各Raは、C1~C10アルキル(好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルまたはこれらの異性体)である。
本開示の好ましい実施形態では、式(I)~(III)のいずれかのTは、式ERg2または(ERg2)2によって表され、これらの式で、EはC、SiまたはGeであり、各Rgは、独立して水素、ハロゲン、C1~C20ヒドロカルビル(たとえばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルまたはドデシル)またはC1~C20置換ヒドロカルビルであり、また2つのRgは、芳香族、部分的に飽和もしくは飽和の環状または縮合環系を含む環状構造を形成することができる。好ましくは、Tは炭素またはシリカ、たとえばジアルキルシリルを含んでいる架橋基であり、好ましくは、Tは-CH2-、-CH2CH2-、-C(CH3)2-、-Si(Me)2-、シクロトリメチレンシリレン(-Si(CH2)3-)、シクロペンタメチレンシリレン(-Si(CH2)5-)およびシクロテトラメチレンシリレン(-Si(CH2)4-)から選ばれる。
少なくとも1つの実施形態では、触媒化合物は以下の1つ以上である:
ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロヘキシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロヘキシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロヘキシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(アダマンチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(アダマンチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(アダマンチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(アダマンチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(ネオペンチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(ネオペンチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(ネオペンチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(ネオペンチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2-メチル-6,6-ジエチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(6,6-ジエチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2-メチル-7,7-ジエチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(7,7-ジエチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2-メチル-6,6-ジエチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(6,6-ジエチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2-メチル-7,7-ジエチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)2;
ジエチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジエチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジエチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジエチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2-メチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロヘキシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2-メチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)2;
ジメチルシリレン(2-メチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(アダマンチルアミド)M(R)2;および
ジメチルシリレン(2-メチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)2。上記の式で、MはTi、ZrおよびHfから選ばれ、RはハロゲンまたはC1~C5アルキルから選ばれ、好ましくは、Rはメチル基またはハロゲン基であり、好ましくは、MはTiである。
代わりの実施形態では、触媒システムは、2つ以上の異なる遷移金属化合物を含んでいることができる。本開示の目的のためには、1つの遷移金属化合物は別のものと、それらが少なくとも1つの原子によって異なる場合に異なると考えられる。たとえば、“Me2Si(2,7,7-Me3-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロヘキシルアミド)TiCl2”は、“Me2Si(2,7,7-Me3-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(n-ブチルアミド)TiCl2”と異なり、後者はMe2Si(2,7,7-Me3-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(n-ブチルアミド)HfCl2と異なる。
いくつかの実施形態では、式I~IIIは、モノテトラヒドロインダセニル化合物、プレ触媒および/または触媒と呼ばれる。
少なくとも1つの実施形態では、本明細書に記載された1つのモノテトラヒドロインダセニル化合物は触媒システムに使用される。
活性化剤
「共触媒」および「活性化剤」の用語は、本明細書では互換的に使用され、中性の触媒化合物を触媒的に活性な触媒化合物カチオンに変換することによって、上記の触媒化合物のいずれか1つを活性化することができる化合物を含んでいる。非限定的な活性化剤としては、たとえば、アルモキサン、アルミニウムアルキル、イオン化させる活性化剤(これは中性でもイオン性でもよい。)および従来型の共触媒が挙げられる。好ましい活性化剤としては典型的には、非配位性アニオン化合物、アルモキサン化合物、変性アルモキサン化合物およびイオン化させるアニオン前駆体化合物が挙げられ、このイオン化させるアニオン前駆体化合物は、反応性のσ結合した金属配位子を引き抜いて金属配位子をカチオン性にし、電荷を平衡化する非配位性または弱い配位性アニオンを提供する。
アルモキサン活性化剤
アルモキサン活性化剤は、本明細書に記載された触媒システムにおける活性化剤として使用される。アルモキサンは一般に、-Al(R1)-O-サブユニットを含んでいるオリゴマー化合物であり、この式でR1はアルキル基である。アルモキサンの例としては、メチルアルモキサン(MAO)、変性メチルアルモキサン(MMAO)、エチルアルモキサンおよびイソブチルアルモキサンが挙げられる。アルキルアルモキサンおよび変性アルキルアルモキサンは、特に引き抜き可能な配位子がアルキル、ハライド、アルコキシドまたはアミドである場合に触媒活性化剤として適している。異なるアルモキサンおよび変性アルモキサンの混合物もまた、使用されてもよい。視覚的に清澄なメチルアルモキサンを使用することが好ましいことがある。曇ったまたはゲル状のアルモキサンは、ろ過されて清澄な溶液になることができ、または清澄なアルモキサンが曇った溶液からデカンテーションされることができる。有用なアルモキサンは、変性メチルアルモキサン(MMAO)共触媒、タイプ3A(特許番号米国特許第5,041,584号で保護されて、Modified Methylalumoxane Type3Aの商品名でAkzo Chemicals社から市販で入手可能)である。
活性化剤がアルモキサン(変性品または未変性品)である場合には、いくつかの実施形態は、(金属触媒部位あたり)触媒化合物よりも典型的には最大5000倍モル過剰のAl/Mでの活性化剤の最大量を選択する。活性化剤と触媒化合物との最小比は1:1モル比である。代替的な好ましい範囲としては、1:1~200:1、あるいは1:1~100:1、あるいは1:1~50:1が挙げられる。
非配位性アニオン活性化剤
用語「非配位性アニオン」(NCA)とは、カチオンに配位しないか、あるいはカチオンにわずかに弱く配位して、それによって中性のルイス塩基によって置き換えられるのに十分なほど不安定なままでいるアニオンを意味する。「互換性の」非配位性アニオンは、最初に形成された錯体が分解するときに、中性にまで劣化しないものである。さらに、アニオンは、カチオンがアニオンから中性の遷移金属化合物および中性の副生成物を形成させるようには、アニオンの置換基または断片をカチオンに転移しない。本開示に従って有用な非配位性アニオンは、互換性であり、そのイオン電荷を+1で平衡させるという意味において遷移金属カチオンを安定化させ、それにもかかわらず、重合中の置き換えを可能にするのに十分な変わり易さを保持するものである。
中性またはイオン性の、イオン化させる活性化剤、たとえばトリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロナフチル)ボレート、トリスパーフルオロフェニルホウ素メタロイド前駆体またはトリスパーフルオロナフチルホウ素メタロイド前駆体、ポリハロゲン化ヘテロホウ素アニオン(WO98/43983)、ホウ酸(米国特許第5,942,459号)を、単独でまたはアルモキサンもしくは変性アルモキサン活性化剤と組み合わせて使用することは本開示の範囲内である。また、中性もしくはイオン性の活性化剤をアルモキサンもしくは変性アルモキサン活性化剤と組み合わせて使用することも本開示の範囲内である。
本開示の触媒システムは、少なくとも1つの非配位性アニオン(NCA)活性化剤を含んでいることができる。特に、触媒システムは、カチオンに配位しないか、あるいはカチオンにわずかに弱く配位して、それによって重合中に置き換えられるのに十分なほど不安定なままでいるNCAを含んでいてもよい。
好ましい実施形態では、以下の式(II)によって表されるホウ素含有NCA活性化剤が使用することができ:
Figure 2022540915000008
この式で、Zは(L-H)または還元性ルイス酸であり;Lは中性のルイス塩基であり;Hは水素であり;(L-H)+はブレンステッド酸であり;Ad-は電荷d-を有する非配位性アニオンであり;dは1、2または3である。
カチオン成分Zd+は、プロトンもしくはプロトン化されたルイス塩基のようなブレンステッド酸または嵩高い配位子メタロセン含有遷移金属触媒前駆体からアルキルまたはアリールのような分子部分をプロトン化しまたは引き抜いて、カチオンの遷移金属種をもたらすことができる、プロトン化されたルイス塩基または還元性ルイス酸のようなブレンステッド酸を含んでいてもよい。
活性化するカチオンZd+はまた、分子部分、たとえば銀、トロピリウム、カルボニウム、フェロセニウムおよびこれらの混合物、好ましくはカルボニウムおよびフェロセニウムであってもよい。最も好ましくはZd+はトリフェニルカルボニウムである。好ましい還元性ルイス酸は、任意のトリアリールカルボニウム(この場合、アリールは置換または非置換のもの、たとえば式:(Ar3C+)で表されるものであることができ、この式で、Arはアリール、またはヘテロ原子、C1~C40ヒドロカルビルまたは置換C1~C40ヒドロカルビルで置換されたアリールである。)、好ましくは還元性ルイス酸、たとえば“Z”が式:(Ph3C)によって表されるものであることができ、この式で、Phは置換または非置換のフェニル、好ましくはC1~C40ヒドロカルビル、または置換C1~C40ヒドロカルビル、好ましくはC1~C20アルキルまたは芳香族または置換されたC1~C20アルキルまたは芳香族で置換されたものであり、好ましくは、Zはトリフェニルカルボニウムである。
Zd+が活性化するカチオン(L-H)d+である場合、それは、好ましくはブレンステッド酸であり、遷移金属触媒前駆体にプロトンを供与することができ、遷移金属カチオンをもたらし、遷移金属カチオンとしては、アンモニウム、オキソニウム、ホスホニウム、シリリウムおよびこれらの混合物、好ましくはメチルアミン、アニリン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、N-メチルアニリン、ジフェニルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、メチルジフェニルアミン、ピリジン、p-ブロモ-N,N-ジメチルアニリン、p-ニトロ-N,N-ジメチルアニリンのアンモニウム;トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィンおよびジフェニルホスフィンからのホスホニウム;エーテル、たとえばジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランおよびジオキサンからのオキソニウム;チオエーテル、たとえばジエチルチオエーテル、テトラヒドロチオフェンからのスルホニウム;およびこれらの混合物が挙げられる。
アニオン成分Ad-としては、式:[Mk+Qn]d-を有するものが挙げられ、この式で、kは1、2または3であり、nは1、2、3、4、5または6(好ましくは1、2、3または4)であり、n-k=dであり、Mは元素の周期表の13族から選ばれた元素、好ましくはホウ素またはアルミニウムであり、またQは独立してヒドリド、架橋または非架橋のジアルキルアミド、ハライド、アルコキシド、アリールオキシド、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロカルビル、置換ハロカルビルおよびハロ置換ヒドロカルビル基であり、当該Qは20個までの炭素原子を有し、但し1以下の出現頻度でQはハライドである。好ましくは、各Qは1~20個の炭素原子を有するフッ素化ヒドロカルビル基であり、より好ましくは、各Qはフッ素化アリール基であり、また、最も好ましくは、各Qはペンタフルオリルアリール基である。適当なAd-の例としてはまた、米国特許第5,447,895号に開示されたジホウ素化合物も挙げられ、これは参照によって本明細書に完全に組み込まれる。
活性化する共触媒として使用されてもよいホウ素化合物の例示的ではあるが限定するものではない例は、米国特許第8,658,556号に活性化剤として記載された化合物(および特に活性化剤として具体的に示されたもの)であり、これは参照によって本明細書に組み込まれる。
最も好ましくは、イオン性活性化剤Zd+(Ad-)は以下のものの1つ以上である:N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレートまたはトリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート。
「嵩高い活性化剤」はまた、NCAとしても本発明に有用である。本明細書で使用される「嵩高い活性化剤」とは、以下の式によって表されるアニオン活性化剤を指し:
Figure 2022540915000009
または
Figure 2022540915000010
これらの式で、
各R1は、独立してハライド、好ましくはフルオリドであり;
Arは、置換または非置換のアリール基(好ましくは、置換または非置換のフェニル)、好ましくはC1~C40ヒドロカルビル、好ましくはC1~C20アルキルまたは芳香族で置換されたものであり;
各R2は、独立してハライド、C6~C20の置換芳香族ヒドロカルビル基または式:-O-Si-Raのシロキシ基であり、この式でRaはC1~C20ヒドロカルビルまたはヒドロカルビルシリル基であり(好ましくは、R2はフルオリドまたは過フッ素化フェニル基である。);
各R3は、ハライド、C6~C20の置換芳香族ヒドロカルビル基または式:-O-Si-Raのシロキシ基であり、この式でRaはC1~C20ヒドロカルビルまたはヒドロカルビルシリル基であり(好ましくは、R3はフルオリドまたはC6過フッ素化芳香族ヒドロカルビル基である。)、R2およびR3は、1つ以上の飽和または不飽和の、置換または非置換の環を形成することができ(好ましくは、R2およびR3は過フッ素化フェニル環を形成する。);
Lは中性のルイス塩基であり;(L-H)+はブレンステッド酸であり; dは1、2または3であり;
アニオンは1020g/モル超の分子量を有し;かつ
B原子上の置換基の少なくとも3つは各々、250立方Å超、あるいは300立方Å超、あるいは500立方Å超の分子体積を有する。
好ましくは、(Ar3C)d+は(Ph3C)d+であり、Phは、置換または非置換のフェニル、好ましくはC1~C40ヒドロカルビルまたは置換C1~C40ヒドロカルビル、好ましくはC1~C20アルキルもしくは芳香族または置換C1~C20アルキルもしくは芳香族で置換されたものである。
「分子体積」は、本明細書では、溶液中の活性化剤分子の空間的立体的な体積の近似として使用される。異なる分子体積の置換基の比較は、より小さい分子体積の置換基が、より大きい分子体積の置換基と比較して「より低度に嵩高い」と見なされることを可能にする。反対に、より大きい分子体積の置換基は、より小さい分子体積の置換基と比較して「より嵩高い」と見なされてもよい。
分子体積は、Girolami、G.S.(1994年)「単純な「たやすく算出できる」液体および固体の密度および分子体積を推定する方法」、Journal of Chemical Education、71巻(11号)、1994年11月、962~964頁に報告されたように計算されてもよい。分子体積(MV)は、立方Åの単位で、式:MV=8.3Vsを使用して計算され、この式で、Vsは計量された体積である。Vsは、構成原子の相対体積の合計であり、相対体積の以下の表を使用して置換基の分子式から計算される。縮合環の場合、Vsは縮合環当たり7.5%減少する。
Figure 2022540915000011
特に有用な「嵩高い」活性化剤のリストは、米国特許第8,658,556号に記載され、その内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
別の実施形態では、NCA活性化剤の1つ以上は、米国特許第6,211,105号に記載された活性化剤から選ばれる。
好ましい活性化剤としては、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート、[Me3NH+][B(C6F5)4-]、1-(4-(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)-2,3,5,6-テトラフルオロフェニル)ピロリジニウムおよびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、および4-(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)-2,3,5,6-テトラフルオロピリジンが挙げられる。
少なくとも1つの実施形態では、活性化剤は、トリアリールカルボニウム(たとえば、トリフェニルカルベニウムテトラフェニルボレート、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、トリフェニルカルベニウムテトラキス-(2,3,4,6-テトラフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート)を含んでいる。
別の実施形態では、活性化剤は、以下の1つ以上を含んでいる:トリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジアルキルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチル-(2,4,6-トリメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリアルキルアンモニウムテトラキス-(2,3,4,6-テトラフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジアルキルアニリニウムテトラキス-(2,3,4,6-テトラフルオロフェニル)ボレート、トリアルキルアンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、N,N-ジアルキルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリアルキルアンモニウム(パーフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジアルキルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリアルキルアンモニウムテトラキス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、N,N-ジアルキルアニリニウムテトラキス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、N,N-ジアルキル-(2,4,6-トリメチルアニリニウム)テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジ-(i-プロピル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジ(水素化タロウ)メチルアンモニウム[テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート]、ジ(オクタデシル)メチルアンモニウム[テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート]、N-メチル-4-ノナデシル-N-オクタデシルアニリニウム[テトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート]、N-メチル-4-ヘキサデシル-N-オクタデシルアニリニウム[テトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート]、ジ(水素化タロウ)メチルアンモニウム[テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート]、ジ(オクタデシル)メチルアンモニウム[テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート]、N-メチル-4-ノナデシル-N-オクタデシルアニリニウム[テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート]、N-メチル-4-ヘキサデシル-N-オクタデシルアニリニウム[テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート](これらの式で、アルキルはメチル、エチル、プロピル、n-ブチル、sec-ブチルまたはターシャリブチルである。)。
本発明の好ましい実施形態では、N-メチル-4-ノナデシル-N-オクタデシルアニリニウム[テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート]は好ましい活性化剤である。
本発明の好ましい実施形態では、ジ(オクタデシル)メチルアンモニウム[テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート]は好ましい活性化剤である。
本発明の好ましい実施形態では、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレートは好ましい活性化剤である。
本発明の好ましい実施形態では、ジ(水素化タロウ)メチルアンモニウム[テトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート]は好ましい活性化剤である。
典型的なNCA活性化剤と触媒との比、たとえば全てのNCA活性化剤と触媒との比は、約1:1モル比である。代わりの好ましい範囲としては、0.1:1~100:1、あるいは0.5:1~200:1、あるいは1.1:1~500:1、あるいは1.1:1~1000:1が挙げられる。特に有用な範囲は0.5:1~10:1、好ましくは1:1~5:1である。
本発明に有用な活性化剤としてはまた、米国特許第7,247,687号、169欄、50行~174欄、43行、特に172欄、24行~173欄、53行に記載されたものが挙げられる。
追加の有用な活性化剤およびその合成は、2019年4月25日に出願された米国特許仮出願第16/394,166号、2019年4月25日に出願された米国特許仮出願第16/394,186号および2019年4月25日に出願された米国特許仮出願第16/394,197号に記載されており、これらは参照によって本明細書に組み込まれる。
また、触媒化合物が、アルモキサンとNCAとの組み合わせと一緒にされることができることも本開示の範囲内である(たとえば、米国特許第5,153,157号、第5,453,410号、欧州特許0573120B1、国際公開WO94/07928および国際公開WO95/14044を見よ。これらは、アルモキサンをイオン化させる活性化剤と組み合わせて使用することを議論している。)。
任意的な捕捉剤または共活性化剤
これらの活性化剤化合物に加えて、捕捉剤、連鎖移動剤または共活性化剤が使用されてもよい。捕捉剤または共活性化剤として使用されてもよいアルミニウムアルキルまたは有機アルミニウム化合物としては、たとえば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-n-ヘキシルアルミニウム、トリ-n-オクチルアルミニウムおよびジエチル亜鉛が挙げられる。
本発明に使用されてもよい有用な連鎖移動剤は典型的には、式;AlR3、ZnR2によって表される化合物(これらの式で、各Rは独立してC1~C8脂肪族基、好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチルまたはこれらの異性体である。)またはこれらの組み合わせ、たとえばジエチル亜鉛、トリメチルアルミニウム、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またはこれらの組み合わせである。
担体
いくつかの実施形態では、本明細書に記載された触媒化合物は、(活性化剤の有無に関わらず)他の配位触媒システムを担持するのに有効な任意の方法によって担持されてもよく、「有効な」とは、そのように調製された触媒が不均一プロセスにおいてオレフィンをオリゴマー化または重合するために使用されることができることを意味する。触媒前駆体、活性化剤、必要により共活性化剤、適当な溶媒および担体は、任意の順にまたは同時に加えられてもよい。典型的には、錯体および活性化剤は、溶媒中で一緒にされて溶液を形成してもよい。その後、担体が加えられ、混合物が1分間~10時間撹拌される。合計体積は担体の細孔容積よりも大きくてもよいが、いくつかの実施形態では、合計溶液体積は、ゲルまたはスラリーを形成するために必要とされるのよりも下に制限される(細孔容積の約90%~400%、好ましくは約100~200%)。撹拌後、残余の溶媒は、真空下に、典型的には周囲温度および10~16時間にわたって除去される。しかし、それより大きいまたは小さい時間および温度も可能である。
錯体はまた、活性化剤なしで担持されてもよく、その場合には活性化剤(および必要により共活性化剤)は、重合プロセスの液相に加えられる。さらに、2つ以上の異なる錯体が同じ担体上に担持されてもよい。同様に、2つ以上の活性化剤または活性化剤と共活性化剤とが同じ担体上に担持されてもよい。
適当な固形粒子担体は典型的には、ポリマー性材料または耐火性酸化物材料から構成され、各々が好ましくは多孔性である。担体材料は、本開示の実施形態での使用のためには10μm超の平均粒子サイズを有することができる。VA担体材料は、多孔性担体材料、たとえばタルク、無機酸化物、無機塩化物、例として塩化マグネシウムおよび樹脂質の担体材料、たとえばポリスチレン、ポリオレフィンまたはポリマー性化合物または任意の他の有機担体材料等であることができる。担体材料は、2、3、4、5、13または14族の金属またはメタロイドの酸化物を包含する無機酸化物材料であることができる。触媒担体材料は、シリカ、アルミナ、シリカアルミナまたはこれらの混合物であることができる。他の無機酸化物は、単独であるいはシリカ、アルミナまたはシリカアルミナと組み合わされて目的を果たしてもよい。これらのものはマグネシア、チタニア、ジルコニア等である。ルイス酸材料、たとえばモンモリロナイトおよび同類の粘土が担体としての目的を果たしてもよい。この場合、その担体は、任意的に活性化剤成分の役割を兼ねることができるが、追加の活性化剤が使用されてもよい。
サポート材料は、幾つもの方法によって前処理されてもよい。たとえば、無機酸化物は、焼成され、アルミニウムアルキル等の脱ヒドロキシル剤を用いて化学的に処理され、またはその両者をされてもよい。
上記のように、ポリマーキャリアーもまた、本開示に従って適当であり、たとえば国際公開WO95/15815および米国特許第5,427,991号の記載を見よ。開示された方法は、本開示の触媒錯体、活性化剤または触媒システムとともに使用されて、特に多孔性粒子から構成されていれば、ポリマー担体上のそれらのものを吸着または吸収してもよく、またはポリマー鎖にもしくはポリマー鎖の中に結合された官能基によって化学的に結合されてもよい。
有用な担体は典型的には、10~700m2/gの表面積、0.1~4.0cc/gの細孔容積および10~500μmの平均粒子サイズを有する。いくつかの実施形態では、50~500m2/gの表面積、0.5~3.5cc/gの細孔容積および20~200μmの平均粒子サイズが選ばれる。他の実施形態では、100~400m2/gの表面積、0.8~3.0cc/gの細孔容積および30~100μmの平均粒子サイズが選ばれる。有用な担体は典型的には、10~1000Å、あるいは50~500Å、または75~350Åの細孔サイズを有する。
本明細書に記載された触媒錯体は概して、固体担体グラム当たり錯体10~100マイクロモル;あるいは固体担体グラム当たり錯体20~80マイクロモル;または固体担体グラム当たり錯体40~60マイクロモルの充填量で担体上に堆積される。しかし、これらよりも大きいまたは小さい数値が使用されてもよく、但し、固体錯体の合計量が、担体の細孔容積を超えないことを条件とする。
代わりの実施形態では、本明細書に記載された触媒錯体および触媒システムは、フッ化物化された担体、たとえば、望ましくは微粒子状かつ多孔性である担体の中に存在してもよく、その担体は少なくとも1つの無機フッ素含有化合物で処理されたものである。たとえば、フッ化物化された担体組成物は、二酸化ケイ素担体であることができ、その中のシリカヒドロキシル基の一部がフッ素またはフッ素含有化合物で置き換えられているものである。たとえば、本発明に有用な担体は、アンモニウムヘキサフルオロシリケートおよび/またはアンモニウムテトラフルオロボレートフッ素化合物で処理されたシリカ担体である。典型的には、担体中に存在するフッ素の濃度は、担体の重量に基いて0.1~25重量%、あるいは0.19~19重量%、あるいは0.6~3.5重量%の範囲にある。
本開示の実施形態では、触媒システムは、フッ化物化されたシリカ、アルキルアルモキサン活性化剤および架橋モノシクロペンタジエニル4族遷移金属化合物を含んでおり、フッ化物化された担体は400℃以上の温度で焼成されていないものである。
触媒化合物は、1~100μモル/担持触媒g、好ましくは20~60μモル/担持触媒gで担体中に存在してもよい。
本開示はまた、以下の少なくとも3つの成分の反応生成物を含んでいるメタロセン触媒システムにも関する:(1)1つのテトラヒドロインダセニル基を有する1つ以上の架橋メタロセン;(2)1つ以上のアルキルアルモキサンまたはNCA活性化剤;および(3)1つ以上のフッ化物化された担体組成物。ここで、フッ化物化された担体組成物は400℃以上の温度で焼成されておらず、好ましくはそのフッ化物化された担体組成物が100℃~395℃、あるいは125℃~350℃、あるいは150℃~300℃の温度で焼成されているものである。
典型的には、本明細書に記載された、フッ化物化された担体は、極性溶媒(たとえば、水)とフッ素化剤(たとえば、SiF4または(NH4)2SiF6)との溶液を担体のスラリー(たとえば、シリカのトルエンスラリー)と一緒にし、次にそれが自由流動性になるまで乾燥し、そして任意的に(典型的には、100℃超の温度でおよび少なくとも1時間)焼成することによって調製される。その後、その担体は活性化剤および触媒化合物と(別々にまたは一緒に)組み合わされる。
フッ化物化された担体およびそれを調製する方法についての詳細は、2015年4月20日に出願された米国特許仮出願第62/149,799号(および米国特許仮出願第62/149,799号への優先権およびそれの利益を主張する全ての出願案件);2015年1月14に出願された米国特許仮出願第62/103372号(および米国特許仮出願第62/103372号への優先権およびそれの利益を主張する全ての出願案件);および2015年12月28日に出願された国際出願PCT/US2015/067582を見よ。これらの内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
実験の部
試験方法
エチレン含有量はASTM D3900に従ってFTIRを使用して決定される。
多数の検知器(GPC-4D)をつながれた、Polymer Char社製GPC-IRによる、分子量、コモノマー組成および長鎖分岐の決定
分子量の分布およびモーメント(Mw、Mn、MW/Mn等)、コモノマー含有量(C2、C3、C6等)および分枝指数(g’)は、多重チャンネルバンドフィルターに基いた赤外線検知器IR5、18角光散乱検知器および粘度計を装備した高温ゲル透過クロマトグラフィー(Polymer Char社製GPC-IR)を使用することにより決定される。3本のAgilent社製PLゲル、10μm、ミックスB LSカラムが使用されて、ポリマーの分離が提供される。Aldrich社試薬グレード1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)が、300ppmの酸化防止剤ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含んで移動相として使用される。TCB混合物は0.1μmテフロン(商標)フィルターを通してろ過され、オンライン脱ガス装置で脱ガスされ、その後GPC機器に入れられる。名目流量は1.0ml/分であり、また名目注入体積は200μLである。移送ライン、カラムおよび検知器を含む装置全体は、145℃に維持されたオーブンに収容されている。所要量のポリマーサンプルが秤量され、標準ガラス瓶の中に入れられ、80μLのフローマーカー(ヘプタン)がそこに加えられて密閉される。ガラス瓶をオートサンプラーに装填した後、ポリマーは、機器の中でTCBの加えられた8mlの溶媒に自動的に溶解される。ポリマーは、約1時間連続的に振とうされながら、160℃で溶解される。濃度の計算に使用されるTCBの密度は、室温で1.463g/mlおよび145℃で1.284g/mlである。サンプル溶液の濃度は0.2~2.0mg/mlであり、より低い濃度がより高い分子量のサンプルに使用される。
クロマトグラムの各点における濃度(c)は、ベースラインを差し引かれたIR5の広帯域シグナル強度(I)から以下の式を使用して計算され、
Figure 2022540915000012
この式で、βはPEまたはPP標準物を用いて決定される質量定数である。質量回収率は、溶出体積に対する濃度クロマトグラフィーの積分された面積と、所定の濃度に注入ループの体積を掛けたものに等しい注入質量と、の比から計算される。
従来の分子量(IR MW)は、普遍的較正関係式とカラムの較正とを組み合わせることによって決定され、カラムの較正は、700~10Mの範囲の一連の単分散ポリスチレン(PS)標準物を用いて行われる。各溶出体積のMWは、以下の式を用いて計算される。
Figure 2022540915000013
この式で、下付き文字「PS」を有する変数はポリスチレンを表し、他方、下付き文字のないものは試験サンプルを表す。この方法で、αPS=0.67およびKPS=0.00017であり、他方、αおよびKは、文献(たとえば、T.Sun、P.Brant、R.R.ChanceおよびW.W.Graessley、Macromolecules、34巻、19号、6812~6820頁、(2001年))に公表されたとおりに計算され、本発明およびその特許請求の範囲の目的のためには、特に指定がない限り、以下の例外がある:エチレン-プロピレンコポリマーおよびエチレン-プロピレン-ジエンターポリマーの場合、α=0.695+(0.01*(プロピレン重量分率))およびK=0.000579-(0.0003502*(プロピレン重量分率));直鎖状エチレンポリマーの場合、α=0.695およびK=0.000579;直鎖状プロピレンポリマーの場合、α=0.705およびK=0002288;直鎖状ブテンポリマーの場合、α=0.695およびK=000181;エチレン-ブテンコポリマーの場合、αは0.695であり、Kは0.000579*(1-0.0087*w2b+0.000018*(w2b)^2)であり、ここでw2bはブテンコモノマーのバルク重量パーセントであり;エチレン-ヘキセンコポリマーの場合、αは0.695であり、Kは0.000579*(1-0.0075*w2b)であり、ここでw2bはヘキセンコモノマーのバルク重量パーセントであり;またエチレン-オクテンコポリマーの場合、αは0.695であり、Kは0.000579*(1-0.0077*w2b)であり、ここでw2bはオクテンコモノマーのバルク重量パーセントである。特に断りのない限り、濃度はg/cm3単位で表され、分子量はg/モル単位で表され、また固有粘度(したがって、KはMark-Houwinkの式の中のKである。)はdL/g単位で表される。本発明で調製されたあるプロピレン-エチレン-ENBポリマーに使用された値が下に示される。本発明の目的のためには、エチレン-プロピレンおよびエチレン-プロピレン-ジエンポリマー用のプロピレン重量分率は、GPC-IRによって決定され、ここで「プロピレン重量分率」=(100-エチレン重量%)/100である。
コモノマーの組成は、一連のPEおよびPPのホモ/コポリマー標準物を用いて較正されたCH2およびCH3チャンネルに対応するIR5検知器強度の比によって決定され、一連のPEおよびPPのホモ/コポリマー標準物の名目値はNMRまたはFTIRによって予め決定されている。特に、これは、分子量の関数として1,000個の全炭素当たりのメチル基数(CH3/1000TC)を提供する。次に、1000TC当たりの短鎖分岐(SCB)含有量(SCB/1000TC)が、各ポリマー鎖が直鎖状であり各末端においてメチル基によって停止されると仮定して、CH3/1000TC関数にポリマー鎖末端部の補正を適用することにより、分子量の関数として計算される。コモノマー重量%は、次に以下の式から得られ、
Figure 2022540915000014
この式で、fは、C3、C4、C6、C8等々のコモノマーの場合に、各々0.3、0.4、0.6、0.8等々である。
GPC-IRおよびGPC-4D分析からのポリマーのバルク組成は、濃度クロマトグラムの積分限界間のCH3およびCH2チャンネルの全シグナルを考慮することによって得られる。最初に、以下の比が得られる。
Figure 2022540915000015
次に、CH3とCH2とのシグナル比の同じ較正が、分子量の関数としてCH3/1000TCを得る際に前述されたように、バルクCH3/1000TCを得るために適用される。1000TC当たりのバルクメチル鎖末端部(バルクCH3末端部/1000TC)が、分子量の範囲にわたって鎖末端部の補正を重量平均することによって得られる。そうすると、
Figure 2022540915000016

となり、バルクSCB/1000TCは、上に記載されたのと同じ様式でバルクw2に変換される。
LS検知器は、18角のWyatt Technology社製高温DAWN HELEOS IIである。クロマトグラムの各点での分子量(M)は、静的光散乱についての以下のZimmモデル(M.B.Huglin、「ポリマー溶液からの光散乱」、Academic Press社、1971年)を使用して、LS出力を分析することによって決定される:
Figure 2022540915000017
この式で、ΔR(θ)は散乱角θで測定された超過レーリー散乱強度であり、cはIR5分析から決定されたポリマー濃度であり、A2は第二ビリアル係数である。P(θ)は単分散ランダムコイルについての形状因子であり、Koはその系の光学定数である:
Figure 2022540915000018
この式で、NAはアボガドロ数であり、また(dn/dc)はその系の屈折率増分である。屈折率(n)は、145℃のTCBおよびλ=657nmの場合にn=1.500である。ポリエチレンホモポリマー、エチレン-ヘキセンコポリマーおよびエチレン-オクテンコポリマーを分析する場合、dn/dc=0.1048ml/mgおよびA2=0.0015であり;エチレン-ブテンコポリマーを分析する場合、dn/dc=0.1048*(1-0.00126*w2)ml/mgおよびA2=0.0015であり、ここで、w2はブテンコモノマーの重量パーセントである。プロピレン-エチレン-ENBポリマーの場合、dn/dc=0.104-(0.0016*ENB重量%)であり、ここで、ENB重量%はASTM D6047に従うFTIRによって測定され、またA2=0.00060である。
高温Agilent社(またはViscotek社)粘度計、これは2台の圧力変換器を備えたホイートストンブリッジ状に配置された4本のキャピラリーを有し、これが比粘度を測定するために使用される。1台の変換器は検知器を通しての全圧力低下を測定し、ブリッジの2つの側の間に配置された他方の変換器は差圧を測定する。粘度計を通って流れる溶液の比粘度(ηs)は、それらの出力から計算される。クロマトグラムの各点における固有粘度[η]は、以下の式から計算され、
Figure 2022540915000019
この式で、cは濃度であり、IR5の広帯域チャンネル出力から測定される。各点における粘度MWは、以下の式から計算される。
Figure 2022540915000020
分枝指数(g’vis)は、GPC-IR5-LS-VIS法の出力を使用して以下のように計算される。サンプルの平均固有粘度([η]avg)は以下の式によって計算され、
Figure 2022540915000021
この式で、総和は積分限界間のクロマトグラフのスライスiの全体にわたる。
分枝指数g’vis(分枝指数g’とも呼ばれる。)は以下のように定義され、
Figure 2022540915000022
この式で、Mvは、LS分析によって決定された分子量に基いた粘度平均分子量である。αおよびKは、文献(Sun,T.ら、Macromolecules、2001年、34巻、6812頁)に公表されたとおりに計算され、例外としてα値およびK値は上で画定されたとおりとする。
特に断りのない限り、全ての濃度はg/cm3単位で表され、分子量はg/モル単位で表され、また固有粘度はdL/g単位で表される。
分子量(たとえば、LS、IRまたはVIS)の数値間で不一致がある場合には、IRの分子量が使用されるものとする。
多数の検知器を備えたGPC-3Dによる分子量、コモノマー組成および長鎖分枝の決定
分子量(数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)およびz平均分子量(Mz))は、オンラインの示差屈折率(DRI)、光散乱(LS)および粘度計(VIS)の検知器を装備した、Polymer Laboratiries社製220型高温ゲル透過クロマトグラフィーサイズ排除クロマトグラフィー(GPC-SEC)を使用して決定されることができる。3本のPolymer Laboratiries社製PLゲル、10μm、ミックスBカラムがポリマーの分離のために使用され、0.54ml/分の流量および300μLの名目注入体積が使用される。検知器およびカラムは、135℃に維持されたオーブンに収容されている。SECカラムから出て来た流れは、miniDAWN(Wyatt Technology社)オプティカルフローセルの中に、次にDRI検知器の中に入れられる。粘度計はDRI検知器の後に配置され、SECのオーブンの内部にある。これらの検知器とともにそれらの較正の詳細は、たとえばT.Sun、P.Brant、R.R.ChanceおよびW.W.Graessley、Macromolecules、34巻、19号、6812~6820頁、(2001年)によって記載されている。
SECの実験のための溶媒は、4リットルのAldrich社試薬グレード1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)の中に、酸化防止剤として6グラムのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を溶解することによって調製されることができる。TCB混合物は、それから0.7マイクロメートルのガラスプレフィルター、引き続いて0.1マイクロメートルのテフロン(商標)フィルターを通してろ過される。TCBは次にオンライン脱ガス装置で脱ガスされ、その後SECに入れられる。乾燥ポリマーをガラス製容器に入れ、BHTで安定化された所望量のTCBを加え、次に160℃で約2時間連続的に揺動しながら加熱することによって、ポリマー溶液が調製される。全ての量は重量測定で測定される。質量/体積単位でポリマー濃度を表すために使用されるTCB密度は、22℃で1.463g/mLおよび135℃で1.324g/mLであることができる。注入濃度は1mg/mL~2mg/mLであることができ、より低い濃度がより高い分子量のサンプルに使用される。各サンプルを試験する前に、DRI検知器および注入器はパージされるべきである。装置内の流量はその後0.5mL/分に増加されることができ、DRIは8~9時間放置安定化させられ、その後最初のサンプルが注入される。クロマトグラムの各点での濃度(c)は、ベースラインを差し引かれたDRIシグナル(IDRI)から以下の式を使用して計算され、
Figure 2022540915000023
この式で、KDRIは600~10Mの範囲の分子量を有する一連の単分散ポリスチレン標準物でDRIを較正することによって決定された定数であり、また(dn/dc)はその系の屈折率増分である。屈折率(n)は、145℃のTCBおよびλ=690nmの場合にn=1.500である。本開示およびその特許請求の範囲の目的のためには、エチレン-プロピレンコポリマーの場合、(dn/dc)=0.1048であり、またENBをジエンとして含んでいるEPDMの場合、(dn/dc)=0.1045-0.0016ENBであり、ここでENBはエチレン-プロピレン-ジエンターポリマー中の重量%でのENB含有量である。他の非共役ポリエンがENBの代わりに(またはそれに加えて)使用される場合、そのENBは非共役ポリエン全体の重量パーセントと見なされる。それ以外の場合、値(dn/dc)は、PEDMターポリマーを含む他のポリマーおよびコポリマーについては0.1と見なされる。SEC方法の本明細書の記載全体にわたって使用されるパラメーターの単位は、濃度がg/cm3単位で表され、分子量はg/モル単位で表され、また固有粘度はdL/g単位で表される。
光散乱(LS)検知器は、たとえば、高温miniDAWN(Wyatt Technology社製)である。主要部材は、オプティカルフローセル、30mW、690nmレーザーダイオード発光源ならびに45°、90°および135°の収集角度に置かれた一連の3つのフォトダイオードである。クロマトグラムの各点での分子量(M)は、静的光散乱についての以下のZimmモデル(M.B.Huglin、「ポリマー溶液からの光散乱」、Academic Press社、1971年)を使用して、LS出力を分析することによって決定される:
Figure 2022540915000024
この式で、ΔR(θ)は散乱角θで測定された超過レーリー散乱強度であり、cはDRI分析から決定されたポリマー濃度であり、A2は第二ビリアル係数である(本開示の目的のためには、エチレホモポリマーの場合、A2=0.0015であり、またエチレン-プロピレンコポリマーの場合、A2=0.0015-0.00001EEであり、ここでEEはエチレン-プロピレンコポリマー中の重量パーセントでのエチレン含有量である)。P(θ)は単分散ランダムコイルについての形状因子であり、またKoはその系の光学定数である:
Figure 2022540915000025
この式で、NAはアボガドロ数であり、また(dn/dc)はその系の屈折率増分である。屈折率(n)は、145℃のTCBおよびλ=657nmの場合にn=1.500である。
示差走査熱量測定
示差走査熱量測定(DSC)が使用されて、ASTM D3418-03によるαオレフィン-エチレンポリマーのガラス転移温度(Tg)が決定された。融解温度(Tm)および融解熱(Hf)もまた、DSCによって決定される。DSCデータは、TA Instruments社型式Q200機器を使用して得られた。およそ5~10mgの秤量サンプルは、アルミニウムサンプル皿の中に入れられ密閉された。これらのサンプルは10℃/分の速度で200℃まで徐々に加熱され、その後200℃で2分間維持された。これらのものはその後10℃/分の速度で-90℃まで冷却され、-90℃で2分間等温に維持された。第2のサイクルがこれに続き、第2のサイクルではサンプルは10℃/分で200℃まで加熱された。第1と第2のサイクルの両方の熱事象が記録された。
第2の加熱サイクルの間、融解の外観は結晶化を示し、したがって、測定された融解熱が、他様に示されない限り、結晶化度を計算するために使用される。サンプルの融解ピークの下の面積として記録される熱出力が、融解熱の指標であり、ポリマー1グラム当たりのジュール単位で表されてもよい。融点は、温度の関数として増加するポリマーの熱容量のベースライン測定値を基準として、サンプルの融解範囲内の最大の熱吸収の温度として記録される。
表に報告されたTg値は、第2の加熱サイクルの間に記録された値である。特許請求の範囲の目的のためには、Tg値はDSCによって決定されることになっている。
結晶化度パーセントは、式[曲線の下の面積(J/g単位)/Ho(J/g単位)*100]を使用して計算され、この式で、Hoは主要モノマー成分のホモポリマーの完全結晶の理想的な融解熱である。Hoのこれらの値は、John Wiley and Sons社、米国、ニューヨーク州、1999年刊によって公表された、「ポリマーハンドブック、第4版」から得られることになっている。但し、例外として、Ho(ポリエチレン)には290J/gの値が使用され、Ho(ポリブテン)には140J/gの値が使用され、またHo(ポリプロピレン)には207J/gの値が使用される。
13C NMRによる組成
13C NMR分光法が、実験で製造されたαオレフィン-エチレンポリマーサンプルを特性解析するために使用された。特段の指定のない限り、13C NMR分光法用のポリマーサンプルは、d2-1,1,2,2-テトラクロロエタンに140℃で67mg/mLの濃度で溶解され、このサンプルは、90°パルスおよびゲートデカップリングを使用して、125MHz以上の13C NMR周波数のNMR分光計を使用して120℃で記録された。ポリマーの共鳴ピークは、21.83ppmでのプロピレンの主アイソタクチックピーク(mmmm)を基準としている。NMRによるポリマーの特性解析に関わる計算は、Bovey,F.A.(1969年)「ポリマーの立体配座および立体配置」(Academic Press社、米国、ニューヨーク州)およびRandall, J.(1977年)「ポリマー連鎖の決定、13C-NMR法」(Academic Press社、米国、ニューヨーク州)の研究に従う。
プロピレン-エチレンコポリマーのタクチシティーは、アイソタクチックおよびシンジオタクチックのダイアド([m]および[r])ならびにトリアド([mm]および[rr])の濃度を含めて13C NMRによって測定される。記号表示「m」または「r」は、隣接したプロピレン基の対の立体化学を記述し、「m」はメソを指し、また「r」はラセミを指す。
ポリプロピレンの場合、ポリマーの「mmトリアドタクチシティー指数」は、頭-尾配置に結合された3つの隣接したプロピレン単位の連鎖の相対的なアイソタクチシティーの指標である。より具体的には、本発明では、ポリプロピレンホモポリマーまたはコポリマーのmmトリアドタクチシティー指数(「mm分率」とも呼ばれる。)は、メソタクチシティーの単位の数とコポリマー中のプロピレントリアドの全てとの比で表され:
Figure 2022540915000026
この式で、PPP(mm)、PPP(mr)およびPPP(rr)は、フィッシャー投影図として下に示された3つの頭-尾配置のプロピレン単位についての可能なトリアド配置の中の第2の単位のメチル基に由来するピーク面積を表す。
Figure 2022540915000027
ポリマーの「rrトリアドタクチシティー指数」は、頭-尾配置に結合された3つの隣接したプロピレン単位の連鎖の相対的なシンジオタクチシティーの指標である。より具体的には、本発明では、ポリプロピレンコポリマーのrrトリアドタクチシティー指数(「rr分率」とも呼ばれる。)は、ラセミタクチシティーの単位の数とコポリマー中のプロピレントリアドの全てとの比で表される。
Figure 2022540915000028
プロピレンのCH3についてのタクチシティー領域:PPP(mm)、PPP(mr)およびPPP(rr)は、下に示されたように画定される。
Figure 2022540915000029

このトリアドの計算では、これらの領域内に存在する連鎖、鎖末端部または位置欠陥は考慮されていない。
同様に、mダイアドおよびrダイアドが以下のように計算されることができ、これらの式で、mm、mrおよびrrは上で定義されたとおりである。
Figure 2022540915000030
本発明の別の実施形態では、本発明で生成されるポリマーは、全体の組成を基準とした(13C NMRによって決定される)位置欠陥を有する。3つのタイプの欠陥が位置欠陥:2,1-エリトロ、2,1-トレオおよび3,1-異性化であるように定義され、それらとともにエチレン挿入に引き続く欠陥がある。これらについての構造およびピークの割り当ては、[L.Resconi、L.Cavallo、A.FaitおよびF.Piemontesi、Chem.Rev.、2000年、100巻、1253~1345頁]に示されている。これらの位置欠陥は各々、炭素のNMRスペクトルに多数のピークを生じさせ、これらは全て(これらがスペクトルの中の他のピークから分解されることを限度として)積分され平均化されて、測定精度が改善される。分析に使用された解像可能な共鳴の化学シフトオフセットが下の表に示される。正確なピーク位置は、選択されたNMR溶媒の関数として移動することがある。
Figure 2022540915000031
各欠陥の平均積分は合計面積(CH3、CH、CH2)の積分で割られ、全欠陥濃度を決定する100を掛けられて、位置誤差モル%として報告される。化学種(αβおよびβγ)の定義は、Randallによって「エチレンベースポリマーの高解像度液体炭素核磁気共鳴特性解析の総説」、Polymer Reviews、29巻、2,201~5,317頁(1989年)」において定義されたとおりである。
エチレン-プロピレンコポリマーの化学シフトの割り当ては、Randallによって「エチレンベースポリマーの高解像度液体炭素核磁気共鳴特性解析の総説」、Polymer Reviews、29巻、2,201~5,317頁(1989年)」に記載されている。コポリマー含有量、モルおよび重量%、トリアドモル分率[PPP]、[EEP]等、ここで、[PPP]のモル分率はCH(PPP)対合計であり、Randall論文に定義されたように[EEP]のモル分率はβδ+シグナル対合計によって定義される。さらに、ダイアドの計算もまた、Randallによる方法で計算され記載されている。r1r2の計算は、式r1r2=4*[EE]*[PP]/[EP]2に基いており、この式で、[EE]、[EP]、[PP]はダイアドモル濃度であり、Eはエチレンであり、Pはプロピレンである。
6+個の炭素についての平均CH2連鎖長は次の式によって計算され:<n(6+>=(3*γδ+δ+δ+)/(0.5*γδ)、James C.Randall、「エチレン-プロピレンコポリマー中のメチレン連鎖分布および平均連鎖長」、Macromolecules、1978年、11巻、33~36頁による論文からγδ+δ+δ+の割り当てがされる。
メルトフローレート(MFR):MFRは、230℃および2.16kgの荷重でASTM D1238試験方法によって測定され、dg/分またはg/10分として表される。メルトフローレート比(MFRR)は、21.6kgの荷重で測定されたMFRと2.16kgの荷重で測定されたMFRとの比である。
ムーニー粘度(ML):ムーニー粘度(ML)は、ASTM D1646-17((1+4)、125℃、2秒-1のせん断速度)によって決定されることができる。ムーニー緩和面積(MLRA)データは、ローターが止められた後、ゴムが緩和するときのムーニー粘度測定から得られる。MLRAは、1から100秒までのムーニー-トルク緩和時間曲線の下の積分された面積である。
特に断りのない限り、室温は23℃である。
[実施例]
Figure 2022540915000032

Figure 2022540915000033
ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(ターシャリブチルアミド)チタンジメチル(触媒B)は、米国特許第9,796,795号に記載されたように調製されることができる。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)ボレートおよびN,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレートは、W.R.Grace & Co.社から購入されることができる。
重合例
大規模重合:エチレンおよびプロピレンの重合が、28リットルの連続撹拌槽型リアクター(オートクレーブリアクター)の中で溶液プロセスを使用して実施された。オートクレーブリアクターは、撹拌器、圧力調節器および熱損失を防ぐための絶縁体を装備していた。リアクター温度は、触媒供給量を調節することによって調節され、また熱除去が供給原料の冷却によって提供された。全ての溶媒およびモノマーは、アルミナおよびモレキュラーシーブの床を通されて精製された。リアクターは1600psi(1.0MPa)の圧力において液体充満で操作された。イソヘキサンが溶媒として使用された。それはタービンポンプを使用してリアクター中に供給され、またその流量は下流の質量流量調節器によって調節された。圧縮され液化されたプロピレンの供給が、質量流量調節器によって調節された。水素がサーマル質量流量調節器によってリアクターに供給された。エチレン供給原料もまた、質量流量調節器によって調節された。エチレン、プロピレンおよび水素(使用される場合)が、マニホールドを経由して別々の添加点でイソヘキサン中に混合された。イソヘキサン中3重量%のトリn-オクチルアルミニウムの混合物もまた、(捕捉剤として使用される)別のラインを通してマニホールドに加えられ、そしてモノマー、捕捉剤および溶媒の一緒にされた混合物が、単一の管を通してリアクター中に供給された。
活性化された触媒B(ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(ターシャリブチルアミド)チタンジメチル)溶液が、窒素で満たされたグローブボックス中の4リットルのエルレンマイヤーフラスコの中で調製された。このフラスコに、空気を含んでいない4リットルの無水トルエン、2.0g(約0.005モル)の触媒Bおよび5.7gの活性化剤A-2(N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート)、または1.0g(約0.0025モル)の触媒Bおよび1.9gの活性化剤A-1(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)が、約1:1のモル比で仕込まれて溶液が作られた。固体が溶解した後、撹拌をされながらこの溶液はISCOポンプ中に仕込まれ、そしてリアクター中に計量供給された。
触媒供給速度が、表1に示されたようにモノマー供給速度および反応温度とともに調節されてポリマーが製造され、これも表1に記載された。リアクター製造物流れは微量のメタノールで処理されて重合が停止された。その後、これらの混合物は低圧フラッシュ分離によって溶媒を除去され、Irganox(商標)1076で処理され、次に脱揮発成分押出機プロセスにかけられた。乾燥されたポリマーはそれからペレット化された。
中規模重合
重合が連続撹拌槽型リアクター装置で実施された。1リットルのオートクレーブリアクターは、撹拌器、圧力調節器、および温度調節器を備えた水冷/スチーム加熱部材を装備していた。リアクターは、反応混合物の沸点圧力を超えるリアクター圧力で反応物を液相に保ちながら液体充満条件で操作された。イソヘキサンおよびプロピレンがPulsa供給ポンプによってリアクターに送り込まれた。液体の全ての流量は、コリオリ質量流量調節器(Brook社製Quantimシリーズ)を使用して調節された。エチレンおよびH2(使用される場合)は、Brook社製流量調節器を通してそれ自身の圧力下のガスとして流され、そこでの測定は毎分標準リットル(SLPM)である。モノマー(たとえばエチレンおよびプロピレン)およびH2供給原料は、1つの流れへと一緒にされ、次にイソヘキサン流れと混合された。この混合物は、それから1本のラインを通ってリアクターに供給された。イソヘキサン(溶媒として使用される。)、トルエンおよびモノマー(たとえばエチレンおよびプロピレン)は、アルミナおよびモレキュラーシーブの床を通して精製された。捕捉剤溶液もまた、溶媒とモノマーとが一緒にされた流れに、それがリアクターに入る直前に加えられて、あり得る触媒毒がさらに低減された。
使用されたメタロセンは、触媒B(ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(ターシャリブチルアミド)チタンジメチル)であった。触媒は、900mlのトルエン中約1:1のモル比で活性化剤A-1、すなわち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)ボレートで予め活性化された。典型的な触媒濃度は2.203E-07モル/mlであった。触媒溶液は、ISCOシリンジポンプを使用して別のラインを通してリアクターに供給された。
リアクターで製造されたポリマーは、圧力を大気圧に下げる背圧調節弁を通って排出された。これは、溶液中の未転化モノマーを気相へとフラッシュさせ、このガスは気体-液体分離器の頂部から放出された。主としてポリマーおよび溶媒を含んでいる液相は、ポリマー回収のために収集された。収集されたサンプルは、フードの中で最初に空気乾燥されてほとんどの溶媒が蒸発され、次に約90℃の温度で約12時間真空オーブンの中で乾燥された。真空オーブンで乾燥されたサンプルは秤量されて収率が求められた。
重合反応条件および使用された触媒が、下のTable 1(大規模重合)およびTable 2(中規模重合)に記載される。ポリマーの特性解析は、下のTable 3~7に記載される。実施例35は、より高いエチレン含有量を有する比較例である。
Table 1: 大規模リアクターでのエチレン-プロピレン重合試験条件
Figure 2022540915000034

Table 1(続き):大規模リアクター中でのエチレン-プロピレン重合試験条件
Figure 2022540915000035
* 全ての試験について、リアクター圧力は1600psig(11.0MPa-g)であり捕捉剤供給量は0.015kg/時であった。

Table 2: 中規模リアクターでのエチレン-プロピレン重合試験条件
Figure 2022540915000036

Table 2(続き): 中規模リアクターでのエチレン-プロピレン重合試験条件
Figure 2022540915000037
* リアクター圧力は350 psig(2.4 MPa-g)であり、触媒効率を最適化するために1~5ml/分の供給量が使用され、捕捉剤(トリn-オクチルアルミニウム)はイソヘキサン中1.372E-06モル/mlであった。

Table 3: エチレン-プロピレンポリマー特性(GPCは上記のようにGPC 3Dによる)
Figure 2022540915000038

Table 4: エチレン-プロピレンポリマー特性(GPCは上記のようにGPC 4Dによる)
Figure 2022540915000039

Table 5: 追加のエチレン-プロピレンポリマー特性
Figure 2022540915000040

Figure 2022540915000041

Table 6: エチレン-プロピレンポリマー特性 (融解および結晶化事象はDSC試験で見出されなかった。*実施例29は、第1の加熱サイクルからの測定では、DSC実験および引き続く室温で10週間のエージング後に何らの融解および結晶化事象も示さなかった。)
Figure 2022540915000042


Figure 2022540915000043

* ASTM D1646-17((1+4), 125℃, 2秒-1せん断速度)

Table 7: 13C NMRによって測定されたエチレン-プロピレンポリマー特性 (EEE、EEP、PEP、EPE、EPPおよびPPPは、モル分率として報告されたエチレン(E)およびプロピレン(P)モノマーの連鎖分布である。)
Figure 2022540915000044

本明細書に記載された全ての文書は、どのような優先権書類および/または試験手順も含めて、それらが本明細書と矛盾しないことを限度として、参照によって本明細書に組み込まれる。本開示のいくつかの実施形態が例示され記載されてきたけれども、先の一般的な記載および特定の実施形態から明らかなように、本開示の精神および範囲から外れることなく、様々な修正がなされることができる。従って、本開示の実施形態がそれによって制限されることは意図されていない。同様に、用語「含んでいる(comprising)」は、用語「含んでいる(including)」と同義であると見なされる。同様に、組成物、要素または一群の要素が移行句「含んでいる(comprising)」を伴う場合は常に、本発明者らが同じ組成物または一群の要素が移行句「から本質的になる(consisting essentially of)」、「からなる(consisting of)」、「からなる群から選ばれた()」または「である(is)」を、その組成物、要素または複数の要素の記載の後に伴うこと、あるいはその逆をも考慮に入れていることが理解されるべきである。同様に、用語「含んでいる(including)」、「から本質的になる(consisting essentially of)」、「からなる(consisting of)」はまた、用語の前に列挙された要素の組み合わせの製造物を含んでいる。

Claims (38)

  1. 以下の工程を含むオレフィンポリマーを製造する方法:
    ~C40オレフィンおよびエチレンを、活性化剤および式(I)によって表される触媒化合物を含んでいる触媒システムと接触させる工程であって、
    Figure 2022540915000045
    この式で、
    Cp’は、テトラヒドロインダセニル基(好ましくは、テトラヒドロ-s-インダセニルまたはテトラヒドロ-as-インダセニル)であり、任意的に置換されまたは非置換であり、但しCp’がテトラヒドロ-s-インダセニルである場合には、(1)3および/または4位はアリールまたは置換アリールでなく、(2)3位は15または16族ヘテロ原子に直接結合されておらず、(3)前記テトラヒドロインダセニル配位子に縮合された追加の環はなく、(4)Tは2位に結合されておらず、かつ、(5)5、6または7位は1つの位置が同種原子2つで置換され;
    Mは3、4、5または6族遷移金属であり;
    Tは架橋基であり;
    yは0または1であり、これはTの不存在または存在を示しており;
    Gは式JR z-yによって表されるヘテロ原子基であり、この式でJはN、P、OまたはSであり;
    はC~C100ヒドロカルビル基であり、JがNまたはPである場合、zは2であり、またJがOまたはSである場合、zは1であり;
    Xは脱離基であり;
    m=1であり;n=1、2または3であり;q=1、2または3であり;また、m+n+qの合計は前記遷移金属の酸化状態と等しい、工程;および
    0.5~43重量%のエチレンおよび99.5~57重量%のC~C40オレフィンを含んでいるC~C40オレフィン-エチレンコポリマーを得る工程であって、前記コポリマーが0~-60℃のTg(℃)を有する、工程。
  2. 前記触媒化合物が、式(II)によって表され、
    Figure 2022540915000046
    (II)
    この式で、Mは、4族金属であり;
    JはN、O、SまたはPであり;
    JがNまたはPである場合にpは2であり、JがOまたはSである場合に1であり;
    各Rは、独立してC~C10アルキルであり;
    各Rは、独立して水素またはC~C10アルキルであり;
    各R、R、RおよびRは、独立して水素またはC~C50の置換または非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビルであり、但し、(1)Rおよび/またはRはアリールまたは置換アリールでなく、(2)Rは15または16族ヘテロ原子に直接結合されておらず、かつ(3)隣接したR、R、R、RまたはRは、一緒に連結されて縮合環系を形成せず;
    各R’は、独立して、C~C100の置換または非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビルであり;
    Tは架橋基であり、yは0または1であり、これはTの不存在(y=0)または存在(y=1)を示し;
    各Xは、独立して、脱離基であり、または2つのXは連結され前記金属原子に結合されてメタロサイクル環を形成し、または2つのXは連結されてキレート配位子、ジエン配位子またはアルキリデンを形成する、
    請求項1に記載の方法。
  3. 両方のRがメチルであり、全てのRおよびRが水素である、請求項2に記載の方法。
  4. がメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルまたはこれらの異性体であり、R、R、RおよびRが水素である、請求項2に記載の方法。
  5. 前記触媒化合物が、式(III)によって表され:
    Figure 2022540915000047
    (III)
    この式で、Mは、4族金属であり;
    Jは、N、O、SまたはPであり;
    JがNまたはPである場合にpは2であり、JがOまたはSである場合にpは1であり;各R、RおよびRは、独立して水素またはC~C10アルキルであり;
    各R、R、RおよびRは、独立して水素、またはC~C50の置換または非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビルであり;
    各R’は、独立してC~C100の置換または非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビルであり;
    Tは架橋基であり、yは0または1であり、これはTの不存在(y=0)または存在(y=1)を示しており;
    各Xは独立して脱離基であり、または2つのXは連結され金属原子に結合されてメタロサイクル環を形成し、または2つのXは連結されてキレート化配位子、ジエン配位子またはアルキリデンを形成する、
    請求項1に記載の方法。
  6. 両方のRがメチルであり、全てのRおよびRが水素である、請求項5に記載の方法。
  7. がメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルまたはこれらの異性体であり、R、R、RおよびRが水素である、請求項5に記載の方法。
  8. がメチルである、請求項2に記載の方法。
  9. yが1であり、Tが(CR、SiRまたはGeRであり、これらの式でxは1または2であり、RおよびRは、独立して水素または置換もしくは非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルおよびゲルミルカルビルから選ばれ、またRおよびRは、任意的に一緒に結合されて環構造を形成してもよい、請求項2に記載の方法。
  10. yが1であり、Tが(CR、SiRまたはGeRであり、これらの式でxは1または2であり、RおよびRは、独立して水素または置換もしくは非置換のヒドロカルビル、ハロカルビル、シリルカルビルおよびゲルミルカルビルから選ばれ、またRおよびRは、任意的に一緒に結合されて環構造を形成してもよい、請求項5に記載の方法。
  11. MがTiである、請求項1に記載の方法。
  12. JがNである、請求項1に記載の方法。
  13. R’が、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、フェニルまたはこれらの異性体である、請求項2に記載の方法。
  14. R’が、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、フェニルまたはこれらの異性体である、請求項5に記載の方法。
  15. 各Xは、独立して、1~20個の炭素原子を有するヒドロカルビル基、アリール、ヒドリド、アミド、アルコキシド、スルフィド、ホスフィド、ハライド、アミン、ホスフィン、エーテルおよびこれらの組み合わせから選ばれ(2つのXはメタロサイクル環の一部を形成してもよく、または2つのXは連結されてキレート配位子、ジエン配位子またはアルキリデンを形成する)、請求項1に記載の方法。
  16. 各Xが、独立してハライド、アリールおよびC~Cアルキル基から選ばれる、請求項1に記載の方法。
  17. 前記触媒が以下の1つ以上である、請求項1に記載の方法:
    ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロヘキシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロヘキシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロヘキシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(アダマンチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(アダマンチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(アダマンチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(アダマンチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(ネオペンチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(ネオペンチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(ネオペンチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(ネオペンチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2-メチル-6,6-ジエチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(6,6-ジエチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2-メチル-7,7-ジエチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(7,7-ジエチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2-メチル-6,6-ジエチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(6,6-ジエチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2-メチル-7,7-ジエチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)
    ジエチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジエチルシリレン(6,6-ジメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジエチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジエチルシリレン(7,7-ジメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2-メチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロヘキシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2-メチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(シクロドデシルアミド)M(R)
    ジメチルシリレン(2-メチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(アダマンチルアミド)M(R);および
    ジメチルシリレン(2-メチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)M(R)(これらの式で、MはTi、ZrおよびHfからなる群から選ばれ、RはハロゲンおよびC~Cアルキルから選ばれる。)。
  18. 前記触媒が以下の1つ以上である、請求項1に記載の方法:ジメチルシリレン(2,7,7-トリメチル-3,6,7,8-テトラヒドロ-as-インダセン-3-イル)(t-ブチルアミド)チタンジメチルまたはジメチルシリレン(2,6,6-トリメチル-1,5,6,7-テトラヒドロ-s-インダセン-1-イル)(t-ブチルアミド)チタンジメチル。
  19. 前記活性化剤が以下の1つ以上を含んでいる、請求項1に記載の方法:
    N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
    N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
    N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート、
    N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
    トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
    トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
    トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
    トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート、
    [MeNH][B(C ]、
    1-(4-(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)-2,3,5,6-テトラフルオロフェニル)ピロリジニウム、
    [MeNH][B(C ]、
    1-(4-(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)-2,3,5,6-テトラフルオロフェニル)ピロリジニウム、
    ナトリウムテトラキス(パーフルオロフェニル)アルミネート、
    カリウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、
    N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロフェニル)アルミネート、
    ジ(水素化タロウ)メチルアンモニウム[テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート]、
    ジ(オクタデシル)メチルアンモニウム[テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート]、
    N-メチル-4-ノナデシル-N-オクタデシルアニリニウム[テトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート]、
    N-メチル-4-ヘキサデシル-N-オクタデシルアニリニウム[テトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート]、
    ジ(水素化タロウ)メチルアンモニウム[テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート]、
    ジ(オクタデシル)メチルアンモニウム[テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート]、
    N-メチル-4-ノナデシル-N-オクタデシルアニリニウム[テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート]、
    N-メチル-4-ヘキサデシル-N-オクタデシルアニリニウム[テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート]
    (これらの式で、アルキルはメチル、エチル、プロピル、n-ブチル、sec-ブチルまたはターシャリブチルである。)。
  20. 前記C~C40オレフィンが、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセンおよびこれらの異性体から選ばれたC~C20αオレフィンである、請求項1~19のいずれか1項に記載の方法。
  21. 前記C~C20αオレフィンがプロピレンである、請求項1~19のいずれか1項に記載の方法。
  22. 前記触媒が10,000gポリマー/触媒g超の触媒効率を有する、請求項1~21のいずれか1項に記載の方法。
  23. 前記接触させる工程が、0℃~300℃の温度、0.35MPa~16MPaの圧力で行われる、請求項1~22のいずれか1項に記載の方法。
  24. 前記コポリマーが、以下を有する、請求項1~23のいずれか1項に記載の方法:
    1)2.16kgで0.2g/10分~2000g/10分の230℃でのメルトフローレート;
    2)10,000g/モル~500,000g/モルの数平均分子量値;
    3)20,000g/モル~1,000,000g/モルの重量平均分子量値;
    4)50,000g/モル~2,000,000g/モルのz平均分子量値;
    5)1.5~3.5のMw/Mn;および
    6)0%~3%の結晶化度。
  25. 前記コポリマーが、0.90以上のg’vis値を有する、請求項1~24のいずれか1項に記載の方法。
  26. 前記コポリマーのTg(℃)が、-8.4295-1.2019*E以上および0.5705-1.2019*E以下であり、これらの式でEはFTIRによって測定された前記コポリマー中のエチレンの重量分率である、請求項1~25のいずれか1項に記載の方法。
  27. 前記コポリマーのTg(℃)が、-7.9295-1.2019*E以上および0.0705-1.2019*E以下であり、これらの式でEはFTIRによって測定された前記コポリマー中のエチレンの重量分率である、請求項1~25のいずれか1項に記載の方法。
  28. 前記コポリマーのTg(℃)が-7.4295-1.2019*E以上および-0.4295-1.2019*E以下であり、これらの式でEはFTIRによって測定された前記コポリマー中のエチレンの重量分率である、請求項1~25のいずれか1項に記載の方法。
  29. 前記コポリマーのTg(℃)が-6.9295-1.2019*E以上および-0.9295-1.2019*E以下であり、これらの式でEはFTIRによって測定された前記コポリマー中のエチレンの重量分率である、請求項1~25のいずれか1項に記載の方法。
  30. 前記コポリマーの[PPP]モル分率が、1-0.0296*x+0.0000658*x+0.00000349*x-0.10超および1-0.0296*x+0.0000658*x+0.00000349*x+0.10未満であり、これらの式でxは、13C NMRによって測定されたエチレンの重量%である、請求項1~29のいずれか1項に記載の方法。
  31. 前記コポリマーの[EEP]モル分率が、0.0067*x-0.050超であり、この式でxは、13C NMRによって測定されたエチレンの重量%である、請求項1~30のいずれか1項に記載の方法。
  32. 請求項1~31のいずれか1項に記載の方法によって製造された前記コポリマー。
  33. 0.5~43重量%のエチレンおよび99.5~57重量%のC~C40オレフィンを含んでいるポリマーであって、
    前記ポリマーが0~-60℃のTg(℃)を有し;
    任意的に、前記ポリマーが、10未満、または9.5未満、または9以下であり、かつ4以上、または5以上、または6以上の下限を有する13C NMRによって測定された6個の炭素の平均CH連鎖長を有し;かつ
    前記ポリマーが
    1)2.16kgで0.2g/10分~2000g/10分の230℃でのメルトフローレート;
    2)10,000g/モル~500,000g/モルの数平均分子量値;
    3)20,000g/モル~1,000,000g/モルの重量平均分子量値;
    4)50,000g/モル~2,000,000g/モルのz平均分子量値;
    5)1.5~3.5のMw/Mn;
    6)0%~3%の結晶化度;および
    7)前記ポリマーのTg(℃)が、-8.4295-1.2019*E以上および0.5705-1.2019*E以下であり、これらの式でEはFTIRによって測定された前記ポリマー中のエチレンの重量分率であること;
    を有する、ポリマー。
  34. 前記C~C40オレフィンがプロピレンまたはブテンである、請求項33に記載のポリマー。
  35. 前記C~C40オレフィンがプロピレンである、請求項34に記載のポリマー。
  36. [PPP]モル分率が、1-0.0296*x+0.0000658*x+0.00000349*x-0.10超および1-0.0296*x+0.0000658*x+0.00000349*x+0.10未満であり、これらの式でxは、13C NMRによって測定されたエチレンの重量%である、請求項35に記載のポリマー。
  37. [EEP]モル分率が、0.0067*x-0.050超であり、この式でxは、13C NMRによって測定されたエチレンの重量%である、請求項35または36に記載のポリマー。
  38. プロピレン含有量が90重量%超であり、かつ13C NMRによって測定されたrrダイアド%が25%超である、請求項35~37のいずれか1項に記載のポリマー。
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