JP2811333B2 - オレフィン重合用触媒 - Google Patents

オレフィン重合用触媒

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JP2811333B2 JP26867789A JP26867789A JP2811333B2 JP 2811333 B2 JP2811333 B2 JP 2811333B2 JP 26867789 A JP26867789 A JP 26867789A JP 26867789 A JP26867789 A JP 26867789A JP 2811333 B2 JP2811333 B2 JP 2811333B2
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、アルファ−オレフィン重合用触媒に関する
ものであり、特に、マグネシウム化合物に担持されたハ
ロゲン化チタン触媒成分とそのような成分を含む触媒系
とに関するものである。
[従来の技術とその問題点] マグネシウム含有担持型触媒は、触媒活性が高く、立
体特異性も良いものが開発されており、これらは生成ポ
リマー中の触媒残査の処置が容易であり、App成分の除
去も不用なために、気相アルファ−オレフィン重合に適
していることが良く知られている。
気相アルファ−オレフィン重合用触媒には、さらに、
良好な運転性を得るために、粒子形状がよく粒度分布の
狭いことや、耐破砕性が良いこと、粒子かさ密度が高い
こと等が求められている。これら触媒粒子形態改善の一
つの方法として、特開昭63−54405号にマグネシウム化
合物を二酸化炭素の存在下にアルコールにとかし、ハロ
ゲン化チタンとオルガノシランの混合物で処理して沈殿
させ、環状エーテル化合物を加えて再溶解再結晶するこ
とにより形状の良い担体を得、これを活性化して触媒と
する方法が記載されている。
気相アルファ−オレフィン重合では、ゴム成分が溶媒
などに抜けない特色を生かして、コポリマーも多く作ら
れており、ゴム成分の高い粘着性のあるポリマーの製造
には、ポリマーパウダーの流動性を良く保つことが必要
であり、このためには重合パウダーの粒径が大きいこと
が必要であり、そのようなパウダーをもたらすものとし
て、粒子径の大きな触媒が求められている。
一般に、溶液からの析出法で作られる触媒粒子は、担
体の粒子はキレイに粒度分布もシャープにできても、そ
の後の活性化処理工程等において粒子の一部が崩れるの
はやむを得ないところがあった。また、その粒子が大き
くなるほど壊れ易くなるものであり、特開昭63−54405
号においても、粒子径が30μ等の大きな粒径になると、
ハロゲン化チタン等による活性化処理の間に、粒子の崩
れる量が多くなり、微粉が増えるという改善の余地が残
されていた。
本発明者らは、溶液からの析出時に粒子形状コントロ
ール剤として特定のシラン化合物、即ちアルキルシラン
アルコキサイドを用いるとともに、環状エーテル化合物
を加えて再結晶させる際にアルコールをも加えることに
よって、触媒成分を作る際、特に大粒子系の触媒を作る
際にも、ハロゲン化チタン処理の間に粒子が崩れないか
あるいは崩れてもごくわずかである大粒子担持型触媒の
製造法を見いだした。本発明は、この結晶形状のよい大
粒子担持型触媒の製法に関するものである。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明者らは、上述の触媒系の高活性、高立体規則性
の重合性能を維持しながら、触媒を小粒子径から大粒子
径までコントロールした際の、特に、大粒子径での粒子
形状及び粒度分布の改善方法について鋭意研究した結
果、触媒成分製造工程中の粒子の破砕を防止しつつ、粒
度分布のシャープな形状の整った大粒子担持型触媒を得
ることのできる本発明に到達した。
即ち、本発明の主旨は、オレフィンの重合、特に気相
での共重合に適した、粒度分布のシャープな大粒子の高
活性で高立体規則性重合性能を有する担持型触媒の製造
法を提供することである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、下記の構成を有する。
(1)溶液状態から析出させたMg化合物を主要構成成分
とする担体にハロゲン化チタン、ハロゲン化バナジルも
しくはハロゲン化バナジウムを担持させたオレフィン重
合用触媒成分であって、 A.一般式Mg(OR1(OR22-nまたはMgR3 m(OR42-m
で表されるマグネシウム化合物もしくはこれらの混合物
(ここで、R1,R2,R3,R4は炭素数1から20のアルキル
基、アリール基または炭素数3から20のシクロアルキル
基もしくは、炭素数5から20の芳香族基であり、m,nは
0から2の数である)を、二酸化炭素の存在下に、一
般式R5OHで示される炭素数1から20の飽和もしくは不飽
和の1価もしくは多価アルコールと不活性炭化水素溶
剤中で混合して反応溶解させて(成分A)を得、 B.該(成分A)と、一般式TiXp(OR64-pで表されるハ
ロゲン化チタン(ここで、XはClまたはBr、R6は炭素数
1〜20のアルキル基、アリール基または炭素数3〜20の
シクロアルキル基であり、pは1〜4である)および/
または一般式VOXq(OR73-qで表されるハロゲン化バナ
ジルおよび/または一般式VXr(OR84-rで表されるハ
ロゲン化バナジウム(ここで、XはClまたはBr、R7,R8
はそれぞれ炭素数1〜20のアルキル基、アリール基また
は炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、qは1〜
3、rは1〜4である)および/または一般式SiXs(OR
94-sで表されるハロゲン化シラン(ここで、XはCl
またはBr、R9は炭素数1〜20のアルキル基、アリール基
または炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、sは1
〜4である)と、一般式R10 tSi(OR114-tで示される
シラン化合物もしくは複素の該シラン化合物の混合物
(ここで、R10,R11は炭素数1から20のアルキル基、ア
リール基または炭素数3から20のシクロアルキル基であ
り、tは0から3の数である)とを混合反応させて固体
生成物(I)を得、 C.固体生成物(I)を、一般式R12OHで表される炭素数
1から20の飽和もしくは不飽和の一価もしくは多価アル
コールおよび環状エーテルと反応させ、溶解、再析
出させて固体生成物(II)を得、 D.該固体生成物(II)に、一般式TiXp(OR64-pで表わ
されるハロゲン化チタン(ここで、XはClまたはBr、R6
は炭素数1〜20のアルキル基、アリール基または炭素数
3〜20のシクロアルキル基であり、pは1〜4である)
および/または一般式VOXq(OR73-qで表わされるハロ
ゲン化バナジルおよび/または一般式VXr(OR84-r
表わされるハロゲン化バナジウム(ここで、XはClまた
はBr、R7,R8はそれぞれ炭素数1〜20のアルキル基、ア
リール基または炭素数3〜20のシクロアルキル基であ
り、qは1〜3、rは1〜4である)から成る(成分
B)を反応させて固体生成物(III)を得、これに
(成分B)と電子供与体との混合物を反応させる、 ことによって得られる固体生成物(IV)から成る触媒成
分。
(2)段階Cで用いるアルコールが、炭素数2〜10の直
鎖状アルコールである前記第1項に記載の触媒成分。
(3)前記第1項に記載の触媒成分と有機金属化合物か
らなる助触媒成分とを組み合わせて成る、または、これ
に第三の成分として電子供与体を組み合わせて成るアル
ファ−オレフィン重合用触媒。
本発明の構成及び効果について、以下に詳しく説明す
る。
最初に段階Aについて述べる。
段階Aにおいては、二酸化炭素の存在下に、一般式
Mg(OR1(OR22-nまたはMgR3 m(OR42-mで表され
るマグネシウム化合物もしくはこれらの混合物(ここ
で、R1,R2,R3,R4は炭素数1から20のアルキル基、アリ
ール基、または炭素数3から20のシクロアルキル基、ま
たは炭素数5から20の芳香族基であり、m,nは0から2
の数である)を、一般式R5OHで示される炭素数1から20
の飽和もしくは不飽和の1価もしくは多価アルコール
と不活性炭化水素溶剤中で混合して反応溶解させて(成
分A)を得る。
反応は10〜200℃、好ましくは20〜150℃で10分間〜24
時間で行うことができるが、各原材料の投入を10〜30℃
の室温で行い、後40〜150℃に昇温し、マグネシウム化
合物の溶解を容易にすることが望ましい。
本発明に有用なマグネシウムアルコレートとして、Mg
(OCH32,Mg(OC2H52,Mg(OC3H72,Mg(OC4H92,M
g(OCH(CH3)C2H52,2Mg(OC6H172,Mg(OCH2CH(C2
H5)C4H92,Mg(OCH2CHCH22,Mg(OC6H52,Mg(OC6H
112,Mg(OC6H4CH32,Mg(OC10H72,Mg(OC10H6C
H32,Mg(OC10H172,Mg(OC10H16CH32,Mg(OCH3
(OC2H5),Mg(OC2H5)(OC6H13),Mg(OC2H5)(OC8H
17),Mg(OC3H7)(OC6H5)等を挙げることができる。
また、アルキルマグネシムウとして、Mg(CH32,Mg
(C2H52,Mg(C3H52,Mg(C4H92,Mg(C6H132,Mg
(C8H172,Mg(CHCHC2H52,Mg(C6H52,Mg(C6H4C
H32,Mg(C6H112,Mg(C10H72,Mg(CH3)(C2H5),
Mg(C2H5)(C6H11),Mg(C3H7)(C6H5)などを挙げる
ことができ、これらの混合物やMg(OC2H5)(C4H9),Mg
(OC3H7)(C6H5)を用いることもできる。
成分のアルコールとしては、脂肪族飽和および不飽
和アルコールを使用することができる。具体的には、メ
タノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノー
ル、イソブタノール、ターシャリーブタノール、オクタ
ノール、2−エチルヘキサノール、シクロヘキサノー
ル、ドデカノールやプロペニルアルコール、ブテニルア
ルコールや、さらに、エチレングリコール、トリメチレ
ングリコール等が挙げられる。その中でも炭素数2から
10の脂肪族アルコールが好ましい。
次に段階Bにおいては、 (成分A)を、一般式R10 tSi(OR114-tで示されるシ
ラン化合物もしくは複素の該シラン化合物の混合物
(ここで、R10,R11は、炭素数1から20のアルキル基、
アリール基、または炭素数3から20のシクロアルキル基
であり、tは0から3の数である)の存在下に、一般式
TiXp(OR64-pで表されるハロゲン化チタン(ここで、
XはClまたはBr、R6は炭素数1〜20のアルキル基、アリ
ール基または炭素数3〜20のシクロアルキル基、芳香族
基であり、pは1〜4である)および/または一般式VO
Xq(OR73-qで表されるハロゲン化バナジルおよび/ま
たは一般式VXr(OR84-rで表されるハロゲン化バナジ
ウム(ここで、XはClまたはBr、R7,R8はそれぞれ炭素
数1〜20のアルキル基、アリール基または炭素数3〜20
のシクロアルキル基であり、qは1〜3、rは1〜4で
ある)および/または一般式SiXs(OR94-sで表される
ハロゲン化シランと反応させて固体生成物(I)を得
る。この反応は、適当な量の芳香族、脂肪族の不活性炭
化水素溶媒中で行われることが望ましい。
反応のための混合の順序は、(成分A)とシラン化合
物を混合し、これにハロゲン化チタンおよび/またはハ
ロゲン化バナジルおよび/またはハロゲン化バナジウム
を加えても良いが、シラン化合物とハロゲン化チタンお
よび/またはハロゲン化バナジルおよび/またはハロゲ
ン化バナジウムを混合し、これに(成分A)を加えるこ
とが望ましい。
混合時の温度は、−40℃〜100℃で行う事が出来る
が、−10℃〜50℃で行う事が望ましい。
シラン化合物としては、トリメチルモノエトキシシ
ラン、トリメチルモノプロポキシシラン、トリメチルモ
ノブトキシシラン、トリエチルモノメトキシシラン、ト
リエチルモノエトキシシラン、トリエチルモノブトキシ
シラン、トリプロピルモノエトキシシラン、トリブチル
モノメトキシシラン、トリブチルモノエトキシシラン、
トリヘキシルモノエトキシシラン、シクロヘキシルジメ
チルモノエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、
ジメチルジプロポキシシラン、シメチルジブトキシシラ
ン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジプロポキシ
シラン、ジエチルジブトキシシラン、シクロヘキシルメ
チルジエトキシシラン、メチルトルエトキシシラン、メ
チルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラ
ン、エチルトリブトキシシラン、プロピルトリエトキシ
シラン、ブチルトリメトキシシラン、アリルトリメトキ
シシラン、アリルトリエトキシシラン、等を挙げること
が出来る。
段階Bで用いられるシラン化合物と成分AとのSi/Mg
のモル比は、代表的には0.1/1〜2.0/1好ましくは0.3/1
〜1/1である。
の一般式TiXp(OR64-pで表されるハロゲン化チタ
ンとしては、四塩化チタン、四臭化チタン、三塩化メト
キシチタン、三塩化エトキシチタン、三塩化プロポキシ
チタン、三塩化ブトキシチタン、三塩化ヘキソキシチタ
ン、三塩化オクトキシチタン、三塩化シクロヘキソキシ
チタン、三塩化フェノキシチタン、三臭化エトキシチタ
ン、三臭化ブトキシチタン、二塩化ジエトキシチタン、
二塩化ジプロポキシチタン、二塩化ジブトキシチタン、
二塩化ジオクトキシチタン、二塩化ジフェノキシチタ
ン、二塩化ジシクロヘキソキシチタン、二臭化ジエトキ
シチタン、二臭化ジブトキシチタン、塩化トリメトキシ
チタン、塩化トリエトキシチタン、塩化トリブトキシチ
タン、塩化トリフェノキシチタン、臭化トリエトキシチ
タン、臭化トリフェノキシチタン等を挙げることが出来
る。
四塩化チタンおよび四臭化チタン以外のハロゲン化チ
タンは、四ハロゲン化チタンとオルトチタン酸エステル
との反応により作ることが出来るが、この反応により作
られた物に替えて四ハロゲン化チタンとオルトチタン酸
エステルとの混合物をも、使用することが出来る。これ
らのハロゲン化チタンの中でも四塩化チタンが最も好ま
しい。
また、一般式VOXq(OR73-q、VXr(OR84-rで表さ
れるハロゲン化バナジルおよびハロゲン化バナジウムと
しては、三塩化バナジル、三臭化バナジル、二塩化エト
キシバナジル、二塩化ブトキシバナジル、二塩化フェノ
キシバナジル、二臭化メトキシバナジル、二臭化プロポ
キシバナジル、二臭化シクロヘキソバナジル、塩化ジメ
トキシバナジル、塩化ジエトキシバナジル、塩化ジシク
ロヘキソキシバナジル、臭化ジプロポキシバナジル、臭
化ジブトキシバナジル、四塩化バナジウム、四臭化バナ
ジウム、三塩化メトキシバナジウム、三臭化エトキシバ
ナジウム、三塩化ブトキシバナジウム、三臭化シクロヘ
キソキシバナジウム、三塩化フェノキシバナジウム、二
塩化ジエトキシバナジウム、二臭化ジブトキシバナジウ
ム、二塩化フェノキシバナジウム、塩化トリメトキシバ
ナジウム、臭化トリエトキシバナジウム、塩化トリプロ
ポキシバナジウム、臭化トリブトキシバナジウム、塩化
トリフェノキシバナジウム等を挙げることが出来る。
一般式SiXs(OR94-sで表されるハロゲン化シラン
としては、四塩化珪素、四臭化珪素、三臭化メトキシ珪
素、三塩化エトキシ珪素、三臭化プロポキシ珪素、三塩
化ブトキシ珪素、三塩化シクロヘキソキシ珪素、二塩化
ジメトキシ珪素、二臭化ジエトキシ珪素、二塩化ジプロ
ポキシ珪素、二臭化ジブトキシ珪素、二塩化ジフェノキ
シ珪素、臭化トリメトキシ珪素、塩化トリエトキシ珪
素、臭化トリプロポキシ珪素、塩化トリブトキシ珪素、
等を挙げることが出来る。また、これらの混合物を用い
ることもできる。
段階Bで用いられるハロゲン化チタンまたは/および
ハロゲン化バナジルまたは/およびハロゲン化バナジウ
ムまたは/およびハロゲン化シランの金属の合計モル数
と成分AのMgとのモル比は、1/0.3〜20/1好ましくは1/
0.5〜5/1である。
段階Cにおいては、固体生成物(I)を環状エーテル
を含む溶媒の中に溶解させ、再沈殿させて固体生成物
(II)を得る。この、一度全部を溶解し、再析出させる
ことによって粒子形状、粒径の整った担体(固体生成物
(II))が得られる。段階Cの析出母液中には、段階B
の母液中のアルキルシランアルコキサイドが存在して
おり、固体生成物(I)を含む懸濁液にアルコールを
加えた後環状エーテルを加えるか、あるいはアルコー
ルと共に環状エーテル化合物を加えることにより粒子径
の大きい担体(固体生成物(II))が得られる。
アルコールおよび環状エーテルの添加時の温度
は、−40〜100℃、好ましくは−10〜50℃であり添加後
1分〜10時間、好ましくは5分〜5時間で50〜150℃に
昇温し、この温度に1分〜6時間、好ましくは5分〜3
時間保って析出を完了させる。
環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、テト
ラヒドロピラン、メチルテトラヒドロフラン、ジメチル
テトラヒドロピラン、テトラメチルテトラヒドロフラ
ン、ジオキサン、ジオキソラン、トリオキサン、ピラ
ン、ベンゾピラン、ジヒドロベンゾフラン等を挙げるこ
とが出来る。なかでもテトラヒドロフランが最も良い。
アルコールとしては、メタノール、エタノール、ノ
ルマルプロパノール、イソプロパノール、ブタノール、
イソブタノール、ターシャリーブタノール、ペンタノー
ル、ヘキサノール、2−エチルヘキサノール、オクタノ
ール等の直鎖状のアルキルアルコールや、シクロペンタ
ノール、シクロヘキサノール等の環状アルキルアルコー
ル、1,2−プロパンジオール、1,4−タンジオール等のジ
オール類、エチレングリコール、トリメチレングリコー
ル等、さらにはプロペニルアルコールやブテニルアルコ
ール等を挙げることが出来る。
なかでも、エタノール、プロパノール、イソプロパノ
ール、ブタノール、2−エチルヘキサノール等の炭素数
2〜10の直鎖状アルキルアルコールが最も良い。
段階Dにおいては、固体生成物(II)を、一般式TiXp
(OR64-pで表されるハロゲン化チタンおよび/または
一般式VOXq(OR73-qで表されるハロゲン化バナジルお
よび/または一般式VXr(OR84-rで表されるハロゲン
化ハナジウムから成る(成分B)を反応させて固体生
成物(III)を得(ここで、XはClまたはBr、R6,R7,R8
はそれぞれ炭素数1〜20のアルキル基、アリール基また
は炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、qは1〜
3、p,rは1〜4である)、これに(成分B)と電子
供与体との混合物を反応させることによって固体生成
物(IV)を得る。ここで成分Bとしては、段階Bで説明
された、ハロゲン化チタン、ハロゲン化バナジル、ある
いはハロゲン化バナジウムの中から選定することが出来
る。固体生成物(II)、(III)と成分Bとの混合は、
固体生成物(II)、(III)に成分Bを加えても、成分
Bに固体生成物(II)、(III)を投入してもよい。
段階Dにおける固体生成物(II)、(III)の処理温
度は、いずれも40〜200℃、好ましくは50〜150℃であ
り、反応時間は5分〜6時間、好ましくは10分〜5時間
である。
反応後は、濾別またはデカンテーション法により固体
を分離した後、不活性炭化水素溶剤で洗浄し、未反応物
あるいは副生物などを除去する。不活性炭化水素溶剤洗
浄の前には、トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族
溶剤を用いて洗浄する事により、洗浄効果をより一層向
上させる事が出来る。
この処理に適当な電子供与体としては、芳香族モノ−
および多価−カルボン酸エステルである。芳香族多価カ
ルボン酸エステルとしては、ベンゼン多価カルボン酸エ
ステル、ナフタレン多価カルボン酸エステル等を挙げる
ことが出来る。
具体的には、ベンゼン多価カルボン酸エステルとして
は、フタル酸モノメチル、フタル酸ジメチル、フタル酸
ジエチル、フタル酸ジプロピル、フタル酸モノ−n−ブ
チル、フタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジイソブチ
ル、フタル酸ジターシャリィブチル、フタル酸ジ−n−
ヘキシル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸
−n−オクチル、フタル酸ジフェニル、フタル酸ジベン
ジル、芳香族モノカルボン酸エステルとしては、メチル
ベンゾエート、エチルベンゾエート、ブチルベンゾエー
ト、イソブチルベンゾエート、シクロヘキシルベンゾエ
ート、メチル−p−トリエート、エチル−p−トルエー
ト、メチル−p−アニセート、ブチル−p−アニセー
ト、エチルクロロベンゾエート、メチルブロモベンゾエ
ートなどの安息香酸エステルや置換基を有する安息香酸
エステルを挙げることが出来る。
段階Dにおいて用いられる電子供与体は、チタンもし
くはバナジウムグラム原子当り約0.0001〜1.0モル、好
ましくはグラム原子当り0.005〜0.8モルの範囲の量で使
用される。
本発明において有用な希釈剤としては、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、エチルベンゼンのような芳香族、ク
ロロベンゼン、ジプロモベンゼンのようなハロゲン化芳
香族、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカ
ン、ウンデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサ
ンなどのアルカン類、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−ト
リクロロエタン、四塩化炭素などのハロゲン化アルカ
ン、イソパラフィン系炭化水素、ケロシン等を挙げるこ
とが出来る。
触媒成分は、窒素またはアルゴンガスのような不活性
ガスやアルファ−オレフィン雰囲気の元で、水や酸素一
酸化炭素等の触媒毒を排除した状態で作られる。また、
使用する希釈剤や原材料を精製することは、触媒製造系
から、触媒毒を除くのに役立つ。上述の調製の結果とし
て、触媒成分として使用するのに適当である固体生成物
(IV)が得られる。
[発明の効果] 本発明の効果は、ポリオレフィン重合用の触媒の粒径
の大きな物を、良好な結晶形状を保ったまま作ることが
出来ることであり、その製造工程で粒子が崩れることが
無いかまたはあっても非常に少ないため、粒度分布のシ
ャープな大粒子触媒が作れることである。
粒度分布のシャープな大粒子触媒は、その大きな形状
が重合で生成するポリマーにおいてレプリカとして保た
れるために、該ポリマーが粘着性を帯びたポリマー粒子
となっても流動性が小粒子に比べ飛躍的に向上すること
は、当業熟練者間にあっては、良く知られたことであ
り、このことによってゴム成分含量の高いコポリマーを
気相重合で、運転性良く作るために極めて有用となって
いる。
実施例1 段階A 炭酸マグネシウム溶液の形成 撹拌機、圧力計、温度計を備え、高純度チッソ置換さ
れた3Lオートクレーブに、230gのマグネシウムエトキサ
イドをとり、415mlの2−エチル−1−ヘキサノールお
よび1650mlのトルエンを加えた。
この混合物を3kg/cm2Gの二酸化炭素のもとで500rpmで
撹拌しながら90℃で3時間加熱した。得られた溶液を冷
却し二酸化炭素ガスをパージとして主として大気圧下で
取り扱った。溶液は0.1mg/mlのマグネシウムエトキサイ
ドを含んでいた。
段階B 固体粒子の形成 撹拌機、温度計、コンデンサー、チッソシールライン
の付いた1500mlのバッフル付き平底フラスコ(バッフル
率0.15)の中へ、トルエン300ml、TiCl419ml、トリメチ
ルモノエトキシシラン15mlを投入し室温で300rpmで5分
間混合した後、段階Aの溶液150mlを10分間で投入し
た。投入後直ちに固体粒子(I)が沈殿した。
段階C 固体粒子の再沈殿 これに3mlのエタノールと50mlのテトラヒドロフラン
(THF)を順次べつべつの注射器を用いて添加した。撹
拌は300rpmを保ち15分以内に60℃に昇温した。THF溶液
中で沈殿粒子が溶解し、15分以内に再び沈殿しはじめ固
体の形成は10分以内に終了した。60℃で45分間撹拌を継
続した後、撹拌を止め、生成固体(II)を沈降させた。
上澄み液をデカンテーションで除き、残った固体(II)
を200mlのトルエンで2回洗浄した。
段階D チタン(IV)化合物処理 段階Cの固体(II)へ200mlのトルエンと100mlのTiCl
4を添加した。600rpmで撹拌しながら135℃に20分以内に
昇温し、この温度を1時間保った。撹拌を停止し、生成
固体(III)を沈殿させて、上澄み液をデカンテーショ
ンで除いた。
100mlのTiCl4、250mlのトルエン、2.1mlのジイソブチ
ルフタレートを生成固体(III)に添加し、混合物を600
rpm、135℃で1.5時間撹拌した。上澄み液をデカンテー
ションで除いた。
200mlのTiCl4を加え、600rpmで撹拌しながら、10分間
加熱リフラックスさせた。上澄み液をデカンテーション
で除き、200mlのトルエンで3回、更に200mlのヘキサン
で4回洗浄した。
合計で9.7gの固体生成物(IV)が回収された。この固
体生成物(IV)の分析値は、マグネシウム18.4%、チタ
ン2.2%、塩素58.6%およびジ−n−ブチルフタレート1
1.6%であった。固体生成物(IV)の平均粒径は42.6μ
であり、5μ以下の粒子は0.3%であった。
気相重合 窒素置換された内容積3Lの多段撹拌機付きステンレス
製反応器に、トリエチルアルミニウム2mmol、ジフェニ
ルジメトキシシラン0.3mmol、固体生成物(IV)を16.0m
gおよび水素を0.8L添加後、70℃に於て全圧が22kg/cm2G
になるようにプロピレンを連続的に導入しながら2時間
重合を行った。その後、未反応プロピレンを排出して粉
末状プロピレン370gを得た。触媒重量当りの重合活性は
23100g−pp/g−Cat.であり、該ポリプロピレンの粒子形
状は、立方体または傾斜六角柱状の結晶状のものが大部
分であった。ポリマーの沸騰n−ヘプタンによる6時間
抽出残率は99.1%であり、MFR4.1、見かけかさ密度は0.
48g/cm3であった。
重合で得られたポリマーパウダーの粒度分布は、表2
に示す。
実施例2 実施例1の段階Aの溶液150mlを用い、段階Bにおい
て100mlのトルエン、100mlのクロルベンゼン、17mlのジ
エチルジエトキシシランを用い、段階Cにおいて、4ml
のイソプロパノールと共に40mlのTHFを用い、また段階
Dにおいて、固体(II)および生成固体(III)の処理
を105℃で行ない、3回目のTiCl4処理の際に200mlのTiC
l4を溶媒として105℃に1時間保った以外は、実施例1
を繰り返し、9.1gの固体生成物(IV)を得た。固体生成
物(IV)の平均粒径は40.5μであり、5μ以下の粒子は
0.3%であった。
実施例3 実施例1の段階Aの溶液114mlを用い、段階Bにおい
てシラン化合物として22mlのメチルトリエトキシシラン
を用い、段階Cにおいて50mlのTHFと2.5mlのイソブタノ
ールの混合液を加える以外は、実施例1を繰り返し、平
均粒径43.1μの固体生成物(IV)8.5gを得た。5μ以下
の粒子は、0.5%であった。
実施例4 実施例2の段階Bにおいて、シラン化合物としてジメ
チルジエトキシシラン14mlとアリルトリメトキシシラン
2mlの混合液を用い、段階Cにおいて40mlのTHFと共に6m
lのターシャリィブタノールを用い、段階Bから段階C
の昇温前の温度を−5〜0℃に保ち、段階Cでの昇温を
1℃/分でゆっくり行ない、段階DにおいてTiCl4の希
釈に、200〜250mlのトルエンの替わりに、100mlの1,2−
ジクロルエタンを用い、ジイソブチルフタレートの替わ
りに2.1mlのジノルマルブチルフタレートを用いる以外
は、実施例2を繰り返した。固体生成物(IV)の平均粒
径は44.7μであり、5μ以下の粒子は0.4%であった。
実施例5 実施例1の段階Aの溶液170mlを用い、溶媒として、2
40mlのトルエン、60mlのイソパラフイン(アイソバー
G)、24mlのTiCl4を用い、段階Cにおいて、27mlのTHF
と共に10mlのシクロヘキサノールを用い、段階Dにおけ
るTiCl4処理を2段で行ない3番目のTiCl4洗浄を行なわ
ない以外は、実施例1を繰り返し、固体生成物(IV)1
1.8を得た。固体生成物(IV)の平均粒径は37.2μであ
り、5μ以下の粒子は0.5%であった。
実施例6 実施例1の段階Aにおいて、マグネシウムエトキサイ
ドの替わりにマグネシウムプロポキサイド286gを用い、
457mlの2−エチル−1−ヘキサノールおよび1550mlの
トルエンを加え、この混合物を1kg/cm2Gの二酸化炭素の
もとで、500rpmで撹拌しながら、40℃で8時間保って均
一溶液とした後、二酸化炭素ガスをパージしてMg溶液と
して用い、段階Cにおいてエタノールの替わりに12mlの
2−エチル−1−ヘキサノールを用いる以外は、実施例
1を繰り返し、7.8gの固体生成物(IV)を得た。固体生
成物(IV)の平均粒径は44.3μであり、5μ以下の粒子
は0.2%であった。
実施例7 撹拌機、温度計、コンデンサー、チッソシールライ
ン、原材料フィードラインを有し、加熱用ジャケット及
び、内部に4枚の平パッフル(パッフル率0.15)のつい
た5Lステンレス反応器に1Lのトルエン、75mlのトリメチ
ルモノエトキシシラン、100mlのTiCl4を投入し、室温で
120rpmで5分間撹拌した後、実施例1段階Aの溶液750m
lを30分間で投入した。これに250mlのTHFおよび20mlの
イソプロパノールを添加し、撹拌速度を180rpmに上げた
後、15分以内に60℃に昇温し、45分間この温度を保っ
た。
撹拌機、コンデンサー、温度計、チッソシールライン
を有し、加熱用ジャケットと、底部に濾過ユニットを有
する5L濾過装置に反応後のスラリーをチットシール下で
移送し、濾過した後、500mlのトルエンで2回洗浄し
た。
濾過器内の固体生成物(II)に500mlのTiCl4、500ml
のトルエンを加え135℃、180rpmで1時間保った。これ
を濾過したのち、500mlのTiCl4,10.5mlのジ−n−ブチ
ルフタレート、1000mlのトルエンを加え、135℃、180rp
mで1.5時間保った後、濾過した。
固体生成物(IV)に更に1000mlのTiCl4を加え、10分
間加熱リフラックスさせた後濾過し、500mlのトルエン
で3回、500mlのヘキサンで更に4回洗浄した。濾過器
内に残った固体生成物(IV)を、60℃前後の熱チッソ気
流通気により乾燥し、53.2gの触媒を得た。
固体生成物(IV)の分析値はMg18.0%、Ti2.3%、Cl5
7.5%、ジ−n−ブチルフタレート10.7%であった。固
体生成物(IV)の平均粒径は43.6μであり、5μ以下の
粒子は0.2%であった。
比較例1 実施例1の段階Cにおいて、エタノールを用いないこ
と以外は、すべて実施例1の方法にしたがって固体生成
物(IV)14.3gを得た。固体生成物(IV)の平均粒径は1
8.5μであり、5μ以下の粒子は2.3%であった。
比較例2 比較例1の段階Bにおいて、シラン化合物を用いず、
段階Cにおいてアルコールを用いなかった以外は実施例
1を繰り返し、13.8gの固体生成物(IV)を得た。固体
生成物の平均粒径は6.7μであり、5μ以下の粒子は41.
2%であった。
気相重合評価 実施例2から7、比較例1,2で得られた固体生成物(I
V)を用いて、実施例1と同様にして気相重合を実施し
た。結果を表1に示す。実施例1と比較例2、3の粒度
分布を表2に示す。
実施例8 実施例1の段階Bにおいて、析出化剤としてTiCl415m
lと共にSiCl45mlを用い、段階Cにおいて、アルコール
としてエタノール2mlと共にイソプロパノール2mlを用い
る以外は、実施例1を繰り返し、固体生成物(IV)10.6
gを得た。固体生成物(IV)の平均粒径は37.5μであ
り、5μ以下の粒子は0.6%であった。
実施例9 実施例1の段階Cにおいて、50mlのTHFを用いる替わ
りに60mlのテトラヒドロフランを用いた以外は、実施例
1を繰り返し、10.0gの固体生成物(IV)を得た、固体
生成物(IV)の平均粒径は33.7μであり、5μ以下の粒
子は0.9%であった。
実施例10 実施例1の段階Cにおいて、20mlのノルマルブタノー
ルを用い、50mlのTHFの替わりに60mlの2−メチルテト
ラヒドロフランを用いた以外は、実施例1を繰り返し、
12.5g固体生成物(IV)を得た。固体生成物(IV)の平
均粒径は31.8μであり、5μ以下の粒子は1.4%であっ
た。
比較例4 実施例9の段階Cにおいて、アルコールを用いないこ
と以外は、実施例9を繰り返し、15.2gの固体生成物(I
V)を得た。固体生成物(IV)の平均粒径は12.5μであ
り、5μ以下の粒子は28.3%であった。
比較例5 実施例10の段階Bにおいて、アルコールを用いないこ
と以外は、実施例10を繰り返し、16.7gの固体生成物(I
V)を得た。固体生成物(IV)の平均粒径は14.9μであ
り、5μ以下の粒子は17.1%であった。
スラリー重合評価 実施例8から10、比較例4から5で得られた触媒(固
体生成物(IV))を用いて、プロピレンのヘキサンスラ
リー重合を実施した。
1.5Lのオートクレープにヘキサン1000mlを採り、TEA2
mmol、ジフェニルジメトキシシラン0.2mmol、触媒15mg
から17mgを加え、水素60mlを導入し、プロピレンで圧力
を7kg/cm2Gに保って、70℃2時間重合した。反応終了
後、モノマーガスをパージし、メタノール50gを加え、7
0℃10分間撹拌した後、濾別し、ポリマーを乾燥して、
触媒使用量当りのポリマー収量を計算した。濾液から
は、ヘキサンに溶けているポリマーを回収した。結果を
表3に示す。
実施例11 実施例2で得られた触媒を用い、バルク重合を行っ
た。
1Lバルク重合器にTEA2mmol、フェニルトリエトキシシ
ラン0.3mmol、触媒10mmg、水素300mlを、プロピレン500
gと共に投入し、70℃、35kg/cm2Gで30分間重合した。未
反応プロピレンモノマーをパージし、乾燥パウダー270g
を得た。触媒1g当りのポリマー収量は27000gであり、6
時間ヘプタンリフラックスによる抽出残率は98.3%、MF
R8.3、ポリマーの見掛けかさ密度は0.50g/cm3であっ
た。
実施例12 実施例7で得られた触媒10mgを用い、実施例11とまっ
たく同様にして20分間バルク重合を行った後、未反応プ
ロピレンをパージし、プロピレン/エチレン=2/1の混
合ガス及び150mlの水素ガスを導入し、70℃、18kg/cm2G
で30分間気相重合を行った。ポリマーの収量は210gであ
り、T−MFR1.8、ポリマー中のエチレン含量は11.6%で
あった。
実施例13 実施例1の重合器に実施例7で得られた触媒16.5mg、
TEA2mmol、ジフェニルジメトキシシラン0.2mmol、水素1
50mlをプロピレンモノマーによって投入し、プロピレン
/エチレン=4/1の混合ガスを導入して、70℃、22kg/cm
2Gで1時間プロピレン−エチレンの共重合を行った。ポ
リマーの収量は207gであり、ポリマー中のエチレン含量
は48%であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の触媒成分の製造方法を説明するため
の製造工程図(フローシート)である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶液状態から析出させたMg化合物を主要構
    成成分とする担体にハロゲン化チタン、ハロゲン化バナ
    ジルもしくはハロゲン化バナジウムを担持させたオレフ
    ィン重合用触媒成分であって、 A.一般式Mg(OR1(OR22-nまたはMgR3 m(OR42-m
    で表されるマグネシウム化合物もしくはこれらの混合物
    (ここで、R1,R2,R3,R4は炭素数1から20のアルキル
    基、アリール基または炭素数3から20のシクロアルキル
    基もしくは、炭素数5から20の芳香族基であり、m,nは
    0から2の数である)を、二酸化炭素の存在下に、一
    般式R5OHで示される炭素数1から20の飽和もしくは不飽
    和の1価もしくは多価アルコールと不活性炭化水素溶
    剤中で混合して反応溶解させて(成分A)を得、 B.該(成分A)と、一般式TiXp(OR64-pで表されるハ
    ロゲン化チタン(ここで、XはClまたはBr、R6は炭素数
    1〜20のアルキル基、アリール基または炭素数3〜20の
    シクロアルキル基であり、pは1〜4である)および/
    または一般式VOXq(OR73-qで表されるハロゲン化バナ
    ジルおよび/または一般式VXr(OR84-rで表されるハ
    ロゲン化バナジウム(ここで、XはClまたはBr、R7,R8
    はそれぞれ炭素数1〜20のアルキル基、アリール基また
    は炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、qは1〜
    3、rは1〜4である)および/または一般式SiXs(OR
    94-sで表されるハロゲン化シラン(ここで、XはCl
    またはBr、R9は炭素数1〜20のアルキル基、アリール基
    または炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、sは1
    〜4である)と、一般式R10 tSi(OR114-tで示される
    シラン化合物もしくは複数の該シラン化合物の混合物
    (ここで、R10,R11は炭素数1から20のアルキル基、ア
    リール基または炭素数3から20のシクロアルキル基であ
    り、tは0から3の数である)とを混合反応させて固体
    生成物(I)を得、 C.固体生成物(I)を、一般式R12OHで表される炭素数
    1から20の飽和もしくは不飽和の一価もしくは多価アル
    コールおよび環状エーテルと反応させ、溶解、再析
    出させて固体生成物(II)を得、 D.該固体生成物(II)に、一般式TiXp(OR64-pで表わ
    されるハロゲン化チタン(ここで、XはClまたはBr、R6
    は炭素数1〜20のアルキル基、アリール基または炭素数
    3〜20のシクロアルキル基であり、pは1〜4である)
    および/または一般式VOXq(OR73-qで表わされるハロ
    ゲン化バナジルおよび/または一般式VXr(OR84-r
    表わされるハロゲン化バナジウム(ここで、XはClまた
    はBr、R7,R8はそれぞれ炭素数1〜20のアルキル基、ア
    リール基または炭素数3〜20のシクロアルキル基であ
    り、qは1〜3、rは1〜4である)から成る(成分
    B)を反応させて固体生成物(III)を得、これに
    (成分B)と電子供与体との混合物を反応させる、 ことによって得られる固体生成物(IV)から成る触媒成
    分。
  2. 【請求項2】段階Cで用いるアルコールが、炭素数2〜
    10の直鎖状アルコールである特許請求の範囲第1項に記
    載の触媒成分。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項に記載の触媒成分と
    有機金属化合物からなる助触媒成分とを組み合わせて成
    る、または、これに第三の成分として電子供与体を組み
    合わせて成るアルファ−オレフィン重合用触媒。
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