JP3216897B2 - オレフィンの重合方法 - Google Patents

オレフィンの重合方法

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JP3216897B2 JP00287492A JP287492A JP3216897B2 JP 3216897 B2 JP3216897 B2 JP 3216897B2 JP 00287492 A JP00287492 A JP 00287492A JP 287492 A JP287492 A JP 287492A JP 3216897 B2 JP3216897 B2 JP 3216897B2
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、オレフィンの重合方法に
関し、さらに詳しくは、高い重合活性でオレフィン重合
体を製造することができるオレフィンの重合方法に関す
る。
【0002】
【発明の技術的背景】従来から、α-オレフィン系重合
体の製造方法としては、チタン化合物と有機アルミニウ
ム化合物とからなるチタン系触媒あるいはバナジウム化
合物と有機アルミニウム化合物とからなるバナジウム系
触媒の存在下に、エチレンとα-オレフィンとを共重合
する方法が知られている。
【0003】近年、高い重合活性でエチレン・α-オレ
フィン共重合体を製造することのできる触媒としてジル
コニウム化合物とアルミノオキサンとからなる新しいチ
ーグラー型オレフィン重合触媒が開発され、例えば、特
開昭58-19309号公報、特開昭60-35005号
公報、特開昭60-35006号公報、特開昭60-35
007号公報、特開昭60-35008号公報等には、
このような新しい触媒を用いたエチレン・α-オレフィ
ン共重合体の製造方法が提案されている。
【0004】これらの従来技術において提案された遷移
金属化合物とアルミノオキサンから形成される触媒は、
この触媒が出現する前から知られている遷移金属化合物
と有機アルミニウム化合物から形成される触媒に比べて
重合活性、特にエチレン重合活性が優れている。しか
し、その大部分は反応系に可溶であり、ほとんどの場合
製造プロセスが溶液重合系に限定され、分子量の高い重
合体を製造しようとすると重合体を含む溶液の粘度が著
しく高くなって生産性が低下する不都合が生じる。
【0005】一方、前記遷移金属化合物およびアルミノ
オキサンの少なくとも一方の成分をシリカ、アルミナ、
シリカ・アルミナ等の多孔性無機酸化物担体に担持させ
た触媒を用いて、懸濁重合系または気相重合系において
オレフィンを重合しようとする試みもなされている。
【0006】例えば、前記特開昭60-35006号公
報、特開昭60-35007号公報および特開昭60-3
5008号公報には、遷移金属化合物およびアルミノオ
キサンをシリカ、アルミナ、シリカ・アルミナ等に担持
した触媒を使用し得ることが記載されている。
【0007】特開昭60-106808号公報および特
開昭60-106809号公報には、炭化水素溶媒に可
溶なチタン化合物および/またはジルコニウム化合物を
含む高活性触媒成分と充填剤とを予め接触処理して得ら
れる生成物および有機アルミニウム化合物、ならびにさ
らにポリオレフィン親和性の充填剤の存在下で、エチレ
ンあるいはエチレンとα-オレフィンとを共重合させる
ことにより、ポリエチレン系重合体と充填剤からなる組
成物を製造する方法が記載されている。
【0008】特開昭61-31404号公報には、二酸
化珪素または酸化アルミニウムの存在下にトリアルキル
アルミニウムと水とを反応させることにより得られる生
成物と遷移金属化合物からなる混合触媒の存在下に、エ
チレンまたはエチレンとα-オレフィンとを重合または
共重合させる方法が記載されている。
【0009】特開昭61−276805号公報には、ジ
ルコニウム化合物と、アルミノオキサンにトリアルキル
アルミニウムを反応させて得られる反応混合物にさらに
シリカ等の表面水酸基を有する無機酸化物に反応させた
反応混合物とからなる触媒の存在下に、オレフィンを重
合させることが記載されている。
【0010】特開昭61-108610号公報および特
開昭61-296008号公報には、メタロセン等の遷
移金属化合物およびアルミノオキサンを無機酸化物等の
担体に担持した触媒の存在下に、オレフィンを重合する
方法が記載されている。
【0011】しかしながら、これらに記載された担体に
担持した固体触媒成分を用いてオレフィンを懸濁重合系
または気相重合系で重合または共重合した際、前記溶液
重合系に比較して重合活性が著しく低下し満足するもの
ではなかった。
【0012】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に鑑み
てなされたものであって、高い重合活性でオレフィン重
合体を製造することができるようなオレフィン重合方
法を提供することを目的としている。
【0013】
【発明の概要】本発明に係るオレフィン重合触媒は、 [A](i)II族、III族およびIV族から選ばれる少な
くとも1種の元素の酸化物からなり、 (ii)1.0重量%以上の水を含有する微粒子状担体
と、 [B]有機アルミニウム化合物と、 [C]下記一般式[I]で表される遷移金属化合物 1 k 2 l 3 m M(SO 3 4 …[I] (式[I]において、MはIVB族の遷移金属であり、R
1 はシクロペンタジエニル骨格を有する基であり、この
シクロペンタジエニル骨格を有する基は置換基を有して
いてもよい。R 2 およびR 3 は、シクロペンタジエニル骨
格を有する基(置換基を有していてもよい)、SO
3 4 、ハロゲン原子、R 4 、OR 4 、NR 4 n 、S(O)
q 4 、SiR 4 3 、P(O) q 4 3 である。ここでR 4 はアル
キル基、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アリー
ル基、ハロゲン原子またはアルキル基で置換されたアリ
ール基である。R 1 、R 2 、R 3 のうち2つはアルキレン
基、置換アルキレン基、シリレン基、置換シリレン基を
介して結合されていてもよい。また、kはk≧1であ
り、k+l+m=3であり、nは1、2または3であ
り、qは0、1または2である。)と からなることを特
徴としている。
【0014】本発明に係るオレフィンの重合方法は、上
記のような触媒と[D]有機アルミニウム化合物の存在
下にオレフィンを重合または共重合させることを特徴と
している。
【0015】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係るオレフィンの
重合方法について具体的に説明する。
【0016】なお、本発明において「重合」という語
は、単独重合のみならず、共重合を包含した意で用いら
れることがあり、また「重合体」という語は単独重合体
のみならず共重合体を包含した意で用いられることがあ
る。
【0017】本発明で用いられる触媒成分[A]として
は、II族、III族、IV族から選ばれる少なくとも1種の
元素の酸化物からなる微粒子状無機化合物が用いられ
る。微粒子状無機化合物としては多孔質酸化物が好まし
く、具体的にはSiO2 、Al23 、MgO、ZrO2
TiO2 、B23 、CaO、ZnO、BaO、ThO2 等、
またはこれらを含む混合物、例えばSiO2-MgO、Si
2-Al23 、SiO 2-TiO2 、SiO2-V25 、Si
2-Cr23 、SiO2-TiO2-MgO等を例示すること
ができる。これらの中ではSiO2 、Al23 およびMg
Oからなる群から選ばれる少なくとも1種の成分を主成
分とするものが好ましい。
【0018】また触媒成分[A]は、平均粒径が通常1
〜300μm、好ましくは10〜200μm範囲である
ことが望ましく、比表面積は50〜1000m2/g、
好ましくは100〜700m2/gであることが望まし
く、細孔容積は0.3〜2.5cm3/gであることが望
ましい。
【0019】このような触媒成分[A]は、通常1.0
重量%以上、好ましくは1.2〜20重量%、より好ま
しくは1.4〜15重量%の水を含有している。ここ
で、本発明において触媒成分[A]が含有する水とは、
微粒子状担体表面に吸着した吸着水を示す。
【0020】特定量の水を含有した微粒子状担体を得る
方法としては、例えば下記のような方法が挙げられる。 (1)水分を含む空気中に担体を保存し、該担体の水含
量が特定量となるまで放置する方法。 (2)水分を含む空気中に担体を保存し、該担体に水を
吸着させ、次いで該担体の水含量が特定量となるまで乾
燥する方法。 (3)充分乾燥した担体に所定量の水、水蒸気、溶液、
懸濁液等を加え攪拌する方法。
【0021】この際、乾燥温度として200℃程度以上
の温度を採用する場合には、通常吸着水の脱離とともに
表面水酸基の縮合による脱水をも伴う。微粒子状担体が
含有する水を定量するには加熱減量法を用いることがで
きる。本発明では、空気や窒素等の乾燥気体の流通下、
200℃にて4時間乾燥させたときの重量減を吸着水分
量とする。
【0022】本発明で用いられる触媒成分[B]として
具体的には、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、トリイソプロピ
ルアルミニウム、トリn-ブチルアルミニウム、トリイソ
ブチルアルミニウム、トリsec-ブチルアルミニウム、ト
リtert-ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウ
ム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニ
ウム、トリデシルアルミニウム、トリシクロヘキシルア
ルミニウム、トリシクロオクチルアルミニウム等のトリ
アルキルアルミニウムが挙げられる。
【0023】これらのうち、トリメチルアルミニウムが
好ましく用いられる。上記のような[B]有機アルミニ
ウム化合物は、単独であるいは組合せて用いることがで
きる。
【0024】本発明で用いられる触媒成分[C]は、例
えば下記一般式[I]で表される遷移金属化合物であ
る。 R1 k2 l3 mM(SO34) …[I] (式[I]において、MはIVB族の遷移金属であり、R
1 はシクロペンタジエニル骨格を有する基であり、この
シクロペンタジエニル骨格を有する基は置換基を有して
いてもよい。R2 およびR3 は、シクロペンタジエニル
骨格を有する基(置換基を有していてもよい)、SO3
4 、ハロゲン原子、R4 、OR4 、NR4 n 、S(O)q
4 、SiR4 3 、P(O)q4 3 である。ここでR4 はア
ルキル基、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アリ
ール基、ハロゲン原子またはアルキル基で置換されたア
リール基である。R1 、R2 、R3 のうち2つはアルキ
レン基、置換アルキレン基、シリレン基、置換シリレン
基を介して結合されていてもよい。また、kはk≧1で
あり、k+l+m=3であり、nは1、2または3であ
り、qは0、1または2である。) 上記式[I]において、MはIVB族の遷移金属である
が、具体的には、ジルコニウム、チタンまたはハフニウ
ムである。
【0025】シクロペンタジエニル骨格を有する基とし
ては、例えばシクロペンタジエニル基、メチルシクロペ
ンタジエニル基、エチルシクロペンタジエニル基、n-ブ
チルシクロペンタジエニル基、ジメチルシクロペンタジ
エニル基、トリメチルシクロペンタジエニル基、ペンタ
メチルシクロペンタジエニル基等のアルキル置換シクロ
ペンタジエニル基、インデニル基、フルオレニル基等を
例示することができる。
【0026】これらの中では、アルキル置換シクロペン
タジエニル基、インデニル基が好ましい。アルキレン基
としてはエチレン基、プロピレン基等が例示され、置換
アルキレン基としてはイソプロピリデン基、ジフェニル
メチレン基等が例示され、置換シリレン基としてはジメ
チレンシリレン基等が例示される。
【0027】アルキル基としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等が例示さ
れ、アリール基としては、フェニル基、トリル基等が例
示され、ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素であ
る。
【0028】以下に、上記一般式[I]で表される遷移
金属化合物の具体的な例を示す。 ビス(シクロペンタジエニル)-ジルコニウム(IV)-ビ
ス(メタンスルホナト)、ビス(シクロペンタジエニ
ル)-ジルコニウム(IV)-ビス(p-トルエンスルホナ
ト)、ビス(シクロペンタジエニル)-ジルコニウム(I
V)-ビス(トリフルオロメタンスルホナト)、ビス(シ
クロペンタジエニル)-ジルコニウム(IV)-トリフルオ
ロメタンスルホナトモノクロリド ビス(メチルシクロペンタジエニル)-ジルコニウム(I
V)-ビス(トリフルオロメタンスルホナト)、ビス(メ
チルシクロペンタジエニル)-ジルコニウム(IV)-トリ
フルオロメタンスルホナトモノクロリド、ビス(1,3-ジ
メチルシクロペンタジエニル)-ジルコニウム(IV)-ビ
ス(トリフルオロメタンスルホナト)、ビス(1,3-ジメ
チルシクロペンタジエニル)-ジルコニウム(IV)-トリ
フルオロメタンスルホナトモノクロリド、ビス(1,3,5-
トリメチルシクロペンタジエニル)-ジルコニウム(I
V)-ビス(トリフルオロメタンスルホナト)、ビス(1,
3,5-トリメチルシクロペンタジエニル)-ジルコニウム
(IV)-トリフルオロメタンスルホナトモノクロリド、
【0029】エチレンビス(インデニル)-ジルコニウ
ム(IV)-ビス(トリフルオロメタンスルホナト)、エ
チレンビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-ビス
(メタンスルホナト)、エチレンビス(インデニル)-
ジルコニウム(IV)-ビス(p-トルエンスルホナト)、
エチレンビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-ビス
(p-クロルベンゼンスルホナト)、エチレンビス(イン
デニル)-ジルコニウム(IV)-トリフルオロメタンスル
ホナトモノクロリド、エチレンビス(インデニル)-ジ
ルコニウム(IV)-トリフルオロメタンスルホナトモノ
ブロミド、エチレンビス(インデニル)-ジルコニウム
(IV)-トリフルオロメタンスルホナトモノフロリド、
エチレンビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-トリ
フルオロメタンスルホナトモノヨード、エチレンビス
(インデニル)-ジルコニウム(IV)-メタンスルホナト
モノクロリド、エチレンビス(インデニル)-ジルコニ
ウム(IV)-p-トルエンスルホナトモノクロリド、エチ
レンビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-(トリフ
ルオロメタンスルホナト)メチル、エチレンビス(イン
デニル)-ジルコニウム(IV)-(メタンスルホナト)メ
チル、エチレンビス(インデニル)-ジルコニウム(I
V)-(トリフルオロメタンスルホナト)フェニル、エチ
レンビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-(メタン
スルホナト)フェニル、エチレンビス(インデニル)-
ジルコニウム(IV)-(トリフルオロメタンスルホナ
ト)メトキシ、エチレンビス(インデニル)-ジルコニ
ウム(IV)-(メタンスルホナト)メトキシ、エチレン
ビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-(トリフルオ
ロメタンスルホナト)ジメチルアミノ、エチレンビス
(インデニル)-ジルコニウム(IV)-(メタンスルホナ
ト)ジメチルアミノ、
【0030】エチレンビス(インデニル)-ジルコニウ
ム(IV)-(トリフルオロメタンスルホナト)メチルメ
ルカプト、エチレンビス(インデニル)-ジルコニウム
(IV)-(メタンスルホナト)メチルメルカプト、エチ
レンビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-(トリフ
ルオロメタンスルホナト)チオフェニル、エチレンビス
(インデニル)-ジルコニウム(IV)-(メタンスルホナ
ト)チオフェニル、エチレンビス(インデニル)-ジル
コニウム(IV)-(トリフルオロメタンスルホナト)メ
チルスルホン、エチレンビス(インデニル)-ジルコニ
ウム(IV)-(メタンスルホナト)メチルスルホン、エ
チレンビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-(トリ
フルオロメタンスルホナト)メチルスルホキシド、エチ
レンビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-(メタン
スルホナト)メチルスルホキシド、エチレンビス(イン
デニル)-ジルコニウム(IV)-(トリフルオロメタンス
ルホナト)トリメチルシリル、エチレンビス(インデニ
ル)-ジルコニウム(IV)-(メタンスルホナト)トリメ
チルシリル、エチレンビス(インデニル)-ジルコニウ
ム(IV)-(トリフルオロメタンスルホナト)トリメチ
ルホスフィン、エチレンビス(インデニル)-ジルコニ
ウム(IV)-(メタンスルホナト)トリメチルホスフィ
ン、エチレンビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-
(トリフルオロメタンスルホナト)トリフェニルホスフ
ィン、エチレンビス(インデニル)-ジルコニウム(I
V)-(メタンスルホナト)トリフェニルホスフィン、
【0031】エチレンビス(インデニル)-ハフニウム
(IV)-ビス(トリフルオロメタンスルホナト)、エチ
レンビス(インデニル)-ハフニウム(IV)-ビス(メタ
ンスルホナト)、エチレンビス(インデニル)-ハフニ
ウム(IV)-ビス(p-トルエンスルホナト)、エチレン
ビス(インデニル)-ハフニウム(IV)-ビス(p-クロル
ベンゼンスルホナト)、エチレンビス(インデニル)-
ハフニウム(IV)-トリフルオロメタンスルホナトモノ
クロリド、エチレンビス(インデニル)-ハフニウム(I
V)-トリフルオロメタンスルホナトモノブロミド、エチ
レンビス(インデニル)-ハフニウム(IV)-トリフルオ
ロメタンスルホナトモノフロリド、エチレンビス(イン
デニル)-ハフニウム(IV)-トリフルオロメタンスルホ
ナトモノヨード、エチレンビス(インデニル)-ハフニ
ウム(IV)-メタンスルホナトモノクロリド、エチレン
ビス(インデニル)-ハフニウム(IV)-p-トルエンスル
ホナトモノクロリド、
【0032】エチレンビス(インデニル)-チタン(I
V)-ビス(トリフルオロメタンスルホナト)、エチレン
ビス(インデニル)-チタン(IV)-ビス(メタンスルホ
ナト)、エチレンビス(インデニル)-チタン(IV)-ビ
ス(p-トルエンスルホナト)、エチレンビス(インデニ
ル)-チタン(IV)-ビス(p-クロルベンゼンスルホナ
ト)、エチレンビス(インデニル)-チタン(IV)-トリ
フルオロメタンスルホナトモノクロリド、エチレンビス
(インデニル)-チタン(IV)-トリフルオロメタンスル
ホナトモノブロミド、エチレンビス(インデニル)-チ
タン(IV)-トリフルオロメタンスルホナトモノフロリ
ド、エチレンビス(インデニル)-チタン(IV)-トリフ
ルオロメタンスルホナトモノヨード、エチレンビス(イ
ンデニル)-チタン(IV)-メタンスルホナトモノクロリ
ド、エチレンビス(インデニル)-チタン(IV)-p-トル
エンスルホナトモノクロリド、
【0033】ジメチルシリルビス(インデニル)-ジル
コニウム(IV)-ビス(トリフルオロメタンスルホナ
ト)、ジメチルシリルビス(インデニル)-ジルコニウ
ム(IV)-ビス(メタンスルホナト)、ジメチルシリル
ビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-ビス(p-トル
エンスルホナト)、ジメチルシリルビス(インデニル)
-ジルコニウム(IV)-ビス(p-クロルベンゼンスルホナ
ト)、ジメチルシリルビス(インデニル)-ジルコニウ
ム(IV)-トリフルオロメタンスルホナトモノクロリ
ド、ジメチルシリルビス(インデニル)-ジルコニウム
(IV)-トリフルオロメタンスルホナトモノブロミド、
ジメチルシリルビス(インデニル)-ジルコニウム(I
V)-トリフルオロメタンスルホナトモノフロリド、ジメ
チルシリルビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-ト
リフルオロメタンスルホナトモノヨード、ジメチルシリ
ルビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-メタンスル
ホナトモノクロリド、ジメチルシリルビス(インデニ
ル)-ジルコニウム(IV)-p-トルエンスルホナトモノク
ロリド、ジフェニルメチレンビス(インデニル)-ジル
コニウム(IV)-ビス(トリフルオロメタンスルホナ
ト)、ジフェニルメチレンビス(インデニル)-ジルコ
ニウム(IV)-ビス(メタンスルホナト)、ジフェニル
メチレンビス(インデニル)-ジルコニウム(IV)-ビス
(p-トルエンスルホナト)、ジフェニルメチレンビス
(インデニル)-ジルコニウム(IV)-ビス(p-クロルベ
ンゼンスルホナト)、
【0034】ジフェニルメチレンビス(インデニル)-
ジルコニウム(IV)-トリフルオロメタンスルホナトモ
ノクロリド、ジフェニルメチレンビス(インデニル)-
ジルコニウム(IV)-トリフルオロメタンスルホナトモ
ノブロミド、ジフェニルメチレンビス(インデニル)-
ジルコニウム(IV)-トリフルオロメタンスルホナトモ
ノフロリド、ジフェニルメチレンビス(インデニル)-
ジルコニウム(IV)-トリフルオロメタンスルホナトモ
ノヨード、ジフェニルメチレンビス(インデニル)-ジ
ルコニウム(IV)-メタンスルホナトモノクロリド、ジ
フェニルメチレンビス(インデニル)-ジルコニウム(I
V)-p-トルエンスルホナトモノクロリド等。
【0035】このような[C]遷移金属化合物は、単独
であるいは組み合わせて用いられる。本発明で用いられ
る[C]遷移金属化合物は、例えば下記一般式[II]で
表される化合物と、 R1 k2 l3 mMX …[II] (式[II]において、MはIVB族の遷移金属であり、R
1 はシクロペンタジエニル骨格を有する基であり、この
シクロペンタジエニル骨格を有する基は置換基を有して
いてもよい。R2 およびR3 はシクロペンタジエニル骨
格を有する基(置換基を有していてもよい)、SO3
4 、ハロゲン原子、R4 、OR4 、NR4 n 、S(O)q
4 、SiR4 3 、P(O)q4 3 である。ここでR4 はアル
キル基、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アリー
ル基、ハロゲン原子またはアルキル基で置換されたアリ
ール基である。R1 、R2 、R3 のうち2つはアルキレ
ン基、置換アルキレン基、シリレン基、置換シリレン基
を介して結合されていてもよい。また、kはk≧1であ
り、k+l+m=3であり、nは1、2または3であ
り、qは0、1または2である。Xはハロゲンであ
る。) 下記一般式[III]で表されるスルホン酸誘導体とから R4SO3Y … [III] (式[III]において、R4 はアルキル基、ハロゲン原
子で置換されたアルキル基、アリール基、ハロゲン原子
またはアルキル基で置換されたアリール基であり、Yは
AgあるいはNa、K等のアルカリ金属である。) 下記反応式に従い製造することができる。
【0036】 R1 k2 l3 mMX + R4SO3Y → R1 k2 l3 mM(SO34) [II] [III] [I] この反応における反応条件は、得ようとする化合物
[I]の組成により異なるが、通常、化合物[III]は
化合物[II]に対して1〜10倍モル、好ましくは1〜
3倍モルの量で使用される。また、反応温度は−20〜
180℃、好ましくは0〜130℃であることが望まし
く、反応時間は反応温度により異なるが、通常0.5〜
48時間、好ましくは2〜12時間であることが望まし
い。
【0037】反応に用いられる溶媒としては、ヘキサ
ン、デカン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素、四塩化炭素、クロロホル
ム、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素、アセトン、
メチルイソブチルケトン等のケトン類、アセトニトリル
等が用いられる。これらの中ではトルエン、キシレンが
特に好ましい。このような炭化水素溶媒は、化合物[I
I]に対して、通常1〜1000倍量、好ましくは50
〜500倍量の量で用いられる。
【0038】本発明で所望により用いられる[D]有機
アルミニウム化合物としては、例えば下記式[IV]で表
される有機アルミニウム化合物を例示することができ
る。 R5 nAlX3-n … [IV] (式[IV]において、R5 は炭素数1〜12の炭化水素
基であり、Xはハロゲンまたは水素であり、nは1〜3
である。) 上記式[IV]において、R5 は炭素数1〜12の炭化水
素基、例えばアルキル基、シクロアルキル基またはアリ
−ル基であるが、具体的には、メチル基、エチル基、n-
プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シク
ロヘキシル基、フェニル基、トリル基等である。
【0039】このような有機アルミニウム化合物として
具体的には、以下のような化合物が挙げられる。 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、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシ
ルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム;イソプ
レニルアルミニウム等のアルケニルアルミニウム;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、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソブ
チルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロ
ミド等のジアルキルアルミニウムハライド;メチルアル
ミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキク
ロリド、イソプロピルアルミニウムセスキクロリド、ブ
チルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウム
セスキブロミド等のアルキルアルミニウムセスキハライ
ド;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、イソプロピルアルミニウムジクロリド、
エチルアルミニウムジブロミド等のアルキルアルミニウ
ムジハライド;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等のアルキルアル
ミニウムハイドライド等。
【0040】また[D]有機アルミニウム化合物とし
て、下記式[V]で表される化合物を用いることもでき
る。 R5 nAlY3-n … [V] (式[V]において、R5 は上記と同様であり、Yは−
OR6 基、−OSiR7 3 基、−OAlR8 2 基、−NR9
2 基、−SiR10 3 基または−N(R11)AlR12 2 基であ
り、nは1〜2であり、R6 、R7 、R8 およびR12
メチル基、エチル基、イソプロピル基、イソブチル基、
シクロヘキシル基、フェニル基等であり、R9 は水素、
メチル基、エチル基、イソプロピル基、フェニル基、ト
リメチルシリル基等であり、R10およびR11はメチル
基、エチル基等である。) このような有機アルミニウム化合物として具体的には、
以下のような化合物が挙げられる。 (i)R5 nAl(OR6)3-n で表される化合物、例えばジ
メチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウム
エトキシド、ジイソブチルアルミニウムメトキシド等、 (ii)R5 nAl(OSiR7 3)3-n で表される化合物、例え
ば Et2Al(OSiMe3) (iso-Bu)2Al(OSiMe3) (iso-Bu)2Al(OSiEt3) 等、 (iii)R5 nAl(OAlR8 2)3-n で表される化合物、例
えば Et2AlOAlEt2 (iso-Bu)2 AlOAl(iso-Bu)2 等、 (iv) R5 nAl(NR9 2)3-n で表される化合物、例えば Me2AlNEt2 Et2AlNHMe Me2AlNHEt Et2AlN(SiMe3)2 (iso-Bu)2AlN(SiMe3)2 等、 (v)R5 nAl(SiR10 3)3-n で表される化合物、例え
ば (iso-Bu)2AlSiMe3 等、
【0041】
【化1】
【0042】上記一般式[IV]、[V]で表される有機
アルミニウム化合物の中では、 R5 3Al 、R5 nAl(OR6)3-n 、R5 nAl(OAlR8 2)
3-n で表わされる有機アルミニウム化合物を好適な例として
挙げることができ、R5 がイソアルキル基であり、n=
2のものが特に好ましい。これらの有機アルミニウム化
合物は、2種以上混合して用いることもできる。
【0043】本発明に係るオレフィン重合触媒は、上記
触媒成分[A]、[B]、[C]を不活性炭化水素溶媒
中で混合接触させることにより調製するとができる。こ
の際、混合順序は任意に選ばれるが、[A]微粒子状担
体と[B]有機アルミニウム化合物とを混合接触させ、
次いで[C]遷移金属化合物を混合接触させることが好
ましい。なお、混合接触は攪拌下に行うことが望まし
い。
【0044】触媒成分[A]〜[C]を混合接触させる
際の温度は、通常−100〜200℃、好ましくは−7
0〜100℃であることが望ましい。触媒成分[A]と
触媒成分[B]との混合順序は任意であるが、後に添加
する成分を5分〜2時間かけて添加することが望まし
い。触媒成分[A]、触媒成分[B]は前記条件で混合
接触させた後、さらに−30〜200℃、好ましくは0
〜120℃の温度で、10分〜10時間、好ましくは1
〜6時間で混合接触させ、その後触媒成分[C]を混合
接触させることが望ましい。
【0045】図1に、本発明に係るオレフィン重合触媒
の調製工程を示す。触媒成分[A]〜[C]を混合接触
させるに際して、触媒成分[A]が含有する水(H
2O)と、触媒成分[B]のアルミニウム(Al)とのモ
ル比(H2O/Al)は、通常0.02〜10.0、好まし
くは0.05〜5.0である。触媒成分[C]は触媒成分
[A]1g当り、通常10-8〜5×10-3グラム原子、
好ましくは5×10-7〜10-3グラム原子の量で用いら
れ、触媒成分[C]の濃度は、約10-6〜2×10-2
ラム原子/リットル、好ましくは2×10-5〜10-2
ラム原子/リットルの範囲である。触媒成分[B]のア
ルミニウムと、触媒成分[C]中の遷移金属との原子比
(Al/遷移金属)は、通常10〜3000、好ましく
は20〜2000である。
【0046】上記のようにして得られた本発明のオレフ
ィン重合触媒は、触媒成分[A]1g当り約5×10-7
〜10-3グラム原子、好ましくは10-7〜3×10-4
ラム原子の遷移金属原子が担持され、また約10-5〜1
-1グラム原子、好ましくは2×10-4〜5×10-2
ラム原子のアルミニウム原子が担持されていることが望
ましい。
【0047】本発明に係るオレフィン重合触媒の調製に
用いられる不活性炭化水素媒体として具体的には、プロ
パン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、デカン、ドデカン、灯油等の脂肪族炭化水素;シク
ロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等
の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の
芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、
ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素あるいはこれら
の混合物等を挙げることができる。
【0048】上記のようなオレフィン重合触媒を用いて
オレフィンを重合するに際して、[C]遷移金属化合物
は、重合容積1リットル当り遷移金属原子に換算して通
常は10-8〜10-3グラム原子、好ましくは10-7〜1
-4グラム原子の量で用いられることが望ましい。この
際、所望により[D]有機アルミニウム化合物やアルミ
ノオキサンを用いてもよい。[D]有機アルミニウム化
合物は、遷移金属原子1グラム原子当り0〜500モ
ル、好ましくは5〜200モルの範囲で用いられること
が望ましい。
【0049】なお、本発明では、オレフィン重合触媒
は、上記のような各成分以外にもオレフィン重合に有用
な他の成分を含むことができる。本発明において重合は
懸濁重合等の液相重合法あるいは気相重合法いずれにお
いても実施できる。
【0050】液相重合法においては触媒調製法の際に用
いた不活性炭化水素溶媒と同じものを用いることがで
き、オレフィン自身を溶媒として用いることもできる。
このようなオレフィン重合触媒を用いたオレフィンの重
合温度は、スラリー重合法を実施する際には、通常−5
0〜150℃、好ましくは0〜100℃の範囲であるこ
とが望ましく、気相重合法を実施する際には、通常、0
〜120℃、好ましくは20〜100℃の範囲であるこ
とが望ましい。重合圧力は、通常、常圧〜100kg/
cm2、好ましくは常圧〜50kg/cm2の条件下であ
り、重合反応は、回分式、半連続式、連続式のいずれの
方法においても行うことができる。さらに重合を反応条
件の異なる2段以上に分けて行うことも可能である。
【0051】得られるオレフィン重合体の分子量は、重
合系に水素を存在させるか、あるいは重合温度を変化さ
せることによって調節することができる。このようなオ
レフィン重合触媒により重合することができるオレフィ
ンとしては、エチレン、および炭素数が3〜20のα-
オレフィン、例えばプロピレン、1-ブテン、1-ペンテ
ン、1-ヘキセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペン
テン、3-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1
-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オク
タデセン、1-エイコセン;炭素数が3〜20の環状オレ
フィン、例えば、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノ
ルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロ
ドデセン、2-メチル1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,
8a-オクタヒドロナフタレン等を挙げることができる。
さらにスチレン、ビニルシクロヘキサン、ジエン等を用
いることもできる。
【0052】
【発明の効果】本発明に係るオレフィン重合触媒は、
1.0重量%以上の水を含有する微粒子状担体[A]
と、有機アルミニウム化合物[B]と、遷移金属化合物
[C]とからなっている。
【0053】このようなオレフィン重合触媒は、オレフ
ィンの重合活性に優れている。本発明に係るオレフィン
の重合方法は、上記のような触媒と有機アルミニウム化
合物[D]の存在下でオレフィンを重合または共重合さ
せているので、高い重合活性でオレフィン重合体を製造
することができる。
【0054】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。
【0055】[遷移金属化合物の製造]
【0056】
【製造例1】 [ビス(メチルシクロペンタジエニル)-ジルコニウム
(IV)-ビス(トリフルオロメタンスルホナト)(触媒
成分[C-1])の製造]充分に窒素置換した内容積30
0ml のガラス製反応器に、乾燥トルエン250ml お
よびビス(メチルシクロペンタジエニル)-ジルコニウ
ム(IV)-ジクロリド1.60g(5ミリモル)を装入
し、均一となるまで室温で攪拌した。この反応液にトリ
フルオロメタンスルホン酸銀2.59g(10ミリモ
ル)のトルエン溶液100ml を室温にて、30分間で
滴下した。さらに室温で3時間反応を続けた後、60℃
で4時間反応を続けた。
【0057】生成した塩は窒素気流下グラスフィルター
で濾過し、得られた濾液を減圧下で濃縮した。得られた
固体を昇華精製(1×10-4mmHg/100〜120
℃)したところ黄色結晶0.55gを得た。
【0058】このようにして得られた結晶の 1H−NM
Rスペクトル、元素分析の結果は以下のとうりであっ
た。 1 H−NMRスペクトル(CDCl3、ppm) 2.30(6H,S),6.30(4H,d,J=2.9Hz), 6.38(4H,d,J=2.9Hz) 元素分析(括弧内は理論値、重量%) Zr:15.4(16.7),S:11.1(11.7),F:18.7(20.8),
Cl<0.1(0)
【0059】
【実施例1】 〈担持触媒の調製〉充分に窒素置換した1リットルのガ
ラス製フラスコにトルエン316ml とトリメチルアル
ミニウムのトルエン溶液(Al濃度;1.36mg-atom
/ml)184ml を入れ、0℃まで冷却した。この溶
液中にシリカ(富士デヴィソン社製F-952、H2O:8.
8重量%)61gを1時間で添加した。この際、系内の
温度を0℃に保った。その後、室温で1時間、さらに8
0℃で4時間反応を行った。室温まで冷却後、デカンテ
−ションにより、n-ヘキサンに置換した(全容積:50
0ml、Al濃度;0.485mg-atom/ml)。
【0060】得られた懸濁液20ml(Al濃度;9.7
mg-atom)を別の50ml のガラス製フラスコへ移
し、ビス(メチルシクロペンタジエニル)-ジルコニウ
ム(IV)-ビス(トリフルオロメタンスルホナト)(触
媒成分[C-1])のトルエン溶液(0.047mg-atom
/ml)2.78ml を加えて、5分間攪拌した(Zr
濃度;0.13mg-atom)。なお、この懸濁液の上澄液
のZr濃度は検出不可(0.005mg/ml以下)で
あることを確認した。
【0061】〈重合〉充分に窒素置換した内容積2リッ
トルのステンレス製オートクレーブに、塩化ナトリウム
(和光純薬特級)150gを装入し、90℃で1時間減
圧乾燥した。その後、エチレンと1-ブテンとの混合ガス
(1-ブテン含量6.0モル%)の導入により常圧に戻
し、系内を80℃とした。次いで、上記のように調製し
た触媒をジルコニウム原子換算で0.02ミリグラム原
子およびトリイソブチルアルミニウムを0.5ミリグラ
ム原子、オートクレーブに添加した。その後、水素50
Nml を導入し、さらに上記エチレンと1-ブテンとの混
合ガスを導入し、全圧を8kg/cm2-Gとして重合を
開始した。系内の温度は直ちに85℃に上昇した。さら
に、混合ガスのみを補給し、全圧を8kg/cm2-Gに
保ち、85℃で1時間重合を行った。
【0062】重合終了後、水洗により塩化ナトリウムを
除き、残ったポリマーをメタノールで洗浄した後、80
℃で一晩減圧乾燥した。その結果、嵩比重が0.301
g/cm3 であるエチレン−ブテン共重合体67.4
g(重合活性;3370gポリマー/mg-atom-Zr・
hr)を得た。
【0063】
【参考例1】重合時にトリイソブチルアルミニウムを使
用しない以外は実施例1と同様にしてエチレン−ブテン
共重合を行った。
【0064】その結果、嵩比重が0.313g/cm3
であるエチレン−ブテン共重合体21.6g(重合活
性;1080gポリマー/mg-atom-Zr・hr)を得
た。
【0065】
【参考例2】触媒成分[C-1]に代えて、ビス(メチル
シクロペンタジエニル)-ジルコニウム(IV)-ジクロリ
ドを用いて実施例1と同様に触媒を調製し、重合時にト
リイソブチルアルミニウムを使用しない以外は実施例1
と同様にしてエチレン−ブテン共重合を行った。
【0066】その結果、嵩比重が0.290g/cm3
であるエチレン−ブテン共重合体14.2g(重合活
性;710gポリマー/mg-atom-Zr・hr)を得た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るオレフィン重合触媒の調製工程を
示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−89505(JP,A) 特開 昭63−248803(JP,A) 特表 昭63−501962(JP,A) 特表 平3−502210(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 4/60 - 4/70

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】[A](i)II族、III族およびIV族から
    選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物からなり、 (ii)1.0重量%以上の水を含有する微粒子状担体
    と、 [B]有機アルミニウム化合物と、 [C]下記一般式[I]で表される遷移金属化合物 R1 k2 l3 m M(SO34) …[I] (式[I]において、MはIVB族の遷移金属であり、R
    1はシクロペンタジエニル骨格を有する基であり、この
    シクロペンタジエニル骨格を有する基は置換基を有して
    いてもよい。R2およびR3は、シクロペンタジエニル骨
    格を有する基(置換基を有していてもよい)、SO
    34、ハロゲン原子、R4、OR4、NR4 n、S(O)
    q4、SiR4 3、P(O)q4 3である。ここでR4はアル
    キル基、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アリー
    ル基、ハロゲン原子またはアルキル基で置換されたアリ
    ール基である。R1、R2、R3のうち2つはアルキレン
    基、置換アルキレン基、シリレン基、置換シリレン基を
    介して結合されていてもよい。また、kはk≧1であ
    り、k+l+m=3であり、nは1、2または3であ
    り、qは0、1または2である。)とからなるオレフィ
    ン重合触媒と、 [D]有機アルミニウム化合物と の存在下に、オレフィンを重合または共重合させること
    を特徴とするオレフィンの重合方法。
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