JP2764074B2 - Method for producing syndiotactic polypropylene - Google Patents
Method for producing syndiotactic polypropyleneInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシンジオタクチックポリプロピレンの製造方
法に関する。詳しくは、触媒当たり高収率でシンジオタ
クチックなポリプロピレンを製造する方法に関する。The present invention relates to a method for producing syndiotactic polypropylene. More specifically, it relates to a method for producing syndiotactic polypropylene in a high yield per catalyst.
シンジオタクチックポリプロピレンについては古くよ
りその存在は知られていたが、従来のバナジウム化合物
とエーテルおよび有機アルミニウムからなる触媒で低温
重合する方法はシンジオタクティシティーが悪く、シン
ジオタクチックなポリプロピレンの特徴を表していると
は言い難かった。これに対して、J.A.EWENらにより非対
称な配位子を有する遷移金属触媒成分とアルミノキサン
からなる触媒によってシンジオタクチックペンタッド分
率が0.8を越えるようなタクティシティーの良好なポリ
プロピレンを得られることが初めて発見された(J.Am.C
hem.Soc.,1988,110,6255−6256)。Syndiotactic polypropylene has long been known for its existence, but conventional methods of low-temperature polymerization with a catalyst consisting of a vanadium compound, ether and organoaluminum have poor syndiotacticity, which is characteristic of syndiotactic polypropylene. It was hard to say. On the other hand, JAEWEN et al., For the first time, were able to obtain polypropylene with good tacticity such that the syndiotactic pentad fraction exceeds 0.8 using a catalyst composed of a transition metal catalyst component having an asymmetric ligand and an aluminoxane. Was discovered (J.Am.C
hem. Soc., 1988, 110, 6255-6256).
上記J.A.EWENらによる方法は遷移金属当たりの活性が
良好であり、しかも得られるポリマーのタクティシティ
ーが高く優れた方法であるが、触媒が不安定であり、触
媒の活性の再現性が悪いと言う問題があり工業的規模で
製造するには問題があった。The above-mentioned method by JAEWEN et al. Is an excellent method having good activity per transition metal and high tacticity of the obtained polymer, but the catalyst is unstable and the reproducibility of the activity of the catalyst is poor. There was a problem in manufacturing on an industrial scale.
本発明者らは上記問題を解決して高活性にシンジオタ
クティシティーの高いポリプロピレンを製造する方法に
ついて鋭意検討し本発明を完成した。The present inventors have diligently studied a method for solving the above problems and producing polypropylene having high activity and high syndiotacticity, and completed the present invention.
即ち、本発明はイソプロピル(シクロペンタジエニル
−1−フルオレニル)ハフニウムジクロリド及びイソプ
ロピル(シクロペンタジエニル−1−フルオレニル)ジ
ルコニウムジクロリドから選ばれた遷移金属触媒成分と
アルミノキサンからなる触媒を用いてプロピレンを重合
する方法において、予め少量の芳香族炭化水素化合物中
でプロピレンの存在下に遷移金属触媒成分とアルミノキ
サンを接触しプロピレンを重合した後、該スラリーを用
いて液状プロピレンの存在下にプロピレンを重合するこ
とを特徴とするシンジオタクチックポリプロピレンの製
造方法である。That is, the present invention provides propylene using a catalyst comprising a transition metal catalyst component selected from isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) hafnium dichloride and isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dichloride and aluminoxane. In the polymerization method, after a transition metal catalyst component and an aluminoxane are contacted in the presence of propylene in a small amount of aromatic hydrocarbon compound to polymerize propylene, propylene is polymerized in the presence of liquid propylene using the slurry. A method for producing syndiotactic polypropylene.
本発明において遷移金属触媒成分は上記文献に記載さ
れたイソプロピル(シクロペンタジエニル−1−フルオ
レニル)ハフニウムジクロリド、あるいはイソプロピル
(シクロペンタジエニル−1−フルオレニル)ジルコニ
ウムジクロリドであり、またアルミノキサンとしては、
一般式、 (式中Rは炭素数1〜3の炭化水素残基。)で表される
化合物が例示でき、特にRがメチル基であるメチルアル
ミノキサンでnが5以上好ましくは10以上のものが利用
される。上記遷移金属触媒成分に対するアルミノキサン
の使用割合としては10〜1000000モル倍、通常50〜5000
モル倍である。In the present invention, the transition metal catalyst component is isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) hafnium dichloride or isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dichloride described in the above document.
General formula, (Wherein R is a hydrocarbon residue having 1 to 3 carbon atoms). Examples thereof include methylaluminoxane wherein R is a methyl group and n is 5 or more, preferably 10 or more. . The use ratio of aluminoxane to the transition metal catalyst component is 10 to 100,000,000 mole times, usually 50 to 5000.
It is molar times.
本発明において重要なのは、液状のプロピレンの存在
下に塊状重合を行うに先立ち、芳香族炭化水素化合物中
でプロピレンの存在下に遷移金属触媒成分とアルミノキ
サンを接触しプロピレンを重合することにある。ここで
アルミノキサンと遷移金属触媒成分の比は塊状重合を行
う際の条件と同じであっても良いが、その一部を用いて
行っても良い。芳香族炭化水素中での重合は、遷移金属
触媒成分1g当たり0.1g以上10000g以下のプロピレンが重
合するまで行うのが好ましく、0.1g以下では活性向上の
効果が小さく、10000g以上では前処理に用いる装置が大
きくなり好ましくなく、またより効果的な訳でもない。What is important in the present invention is that, prior to performing bulk polymerization in the presence of liquid propylene, the transition metal catalyst component and aluminoxane are contacted in the presence of propylene in the aromatic hydrocarbon compound to polymerize propylene. Here, the ratio of the aluminoxane to the transition metal catalyst component may be the same as the condition for performing the bulk polymerization, or may be performed using a part thereof. The polymerization in the aromatic hydrocarbon is preferably performed until 0.1 g or more and 10,000 g or less of propylene is polymerized per 1 g of the transition metal catalyst component.At 0.1 g or less, the effect of improving the activity is small. The device is bulky and not preferred, nor is it more effective.
芳香族炭化水素化合物は遷移金属触媒成分1g当たり10
〜1000000ml用いるのが好ましく、10ml以下では活性向
上の効果が小さく、1000000ml以上では塊状重合での活
性が充分ではない。より好ましくは1000〜100000mlであ
る。また芳香族炭化水素化合物1ml当たり10ml以上の液
状プロピレンを用いるのが塊状重合での活性の点で好ま
しい。Aromatic hydrocarbon compound is 10 per g of transition metal catalyst component.
It is preferable to use 1 to 1000000 ml. If the amount is 10 ml or less, the effect of improving the activity is small, and if it is 10000 ml or more, the activity in bulk polymerization is not sufficient. The volume is more preferably 1,000 to 100,000 ml. It is preferable to use 10 ml or more of liquid propylene per 1 ml of the aromatic hydrocarbon compound from the viewpoint of activity in bulk polymerization.
重合温度としては芳香族炭化水素溶媒中での重合、あ
るいは塊状重合においても−100〜200℃で行うのが一般
的であり、通常芳香族炭化水素溶媒中での重合は塊状重
合の際より低温で行うのが一般的である。重合圧力とし
ては、芳香族炭化水素溶媒中での重合は常圧〜10kg/cm2
程度で行うのが一般的であり、塊状重合はプロピレンが
液状となる圧力条件下に行われる。。As the polymerization temperature, polymerization in an aromatic hydrocarbon solvent, or in bulk polymerization is generally carried out at -100 to 200 ° C, and polymerization in an aromatic hydrocarbon solvent is usually lower than that in bulk polymerization. It is common to do with. As the polymerization pressure, polymerization in an aromatic hydrocarbon solvent is from normal pressure to 10 kg / cm 2
Generally, the bulk polymerization is performed under pressure conditions under which propylene becomes liquid. .
本発明においてプロピレンの重合とはプロピレン単独
重合のみならず20wt%程度までのエチレン、ブテン−1
などの他のα−オレフィンとの共重合体を製造すること
をも含有する。In the present invention, propylene polymerization means not only propylene homopolymerization but also ethylene and butene-1 up to about 20% by weight.
And the production of copolymers with other α-olefins.
芳香族炭化水素溶剤中での重合から塊状重合への移行
の方法については特に制限はないが、通常芳香族炭化水
素溶剤スラリーを液状のプロピレンに導入するか、ある
いは芳香族炭化水素溶剤スラリーに液状のプロピレンを
追加することで行われる。There is no particular limitation on the method of transition from polymerization in an aromatic hydrocarbon solvent to bulk polymerization, but usually an aromatic hydrocarbon solvent slurry is introduced into liquid propylene, or a liquid is added to the aromatic hydrocarbon solvent slurry. By adding propylene.
本発明において芳香族炭化水素化合物としては、反応
条件下に液状の炭素数6〜20の芳香族炭化水素化合物が
利用され、具体的にはベンゼン、トルエン、キシレン、
エチルベンゼン、テトラリンなどベンゼンの水素の一部
または全部が炭素数1〜12のアルキル残基で置換したも
のか、あるいは反応アルキル置換ナフタレンなどが例示
される。In the present invention, as the aromatic hydrocarbon compound, an aromatic hydrocarbon compound having 6 to 20 carbon atoms in a liquid state under the reaction conditions is used, and specifically, benzene, toluene, xylene,
Examples thereof include those in which a part or all of hydrogen of benzene such as ethylbenzene and tetralin is substituted by an alkyl residue having 1 to 12 carbon atoms, or a reactive alkyl-substituted naphthalene.
以下に実施例を示しさらに本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples.
実施例1 内容積200mlのオートクレーブにトルエン100ml装入
し、常法に従って合成したイソプロピルシクロペンタジ
エニル−1−フルオレンをリチウム化し、四塩化ジルコ
ニウムと反応することで得たイソプロピル(シクロペン
タジエニル−1−フルオレニル)ジルコニウムジクロリ
ド5mgを入れ、プロピレンを装入して2kg/cm2−Gとし
た、次いで東洋アクゾ社製の重合度約15のメチルアルミ
ノキサン0.67gをトルエン10mlに溶解したものを加え10
分間重合した。一部を採取し分析したところイソプロピ
ル(シクロペンタジエニル−1−フルオレニル)ジルコ
ニウムジクロリド1gあたり600gのプロピレンが重合して
いた。次いで未反応のプロピレンを除去しスラリーを5l
のオートクレーブに移液し、ついでプロピレン1.5kgを
挿入して25℃で2時間重合した。重合後未反応のプロピ
レンを除去して取りだしたパウダーを2l/回のヘキサン
で3回洗浄してヘキサンに不溶な部分としてシンジオタ
クチックポリプロピレンを230g得た。得られたパウダー
の135℃のテトラリン溶液で測定した極限粘度(以下、
ηと略記する)は1.48、シンジオタクチックペンタッド
分率は0.918であった。Example 1 An autoclave having an internal volume of 200 ml was charged with 100 ml of toluene, isopropylcyclopentadienyl-1-fluorene synthesized according to a conventional method was lithium-treated, and isopropyl (cyclopentadienyl-fluorene) obtained by reacting with zirconium tetrachloride was used. 5 mg of 1-fluorenyl) zirconium dichloride was added thereto, and propylene was charged to 2 kg / cm 2 -G. Then, a solution prepared by dissolving 0.67 g of methylaluminoxane of Toyo Akzo Co., Ltd. having a degree of polymerization of about 15 in 10 ml of toluene was added.
Polymerized for minutes. When a part was sampled and analyzed, 600 g of propylene was polymerized per 1 g of isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dichloride. Then unreacted propylene was removed and the slurry was 5 l.
Was transferred to an autoclave, and then 1.5 kg of propylene was inserted, followed by polymerization at 25 ° C. for 2 hours. The unreacted propylene was removed after the polymerization, and the powder taken out was washed three times with 2 l / hexane of 3 times to obtain 230 g of syndiotactic polypropylene as a portion insoluble in hexane. The intrinsic viscosity of the obtained powder measured at 135 ° C. in tetralin solution (hereinafter, referred to as
(abbreviated as η) was 1.48, and the syndiotactic pentad fraction was 0.918.
比較例1 予め、トルエン中で重合することなく5lのオートクレ
ーブにメチルアルミノキサンを0.67g入れ、プロピレン
1.5kg装入したのち、攪拌下にイソプロピル(シクロペ
ンタジエニル−1−フルオレニル)ジルコニウムジクロ
リド5mgをトルエン10mlに溶解したものを同様に4回で
分割導入した(但し圧入は窒素の圧力で行った。)他は
実施例1と同様にした。ヘキサンに不溶なパウダーを63
g得た。得られたパウダーのηは1.41、シンジオタクチ
ックペンタッド分率は0.908であった。Comparative Example 1 Beforehand, 0.67 g of methylaluminoxane was put into a 5 l autoclave without polymerization in toluene, and propylene was added.
After charging 1.5 kg, a solution obtained by dissolving 5 mg of isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dichloride in 10 ml of toluene was similarly introduced in four portions under stirring (however, the injection was performed under nitrogen pressure). Others were the same as in Example 1. 63 powder insoluble in hexane
g obtained. The obtained powder had η of 1.41 and a syndiotactic pentad fraction of 0.908.
比較例2 始めのプロピレンの重合での溶剤を、トルエンにかえ
ヘキサンを用いて行った他は実施例1と同様にしたとこ
ろヘキサンに不溶なパウダーを142g得た。得られたパウ
ダーのηは1.46、シンジオタクチックペンタッド分率は
0.918であった。なお、ヘキサン中での重合の際イソプ
ロピル(シクロペンタジエニル−1−フルオレニル)ジ
ルコニウムジクロリド1gあたり280gのプロピレンが重合
していた。Comparative Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that hexane was used instead of toluene as the solvent in the initial polymerization of propylene, whereby 142 g of a powder insoluble in hexane was obtained. The η of the obtained powder is 1.46, and the syndiotactic pentad fraction is
0.918. During the polymerization in hexane, 280 g of propylene was polymerized per 1 g of isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dichloride.
実施例2 トルエンにかえエチルベンゼンを用い、メチルアルミ
ノキサンを0.2g用いて予め重合し、さらに塊状重合の際
に、上記スラリー、プロピレンを装入した後、0.43gの
メチルアルミノキサンを圧入して重合を行った。ヘキサ
ンに不溶なパウダーを208g得た。得られたパウダーのη
は1.38、シンジオタクチックペンタッド分率は0.920で
あった。なお、エチルベンゼン中での重合の際イソプロ
ピル(シクロペンタジエニル−1−フルオレニル)ジル
コニウムジクロリド1gあたり310gのプロピレンが重合し
ていた。Example 2 Polymerization was carried out in advance by using ethylbenzene in place of toluene and using 0.2 g of methylaluminoxane. In addition, during the bulk polymerization, the above slurry and propylene were charged, and then 0.43 g of methylaluminoxane was injected to perform polymerization. Was. 208 g of a powder insoluble in hexane was obtained. Η of the obtained powder
Was 1.38 and the syndiotactic pentad fraction was 0.920. During the polymerization in ethylbenzene, 310 g of propylene was polymerized per 1 g of isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dichloride.
本発明の方法を実施することにより触媒当たり高活性
でシンジオタクチックポリプロピレンを得ることができ
工業的に極めて価値がある。By carrying out the method of the present invention, syndiotactic polypropylene can be obtained with high activity per catalyst, which is extremely valuable industrially.
第1図は本発明の方法を理解するのを助ける為のフロー
図である。FIG. 1 is a flow diagram to help understand the method of the present invention.
Claims (3)
−フルオレニル)ハフニウムジクロリド及びイソプロピ
ル(シクロペンタジエニル−1−フルオレニル)ジルコ
ニウムジクロリドから選ばれた遷移金属触媒成分とアル
ミノキサンからなる触媒を用いてプロピレンを重合する
方法において、予め少量の芳香族炭化水素化合物中でプ
ロピレンの存在下に遷移金属触媒成分とアルミノキサン
を接触しプロピレンを重合した後、該スラリーを用いて
液状プロピレンの存在下にプロピレンを重合することを
特徴とするシンジオタクチックポリプロピレンの製造方
法。(1) Isopropyl (cyclopentadienyl-1)
-Fluorenyl) hafnium dichloride and isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dichloride in a method of polymerizing propylene using a catalyst comprising an aluminoxane and a transition metal catalyst component, a small amount of an aromatic hydrocarbon compound in advance A method for producing syndiotactic polypropylene, comprising contacting a transition metal catalyst component with an aluminoxane in the presence of propylene to polymerize propylene, and then polymerizing propylene using the slurry in the presence of liquid propylene.
属触媒成分1g当たり0.1g以上10000g以下のプロピレンが
重合するまで行う請求項1記載の方法。2. The process according to claim 1, wherein the polymerization in the aromatic hydrocarbon compound is carried out until from 0.1 g to 10,000 g of propylene per 1 g of the transition metal catalyst component is polymerized.
1g当たり10〜1000000ml用い、且つ芳香族炭化水素化合
物1ml当たり10ml以上の液状プロピレンを用いる請求項
1記載の方法。3. A transition metal catalyst component comprising an aromatic hydrocarbon compound.
The method according to claim 1, wherein 10 to 100 ml of liquid propylene is used per 1 g, and 10 ml or more of liquid propylene is used per 1 ml of aromatic hydrocarbon compound.
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JPH02300212A JPH02300212A (en) | 1990-12-12 |
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1989
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