JP2927870B2 - α―オレフィンの重合方法 - Google Patents

α―オレフィンの重合方法

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JP2927870B2 JP7657690A JP7657690A JP2927870B2 JP 2927870 B2 JP2927870 B2 JP 2927870B2 JP 7657690 A JP7657690 A JP 7657690A JP 7657690 A JP7657690 A JP 7657690A JP 2927870 B2 JP2927870 B2 JP 2927870B2
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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α−オレフィンの重合方法に関する。詳しく
は、特定の方法で得た担体型の遷移金属触媒成分を用い
て比較的分子量分布の広い高立体規則性のポリα−オレ
フィンを製造する方法に関する。
〔従来技術〕
ハロゲン化マグネシウムなどの担体に遷移金属化合物
を担持した触媒成分と有機金属化合物から成る触媒を用
いてα−オレフィンを重合する方法は特公昭39−12105
で開示されて以来多くの改良が成されている。改良は主
として担体側に用いる電子供与性化合物あるいは遷移金
属触媒成分と有機金属化合物とを組み合わせて用いる電
子供与性化合物として何を用いるかという方向、さらに
は遷移金属触媒成分をどのように製造するかという方向
の2つの方向で成されている。このなかでも、担体側に
用いる電子供与性化合物として2官能性の化合物を用
い、遷移金属触媒成分と有機金属化合物とを組み合わせ
て用いる電子供与性化合物としてアルコキシ珪素化合物
あるいは立体障害性のアミン化合物を用いる方法は、高
活性でしかも極めて立体規則性の高いポリα−オレフィ
ンを与える優れた触媒系である(例えば、特開昭58−13
8710、同59−117509、同59−206407、同59−206410
等)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記触媒系は活性と得られるポリマー
の立体規則性という点では極めて優れたものであるが、
得られるポリマーの分子量分布が狭いという問題があ
る。この分子量分布が狭いという特徴は用途によっては
好ましいが、成形時の流れ性が不良であり、特にブロー
成形の用途では問題となる。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは上記課題を解決して分子量分布の広いポ
リマーを製造する方法について鋭意検討し本発明を完成
した。
即ち、本発明はハロゲン化マグネシウムにチタン化合
物を担持した遷移金属触媒成分と有機アルミニウム化合
物からなる触媒を用いてα−オレフィンを重合する方法
において、遷移金属触媒成分として、ハロゲン化マグネ
シウムとフタル酸のジエステルと少なくとも1つのハロ
ゲンを有する四価のチタン化合物および四塩化ジルコニ
ウムおよび/または四塩化ハフニウムを共粉砕し、次い
で該共粉砕物を炭化水素化合物またはハロゲン化炭化水
素化合物の存在下に加熱処理して得たものを用いること
を特徴とするα−オレフィンの重合方法である。本発明
はまた、ハロゲン化マグネシウムにチタン化合物を担持
した遷移金属触媒成分と有機アルミニウム化合物からな
る触媒を用いてα−オレフィンを重合する方法におい
て、遷移金属触媒成分として、ハロゲン化マグネシウム
とフタル酸のジエステルと少なくとも1つのハロゲンを
有する四価のチタン化合物とハロゲン化炭化水素化合物
および四塩化ジルコニウムおよび/または四塩化ハフニ
ウムを共粉砕し、次いで該共粉砕物を炭化水素化合物ま
たはハロゲン化炭化水素化合物の存在下に加熱処理して
得たものを用いることを特徴とするα−オレフィンの重
合方法である。
本発明において、ハロゲン化マグネシウムとしては、
実質的に無水のハロゲン化マグネシウムが利用でき、数
%以下の水を含有するものであっても利用できる。ハロ
ゲン化マグネシウムとしては塩化マグネシウム、臭化マ
グネシウム、あるいはそれらとエーテル、モノエステル
との錯体、あるいは塩化マグネシウムと臭化マグネシウ
ムの共晶体などが利用できる。
フタル酸のジエステルとしては、フタル酸と炭素数1
〜12のアルコールとのエステルが好ましく利用でき、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、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸
ジデシル、フタル酸ジフェニル、フタル酸ジベンジル、
フタル酸ジ−2−エチルヘキシルなどの他に2つのエス
テル結合を形成するアルコールが異なるフタル酸ブチル
ベンジル、フタル酸エチルヘキシルなどのジエステルも
利用できる。
本発明において用いる少なくとも1つのハロゲンを有
する四価のチタン化合物としては、ハロゲンとして好ま
しくは塩素が例示でき、アルコキシクロルチタンが好ま
しく用いられるが、特に好ましくは、四塩化チタンが用
いられる。ここでハロゲン化チタン化合物は予めフタル
酸のジエステルと錯体を形成して利用することもでき
る。
本発明において用いる四塩化ジルコニウム、四塩化ハ
フニウムは無水物が利用でき、市場で入手できるものが
そのまま利用できる。共粉砕においてフタル酸のジエス
テルとハロゲン化チタンの使用割合としては、好ましく
は0.3:1〜1:0.3モル比であり、より好ましくは0.5:1〜
1:0.5でありこの範囲を越えるとその触媒を用いて重合
したとき活性及び得られる重合体の立体規則性が充分で
ない。またハロゲン化マグネシウムに対するハロゲン化
チタンの割合としては1:0.001〜1:0.5重量比程度が好ま
しい。また四塩化ジルコニウム、あるいは四塩化ハフニ
ウムと四塩化チタンの使用割合としては1:1〜0.0001:1
モル比とするのが好ましく0.0001以下では分子量分布を
広くする効果が殆どなく、1以上では得られる重合体の
立体規則性が不良であり好ましくない。
本発明においてハロゲン化炭化水素化合物としては、
炭素数1〜12の炭化水素化合物の水素の1〜全部が塩
素、臭素、沃素で置換した化合物が例示でき、具体的に
は、メチルクロライド、メチレンクロライド、クロロホ
ルム、四塩化炭素、エチルクロライド、エチレンジクロ
ライド、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、ペン
タクロロエタン、パークロロエタン等、飽和炭化水素化
合物の水素が塩素で置換したもの、あるいは塩素を臭
素、沃素で置換したもの、塩化ビニリデン、トリクロル
エチレン、パークロルエチレン等、あるいはクロロベン
ゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等の不飽
和炭化水素化合物の水素が塩素で置換したもの、あるい
は塩素を臭素、沃素で置換したもの等が例示される。こ
れらのハロゲン化炭化水素化合物のハロゲン化マグネシ
ウムに対する使用割合としては、ハロゲン化マグネシウ
ムに対し、1:0.001〜1:0.5重量比、好ましくは1:0.01〜
1:0.3重量比である。ハロゲン化炭化水素化合物を用い
ることで、使用しない場合に比較して大幅に活性が向上
する。
共粉砕に際し、さらに触媒系に対し不活性な担体を更
に加えることも可能であり、シリカ、アルミナなどの無
機物の他にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ンなどの高分子化合物などが利用できる。
本発明において、上記共粉砕物は次いで加熱処理され
るが、その際に使用される炭化水素化合物としては炭素
数6〜12の炭化水素化合物、具体的にはヘキサン、ヘプ
タン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、
トルエン、エチルベンゼン、キシレン、クメン、テトラ
リンなどが例示でき、ハロゲン化炭化水素化合物として
は上述の共粉砕に用いるハロゲン化炭化水素が例示され
る。好ましくは、芳香族炭化水素化合物、ハロゲン化炭
化水素化合物が使用される。これらの炭化水素化合物の
使用割合としてはハロゲン化チタン1重量部に対し1〜
1000部、好ましくは10〜500部程度である。比較的多量
の溶媒を用いて、溶解したフタル酸ジエステルがハロゲ
ン化チタンを静置分離、あるいは濾過によって除去する
か、さらに炭化水素溶剤で洗浄除去して使用することも
できる。また少量の溶媒を利用することで加熱後そのま
ま重合に利用するか、あるいは他の溶剤で希釈して利用
することもできる。余りに多い溶媒を用いてもより効果
的なわけでなく、また1重量部未満などの余りに少ない
と得られる触媒の活性及び得られる重合体の立体規則性
が充分でない。
加熱処理の温度としては、共粉砕時の添加物の量比な
どで最適な温度は異なるが、40℃以上好ましくは50〜15
0℃程度である。40℃以下の加熱では、得に使用する溶
剤が芳香族炭化水素の時には活性及び得られるポリマー
の立体規則性が充分でない。また150℃以上でも性能が
不充分である。
本発明において有機アルミニウム化合物としては、好
ましく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、トリブチルアルミニ
ウムなどのトリアルキルアルミニウム及びその1〜2個
の炭化水素残基が塩素または臭素で置換されたアルキル
アルミニウムハロゲンが例示される。
本発明においては重合に際し、アルコキシシラン、置
換ピペリジンを立体規則性向上剤として使用するのが好
ましい。アルコキシシランとしては、1〜4個のアルコ
キシ基を含有する有機シラン化合物が好ましく用いら
れ、アルコキシ基としては炭素数1〜12のアルキル基ま
たはアルケニル基に酸素が結合した構造のものが例示で
き、残りの基としては1〜12のアルキル基、またはアル
ケニル基が例示できる。また置換ピペリジンとしては、
1および6位の水素の一部または全部が炭素数1〜12個
のアルキル基、またはアルケニル基で置換された化合物
が好ましく例示できる。
遷移金属触媒成分中のチタンに対する有機アルミニウ
ムおよび立体規則性向上剤の使用割合としては1:1:1〜
1:10000:10000モル比、通常は1:1:1〜1:1000:1000モル
比である。
本発明においてα−オレフィンとしては、炭素数3〜
12のα−オレフィンの一種または、二種以上の混合物あ
るいは、少量のエチレンとの混合物を意味し、α−オレ
フィンとしては、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−
1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、4−
メチル2ペンテン−1等が例示できる。
本発明においてα−オレフィンの重合方法としては特
に制限は無く公知の種々の方法が採用でき、不活性炭化
水素を媒体とする溶媒重合法、液状のα−オレフィンを
媒体とする塊状重合法、液状の媒体が実質的に存在しな
い気相重合法のいずれの方法も採用可能である。重合に
際し温度は常温〜150℃、圧力は常圧〜100Kg/cm2で行う
のが一般的であり、α−オレフィンの単独重合の他に、
相互のあるいはエチレンとのランダムあるいはブロック
共重合に本重合法は好ましく採用できる。
〔実施例〕
以下に実施例を掲げ本発明についてさらに説明する。
実施例1 直径12mmの鋼球9Kgの入った内容積4の粉砕用ポッ
トを4個装備した振動ミルを用意する。各ポットに窒素
雰囲気中で塩化マグネシウム300g、フタル酸ジイソブチ
ル75ml、四塩化チタン60ml、四塩化ハフニウム20gを加
え40時間粉砕した。
上記共粉砕物10gを200mlのフラスコに入れトルエン60
mlを加え114℃で30分間撹拌処理し、次いで静置して上
澄液を除去した。次いでn−ヘプタン100mlで20℃で3
回、固形分を洗浄し、さらに100mlのn−ヘプタンに分
散して遷移金属触媒成分スラリーとした。得られた遷移
金属触媒成分はチタンを2.1wt%含有し、フタル酸ジイ
ソブチルを14.8wt%含有していた。
内容積5の充分に乾燥し窒素で置換したオートクレ
ーブを準備し、ヘプタン100mlに希釈したトリエチルア
ルミニウム0.2ml、チクロヘキシルメチルジメトキシシ
ラン0.1ml、上記遷移金属触媒成分15mlを加えプロピレ
ン1.5Kg、水素2.8Nlを加え70℃で2時間重合した。重合
後未反応のプロピレンをパージし80℃で8時間乾燥し、
秤量したところ510gのポリプロピレンが得られた。また
ポリプロピレンの135℃テトラリン溶液で測定した極限
粘度(以下ηと略記)は1.62dl/g、ソックスレー抽出器
で測定した沸騰n−ヘプタン抽出残率(抽出残ポリマー
の重量/抽出前ポリマーの重量を100分率で表示、以下I
Iと略記)は97.9%、ゲルパーミエーションクロマトグ
ラフィーで135℃の1,2,4−トリクロロベンゼンを溶媒と
して測定した重量平均分子量と数平均分子量の比(以下
MW/MNと略記する)は6.4であった。
比較例1 四塩化ハフニウムを使用せずに触媒を合成し、重合の
際に水素の添加量を1.7Nlとして得られるポリマーのη
をほぼ同様にした他は実施例1と同様にしたところポリ
マー675gを得た。このパウダーのηは1.65dl/g、IIは9
8.1%、MW/MNは5.5であった。
実施例2 四塩化ハフニウムにかえ四塩化ジルコニウムを用い、
重合に際して水素を1.5Nl用いた他は実施例1と同様に
したところポリマー545gを得た。このパウダーのηは1.
56dl/g、IIは97.6%、MW/MNは6.4であった。
〔発明の効果〕
本発明の方法を実施することで分子量分布の比較的広
い高立体規則性のポリα−オレフィンを製造することが
でき工業的に価値がある。
【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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 10/00 - 10/14 C08F 110/00 - 110/14 C08F 210/00 - 210/18 C08F 4/00 - 4/82

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハロゲン化マグネシウムにチタン化合物を
    担持した遷移金属触媒成分と有機アルミニウム化合物か
    らなる触媒を用いてα−オレフィンを重合する方法にお
    いて、遷移金属触媒成分として、ハロゲン化マグネシウ
    ムとフタル酸のジエステルと少なくとも1つのハロゲン
    を有する四価のチタン化合物および四塩化ジルコニウム
    および/または四塩化ハフニウムを共粉砕し、次いで該
    共粉砕物を炭化水素化合物またはハロゲン化炭化水素化
    合物の存在下に加熱処理して得たものを用いることを特
    徴とするα−オレフィンの重合方法。
  2. 【請求項2】ハロゲン化マグネシウムにチタン化合物を
    担持した遷移金属触媒成分と有機アルミニウム化合物か
    らなる触媒を用いてα−オレフィンを重合する方法にお
    いて、遷移金属触媒成分として、ハロゲン化マグネシウ
    ムとフタル酸のジエステルと少なくとも1つのハロゲン
    を有する四価のチタン化合物とハロゲン化炭化水素化合
    物および四塩化ジルコニウムおよび/または四塩化ハフ
    ニウムを共粉砕し、次いで該共粉砕物を炭化水素化合物
    またはハロゲン化炭化水素化合物の存在下に加熱処理し
    て得たものを用いることを特徴とするα−オレフィンの
    重合方法。
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