JP2741911B2 - オレフィン重合用触媒およびこの触媒を用いたオレフィンの重合方法 - Google Patents

オレフィン重合用触媒およびこの触媒を用いたオレフィンの重合方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、オレフィン重合用触媒およびこの触媒を用
いたオレフィンの重合方法に関し、さらに詳しくは優れ
た重合活性を有し、しかも分子量分布および組成分布が
狭いオレフィン(共)重合体を得ることができるような
新規なオレフィン重合用触媒およびこの触媒を用いたオ
レフィンの重合方法に関する。
発明の技術的背景ならびにその問題点 従来からα−オレフィン重合体たとえばエチレン重合
体またはエチレン・α−オレフィン共重合体を製造する
ための触媒として、チタン化合物と有機アルミニウムと
からなるチタン系触媒あるいはバナジウム化合物と有機
アルミニウム化合物とからなるバナジウム系触媒が知ら
れている。
一般にチタン系触媒を用いて得られるエチレン・α−
オレフィン共重合体は、分子量分布および組成分布が広
く、かつ透明性、表面非粘着性および力学物性に劣ると
いう問題点があった。また、バナジウム系触媒を用いて
得られるエチレン・α−オレフィン共重合体は、チタン
系触媒を用いて得られるエチレン・αオレフィン共重合
体にくらべて分子量分布および組成分布は狭く、しかも
透明性、表面非粘着性、力学物性はかなり改善される
が、重合活性が低く、脱灰操作が必要とされた。したが
ってさらにこれらの性能の改善された触媒系の出現が望
まれている。
一方、新しいチーグラー型オレフィン重合触媒とし
て、ジルコニウム化合物およびアルミノオキサンからな
る触媒を用いたエチレン・α−オレフィン共重合体の製
造方法が最近提案されている。
たとえば特開昭58−19309号公報には、下記式 (シクロペンタジエニル)2MeRHal [ここで、Rはシクロペンタジエニル、C1〜C6のアルキ
ルまたはハロゲンであり、Meは遷移金属であり、Halは
ハロゲンである]で表わされる遷移金属含有化合物と、
下記式 Al2OR4(Al(R)−O) [ここで、Rはメチルまたはエチルであり、nは4〜20
の数である]で表わされる線状アルミノオキサンまたは
下記式 [ここで、Rおよびnの定義は上記と同じである]で表
わされる環状アルミノオキサンとからなる触媒の存在
下、エチレンおよびC3〜C12のα−オレフィンの1種ま
たは2種以上を−50℃〜200℃の温度で重合させるエチ
レン・α−オレフィン共重合体の製造方法が記載されて
いる。そして同公開公報には、得られるポリエチレンの
密度を調節するには、10重量%までの少量の幾分長鎖の
α−オレフィンまたは混合物の存在下にエチレンの重合
を行うべきことが教示されている。
特開昭59−95292号公報には、下記式、 [ここで、nは2〜40であり、RはC1〜C6]で表わされ
る線状アルミノオキサンおよび下記式 [ここで、nおよびRの定義は上記と同じである]で表
わされる環状アルミノオキサンの製造法に関する発明が
記載されている。同公報には、同製造法により製造され
た、たとえばメチルアルミノオキサンとチタンまたはジ
ルコニウムのビス(シクロペンタジエニル)化合物とを
混合して、オレフィンの重合を行うと、1gの遷移金属当
りかつ1時間当り、25百万g以上のポリエチレンが得ら
れると記載されている。
特開昭60−35005号公報には、下記式 [ここで、R1はC1〜C10アルキルであり、R0はR1である
かまたは結合して−O−を表わす]で表わされるアルミ
ノオキサン化合物をまずマグネシウム化合物と反応さ
せ、次いで反応生成物を塩素化し、さらにTi、V、Zrま
たはCrの化合物で処理して、オレフィン用重合触媒を製
造する方法が開示されている。そして同公報には、上記
触媒がエチレンとC3〜C12のα−オレフィンとの混合物
の共重合に特に好適であると記載されている。
特開昭60−35006号公報には、反応器ブレンドポリマ
ー製造用触媒系として、異なる2種以上の遷移金属のモ
ノ−、ジ−もしくはトリ−シクロペンタジエニルまたは
その誘導体(a)とアルミノオキサン(b)との組合せ
が開示されている。同公報の実施例1には、ビス(ペン
タメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル
とアルミノオキサンとからなる触媒を用いて、エチレン
とプロピレンとを重合せしめて、数平均分子量15,300、
重量平均分子量36,400およびプロピレン成分を3.4%含
むポリエチレンが得られたことが開示されている。ま
た、同実施例2では、ビス(ペンタメチルシクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムジクロライドと、ビス(メチル
シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドとア
ルミノオキサンとからなる触媒を用いて、エチレンとプ
ロピレンとを重合し、数平均分子量2,200、重量平均分
子量11,900および30モル%のプロピレン成分を含むトル
エン可溶部分と数平均分子量3,000、重量平均分子量7,4
00および4.8モル%のプロピレン成分を含むトルエン不
溶部分からなる数平均分子量2,000、重量平均分子量8,3
00および7.1モル%のプロピレン成分を含むポリエチレ
ンとエチレン・プロピレン共重合体のブレンド物を得て
いる。同様にして実施例3には分子量分布(w/n)
4.57およびプロピレン成分20.6モル%の可溶性部分と分
子量分布3.04およびプロピレン成分2.9モル%の不溶性
部分からなるLLDPEとエチレン−プロピレン共重合体の
ブレンド物が記載されている。
特開昭60−35007号公報には、エチレンを単独で、ま
たはエチレンと炭素数3以上のα−オレフィンとを、メ
タロセンと下記式 [ここで、Rは炭素数1〜5アルキル基であり、nは1
〜約20の整数である]で表わされる環状アルミノオキサ
ンまたは下記式 R(R−Al−O)nAl R2 [ここで、Rは炭素数1〜5のアルキル基であり、nの
定義は上記に同じである]で表わされる線状アルミノオ
キサンとを含む触媒系の存在下に重合させる方法が記載
されている。このようにして得られる重合体は、同公報
の記載によれば、約500〜約140万の重量平均分子量を有
し、かつ1.5〜4.0の分子量分布を有する。
特開昭60−35008号公報には、少なくとも2種のメタ
ロセンとアルミノオキサンとを含む触媒系を用いること
により、巾広い分子量分布を有するポリエチレンまたは
エチレンとC3〜C10のα−オレフィンとの共重合体が製
造されることが記載されている。そして同公報には上記
共重合体が分子量分布(w/n)2〜50を有すること
が記載されている。
遷移金属化合物とアルミノオキサンと有機アルミニウ
ム化合物とからなる混合有機アルミニウム化合物から形
成される触媒を用いて、オレフィンを重合する方法が特
開昭60−260602号公報および特開昭60−130604号公報に
提案されており、有機アルミニウム化合物を添加するこ
とにより単位遷移金属当りの重合活性が向上することが
記載されている。
さらに、特開昭62−36390号公報には、有機アルミニ
ウム化合物と結晶水含有鉄化合物とを反応させることに
よってアルミノオキサンを得ることができる旨教示され
ており、また特開昭62−148491号公報には、有機アルミ
ニウム化合物と、マグネシウム化合物、ニッケル化合物
およびランタニド化合物からなる群より選ばれた結晶水
含有化合物とを反応させることによってアルミノオキサ
ンを得ることができる旨教示されており、さらに特開昭
63−56507号公報および特開昭63−56508号公報には、高
速高遮断力誘導型インペラあるいは超音波を利用して、
不活性炭化水素溶媒中で直接水と有機アルミニウム化合
物とを反応させることによってアルミノオキサンを得る
ことができる旨教示されている。
このようにα−オレフィン(共)重合体を製造するに
際して、触媒の一成分としてアルミノオキサン化合物を
用いると、優れた重合活性で、分子量分布および組成分
布が狭いα−オレフィン(共)重合体を製造することが
できる。
しかしながら、さらに優れたα−オレフィンに対する
重合活性を有し、しかも分子量分布および組成分布が狭
いオレフィン(共)重合体を得ることができるようなア
ルミノオキサン系の有機アルミニウム化合物の出現が強
く望まれている。
なお従来公知のオレフィン重合に用いられてきたアル
ミノオキサン化合物は、すべてベンゼンあるいはトルエ
ンに可溶な状態で回収されており、さらにはその分子量
はベンゼンに溶解させて凝固点降下法によって測定され
ていた。また、該アルミノオキサンの構造決定もベンゼ
ンに溶解させて凝固点の降下を測定することにより行な
われていた。
本発明者らは、上記のような点に鑑みてさらに鋭意研
究したところ、ベンゼンおよびトルエンに不溶性あるい
は難溶性の従来全く知られていなかった有機アルミニウ
ムオキシ化合物が、オレフィンの重合に優れた触媒活性
を有することを見出して本発明を完成するに至った。
発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決
しようとするものであり、優れた触媒活性を有し、しか
も分子量分布および組成分布が狭いオレフィン(共)重
合体を得ることができるようなオレフィン重合用触媒お
よびこの触媒を用いたオレフィンの重合方法を提供する
ことを目的としている。
発明の概要 本発明に係るオレフィン重合用触媒は、 [A]60℃のベンゼンに溶解するAl成分がAl原子換算で
10%以下であり、 (式中R1は炭素数1〜12の炭化水素基である) で示されるアルキルオキシアルミニウム単位を有する、 有機アルミニウムオキシ化合物と、 [B]アルミニウム原子に少なくとも1個のn−アルキ
ル基以外の炭化水素基が結合したアルミノオキサンと、 [C](i)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子
を2個含み、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムか
らなる群から選択される遷移金属を含む遷移金属化合物
(ただし上記配位子が低級アルキレン基を介して結合さ
れたものは除く)または (ii)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子
を2個含み、かつ2個の上記シクロペンタジエニル骨格
を有する配位子が低級アルキレン基を介して結合されて
いる、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムからなる
群から選択される遷移金属を含む遷移金属化合物 から形成されていることを特徴としている。
また本発明に係るオレフィンの重合方法は、上記のよ
うなオレフィン重合用触媒を用いて、α−オレフィンを
重合または共重合させることを特徴としている。
本発明に係るオレフィン重合用触媒は、[A]ベンゼ
ンに不溶性あるいは難溶性の有機アルミニウムオキシ化
合物と、[B]アルミニウム原子に少なくとも1個のn
−アルミル基以外の炭化水素基が結合したアルミノオキ
サンと、[C]シクロペンタジエニル骨格を有する配位
子を含む遷移金属化合物と、[D]有機アルミニウム化
合物とからなっているため、オレフィンの重合に優れた
重合活性を有し、しかも分子量分布および組成分布が狭
いオレフィン共重合体を得ることができる。
発明の具体的説明 以下本発明に係るオレフィン重合用触媒およびこのオ
レフィン重合用触媒を用いたオレフィンの重合方法につ
いて具体的に説明する。
本発明において「重合」という語は、単独重合のみな
らず共重合を包含した意で用いられることがあり、また
「重合体」という語は単独重合体のみならず共重合体を
包含した意で用いられることがある。
本発明に係るオレフィン重合用触媒の調製方法を第1
図に示す。
本発明に係るオレフィン重合用触媒は、[A]ベンゼ
ン不溶性の有機アルミノオキシ化合物と、[B]アルミ
ニウム原子に少なくとも1個のn−アルキル基以外の炭
化水素基が結合したアルミノオキサンと、[C]シクロ
ペンタジエニル骨格を有する配位子を含む遷移金属化合
物と、[D]有機アルミニウム化合物とから形成されて
いる。
[A]ベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物 本発明で用いられる[A]ベンゼン不溶性の有機アル
ミニウムオキシ化合物は、60℃のベンゼンに溶解するAl
成分がAl原子換算で10%以下好ましくは5%以下特に好
ましくは2%以下であり、ベンゼンに対して不溶性ある
いは難溶性である。
このような有機アルミニウムオキシ化合物のベンゼン
に対する溶解性は、100ミリグラム原子のAlに相当する
該有機アルミニウムオキシ化合物を100mlのベンゼンに
懸濁した語、撹拌下60℃で6時間混合した後、ジャケッ
ト付G−5ガラス製フィルターを用い、60℃で熱時濾過
を行ない、フィルター上に分離された固体部を60℃のベ
ンゼン50mlを用いて4回洗浄した後の全濾液中に存在す
るAl原子の存在量(xミリモル)を測定することにより
求められる(x%)。
また上記のような[A]ベンゼン不溶性の有機アルミ
ニウムオキシ化合物を赤外分光法(IR)によって解析す
ると、1220cm-1付近における吸光度(D1220)と、1260c
m-1付近における吸光度(D1260)との比(D1260/
D1220)は、0.09以下好ましくは0.08以下特に好ましく
は0.04〜0.07の範囲にあることが望ましい。
本明細書において、有機アルミニウムオキシ化合物の
赤外分光分析は、以下のようにして行なう。
まず窒素ボックス中で、有機アルミニウムオキシ化合
物とヌジョールとを、めのう乳針中で磨砕しペースト状
にする。
次にペースト状となった試料を、KBr板に挾み、窒素
雰囲気下で日本分光社製IR−810によってIRスペクトル
を測定する。
本発明で用いられる有機アルミニウムオキシ化合物の
IRスペクトルを第1図に示す。
このようにして得られたIRスペクトルから、D1260/D
1220を求めるが、このD1260/D1220値は以下のようにし
て求める。
(イ)1280cm-1付近と1240cm-1付近の極大点を結び、こ
れをベースラインL1とする。
(ロ)1260cm-1付近の吸収極小点の透過率(T%)と、
この極小点から波数軸(横軸)に対して垂線を引き、こ
の垂線とベースラインL1との交点の透過率(T0%)を読
み取り、1260cm-1付近の吸光度(D1260=log T0/T)を
計算する。
(ハ)同様に1280cm-1付近と1180cm-1付近の極大点を結
び、これをベースラインL2とする。
(ニ)1220cm-1付近の吸収極小点の透過率(T′%)
と、この極小点から波数軸(横軸)に対して垂直を引
き、この垂線とベースラインL2との交点の透過率(T′
%)を読み取り、1220cm-1付近の吸光度(D1220=log
T′0/T′)を計算する。
(ホ)これらの値からD1260/D1220を計算する。
なお従来公知のベンゼン可溶性のアルミノオキサンの
IRスペクトルを第2図に示す。この第2図からもわかる
ように、ベンゼン可溶性のアルミノオキサンは、D1260/
D1220値が、ほぼ0.10〜0.13の間にあり、本発明で用い
られるベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物
は、従来公知のベンゼン可溶性のアルミノオキサンとD
1260/D1220値で明らかに相違している。
上記のような[A]ベンゼン不溶性の有機アルミニウ
ムオキシ化合物は、 [式中、R1は炭素数1〜12の炭化水素基である]で示さ
れるアキルオキシアルミニウム単位を有すると推定され
る。
上記のアルキルオキシアルミニウム単位において、R1
は、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、n−ブチル基、イソブチル基、ペ
ンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、シクロ
ヘキシル基、シクロオクチル基などが例示できる。これ
らの中でメチル基、エチル基が好ましく、とくにメチル
基が好ましい。
上記の[A]ベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキ
シ化合物は、式 で表わされるアルキルオキシアルミニウム単位の他に式 で表わされるオキシアルミニウム単位 [ここで、R1は上記に同じであり、R2は、炭素数1〜12
の炭化水素基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6
〜20のアリーロキシ基、水酸基、ハロゲンまたは水素で
あり、R1およびR2は互いに異なる基を表わす]を含有し
ていてもよい。その場合には、アルキルオキシアルミニ
ウム単位 を30モル%以上、好ましくは50モル%以上、特に好まし
くは70モル%以上の割合で含むアルキルオキシアルミニ
ウム単位を有する有機アルミニウムオキシ化合物が好ま
しい。
次に上記のような[A]ベンゼン不溶性の有機アルミ
ニウムオキシ化合物の製造方法について具体的に説明す
る。
上記の[A]ベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキ
シ化合物[A]は、アルミノオキサンの溶液と、水また
は活性水素含有化合物とを接触させることにより得られ
る。
ここで用いられるアルミノオキサンの溶液は、たとえ
ば下記のような方法によって製造することができる。
(1)吸着水を含有する化合物あるいは結晶水を含有す
る塩類、たとえば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和
物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩
化第1セリウム水和物などの炭化水素媒体懸濁液に、ト
リアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物
を添加して反応させて炭化水素の溶液として回収する方
法。
(2)ベンゼン、トルエン、エチルエーテル、テトラヒ
ドロフランなどの媒体中で、トリアルキルアルミニウム
などの有機アルミニウム化合物に直接水や氷や水蒸気を
作用させて炭化水素の溶液として回収する方法。
なお、該アルミノオキサンは、少量の有機金属成分を
含有してもよい。また回収された上記のアルミノオキサ
ンの溶液から溶媒あるいは未反応有機アルミニウム化合
物を蒸留して除去した後、溶媒に再溶解してもよい。
アルミノオキサンの溶液を製造する際に用いられる有
機アルミニウム化合物としては、具体的には、トリメチ
ルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピ
ルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ
n−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウ
ム、トリsec−ブチルアルミニウム、トリtert−ブチル
アルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシ
ルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシ
ルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、ト
リシクロオクチルアルミニウムなどのトリアルキルアル
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、ジエチルアルミニウムブロミド、
ジイソブチルアルミニウムクロリドなどのジアルキルア
ルミニウムハライド、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などのジア
ルキルアルミニウムハイドライド、ジメチルアルミニウ
ムメトキシド、ジエ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、ジエチルアルミ
ニウムフェノキシドなどのジアルキルアルミニウムアリ
ーロキシドなどが挙げられる。
これらのうち、特にトリアルキルアルミニウムが好ま
しい。
また、有機アルミニウム化合物として、一般式 (i−C4H9xAly(C5H10 (x、y、zは正の数であり、z≧2xである)で表わさ
れるイソプレニルアルミニウムを、用いることもでき
る。
上記のような有機アルミニウム化合物は、単独である
いは組合せて用いられる。
アルミノオキサンの溶液に用いられる溶媒としては、
ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、シメンなどの
芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オク
タン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、オクタデカン
などの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサ
ン、シクロオクタン、メチルシクロペンタンなどの脂環
族炭化水素、ガソリン、灯油、軽油などの石油留分ある
いは上記芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化
水素のハロゲン化物とりわけ、塩素化物、臭素化物など
の炭化水素溶媒が挙げられる。その他、エチルエーテ
ル、テトラヒドロフランなどのエーテル類を用いること
もできる。これらの溶媒のうち特に芳香族炭化水素が好
ましい。
本発明では、上述したように、上記のようなアルミノ
オキサンの溶液と、水または活性水素含有化合物とを接
触させることによって、[A]ベンゼン不溶性の有機ア
ルミニウムオキシ化合物が得られる。
本発明で用いられる活性水素含有化合物としては、メ
タノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパ
ールなどのアルコール類、エチレングリコール、ヒドロ
キノン等のジオール類、酢酸、プロピオン酸などの有機
酸類等が用いられる。このうちアルコール類、ジオール
類が好ましく、特にアルコール類が好ましい。
アルミノオキサンの溶液と接触させる水または活性水
素含有化合物は、ベンゼン、トルエン、ヘキサンなどの
炭化水素溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル溶
媒、トリエチルアミンなどのアミン溶媒などに溶解ある
いは分散させて、あるいは、蒸気または固体の状態で用
いることができる。また水として、塩化マグネシウム、
硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸銅、硫酸ニ
ッケル、硫酸鉄、塩化第1セリウムなどの塩の結晶水あ
るいはシリカ、アルミナ、水酸化アルミニウムなどの無
機化合物またはポリマーなどに吸着した吸着水などを用
いることもできる。
アルミノオキサンの溶液と、水または活性水素含有化
合物との接触反応は、通常溶媒、たとえば炭化水素溶媒
中で行なわれる。この際用いられる溶媒としては、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、クメン、シメンなどの芳香
族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、オクタデカンな
どの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサ
ン、シクロオクタ、メチルシクロヘキサンなどの脂環族
炭化水素、ガソリン、灯油、軽油などの石油留分等の炭
化水素溶媒あるいは上記芳香族炭化水素、脂肪族炭化水
素、脂環族炭化水素のハロゲン化物とりわけ、塩素化
物、臭素化物などのハロゲン化炭化水素、エチルエーテ
ル、テトラヒドロフランなどのエーテル類を用いること
もできる。これらの媒体のうちでは、芳香族炭化水素が
特に好ましい。
該接触反応に用いられる水または活性水素含有化合物
は、アルミノオキサンの溶液中のAl原子に対して0.1〜
5モル好ましくは0.2〜3モルの量で用いられる。反応
系内の濃度は、アルミニウム原子に換算して、通常1×
10-3〜5グラム原子/好ましくは1×10-2〜3グラム
原子/の範囲であることが望ましく、また反応系内の
水の濃度は、通常2×10-4〜5モル/好ましくは2×
10-3〜3モル/の濃度であることが望ましい。
アルミノオキサンの溶液と、水または活性水素含有化
合物とを接触させるには、具体的には下記のようにすれ
ばよい。
(1)アルミノオキサンの溶液と、水または活性水素含
有化合物を含有した炭化水素溶媒とを接触させる方法。
(2)アルミノオキサンの溶液に、水または活性水素含
有化合物の蒸気を吹込むなどして、アルミノオキサンと
蒸気とを接触させる方法。
(3)アルミノオキサンの溶液と、水または氷あるいは
活性水素含有化合物を直接接触させる方法。
(4)アルミノオキサンの溶液と、吸着水含有化合物ま
たは結晶水含有化合物の炭化水素懸濁液あるいは活性水
素含有化合物が吸着された化合物の炭化水素懸濁液とを
混合して、アルミノオキサンと吸着水または結晶水とを
接触させる方法。
なお、上記のようなアルミノオキサンの溶液は、アル
ミノオキサンと水または活性水素含有化合物との反応に
悪影響を及ぼさない限り、他の成分を含んでいてもよ
い。
アルミノオキサンの溶液と、水または活性水素含有化
合物との接触反応は、通常−50〜150℃好ましくは0〜1
20℃さらに好ましくは20〜100℃の温度で行なわれる。
また反応時間は、反応温度によっても大きく変わるが、
通常0.5〜300時間好ましくは1〜150時間程度である。
また本発明で用いられるベンゼン不溶性の有機アルミ
ニウムオキシ化合物[A]は、上記のような有機アルミ
ニウムと水とを接触させることによって直接得ることも
できる。この場合には、水は、反応系内に溶解している
有機アルミニウム原子が全有機アルミニウム原子に対し
て20%以下となるような量で用いられる。
有機アルミニウム化合物と接触させる水は、ベンゼ
ン、トルエン、ヘキサンなどの炭化水素溶媒、テトラヒ
ドロフランなどのエーテル溶媒、トリエチルアミンなど
のアミン溶媒などに溶解または分散させて、あるいは水
蒸気または氷の状態で用いることができる。また水とし
て、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミ
ニウム、硫酸銅、硫酸ニッケル、硫酸鉄、塩化第1セリ
ウムなどの塩の結晶水あるいはシリカ、アルミナ、水酸
化アルミニウムなどの無機化合物あるいはポリマーなど
に吸着した吸着水などを用いることもできる。
有機アルミニウム化合物と水との接触反応は、通常、
炭化水素溶媒中で行なわれる。この際用いられる炭化水
素溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメ
ン、シメンなどの芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサ
ン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、ヘキサデ
カン、オクタデカンなどの脂肪族炭化水素、シクロペン
タン、シクロヘキサン、シクロオクタン、メチルシクロ
ヘキサンなどの脂環族炭化水素、ガソリン、灯油、軽油
などの石油留分あるいは上記芳香族炭化水素、脂肪族炭
化水素、脂環族炭化水素のハロゲン化物、とりわけ塩素
化物、臭素化物などの炭化水素溶媒が挙げられる。その
他、エチルエーテルテトラヒドロフランなどのエーテル
類を用いることもできる。これらの媒体のうち、芳香族
炭化水素が特に好ましい。
反応系内の有機アルミニウム化合物の濃度は、アルミ
ニウム原子に換算して通常1×10-3〜5グラム原子/
好ましくは1×10-2〜3グラム原子/の範囲であるこ
とが望ましく、また反応系内の水の濃度は、通常1×10
-3〜5モル/好ましくは1×10-2〜3モル/の濃度
であることが望ましい。この際、反応系内で溶解してい
る有機アルミニウム原子が、全有機アルミニウム原子に
対して20%以下、好ましくは10%以下、より好ましくは
0〜5%であることが望ましい。
有機アルミニウム化合物と水とを接触させるには、具
体的には下記のようにすればよい。
(1)有機アルミニウムの炭化水素溶液と、水を含有し
た炭化水素溶媒とを接触させる方法 (2)有機アルミニウムの炭化水素溶媒に、水蒸気を吹
込むなどして、有機アルミニウムと水蒸気とを接触させ
る方法。
(3)有機アルミニウムの炭化水素溶液と、吸着水含有
化合物または結晶水含有化合物の炭化水素懸濁液とを混
合して、有機アルミニウムと吸着水または結晶水とを接
触させる方法。
(4)有機アルミニウムの炭化水素溶液と氷を接触させ
る方法。
なお、上記のような有機アルミニウムの炭化水素溶液
は、有機アルミニウムと水との反応に悪影響を及ぼさな
い限り、他の成分を含んでいてもよい。
有機アルミニウム化合物と水との接触反応は、通常−
100〜150℃好ましくは−70〜100℃さらに好ましくは−5
0〜80℃の温度で行なわれる。また反応時間は、反応温
度によっても大きく変わるが、通常1〜200時間好まし
くは2〜100時間程度である。
なお、上記のような[A]ベンゼン不溶性有機アルミ
ニウムオキシ化合物は、シリカ、アルミナ、酸化マグネ
シウム、塩化マグネシウムなどの固体状無機化合物、あ
るいポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなど
の固体状有機化合物に担持させて用いることもできる。
[B]アルミニウム原子に少なくとも1個のn−アルキ
ル基以外の炭化水素基が結合したアルミノオキサン 本発明で用いられるアルミノオキサンは、アルミニウ
ム原子に少なくとも1個のn−アルキル基以外の炭化水
素基が結合している。
本発明で用いられるアルミニウム原子に少なくとも1
個のn−アルキル基以外の炭化水素基が結合したアルミ
ノオキサンの溶液は、たとえば次の方法によって製造す
ることができる。
(1)吸着水を含有する化合物あるいは結晶水を含有す
る塩類、たとえば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和
物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩
化第1セリウム水和物などの炭化水素媒体懸濁液に、少
なくとも1個のn−アルキル基以外の炭化水素基が結合
しているトリアルキルアルミニウムなどの有機アルミニ
ウム化合物を添加して反応させて炭化水素の溶液として
回収する方法。
(2)ベンゼン、トルエン、エチルエーテル、テトラヒ
ドロフランなどの媒体中で、少なくとも1個のn−アル
キル基以外の炭化水素基が結合しているトリアルキルア
ルミニウムなどの有機アルミニウム化合物に直接水や氷
や水蒸気を作用させて炭化水素の溶液として回収する方
法。
なお、該アルミノオキサンは、少量の有機金属成分を
含有してもよい。回収された上記アルミノオキサンの溶
液から溶媒や未反応有機アルミニウム化合物を蒸留して
除去した後、溶媒に再溶解してもよい。
このようなアルミニウム原子に少なくとも1個のn−
アルキル基以外の炭化水素基が結合したアルミノオキサ
ンの溶液を製造する際に用いられる有機アルミニウム化
合物は、少なくとも1個のn−アルキル基以外の炭化水
素基を有している。n−アルキル基以外の炭化水素基と
しては、イソアルキルなどの分枝鎖を有するアルキル
基、シクロアルキル基、アリール基などを例示すること
ができる。
このような有機アルミニウム化合物として、具体的に
は、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2−メチルブチルアルミニウム、トリ
3−メチルブチルアルミニウム、トリ2−メチルペンチ
ルアルミニウム、トリ3−メチルペンチルアルミニウ
ム、トリ4−メチルペンチルアルミニウム、トリ2−メ
チルヘキシルアルミニウム、トリ3−メチルヘキシルア
ルミニウム、トリ2−エチルヘキシルアルミニウムなど
のトリアルキルアルミニウム、トリシクロヘキシルアル
ミニウムなどのトリシクロアルキルアルミニウム、トリ
フェニルアルミニウム、トリトリルアルミニウムなどの
トリアリールアルミニウム、ジイソブチルアルミニウム
ハイドライドなどのジアルキルアルミニウムハイドライ
ド、イソブチルアルミニウムメトキシド、イソブチルア
ルミニウムエトキシド、イソブチルアルミニウムイソプ
ロポキシドなどのアルキルアルミニウムアルコキシドな
どを例示することができる。これらの有機アルミニウム
化合物のうちでは分枝型のアルキル基を有するアルミニ
ウム化合物が好ましく、とくにトリイソブチルアルミニ
ウム化合物が好ましい。
上記のようなベンゼン可溶性のアルミノオキサンは、
通常23℃のベンゼンに対する溶解度が1グラム原子−Al
/溶液以上であり、ベンゼンに可溶性である。
[C]遷移金属化合物 本発明に係るオレフィン重合用触媒は、上記ののよう
な[A]ベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合
物および[B]アルミニウム原子に少なくとも1個のn
−アルキル基以外の炭化水素基が結合したアルミノオキ
サンと、下記のような[C]シクロペンタジエニル骨格
を有する配位子を含む遷移金属化合物と、後記する
[D]有機アルミニウム化合物から形成されている。
本発明で用いられる[C]遷移金属化合物は、(i)
シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む遷移金
属化合物または (ii)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を少な
くとも2個以上含み、かつ少なくとも2個の上記シクロ
ペンタジエニル骨格を有する配位子が低級アルキレン基
を介して結合されている遷移金属化合物であり、 式 MLX (式中、Mは遷移金属であり、Lは遷移金属に配位する
配位子であり、少なくとも1つのLはシクロペンタジエ
ニル骨格を有する配位子であり、シクロペンタジエニル
骨格を有する配位子以外のLは炭素数1〜12の炭化水素
基、アルコキシ基、アリーロキシ基、ハロゲンまたは水
素であり、xは遷移金属の原子価である。)で示され
る。
上記式において、Mは遷移金属であるが、具体的に
は、ジルコニウム、チタンまたはハフニウムあるいはク
ロム、バナジウムであることが好ましく、このうち特に
ジルコニウムおよびハフニウムが好ましい。
シクロペンタジエニル骨格を有する配位子としては、
たとえばシクロペンタジエニル基、メチルシクロペンタ
ジエニル基、エチルシクロペンタジエニル基、t−ブチ
ルシクロペンタジエニル基、ジメチルシクロペンタジエ
ニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基などのア
ルキル置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、フ
ルオレニル基等を例示することができる。
このようなシクロペンタジエニル骨格を有する配位子
は、遷移金属Mに、1つ以上配位しており、好ましくは
2つ配位している。
特にシクロペンタジエニル骨格を有する配位子が2個
以上配位している場合には、それらシクロペンタジエニ
ル骨格を有する配位子は同一でも異なっていてもよく、
また少なくとも2個の上記シクロペンタジエニル骨格を
有する配位言子が低級アルキレン基を介して結合してい
てもよい。
シクロペンタジエニル骨格を有する配位子以外の配位
子は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリ
ーロキシ基、ハロゲンまたは水素である。
炭素数1〜12の炭化水素基としては、アルキル基、シ
クロアルキル基、アリール基、アラルキル基などを例示
することができ、具体的には、アルキル基としては、メ
チル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチ
ル基などが例示され、 シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シク
ロヘキシル基などが例示され、 アリール基としては、フェニル基、トリル基などが例
示され、 アラルキル基としては、ベンジル基、ネオフィル基な
どが例示される。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブ
トキシ基などが例示され、 アリーロキシ基としては、フェノキシ基などが例示さ
れる。
ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素など
が例示される。
このような本発明で用いられる[C]シクロペンタジ
エニル骨格を有する配位子を含む遷移金属化合物は、た
とえば遷移金属の原子価が4である場合、より具体的に
は、 式 R2 kR3 lR4 mR5 nM (式中、Mはジルコニウム、コニウム、チタン、ハフニ
ウムまたっはバナジウムなどであり、R2はシクロペンタ
ジエニル骨格を有する基であり、R3、R4およびR5はシク
ロペンタジエニル骨格を有する基、アルキル基、シクロ
アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ
基、アリーロキシ基、ハロゲン原子または水素であり、
kは1以上の整数であり、k+l+m+n=である)で
示される。
以下、Mがジルコニウムであるシクロペンタジエニル
骨格を有する配位子を含む遷移金属化合物[C](i)
について、具体的な化合物を例示する。
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムモノクロ
リドモノハイドライド、 ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムモノブロ
ミドモノハイドライド、 ビス(シクロペンタジエニル)メチルジルコニウムハ
イドライド、 ビス(シクロペンタジエニル)エチルジルコニウムハ
イドライド、 ビス(シクロペンタジエニル)フェニルジルコニウム
ハイドライド、 ビス(シクロペンタジエニル)ベンジルジルコニウム
ハイドライド、 ビス(シクロペンタジエニル)ネオペンチルジルコニ
ウムハイドライド、 ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムモ
ノクロリドハイドライド、 ビス(インデニル)ジルコニウムモノクロリドモノハ
イドライド、 ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリ
ド、 ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジブロミ
ド、 ビス(シクロペンタジエニル)メチルジルコニウムモ
ノクロリド、 ビス(シクロペンタジエニル)エチルジルコニウムモ
ノクロリド、 ビス(シクロペンタジエニル)シクロヘキシルジルコ
ニウムモノクロリド、 ビス(シクロペンタジエニル)フェニルジルコニウム
モノクロリド、 ビス(シクロペンタジエニル)ベンジルジルコニウム
モノクロリド、 ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジ
クロリド、 ビス(t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジクロリド ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、 ビス(インデニル)ジルコニウムジブロミド、 ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチ
ル、 ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジフェニ
ル、 ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジ
ル、 ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメトキシ
クロリド、 ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシ
クロリド、 ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムエ
トキシクロリド、 ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムフェノキ
シクロリド、 ビス(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド。
さらに少なくとも2個のシクロペンタジエニル骨格を
有する配位子が低級アルキレン基を介して結合されてい
る遷移金属化合物[C](ii)について、具体的な化合
物を例示する。
エチレンビス(インデニル)ジメチルジルコニウム、 エチレンビス(インデニル)ジエチルジルコニウム、 エチレンビス(インデニル)ジフェニルジルコニウ
ム、 エチレンビス(インデニル)メチルジルコニウム、 エチレンビス(インデニル)エチルジルコニウムモノ
クロリド、 エチレンビス(インデニル)メチルジルコニウムモノ
ブロミド、 エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリ
ド、 エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジブロミ
ド、 エチレンビス(インデニル)ジルコニウムメトキシモ
ノクロリド、 エチレンビス(インデニル)ジルコニウムエトキシモ
ノクロリド、 エチレンビス(インデニル)ジルコニウムフェノキシ
モノクロリド、 エチレンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウム
ジクロリド、 プロピレンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジクロリド、 エチレンビス(t−ブチルシクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムジクロリド、 エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデ
ニル)ジメチルジルコニウム、 エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデ
ニル)メチルジルコニウムモノクロリド、 エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデ
ニル)ジルコニウムジクロリド、 エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデ
ニル)ジルコニウムジブロミド、 エチレンビス(4−メチル−1−インデニル)ジルコ
ニウムジクロリド、 エチレンビス(5−メチル−1−インデニル)ジルコ
ニウムジクロリド、 エチレンビス(6−メチル−1−インデニル)ジルコ
ニウムジクロリド、 エチレンビス(7−メチル−1−インデニル)ジルコ
ニウムジクロリド、 エチレンビス(5−メトキシ−1−インデニル)ジル
コニウムジクロリド、 エチレンビス(2,3−ジメチル−1−インデニル)ジ
ルコニウムジクロリド、 エチレンビス(4,7−ジメチル−1−インデニル)ジ
ルコニウムジクロリド、 エチレンビス(4,7−ジメトキシ−1−インデニル)
ジルコニウムジクリド。
上記のようなジルコニウム化合物において、ジルコニ
ウム金属を、チタン金属、ハフニウム金属、クロム金属
またはバナジウム金属などに置換えた遷移金属化合物を
用いることもできる。
このような遷移金属化合物は2種以上混合して用いる
こともできる。
[D]有機アルミニウム化合物 本発明で用いられる[D]有機アルミニウム化合物
は、 式 R6 mAl X3-m (式中、R6は炭素数1〜12の炭化水素基であり、Xはハ
ロゲンであり、mは1〜3である)または式 R6 nAl Y
3-n (式中、R6は炭素数1〜12の炭化水素基であり、Yは水
素、−OR7基、−O SiR8 3基、−O Al R9 2基、 −NR12 2基または−SiR13 3基であり、nは1〜2であ
り、R7〜R13は水素、ハロゲンまたは炭化水素基であ
る)で示される。
上記式において、R6は炭素数1〜12の炭化水素基たと
えばアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基で
あるが、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、デシル基、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。
上記のような式R6 mAl X3-mで示される有機アルミニウ
ム化合物としては、具体的には以下のような化合物が用
いられる。
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。
イソプレニルアルミニウムなどのアルケニルアルミニ
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、エチルアウミニ
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、イソ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、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
ジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド。
またR6 nAl Y3-nで示される有機アルミニウムとして
は、具体的には、以下のような化合物が用いられる。
(i)R6 nAl(OR73-nとしての、 ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニ
ウムエトキシド、ジイソブチルアルミニウムブトキシ
ド、ジイソブチルアルミニウムメトキシドなど。
(ii)R6 nAl(O SiR8 33-nとしての、 (C2H52Al O Si(CH3 (iso−C4H92Al O Si(CH3 (iso−C4H92Al O Si(C2H5など。
(iii)R6 nAl(O Al R9 23-nとしての、 (C2H52Al O Al(C2H5 (iso−C4H92Al O Al(iso−C4H9など。
(V)R6 nAl(NR12 23-nとしての、 (CH32Al N(C2H5 (C2H52Al NHCH3 (CH32Al NH(C2H5) (C2H52Al N(Si(CH3 (iso−C4H92Al N(Si(CH3など。
(Vi)R6 nAl(Si R13 33-nとしての、(iso−C4H92A
l Si(CH3など。
これらの有機アルミニウム化合物として、 R6 3Al、R6 2Al(OR7)、R6 2Al(O Al R9 2)が好ましく、
特にR6が分枝鎖型アルキル基であるR6 3Al、R6 2Al(O
R7)、R6 2Al(O Al R9 2)が好ましく、トリイソブチル
アルミニウム、トリ2−エチルヘキシルアルミニウムな
どのトリイソアルキルアルミニウムが特に好ましい。こ
れら有機アルミニウム化合物は、2種以上用いることも
できる。
オレフィンの重合方法 本発明に係るオレフィンの重合方法を説明するフロー
チャートを、第3図に示す。
本発明では、上記のような[A]ベンゼン不溶性の有
機アルミニウムオキシ化合物と、[B]アルミニウム原
子に少なくとも1個のn−アルキル基以外の炭化水素基
が結合したアルミノオキサンと、[C]シクロペンタジ
エニル骨格を有する配位子を含む遷移金属化合物と、
[D]有機アルミニウム化合物とからなるオレフィン重
合用触媒を用いて、オレフィンを重合することによりオ
レフィン重合体を製造する。
本発明に係るオレフィン重合用触媒により重合するこ
とができるオレフィンとしては、エチレン、および炭素
数が3〜20のα−オレフィン、たとえばプロピレン、1
−ブテン、1−ヘキセン、1−ペンテン、4−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、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
を挙げることができる。
さらに本発明では、スチレン、ビニルシクロヘキサ
ン、ジエンなどを用いることもできる。
本発明では、重合は溶解重合、懸濁重合などの液相重
合法あるいは気相重合法いずれにおいても実施できる。
このようなオレフィン重合用触媒を用いたオレフィン
の重合温度は、通常、−50〜200℃、好ましくは0〜150
℃の範囲である。重合圧力は、通常、常圧〜100kg/c
m2、好ましくは常圧〜50kg/cm2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
ても行なうことができる。さらに重合を反応条件の異な
る2段以上に分けて行なうことも可能である。得られる
オレフィン重合体の分子量は、重合系に水素を存在させ
るか、あるい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。
上記のようなオレフィン重合用触媒を用いて、オレフ
ィンの重合を行なうに際して、LA]ベンゼンに不溶性の
有機アルミニウムオキシ化合物は、通常10-6〜0.1グラ
ム原子−Al/、好しくは10-5〜10-2グラム原子−Al/
の量で、[B]アルミニウム原子に少なくとも1個のn
−アルキル基以外の炭化水素基が結合したベンゼン可溶
性のアルミノオキサンは、通常10-5〜0.1グラム原子−A
l/、好ましくは10-4〜10-2グラム原子−Al/の量
で、また[C]シクロペンタジエニル骨格を有する配位
子を含む遷移金属化合物は、通常10-8〜10-3モル/好
ましくは10-7〜10-4モル/の量で、さらに[D]有機
アルミニウム化合物は、通常10-5〜0.1モル/好まし
くは10-4〜10-2モル/の量で用いられることが望まし
い。また、[D]有機アルミニウム化合物に対する
[A]ベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物
(Al原子に換算)の比は、0.01〜5、好ましくは0.02〜
2の範囲であり、[D]有機アルミニウム化合物に対す
る[B]アルミニウム原子に少なくとも1個のn−アル
キル基以外の炭化水素基が結合したアルミニノオキサン
の比は、0.01〜5、好ましくは0.02〜2の範囲で用いら
れることが望ましい。
上記のような[A]ベンゼン不溶性の有機アルミニウ
ムオキシ化合物と、[B]アルミニウム原子に少なくと
も1個のn−アルキル基以外の炭化水素基が結合したア
ルミノオキサンと、[C]シクロペンタジエニル骨格を
有する配位子を含む遷移金属化合物と、[D]有機アル
ミニウム化合物とから形成される本発明に係るオレフィ
ン重合用触媒は、優れた重合活性を有している。すなわ
ち本発明に係るオレフィン重合用触媒は、従来公知のベ
ンゼン可溶性のアルミノオキサンとメタロセン系化合物
とから形成されるオレフィン重合用触媒と比較して、単
位有機アルミニウムオキシ化合物重量当り、約1.2〜20
倍のオレフィン重合体を得ることができ、さらに高分子
量の重合体を得ることができる。
また本発明に係るオレフィン重合用触媒を用いてオレ
フィンを共重合させると、分子量分布が狭く、かつ組成
分布が狭いオレフィン(共)重合体を得ることができ
る。
なお、本発明では、オレフィン重合用触媒は、上記の
ような各成分以外にも、オレフィン重合に有用な他の成
分を含むことができる。
発明の効果 本発明に係るオレフィン重合用触媒は、[A]ベンゼ
ンに不溶性あるいは離溶性の有機アルミニウムオキシ化
合物と、[B]アルミニウム原子に少なくとも1個のn
−アルキル基以外の炭化水素基が結合したアルミノオキ
サンと、[C]シクロペンタジエニル骨格を有する配位
子を含む遷移金属化合物と、[D]有機アルミニウム化
合物とからなっているため、オレフィンの重合に優れた
重合活性を有し、しかもこの触媒を用いてオレフィンを
重合させると、分子量分布および組成分布が狭いオレフ
ィン(共)重合体を得ることができる。
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではない。
実施例1 [アルミノオキサンの調製] 充分に窒素置換した400mlのフラスコに、Al2(SO4
・14H2O 37gとトルエン125mlとを装入し、0℃に冷
却した後、トルエン125mlで希釈したトリメチルアルミ
ニウム500ミリモルを滴下した。次に40℃まで昇温し、
その温度で10時間反応を続けた。反応終了後、濾過によ
り固液分離を行ない、さらに濾液よりトリエンを除去し
たところ、白色固体のアルミノオキサン12gが得られ
た。
[ベンゼン不溶性有機アルミニウムオキシ化合物の調
製] 充分に窒素置換した400mlのガラス製フラスコに、ト
ルエン59.7mlとアミノオキサンのトルエン溶液(Al2.48
モル−Al/)40.3mlと、さらに分散剤としてテフロン
製円柱(φ2mm×1.2mm)25gとを装入した。その後、−
5℃に冷却し、水0.72mlをピペットで徐々に添加した。
引き続き−5℃で40分間反応させ、次に1時間かけて80
℃まで昇温し、その温度でさらに3時間反応を続けた。
3時間反応後、フルイでテフロン製円柱を除き、さらに
濾過により固液分離を行ない、ベンゼン不溶性の有機ア
ルミニウムオキシ化合物を得た。なお、濾液中に溶存す
るアルミニウム濃度を測定したところ、検出限界の5mg
−Al/以下であった。
上記のようにして得られたベンゼン不溶性の有機アル
ミニウムオキシ化合物を撹拌機付200mlの反応器にAl原
子換算で100ミリグラム原子加え、さらに100mlのベンゼ
ンを加えて、60℃で6時間撹拌混合した。この懸濁液を
ジャケット付G5ガラス製フィルターを用い、ジャケット
に注いだシリコンオイルを60℃に保ちつつ、熱時濾過を
行ない、さらに60℃のベンゼン50mlを使い、4回洗浄し
た。濾液を回収し、濾液中のAl量を測定したところ0.7
ミリモル相当のAlが検出された。すなわち、上記有機ア
ルミニウムオキシ化合物の60℃のベンゼンに溶解するAl
成分の量は、Al原子換算で0.7%と考えられた。その
他、上記固体状有機アルミニウムオキシ化合物のIR測定
を行なったところ、1Rスペクトルにおいて600〜800cm-1
にAl−O−Al原子団における吸収が見られ、また1220cm
-1での吸光度(D1220)と、1260cm-1での吸光度
(D1260)との比(D1260/D1220)は、0.053であった。
また水による分解によってメタンの発生が見られた。
[重合] 充分に窒素置換した2のステンレス製オートクレー
ブに4−メチル−1−ペンテン900mlを装入後、50℃ま
で昇温し、上記のようにして調製したベンゼン不溶性の
有機アルミニウムオキシ化合物のトルエン懸濁液(0.44
モル−Al/)0.22mlと、アルミニウム原子に少なくと
も1個のn−アルキル基以外の炭化水素基が結合したア
ルミノオキサンである、 のトルエン溶液(1モル−Al/)0.5mlとトリイソブチ
ルアルミニウムのトルエン四液(1モル−Al/)0.5ml
を添加した。さらに、75℃に昇温した後、ビス(メチル
シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトル
エン溶液(0.001モル−Zr/)1mlをエチレンとともに
圧入し、重合を開始した。エチレンを連続的に供給しな
がら全圧8kg/cm2−G、80℃で40分間重合を行なったと
ころ、MFRが0.95g/10分であり、密度が0.886g/cm3であ
り、w/nが2.3であるエチレン・4−メチル−1−
ペンテン共重合体84.0gが得られた。
比較例1 実施例1において、ベンゼン不溶性有機アルミニウム
オキシ化合物の代わりに、実施例1で合成したアルミノ
オキサンをAl原子換算で0.1ミリグラム原子使用した以
外は実施例1と同様に行なったところ、MFRが0.88g/10
分であり、密度が0.890g/cm3であり、w/nが2.3で
あるエチレン・4−メチル−1−ペンテン共重合体42.1
gが得られた。
比較例2 実施例1の重合において、ベンゼン不溶性有機アルミ
ニウムオキシ化合物の代わりに、実施例1で合成したア
ルミノオキサンをAl原子換算で0.5ミリグラム原子使用
し、 およびトリイソブチルアルミニウムを使用したかった以
外は、実施例1と同様に重合を行なったところ、MFRが
9.55g/10分であり、密度が0.890g/cm3であり、w/n
が2.2であるエチレン・4−メチル−1−ペンテン共重
合体50.1gが得られた。
実施例2 [ベンゼン不溶性有機アルミニウムオキシ化合物の調
製] 充分に窒素置換した400mlのガラス製フラスコに、ト
ルエン134mlおよび32メッシュのフルイで分球し、フル
イ上に残ったAl2(SO4・14H2O 10.9gを装入し懸濁
状にした。そこへ、室温下において実施例1と同様にし
て調製したアルミノオキサンのトルエン溶液(2.34モル
−Al/)100mlを添加した。引き続き80℃に昇温し、そ
の温度で7時間撹拌を続けた。その後、窒素雰囲気下80
メッシュのフルイで硫酸アルミニウム化合物を除き、さ
らに濾過により固液分離を行ない、ベンゼン不溶性の有
機アルミニウムオキシ化合物を得た。なお、濾液中に溶
存するアルミニウム濃度を測定したところ、検出限界の
5mg/Al/以下であった。
得られたAl化合物の60℃のベンゼンに対する溶解性を
実施例1と同様にして測定したところ、0.3%であっ
た。
また1220cm-1での吸光度(D1220)と、1260cm-1での
吸光度(D1260)との比(D1260/D1220)は、0.067であ
った。
[重合] 充分に窒素置換した500mlのガラス製オートクレーブ
にトルエン350mlと1−オクテン25mlを装入し、65℃ま
で昇温した。その後、エチレンガスを120/時間で流
通させ、次いで、 0.4ミリグラム原子−Al、(i−Bu)2Al OMe0.1ミリグ
ラム原子−Al、ベンゼン不溶性有機アルミニウムオキシ
化合物0.2ミリグラム原子−Al、ビス(シクロペンタジ
エニル)ジルコニウムジクロリド0.002ミリモルを順に
添加し、重合を開始した。エチレンガスを連続的に供給
しながら、70℃で30分間重合を行なったところ、MFRが
4.56g/10分であり、密度が0.904g/cm3でり、w/nが
2.3であるエチレン・1−オクテン共重合体11.6gが得ら
れた。
実施例3 [ベンゼン不溶性有機アルミニウムオキシ化合物の調
製] 充分に窒素置換した400mlのガラス製フラスコに、ト
ルエン32.8mlおよび粉砕した塩化マグネシウムの6水和
塩0.78gを装入し、スラリー化した。そこへ、室温下に
おいて実施例1で調製したアルミノオキサンのトルエン
溶液(2.31モル−Al/)25mlを添加した。その後80℃
に昇温し、その温度で7時間撹拌を続けた。7時間後、
濾過により固液分離を行ない、ベンゼン不溶性の有機ア
ルミニウムオキシ化合物を得た。なお濾液中に溶存する
アルミニウム濃度を測定したところ、検出限界(5mg−A
l/)以下であった。
得られたAl化合物の60℃のベンゼンに対する溶解性を
実施例1と同様にして測定したところ、0.3%であっ
た。
[重合] 上記で調製したベンゼン不溶性の有機アルミニウムオ
キシ化合物を用いた以外は、実施例1と同様に重合を行
ない、MFRが1.13g/10分であり、密度が0.887g/cm3であ
り、w/nが2.2であるエチレン・4−メチル−1−
ペンテン共重合体80.8gが得られた。
実施例4 [重合] 充分に窒素置換した2のステンレス製オートクレー
ブにトルエン600mlおよび4−メチル−1−ペンテン300
mlを装入後、50℃まで昇温し、実施例1で調製したベン
ゼン不溶性有機アルミニウムオキシ化合物のトルエン懸
濁液(0.44モル−Al/)0.11mlとトリイソブチルアル
ミニウムのトルエン溶液(1モル−Al/)0.5ml、さら
にアルミニウム原子に少なくとも1個のn−アルキル基
以外の炭化水素基が結合したベンゼン可溶性のアルミノ
オキサンである、 のトルエン溶液(1モル−Al/)0.5mlとを添加した。
さらに75℃に昇温した後、エチレンビス(インデニル)
ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(0.0005モル−
Zr/)0.3mlをエチレンとともに圧入し、重合を開始し
た。エチレンを連続的に供給しながら全圧8kg/cm2
G、80℃で40分間重合を行なったところ、MFRが15.2g/1
0分であり、密度が0.899g/cm3であり、w/nが2.3で
あるエチレン・4−メチル−1−ペンテン共重合体95.5
gが得られた。
比較例3 実施例4の重合において、ベンゼン不溶性有機アルミ
ニウムオキシ化合物の代わりに、実施例1で合成したア
ルミノオキサンをAl原子換算で0.05ミリグラム原子使用
した以外は実施例10.2g/10分であり、密度が0.906g/cm3
であり、w/nが2.4であるエチレン・4−メチル−
1−ペンテン共重合体53.9gが得られた。
比較例4 実施例4の重合において、ベンゼン不溶性の有機アル
ミニウムオキシ化合物の代わりに、実施例1で合成した
アルミノオキサンをAl原子換算で0.5ミリグラム原子使
用し、トリイソブチルアルミニウムおよび を使用したかった以外は、実施例4と同様に行なったと
ころ、MFRが35.6g/10分であり、密度が0.897g/cm3であ
り、w/nが2.2であるエチレン・4−メチル−1−
ペンテン共重合体62.8gが得られた。
実施例5 [重合] 充分に窒素置換した500mlのガラス製オートクレーブ
にトルエン250mlを装入し、プロピレンガスを流通させ
ながら65℃まで昇温した。その後、 をアルミニウム原子換算で0.2ミリグラム原子、(i−B
u)2Al−O−Al(i−Bu)をアルミニウム原子換算で
0.3ミリグラム原子、実施例2で調製したベンゼン不溶
性の有機アルミニウムオキシ化合物をアルミニウム原子
換算で0.5ミリグラム原子、エチレンビス(インデニ
ル)ジルコニウムジクロリド0.005ミリモルを順次添加
した重合を開始した。プロピレンガスを連続的に供給し
ながら常圧下、70℃で1時間重合を行なったところ、13
5℃デカリン中で測定した[η]が0.29dl/gであり、w
/nが2.1であるアイソタックポリプロピレン16.2gが
得られた。
比較例5 実施例5の重合においてベンゼン不溶性の有機アルミ
ニウムオキシ化合物の代わりに実施例1で合成したアル
ミノオキサンをアルミニウム原子換算で2.5ミリグラム
原子使用し、 および(i−Bu)2Al−O−Al(i−Bu)を使用しな
かった以外は実施例5と同様に重合を行なったところ、
[η]が0.14dl/gであり、w/nが1.9であるアイソ
タクチックポリプロピレン12.0gが得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るオレフィン重合用触媒の調製方法
の一例を示す図である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】[A]60℃のベンゼンに溶解するAl成分が
    Al原子換算で10%以下であり、 (式中R1は炭素数1〜12の炭化水素基である)で示され
    るアルキルオキシアルミニウム単位を有する、 有機アルミニウムオキシ化合物と、 [B]アルミニウム原子に少なくとも1個のn−アルキ
    ル基以外の炭化水素基が結合したアルミノオキサンと、 [C](i)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子
    を2個含み、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムか
    らなる群から選択される遷移金属を含む遷移金属化合物
    (ただし上記配位子が低級アルキレン基を介して結合さ
    れたものは除く)または (ii)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を2個
    含み、かつ2個の上記シクロペンタジエニル骨格を有す
    る配位子が低級アルキレン基を介して結合されている、
    チタン、ジルコニウムおよびハフニウムからなる群から
    選択される遷移金属を含む遷移金属化合物と、 [D](i)式 R6 mAl X3-m (式中、R6は炭素数1〜12の炭化水素基であり、Xはハ
    ロゲンであり、mは1〜3である)で示される有機アル
    ミニウム化合物または (ii)式 R6 nAl Y3-n (式中、R6は炭素数1〜12の炭化水素基であり、Yは水
    素、−OR7基、−O SiR8 3基、−O AlR9 2基、 −NR12 2基または−SiR13 3基であり、nは1〜2であ
    り、R7〜R13は水素、ハロゲンまたは炭化水素基であ
    る)で示される有機アルミニウム化合物と から形成されるオレフィン重合用触媒。
  2. 【請求項2】[A]60℃のベンゼンに溶解するAl成分が
    Al原子換算で10%以下であり、 (式中R1は炭素数1〜12の炭化水素基である)で示され
    るアルキルオキシアルミニウム単位を有する、 有機アルミニウムオキシ化合物と、 [B]アルミニウム原子に少なくとも1個のn−アルキ
    ル基以外の炭化水素基が結合したアルミノオキサンと、 [C](i)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子
    を2個含み、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムか
    らなる群から選択される遷移金属を含む遷移金属化合物
    (ただし上記配位子が低級アルキレン基を介して結合さ
    れたものは除く)または (ii)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を2個
    含み、かつ2個の上記シクロペンタジエニル骨格を有す
    る配位子が低級アルキレン基を介して結合されている、
    チタン、ジルコニウムおよびハフニウムからなる群から
    選択される遷移金属を含む遷移金属化合物と、 [D](i)式 R6 mAl X3-m (式中、R6は炭化数1〜12の炭素水素基であり、Xはハ
    ロゲンであり、mは1〜3である)で示される有機アル
    ミニウム化合物または (ii)式 R6 nAl Y3-n (式中、R6は炭素数1〜12の炭化水素基であり、Yは水
    素、−OR7基、−O SiR8 3基、−O AlR9 2基、 −NR12 2基または−SiR13 3基であり、nは1〜2であ
    り、R7〜R13は水素、ハロゲンまたは炭化水素基であ
    る)で示される有機アルミニウム化合物と から形成されるオレフィン重合用触媒の存在下に、オレ
    フィンを重合または共重合させることを特徴とするオレ
    フィンの重合方法。
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