JP2600271B2 - オレフィンの重合方法 - Google Patents

オレフィンの重合方法

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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、オレフィン重合体の製造法に関する。更に
詳しくは、種々の重合プロセス(スラリー重合、気相重
合等)において触媒残渣の除去が不必要となる程、固体
触媒当り及び遷移金属当りの触媒活性が充分高い固体触
媒成分を用い、分子量分布が広く、しかも嵩密度が高
く、微粉の少ない流動性良好なオレフィン重合体を製造
する方法に関するものである。
オレフィン重合体を製造する場合に使用する触媒の活
性(単位触媒当りの重合量)、特に遷移金属当りの活性
が高いことは、重合後に得られた重合体から触媒残渣を
除去する必要がなく、重合体の製造工程を簡略化し得る
ので工業的に極めて利用価値が高いことは言うまでもな
い。
一方、重合槽への付着が多いことは、操業上種々の障
害を生じ操業効率を低下させる原因となる為、重合槽へ
の付着はできる限り少ないことが望ましい。又、スラリ
ー重合もしくは気相重合を行なう場合には、操業の安定
性、操業効率の面から重合体粉末のかさ密度が高く、粒
度分布が狭く、流動性が良好なことが望ましい。
又、得られる重合体の分子量分布は重合体の加工性、
加工品の外観、物性を支配する因子であり、例えば分子
量分布の狭い重合体は射出成形用、回転成形用として、
又、分子量分布の広い重合体はブロー成形、押出成形或
はフィルム成形用として適している。従って、簡単な操
作により重合体の分子量分布を任意に制御できれば、種
々の用途に適する重合体を幅広く製造できることにな
り、工業的に極めて有利である。
<従来の技術> 従来、オレフィンの重合用触媒として周期律表のIV a
〜VI a族遷移金属の化合物と周期律表I〜III族金属の
有機金属化合物との組合せから成る触媒系(いわゆるチ
ーグラー触媒)が有効であることは周知のところであ
る。しかしながら、これらの触媒は一般に触媒活性が低
く、重合後に触媒残渣を重合体から除去する必要があ
り、必らずしも上記の性状を満足するものではなく、工
業的に充分優位なものとは言い得ない。又、従来のオレ
フィン重合触媒を用いて重合体の分子量分布を広げよう
とすると、更に触媒活性が低下し、単位重合体当りの触
媒量が増加し多量の触媒が必要となり工業的に充分優位
なものとは言い得ない。
チーグラー触媒については従来より種々の改良が行な
われている。例えば、(1)水酸化有機化合物、(2)
金属マグネシウム、(3)周期律表IV a,V a,VI a族金
属の有機酸素化化合物、(4)周期律表IV a,V a,VI a
族金属のハロゲン含有化合物及び(5)アルミニウムハ
ロゲン化物の加熱反応生成物と有機金属化合物とからな
る触媒系(特公昭52−39714号公報)、(1)マグネシ
ウム、カルシウム、マンガン又は亜鉛のジハロゲン化
物、(2)チタン、ジルコニウム又はバナジウムの有機
酸素化合物及び(3)有機アルミニウムハロゲン化合物
の固体反応生成物と有機アルミニウム化合物とからなる
触媒系(特公昭51−37195号公報)、(1)マグネシウ
ムの酸素含有有機化合物又はハロゲン含有化合物、
(2)チタンの酸素含有有機化合物又はハロゲン含有化
合物、(3)ジルコニウムの酸素含有有機化合物又はハ
ロゲン含有化合物及び(4)有機ハロゲン化アルミニウ
ム化合物を特定量比で反応させて得られる固体触媒と有
機アルミニウム化合物とからなる触媒系(特公昭55−80
83号公報)、(1)不活性な微粒子支持物質、(2)有
機マグネシウム化合物、(3)ジルコニウム化合物、
(4)ハロゲン化物質、(5)4価のチタニウム化合物
をこの順に特定量比で反応させて得られる重合触媒(特
開昭61−19607号公報)、固体無機酸化物の存在下に有
機マグネシウム化合物とホウ素、ケイ素、ゲルマニウ
ム、スズ、リン、アンチモン、ビスマス、亜鉛のハロゲ
ン化物、又は有機マグネシウム化合物と塩化水素との反
応生成物にチタン化合物、ジルコニウム化合物及び有機
金属化合物を反応させて得られる固体触媒成分と有機金
属化合物とからなる触媒系(特開昭57−155206号公報)
について報告されている。然しながらこれらの触媒系で
も、上記の触媒活性、重合体の粉体特性などの点で必ら
ずしも工業的に満足し得るものとは言い得ない。又これ
らの触媒系は特公昭52−39714、特公昭55−8083、特開
昭57−155206及び特開昭60−19607号公報以外はいずれ
も分子量分布の狭い重合体を与えるにすぎず、分子量分
布の広い重合体を与えない。
<発明が解決しようとする課題> かかる現状において、本発明の解決すべき問題点即ち
本発明の目的は、触媒残渣の除去が不必要となる程、固
体触媒当り及び遷移金属当りの触媒活性が充分高い固体
触媒成分を用い、分子量分布が広く、しかも嵩密度が高
く、微粉の少ない流動性良好なオレフィン重合体を製造
する方法を提供することにある。
<課題を解決するための手段> 本発明は、 (A) 細孔半径75〜20,000Åにおける細孔容量が0.3m
l/g以上の多孔質担体の存在下、 (B) M−O−R(MはAl,C,Siの元素を表わし、R
は炭素数が1〜20の炭化水素基を表わす。)結合を有す
る化合物と、 (C) 一般式Ti(OR1lX4-l(式中、R1は炭素原子1
〜20個を含有する炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子
を示し、lは0<l≦4の数字を示す。)で表わされる
チタン化合物と、 (D) 一般式Zr(OR2mX4-m(式中、R2は炭素原子1
〜20個を含有する炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子
を示し、mは0<m≦4の数字を示す。)で表わされる
ジルコニウム化合物、及び/又は一般式Hf(OR3nX4-n
(式中、R3は炭素原子1〜20個を含有する炭化水素基を
示し、Xはハロゲン原子を示し、nは0<n≦4の数字
を示す。)で表わされるハフニウム化合物 との反応混合物(I)を、 (E) 有機マグネシウム化合物又は有機マグネシウム
化合物と有機金属化合物との炭化水素可溶性錯体 と反応させて得られる中間生成物(II)と、 (F) ハロゲン含有チタン化合物 との反応で得られる生成物(III)を、 (G) 一般式R4cAlX3-c(式中、R4は炭素原子1〜20
個を含有する炭化水素基を示し、cは0<c<3の数を
示す。)で表わされる有機ハロゲン化アルミニウム化合
物 と接触させて得られる固体触媒成分と、 (H) 有機アルムニウム化合物 とを組合わせてなる触媒の存在下にオレフィンを重合又
は共重合することを特徴とするオレフィンの重合法であ
る。
本触媒系の使用により前記目的が達成される。
以下、本発明について具体的に説明する。
(A) 多孔質担体 本発明に使用される多孔質担体としては、シリカゲ
ル、アルミナ、シリカ−アルミナ、マグネシア、ジルコ
ニア等の多孔質無機酸化物があげられる。又ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン、スチレン−ジビニ
ルベンゼン共重合体等の多孔質有機ポリマーがあげられ
る。これらは単独又は2種以上の混合物が使われる。多
孔質担体の粒径は、好ましくは5〜250μmの範囲であ
り、更に好ましくは10〜200μmの範囲である。又、平
均粒子径は好ましくは10〜200μmであり、更に好まし
くは20〜150μmである。そして、平均細孔径は好まし
くは50Å以上であり、更に好ましくは75Å以上である。
又、細孔半径75〜20,000Å間における細孔容量は、好
ましくは0.3ml/g以上であり、更に好ましくは0.4ml/g以
上、特に好ましくは0.6ml/g以上である。
更に、多孔質担体は吸着された水分を排除したものを
使用するのが好ましい。具体的には、300℃程度以上の
温度でか焼するか、或は100℃程度以上の温度で真空乾
燥したものを有機マグネシウム等の有機金属化合物で処
理して使用する方法等が挙げられる。
(B) M−O−R結合を有する化合物 本発明の固体触媒成分の合成に使用されるM−O−R
(Mは、Al,C,Siの元素を表わし、Rは炭素数が1〜20
の炭化水素基を表わす。)結合を有する化合物としては
以下に示すような化合物を挙げることができる。Rで表
わされる炭化水素基の具体例としては、メチル、エチ
ル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−
ブチル、n−アミル、iso−アミル、n−ヘキシル、n
−ヘプチル、n−オクチル、n−デシル、n−ドデシル
等のアルキル基、フェニル、クレジル、キリシル、ナフ
チル等のアリール基、シクロヘキシル、シクロペンチル
等のシクロアルキル基、プロペニル等のアルケニル基、
ベンジル等のアラルキル基等が例示される。又、これら
のM−O−R結合を有する化合物は、単独で用いてもよ
いし2種類以上混合して用いてもよい。
MがAlであるアルミニウム化合物の具体例としては、
アルミニウムエトキシド、アルミニウムプロポキシド、
アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムブトキシ
ド、アルミニウムtert−ブトキシド、アルミニウムフェ
ノキシド等を例示することができる。又、有機アルミニ
ウム化合物とアルコールとの反応物も使用することがで
きる。例えばトリエチルアルミニウムとブタノールを反
応させて得られるジエチルアルミニウムブトキシド、エ
チルアルミニウムジブトキシド等を例示することができ
る。
MがCである炭素化合物の具体例としては、オルト炭
酸メチル、オルト炭酸エチル、オルト炭酸ブチル、オル
ト炭酸イソブチル、オルトギ酸メチル、オルトギ酸エチ
ル、オルトギ酸プロピル、オルトギ酸ブチル、オルトギ
酸イソブチル、オルト酢酸メチル、オルト酢酸エチル、
オルトプロピオン酸メチル、オルトプロピオン酸エチル
等が挙げられる。
MがSiであるケイ素化合物としては下記の一般式で表
わされるものである。
Si(OR5)pR6 4-p R7(▲R8 24▼SiO)▲SiR9 3▼ 又は(▲R10 24▼SiO) ここに、R5は炭素数が1〜20の炭化水素基、R6,R7,R8,R
9及びR10は炭素数が1〜20の炭化水素基又は水素原子で
あり、mは0<p≦4の数字であり、qは1〜1,000の
整数であり、rは2〜1,000の整数である。
有機ケイ素化合物の具体例としては、下記のようなも
のを例示することができる。
テトラメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、
テトラエトキシシラン、トリエトキシエチルシラン、ジ
エトキシジエチルシラン、エトキシトリエチルシラン、
テトラ−iso−プロポキシシラン、ジ−iso−プロポキシ
ジ−iso−プロピルシラン、テトラプロポキシシラン、
ジブロポキシジプロピルシラン、テトラ−n−ブトキシ
シラン、ジ−n−ブトキシジ−n−ブチルシラン、ジシ
クロペントキシジエチルシラン、ジエトキシジフェニル
シラン、シクロヘキシロキシトリメチルシラン、フェノ
キシトリメチルシラン、テトラフェノキシシラン、トリ
エトキシフェニルシラン、ヘキサメチルジシロキサン、
ヘキサエチルジシロキサン、ヘキサプロピルジシロキサ
ン、オクタエチルトリシロキサン、ジメチルポリシロキ
サン、ジフェニルポリシロキサン、メチルヒドロポリシ
ロキサン、フェニルヒドロポリシロキサン等を例示する
ことができる。
これらの有機ケイ素化合物のうち好ましいものは一般
式Si(OR5)pR6 4-pで表わされるアルコキシシラン化合
物であり、好ましくは1≦p≦4であり、特にp=4の
テトラアルコキシシラン化合物が好ましい。
上記化合物の中でもアルミニウム化合物とケイ素化合
物が好ましく、特にアルミニウムプロポキシド、アルミ
ニウムイソプロポキシド、アルミニウムブトキシド、エ
トキシシラン、ブトキシシラン類が好ましい。
(C) チタン化合物 本発明において使用されるチタン化合物は一般式Ti
(OR1lX4-l(R1は炭素数が1〜20の炭化水素基、Xは
ハロゲン原子、lは0<l≦4の数字を示す。)で表わ
される。R1の具体例としては、メチル、エチル、n−プ
ロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、n
−アミル、iso−アミル、n−ヘキシル、n−ヘプチ
ル、n−オクチル、n−デシル、n−ドデシル等のアル
キル基、フェニル、クレジル、キシリル、ナフチル等の
アリール基、シクロヘキシル、シクロペンチル等のシク
ロアルキル基、プロペニル等のアリール基、ベンジル等
のアラルキル基等が例示される。これらの化合物のうち
炭素数2〜18のアルキル基及び炭素数6〜18のアリール
基が好ましい。特に炭素数2〜18の直鎖状アルキル基が
好ましい。2種以上の異なるOR1基を有するチタン化合
物を用いることも可能である。
Xで表わされるハロゲン原子としては、塩素、臭素、
ヨウ素が例示できる。特に塩素が好ましい結果を与え
る。
一般式Ti(OR1lX4-lで表わされるチタン化合物のl
の値としては0<l≦4、好ましくは2≦l≦4、特に
好ましくはl=4である。
一般式Ti(OR1lX4-l(0<l≦4)で表わされるチ
タン化合物の合成方法としては公知の方法が使用でき
る。例えばTi(OR1とTiX4を所定の割合で反応させ
る方法、或はTiX4と対応するアルコール類を所定量反応
させる方法が使用できる。
(D) ジルコニウム化合物及びハフニウム化合物 本発明において使用されるジルコニウム化合物又はハ
フニウム化合物は一般式Zr(OR2mX4-m又はHf(OR3n
X4-n(R2、R3は炭素数が1〜20の炭化水素基、Xはハロ
ゲン原子、m、nは0<m≦4、0<n≦4の数字を示
す。)で表わされる。R2,R3の具体例としては、メチ
ル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチ
ル、iso−ブチル、n−アミル、iso−アミル、n−ヘキ
シル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−デシル、n−
ドデシル等のアルキル基、フェニル、クレジル、キシリ
ル、ナフチル等のアリール基、シクロヘキシル、シクロ
ペンチル等のシクロアルキル基、プロペニル等のアリル
基、ベンジル等のアラルキル基等が例示される。これら
の化合物のうち炭素数2〜18のアルキル基及び炭素数6
〜18のアリール基が好ましい。特に炭素数2〜18の直鎖
状アルキル基が好ましい。2種以上の異なるOR2基又はO
R3基を有するジルコニウム化合物及び/又はハフニウム
化合物を用いることも可能である。
Xで表わされるハロゲン原子としては、塩素、臭素、
ヨウ素が例示できる。特に塩素が好ましい結果を与え
る。
一般式Zr(OR2mX4-m又はHf(OR3nX4-nで表わされ
るジルコニウム化合物又はハフニウム化合物のm,nの値
としては0<m≦4、0<n≦4、好ましくは2≦m≦
4、2≦n≦4、特に好ましくはm=4、n=4であ
る。
一般式Zr(OR2mX4-m(0<m≦4)又はHf(OR3n
X4-n(0<n≦4)で表わされるジルコニウム化合物又
はハフニウム化合物の合成方法としては公知の方法が使
用できる。例えばZrX4又はHfX4と対応するアルコール類
を所定量反応させる方法が使用できる。
(E) 有機マグネシウム化合物 次に、本発明で用いる有機マグネシウムはマグネシウ
ム−炭素の結合を含有する任意の型の有機マグネシウム
化合物を使用することができる。特に一般式R11MgX(式
中、R11は炭素数1〜20の炭化水素基を、Xはハロゲン
原子を表わす。)で表わされるグリニャール化合物及び
一般式R12R13Mg(式中、R12及びR13は炭素数1〜20の炭
化水素基を表わす。)で表わされるジアルキルマグネシ
ウム化合物又はジアリールマグネシウム化合物が好適に
使用される。ここでR11,R12,R13は同一でも異なってい
てもよく、メチル、エチル、n−プロピル、iso−プロ
ピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−
アミル、iso−アミル、n−ヘキシル、n−オクチル、
2−エチルヘキシル、フェニル、ベンジル等の炭素数1
〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はア
ルケニル基を示す。
具体的には、グリニャール化合物として、メチルマグ
ネシウムクロリド、エチルマグネシウムクロリド、エチ
ルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムアイオダ
イド、n−プロピルマグネシウムクロリド、n−プロピ
ルマグネシウムブロミド、n−ブチルマグネシウムクロ
リド、n−ブチルマグネシウムブロミド、sec−ブチル
マグネシウムクロリド、sec−ブチルマグネシウムブロ
ミド、tert−ブチルマグネシウムクロリド、tert−ブチ
ルマグネシウムブロミド、n−アミルマグネシウムクロ
リド、iso−アミルマグネシウムクロリド、フェニルマ
グネシウムクロリド、フェニルマグネシウムブロミド等
が、R12R13Mgで表わされる化合物としてジエチルマグネ
シウム、ジ−n−プロピルマグネシウム、ジ−iso−プ
ロピルマグネシウム、ジ−n−ブチルマグネシウム、ジ
−sec−ブチルマグネシウム、ジ−tert−ブチルマグネ
シウム、n−ブチル−sec−ブチルマグネシウム、ジ−
n−アミルマグネシウム、ジフェニルマグネシウム等が
挙げられる。
上記の有機マグネシウム化合物の合成溶媒としては、
ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジ−is
o−プロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジ−i
so−ブチルエーテル、ジ−n−アミルエーテル、ジ−is
o−アミルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、ジ−
n−オクチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジ
ルエーテル、フェネトール、アニソール、テトラヒドロ
フラン、テトラヒドロピラン等のエーテルを用いること
ができる。又、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロ
ヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の炭化水素、或はエーテルと炭化水素と
の混合溶媒を用いてもよい。有機マグネシウム化合物は
エーテル溶液の状態で使用することが好ましい。この場
合のエーテル化合物としては、分子内に炭素数6個以上
を含有するエーテル化合物又は環状構造を有するエーテ
ル化合物が用いられる。
又、上記の有機マグネシウム化合物と有機金属化合物
との炭化水素可溶性錯体も使用することもできる。有機
金属化合物の例としては、Li,Be,B,Al又はZn等の有機化
合物が挙げられる。
(F) ハロゲン含有チタン化合物 本発明において使用されるハロゲン含有チタン化合物
は一般式Ti(OR14sX4-s(R14は炭素数が1〜20の炭化
水素基、Xはハロゲン原子、sは0≦s<4の数字を示
す。)で表わされる。
R14の具体例としては、メチル、エチル、n−プロピ
ル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、n−ア
ミル、iso−アミル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n
−オクチル、n−デシル、n−ドデシル等のアルキル
基、フェニル、クレジル、キシリル、ナフチル等のアリ
ール基、シクロヘキシル、シクロペンチル等のシクロア
ルキル基、プロペニル等のアリル基、ベンジル等のアラ
ルキル基等が例示される。
Xで表わされるハロゲン原子としては、塩素、臭素、
ヨウ素が例示できる。特に塩素が好ましい結果を与え
る。
Ti(OR14sX4-sとしてはs=0が好ましく、特にTiC
l4が好適に使用される。
(G) 有機ハロゲン化アルミニウム化合物 本発明で使用される有機ハロゲン化アルミニウム化合
物は、一般式R4cAlX3-c(式中、R4は炭素原子1〜20
個、好ましくは1〜6個を含有する有機基、好ましくは
炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、cは0<
c<3の数を示す。)で表わされる。Xとしては塩素が
特に好ましく、cは好ましくは1≦c≦2、特に好まし
くはc=1である。R4は好ましくはアルキル、シクロア
ルキル、アリール、アラルキル、アルケニル基から選ば
れる。
成分(G)の例としてはエチルアルミニウムジクロリ
ド、イソブチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミ
ニウムセスキクロリド、イソブチルアルミニウムセスキ
クロリド、ジエチルアルミニウムモノクロリド、イソブ
チルアルミニウムモノクロリド等が挙げられる。これら
のうちでもエチルアルミニウムジクロリド、イソブチル
アルミニウムジクロリド等のアルキルアルミニウムジク
ロリドが特に好ましく使用できる。
成分(G)として複数の異なる有機ハロゲン化アルミ
ニウム化合物を使用することもでき、又この場合、ハロ
ゲン量を調整するために有機ハロゲン化アルミニウム化
合物と共にトリエチルアルミニウム、トリイソブチルア
ルミニウム等のトリアルキルアルミニウム、或はトリア
ルケニルアルミニウムを使用することもできる。
固体触媒成分の合成 本発明の固体触媒成分は多孔質担体の存在下、M−O
−R結合を有する化合物と一般式Ti(OR1lX4-lで表わ
されるチタン化合物と一般式Zr(OR2mX4-mで表わされ
るジルコニウム化合物及び/又は一般式Hf(OR3nX4-n
で表わされるハフニウム化合物との反応混合物(I)を
有機マグネシウム化合物と反応させて得られる中間生成
物(II)と、ハロゲン含有チタン化合物との反応生成物
(III)をハロゲン化アルミニウム化合物と接触させて
得られる。その際、有機マグネシウム化合物との反応に
よる固体の析出は多孔質担体上で生じ、固体生成物は多
孔質担体の形状を保持しており、微粉が生成しないこと
が望ましい。
固体触媒成分の合成はすべて窒素、アルゴン等の不活
性気体雰囲気下で行なわれる。多孔質担体の存在下、成
分(B)のM−O−R結合含有化合物と成分(C)のチ
タン化合物と成分(D)のジルコニウム化合物及び/又
はハフニウム化合物との反応は、成分(B)、成分
(C)、成分(D)をそのままもしくは適当な溶媒に溶
解もしくは希釈して、通常−50〜150℃の温度で、数分
ないし数時間の間行なわれる。成分(B)、成分
(C)、成分(D)の添加方法は任意であり、成分
(B)に成分(C)、成分(D)を添加する方法、成分
(C)、成分(D)に成分(B)を添加する方法又は成
分(B)、成分(C)、成分(D)を同時に添加する方
法等のいずれも用いることができる。成分(B)と成分
(C)と成分(D)の反応割合は、成分(B)中の(Al
+C+Si)原子と成分(C)、成分(D)中の遷移金属
(Ti+Zr+Hf)原子の原子比で1:50〜50:1、好ましくは
1:20〜20:1、さらに好ましくは1:10〜10:1の範囲で行わ
れる。成分(C)と成分(D)の反応割合は、成分
(C)中のチタン原子と成分(D)中のジルコニウム及
び/又はハフニウム原子の原子比で1:50〜50:1、好まし
くは1:20〜20:1、特に好ましくは1:10〜10:1の範囲で行
われるのが、より分子量分布の広い重合体を与える固体
触媒成分を得る上で好適である。
多孔質担体の使用量は固体触媒成分中におけるその重
量が、20〜90重量%、好ましくは30〜75重量%の範囲で
ある。
この反応に使用される溶媒としては、例えばペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水
素、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等
の芳香族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン等
の脂環式炭化水素、及びジエチルエーテル、ジブチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル化合物等が挙
げられる。これらの溶媒は単独もしくは混合して使用さ
れる。
次に、反応混合物(I)を成分(E)の有機マグネシ
ウム化合物成分と反応させて中間生成物(II)を得る。
この反応は反応混合物(I)と成分(E)をそのまま、
もしくは適当な溶媒に溶解もしくは希釈して、通常−70
〜150℃、好ましくは−30〜50℃の温度で数分ないし数
時間、好ましくは30分〜5時間の間行なわれる。反応混
合物(I)と成分(E)の添加方法は任意であり、反応
混合物(I)に成分(E)を添加する方法、成分(E)
に反応混合物(I)を添加する方法、反応混合物(I)
と成分(E)を同時に添加する方法等のいずれも用いる
ことができる。反応混合物(I)と成分(E)の反応割
合は、反応混合物(I)中のケイ素原子と遷移金属原子
の和と成分(E)中のマグネシウム原子の原子比で1:10
〜10:1、好ましくは1:5〜5:1、さらに好ましくは1:2〜
2:1の範囲で行なわれる。この反応に使用される溶媒と
しては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン
等の脂環式炭化水素及びジエチルエーテル、ジブチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル
化合物等が挙げられる。これらの溶媒は単独もしくは混
合して使用される。このようにして得られる中間生成物
(II)はそのまま、或は乾固、別後乾燥、別後溶媒
で充分洗滌した後成分(F)と接触させる。
中間生成物(II)と成分(F)の接触は、スラリー状
態で通常−70〜200℃、好ましくは−30〜150℃、更に好
ましくは30〜100℃の温度で数分ないし数時間の間行わ
れる。中間生成物(II)と成分(F)の添加方法は任意
であり、中間生成物(II)に成分(F)を添加する方
法、成分(F)に中間生成物(II)を添加する方法、中
間生成物(II)と成分(F)を同時に添加する方法等の
いずれも用いることができる。中間生成物(II)と成分
(F)の反応割合は広い範囲で選ぶことができる。中間
生成物(II)と成分(F)の反応割合を変化させること
によって重合体の分子量分布を調整することができる。
一般に中間生成物(II)に対する成分(F)の反応割合
を増加させることによって重合体の分子量分布をより広
くすることができる。通常、中間生成物(II)1g当り成
分(F)の量を成分(F)中に含有されるハロゲン原子
を基準にして0.001〜0.1グラム当量の範囲に選ぶのが好
ましい。この反応に使用される溶媒としては、例えばペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化
水素、四塩化炭素、ジクロルエタン等のハロゲン化炭化
水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン
等の芳香族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン
等の脂環式炭化水素等が挙げられる。これらの溶媒は単
独もしくは混合して使用される。このようにして生成物
(III)が得られる。
生成物(III)は通常別後そのまま、或は乾燥、も
しくは別後溶媒で充分洗滌後そのまま或は乾燥し成分
(G)と接触させる。
生成物(III)と成分(G)の接触は、生成物(III)
と成分(G)をそのまもしくは適当な溶媒に溶解もしく
は希釈して通常−70〜200℃、好ましくは−30〜150℃、
更に好ましくは30〜140℃の温度で数分ないし数時間の
間行なわれる。
生成物(III)と成分(G)の添加方法は任意であ
り、生成物(III)に成分(G)を添加する方法、成分
(G)に生成物(III)を添加する方法、生成物(III)
と成分(G)を同時に添加する方法のいずれも用いるこ
とができる。生成物(III)と成分(G)の反応割合は
広い範囲で選ぶことができる。生成物(III)に対する
成分(G)の使用量が少なすぎると成分(G)との接触
の効果がほとんどないし、また必要以上に多量に使用し
ても特に有利な点がない。生成物(III)と成分(G)
の反応割合を変化させることによって重合体の分子量分
布を調整することができる。通常、生成物(III)1g当
り成分(G)の量は0.0001モル〜1モル、好ましくは0.
0005モル〜0.5モル、さらに好ましくは0.001モル〜0.1
モルの範囲が選ばれる。この反応に使用される溶媒とし
ては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン
等の脂肪族炭化水素、四塩化炭素、ジクロルエタン等の
ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、
クロルベンゼン等の芳香族炭化水素、シクロヘキサン、
シクロペンタン等の脂環式炭化水素等が挙げられる。こ
れらの溶媒は単独もしくは混合して使用される。このよ
うにして固体触媒成分が得られる。
以上のようにして得られた固体触媒成分は多孔質担体
の形状を保持しており、微粉がなく粒度分布が狭く、か
さ密度が高く、流動性の良好な粉末である。又、この固
体触媒成分はマグネシウム、チタン、ジルコニウム及び
/又はハフニウム、更にハロゲンを含有し、一般に非晶
性もしくは極めて弱い結晶性を示し、X線回折ピークは
殆ど見られないか若しくは面間隔d=5.9、2.8、1.8Å
付近に極めてブロートもしくは弱い回折ピークを与える
にすぎないものが多い。
固体生成物は通常、過後炭化水素希釈剤で充分洗滌
し、そのまま或は乾燥してオレフィン重合触媒成分とし
て使用する。
本発明方法の実施に際し、オレフィン重合を行なうに
先立って、公知の方法により中間生成物(II)、生成物
(III)又は固体触媒成分は、周期律表I〜III族金属の
有機金属化合物の存在下、少量のオレフィン(例えばエ
チレン、C3〜C10のα−オレフィン等)と予備重合もし
くは予備共重合処理を行うこともできる。予備重合処理
は若干の水素の存在下で行うのが好ましい。重合温度は
0℃から100℃、好ましくは20℃〜50℃の範囲である。
予備重合量は中間生成物(II)、生成物(III)又は最
終固体触媒成分1g当り0.05〜20g、特に0.1〜10gの範囲
で行なうことが好ましい。
(H) 有機アルミニウム化合物 本発明において、上述した固体触媒成分と組合わせて
使用する有機アルミニウム化合物は、少なくとも分子内
に1個のAl−炭素結合を有するものである。代表的なも
のを一般式で下記に示す。
R15aAlY3-a R16R17Al−O−AlR18R19 ここで、R15,R16,R17,R18及びR19は炭素1〜8個の炭化
水素基、Yはハロゲン原子、水素原子又はアルコキシ基
を表わす。aは2≦a≦3で表わされる数字である。
有機アルミニウル化合物の具体例としてはトリエチル
アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキ
シルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム、ジエ
チルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニ
ウムハイドライド等のジアルキルアルミニウムハイドラ
イド、ジエチルアルミニウムクロライド等のジアルキル
アルミニウムハライド、トリアルキルアルミニウムとジ
アルキルアルミニウムハライドの混合物、テトラエチル
ジアルモキサン、テトラブチルジアルモキサン等のアル
キルアルモキサンが例示できる。
これら有機アルミニウム化合物のうち、トリアルキル
アルミニウム、トリアルキルアルミニウムとジアルキル
アルミニウムハライドの混合物、アルキルアルモキサン
が好ましく、とりわけトリエチルアルミニウム、トリイ
ソブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムとジエ
チルアルミニウムクロリドの混合物及びテトラエチルジ
アルモキサンが好ましい。
有機アルミニウム化合物の使用量は、固体触媒中のチ
タン原子1モル当り1〜1000モルのごとく広範囲に選ぶ
ことができるが、特に5〜600モルの範囲が好ましい。
(I) オレフィンの重合法 各触媒成分を重合槽に供給する方法としては、窒素、
アルゴン等の不活性ガス中で水分のない状態で供給する
以外は特に制限すべき条件はない。
固体触媒成分、有機アルミニウム化合物成分は個別に
供給してもいいし、予め接触させて供給してもよい。
重合は−30〜200℃迄にわたって実施することができ
る。
重合圧力に関しては特に制限はないが、工業的かつ経
済的であるという点で、3〜100気圧程度の圧力が望ま
しい。重合法は連続式でもバッチ式でもいずれも可能で
ある。又、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘ
プタン、オクタンの如き不活性炭化水素溶媒を用いたス
ラリー重合、無溶媒での液相重合又は気相重合も可能で
ある。
本発明に用いるオレフィンとしては、炭素数2〜20
個、好ましくは2〜10個で未端が不飽和であるオレフィ
ン類例えばエチレン、プロピレン、ブテン−1、4−メ
チルペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1、デセ
ン−1等が挙げられる。
又これらのオレフィン複数種の共重合、及びこれらの
オレフィン類と好ましくは4〜20個の炭素原子を有する
ジオレフィン類との共重合を行うこともできる。ジオレ
フィン類としては1,4−ヘキサジエン、1,7−オクタジエ
ン、ビニルシクロヘキセン、1,3−ジビニルシクロヘキ
セン、シクロペンタジエン、1,5−シクロオクタジエ
ン、ジシクロペンタジエン、ノルボルナジエン、5−ビ
ニルノルボルネン、エチリデンノルボルネン、ブタジエ
ン、イソプレン等が例示できる。
本発明は、特にエチレンの単独重合体もしくは少なく
とも90モル%のエチレンを含有するエチレンと他のオレ
フィン(特にプロピレン、ブテン−1,4−メチルペンテ
ン−1、ヘキセン−1、オクテン−1)との共重合体の
製造に有効に適用できる。
又、重合を2段以上にして行うヘテロブロック共重合
も容易に行うことができる。
重合体の分子量を調節するために、水素等の連鎖移動
剤を添加することも可能である。
又、重合体の立体規則性、分子量分布を制御する目的
で重合系に公知の電子供与性化合物を添加することも可
能である。かかる電子供与性化合物として代表的な化合
物を例示すると、メタクリル酸メチル、トルイル酸メチ
ル等の有機カルボン酸エステル、トリフェニルホスファ
イト等の亜リン酸エステル、テトラエトキシシラン、フ
ェニルトリエトキシシラン等のケイ酸エステル等であ
る。
<実施例> 以下、実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に
説明する。
実施例における重合体の性質は下記の方法によって測
定した。
密度はJIS K−6700、嵩密度はJIS K−6721に従って求
めた。
溶融流動性の尺度として流出量比(MFR)を採用し
た。MFRはASTM1238−57Tにおけるメルトインデックス
(MI)の測定法において、21.60kgの荷重をかけた時の
流出量と2.160kgの荷重をかけた時の流出量(MI)との
比として表わされる。
一般に、重合体の分子量分布が広い程MFRの値が大き
くなることが知られている。
重合体粉末の粒度分布測定は次の方法により行った。
即ち、生成した重合体粉末を目開き0.125〜1.68mmのJIS
標準篩を用いて分級し、各篩上に残留するポリマーの重
量を計り、全ポリマー重量に対するその比率を求め小粒
径側から累積した。
実施例1 (1) 有機マグネシウム化合物の合成 撹拌機、還流冷却器、滴下ロート、温度計を備えた3
のフラスコにグリニヤール用削状マグネシウム96.0g
を入れ、系内にアルゴンで充分置換するこにより空気及
び湿気を除去した。滴下ロートにn−ブチルクロリド36
0gとジ−n−ブチルエーテル1500mlを仕込み、フラスコ
内に約90ml滴下し反応を開始させた。反応開始後50℃で
約4時間にわたって滴下を続け、滴下終了後60℃で更に
1時間反応を続けた。その後反応溶液を室温に冷却し、
固形分を別した。
このジブチルエーテル中のブチルマグネシウムクロリ
ドを1規定硫酸で加水分解し、1規定水酸化ナトリウム
水溶液で逆滴定して濃度を測定したところ(指示薬とし
てフェノールフタレインを使用)、濃度は2.03mol/で
あった。
(2) 反応混合物(I)、中間生成物(II)の合成 撹拌機、滴下ロートを備えた内容積3のフラスコを
アルゴンで置換した後、ジョンズーマンビル社製クロモ
ソルブ101、スチレンとジビニルベンゼンとの共重合体
からなる多孔質ポリマービーズ(ポロシメーター測定の
結果、細孔半径75〜20,000Å間における細孔容量(ml/
g)(以後dvpと略す。)がdvp=0.95、平均細孔半径100
0Aであった。)をアルゴン雰囲気下100℃で3時間か焼
したもの200gと、ヘプタン1000ml、Ti(O−n−C4H9
4 8.3g(24.4mmol)、予め調製したZr(O−n−C4H9
のヘプタン溶液72.6ml(Zr(O−n−C4H94 122mmo
l)を添加し、20℃で10分間撹拌した。更にSi(OC2H5
4 30.6g(147mmol)を20℃で15分かけて滴下した後、20
℃で60分間撹拌を続けると淡黄色のスラリー溶液(反応
混合物(I))が得られた。
この反応混合物(I)を5℃に冷却した後、温度を5
℃に保ちながら上記(1)で合成したn−C4H9MgClのジ
ブチルエーテル溶液144ml(293mmol)を180分下かけて
滴下した。滴下にともなって反応液は茶色に変化した。
滴下終了後、20℃で更に2時間反応を継続した後、過
により液相を除去し、n−ヘプタン1000mlで5回洗滌、
濾過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶色粉末(中間生成
物(II))271gを得た。この粉末を分析したところTi
0.6%、Zr 5.2%、Mg 3.5%、Cl 5.3%、(n−C4H92
O 0.5%(いずれも重量%)を含有していた。
(3) 生成物(III)の合成 上記(2)で合成した中間生成物(II)20gを採取
し、これにヘプタン200mlを添加した後、TiCl4のヘプタ
ン溶液20ml(TiCl4 92mmol)を20℃で30分かけて滴下
し、滴下終了後65℃で1時間反応させた。反応終了後
過により液相を除去し、ヘプタン200mlで5回洗滌、
過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶色粉末9.8gを得た。
この粉末を分析したところTi 3.7%、Zr 5.4%、Mg 3.8
%、Cl 19.9%(いずれも重量%)を含有していた。
(4) 固体触媒成分の合成 上記(8)で合成した生成物(III)10gを採取し、こ
れにヘプタン100mlを添加した後、C2H5AlCl2のヘプタン
溶液11.5ml(C2H5AlCl2 40mmol)を20℃で滴下し、滴下
後65℃で1時間反応させた。反応終了後、過により液
相を除去し、ヘプタン100mlで5回洗浄、過を繰返
し、室温で減圧乾燥して茶色粉末9.6gを得た。この粉末
を分析したところTi 9.6%、Zr 5.0%、Mg 3.6%、Cl 2
0.2%、Al 0.8%(いずれも重量%)を含有していた。
この粉末の顕微鏡観察を行なったところほぼ球形であ
り、又粒度分布の狭いものであった。
(5) エチレンの重合 1の電磁誘導撹拌機付オートクレーブを窒素で充分
置換した後、ヘプタン500ml、トリイソブチルアルミニ
ウム1.0mmolを加えた。70℃迄昇温した後、水素を全圧
が5kg/cm2になる迄加え、次にエチレンを全圧が1.5kg/c
m2になるまで加えた。上記(4)で合成した固体触媒成
分13.1mgを加えて重合を開始した。その後エチレンを連
続して供給しつつ全圧を一定に保ちながら70℃で1時間
重合を行なった。
重合終了後、生成した重合体を過し60℃にて減圧乾
燥した。重合体の収量は26.5gであった。この場合の触
媒活性は2,020g重合体/g固体触媒、hrであり23,800g重
合体/g遷移金属、hrであった。この重合体のMIは1.4g/1
0分、MFRは81、嵩密度は0.39g/cm3であり、重合体粉末
の形状はほぼ球形で、表−1に示す様に粒度分布の狭い
流動性の良好なものであった。又、粒子径125μm以下
の微細粒子は0wt%でまったくなかった。
実施例2 実施例1のエチレンの重合において、トリイソブチル
アルミニウムの代わりにトリエチルアルミニウム1.0mmo
lおよび固体触媒成分11.2mgを使用したこと以外は実施
例1(5)と同様に重合を行ない24.9gの重合体を得
た。この場合の触媒活性は2.220g重合体/g固体触媒、hr
であり、26,100g重合体/g遷移金属、hrであった。この
重合体のMIは1.0g/10分、MFRは65、嵩密度は0.39g/cm3
であり、重合体粉末の形状はほぼ球形で、粒度分布の狭
い流動性の良好なものであった。
比較例1 固体触媒成分として実施例1(2)で合成した中間生
成物(II)80.1mgを使用したこと以外は実施例1(5)
と同様にエチレンの重合を行ったが痕跡量の重合体しか
得られなかった。
比較例2 固体触媒成分として実施例1(3)で合成した生成物
(III)2.9mgを使用したこと以外は実施例1(5)と同
様にエチレンの重合を行ない、13.2gの重合体を得た。
この場合の触媒活性は4,550g重合体/g固体触媒、hrであ
り、50,000g重合体/g遷移金属、hrであった。この重合
体のMIは9.3g/10分、MFRは31、嵩密度は0.36g/cm3であ
り、MFRが小さい点で不満足であった。
比較例8 (1) 反応混合物(I)、中間生成物(II)の合成 Ti(O−n−C4H94 5.0g(14.6mmol)をヘプタン15
0mlに溶解させた。次に予め調製したZr(O−n−C
4H9のヘプタン溶液43.6ml(Zr(O−n−C4H94 7
2.9mmol)を添加し、室温で10分間撹拌した。更にSi(O
C2H54 20.0g(90.0mmol)を室温で15分かけて滴下し
た後、室温で20分間撹拌を続けると淡黄色の均一溶液
(反応混合物(I))が得られた。
この反応混合物(I)を5℃に冷却した後、温度を5
℃に保ちながら実施例1(1)で合成したn−C4H9MgCl
のジブチルエーテル溶液93.0ml(189mmol)を35分かけ
て滴下した。滴下にともなって反応液は茶色にの変化し
固体が生成した。滴下終了後、20℃でさらに2時間反応
を継続した後、過により液相を除去し、ヘプタン350m
lで5回洗滌、過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶色
粉末(中間生成物(II))41.4gを得た。この粉末を分
析したところTi 1.8%、Zr 17.8%、Mg 11.6%、Cl 16.
1%、(n−C4H92O 0.7%(いずれも重量%)を含有
していた。
(2) 生成物(III)の合成 上記(1)で合成した中間生成物(II)15.2gを採取
し、これにヘプタン38mlを添加した後、TiCl4のヘプタ
ン溶液38.5ml(TiCl4 175mmol)を20℃で30分かけて滴
下し、滴下終了後65℃で1時間反応させた。反応終了後
過により液相を除去し、ヘプタン50mlで5回洗浄、
過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶色粉末16.2gを得
た。
この粉末を分析したところTi 5.0%、Zr 18.2%、Mg
13.0%、Cl 62.1%(いずれも重量%)を含有してい
た。
(3) 固体触媒成分の合成 上記(2)で合成した生成物(III)5.0gを用いた以
外は実施例1(4)と同様に固体触媒成分を合成した。
この触媒中にはTi 4.9重量%、Zr 16.1重量%が含有さ
れていた。
(4) エチレンの重合 上記(3)で合成した固体2.4mgを固体触媒成分とし
て使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレンの重
合を行い、23.0gの重合体を得た。この場合の触媒活性
は9,600g重合体/g固体触媒、hrであり45,7000g重合体/g
遷移金属、hrであった。この重合体のMIは2.5g/10分、M
FRは3、嵩密度は0.35g/cm3であり、MFRが小さい点で不
満足であった。又、表−1に示す様に粒子径125μm以
下の微細粒子は4.8wt%あり、実施例1に比べて多かっ
た。
比較例4 実施例1(2)の固体性生物の合成において、シリカ
ゲルとして富士デビソン化学(株)製スーパーマイクロ
ビーズシリカゲル4Bタイプ(dvp=0.15)を100℃で真空
乾燥したものを用いた以外は実施例1と同様な方法で固
体触媒成分を合成した。この粉末を分析したところTi
4.2%、Zr 5.0%(いずれも重量%)含有していた。
上記固体21.2mgを固体触媒成分として使用した以外は
実施例1(5)と同様にエチレンの重合を行い、82.0g
の重合体を得た。この場合の触媒活性は1,510g重合体/g
固体触媒、hr、16,400g重合体/g遷移金属、hrであり触
媒活性が劣るものであった。この重合体の嵩密度は0.35
g/cm3であり、表−1に示す様に重合体粉末の嵩密度、
流動性の点で不満足なものであった。又粒子径125μm
以下の微細粒子は40wt%あり、実施例1に比べて多かっ
た。
比較例5 (1) 固体触媒成分の合成 実施例1(2)で用いた多孔質ポリマービーズ20gと
ヘプタン120ml、Ti(O−n−C4H940.8g(2.4mmo
l)、予め調製したZr(O−n−C4H9のヘプタン溶
液7.3ml(Zr(O−n−C4H94 12.2mmol)を添加し、2
0℃で60分間撹拌した。このスラリー溶液を5℃に冷却
した後、温度を5℃に保ちながら実施例1(1)で合成
したn−C4H9MgClのジブチルエーテル溶液14.4ml(29.3
mmol)を40分かけて滴下した。滴下にともなって反応液
は茶色に変化した。滴下終了後、20℃で更に2時間反応
を継続した後、過により液相を除去しヘプタン120ml
で5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶色粉
末24.3gを得た。次にこの茶色粉末12.3gを採取し、これ
にヘプタン120mlを添加した後、TiCl4のヘプタン溶液1
2.5ml(TiCl4 57mmol)を20℃で20分かけて滴下し、滴
下終了後65℃で1時間反応させた。反応終了後、過に
より液相を除去しヘプタン50mlで5回洗浄、過を繰返
し、室温で減圧乾燥して茶色粉末12.9gを得た。更にこ
の茶色粉末5.0gを採取し、これにヘプタン50mlを添加し
た後C2H5AlCl2のヘプタン溶液5.8ml(C2H5AlCl2 20mmo
l)を20℃で滴下し、滴下後65℃で1時間反応させた。
反応終了後、過により液相を除去しヘプタン50mlで5
回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶色粉末5.
2gを得た。この粉末を分析したところTi 3.8重量%、Zr
7.5重量%を含有していた。
(2) エチレンの重合 上記(1)で合成した茶色粉末20.3mgを固体触媒成分
として使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレン
の重合を行ない24.2gの重合体を得た。この場合の触媒
活性は1,190g重合体/g固体触媒、hr 10,500g重合体/g遷
移金属、hrであり、触媒活性が劣るものであった。
又、この重合体のMIは0.55g/10分、MFRは55、嵩密度
は0.36g/cm3であり、表−1に示す様に重合体粉末の嵩
密度、流動性の点で不満足なものであった。又125μm
以下の微細粒子は0.2wt%あり、実施例1に比べて多か
った。
比較例6 (1) 固体触媒成分の合成 実施例1(2)で用いた多孔質ポリマービーズ10gと
ヘプタン60ml、Ti(O−n−C4H94 0.5g(1.5mmo
l)、Si(OEt)4 2.0g(9.7mmol)を添加し、20℃で30
分間撹拌した。このスラリー溶液を5℃に冷却した後、
温度を5℃に保ちながら実施例1(1)で合成したn−
C4H9MgClのジブチルエーテル溶液18.2ml(37mmol)を40
分かけて滴下した。滴下にともなって反応液は茶色に変
化した。滴下終了後20℃で更に2時間反応を継続した後
過により液相を除去し、ヘプタン120mlで5回洗浄、
過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶色粉末14.8gを得
た。次にこの茶色粉末10.0gを採取し、これにヘプタン1
00mlを添加した後TiCl4のヘプタン溶液10ml(TiCl4 46m
mol)を20℃で30分かけて滴下し、滴下終了後65℃で1
時間反応させた。反応終了後、過により液相を除去し
ヘプタン50mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾
燥して茶色粉末10.6gを得た。更にこの茶色粉末5.0gを
採取し、これにヘプタン50mlを添加した後C2H5AlCl2
ヘプタン溶液5.8ml(C2H5AlCl2 20mmol)を20℃で滴下
し、滴下後65℃で1時間反応させた。反応終了後、過
により液相を除去しヘプタン50mlで5回洗浄、過を繰
返し、室温で減圧乾燥して固体触媒成分5.2gを得た。こ
の粉末を分析したところTi 4.2重量%を含有していた。
(2) エチレンの重合 上記(1)で合成した茶色粉末5.3mgを固体触媒成分
として使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレン
の重合を行い21.7gの重合体を得た。この場合の触媒活
性は4,100g重合体/g固体触媒、hrであり97,600g重合体/
g遷移金属、hrであった。
又この重合体のMIは8.1g/10分、MFRは31、嵩密度は0.
35g/cm3でありMFRが小さい点で不満足であった。
比較例7 (1) 固体触媒成分の合成 実施例1(2)で用いた多孔質ポリマービーズ10gと
ヘプタン60ml、予め調製したZr(O−n−C4H9のヘ
プタン溶液4.5ml(Zr(O−n−C4H94 7.8mmol)、Si
(OEt)4 2.0g(9.7mmol)を添加し20℃で30分間撹拌し
た。このスラリー溶液を5℃に冷却した後、温度を5℃
に保ちながら実施例1(1)で合成したn−C4H9MgClの
ジブチルエーテル溶液18.2ml(37mmol)を40分かけて滴
下した。滴下にともなって反応液は茶色に変化した。滴
下終了後20℃で更に2時間反応を継続した後、過によ
り液相を除去しヘプタン120mlで5回洗浄、過を繰返
し、室温で減圧乾燥して茶色粉末18.5gを得た。次にこ
の茶色粉末10.5gを採取し、これにヘプタン100mlを添加
した後TiCl4のヘプタン溶液10ml(TiCl4 46mmol)を20
℃で30分かけて滴下し、滴下終了後65℃で1時間反応さ
せた。反応終了後、過により液相を除去しヘプタン50
mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶色
粉末10.9gを得た。更にこの茶色粉末5.2gを採取し、こ
れにヘプタン50mlを添加した後C2H5AlCl2のヘプタン溶
液5.8ml(C2H5AlCl2 20mmol)を20℃で滴下し、滴下後6
5℃で1時間反応させた。反応終了後、過により液相
を除去しヘプタン50mlで5回洗浄、過を繰返し、室温
で減圧乾燥して固体触媒成分5.8gを得た。この粉末を分
析したところTi 3.5重量%、Zr 8.1重量%を含有してい
た。
(2) エチレンの重合 上記(1)で合成した茶色粉末30.2mgを固体触媒成分
として使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレン
の重合を行ない30.5gの重合体を得た。この場合の触媒
活性は1,010g重合体/g固体触媒、hr、8,700g重合体/g遷
移金属、hrであり、触媒活性が劣るものであった。
又、この重合体のMIは0.61g/10分、MFRは45、嵩密度
は0.34g/cm3であった。
比較例8 (1) 固体触媒成分の合成 実施例1(2)で用いた多孔質ポリマービーズ10gと
ヘプタン60ml、Si(OEt)4 2.0g(9.7mmol)を添加し、
20℃で30分間撹拌した。このスラリー溶液を5℃に冷却
した後、温度を5℃に保ちながら実施例1(1)で合成
したn−C4H9MgClのジブチルエーテル溶液18.2ml(37mm
ol)を40分かけて滴下した。滴下終了後、過により液
相を除去しヘプタン120mlで5回洗浄、過を繰返し、
室温で減圧乾燥して白色粉末12.1gを得た。次にこの粉
末10gを採取し、これにヘプタン50ml、Ti(O−n−C4H
94 0.6g(1.9mmol)、予め調製したZr(O−n−C
4H9のヘプタン溶液6.1ml(Zr(O−n−C4H94 1
0.3mmol)を添加し、20℃で30分間撹拌した。このスラ
リー溶液にTiCl4のヘプタン溶液10ml(TiCl4 46mmol)
を20℃で30分かけて滴下し、滴下終了後65℃で1時間反
応させた。反応終了後、過により液相を除去しヘプタ
ン50mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して
淡黄色粉末11.1gを得た。更にこの淡黄色粉末5.1gを採
取し、これにヘプタン50mlを添加した後C2H5AlCl2のヘ
プタン溶液5.8ml(C2H5AlCl2 20mmol)を20℃で滴下
し、滴下後65℃で1時間反応させた。反応終了後、過
により液相を除去しヘプタン50mlで5回洗浄、過を繰
返し、室温で減圧乾燥して固体触媒成分5.2gを得た。こ
の粉末を分析したところTi 3.5重量%、Zr 1.0重量%を
含有していた。
(2) エチレンの重合 上記(1)で合成した淡黄色粉末20.1mgを固体触媒成
分として使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレ
ンの重合を行ない31.4gの重合体を得た。この場合の触
媒活性は1560g重合体/g固体触媒、hr278,000g重合体/g
遷移金属、hrであった。又この重合体のMIは8.2g/10
分、MFRは31、嵩密度は0.25g/cm3であり、MFRが小さい
点で不満足なものであった。
実施例3 1の電磁誘導撹拌機付オートクレーブを窒素で充分
置換した後、ブタン200g、トリイソブチルアルミニウム
1.0mmol、ブテン−1 50gを加えた。65℃迄昇温した後、
水素を全圧が5kg/cm2になる迄加え、次にエチレンを全
圧が15kg/cm2になる迄加えた。実施例1(4)で合成し
た固体触媒成分11.1mgを加えて重合を開始した。その後
エチレンを連続して供給しつつ全圧を一定に保ちながら
65℃で1時間エチレンとブテン−1の共重合を行なっ
た。重合終了後、生成した重合体を過し、60℃にて減
圧乾燥した。重合体の収量は25.3gであった。この場合
の触媒活性は2,280g重合体/g固体触媒、hrであり26,800
g重合体/g遷移金属、hrであった。この重合体中には炭
素数1000個当り18.2個のエチル基が存在しており、密度
は0.928g/cm3、MIは0.85g/10分、MFRは62、嵩密度は0.3
9g/cm3であり、重合体粉末の形状はほぼ球形で粒度分布
の狭い流動性良好なものであった。
実施例4 (1) 固体触媒成分の合成 市販Zr(O−n−C4H9のブタノール溶液(50mol
%)4.9gとヘプタン50mlを添加し、20℃で10分間撹拌し
た。更にAl(C2H5のヘプタン溶液7.1ml(Al(C
2H53 7.1mmol)を20℃で5分かけて滴下した後、20℃
で30分間撹拌した。そこへ、Ti(O−n−C4H94 0.7g
(2.0mmol)、Si(OC4H94 0.8g(2.0mmol)及びスチ
レン−ジビニルベンゼン共重合体(dvp=1.3、平均細孔
半径400Å、平均粒径40μm)10gを添加し、20℃で60分
間撹拌を続けた。次に温度を5℃に保ちながらC4H9MgCl
のジブチルエーテル溶液12.2ml(6.1mmol)を30分かけ
て滴下した。滴下終了後20℃で更に2時間反応を継続し
た後、過により液相を除去し、ヘプタン70mlで5回洗
浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶色粉末16.7g
を得た。この粉末10.8gを採取し、ヘプタン100mlを添加
した後、TiCl4のヘプタン溶液10ml(TiCl4 46mmol)を2
0℃で30分かけて滴下し、滴下終了後65℃で1時間反応
させた。反応終了後、過により液相を除去し、ヘプタ
ン70mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して
茶色粉末10.8gを得た。更にこの茶色粉末5.1gを採取
し、これにヘプタン50mlを添加した後C2H5AlCl2のヘプ
タン溶液5.8ml(C2H5AlCl2 20mmol)を20℃で滴下し、
滴下後65℃で1時間反応させた。反応終了後、過によ
り液相を除去しヘプタン50mlで5回洗浄、過を繰返
し、室温で減圧乾燥して固体触媒成分10.5gを得た。こ
の粉末を分析したところTi 2.9重量%、Zr 5.1重量%を
含有していた。
(2) エチレンの重合 上記(1)で合成した固体15.3mgを固体触媒成分とし
て使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレンの重
合を行ない、29.1gの重合体を得た。この場合の触媒活
性は1,900g重合体/g固体触媒、hrであり23,800g重合体/
g遷移金属、hrであった。この重合体のMIは0.45g/10
分、MFRは95であり、嵩密度は0.40g/cm3であり、粒度分
布の狭い流動性良好なものであった。
実施例5〜8 種々の化合物を用いて実施例1と同様の方法により固
体触媒成分の合成とエチレンの重合を行なった。固体触
媒成分の合成条件を表−2に、エチレンの重合結果を表
−3に示す。
実施例9 5の電磁誘導撹拌機付オートクレーブに高密度ポリ
エチレン粉末50gを分散剤として導入し窒素で充分置換
した後、70℃迄昇温した。トリイソブチルアルミニウム
2.0mmol、ブテン−1 15gを加えた後、水素を全圧が5kg/
cm2になる迄加え、次にエチレンを全圧が11kg/cm2にな
る迄加えた。
実施例1(4)で合成した固体触媒成分112mgとトリ
イソブチルアルミニウム0.5mmolを加えて重合を開始し
た。その後エチレン/ブテン−1=95/5重量%混合ガス
を連続して供給しつつ全圧を一定に保ちながら70℃で2
時間エチレンとブテン−1の共重合を気相で行なった。
重合終了後未反応モノマーをパージし、分散剤である高
密度ポリエチレン粉末を篩分けし、ほぼ球形の流動性良
好な重合体粉末を得た。この場合の触媒活性は3,090g重
合体/g固体触媒、hrであり36,400g重合体/g遷移金属、h
rであった。
この共重合体中には炭素数1000個当り16.1個のエチル
基が存在しており、密度は0.930g/cm3、MIは0.71g/10
分、MFRは61、嵩密度は0.39g/cm3であった。
<発明の効果> 本発明のオレフィン重合方法では、遷移金属当りの触
媒活性が高いことにより、生成する重合体中の触媒残存
量が少なく、触媒除去工程が省略できる。又、重合時に
重合槽への付着が少なく、スラリー重合もしくは気相重
合を行なった場合には粒度分布が狭く、ほぼ球形の嵩密
度が高く流動性良好な重合体粉末を与えるので、ペレッ
ト化工程の省略も可能となり、重合の効率、操業性が極
めて優れている。又、固体触媒成分の製造に用いる各成
分の種類、使用量の選択等により生成する重合体の分子
量分布を制御できるため、射出成形、回転成形、押出成
形、フィルム成形、中空成形等広範な用途に適する重合
体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の理解を助けるためのフローチャート
図である。本フローチャート図は、本発明の実施態様の
代表例であり、本発明は、何らこれに限定されるもので
はない。
フロントページの続き (56)参考文献 特公 平6−78386(JP,B2) 特公 平7−116254(JP,B2) 特公 平7−116255(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A) 細孔半径75〜20,000Aにおける細
    孔容量が0.3ml/g以上の多孔質担体の存在下、 (B) M−O−R(MはAl,C,Siの元素を表わし、R
    は炭素数が1〜20の炭化水素基を表わす。)結合を有す
    る化合物と、 (C) 一般式Ti(OR1lX4-l(式中、R1は炭素原子1
    〜20個を含有する炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子
    を示し、lは0<l≦4の数字を示す。)で表わされる
    チタン化合物と、 (D) 一般式Zr(OR2mX4-m(式中、R2は炭素原子1
    〜20個を含有する炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子
    を示し、mは0<m≦4の数字を示す。)で表わされる
    ジルコニウム化合物、及び/又は一般式Hf(OR3nX4-n
    (式中、R3は炭素原子1〜20個を含有する炭化水素基を
    示し、Xはハロゲン原子を示し、nは0<n≦4の数字
    を示す。)で表わされるハフニウム化合物 との反応混合物(I)を、 (E) 有機マグネシウム化合物又は有機マグネシウム
    化合物と有機金属化合物との炭化水素可溶性錯体 と反応させて中間生成物(II)を得て、この中間生成物
    (II)と、 (F) 一般式Ti(OR14sX4(R14は炭素数が1〜
    20の炭化水素基、Xはハロゲン原子、sは0≦s<4の
    数字を示す。)で表わされるハロゲン含有チタン化合物 との反応で得られる生成物(III)を、 (G) 一般式R4cAlX3-c(式中、R4は炭素原子1〜20
    個を含有する炭化水素基を示し、cは0<c<3の数を
    示す。)で表わされる有機ハロゲン化アルミニウム化合
    物 と接触させて得られる固体触媒成分と、 (H) 有機アルミニウム化合物 とを組合わせてなる触媒の存在下にオレフィンを重合又
    は共重合することを特徴とするオレフィンの重合法。
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