JP3238189B2 - ポリオレフィンの精製方法 - Google Patents

ポリオレフィンの精製方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリオレフィンの精製方
法に関する。詳しくは、特定の触媒を用いて重合して得
られるポリオレフィンを精製して着色の少ない色相の改
良されたポリオレフィンを得る方法に関する。
【0002】
【従来技術】オレフィンの重合触媒として、共役π電子
を有する基、特にシクロペンタジエンおよびその誘導体
を配位子として有するメタロセン化合物と、トリアルキ
ルアルミニウムと水の反応で得られるアルキルアルミノ
キサンとを組合せたものが知られている。例えば、特開
昭58-19309にはビスシクロペンタジエニルジルコニウム
ジクロリドと、メチルアルミノキサンを触媒とするオレ
フィンの重合方法が開示されている。また特開昭61-130
314,特開昭61-264010 、特開平1-301704および特開平2-
41303 にはアイソタクチックポリ−α−オレフィンもし
くはシンジオタクチックポリ−α−オレフィンの製造方
法及びこれらの立体規則性ポリ−α−オレフィンを製造
するための重合触媒が開示されている。
【0003】一方、従来からアルミノキサンを使用しな
い均一系チーグラーナッタ触媒の研究も行われており、
この触媒は活性は低いものの、オレフィンに対して重合
活性があることがすでに知られている。この触媒の活性
種がカチオン性メタロセン化合物あるいはイオンペアー
形のメタロセン錯体であると考えられている。
【0004】最近では、シクロペンタジエンまたはその
誘導体を配位子として有する単離されたカチオン性メタ
ロセン化合物が、助触媒としてのメチルアルミノキサン
が共存しなくとも、単独でオレフィンについて重合活性
を有することが報告されている。例えば、R.F.JORDAN等
はJ.Am.Chem.Soc., 1986年 108巻7410-7411 頁にテトラ
フェニルボランをアニオンとして有し、2つのシクロペ
ンタジエニル基とメチル基を配位子として有するジルコ
ニウムカチオン錯体が、テトラヒドロフランのようなド
ナーを配位子とすることにより単離され、単離された錯
体が塩化メチレン中でエチレンの重合活性を有する事を
報告している。
【0005】また、Turner等はJ.Am.Chem.Soc.,1989 年
111 巻2728-2729 頁及び特表平1-501950、特表平1-5020
36にプロトンと反応することができる最低一つの置換基
を含むシクロペンタジエニル基もしくはその誘導体を配
位子として有する金属化合物と、プロトンを与えること
ができるカチオンを有する安定アニオンを供与する化合
物から形成されるイオンペアー型のメタロセン錯体がオ
レフィンの重合活性を有する事を報告している。更に、
Zambelli等はMaclomolecules, 1989年22巻2186-2189 頁
にシクロペンタジエニル基の誘導体を配位子として有す
るジルコニウム化合物と、トリメチルアルミニウムとフ
ルオロジメチルアルミニウムを組合せた触媒によりプロ
ピレンが重合してアイソタクティックポリプロピレンが
得られることを報告しており、この場合も活性種はイオ
ンペアー形のメタロセン化合物であると考えられてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特開昭58-19309等に開
示されているメタロセン化合物とアルキルアルミノキサ
ンとの組合せ触媒によるオレフィンの重合方法は遷移金
属当たりの重合活性が高いという特徴がある。しかしこ
れらの方法でメタロセン化合物単位当りの重合活性が高
いのは高価なアルミノキサンを助触媒として大量に使用
するからであり、そのため重合後の生成重合体からアル
ミノキサンを除去することがたいへん困難で、ポリマー
中に触媒残渣が多量に残るという問題があった。
【0007】一方、R.F.JORDAN等、TURNER等の方法では
アルキルアルミノキサンを使用せず、カチオン性のジル
コニウム錯体を触媒としているので上記したアルキルア
ルミノキサンに関する問題はない。しかしながらこれら
の新しい触媒系で重合して得られるポリオレフィンは従
来の塩化チタン系の触媒と異なり、シクロペンタジエニ
ル基か、その誘導体を配位子として有しているため通常
の後処理方法だけでは完全には分解しにくく生成ポリオ
レフィン中に残る。そのため触媒残渣の絶対量が少ない
ポリオレフィンを成形しても成形条件によっては微量に
存在する触媒残渣のために褐色から暗褐色に着色し、そ
のため色相の悪化により商品として価値が下がるという
問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決すべく種々の検討を加えた結果、特定の処理を施す
ことにより極めて簡便に色相を改良することができる事
を見い出して本発明を完成した。即ち本発明は、少なく
とも1つのシクロペンタジエニル基あるいはその誘導体
を配位子として有する周期律表第3族または第4族遷移
金属化合物を触媒成分としてオレフィンを重合して得ら
れるポリオレフィンと多価アルコールとをポリオレフィ
ンの溶融温度以上の温度で接触処理することを特徴とす
るポリオレフィンの精製方法である。
【0009】本発明の方法が適用されるポリオレフィン
は下記一般式化1または化2で表わされる少なくとも1
つのシクロペンタジエニル基あるいはその誘導体を配位
子として有する周期律表第3族または第4族遷移金属化
合物を触媒成分として得られるポリオレフィンであれば
特に制限はない。
【0010】
【化1】
【0011】
【化2】 (式中、AおよびA’は1価または2価の不飽和炭化水
素残基を、BおよびB’は1価または2価の不飽和炭化
水素残基、またはMと結合している窒素原子、酸素原
子、珪素原子、燐原子、硫黄原子または硼素原子を含む
配位子を、Rは側鎖を有してもよい2価の直鎖状飽和炭
化水素残基またはその直鎖の炭素原子の一部または全部
が珪素原子、ゲルマニウム原子、もしくは錫原子で置換
されている残基を、Mは周期律表第3族または第4族の
元素を、そしてXはハロゲン原子、炭素原子、酸素原
子、珪素原子、燐原子、硫黄原子または硼素原子を含む
配位子を表し、L は1または2の整数を示す。)
【0012】上記式化1、化2において、A、B、A’
またはB’で表される1価または2価の不飽和炭化水素
残基としては炭素原子数5ないし50の単環、あるいは多
環の共役π電子を有する基が例示でき、具体的にはシク
ロペタジエニルもしくはその一部または全部の水素が炭
素原子数1ないし10の炭化水素残基で置換したもの(こ
こで炭化水素残基はその末端が再びそのシクロペンタジ
エン環に結合した構造であっても良い。)、あるいはイ
ンデニル、フルオレニルなどの多環芳香族炭化水素残基
もしくはその水素の一部または全部が炭素原子数1ない
し10の炭化水素残基で置換したものなどが例示される。
BまたはB’はさらにCOR'、NR'2、OR'、OSiR'3、SiR'3
、GeR'3 、PR'2、POR'2 、SR' 、SOR'、SO2R' (R'は
水素または炭素数1から20の炭化水素またはそれらの内
のいくつかがヘテロ原子と置換された残基)で表される
遷移金属原子Mと結合している配位子が例示される。
【0013】Rで表される2価の基としては-O- 、-S-
、-S-S- 、-SO-、-SO2- 、-CO-、-NR"- 、-PR"- 、-PO
R"-、-OSiR"2O- あるいは下記式化3で表されるメチレ
ン基またはそのメチレン基の炭素原子の一部または全部
が珪素原子、ゲルマニウム原子、もしくは錫原子で置換
されたシリレン基、ゲルミレン基、スタニレン基となっ
ているものが例示される。
【0014】
【化3】−(R'2C)n −(R'2Si)m−(R'2Ge)p−(R'2Sn)q− (式中R'は水素原子または炭素原子数1ないし20の炭化
水素残基を表し2つのR'は同じでも異なっていても良
く、n、m、p、qは0ないし4の整数でかつ次式1≦
n+m+p+q≦4を満足させる整数を表す。)
【0015】また、Xは弗素、塩素、臭素、沃素等のハ
ロゲン原子またはCR"3、CH2SiR"2、COR"、NR"2、OR" 、
OSiR"3、SiR"3 、GeR"3 、PR"2、POR"2 、SR" 、SOR"、
SO2R" (R"は水素または炭素数1から20の炭化水素また
はそれらのうちいくつかがヘテロ原子と置換された残
基)である。
【0016】本発明で用いられる多価アルコールは2個
以上のアルコール性水酸基を有する化合物であれば良い
が、溶融樹脂に加えるため沸点が 150℃以上の物が好ま
しく、また溶融樹脂に加えたときに液状または気体状に
なることが好ましく、そのために融点が 250℃以下の化
合物が特に好ましい。具体的にはエチレングリコール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テト
ラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオー
ル、プロパントリオール、ブタントリオール、グリセリ
ン等があげられる。
【0017】これらの多価アルコールの使用量はポリオ
レフィン中の触媒残渣の量によって異なるがポリオレフ
ィン 100重量部に対して0.1 〜10重量部である。0.1 重
量部以下では色相の改善効果がなく、10重量部以上に用
いても多くした程の効果は得られない。
【0018】ポリオレフィンと多価アルコールはポリオ
レフィンの溶融温度以上の温度で接触させる。ポリオレ
フィンの溶融温度はオレフィンの種類やポリオレフィン
の構造等により異なるが通常 100℃以上の温度が使用さ
れる。
【0019】本発明で重要なのは、両者の接触は反応器
中に両者を混合して撹拌するなど種々の方法があるが、
要するにポリオレフィンの溶融状態で多価アルコールが
接触すればよく、より簡便には押し出し機や成形機内で
両者を接触混合することも可能である。接触時間は数分
〜数時間で充分である。
【0020】
【実施例】以下に実施例を示しさらに本発明を説明す
る。
【0021】実施例1 東ソー・アクゾ(株)製メチルアルミノキサン(重合度
16.2)75gをトルエン1500mlに溶解してフラスコに入れ、
シリカゲル(富士ディビソン(株)製#902を300 ℃
で6 時間焼成したもの。)を50g 分散して攪拌しながら
温度を上げて8時間還流させた。ついで窒素気流下で濾
過した後500 mlのトルエンで5回洗浄して過剰のメチル
アルミノキサンを除去した。
【0022】次いで常法にしたがって合成したイソプロ
ピルシクロペンタジエニル-1- フルオレンをリチウム化
し、四塩化ジルコニウムと反応することで得たイソプロ
ピル(シクロペンタジエニル-1- フルオレニル) ジルコ
ニウムジクロリド0.25gを500 mlのトルエンに溶解し、
アルミノキサンを担持したシリカゲルに加え室温で2時
間攪拌した。ついで窒素気流下で濾過し、さらに500 ml
のトルエンで5回洗浄して遊離している触媒成分を除去
して担持触媒成分を得た。この触媒はジルコニウムを0.
04wt%含有していた。
【0023】こうして得た触媒成分50gをトルエン100
リットルを入れた内容積200 リットルのオートクレーブ
にトリエチルアルミニウムを17mlとともに入れ、重合圧
力が3kg/cm2-G となるようにプロピレンを追加しなが
ら20℃で2時間重合した。
【0024】重合終了後メタノールとアセト酢酸メチル
で脱灰処理し塩酸水溶液で洗浄し、ついで濾過、乾燥し
てポリマーを4.7kg 得た(これは235000g ポリプロピレ
ン/ジルコニウム1gに相当する。)。このポリマーの嵩
比重は0.34g/mlであり、平均粒径は420 μm で、微粉は
ほとんど見られなかった。また13C-NMR によればシンジ
オタクチックペンタッド分率は0.92であり、135 ℃テト
ラリン溶液で測定した極限粘度(以下、ηと記す)は1.
42、1,2,4-トリクロロベンゼンで測定した重量平均分子
量と数平均分子量との比(以下、MW/MN と記す)は2.3
であった。
【0025】この様にして得られたポリプロピレンに2,
6-t-ブチル-4- メチルフェノール 0.1wt%、ステアリン
酸カルシウム0.08wt%およびグリセリン 0.1wt%、を加
え、14mmφ押出機にてペレット化後、射出成形すること
により成形物を得た。得られた成形片の色相を測定した
ところ着色はしておらず市販の白色ポリプロピレンと同
等であった。
【0026】比較例1 成形に際してグリセリンを用いなかった他は実施例1と
同様に成形したところ褐色に着色しており、商品価値の
低下した成形体が得られた。
【0027】実施例2 イソプロピル(シクロペンタジエニル-1- フルオレニ
ル) ジルコニウムジクロリド2.5 gとイソプロピル(シ
クロペンタジエニル-1- フルオレニル) ハフニウムジク
ロリド5.0 gをトルエン5リットルに溶解し、さらに東
ソー・アクゾ(株)製メチルアルミノキサン(重合度1
6.2)800g(メチルアルミノキサンの20重量%トルエン
溶液を使用)を加えて触媒とした。
【0028】この触媒をトルエン1400リットルを入れた
内容積3m3の重合容器に入れ、重合圧力が3kg/cm2-G
となるようにプロピレンで保持したまま20℃で2時間重
合を行った。重合終了後メタノールとアセト酢酸メチル
で脱灰処理し、塩酸水溶液で洗浄し、次いで濾過したの
ち乾燥して111kg のポリマーを得た。このポリマーのη
は1.56、MW/MN は3.0 、シンジオタクチックペンタッド
分率は0.91であり、実施例1と同様に成形して得た成形
物に着色は見られず、実施例1で得られた成形物と同等
であった。
【0029】
【発明の効果】本発明の方法を実施することにより色相
の改善されたポリオレフィンを得ることができ工業的に
極めて価値がある。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも1つのシクロペンタジエニル基
    あるいはその誘導体を配位子として有する周期律表第3
    族または第4族遷移金属化合物を触媒成分としてオレフ
    ィンを重合して得られるポリオレフィンと多価アルコー
    ルとをポリオレフィンの溶融温度以上の温度で接触処理
    することを特徴とするポリオレフィンの精製方法。
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