JP2835369B2 - オレフィン重合体の製造方法 - Google Patents

オレフィン重合体の製造方法

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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond

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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は炭素数2以上のオレフィンの単独重合体もし
くは2種類以上のオレフィンの共重合体の製造方法に関
する。
<従来の技術> 従来、オレフィン重合体の製造においては、三塩化チ
タンを主成分とする固体チタン化合物と有機アルミニウ
ム化合物からなる触媒系、または塩化マグネシウムに四
塩化チタンを担持した固体と有機アルミニウム化合物及
び電子供与性化合物からなる触媒系が一般に用いられて
いる。更にTi(OR)nX4-nと少なくとも2種類の水酸基
を有する芳香族炭化水素化合物を触媒成分として用いる
オレフィン重合体の製法も提案されている。(PCT int.
Appl.WO 87.2370A1)一方、チタノセン,ジルコノセ
ン、あるいはハフノセン化合物とアルミノオキサンから
なる重合触媒を用いる方法も提案されている(例えば、
特開昭58−19309号公報、特開昭60−217209号公報)。
しかしながら、これら触媒系を用いる方法では、得られ
るオレフィン重合体の分子量が小さいという難点があ
る。
一方、VOCl3に代表されるバナジル化合物は、工業的
には、例えばエチルアルミニウムセスキクロリドとの組
合せでエチレン−プロピレンゴム製造用の触媒として用
いられているが、プロピレンの単独重合活性は極めて低
いためにプロピレン重合用触媒としては工業的加地は認
められていない。
<発明が解決しようとする課題> 斯かる現状に於て、本発明が解決しようとする問題点
は、上記遷位金属触媒系に代わる新規の触媒系を用いた
オレフィン重合体の製造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、特定の構造を有するバナジル化合物とアル
ミノオキサンまたはアルミノオキサンと有機アルミニウ
ム化合物との混合物を使用した高効率で高分子量のオレ
フィン重合体の製造方法であって、以下の要件を有する
ことを特徴とする。
すなわち本発明は、 (1) 触媒成分(A):一般式VOX3(式中、Xはハロ
ゲン原子)または一般式VO(OR)(式中、Rは炭素数
1〜20の炭化水素基を表す。)で表されるバナジウム化
合物及び、 触媒成分(B):トリアルキルアルミニウムと水との
反応によって得られるアルミノオキサンまたは上記アル
ミノオキサンと一般式AlR′nX′3-n(式中、R′は炭素
数1〜10のアルキル基、X′はハロゲン原子、nは0,1,
2,3から選ばれる数)で表されるアルミニウム化合物の
混合物からなる触媒系を用いるオレフィン重合体の製造
方法に係わるものである。
以下、本発明の内容を詳細に説明する。
本発明で触媒成分(A)として使用される一般式VOX3
(式中、Xはハロゲン原子)または一般式VO(OR)
(式中、Rは炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)で
表されるバナジウム化合物の具体例としては、バナジウ
ムオキシトリクロリド,バナジウムオキシトリブロミ
ド,メトキシバナデート,エトキシバナデート,n−プロ
ピルバナデート,イソプロポキシバナデート,n−ブトキ
シバナデート,イソブトキシバナデート,t−ブチルバナ
デート,1−メチルブトキシバナデート,2−メチルブトキ
シバナデート,n−プロポキシバナデート,ネオペンドキ
シバナデート,2エチルブトキシバナデート,シクロヘキ
シルバナデート,アリルシクロヘキシルバナデート,フ
ェノキシバナデート等が例示される。
触媒成分(B)のアルミノオキサンはアルミニウム化
合物の重合体であり、一般式Ra(AlRaO)nAlRa(線状化
合物)および/または(AiRaO)n+1(環状化合物)とし
て存在する。式中Raは例えば、メチル,エチル,プロピ
ル,ブチル,ペンチルなどの炭素数1〜10のアルキル基
であり、特にメチル,エチル基が好ましい。nは1以上
の整数であり、特に1〜40が好ましい。
アルミノオキサンは各種の一般的方法により得られ
る。例えば、適当な炭化水素溶媒に溶解させたトリアル
キルアルミニウムを水と接触させて合成することができ
る。この場合水は穏和な条件でアルミニウム化合物と接
触させることが好ましい。また、水の蒸気をアルミニウ
ム化合物の溶液と接触させる方法、アルミニウム化合物
の溶液に水を飽和させた有機溶剤を徐々に滴下する方法
などがある。或は、硫酸銅水和物(CuSO4・5H2O)もし
くは、硫酸アルミニウム水和物(Al2(SO4・18H
2O)とアルミニウム化合物を反応させる方法もある。通
常、トリメチルアルミニウム、及び水からアルミノオキ
サンを合成する場合、線状化合物と環状化合物が同時に
得られる。反応モル比は、好ましくはアルミニウム化合
物1モルに対して、等モルの水になるように選ばれる。
次に、アルミノオキサンと混合して用いられる一般式
AlR′nX′3-n(式中、R′は炭素数1〜10のアルキル
基、X′はハロゲン原子、nは0,1,2,3から選ばれる
数)で表されるアルミニウム化合物の具体例としては、
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,n−プロピ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,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−プロ
ピルアルミニウムクロリド,トリメチルアルミニウム,
トリエチルアルミニウム,トリイソブチルアルミニウ
ム,エチルジシクロヘキシルアルミニウム,トリフェニ
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,ジエチルアル
ミニウムブロミド,ジエチルアルミニウムアイオダイ
ド,塩化アルミニウム,臭化アルミニウムなどをあげる
ことができる。このうちジエ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はこの中でも特
に好ましい結果を与える。
オレフィン重合、例えばプロピレンの重合の場合、主
に分子量の高い非晶性ポリマーまたは低い結晶性を有す
るポリマーを与える。
各触媒成分の添加量は例えば溶媒重合の場合には、触
媒成分(A)はバナジウム原子として10-10〜103m mol/
、好ましくは10-7〜102m mol/の範囲で使用でき
る。触媒成分(B)は触媒成分(A)に対して、アルミ
ニウム原子/バナジウム原子として1〜100,000、好ま
しくは10〜10,000で使用できる。
本発明に適用できるオレフィンとしては、炭素数2〜
10個のものであり、具体例としては、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,ビニルシクロヘキサン等が例示される。こ
れらの化合物は単独に重合もしくは2種類以上の共重合
に用いることができるが、、本発明は上記化合物に限定
されるべきものではない。
重合方法も特に限定されるべきものではないが、例え
ば、ブタン,ペンタン,ヘキサン,ヘプタン,オクタ
ン,等の脂肪族、炭化水素溶媒、ベンゼン,トルエン等
の芳香族炭化水素溶媒、または、メチレンクロリド等の
ハロゲン化炭化水素溶媒を用いた溶媒重合、溶液重合、
またモノマーを溶媒とする塊状重合あるいはガス状モノ
マー中での気相重合等が可能であり、また、連続重合、
回分式重合のどちらも可能である。
重合温度は−50℃〜200℃の範囲を取り得るが、特に
−20℃〜100℃の範囲が好ましく、重合圧力は通常〜60K
g/cm2Gが好ましい。重合時間は一般的には目的とするポ
リマーの種類、反応装置により適宜決定されるが、5分
間〜40時間の範囲を取り得る。例えば、エチレン重合の
場合には5分間〜10時間、プロピレン重合の場合には30
分間〜20時間が好ましい。
<実施例> 次に本発明の実施例と比較例をあげ、本発明の有する
効果を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限
定されるものではない。
実施例中の分子量はゲルパーミエーションクロマトグ
ラフィー(GPC)を用いて算出した重量平均分子量で示
した。GPCはウオーターズ製150C型を用いた。測定は140
℃で、溶媒としてo−ジクロロベンゼンを用いた。カラ
ムはShodex80M/Sカラムを3本用いた。検量線作成用ポ
リスチレンは分子量範囲500から6.8×106の単分散標準
ポリスチレン14種類を用いた。分子量はポリスチレン換
算の平均分子量よりユニバーサル法で求めた重量平均分
子量で示した。
プロピレン重合において得られたポリマーのアイソタ
クチック立体規則性は、13C NMRスペクトルより求めら
れるアイソタクチックトリアッドモル分率(以下〔mm〕
分率という。)値で評価した。測定は日本電子製FX−10
0スペクトロメーターを用い135℃で行った。なおポリマ
ーはo−ジクロロベンゼンに溶解した。〔mm〕分率はメ
チル炭素領域の拡大スペクトルより求めた。
実施例1 (1) メチルアルミノオキサン(触媒成分(B))の
合成 撹拌機、滴下ロート、還流コンデンサーを備えた内容
積0.51のフラスコをアルゴンで置換した後38.2g(0.15m
ol)のCuSO4・5H2Oを200mlのトルエンに懸濁させ、内温
を25℃に保ち、撹拌を行いながら、トリメチルアルミニ
ウム0.58molとトルエン100mlからなる溶液を5時間かけ
て滴下した。滴下終了後20時間室温で撹拌を続けた。沈
澱物を除去した後、減圧下溶媒を除去し、15.8gのメチ
ルアルミノオキサンを得た。重合にはトルエンで希釈
(0.1g/)して使用した。ここで合成したアルミノオ
キサンは以下の実施例にも使用した。
(2) プロピレンの重合 内容積130mlのマグネチックスターラーによる撹拌方
式のステンレス製オートクレーブをアルゴン置換した
後、触媒成分(A)としてバナジウムオキシクロリドの
ヘプタン溶液を0.1μ(V:2.2×10-6mol)、メチルア
ルミノオキサンを0.15g、トルエン3ml仕込んた。オート
クレーブを−70℃に冷却した後、30gのプロピレンを導
入した。オートクレーブを撹拌しながら30℃に1時間保
った。過剰のプロピレンを放出した後、ポリマーを回収
した。
ポリマーは1N−HCl/メタノール液で洗浄した後、メタ
ノールで洗浄し、乾燥した。得られたポリマーは、0.01
3gでこれはバナジウム原子1mol当り5,900gの活性に相当
する。このポリマーの分子量は14,900gで、〔mm〕分率
は0.47であった。
比較例1 実施例1においてプロピレン重合の時にアルミノオキ
サンの代わりにエチルアルミニウムセスキクロリドを1m
l(Al:1.62 10-4m mol)加えた以外は実施例1と同様に
重合を行ったがポリマーは得られなかった。
実施例2 触媒成分(A)としてn−ブトキシバナデート溶液を
1ml(V:2.74×10-5)使用したこと以外は実施例1と同
様に行った。得られたポリマーは0.043gでこれはバナジ
ウム原子1mol当り1570gの活性に相当する。このポリマ
ーの分子量は1,200,000で、〔mm〕分率は0.45であっ
た。
<発明の効果> 本発明によって、新規な触媒系即ち一般式VOX3または
VO(OR)であるバナジル化合物とアルミノオキサンか
らなる触媒系を用いてオレフィンを単独に重合もしくは
2種類以上共重合することにより高収率で、高分子量の
オレフィン重合体を製造することができた。
【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 (72)発明者 水沼 考二 千葉県市原市姉崎海岸5―1 住友化学 工業株式会社内 (72)発明者 八木 芳男 千葉県市原市姉崎海岸5―1 住友化学 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−26606(JP,A) 特開 昭61−271308(JP,A) 特開 昭62−241912(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】触媒成分(A):一般式VOX3(式中、Xは
    ハロゲン原子)または一般式VO(OR)(式中、Rは炭
    素数1〜20の炭化水素基を表す。)で表されるバナジウ
    ム化合物及び、 触媒成分(B):トリアルキルアルミニウムと水との反
    応によって得られるアルミノオキサンまたは上記アルミ
    ノオキサンと一般式AlR′nX′3-n(式中、R′は炭素数
    1〜10のアルキル基、X′はハロゲン原子、nは0,1,2,
    3から選ばれる数)で表されるアルミニウム化合物の混
    合物からなる触媒系を用いるオレフィン重合体の製造方
    法。
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