JP2023073700A - オレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも少ない量の有機アルミニウムオキシ化合物を用いても、高いオレフィン重合活性を示すオレフィン重合用触媒および該触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法を提供すること。【解決手段】窒化ホウ素、窒化アルミニウム、および窒化ケイ素からなる群より選ばれ、かつ、要件(A-I)を満たす少なくとも1種の成分(A)と、下記(B-I)および(B-II)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分(B)と、遷移金属化合物(C)とを含むオレフィン重合用触媒:(A-I)X線光電子分光法(XPS)における酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)モル比が0.050以上2.0未満である;(B-I)有機アルミニウムオキシ化合物;(B-II)遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物。【選択図】なし
Description
本発明は、オレフィン重合用触媒および該オレフィン重合用触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法に関する。
オレフィン(共)重合体の製造に用いられる触媒として、ジルコノセンなどの遷移金属化合物と、有機アルミニウムオキシ化合物などの助触媒成分とからなるオレフィン重合用触媒が知られている。特に、懸濁重合または気相重合を行う場合には、生成する重合体の粉体性状を制御するため、遷移金属化合物や有機アルミニウムオキシ化合物をシリカゲルなどの固体状担体に担持させた固体触媒を用いることができる(例えば、非特許文献1参照)。しかしながら、有機アルミニウムオキシ化合物が高価であることから、触媒コスト低減のため有機アルミニウムオキシ化合物の使用量低減や、より高いオレフィン重合活性が求められている。
これらの課題を解決する方法として、特定の物性を有するシリカゲルを使用する方法や、遷移金属化合物と固体状担体との接触温度を低くする方法などが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。しかしながら、オレフィン重合活性の観点から、さらなる改善の余地があった。
Chem.Rev.2005,105,p.4073-4147
本発明は、従来よりも少ない量の有機アルミニウムオキシ化合物を用いても、高いオレフィン重合活性を示すオレフィン重合用触媒および該オレフィン重合用触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法を提供することを課題とする。
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を行った。その結果、特定の物性を有する窒化ホウ素、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素を用いることで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明に係るオレフィン重合用触媒は、
窒化ホウ素、窒化アルミニウム、および窒化ケイ素からなる群より選ばれ、かつ、下記要件(A-I)を満たす少なくとも1種の成分(A)と、
下記(B-I)および(B-II)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分(B)と、
下記一般式(C-I)で表される遷移金属化合物(C)と
を含む。
(A-I)X線光電子分光法(XPS)における酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)モル比が0.050以上2.0未満である;
(B-I)有機アルミニウムオキシ化合物;
(B-II)遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物;
LmMXn・・・(C-I)
[一般式(C-I)中、Mは周期表第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族原子、およびランタニド原子からなる群より選択される原子であり、
Lは、η結合性環状アニオン配位子、σ結合性アニオン配位子、およびπ結合性中性配位子からなる群より選ばれ、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、L中の置換基により複数のLが繋がっていてもよく、
mは0以上の整数であり、
nは、Mの価数を満たす1以上6以下の整数であり、
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、およびジエン系誘導体基から選ばれ、nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。]
窒化ホウ素、窒化アルミニウム、および窒化ケイ素からなる群より選ばれ、かつ、下記要件(A-I)を満たす少なくとも1種の成分(A)と、
下記(B-I)および(B-II)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分(B)と、
下記一般式(C-I)で表される遷移金属化合物(C)と
を含む。
(A-I)X線光電子分光法(XPS)における酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)モル比が0.050以上2.0未満である;
(B-I)有機アルミニウムオキシ化合物;
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[一般式(C-I)中、Mは周期表第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族原子、およびランタニド原子からなる群より選択される原子であり、
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mは0以上の整数であり、
nは、Mの価数を満たす1以上6以下の整数であり、
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、およびジエン系誘導体基から選ばれ、nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。]
本発明は、従来よりも少ない量の有機アルミニウムオキシ化合物を用いても、高いオレフィン重合活性を示すオレフィン重合用触媒および該オレフィン重合用触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法を提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
[オレフィン重合用触媒]
本発明のオレフィン重合用触媒は、
窒化ホウ素、窒化アルミニウム、および窒化ケイ素からなる群より選ばれ、かつ、下記要件(A-I)を満たす少なくとも1種の成分(A)と、
下記(B-I)および(B-II)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分(B)と、
下記一般式(C-I)で表される遷移金属化合物(C)とを含むことを特徴とする。
[オレフィン重合用触媒]
本発明のオレフィン重合用触媒は、
窒化ホウ素、窒化アルミニウム、および窒化ケイ素からなる群より選ばれ、かつ、下記要件(A-I)を満たす少なくとも1種の成分(A)と、
下記(B-I)および(B-II)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分(B)と、
下記一般式(C-I)で表される遷移金属化合物(C)とを含むことを特徴とする。
(A-I)X線光電子分光法(XPS)における酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)モル比が0.050以上2.0未満である。
(B-I)有機アルミニウムオキシ化合物;
(B-II)遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物;
(B-II)遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物;
LmMXn・・・(C-I)
前記一般式(C-I)中、Mは周期表第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族原子、およびランタニド原子からなる群より選択される原子であり、Lは、η結合性環状アニオン配位子、σ結合性アニオン配位子、およびπ結合性中性配位子からなる群より選ばれ、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、L中の置換基により複数のLが繋がっていてもよく、mは0以上の整数であり、nは、Mの価数を満たす1以上6以下の整数であり、Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、およびジエン系誘導体基から選ばれ、nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。
前記一般式(C-I)中、Mは周期表第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族原子、およびランタニド原子からなる群より選択される原子であり、Lは、η結合性環状アニオン配位子、σ結合性アニオン配位子、およびπ結合性中性配位子からなる群より選ばれ、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、L中の置換基により複数のLが繋がっていてもよく、mは0以上の整数であり、nは、Mの価数を満たす1以上6以下の整数であり、Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、およびジエン系誘導体基から選ばれ、nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。
以下、本発明のオレフィン重合用触媒を構成する各成分について説明する。
<成分(A)>
本発明に用いられる成分(A)は、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、および窒化ケイ素からなる群より選ばれ、かつ、下記要件(A-I)を満たす。
<成分(A)>
本発明に用いられる成分(A)は、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、および窒化ケイ素からなる群より選ばれ、かつ、下記要件(A-I)を満たす。
(A-I)X線光電子分光法(XPS)における酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)モル比が0.050以上2.0未満、好ましくは0.050以上1.0以下、より好ましくは0.060以上0.60以下である。
酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)モル比は、X線光電子分光法(XPS)測定により得られる値であり、具体的には、成分(A)から得られるスペクトルの酸素原子、ホウ素原子、アルミニウム原子およびケイ素原子のピーク面積より、酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)モル比を算出して得られる。
酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)モル比が高いほど、後述する成分(B)と接触可能な酸素原子の量が増えるため、オレフィン重合活性の面で好ましい。一方で、酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)モル比が高くなり過ぎると、成分(B)の必要量が増加するため、触媒コストの面で好ましくない。
前記成分(A)中の酸素原子は、成分(A)中の窒素原子の一部が酸素原子に置き換わったものでもよく、成分(A)上の置換基内に含まれていてもよく、成分(A)の表面もしくは細孔に配位もしくは吸着した化合物中に含まれていてもよいが、成分(A)上の置換基内に酸素原子含有官能基として存在していることが好ましい。酸素原子含有官能基として、具体的にはヒドロキシル基、アルコキシ基、エポキシ基、カルボニル基、カルボキシル基などが挙げられる。
前記成分(A)中の酸素原子の量は、成分(A)の製造条件、熱処理(例えば、乾燥、焼成)、吸水処理、表面改質または修飾処理(例えば、官能基導入、酸化処理、還元処理)などにより制御することができる。
前記成分(A)は、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、および窒化ケイ素からなる群より選ばれ、かつ、上記要件(A-I)を満たす限り、形状、大きさ、結晶構造に特に制限はなく、顆粒状、粉末状、繊維状、シート状などの形状でもよいが、粒子径の小さい粒子である方が、比表面積が高くなり、成分(B)および遷移金属化合物(C)との接触が促進されるため好ましい。
本発明に係る成分(A)は従来公知の方法で製造したものを使用でき、市販品を用いてもよい。
例えば、窒化ホウ素は、特開2021-91604号公報に例示されている方法などにより製造され、特開2021-147309公報に例示されている方法などで製造した窒化ホウ素ナノチューブを用いてもよい。市販品としては、Sigma-Aldrich社の「窒化ホウ素 nanopowder, <150 nm avg. part. size (BET), 99% trace metals basis」、「Boron nitride nanotubes Multiwalled, powder, >90%」などが例示できる。
窒化アルミニウムは、国際公開第2021/157388号に例示されている方法などにより製造され、市販品としては、Sigma-Aldrich社の「窒化アルミニウム nanopowder, <100 nm particle size」などが例示できる。
窒化ケイ素は、国際公開第2021/107021号に例示されている方法などにより製造され、市販品としては、Sigma-Aldrich社の「窒化ケイ素 nanopowder, <50 nm particle size (spherical), ≧98.5% trace metals basis」などが例示できる。
また、前記成分(A)として、特開2021-165228号公報などに例示されている窒化アルミニウム-窒化ホウ素複合粒子を用いることもできる。
前記成分(A)は、必要に応じて0℃以上1000℃以下、好ましくは50℃以上800℃以下で乾燥または焼成して使用してもよい。
<成分(B)>
本発明で用いられる成分(B)は、有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)、および遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物(B-II)(以下「イオン性化合物(B-II)」ともいう。)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分である。成分(B)としては、前記成分(A)中の酸素原子含有官能基と化学結合または電子的な相互作用を形成できる官能基を持つものが好ましい。
本発明で用いられる成分(B)は、有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)、および遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物(B-II)(以下「イオン性化合物(B-II)」ともいう。)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分である。成分(B)としては、前記成分(A)中の酸素原子含有官能基と化学結合または電子的な相互作用を形成できる官能基を持つものが好ましい。
≪有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)≫
有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)としては、下記一般式[b1]で表される化合物および下記一般式[b2]で表される化合物等の従来公知のアルミノキサン、下記一般式[b3]で表される構造を有する修飾メチルアルミノキサン、下記一般式[b4]で表されるボロン含有有機アルミニウムオキシ化合物が例示される。
有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)としては、下記一般式[b1]で表される化合物および下記一般式[b2]で表される化合物等の従来公知のアルミノキサン、下記一般式[b3]で表される構造を有する修飾メチルアルミノキサン、下記一般式[b4]で表されるボロン含有有機アルミニウムオキシ化合物が例示される。
式[b1]および[b2]において、Rは炭素数1以上20以下の炭化水素基、好ましくはメチル基であり、nは2以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上の整数である。式[b1]および[b2]において、Rがメチル基であるメチルアルミノキサンが好適に使用される。
式[b3]において、Meはメチル基であり、Rは炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、mおよびnはそれぞれ独立に2以上の整数である。複数あるRは相互に同一でも異なっていてもよい。修飾メチルアルミノキサン[b3]は、トリメチルアルミニウムとトリメチルアルミニウム以外のアルキルアルミニウムとを用いて調製することができる。このような修飾メチルアルミノキサン[b3]は、一般にMMAO(modified methyl aluminoxane)と呼ばれている。MMAOは、具体的には米国特許第4960878号および米国特許第5041584号で挙げられる方法で調製することができる。
また、東ソー・ファインケム社等からも、トリメチルアルミニウムとトリイソブチルアルミニウムとを用いて調製された(すなわち、一般式[b3]においてRがイソブチル基である)修飾メチルアルミノキサンが、MMAOやTMAOという商品名で商業的に生産されている。
MMAOは各種溶媒への溶解性および保存安定性が改善されたアルミノキサンである。具体的には一般式[b1]または[b2]で表される化合物等のようなベンゼンに対して不溶性または難溶性の化合物とは異なり、MMAOは脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素および芳香族炭化水素に溶解するものである。
式[b4]において、Rは炭素数1以上20以下の炭化水素基である。複数あるRは相互に同一でも異なっていてもよい。
前記式[b1]、[b2]、[b3]および[b4]における前記炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、iso-プロピル基、sec-ブチル基(ブタン-2-イル基)、tert-ブチル基(2-メチルプロパン-2-イル基)、iso-ブチル基(2-メチルプロピル基)、ペンタン-2-イル基、2-メチルブチル基、iso-ペンチル基(3-メチルブチル基)、ネオペンチル基(2,2-ジメチルプロピル基)、シアミル基(1,2-ジメチルプロピル基)、iso-ヘキシル基(4-メチルペンチル基)、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、テキシル基(2,3-ジメチルブタ-2-イル基)、4,4-ジメチルペンチル基などの直鎖状または分岐状のアルキル基;
ビニル基、アリル基、プロペニル基(プロパ-1-エン-1-イル基)、iso-プロペニル基(プロパ-1-エン-2-イル基)、アレニル基(プロパ-1,2-ジエン-1-イル基)、ブタ-3-エン-1-イル基、クロチル基(ブタ-2-エン-1-イル基)、ブタ-3-エン-2-イル基、メタリル基(2-メチルアリル基)、ブタ-1,3-ジエニル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、ペンタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-2-エン-1-イル基、iso-ペンテニル基(3-メチルブタ-3-エン-1-イル基)、2-メチルブタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-4-エン-2-イル基、プレニル基(3-メチルブタ-2-エン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルケニル基もしくは不飽和二重結合含有基;
エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基、プロパルギル基(プロパ-1-イン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルキニル基もしくは不飽和三重結合含有基; ベンジル基、2-メチルベンジル基、4-メチルベンジル基、2,4,6-トリメチルベンジル基、3,5-ジメチルベンジル基、クミニル基(4-iso-プロピルベンジル基)、2,4,6-トリ-iso-プロピルベンジル基、4-tert-ブチルベンジル基、3,5-ジ-tert-ブチルベンジル基、1-フェニルエチル基、ベンズヒドリル基(ジフェニルメチル基)、クミル基などの芳香族含有直鎖状または分岐状のアルキル基および不飽和二重結合含有基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘプタトリエニル基、ノルボルニル基、ノルボルネニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基などの環状飽和炭化水素基;
フェニル基、トリル基(メチルフェニル基)、キシリル基(ジメチルフェニル基)、メシチル基(2,4,6-トリメチルフェニル基)、クメニル基(iso-プロピルフェニル基)、ジュリル基(2,3,5,6-テトラメチルフェニル基)、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、terフェニル基、ビナフチル基、アセナフタレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェロセニル基などの芳香族置換基(アリール基)などが挙げられる。
ビニル基、アリル基、プロペニル基(プロパ-1-エン-1-イル基)、iso-プロペニル基(プロパ-1-エン-2-イル基)、アレニル基(プロパ-1,2-ジエン-1-イル基)、ブタ-3-エン-1-イル基、クロチル基(ブタ-2-エン-1-イル基)、ブタ-3-エン-2-イル基、メタリル基(2-メチルアリル基)、ブタ-1,3-ジエニル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、ペンタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-2-エン-1-イル基、iso-ペンテニル基(3-メチルブタ-3-エン-1-イル基)、2-メチルブタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-4-エン-2-イル基、プレニル基(3-メチルブタ-2-エン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルケニル基もしくは不飽和二重結合含有基;
エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基、プロパルギル基(プロパ-1-イン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルキニル基もしくは不飽和三重結合含有基; ベンジル基、2-メチルベンジル基、4-メチルベンジル基、2,4,6-トリメチルベンジル基、3,5-ジメチルベンジル基、クミニル基(4-iso-プロピルベンジル基)、2,4,6-トリ-iso-プロピルベンジル基、4-tert-ブチルベンジル基、3,5-ジ-tert-ブチルベンジル基、1-フェニルエチル基、ベンズヒドリル基(ジフェニルメチル基)、クミル基などの芳香族含有直鎖状または分岐状のアルキル基および不飽和二重結合含有基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘプタトリエニル基、ノルボルニル基、ノルボルネニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基などの環状飽和炭化水素基;
フェニル基、トリル基(メチルフェニル基)、キシリル基(ジメチルフェニル基)、メシチル基(2,4,6-トリメチルフェニル基)、クメニル基(iso-プロピルフェニル基)、ジュリル基(2,3,5,6-テトラメチルフェニル基)、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、terフェニル基、ビナフチル基、アセナフタレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェロセニル基などの芳香族置換基(アリール基)などが挙げられる。
前記式[b1]、[b2]、[b3]および[b4]において、複数あるRの一部を、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン含有基または酸素含有基に置き換えた化合物も有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)として用いることができる。
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。
前記ハロゲン含有基としては、例えば、前記炭化水素基中の水素原子の一部を前記ハロゲン原子に置換したものなどが挙げられる。
前記酸素含有基としては、例えば、ヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、アリルオキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、iso-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ベンジルオキシ基、メトキシメトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、2,6-ジメチルフェノキシ基、2,6-ジ-iso-プロピルフェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基、2,4,6-トリメチルフェノキシ基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェノキシ基などのアリーロキシ基、フリル基、ベンゾフリル基、テトラヒドロフリル基、ピラニル基、テトラヒドロピラニル基、アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基や、これらの基中の水素原子の一部を前記ハロゲン原子に置換したものなどが挙げられる。また、前記炭化水素基中の水素原子の一部を前記酸素含有基に置換したものを酸素含有基として用いることもできる。
前記例示の有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)は、単独で用いてもよく2種以上を併用して用いてもよい。
≪イオン性化合物(B-II)≫
前記イオン性化合物(B-II)としては、特開平1-501950号公報、特開平1-502036号公報、特開平3-179005号公報、特開平3-179006号公報、特開平3-207703号公報、特開平3-207704号公報、米国特許第5321106号明細書などに記載されたルイス酸、イオン性化合物、ボラン化合物およびカルボラン化合物や、さらにはヘテロポリ化合物およびイソポリ化合物を制限無く使用することができる。これらの中では、イオン性化合物(B-II)としては、下記一般式[b5]で表される化合物が好ましい。
前記イオン性化合物(B-II)としては、特開平1-501950号公報、特開平1-502036号公報、特開平3-179005号公報、特開平3-179006号公報、特開平3-207703号公報、特開平3-207704号公報、米国特許第5321106号明細書などに記載されたルイス酸、イオン性化合物、ボラン化合物およびカルボラン化合物や、さらにはヘテロポリ化合物およびイソポリ化合物を制限無く使用することができる。これらの中では、イオン性化合物(B-II)としては、下記一般式[b5]で表される化合物が好ましい。
式[b5]において、Y+は、水素カチオン、オキソニウムカチオン、カルベニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプチルトリエニルカチオン、またはフェロセニウムカチオンである。
前記カルベニウムカチオンとしては、トリフェニルカルベニウムカチオン、トリス(メチルフェニル)カルベニウムカチオン、トリス(ジメチルフェニル)カルベニウムカチオン等の三置換カルベニウムカチオンが例示される。
前記アンモニウムカチオンとしては、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリ(n-プロピル)アンモニウムカチオン、トリイソプロピルアンモニウムカチオン、トリ(n-ブチル)アンモニウムカチオン、トリイソブチルアンモニウムカチオン等のトリアルキルアンモニウムカチオン;N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオン、N,N,2,4,6-ペンタメチルアニリニウムカチオン等のN,N-ジアルキルアニリニウムカチオン;ジイソプロピルアンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオン等のジアルキルアンモニウムカチオンが例示される。
前記ホスホニウムカチオンとしては、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリス(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリス(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオン等のトリアリールホスホニウムカチオンが例示される。
Y+としては、前記例示の中では、カルベニウムカチオン、アンモニウムカチオンが好ましく、トリフェニルカルベニウムカチオン、N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、メチルジオクタデシルアンモニウムカチオンが特に好ましい。
M'は、周期表第13族原子であり、具体的には、ホウ素原子、アルミニウム原子などが挙げられ、ホウ素原子が好ましい。
Qは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上40以下の炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基または酸素含有基であり、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。
前記炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基または酸素含有基としては、前記一般式[b1]、[b2]、[b3]または[b4]におけるRとして例示したものが挙げられ、好ましくは下記一般式[b6]で表される炭素数6以上40以下のアリール基である。
前記式[b6]において、*は、M'との結合を示し、Rは、水素原子、炭素数1以上40以下の炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、酸素含有基、ケイ素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基からなる群より選ばれ、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。
前記炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、酸素含有基としては、前記式[b1]、[b2]、[b3]および[b4]におけるRとして例示したものと同様のものが挙げられる。
前記ケイ素含有基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ-iso-プロピルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、tert-ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基、トリメチルシリルメチル基、クロロジメチルシリル基、クロロジフェニルシリル基、ブロモジメチルシリル基などが挙げられる。前記ケイ素含有基の中でも、トリメチルシリルメチル基、トリ-iso-プロピルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、クロロジメチルシリル基、クロロジフェニルシリル基が好ましい。
前記硫黄含有基、例えば、チオール基、メシル基(メタンスルフォニル基)、フェニルスルホニル基、トシル基(p-トルエンスルホニル基)、トリフリル基(トリフルオロメタンスルホニル基)、ノナフリル基(ノナフルオロブタンスルホニル基)、チオフェニル基、メシラート基(メタンスルホナート基)、トシラート基(p-トルエンスルホナート基)、トリフラート基(トリフルオロメタンスルホナート基)、ノナフラート基(ノナフルオロブタンスルホナート基)、チオフェン基、ベンゾチオフェン基などが挙げられる。
前記窒素含有基としては、例えば、アミノ基、シアノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、tert-ブチルアミノ基、ジ-tert-ブチルアミノ基、アリルアミノ基、ジアリルアミノ基、ベンジルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ニトロ基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、モルホリル基、ピロリル基、ビストリフリルイミド基、ピリジニル基、ピリミジニル基、キノリニル基、トリアジニル基、オキサゾリン基、イミダゾール基、インドール基、カルバゾール基などが挙げられる。
前記リン含有基としては、例えば、ヘキサフルオロリン酸アニオンなどが挙げられる。
Rとしては、前記例示の中では、ハロゲン原子、ハロゲン含有基が好ましく、特にフッ素原子、フッ素原子含有基が好ましい。また、前記式[b5]の少なくとも1つのQにおいて、前記式[b6]の少なくとも1つのRが酸素含有基またはケイ素含有基であることが好ましい。
前記式[b5]の具体的な構造としては、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(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリス(4-メチルフェニル)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、トリス(3,5-ジメチルフェニル)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、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラフェニルボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(p-トリル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(o-トリル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(2,4-ジメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(3,5-ジメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(4-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(o-トリル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラフェニルボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(p-トリル)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(o-トリル)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、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(2,4-ジメチルフェニル)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(3,5-ジメチルフェニル)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(4-トリフルオロメチルフェニル)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(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムトリ(ペンタフルオロフェニル)(p-ヒドロキシフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムトリ(ペンタフルオロフェニル)(p-クロロジメチルシリルテトラフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムトリ(ペンタフルオロフェニル)(p-クロロジフェニルシリルテトラフルオロフェニル)ボレート、N,N,2,4,6-ペンタメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N,2,4,6-ペンタ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、ジイソ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、ジシクロヘキシルアンモニウムテトラフェニルボレートが例示される。
イオン性化合物(B-II)は、単独で用いてもよく2種以上を併用して用いてもよい。
<有機アルミニウム化合物(D)>
本発明のオレフィン重合用触媒では、上記成分(B)とともに、下記一般式[b6]で表される有機アルミニウム化合物(D)を用いてもよい。
本発明のオレフィン重合用触媒では、上記成分(B)とともに、下記一般式[b6]で表される有機アルミニウム化合物(D)を用いてもよい。
Ra
mAl(ORb)n Hp Xq …[b6]
式[b6]中、Ra およびRb は、炭素数1以上15以下の炭化水素基を示し、互いに同一でも異なっていてもよく、Xはハロゲン原子を示し、mは1以上3以下の整数、nは0以上2以下の整数、pは0以上2以下の整数、qは0以上2以下の整数であり、かつm+n+p+q=3である。
式[b6]中、Ra およびRb は、炭素数1以上15以下の炭化水素基を示し、互いに同一でも異なっていてもよく、Xはハロゲン原子を示し、mは1以上3以下の整数、nは0以上2以下の整数、pは0以上2以下の整数、qは0以上2以下の整数であり、かつm+n+p+q=3である。
炭素数1以上15以下の炭化水素基は、例えば、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基などである。
前記有機アルミニウム化合物(D)の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム;ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウムハライド;メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド;メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド;ジメチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジヒドロフェニルアルミニウムハイドライド、ジイソプロピルアルミニウムハイドライド、ジ-n-ブチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、ジイソヘキシルアルミニウムハイドライド、ジフェニルアルミニウムハイドライド、ジシクロヘキシルアルミニウムハイドライド、ジ-sec-ヘプチルアルミニウムハイドライド、ジ-sec-ノニルアルミニウムハイドライドなどのアルキルアルミニウムハイドライド;ジメチルアルミニウムエトキキシド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジイソプロピルアルミニウムメトキシド、ジイソブチルアルミニウムエトキシドなどのジアルキルアルミニウムアルコキシドなどが挙げられる。
上記の中では、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、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムエトキシドが特に好ましい。
<遷移金属化合物(C)>
本発明で用いられる遷移金属化合物(C)は、特に制限はなく、例えば従来公知のオレフィン重合用触媒に用いられる遷移金属化合物が挙げられ、具体的には、下記一般式(C-I)で表される化合物である。
本発明で用いられる遷移金属化合物(C)は、特に制限はなく、例えば従来公知のオレフィン重合用触媒に用いられる遷移金属化合物が挙げられ、具体的には、下記一般式(C-I)で表される化合物である。
LmMXn・・・(C-I)
前記一般式(C-I)において、
Mは、周期表第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族原子、およびランタニド原子からなる群より選ばれる原子である。好ましくは、周期表第4族および第10族遷移金属原子であり、具体的にはチタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、パラジウム原子またはニッケル原子である。
前記一般式(C-I)において、
Mは、周期表第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族原子、およびランタニド原子からなる群より選ばれる原子である。好ましくは、周期表第4族および第10族遷移金属原子であり、具体的にはチタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、パラジウム原子またはニッケル原子である。
Lは、η結合性環状アニオン配位子、σ結合性アニオン配位子、およびπ結合性中性配位子からなる群より選ばれ、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、L中の置換基により複数のLが繋がっていてもよい。
η結合性環状アニオン配位子としては、例えば、シクロペンタジエニル基、インデニル基、テトラヒドロインデニル基、フルオレニル基、テトラヒドロフルオレニル基、オクタヒドロフルオレニル基、オクタメチルオクタヒドロフルオレニル基などが挙げられ、これらの配位子はさらに別の置換基を有していてもよい。
σ結合性アニオン配位子は、酸素、ホウ素、窒素、リン、硫黄、およびセレンからなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を含み、前記式(C-I)におけるMと1価のσ結合を形成する化合物である。
π結合性中性配位子は、酸素、ホウ素、窒素、リン、硫黄、およびセレンからなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を含み、前記一般式(C-I)におけるMに孤立電子対で配位可能な化合物である。
mは0以上の整数である。
nは、Mの価数を満たす1以上6以下の整数であり、好ましくは1以上4以下である。
nは、Mの価数を満たす1以上6以下の整数であり、好ましくは1以上4以下である。
Xは、水素原子、炭素数1以上40以下の炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、およびジエン系誘導体基からなる群より選ばれる。nが2以上の場合、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上40以下の炭化水素基、ケイ素含有基、酸素含有基、共役ジエン系誘導体基である。
前記炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基としては、前記式[b6]におけるRとして例示したものと同様のものが挙げられる。
前記ジエン系誘導体基は、前記一般式(C-I)におけるMに孤立電子対で配位可能な炭化水素化合物であり、例えば、1,3-ブタジエニル基、イソプレニル基(2-メチル-1,3-ブタジエニル基)、ピペリレニル基(1,3-ペンタジエニル基)、2,4-ヘキサジエニル基、1,4-ジフェニル-1,3-ペンタジエニル基、シクロペンタジエニル基など、メタロシクロペンテニル基、1.5-シクロオクタジエニル基などが挙げられる。
このような遷移金属化合物(C)としては、例えば、特開昭61-211307号公報、特開平5-148317号公報、特開平6-239914号公報、国際公開第2001/27124号、特開2003-206310号公報、特開2004-2259号公報、特開2004-269825号公報、特開2009-143901号公報、特表2009-537656号公報、特開2011-127121号公報、特開2012-255165号公報、国際公開第2014/50817、国際公開第2014/123212号、特表2015-500920号公報、特表2016-527182号公報、特表2017-535518号公報、特開2018-58780号公報、特開2019-59934号公報、特開2020-117711号公報、米国特許第5272236号などに記載されている遷移金属化合物が挙げられ、好ましくは下記一般式(C-II)、(C-III)、(C-IV)、(C-V)、(C-VI)、(C-VII)、(C-VIII)および(C-IX)で表される遷移金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。
前記一般式(C-II)において、Mは周期表第4族もしくは周期表第5族遷移金属原子を示し、具体的には、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、バナジウム原子、ニオブ原子、タンタル原子である。好ましくは周期表第4族遷移金属原子、具体的にはチタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子であり、特に好ましくはチタン原子またはジルコニウム原子である。
なお、前記一般式(C-II)において、窒素原子(N)とMとを繋ぐ点線は、一般的には窒素原子(N)がMに配位していることを示すが、本発明においては配位していてもしていなくてもよい。
R1、R2、R3、R4およびR5は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、ゲルマニウム含有基またはスズ含有基を示し、これらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよい。
前記ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基の具体例としては、前記一般式(C-I)におけるXとして例示したものと同様のものが挙げられ、前記ゲルマニウム含有基または前記スズ含有基としては、前記ケイ素含有基のケイ素をゲルマニウムまたはスズに置換した基が挙げられる。加えて、前記炭化水素基中の置換基として、前記ハロゲン含有基、前記ケイ素含有基、前記酸素含有基、前記硫黄含有基、前記窒素含有基、前記リン含有基、前記ホウ素含有基を有する構造もR1、R2、R3、R4、R5として例示できる。
前記炭化水素基としては、特に、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基などの炭素数1以上30以下、好ましくは1以上20以下の直鎖状または分岐状のアルキル基;
フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、terフェニル基、フェナントリル基、アントラセニル基などの炭素数6以上30以下、好ましくは6以上20以下のアリール基;
これらのアリール基にハロゲン原子、炭素数1以上30以下、好ましくは1以上20以下のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素数6以上30以下、好ましくは6以上20以下のアリール基もしくはアリーロキシ基などの置換基が1~5個置換した置換アリール基が好ましい。
フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、terフェニル基、フェナントリル基、アントラセニル基などの炭素数6以上30以下、好ましくは6以上20以下のアリール基;
これらのアリール基にハロゲン原子、炭素数1以上30以下、好ましくは1以上20以下のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素数6以上30以下、好ましくは6以上20以下のアリール基もしくはアリーロキシ基などの置換基が1~5個置換した置換アリール基が好ましい。
R1は、オレフィン重合触媒活性の観点および高分子量のエチレン系重合体を与えるという観点から、炭素数1以上20以下の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基、炭素数3以上20以下のアルキル基および炭素数6以上20以下のアリール基から選ばれる基であることが好ましい。
R6は、水素原子、1級または2級炭素のみからなる炭素数1以上3以下の炭化水素基、炭素数4以上のアルキル基、アリール基置換アルキル基、単環性もしくは二環性の環状炭化水素基、アリール基およびハロゲン原子から選ばれる。これらのうち、オレフィン重合触媒活性の観点、高分子量のエチレン重合体を与えるという観点から、炭素数4以上のアルキル基、アリール基置換アルキル基、単環性または二環性の環状炭化水素基およびアリール基から選ばれる基であることが好ましく、より好ましくはtert-ブチル基などの分岐状のアルキル基;ベンジル基、1-メチル-1-フェニルエチル基(クミル基)、1-メチル-1,1-ジフェニルエチル基、1,1,1-トリフェニルメチル基(トリチル基)などのアリール置換アルキル基;シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロドデシル基などの炭素数6以上15以下の環構造を有する環状炭化水素基が挙げられる。
Xは、脱離基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アニオン配位子および孤立電子対で配位可能な中性配位子からなる群より選ばれる置換基であり、該アニオン配位子が、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基または共役ジエン系誘導体基である。nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。 好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下の炭化水素基、ケイ素含有基、酸素含有基または共役ジエン系誘導体基である。
Xの具体例としては、前記一般式(C-I)におけるXとして例示したものと同様のものが挙げられる。
nは、Mの価数を満たす1~4の整数であり、好ましくは1または2である。
nは、Mの価数を満たす1~4の整数であり、好ましくは1または2である。
前記一般式(C-III)、(C-IV)および(C-V)において、Mは周期表第4族の遷移金属原子を示し、具体的には、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子であり、好ましくはチタン原子である。
R7は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、ゲルマニウム含有基またはスズ含有基を示し、隣接したR7は、互いに結合して置換基を有していてもよい単環性または二環性の環を形成してもよい。前記ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、ゲルマニウム含有基またはスズ含有基の具体例としては、前記一般式(C-II)におけるR1、R2、R3、R4、R5として例示したものと同様のものが挙げられる。
R7は、好ましくは、炭素数1以上25以下の炭化水素基、炭素数1以上25以下の酸素含有基または炭素数1以上25以下の窒素含有基である。R7が、置換基を有していてもよい単環性または二環性の環を形成する場合には、リン原子またはホウ素原子を含む置換基を有していてもよい4~8員環の飽和または不飽和ヘテロ環として環を形成することが好ましい。
Cpは、置換基を有していてもよい、シクロペンタジエニル型配位子である。前記置換基のうち、相互に隣接した置換基は、互いに結合して置換基を有していてもよい環を形成してもよい。
前記シクロペンタジエニル型配位子は、π型結合によって金属に結合している5員環炭素環を有する置換配位子であり、置換シクロペンタジエニル配位子、置換テトラヒドロインデニル配位子、置換オクタヒドロフルオレニル配位子、置換ヒドロアズレニル配位子、置換ペンタヒドロアズレニル配位子、置換ジヒドロシクロペンテノアニュレン配位子、置換シクロペンテノピロール配位子、置換シクロペンテノチオフェン配位子および置換シクロペンテノジチオフェン配位子等の置換シクロペンタジエニル型配位子、置換インデニル配位子、置換テトラヒドロインデニル配位子、置換ベンゾインデニル配位子、置換ジヒドロインダセニル配位子、置換インデノピロール配位子、置換インデノインドール配位子および置換インデノチオフェン等の置換インデニル型配位子、ならびに置換フルオレニル配位子等を含む。シクロペンタジエニル型配位子としては、置換シクロペンタジエニル型配位子および置換インデニル型配位子が好ましく、より好ましくは、置換シクロペンタジエニル配位子、置換ジヒドロシクロペンテノアニュレン配位子、置換シクロペンテノチオフェン配位子、置換シクロペンテノジチオフェン配位子、置換インデニル配位子である。
前記シクロペンタジエニル型配位子の置換基は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上40以下の炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、窒素含有基または硫黄含有基である。
前記シクロペンタジエニル型配位子の置換基における、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、窒素含有基および硫黄含有基の具体例としては、前記R7における炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、窒素含有基および硫黄含有基として例示したものと同様のものが挙げられる。
Zは、周期表第15族または16族の原子であり、好ましくは窒素原子、酸素原子である。
Nは、周期表第15族の原子であり、好ましくは窒素原子である。
Cは、炭素原子である。
Nは、周期表第15族の原子であり、好ましくは窒素原子である。
Cは、炭素原子である。
Y1は、リン原子またはホウ素原子である。
Y2は、炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子およびスズ原子から選ばれる。
実線は共有結合または配位結合であり、点線はZが15族元素の場合に存在する共有結合である。
Y2は、炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子およびスズ原子から選ばれる。
実線は共有結合または配位結合であり、点線はZが15族元素の場合に存在する共有結合である。
yは、Zが15族元素の原子である場合は2であり、Zが16族元素の原子である場合は3である。
zは、Zが15族元素の原子である場合は3であり、Zが16族元素の原子である場合4である。
zは、Zが15族元素の原子である場合は3であり、Zが16族元素の原子である場合4である。
Xは、脱離基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アニオン配位子および孤立電子対で配位可能な中性配位子からなる群より選ばれる置換基であり、該アニオン配位子が、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基または共役ジエン系誘導体基である。nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下の炭化水素基、ケイ素含有基、酸素含有基または共役ジエン系誘導体基である。
Xの具体例としては、前記一般式(C-I)におけるXとして例示したものと同様のものが挙げられ、nは、Mの価数を満たす1~4の整数であり、好ましくは1または2である。
前記一般式(C-VI)および(C-VII)において、Mは周期表第3族、第4族、第5族、第6族原子またはランタニド原子からなる群より選択される原子を示す。好ましくは周期表第4族の遷移金属原子であり、具体的には、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子である。
前記一般式(C-VI)および(C-VII)において、ZαおよびZβとMとを繋ぐ4本の点線のうち、少なくとも2本は共有結合であり、その他の結合は配位結合である。ただし配位結合を示す結合について、本発明においては配位していてもしていなくてもよい。
ZαがMと共有結合を形成している場合、Zαは互いに同一でも異なっていてもよく、窒素原子またはリン原子から選択され、ZαがMと共有結合を形成していない場合、Zαは互いに同一でも異なっていてもよく、酸素原子、硫黄原子、-NRα-、および-PRα-からなる群より選択される。
ZβがMと共有結合を形成している場合、Zβは互いに同一でも異なっていてもよく、酸素原子、硫黄原子、-NRβ-、および-PRβ-からなる群より選択され、ZβがMと共有結合を形成していない場合、Zβは互いに同一でも異なっていてもよく、-ORβ、-SRβ、-NRβ2、および-PRβ2からなる群より選択される。
前記Rα、Rβは、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基またはホウ素含有基を示し、具体例としては、前記一般式(C-II)におけるR1、R2、R3、R4、R5として例示したものと同様のものが挙げられる。
R8は、原子数1以上50以下(水素原子は数に加えない)の原子を含む架橋基であり、好ましい構造としては、直鎖状または分岐状のアルキル基、環状飽和炭化水素を含むアルキル基、芳香族炭化水素を含むアルキル基を挙げることができる。これらの中でも、直鎖状または分岐状のアルキル基、環状飽和炭化水素を含むアルキル基が特に好ましく、具体的には、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、ペンタン-2,4-ジイル基、シクロヘキサン-1,2-ジメチレン基が挙げられる。
R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23およびR24は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基またはホウ素含有基を示し、具体例としては、前記一般式(C-II)におけるR1、R2、R3、R4、R5として例示したものと同様のものが挙げられる。これらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよい。好ましくは、R10、R18の少なくとも一方は水素ではなく、R10、R18がともに、置換基を有していてもよいアリール基、または置換基を有していてもよい、アリール基芳香環中の1つ以上のヘテロ原子を含むアリール基から成る群から選択されることが特に好ましい。
Xは、脱離基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アニオン配位子および孤立電子対で配位可能な中性配位子からなる群より選ばれる置換基であり、該アニオン配位子が、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基または共役ジエン系誘導体基である。nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下の炭化水素基、ケイ素含有基、酸素含有基または共役ジエン系誘導体基である。
Xの具体例としては、前記一般式(C-I)におけるXとして例示したものと同様のものが挙げられ、nは、Mの価数を満たす1~4の整数であり、好ましくは1または2である。
前記一般式(C-VIII)および(C-IX)において、Mは周期表第4族の遷移金属原子を示し、具体的には、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子である。
Yは炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子およびスズ原子から選ばれる。
Yは炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子およびスズ原子から選ばれる。
R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R40は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基またはホウ素含有基を示し、具体例としては、前記一般式(C-II)におけるR1、R2、R3、R4、R5として例示したものと同様のものが挙げられる。これらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよい。
フルオレン環上のR25からR32の置換基は、合成上の容易さから左右対称、すなわちR25=R32、R26=R31、R27=R30、R28=R29であることが好ましい。
Xは、脱離基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アニオン配位子および孤立電子対で配位可能な中性配位子からなる群より選ばれる置換基であり、該アニオン配位子が、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基または共役ジエン系誘導体基である。nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下の炭化水素基、ケイ素含有基、酸素含有基または共役ジエン系誘導体基である。
Xの具体例としては、前記一般式(C-I)におけるXとして例示したものと同様のものが挙げられ、nは、Mの価数を満たす1~4の整数であり、好ましくは1または2である。
その他の遷移金属化合物(C)の例としては、TiCl4、TiBr4、ZrCl4、HfCl4などのテトラハロゲン化チタン、テトラハロゲン化ジルコニウム、テトラハロゲン化ハフニウム、Ti(OCH3)Cl3、Ti(OC2H5)Cl3、Ti(O-n-C4H9)Cl3、Ti(OC2H5)Br3、Ti(O-iso-C4H9)Br3などのトリハロゲン化アルコキシチタン、Ti(OCH3)2Cl2、Ti(OC2H5)2Cl2、Ti(O-C4H9)2Cl2、Ti(OC2H5)2Br2などのジハロゲン化ジアルコキシチタン、Ti(OCH3)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(O-n-C4H9)3Cl、Ti(OC2H5)3Brなどのモノハロゲン化トリアルコキシチタン、Ti(OCH3)4、Ti(OC2H5)4、Ti(O-n-C4H9)4、Ti(O-iso-C4H9)4、Ti(O-2-エチルヘキシル)4などのテトラアルコキシチタンなどが挙げられる。
遷移金属化合物(C)は、1種の化合物を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよく、構造異性体についても、1種単独で用いてもよく、2種以上の構造異性体混合物を用いてもよい。
<オレフィン重合用触媒の調製方法>
本発明のオレフィン重合用触媒は、前記成分(A)、前記成分(B)および前記遷移金属化合物(C)を接触させることにより調製される固体触媒成分(X)が好ましい態様の一つである。
本発明のオレフィン重合用触媒は、前記成分(A)、前記成分(B)および前記遷移金属化合物(C)を接触させることにより調製される固体触媒成分(X)が好ましい態様の一つである。
前記成分(B)および前記遷移金属化合物(C)は液体状であれば不活性溶媒を用いて希釈し、固体状であれば不活性溶媒に溶解させ、前記成分(A)と接触させることが好ましい。用いることができる不活性溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素や、へキサン、ヘプタン、デカン等の脂肪族飽和炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素、エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物を例示できる。
前記成分(A)、前記成分(B)および前記遷移金属化合物(C)の接触方法は、本発明の効果を奏する限り、特に限定されないが、例えば、前記成分(A)に前記成分(B)または前記遷移金属化合物(C)を含む不活性溶媒を添加し前記成分(A)の細孔内に含侵させる方法、前記成分(A)を前記成分(B)または前記遷移金属化合物(C)を含む不活性溶媒に浸して静置する方法、前記成分(A)と、前記成分(B)または前記遷移金属化合物(C)を含む不活性溶媒とを撹拌などにより混合する方法、前記成分(A)に前記成分(B)または前記遷移金属化合物(C)を含む不活性溶媒を流通させる方法などが挙げられ、前記成分(A)は、固体状の支持体(粉末、造粒粒子、繊維やフィルムなども含む)に物理的もしくは化学的に固定化された状態のものを用いても良く、接触の際に加熱操作を行ってもよい。
この内、前記成分(A)と前記成分(B)または前記遷移金属化合物(C)を含む不活性溶媒とを撹拌などにより混合する方法が好ましく、接触操作の後、必要に応じて接触液を静置させて上澄みを抜く、もしくはろ過等の方法により前記不活性溶媒を除き、必要に応じて前記不活性溶媒で洗浄してもよい。
加熱操作を行う場合の温度は、用いる溶媒にもよるが通常、その溶媒の凝固点温度以上200℃以下、好ましくは150℃以下である。接触時間は、接触方法や温度にもよるが通常、30秒以上1000時間以下、好ましくは5分以上120時間以下である。
前記接触方法におけるいずれの工程においても、成分(G)を共存させることにより、重合反応中のファウリングをさらに高度に抑制したり、生成重合体の粒子性状をさらに改善したりすることができる。成分(G)としては、極性官能基を有する化合物を用いることができ、非イオン性(ノニオン)界面活性剤が好ましく、ポリアルキレンオキサイドブロック、高級脂肪族アミド、ポリアルキレンオキサイド、ポリアルキレンオキサイドアルキルエーテル、アルキルジエタノールアミン、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、N-アシルアミノ酸がより好ましい。これらは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記成分(A)、前記成分(B)および前記遷移金属化合物(C)の接触順序は、本発明の効果を奏する限り、特に限定されないが、
前記成分(A)と、前記成分(B)とを接触させる工程(1-1)と、
前記工程(1-1)で得られた接触物と、前記遷移金属化合物(C)とを接触させて固体触媒成分(X)を得る工程(1-2)とを含む方法や、
前記成分(A)と、前記成分(B)とを接触させる工程(2-1)と、
前記遷移金属化合物(C)と、前記成分(B)とを接触させる工程(2-2)と、
前記工程(2-1)で得られた接触物と、前記工程(2-2)で得られた接触物とを接触させて固体触媒成分(X)を得る工程(2-3)とを含む方法などが挙げられる。この時、前記工程(2-1)と前記工程(2-2)で用いる前記成分(B)は同一でも異なっていてもよい。
前記成分(A)と、前記成分(B)とを接触させる工程(1-1)と、
前記工程(1-1)で得られた接触物と、前記遷移金属化合物(C)とを接触させて固体触媒成分(X)を得る工程(1-2)とを含む方法や、
前記成分(A)と、前記成分(B)とを接触させる工程(2-1)と、
前記遷移金属化合物(C)と、前記成分(B)とを接触させる工程(2-2)と、
前記工程(2-1)で得られた接触物と、前記工程(2-2)で得られた接触物とを接触させて固体触媒成分(X)を得る工程(2-3)とを含む方法などが挙げられる。この時、前記工程(2-1)と前記工程(2-2)で用いる前記成分(B)は同一でも異なっていてもよい。
前記工程(1-1)、(2-1)において、前記成分(B)が前記有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)の場合、前記成分(B)は前記成分(A)1g当たり、好ましくは0.1mmol以上500mmol以下、より好ましくは0.2mmol以上200mmol以下、さらに好ましくは0.5mmol以上100mmol以下の範囲で用いることができ、前記成分(B)が前記イオン性化合物(B-II)の場合、前記成分(B)は前記成分(A)1g当たり、好ましくは0.0001mmol以上200mmol以下、より好ましくは0.001mmol以上100mmol以下、さらに好ましくは0.002mmol以上50mmol以下の範囲で用いることができる。
前記工程(2-2)において、前記成分(B)が前記有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)の場合、前記成分(B)は前記遷移金属化合物(C)1mmol当たり、好ましくは0.1mmol以上500mmol以下、より好ましくは0.2mmol以上200mmol以下、さらに好ましくは0.5mmol以上100mmol以下の範囲で用いることができ、前記成分(B)が前記イオン性化合物(B-II)の場合、前記成分(B)は前記遷移金属化合物(C)1mmol当たり、好ましくは0.1mmol以上500mmol以下、より好ましくは0.2mmol以上200mmol以下、さらに好ましくは0.5mmol以上100mmol以下の範囲で用いることができる。
前記工程(1-2)、(2-3)において、前記遷移金属化合物(C)は、前記成分(A)1g当たり、好ましくは0.0001mmol以上1mmol以下、より好ましくは0.0005mmol以上0.5mmol以下、さらに好ましくは0.001mmol以上0.2mmol以下の範囲で用いることができる。
オレフィン重合体の製造には、前記固体触媒成分(X)を不活性炭化水素中に懸濁した状態で用いてもよく、乾燥させた状態で用いてもよい。また、オレフィン重合体の製造に用いられるオレフィンと同一でも異なっていてもよいオレフィンを用いて、前記固体触媒成分(X)を予備重合させてから用いてもよい。
[オレフィン重合体の製造方法]
本発明のオレフィン重合体の製造方法は、上述した本発明のオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合させる工程を含むことを特徴とする。本発明において、「重合」には、ホモ重合の他、ランダム共重合、ブロック共重合などの共重合の意味が含まれることがある。
本発明のオレフィン重合体の製造方法は、上述した本発明のオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合させる工程を含むことを特徴とする。本発明において、「重合」には、ホモ重合の他、ランダム共重合、ブロック共重合などの共重合の意味が含まれることがある。
本発明において重合されるオレフィンとしては、エチレン、α-オレフィン、環状オレフィンが挙げられる。
これらのうち、α-オレフィンとしては、炭素数3以上30以下の直鎖状または分岐状のα-オレフィンが挙げられ、好ましくは炭素数3以上20以下である。より具体的には、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンが挙げられる。これらの中では、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテンが好ましく、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテンがより好ましい。
環状オレフィンとしては、炭素数3以上30以下の環状オレフィンが挙げられ、好ましくは炭素数3以上20以下である。より具体的には、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデセン、2-メチル-1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレンなどが挙げられる。
前記オレフィンを重合させる工程は、前記固体触媒成分(X)存在下に、エチレンを単独重合させる工程、エチレンと1種以上の炭素数3以上20以下のα-オレフィンを共重合させる工程、プロピレンを単独重合させる工程、プロピレンと1種以上の炭素数4以上20以下のα-オレフィンを共重合させる工程、4-メチル-1-ペンテンを単独重合させる工程、または4-メチル-1-ペンテンと1種以上の炭素数4以上20以下のα-オレフィンを共重合させる工程であることが好ましい。
本発明のオレフィン重合体の製造方法では、重合は、懸濁重合などの液相重合法または気相重合法のいずれにおいても実施できる。液相重合法において用いられる不活性炭化水素媒体としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物などを挙げることができ、オレフィン自身を溶媒として用いることもできる。
本発明の方法におけるオレフィンを重合させる温度の下限は-20℃、好ましくは0℃、さらに好ましくは20℃、特に好ましくは30℃であり、オレフィンを重合させる温度の上限は、200℃、好ましくは150℃、さらに好ましくは100℃、特に好ましくは80℃である。
本発明の方法における重合圧力は、通常、常圧以上10MPa以下、好ましくは常圧以上5MPa以下の条件下であり、重合反応は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。
また、本発明のオレフィン系重合体の製造方法は、重合反応の条件を変えて二段以上に分けて反応を行う、いわゆる多段重合方法であってもよい。
得られるオレフィン重合体の分子量は、重合系に水素を存在させるか、または重合温度を変化させることによって調節することができる。
前記オレフィンを重合させる工程には、重合反応器への付着(ファウリング)抑制または粒子性状改善を目的として、前記有機アルミニウム化合物(D)や前記成分(G)を共存させることができる。
<オレフィン重合体>
本発明のオレフィン重合体の製造方法により得られるオレフィン重合体の一態様としては、エチレン由来の構成単位を好ましくは90モル%以上100モル%以下、より好ましくは95モル%以上100モル%以下の範囲で含むエチレン系重合体、プロピレン由来の構成単位を好ましくは80モル%以上100モル%以下、より好ましくは90モル%以上100モル%以下の範囲で含むプロピレン系重合体、および4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位を好ましくは80モル%以上100モル%以下、より好ましくは90モル%以上100モル%以下の範囲で含む4-メチル-1-ペンテン系重合体が挙げられる。
本発明のオレフィン重合体の製造方法により得られるオレフィン重合体の一態様としては、エチレン由来の構成単位を好ましくは90モル%以上100モル%以下、より好ましくは95モル%以上100モル%以下の範囲で含むエチレン系重合体、プロピレン由来の構成単位を好ましくは80モル%以上100モル%以下、より好ましくは90モル%以上100モル%以下の範囲で含むプロピレン系重合体、および4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位を好ましくは80モル%以上100モル%以下、より好ましくは90モル%以上100モル%以下の範囲で含む4-メチル-1-ペンテン系重合体が挙げられる。
前記エチレン系重合体は、炭素数3以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位を好ましくは合計0モル%以上10モル%以下、より好ましくは0モル%以上5モル%以下の範囲で含む。ただし、エチレン由来の構成単位の含量と炭素数3以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位の含量との合計を100モル%とする。
前記プロピレン系重合体は、エチレンおよび炭素数4以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位を好ましくは合計0モル%以上20モル%以下、より好ましくは0モル%以上10モル%以下の範囲で含む。ただし、プロピレン由来の構成単位の含量と、エチレンおよび炭素数4以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位の含量との合計を100モル%とする。
前記4-メチル-1-ペンテン系重合体は、エチレンおよび4-メチル-1-ペンテン以外の炭素数3以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位を好ましくは合計0モル%以上20モル%以下、より好ましくは0モル%以上10モル%以下の範囲で含む。ただし、4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含量と、エチレンおよび4-メチル-1-ペンテン以外の炭素数3以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位の含量との合計を100モル%とする。
これらの重合体の中でも、エチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、4-メチル-1-ペンテン単独重合体、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/1-ブテン共重合体、エチレン/1-ヘキセン共重合体、エチレン/1-オクテン共重合体、エチレン/4-メチル-1-ペンテン共重合体、プロピレン/4-メチル-1-ペンテン共重合体、4-メチル-1-ペンテン/1-デセン共重合体、エチレン/プロピレン/1-ブテン共重合体、エチレン/プロピレン/1-オクテン共重合体、エチレン/プロピレン/1-ヘキセン共重合体、エチレン/プロピレン/4-メチル-1-ペンテン共重合体が好ましい。また、これらの重合体から選択される二種以上を混合または連続的に製造することによって得られる、いわゆるブロック共重合体(インパクトコポリマー)でもよい。
本発明のオレフィン重合体の製造方法により得られるオレフィン重合体中に、前記成分(A)は、好ましくは0.005重量%以上50重量%以下の範囲で、効率的に分散された状態で含まれる。前記成分(A)は、オレフィン重合体などの熱可塑性樹脂に配合することで、樹脂の熱伝導性を高めることが特開2019-038912号公報、特開2012-122057号公報などで例示されており、本発明のオレフィン重合体の製造方法により得られるオレフィン重合体は、従来より優れた熱導電性を有することが期待される。
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
[成分(A)および(A’)]
成分(A)として、下記成分(A-1)~(A-4)を使用し、要件(A-I)を満たさない窒化物系フィラー(以下「成分(A’)」ともいう。)として、下記成分(A’-5)を使用した。なお、成分(A)および成分(A’)はいずれも使用前に100℃、3時間の条件で減圧乾燥を行った後、窒素雰囲気下で室温に戻してから固体触媒成分(X)の調製に使用した。
成分(A)として、下記成分(A-1)~(A-4)を使用し、要件(A-I)を満たさない窒化物系フィラー(以下「成分(A’)」ともいう。)として、下記成分(A’-5)を使用した。なお、成分(A)および成分(A’)はいずれも使用前に100℃、3時間の条件で減圧乾燥を行った後、窒素雰囲気下で室温に戻してから固体触媒成分(X)の調製に使用した。
・成分(A-1):Sigma-Aldrich社 窒化ホウ素 nanopowder, <150 nm avg. part. size (BET), 99% trace metals basis
・成分(A-2):Sigma-Aldrich社 Boron nitride nanotubes Multiwalled, powder, >90%
・成分(A-3):Sigma-Aldrich社 窒化アルミニウム nanopowder, <100 nm particle size
・成分(A-4):Sigma-Aldrich社 窒化ケイ素 nanopowder, <50 nm particle size (spherical), ≧98.5% trace metals basis
・成分(A’-5):富士フイルム和光純薬社 窒化ホウ素
・成分(A-2):Sigma-Aldrich社 Boron nitride nanotubes Multiwalled, powder, >90%
・成分(A-3):Sigma-Aldrich社 窒化アルミニウム nanopowder, <100 nm particle size
・成分(A-4):Sigma-Aldrich社 窒化ケイ素 nanopowder, <50 nm particle size (spherical), ≧98.5% trace metals basis
・成分(A’-5):富士フイルム和光純薬社 窒化ホウ素
≪酸素含量≫
成分(A)および(A’)の酸素含量は、X線光電子分光法(XPS)(KRATOS社製「AXIS-NOVA」)により求めた。試料は100℃で3時間減圧乾燥した後、窒素雰囲気下で取り扱い、X線源として単色化AlKαを用いて測定した。測定時には帯電補正中和を行った。O1sナロースペクトルのピーク面積から酸素原子濃度を、B1sナロースペクトルのピーク面積からホウ素原子濃度を、Al2pナロースペクトルのピーク面積からアルミニウム原子濃度を、Si2pナロースペクトルのピーク面積からケイ素原子濃度を求め、酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)のモル比を算出した。結果を表1に示す。なお、(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)は、ホウ素原子濃度とアルミニウム原子濃度とケイ素原子濃度の和を示す。
成分(A)および(A’)の酸素含量は、X線光電子分光法(XPS)(KRATOS社製「AXIS-NOVA」)により求めた。試料は100℃で3時間減圧乾燥した後、窒素雰囲気下で取り扱い、X線源として単色化AlKαを用いて測定した。測定時には帯電補正中和を行った。O1sナロースペクトルのピーク面積から酸素原子濃度を、B1sナロースペクトルのピーク面積からホウ素原子濃度を、Al2pナロースペクトルのピーク面積からアルミニウム原子濃度を、Si2pナロースペクトルのピーク面積からケイ素原子濃度を求め、酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)のモル比を算出した。結果を表1に示す。なお、(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)は、ホウ素原子濃度とアルミニウム原子濃度とケイ素原子濃度の和を示す。
[成分(B)]
成分(B)として、下記成分(B-1)および(B-2)を使用した。
・成分(B-1):メチルアルミノキサン(MAO)
・成分(B-2):下記式(B-2)で表される化合物
成分(B)として、下記成分(B-1)および(B-2)を使用した。
・成分(B-1):メチルアルミノキサン(MAO)
・成分(B-2):下記式(B-2)で表される化合物
[遷移金属化合物]
遷移金属化合物として、下記式(C-1)~(C-4)で表される遷移金属化合物(C-1)~(C-4)を使用した。
遷移金属化合物として、下記式(C-1)~(C-4)で表される遷移金属化合物(C-1)~(C-4)を使用した。
[固体触媒成分(X)の調製]
<調製例1>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-1)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.24mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は1.5mmol/Lであった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-1)のスラリーを調製した。
<調製例1>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-1)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.24mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は1.5mmol/Lであった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-1)のスラリーを調製した。
<調製例2>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-2)200mg、トルエン19.7mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.30mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は定量下限以下(0.19mmol/L未満)であった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-2)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-2)のスラリーを調製した。
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-2)200mg、トルエン19.7mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.30mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は定量下限以下(0.19mmol/L未満)であった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-2)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-2)のスラリーを調製した。
<調製例3>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-3)200mg、トルエン19.5mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.45mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は定量下限以下(0.19mmol/L未満)であった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-3)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-3)のスラリーを調製した。
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-3)200mg、トルエン19.5mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.45mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は定量下限以下(0.19mmol/L未満)であった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-3)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-3)のスラリーを調製した。
<調製例4>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-4)200mg、トルエン19.5mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.50mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は定量下限以下(0.19mmol/L未満)であった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-4)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-4)のスラリーを調製した。
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-4)200mg、トルエン19.5mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.50mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は定量下限以下(0.19mmol/L未満)であった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-4)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-4)のスラリーを調製した。
<調製例5>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A’-5)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.20mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は3.9mmol/Lであった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A’-5)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-5)のスラリーを調製した。
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A’-5)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.20mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は3.9mmol/Lであった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A’-5)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-5)のスラリーを調製した。
<調製例6>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、シリカゲル(粒径:70μm、比表面積:340m2/g、細孔容積:1.3cm3/g)200mg、トルエン19.0mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)1.0mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は2.0mmol/Lであった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、シリカゲルの固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-6)のスラリーを調製した。
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、シリカゲル(粒径:70μm、比表面積:340m2/g、細孔容積:1.3cm3/g)200mg、トルエン19.0mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)1.0mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は2.0mmol/Lであった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、シリカゲルの固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-6)のスラリーを調製した。
<調製例7>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-1)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液にトリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(Al原子換算で0.5mol/L)0.16mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は0.50mmol/Lであった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-7)のスラリーを調製した。
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-1)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液にトリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(Al原子換算で0.5mol/L)0.16mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は0.50mmol/Lであった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)6.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-7)のスラリーを調製した。
<調製例8>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-1)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.24mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。ここに遷移金属化合物(C-2)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)3.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-8)のスラリーを調製した。
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-1)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.24mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。ここに遷移金属化合物(C-2)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)3.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-8)のスラリーを調製した。
<調製例9>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-1)200mg、トルエン8.0mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-2)のトルエン溶液(B原子換算で1.0mmol/L)12.0mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。ここに遷移金属化合物(C-3)とトリイソブチルアルミニウムを混合したトルエン溶液(Ti換算で1.0mmol/L、Al換算で10mmol/L)3.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-9)のスラリーを調製した。
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-1)200mg、トルエン8.0mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-2)のトルエン溶液(B原子換算で1.0mmol/L)12.0mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。ここに遷移金属化合物(C-3)とトリイソブチルアルミニウムを混合したトルエン溶液(Ti換算で1.0mmol/L、Al換算で10mmol/L)3.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-9)のスラリーを調製した。
<調製例10>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-1)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.24mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。ここに遷移金属化合物(C-4)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)2.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-10)のスラリーを調製した。
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、成分(A-1)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.24mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。ここに遷移金属化合物(C-4)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)2.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、成分(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-10)のスラリーを調製した。
≪固体触媒成分(X)調製時の上澄み液中の金属濃度≫
固体触媒成分(X)調製時の上澄み液中の金属(Al)濃度はICP発光分光分析法(ICP-AES)(島津製作所製ICPS-8100)により求めた。
固体触媒成分(X)調製時の上澄み液中の金属(Al)濃度はICP発光分光分析法(ICP-AES)(島津製作所製ICPS-8100)により求めた。
[オレフィン重合体の製造]
<実施例1>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例1で得られた固体触媒成分(X-1)のスラリーから、成分(A-1)の固体分として10mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体55.6gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は6,160,000であった。
<実施例1>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例1で得られた固体触媒成分(X-1)のスラリーから、成分(A-1)の固体分として10mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体55.6gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は6,160,000であった。
<実施例2~4>
固体触媒成分(X-1)の代わりに調製例2~4で得られた固体触媒成分(X-2)~(X-4)のスラリーを用い、成分(A)の固体分として表1に記載の量を反応器に装入したこと以外は実施例1と同様の方法にて重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、表1に示す量のオレフィン重合体を得た。
固体触媒成分(X-1)の代わりに調製例2~4で得られた固体触媒成分(X-2)~(X-4)のスラリーを用い、成分(A)の固体分として表1に記載の量を反応器に装入したこと以外は実施例1と同様の方法にて重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、表1に示す量のオレフィン重合体を得た。
<比較例1~3>
固体触媒成分(X-1)の代わりに調製例5~7で得られた固体触媒成分(X-5)~(X-7)のスラリーを用い、成分(A)、(A’)またはシリカゲルの固体分として表1に記載の量を反応器に装入したこと以外は実施例1と同様の方法にて重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、表1に示す量のオレフィン重合体を得た。
固体触媒成分(X-1)の代わりに調製例5~7で得られた固体触媒成分(X-5)~(X-7)のスラリーを用い、成分(A)、(A’)またはシリカゲルの固体分として表1に記載の量を反応器に装入したこと以外は実施例1と同様の方法にて重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、表1に示す量のオレフィン重合体を得た。
実施例のオレフィン重合用触媒を構成する成分(A)は、酸素含量の低い成分(A’)を用いた比較例に比べ、より多くのオレフィン重合体を得られることが分かる。また、成分(A)の代わりにシリカゲルを用いた比較例に比べ、成分(B)の添加量が少ないにも関わらず、より多くのオレフィン重合体を得られることが分かる。さらに、成分(B)を用いた実施例は、成分(B)を用いなかった比較例に比べ、より多くのオレフィン重合体を得られることが分かる。
<実施例5>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例8で得られた固体触媒成分(X-8)のスラリーから、成分(A-1)の固体分として20mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体30.8gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は2,640,000であった。
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例8で得られた固体触媒成分(X-8)のスラリーから、成分(A-1)の固体分として20mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体30.8gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は2,640,000であった。
<実施例6>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、1-ヘキセン3.0mL、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例9で得られた固体触媒成分(X-9)のスラリーから、成分(A-1)の固体分として20mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体38.4gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は1,860,000、融点は116℃であった。
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、1-ヘキセン3.0mL、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例9で得られた固体触媒成分(X-9)のスラリーから、成分(A-1)の固体分として20mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体38.4gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は1,860,000、融点は116℃であった。
<実施例7>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、プロピレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例10で得られた固体触媒成分(X-10)のスラリーから、成分(A-1)の固体分として80mgに相当する量のスラリーを抜出し反応器に装入した。その後、水素100mLを添加しプロピレンにて70℃、0.5MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体13.6gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は184,000、融点は160℃であった。
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、プロピレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例10で得られた固体触媒成分(X-10)のスラリーから、成分(A-1)の固体分として80mgに相当する量のスラリーを抜出し反応器に装入した。その後、水素100mLを添加しプロピレンにて70℃、0.5MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体13.6gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は184,000、融点は160℃であった。
≪重量平均分子量(Mw)≫
オレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求めた。Waters社製「Alliance GPC 2000」ゲル浸透クロマトグラフ(高温サイズ排除クロマトグラフ)により得られる分子量分布曲線から計算したものであり、操作条件は、下記の通りである:
オレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求めた。Waters社製「Alliance GPC 2000」ゲル浸透クロマトグラフ(高温サイズ排除クロマトグラフ)により得られる分子量分布曲線から計算したものであり、操作条件は、下記の通りである:
解析ソフト;クロマトグラフィデータシステム Empower(Waters社)
カラム;TSKgel GMH6-HT×2+TSKgel GMH6-HT×2
(内径7.5mm×長さ30cm,東ソー社)
移動相;o-ジクロロベンゼン
検出器;示差屈折計(装置内蔵)
カラム温度;140℃
流速;1.0mL/min
注入量;400μL
サンプリング時間間隔;1秒
試料濃度;0.15%(w/v)
分子量較正 単分散ポリスチレン(東ソー社)/分子量495から分子量2060万
カラム;TSKgel GMH6-HT×2+TSKgel GMH6-HT×2
(内径7.5mm×長さ30cm,東ソー社)
移動相;o-ジクロロベンゼン
検出器;示差屈折計(装置内蔵)
カラム温度;140℃
流速;1.0mL/min
注入量;400μL
サンプリング時間間隔;1秒
試料濃度;0.15%(w/v)
分子量較正 単分散ポリスチレン(東ソー社)/分子量495から分子量2060万
≪融点(Tm)≫
SII社製RDC220型示差走査熱量計を用い、約5mgの試料を窒素雰囲気下にて昇温速度50℃/分で30~200℃まで昇温し、その温度で10分間保持した。さらに、降温速度10℃/分にて30℃まで冷却し、その温度で5分間保持した後、昇温速度10℃/分で200℃まで昇温した。この2度目の昇温の際に観測される吸熱ピークを融解ピークとし、その融解ピークが現れる温度を融点(Tm)として求めた。
SII社製RDC220型示差走査熱量計を用い、約5mgの試料を窒素雰囲気下にて昇温速度50℃/分で30~200℃まで昇温し、その温度で10分間保持した。さらに、降温速度10℃/分にて30℃まで冷却し、その温度で5分間保持した後、昇温速度10℃/分で200℃まで昇温した。この2度目の昇温の際に観測される吸熱ピークを融解ピークとし、その融解ピークが現れる温度を融点(Tm)として求めた。
Claims (5)
- 窒化ホウ素、窒化アルミニウム、および窒化ケイ素からなる群より選ばれ、かつ、下記要件(A-I)を満たす少なくとも1種の成分(A)と、
下記(B-I)および(B-II)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分(B)と、
下記一般式(C-I)で表される遷移金属化合物(C)と
を含むオレフィン重合用触媒。
(A-I)X線光電子分光法(XPS)における酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)モル比が0.050以上2.0未満である;
(B-I)有機アルミニウムオキシ化合物;
(B-II)遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物;
LmMXn・・・(C-I)
[一般式(C-I)中、Mは周期表第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族原子、およびランタニド原子からなる群より選択される原子であり、
Lは、η結合性環状アニオン配位子、σ結合性アニオン配位子、およびπ結合性中性配位子からなる群より選ばれ、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、L中の置換基により複数のLが繋がっていてもよく、
mは0以上の整数であり、
nは、Mの価数を満たす1以上6以下の整数であり、
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、およびジエン系誘導体基から選ばれ、nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。] - 前記要件(A-I)における酸素原子/(ホウ素原子+アルミニウム原子+ケイ素原子)モル比が0.050以上1.0以下である請求項1に記載のオレフィン重合用触媒。
- 前記一般式(C-I)におけるMが周期表第4族遷移金属原子である、請求項1または2に記載のオレフィン重合用触媒。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載のオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合させる工程を含むオレフィン重合体の製造方法。
- 前記オレフィンを重合させる工程が、エチレンまたはプロピレンを単独重合させる工程、または、エチレンと炭素数3以上30以下の直鎖状もしくは分岐状のα-オレフィンとを共重合させる工程である請求項4に記載のオレフィン重合体の製造方法。
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