JP2766523B2 - 安定化オレフィン重合用触媒の製造方法 - Google Patents
安定化オレフィン重合用触媒の製造方法Info
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
Description
法に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明
は、触媒性能に優れ、かつ経時による触媒性能の低下が
ほとんどみられない上、モノマーと共に重合系に供給し
ても、供給用配管内を生成した重合体で閉塞させること
のない安定化したオレフィン重合用触媒を効率よく製造
する方法に関するものである。
ン含有固体成分と有機アルミニウム化合物とから成るチ
ーグラー型触媒が広く用いられている。そして、このオ
レフィン重合用触媒をあらかじめ、少量の重合に供する
オレフィン類と接触させて前重合処理(オレフィン類の
予備重合)したのち、オレフィン類の重合に供する場
合、微粉状ポリマーの生成を防止しうるとともに、重合
活性や立体規則性などの触媒性能を高く発現しうること
が知られている(特公昭49−37835号公報、同52−39871
号公報、同54−34714号公報、同57−45244号公報、同58
−1289号公報、特開昭55−123607号公報、同59−6205号
公報)。
態にあるため、たとえヘキサンやヘプタンなどの不活性
な有機溶剤などで洗浄処理を行っても、重合活性や立体
規制性などの触媒性能は不安定であって、経時による触
媒性能の低下を免れない上、例えばモノマーを含有する
媒体を用いて該前重合処理した触媒を重合系に供給する
場合、その供給用配管内が生成した重合体により閉塞す
るおそれがあるなどの欠点を有している。
ィン類を接触させて前重合処理して成るものが有する欠
点を克服し、触媒性能に優れ、かつ長期間保存しても触
媒性能がほとんど低下することがない上、モノマーを含
有する媒体とともに、重合系に供給しても、供給用配管
内を生成した重合体で閉塞させることのない安定化オレ
フィン重合用触媒を効率よく製造するための方法を提供
することを目的としてなされたものである。
て鋭意研究を重ねた結果、特定のチーグラー型オレフィ
ン重合用触媒をオレフィン類と接触させ、前重合処理し
たのち、二酸化炭素と接触させることにより、前記目的
を達成しうることを見出し、この知見に基づいて本発明
を完成するに至った。
と一般式 A1R2 mX3-m (式中のR2はアルキル基、アリール基又はシクロアルキ
ル基、mは1〜3の整数、Xはハロゲン原子である) で表わされる有機アルミニウム化合物とから成るオレフ
ィン重合用触媒をオレフィン類と接触させて前重合処理
したのち、二酸化炭素と接触させ、触媒性能を安定化さ
せることを特徴とする安定化オレフィン重合用触媒の製
造方法を提供するものである。
るハロゲン化チタン含有固体成分としては、例えば三塩
化チタン成分を含有する固体成分及びマグネシウム化合
物とハロゲン化チタン化合物とから成る担持型成分を含
有する固体成分を挙げることができる。
を有機アルミニウム化合物で還元して得られる三塩化チ
タンを、電子供与体及び四塩化チタンで処理して成る化
合物(特公昭52−3358号公報)、四塩化チタンを有機ア
ルミニウム化合物と電子供与体の反応物で還元して得ら
れる三塩化チタンを、電子供与体及び四塩化チタンで処
理して成る化合物(特公昭53−28573号公報)、四塩化
チタンを金属アルミニウムで還元し、微粉砕により活性
化された化合物〔いわゆる三塩化チタン(AA)と称され
るもの〕など、主成分が三塩化チタンから成る化合物が
挙げられる。
は、例えば金属マグネシウム、金属マグネシウムをハロ
ゲン化炭化水素と反応させて得られるアルキルマグネシ
ウムハライド、ジアルキルマグネシウム、ハロゲン化マ
グネシウム、あるいは水酸化マグネシウム、オキシ塩化
マグネシウム、ジアルコキシマグネシウム、アルコキシ
マグネシウムハライド、有機酸マグネシウム及びこれら
とハロゲン化剤とを反応させて得られるマグネシウム化
合物などが挙げられる。これらのマグネシウム化合物は
1種用いてもよいし、2種以上組み合わせてもよい。
としては、一般式 Ti(OR1)4-nXn …(I) (式中のR1は炭化水素基、好ましくは炭素数1〜10の炭
化水素基、Xはハロゲン原子、nは1〜4の整数であ
る) で表わされる化合物及び一般式 Ti(OR1)4 …(II) (式中のR1は前記と同じ意味をもつ) で表わされるチタン化合物とハロゲン化剤との組合せが
用いられる。
四塩化チタン、四臭化チタン、エトキシチタニウムクロ
リド、ジエトキシチタニウムジクロリド、トリエトキシ
チタニウムクロリド、プロポキシチタニウムトリクロリ
ド、n−ブトキシチタニウムトリクロリド、ジ−n−ブ
トキシチタニウムジクロリド、エトキシチタニウムトリ
ブロミド、エトキシジブトキシチタニウムクロリド、あ
るいはテトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、
テトラプロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン
などのテトラアルコキシチタンとハロゲン化剤との組合
せなどが挙げられる。これらのハロゲン化チタン化合物
は1種用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いても
よい。
く、従来チーグラー型触媒における固体成分の調製に慣
用されている方法を用いることができる。
分には、必要に応じて、電子供与性化合物や補助触媒成
分を含有させてもよい。電子供与性化合物としては、例
えばアルコール類、フェノール類、ケトン類、アルデヒ
ド類、カルボン類、有機酸又は無機酸のエステル類、エ
ーテル類、酸アミド類、酸ハライド類、酸無水物類など
の含酸素電子供与性化合物、アンモニア、アミン類、ニ
トリル類、イソシアネート類、アミド類、イミン類など
の含窒素電子供与性化合物、チオール類、チオエーテル
類、硫酸エステル類、スルホン酸類などの含イオウ電子
供与性化合物、ケイ酸エステル類、シロキサン類、シラ
ノール類などの含ケイ素電子供与性化合物などが挙げら
れる。これらの電子供与性化合物は1種用いてもよい
し、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
られる有機アルミニウム化合物は、一般式 AlR2 mX3-m …(III) (式中のR2はアルキル基、アリール基又はシクロアルキ
ル基、mは1〜3の整数、Xはハロゲン原子である) で表わされる化合物であり、このようなアルミニウム化
合物としては、例えばトリエチルアルミニウム、トリ−
n−プロピルアルミニウム、トリ−イソブチルアルミニ
ウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、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
−n−ブチルアルミニウムクロリド、ジシクロペンチル
アルミニウムクロリド、エチルアルミニウムセスキクロ
リドなどを挙げることができる。これらの有機アルミニ
ウム化合物は1種用いてもよいし、2種以上を組み合わ
せて用いてもよい。
含有固体成分と有機アルミニウム化合物とから成るオレ
フィン重合用触媒にオレフィン類を接触させて前重合処
理することが必要である。
通常後続の重合に供するオレフィン類と同じものが用い
られる。このようなオレフィン類の好ましい例として
は、一般式 R−CH=CH2 …(IV) (式中のRは水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素残基
であって、直鎖状であってもよいし、分枝鎖状であって
もよい) で表わされるα−オレフィン類、例えばエチレン、プロ
ピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4
−メチルペンテン−1などが挙げられる。これらは単独
で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよ
い。
合用触媒とともに、いわゆる外部電子供与性化合物を用
いることができる。この外部電子供与性化合物として
は、前記内部電子供与性化合物の説明で例示したものを
挙げることができる。また、外部電子供与性化合物は、
内部電子供与性化合物と同一のものであってもよいし、
異なるものであってもよいい。このような外部電子供与
性化合物を併用することにより、本発明の効果はより向
上する。
要に応じて用いられる外部電子供与性化合物の存在下、
オレフィン類を予備重合させることにより行われる。こ
の際、重合温度は重合熱の除去や重合速度などの点か
ら、あまり低すぎるのは好ましくなく、通常室温ないし
90℃、好ましくは30〜80℃の範囲の温度で選ばれる。こ
の予備重合は、不活性有機溶媒、例えばヘキサン、ヘプ
タン、灯油のような公知の炭化水素溶媒などの存在下に
行うのが有利である。反応圧については特に制限はな
く、通常大気圧ないし20kg/cm2の範囲で適宜選ばれる。
また、この際、所望に応じ連鎖移動剤を使用してもよ
く、連鎖移動剤としては水素が好適である。水素を使用
する場合には、予備重合に用いられるオレフィン類に対
して、20モル%以下の割合で用いるのがよい。
含有固体成分と有機アルミニウム化合物の使用割合につ
いては特に制限はなく、適宜選ぶことができる。また、
該前重合処理における重合体の生成量についても特に制
限はないが、通常チタン原子1ミリモル当り、0.01〜40
00gの範囲で選ばれる。さらに、この前重合処理は回分
式で実施してもよいし、連続式で実施してもよい。
処理したオレフィン重合用触媒に、二酸化炭素を接触さ
せ、触媒能力を安定化させる処理が施される。この際、
該前重合処理触媒は乾燥状態で用いてもよいし、不活性
溶媒中に懸濁した状態で用いてもよく、一方、二酸化炭
素は、通常気体として用いられるが、液体や固体状態で
用いることもできる。また、接触方法については特に制
限はなく、通常固体−気体接触、スラリー−気体接触、
固液接触、スラリー−固体接触などに用いられる一般的
手法、例えばバブリング法、密閉容器中で固体又はスラ
リー状の前重合処理触媒と気体又は液体の二酸化炭素と
共存させ、かきまぜて接触させる方法、スクラバー方式
による方法などを用いることができるし、固体状の二酸
化炭素と乾燥状態又はスラリー状態の前重合処理触媒と
を接触させてもよい。これらの方法の中で、スラリー状
又は固体状の前重合処理触媒に、二酸化炭素ガスをバブ
リング接触させる方法及び密閉容器中でスラリー状又は
固体状の前重合処理触媒と二酸化炭素ガスとを共存さ
せ、かきまぜて接触させる方法が特に好適である。
時間は、得られる安定化触媒の取り扱い方法に応じて適
宜選ばれる。例えばオレフィン類の重合に際し、安定化
触媒をオレンフィンモノマーを含有する媒体と共に重合
系に供給する場合、その供給配管内で重合体が生成しな
い程度に触媒を安定化させるように接触処理時間を選ぶ
のが望ましく、また、安定化触媒を保存する場合には、
触媒性能が低下しない程度まで安定化させるように接触
処理時間を選ぶのがよい。
種類、使用状態、使用目的などに応じて、接触処理条件
も適宜選ぶことが望ましい。
媒は、重合活性や立体規制性などの触媒性能に優れると
ともに、それらの性能が安定化されており、オレフィン
類の重合用触媒として好適に用いられる。該安定化オレ
フィン重合用触媒は、通常有機アルミニウム化合物と組
み合わせてオレフィン類の重合に供せられて、この際の
重合形式としては、例えばスラリー重合法、気相重合
法、塊状重合法などが用いられる。原料単量体としての
オレフィン類としては、前記のオレフィン重合用触媒の
前重合処理の説明において例示したオレフィン類と同じ
ものを用いるのが望ましいが、所望ならば異なったもの
を用いることもできる。このオレフィン類は1種用いて
もよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
℃、好ましくは50〜100℃の範囲で選ばれ、また重合圧
力は通常1〜50kg/cm2・Gの範囲で選ばれる。重合体の
分子量の調節は、公知の手段、例えば重合器中の水素濃
度を調整することにより行うことができる。重合時間は
原料のオレフィン類の種類や重合温度によって左右さ
れ、一概に定めることができないが、5分ないし10時間
程度で十分である。
能に優れ、かつ長期間保存しても触媒性能の低下が少な
い上、モノマーを含有する触媒と共に重合系に供給して
も、その供給用配管内が生成した重合体で閉塞すること
がないなど、適度に安定化されたオレフィン重合用触媒
を容易に製造することができる。
が、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。
素ガスで十分に置換したのち、これにn−ヘプタン80
、ジエチルアルミニウムクロリド2.7kg、AA型三塩化
チタン40kgを仕込み、次いでプロピレンを0.5kg/cm・G
まで圧入し、30℃で2時間予備重合を行った。その後、
上澄みを抜き出し、n−ヘプタン50で5回洗浄後、80
のヘプタンスラリーとしたのち、気相部を脱気してか
ら二酸化炭素ガスを0.3kg/cm2・Gまで圧入し、かきま
ぜながら前重合処理触媒スラリーと24時間接触させ、該
前重合処理触媒を安定化させた。
ートクレーブに、ポリプロピレンパウダー20gを入れ、
かきまぜながらジエチルアルミニウムクロリド72mg及び
前記の安定化触媒0.12gを仕込んだのち、水素を5.0kg/c
m2・G、プロピレンを23.0kg/cm2・Gまで圧入し、70℃
で2時間重合を行った。この際の重合活性は2.0kgpp/g
安定化触媒であり、重合体中の沸騰ヘプタン抽出不溶分
(I.I.)は96.5重量%であった。
保存したのち、この触媒を用いて前記と同じ条件で重合
を行ったところ、重合活性は2.0kgpp/g安定化触媒、I.
I.は96.7重量%であり、触媒性能の低下は認められなか
った。
ち、二酸化炭素ガスによる接触処理を行わずに、この前
重合処理触媒を取り出し1日経過後に、この前処理触媒
を用いて、実施例1と同様の条件で重合を行った。
I.は96.7重量%であり、実施例1に比べて特に性能低下
は認められなかった。しかし、該前重合処理触媒を窒素
ガス下に室温で90日間保存したのち、この触媒を用い
て、同じ条件で重合を行ったところ、I.I.は96.1重量%
であり、さほど低下しなかったが、重合活性は1.3kgpp/
g前重合処理触媒であり、大きく低下した。
チルアルミニウムクロリド500g/−n−ヘプタン溶液
を、実施例1で調製した安定化触媒のチタン原子に対す
るアルミニウム原子の割合が原子比で10になるようにプ
ランジャーポンプを用いて供給した。
触媒として、内径6mmのステンレス製細管を通して重合
槽は供給した。プロピレンの重合条件は圧力28kg/cm2・
G、温度70℃になるように自動的に制御を行った。
管の閉塞は起こらなかった。
2と同様な運転を試みたが、前重合処理触媒の供給開始
後、40分で細管がプロピレン重合体で閉塞し、運転が不
可能となった。
素ガスで十分に置換したのち、これにn−ヘプタン10
、マグネシウムジエトキシド1050g、ジエチルフタレ
ート150gを仕込み、さらにかきまぜながら四塩化チタン
20kgを添加し、110℃で2時間かきまぜながら保持し
た。その後、n−ヘプタン10で2回洗浄後、さらに四
塩化チタン30kgを投入し、110℃で2時間かきまぜなが
ら保持したのち、n−ヘプタン10で5回洗浄を行い、
担持型固体触媒成分を調製した。
リーとしたのち、トリエチルアルミニウム150g、ジメト
キシジフェニルシラン90gを添加し、60℃でプロピレン
を0.4kg/cm2・Gまで圧入し、10分間予備重合を行っ
た。その後、n−ヘプタン25で3回洗浄して、30の
n−ヘプタンスラリーとしたのち、気相部を脱気してか
ら二酸化炭素ガスを0.5kg/cm2・Gまで圧入し、かきま
ぜながら前重合処理触媒スラリーと48時間接触させ、該
前重合処理触媒を安定化させた。
ートクレーブに、ポリプロピレンパウダー20gを仕込
み、さらにかきまぜながらトリエチルアルミニウム230m
g、ジメトキシジフェニルシラン120mg、前記安定化触媒
25mgを仕込んだのち、水素を1.0kg/cm2・G、プロピレ
ンを27.0kg/cm2・Gまで圧入し、70℃で2時間重合を行
った。
97.5重量%であった。また、該安定化触媒を二酸化炭素
ガス下、室温で90日間保存したのち、この触媒を用いて
前記と同じ条件で重合を行ったところ、重合活性は19.9
kgpp/g安定化触媒、I.I.は97.5重量%であり、触媒性能
の低下は認められなかった。
ち、二酸化炭素ガスによる接触処理を行わずに、この前
重合処理触媒を用い、実施例3と同じ条件で重合を行っ
た。
Iは97.4重量%であった。また、該前重合処理触媒を窒
素ガス下、室温で90日間保存したのち、この触媒を用い
て同じ条件で重合を行ったところ、重合活性は8.5kgpp/
g前重合処理触媒、I.I.は95.8重量%であり、触媒性能
は大きく低下した。
代りに、実施例3で調製した安定化触媒を用い、かつジ
エチルアルミニウムクロリドの代りに、トリエチルアル
ミニゥウムを、また新たにジメチルトキシジフェニルシ
ランを、Ti:Al:Siの原子比が1:200:30となるように重合
槽へ供給し、圧力28kg/cm2・G、温度70℃の条件でプロ
ピレンを連続的に重合した。その結果、35日間連続運転
しても、触媒供給用の細管の閉塞は起こらなかった。
使用した前重合処理触媒を用いた以外は、実施例4と同
様にして運転を試みたが、前重合処理触媒の供給開始直
後に、細管がプロピレン重合体で閉塞して運転不能とな
った。
Claims (1)
- 【請求項1】ハロゲン化チタン含有固体成分と一般式 A1R2 mX3-m (式中のR2はアルキル基、アリール基又はシクロアルキ
ル基、mは1〜3の整数、Xはハロゲン原子である) で表わされる有機アルミニウム化合物とから成るオレフ
ィン重合用触媒をオレフィン類と接触させて前重合処理
したのち、二酸化炭素と接触させ、触媒性能を安定化さ
せることを特徴とする安定化オレフィン重合用触媒の製
造方法。
Priority Applications (9)
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