JP3247448B2 - 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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JP3247448B2 JP26455792A JP26455792A JP3247448B2 JP 3247448 B2 JP3247448 B2 JP 3247448B2 JP 26455792 A JP26455792 A JP 26455792A JP 26455792 A JP26455792 A JP 26455792A JP 3247448 B2 JP3247448 B2 JP 3247448B2
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、α−オレフィンの重合
方法の改良に関するものである。 さらに詳しくいえ
ば、本発明は、高温で、かつ長時間の重合においても、
粒子特性に優れた立体規則性の高いα−オレフィン重合
体を、効率よく経済的に製造するのに適したα−オレフ
ィンの重合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、オレフィンの立体規則性重合用触
媒として、本発明者らは、先に特公昭57-9567 号、同60
-11924号及び、同62-5925 号公報において、有機マグネ
シウム成分と Si-H結合を含むクロルシラン化合物を反
応させて得られるハロゲン含有マグネシウム固体とチタ
ンのハロゲン化合物、芳香族カルボン酸エステルとを接
触させて得られる固体成分、芳香族カルボン酸エステル
又はアルコキシシラン、及び有機アルミニウム化合物か
らなる触媒系を提案し、高活性で高立体規則性を有する
重合物が得られることを見出した。 その後、更に鋭意
検討を続けた結果、有機マグネシウム成分として炭化水
素溶媒に可溶で特定範囲のアルコキシ基を含む有機マグ
ネシウム成分を用い、Si- H結合有するクロルシラン化
合物とを反応させてハロゲン含有マグネシウム固体を形
成させ、この固体とチタンのハロゲン化物、及び芳香族
カルボン酸エステルとを、芳香族炭化水素溶媒存在下に
接触させ得られる固体触媒成分、有機アルミニウム化合
物およびアルコキシシランからなる触媒系を用いること
により、より高い重合温度、さらにはより長時間の重合
においても優れた粒子特性を持ち、高い立体規則性を有
する重合体を効率よく製造できることを見出し特許を出
願した。(特開平2-138312号、特開平4-216804号公報)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は特開平2-1383
12号及び特開平4-216804号公報の改良に関するものであ
る。本発明者らが先に提案した前記先行技術を用いた触
媒はすでに充分高い活性および立体規則性を有する重合
体を製造することが可能であったが、利用できる炭化水
素溶媒に可溶な有機マグネシウム成分としては、比較的
多量のアルコキシ基を含むものに限定されており、また
固体触媒成分中のTi当りの重合活性という点ではまだ
十分ではなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの諸
点につき鋭意検討した結果、比較的少ない量のアルコキ
シ基を含む有機マグネシウム成分を用いた場合において
も、該マグネシウム成分とSi- H結合有するクロルシラ
ン化合物との反応により得られるハロゲン含有マグネシ
ウム固体、チタンのハロゲン化物、及び芳香族カルボン
酸エステルとを、芳香族炭化水素溶媒存在下に接触させ
る際に、チタン化合物(ロ)の使用総量が芳香族カルボ
ン酸エステル( ハ) に対するモル比として1以上150
未満の範囲の量であり、40℃未満の温度で接触させた
後、更にチタン化合物(ロ)を加え加熱処理し、分離後
更に、加熱された芳香族炭化水素溶媒と接触させること
により、固体触媒成分中のTi当りの重合活性が飛躍的
に高く、かつ高立体規則性を有する重合体を経済的に製
造出来ることを見出し本発明に到達した。
【0005】すなわち本発明は、下記(A),(B)及
び,(C)よりなる触媒を用いることを特徴とするα―
オレフィンの重合方法 (A)( イ) (i) 一般式 ( M) i ( Mg)j ( R1)p
( R2)q ( OR3)r 〔式中、Mは周期律表第I族ないし第III族に属する
金属原子、R1 、R2 及び R3 は炭素数2〜20の炭化
水素基であり、i,j,p,q及びrは、次の関係を満
たす数である。
【0006】0 ≦i, 0 <j, 0 ≦p, 0 ≦q,
0.5 <r/(i+j)<1.0 , ki+2 j=p+q+
r (ただしkはMの原子価)〕で示される炭化水素溶媒に
可溶な有機マグネシウム成分と、 (ii)一般式 Ha Si Cl b 4 4-(a+b) ( 式中、R4 は炭素数1〜20の炭化水素基であり、a
とbとは次の関係を満たす数である。
【0007】0 <a, 0 <b, a+b≦4 ) で示されるSi −H結合を有するクロルシラン化合物と
を反応させて得られる固体成分、 ( ロ) 一般式 Ti(OR5)m 4-m 〔式中、R5 は炭素数2〜10の炭化水素基、Dはハロ
ゲン原子、m は0 ≦m <4の関係を満たす数である〕で
示されるチタン化合物、および ( ハ) 芳香族カルボン酸エステルとを芳香族炭化水素溶
媒存在下に接触させる方法において、チタン化合物
(ロ)の使用総量が芳香族カルボン酸エステル( ハ) に
対するモル比として1以上150未満の範囲の量であ
り、40℃未満の温度で接触させた後、更にチタン化合
物(ロ)を加え加熱処理し、分離後更に、加熱された芳
香族炭化水素溶媒と接触させた固体触媒成分、 (B)一般式 Al R6 3 (式中R6 は炭素数1〜20の炭化水素基)で示される
有機アルミニウム化合物、および (C)一般式 R7 s Si(OR8)4-s (式中R7 、R8 は炭素数1〜20の炭化水素基、sは
0≦s<4の関係を満たす数である)で示されるアルコ
キシシラン化合物。以下本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明(A)(イ)(i)に用いられる一般式(
M) i ( Mg)j ( R1)p ( R2)q (OR3)r (式中、
i、j、p 、q 、r 、 M、R1 、R2 、R3 、は前述
の意味である) の有機マグネシウム成分(i) について説
明する。記号i、j、p、q、rの関係式p+q+r=
mi+2jは、金属原子の原子価と置換基との化学量論
性を示している。この化合物は、炭化水素溶媒に可溶な
アルコキシ基を含有する有機マグネシウムの錯化合物で
あり、炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム錯化合物
と上記R3 で表される炭化水素基を有するアルコールと
を反応させる方法または、炭化水素溶媒に可溶な有機マ
グネシウム錯化合物と炭化水素溶媒に可溶な上記R3
表される炭化水素基を有するヒドロカルビルオキシマグ
ネシウム化合物と混合する方法により調製できる。
【0009】ここで用いられる炭化水素溶媒に可溶な有
機マグネシウム錯化合物について説明する。一般式 (
M) i ( Mg)j ( R1)p ( R2)q で表される炭化水素溶
媒に可溶な有機マグネシウム錯化合物におけるR1 ない
しR2 で表わされる炭化水素基は、アルキル基、シクロ
アルキル基またはアリル基であり、たとえば、メチル、
エチル、プロピル、ブチル、アミル、ヘキシル、デシ
ル、シクロヘキシル、フェニル基等が挙げられ、好まし
くはR1 はアルキル基である。
【0010】i>0の場合、金属原子Mとしては、周期
律表第I族ないし第III族に属する金属元素が使用で
き、たとえば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリ
リウム、亜鉛、ホウ素、アルミニウム等が挙げられる
が、特にアルミニウム、亜鉛が好ましい。金属原子Mに
対するマグネシウムの比j/iは、任意に設定可能であ
るが、好ましくは0.1 〜30、特に1〜20の範囲が好
ましい。
【0011】記号i、j、p、qの関係は式p+q=k
i+2jで示され、金属原子の原子価と置換基との化学
量論性を示している。これらの有機マグネシウム化合物
もしくは有機マグネシウム錯体は、一般式、R1 2Mg
(R1 は 前述の意味である)で示される有機マグネシ
ウム化合物と、一般式、MR2 k またはMR2 k-1
(M、R2 、kは前述の意味である。)で示される有機
金属化合物とを、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサ
ン、ベンゼン、トルエン等の不活性炭化水素媒体中、室
温〜150℃の間で反応させることにより得られる。
【0012】また、i=0でもある種の有機マグネシウ
ム化合物を用いる場合、例えばR1がsec-ブチル等であ
り、かつR3 が2の位置に側鎖を有するアルキル基の場
合は炭化水素溶媒に可溶であり、このような化合物も本
発明に用いて好ましい結果を与える。本発明に用いる、
一般式 ( M) i ( Mg)j ( R1)p ( R2)q ( OR3)r
において、i=0の場合のR1 、R2 の関係及びアルコ
キシ基であるOR3 について以下に示す。
【0013】まずα=0の場合のR1 とR2 の関係につ
いては、次に示す三つの群(1) 、(2)、(3)のい
ずれか一つであることが推奨される。 (1)R1 、R2 の少なくとも一方が炭素原子数4〜6
である二級または三級のアルキル基であること、好まし
くはR1 、R2 がともに炭素原子数4〜6であり、少な
くとも一方が二級または三級のアルキル基であること。
【0014】(2)R1 とR2 とが炭素原子数の互いに
相異なるアルキル基であること、好ましくはR1 が炭素
原子数2または3のアルキル基であり、R2 が炭素原子
数4以上のアルキル基であること。 (3)R1 、R2 の少なくとも一方が炭素原子数6以上
の炭化水素基であること、好ましくは、R1 、R2 がと
もに炭素原子数6以上のアルキル基であること。
【0015】以下、これらの基を具体的に示す。(1)
において炭素原子数4〜6である二級または三級のアル
キル基としてはsec-ブチル、tert- ブチル、2-メチルブ
チル、2-エチルプロピル、2,2-ジメチルプロピル、2-メ
チルペンチル、2-エチルブチル、2,2-ジメチルブチル、
2-メチル-2- エチルプロピル等が用いられ、sec-ブチル
は特に好ましい。
【0016】次に(2)において炭素原子数2または3
のアルキル基としてはエチル基、プロピル基が挙げられ
、エチル基は特に好ましい。また炭素原子数4以上の
アルキル基としては、ブチル基、アミル基、ヘキシル
基、オクチル基等が挙げられ、ブチル基、ヘキシル基は
特に好ましい。(3)において炭素原子数6以上のアル
キル基としては、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、
フェニル基等が挙げられ、アルキル基である方が好まし
く、ヘキシル基は特に好ましい。
【0017】一般にアルキル基の炭素原子数を増すと炭
化水素溶媒に溶けやすくなるが、溶液の粘性が高くなる
傾向であり、必要以上に長鎖のアルキル基を用いること
は取扱上好ましくない。つぎに本発明に用いる有機マグ
ネシウム成分に含まれるアルコキシ基(OR3)につい
て説明する。
【0018】R3 で表される炭化水素基としては、炭素
原子数3〜10のアルキル基またはアリル基が好まし
い。具体的には、たとえば、n-プロピル、n-ブチル、se
c-プロピル、sec-ブチル、tert- ブチル、アミル、2-メ
チルペンチル、2-エチルヘキシル、オクチル、デシル、
フェニル基等が挙げられる。炭化水素に可溶な有機マグ
ネシウム成分とアルコールとの反応については、反応を
不活性反応媒体、例えば、ヘキサン、ヘプタンの如き脂
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、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等
の脂環式炭化水素あるいはこれらの混合溶媒中で行なう
ことができる。反応順序については、有機マグネシウム
成分中にアルコールを加えてゆく方法、アルコール中に
有機マグネシウム成分を加えてゆく方法、又は両者を同
時に加えてゆく方法のいずれの方法も用いることができ
る。炭化水素に可溶な有機マグネシウム成分とアルコー
ルとの反応比率については、0.5 <r/(i+j)<1.
0 の範囲であることが好ましい。この比が0.5以下で
は得られる触媒の活性が充分でなく、得られる重合体の
立体規則性も充分でない。更にこの比が1.0以上の場
合には固体触媒成分中のTi当りの活性を充分高くでき
ない。
【0019】次に、(ii)一般式Ha Si Cl b 4
4-(a+b) ( 式中、a、b、R4 は前述の意味である)
で示されるH−Si結合含有クロルシラン化合物につい
て説明する。上記式においてR4 で表わされる炭化水素
基は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭
化水素基であり、例えば、メチル、エチル、プロピル、
ブチル、アミル、ヘキシル、デシル、シクロヘキシル、
フェニル基等が挙げられ、好ましくは炭素数1〜10のア
ルキル基であり、メチル、エチル、プロピル等の低級ア
ルキル基が特に好ましい。また、a及びbはa+b≦4
の関係を満たす0より大きな数であり、特にbが2又は
3であることが好ましい。
【0020】これらの化合物としては、HSiCl3
HSiCl2 CH3 、HSiCl2 2 5 、HSiC
2n- C3 7 、HSiCl2iso−C3 7 、 HSiCl2 n−C4 9 、HSiCl2 6 5 、H
SiCl2(4-Cl- C64)、HSiCl2 CH=CH
2 、HSiCl2 CH2 6 5 、HSiCl2(1-C10
7)、HSiCl2 CH2 CH=CH2 、H2 SiCl
CH3 、H2 SiClC2 5 、HSiCl( CH3)
2 、HSiCl( C2 5)2 、HSiClCH3(iso-C
3 7)、HSiClCH3(C6 5)、HSiCl( C6
5)2 等が挙げられ、これらの化合物及びこれらの化
合物から選ばれた化合物との混合物からなるクロルシラ
ン化合物が使用され、トリクロルシラン、モノメチルジ
クロルシラン、ジメチルクロルシラン、エチルジクロル
シラン等が好ましく、トリクロルシラン、モノメチルジ
クロルシランが特に好ましい。
【0021】次に炭化水素溶媒に可溶なアルコキシ基含
有有機マグネシウム成分(i) とクロルシラン化合物(ii)
との反応について説明する。反応に際してはクロルシラ
ン化合物を予め不活性反応媒体、例えば、n-ヘキサン、
n-ヘプタ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、シクロヘキサン、メチル
シクロヘキサン等の脂環式炭化水素、あるいは、1,2-
ジクロルエタン、o-ジクロルベンゼン、ジクロルメタン
等の塩素化炭化水素、あるいはこれらの混合媒体を用い
て希釈した後利用することが好ましい。反応の温度につ
いては特に制限されないが、反応を促進する上で40℃以
上反応媒体の沸点未満の範囲が好ましい。
【0022】反応における両成分の比率としては、有機
マグネシウム化合物1モル(マグネシウムに基づいて)
に対してクロルシラン化合物0.01〜100 モル、特に好ま
しくは0.1 〜10モルの範囲が好ましい。上記反応によ
つて得られる固体成分はろ別又はデカンテーション法に
よって分離した後、n-ヘキサン、n-ヘプタン等の不活性
溶媒を用いて充分に洗浄し、未反応物あるいは副生物等
を除去することが好ましい。
【0023】次に一般式 Ti(OR5)m 4-m (式中、
5 、m は前述の意味である。) で示されるチタン化合
物について説明する。上記式においてR5 で表わされる
炭化水素基は脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳
香族炭化水素基であり、例えば、エチル、プロピル、ブ
チル、アミル、ヘキシル、デシル、シクロヘキシル、フ
ェニル基等が挙げられ、特にアルキル基が好ましい。具
体例としては、例えば、四塩化チタン、四臭化チタン、
四ヨウ化チタン、エトキシチタントリクロリド、プロポ
キシチタントリクロリド、ブトキシチタントリクロリ
ド、ジブトキシチタンジクロリド、トリブトキシチタン
クロリド等が挙げられ、特に好ましくは四塩化チタンで
ある。
【0024】本発明に用いる芳香族カルボン酸エステル
としては芳香族カルボン酸のモノエステル及びジエステ
ルが好ましい。好ましい具体例として、例えば、安息香
酸、P-トルイル酸、P-アニス酸等のモノカルボン酸のメ
チル、エチル、プロピル、ブチル等のエステル、及びフ
タル酸ジメチル、ジエチル、ジn-プロピル、ジiso-プロ
ピル、ジn-ブチル、ジiso-ブチル、ジn-ヘプチル、ジ2-
エチルヘキシル、ジオクチル等のジカルボン酸ジエステ
ルが挙げられる。又これらの芳香族カルボン酸エステル
は単独でも又は混合して用いてもよい。
【0025】本発明における固体触媒成分(A)を調製
するために用いられる固体成分(イ)とチタン化合物
(ロ)及び芳香族カルボン酸エステル(ハ)の接触方法
としては、いずれの方法も利用できるが、いずれの方法
においても各成分を芳香族炭化水素溶媒存在下に接触さ
せることが必須である。。好ましい方法として、まず
芳香族炭化水素溶媒の存在下(イ)及び(ハ)を接触さ
せ、更に(ロ)と接触させる方法、(イ)、(ロ)、
及び(ハ)を同時に接触させ、さらに(ロ)と接触させ
る方法等が好ましく、特にの方法が好ましい。
【0026】また、接触手段としては、液相又は気相で
接触させる方法、液相又は気相での接触と粉砕とを組合
せて接触させる等、のいずれの手段も用いることができ
る。次に、(イ)(ロ)及び(ハ)を接触させる方法に
ついてその具体的な例について説明する。共存させる反
応媒体として芳香族炭化水素を用いることが本発明の特
徴の1つであり、芳香族炭化水素としては、例えば、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、スチレ
ン、n−プロピルベンゼン等が挙げられ、あるいはこれ
らの混合媒体を用いることができるが、中でもトルエン
及びエチルベンゼンを用いることが好ましい。
【0027】接触時に使用するチタン化合物(ロ)の総
量としては、芳香族カルボン酸エステル成分に対するチ
タン化合物のモル比が1以上150未満の範囲、好まし
くは5以上130未満の範囲である。チタン化合物
(ロ)の使用総量がこの範囲であれば、2回以上に分割
して接触させても構わない。接触時の芳香族カルボン酸
エステル成分に対するチタン化合物のモル比が、1未満
では、得られる触媒の性能が充分でなく、一方150以
上では本発明の目的であるチタン化合物の使用量削減と
ならず好ましくない。
【0028】(イ)、(ロ)、及び(ハ)を接触させる
具体的方法としては、まず40℃未満の温度、特に好ま
しくは20℃〜40℃の温度範囲で(イ)と(ハ)又は
(イ)、(ロ)、及び(ハ)を接触させることが本発明
において重要である。その際、接触時間としては、0.
5〜5時間、好ましくは1〜3時間の範囲である。接触
時の温度として、一旦40℃未満の温度で充分接触させ
ず、すぐに40℃以上の温度にて接触させた場合、得ら
れる触媒の性能が充分でなく好ましくない。その際、チ
タン化合物の使用量としては芳香族カルボン酸エステル
成分に対するチタン化合物のモル比で表わした場合、0
〜50の範囲であり、特に好ましくは5〜30の範囲で
使用する。
【0029】40℃未満の温度で接触させた後、更にチ
タン化合物(ロ)を加え、好ましくは80℃を超え13
0℃未満の温度で加熱処理する。その際、接触時間とし
ては、0.5〜5時間、好ましくは1〜3時間である。
加熱処理時の温度及び時間がこの範囲を外れた場合、得
られる固体触媒成分の性能が充分でない。接触時の固体
成分(イ) に対するチタン化合物及び芳香族カルボン酸エ
ステルの比率については、好ましくは固体成分(イ) に含
まれるマグネシウム1モルに対して、チタン化合物の総
量が0.5モル〜20モル、特に好ましくは1モル〜1
5モルの範囲で、芳香族カルボン酸エステルについて
は、0.01モル〜1.0モル、特に好ましくは0.0
5モル〜0.3モルの範囲が推奨される。
【0030】上記処理した後、固体触媒成分を分離し、
更に加熱された芳香族炭化水素溶媒と接触させる。接触
時の温度としては80℃を超え120℃未満の温度で芳
香族炭化水素溶媒と接触させることが好ましい。上記温
度範囲を外れた場合、得られる固体触媒成分の性能が充
分でないばかりか、固体触媒成分中のTi量当りの重合
活性が特に充分でない。接触させる量としては、固体触
媒成分1gに対して芳香族炭化水素溶媒を10〜100
cc、好ましくは20〜60ccの範囲で用いることが
好ましい。
【0031】またその接触時間としては0.5〜8時
間、好ましくは1〜6時間の範囲が好ましく、また上記
範囲内で、芳香族炭化水素溶媒との接触を繰返し実施す
ることも好ましい方法の1つである。これらの接触また
は処理により得られる本発明における固体触媒成分(A)
の組成、及びその構造については、出発原料の種類、接
触条件によって 変化するが、組成分析値から固体触媒
中におよそ0.5〜3重量%のチタンを含んだ、比表面
積50〜300m2 /gなる固体触媒であることが判明
した。
【0032】(B) 成分として用いられる一般式AlR6 3
(式 中、R6 は前述の意味である。) について説明す
る。トリアルキルアルミニウム化合物としては、トリメ
チルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ-n-
プロピルアルミニウム、トリ-iso- プロピルアルミニウ
ム、トリ-n- ブチルアルミニウム、トリ-iso- ブチルア
ルミニウム、トリ-n-ヘキシルアルミニウム、トリ-n-
オクチルアルミニウム、トリ-n- デシルアルミニウム、
トリ-n- ドデシルアルミニウム、トリ-n- ヘキサデシル
アルミニウム、等及びその混合物が挙げられる。
【0033】次に本発明に用いる成分(C) のアルコキシ
シラン化合物について説明する。この化合物は一般式
7 s Si( OR8)4-s (式 中R7 、R8 及びsは前
述の意味である)で表わすことができる。まず、Si(
OR8)4 としては、Si( OCH3)4 、Si( OC2
5)4 、Si( On-C3 7)4 、Si( Oiso-C3 7)
4 、Si( On-C4 9)4 、Si( Osec-C4 9)4
どが挙げられる。
【0034】次にRSi( OR’)3としては、CH3
i( OCH3)3 、C2 5 Si( OC2 5)3 、iso-C
3 7 Si( OCH3)3 n-C4 9 Si( OCH3)3
iso-C4 9 Si( OCH3)3 、C6 5 Si( OCH
3)3 、C6 5 CH2 Si( OCH3)3 、CH2 =CH
Si( OCH3)3 、CH[Si( OCH3)33 、( C
3 O)3SiCH2 Si( OCH 3 3 、( CH3 O)3
SiCH2 CH2 Si( OCH3 3 、CF3 CH2
2 Si( OCH3)3 、CCl3 Si( OCH3)3 、C
3 CHClSi( OCH 3)3 、CH2 ClCH2 Si
( OCH3)3 、CH3 Si( OC2 5)3 、C2 5
i( OC2 5)3 、n-C3 7 Si( OC2 5)3 、n-
4 9 Si( OC 2 5)3 、n-C5 11Si( OC2
5)3 、cyclo-C6 11Si( OC2 5)3、C6 5
Si( OC2 5)3 、CH2 =CHSi( OC2 5)
3 、CH3 CH=CHSi( OC2 5)3 、CH2 =C
HCH2 Si( OC2 5)3 、( C2 5 O)3SiCH
2 Si( OC2 5)3 、CH[Si( OC2 5)
33 、CF36 4 Si( OC2 5)3 、CH2
lSi( OC2 5)3 、CCl3 Si(OC2 5)3
CH2 ClCH2 Si( OC2 5)3 、CH2 ClCH
ClSi( OC2 5)3 、等が挙げられる。
【0035】R2 Si( OR’)2としては、( CH3)2
Si( OCH3)2 、( C2 5)2 Si( OCH3)2 、(n
- C3 7)2 Si( OCH3)2 、(iso- C3 7)2 Si
( OCH3)2(n- C4 9)2 Si( OCH3)2 、(tert-
4 9)2 Si( OCH3)2 、( C6 5)2 Si( OC
3)2 、( C6 5)2 Si( OC2 5)2 、( C6 5)
( CH3)Si( OCH3)2 、cyclo-C6 11( CH3)S
i( OCH3) 2 、( CH3)2 Si( OC2 5)2 、( C
3)( C2 5)Si( OC2 5)2 、( CH3)( C6
5)Si( OC2 5)2 、(iso- C3 7)(iso- C4 9)
Si(OCH3)2 、C2 5 SiH( OC2 5)2 、(
2 5)2 Si( OC2 5)2等が挙げられる。
【0036】R3 SiOR’としては、( CH3)3 Si
OCH3 、( C2 5)3 SiOCH3 、( CH3)3 Si
OC2 5 、( CH3)2(n-C3 7)SiOC2 5 、(
CH3)2(C6 5)SiOC2 5、等が挙げられるが、
好ましいものとしては、CH3 Si( OCH3)3 、C2
5 Si( OCH3)3 、iso-C3 7 Si( OCH3)3
6 5 Si( OCH3)3、C6 5 Si( OC2 5)3
、(iso- C3 7)2 Si( OCH3)2 、cyclo-C 6
11( CH3)Si( OCH3)2 、C6 5 Si( OC2
5)3 (iso- C3 7)(iso- C4 9)Si( OCH3)2
、( C6 5)2 Si( OCH3)2 、Si( OC2 5)4
である。
【0037】これらのアルコキシシランは単独でも、ま
た混合物としても利用でき、さらに有機アルミニウム化
合物との反応物ないしは付加物の形でもよく、あるいは
エーテル、エステル、アミン等の錯化合物を併用しても
差し支えない。本発明における触媒成分(A) 、(B) 及び
(C) の使用比率は固体成分(A) 1gに対して、(B) は
(B) 中のアルミニウム原子に換算して1〜3000ミリ
モル、好まし0は5〜1000ミリモルの範囲で、また
(C) は(C) 中のケイ素原子に換算して0.01〜100
0ミリモル、好ましくは、0.05〜100ミリモルの
範囲で用いることが好ましい。
【0038】これら触媒成分(A) 、(B) 及び(C) は重合
時に三者を接触させて用いてもよいし、また重合前にあ
らかじめ接触させて用いてもよく、三者とも、または任
意の二者のみを自由に選択して接触させてもよい。 接
触においては不活性ガス雰囲気下あるいはオレフィン雰
囲気下であっても良い。本発明はα−オレフィン、例え
ばプロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、4−メチル
−ペンテン−1、3−メチル−ブテン−1等のオレフィ
ン特にプロピレンをより高温での立体規則性重合に利用
する場合に適する。 更には重合時間の経過に伴う活性
の低下も極めて少なく、該α−オレフィンをエチレンも
しくは他のオレフィンと共重合させるような比較的重合
機内滞留時間の長い、いわゆるブロック重合にも適する
ものである。
【0039】また、ポリマーの分子量調節の為、水素、
ハロゲン化炭化水素あるいは連鎖移動を起こしやすい有
機金属化合物を添加することも可能である。重合方法と
しては通常の懸濁重合、液体モノマー中での重合、及び
気相重合が可能である。特に本発明での重合においては
比較的高い重合温度にて実施される液体モノマー中での
重合及び気相重合に好んで採用できる。
【0040】懸濁重合は触媒を重合溶媒、例えばヘキサ
ン、ヘプタンのごとき脂肪族炭化水素などとともに反応
器に導入し、不活性ガス雰囲気下にプロピレン等のオレ
フィンを1〜20Kg/cm2 に圧入して、室温ないし
150℃の温度で重合を行うことができる。液体モノマ
ー中での重合では触媒をプロピレン等のオレフィンが液
体である条件下で液体のオレフィンを重合溶媒としてオ
レフィンの重合を行うことができる。例えばプロピレン
の場合、室温ないし90℃の温度で、10〜45Kg/
cm2 の圧力下で液体プロピレン中で重合を行うことが
できる。
【0041】一方気相重合はプロピレン等のオレフィン
が気体である条件下で、溶媒の非存在下に1〜50Kg
/cm2 の圧力で、室温ないし120℃の温度条件にお
いて、プロピレン等のオレフィンと触媒の接触が良好と
なるような、例えば流動床、移動床あるいは攪拌機によ
って混合を行う等の手段を講じて重合を行うことができ
る。
【0042】
【実施例】以下本発明を実施例により説明するが、実施
例中で用いる沸騰ヘプタン抽出残分とは、得られた重合
物を沸騰n-ヘプタンにより6時間抽出した後の抽出残渣
の抽出前ポリマーの重量に対する百分率を意味するもの
である。
【0043】
【参考例1】 (I)アルコキシ基含有有機マグネシウム成分の合成 予めトリエチルアルミニウムとジブチルマグネシウムよ
り合成した組成式AlMg6 (C2 5)3 (n-C4 9)
12で示される有機マグネシウム錯体成分250 ミリモル
(マグネシウム基準で)を含むn-ヘプタン溶液を充分に
窒素置換された1リットルのフラスコに入れ、氷浴中で
冷却し攪拌しながら、滴下ロートより n-ブチルアルコ
ール22.8cc(250ミリモル)をゆっくりと1時
間かけて滴下し反応させ、更に室温にて攪拌下1時間反
応させた。比較的粘調な無色透明な溶液が得られ、分析
したところ、溶液中にはMg1モル当りn-ブトキシ基
0.96モル含まれており、マグネシウム濃度として
1.0モル/リットルであった。
【0044】(II)クロルシラン化合物との反応によ
るマグネシウム含有固体の合成 充分に窒素置換された1リットルのフラスコに、トリク
ロルシランを1mol/リットルのn-ヘプタン溶液として5
00ミリモルを仕込み、攪拌しながら65℃に保ち、上
記アルコキシ基含有有機マグネシウム成分のn-ヘプタン
溶液を全量1時間かけて加え、更に65℃にて1時間攪
拌下反応させた。生成した白色固体を濾別し、n-ヘキサ
ンにて充分に洗浄し乾燥することにより、白色固体(A)
29.5gを得た。この固体物質を分析した結果、 固
体1g中、Mg7.45ミリモル、CL4.2ミリモ
ル、ブトキシ基2.32ミリモルを含有しており、BET
法で測定した比表面積は193m2 /gであった。
【0045】(III)固体触媒成分の合成 充分に窒素置換された500ccのフラスコに、上記
(II)で得られた固体を10g、四塩化チタン200
cc及びトルエン50ccを加え、更にフタル酸ジn-ブ
チル2.0cc(7.5ミリモル) を加えて攪拌下12
0℃にて2時間反応させた。反応終了後瀘過にて固体を
採取し、この固体を更に200ccの四塩化チタンに懸
濁させ、撹拌下120℃にて2時間反応させた。反応終
了後固体を熱濾過にて分離し、熱n-ヘプタンにて充分洗
浄し、更にn-ヘキサンにて洗浄後、n-ヘキサンスラリー
として固体触媒成分 (B)とした。この一部を採取して分
析したところ、固体触媒成分中のTi含量は3.8重量
%であった。触媒合成に用いた、芳香族カルボン酸エス
テル成分に対するチタン化合物のモル比は484であっ
た。
【0046】(IV)液体プロピレン中での重合 充分に窒素置換及び真空乾燥した1.5リットルのオ−
トクレーブに生成ポリマーのMFIが5に合うように水
素ガスを導入し、更に液化プロピレン350gを導入し
た後、トリエチルアルミニウム2.0ミリモル及びフェ
ニルトリエトキシシラン0.2ミリモル、固体触媒成分
を含むn-ヘキサンスラリー (B )を固体触媒成分換算で
7mgの順でオートクレーブに加え、すぐに攪拌下80
℃に昇温して2時間重合を行い、ポリマー206gを得
た。
【0047】固体触媒成分1g当りの活性は29400
g-PP/g-Solid であり、固体触媒成分中のTi1ミリモ
ル当りの活性は774Kg-PP /gTi であった。このポリ
マーの沸騰n-ヘプタン抽出残分は97.0%であり、重
合パウダーの嵩密度は0.47 g/cc であった。
【0048】
【実施例1】 (III)固体触媒成分の合成 参考例1の(II)で得られた固体成分10gを入れ
た、充分に窒素置換された500ccのフラスコに、四
塩化チタン20cc及びトルエン200ccを加え、更
にフタル酸ジ- nブチル2.0cc(7.5ミリモル)
を加えて室温にて撹拌下1時間接触させた。接触後上澄
みを除去し、さらに四塩化チタン60ccを加え昇温
し、120℃の温度で更に3時間接触させた。反応終了
後固体を熱濾過にて分離し、100℃に加熱されたトル
エン200ccと3回接触させ、更にn- ヘキサンにて
洗浄後、n- ヘキサンスラリーとして固体成分 (B-1)と
した。
【0049】この一部を採取して分析したところ、固体
成分中のTi含量は.1.5重量%であった。参考例に
比べ、四塩化チタンの使用量は1/5であった。また触
媒合成に用いた芳香族カルボン酸エステル成分に対する
チタン化合物のモル比は110であった。
【0050】(IV)液体プロピレン中での重合 充分に窒素置換及び真空乾燥した1.5リットルのオ−
トクレーブに生成ポリマーのMFIが5に合うように水
素ガスを導入し、更に液化プロピレン350gを導入し
た後、トリエチルアルミニウム1.2ミリモル、ジフェ
ニルジメトキシシラン.012ミリモル、固体触媒成分
を含むn-ヘキサンスラリー(B-2)を固体触媒成分換算で
7mgの順でオートクレーブ中に加え、すぐ温度攪拌下
80℃に昇温して2時間重合を行い、ポリマー326g
を得た。
【0051】固体触媒成分1g当りの活性は46600
g-PP /g-Solid であり、固体触媒成分中のTi1ミリ
モル当りの活性は3110 Kg-PP/gTi であった。この
ポリマーの沸騰n-ヘプタン抽出残分は98.5%であ
り、重合パウダーの嵩密度は0.48 g/cc であった。
【0052】
【比較例1】参考例1の(II)で得られた固体成分1
0gを入れた充分に窒素置換された500ccのフラス
コに、四塩化チタン20cc及びトルエン200ccを
加え、更にフタル酸ジ- nブチル2.0cc(7.5ミ
リモル)を加えてた後、すぐ昇温し、120℃の温度で
2時間接触させた。反応終了後固体を熱濾過にて分離
し、100℃に加熱されたトルエン200ccと3回接
触させ、更にn- ヘキサンにて洗浄後、n- ヘキサンス
ラリーとして固体成分(C-1) とした。この一部を採取し
て分析したところ、固体成分中のTi含量は1.1重量
%であった。
【0053】この固体触媒成分(C-1) を用いて、実施例
1と同様にして重合を行い、ポリマー112gを得た。
固体触媒成分1g当りの活性は16000g-PP/g-Soli
d であり、固体触媒成分中のTi1ミリモル当りの活性
は1454kg−PP/gTi であった。このポリマーの沸
騰n-ヘプタン抽出残分は94.5%であった。
【0054】
【比較例2】実施例1において、熱トルエンとの接触を
行なわない以外は実施例1と同様に実施し、n- ヘキサ
ンスラリーとして固体成分(C-2) とした。この一部を採
取して分析したところ、固体成分中のTi含量は2.5
重量%であった。この固体触媒成分(C-2) を用いて、実
施例1と同様にして重合を行い、ポリマー182gを得
た。
【0055】固体触媒成分1g当りの活性は26000
g-PP/g-Solid であり、固体触媒成分中のTi1ミリモ
ル当りの活性は1040 Kg-PP/gTi であった。このポ
リマーの沸騰n-ヘプタン抽出残分は95.5%であっ
た。
【0056】
【実施例2】実施例1の固体触媒成分の合成において使
用する芳香族炭化水素溶媒をエチルベンゼンに変更する
以外は実施例1と同様に実施し、固体触媒成分(B-2) を
得た。この一部を採取して分析したところ、固体成分中
のTi含量は 1.3重量%であった。
【0057】この固体触媒成分(B-2) を用い実施例1と
同様にして重合を行ない、ポリマー305gを得た。固
体触媒成分1g当りの活性は43600g-PP/g-Solid
であり、固体触媒成分中のTi1ミリモル当りの活性は
3354 Kg-PP/gTi であった。このポリマーの沸騰n-
ヘプタン抽出残分は98.2%であった。
【0058】
【実施例3】参考例1における(I)アルコキシ基含有
有機マグネシウム成分の合成において、使用するアルコ
ールを2-エチルヘキシルアルコールに、またその使用量
を9.5cc(188ミリモル) に変更した以外は参考
例1と同様の条件にて合成しアルコキシ基含有有機マグ
ネシウム成分を得た。以下、実施例1と同様の方法にて
合成した結果Ti成分1.7重量%を含む固体触媒成分
(B-3) を得た。この固体成分を用いて実施例1と同様に
して重合を行い、ポリマー266gを得た。固体触媒成
分1g当りの活性は38000g-PP/g-Solid であり、
固体触媒成分中のTi1ミリモル当りの活性は2235
Kg-PP/gTi であった。このポリマーの沸騰n-ヘプタン
抽出残分は98.0%であった。
【0059】
【実施例4〜6】参考例1において使用するアルコキシ
含有有機マグネシウム成分として、表1に示す物質を用
いる以外は、実施例1と同様の方法にて固体触媒成分
(B-4 〜B-6)を合成し、実施例1と同様の方法にて重合
評価し、表1の結果を得た。
【0060】
【表1】
【0061】
【実施例7〜10】実施例1の固体触媒成分の合成にお
いて、芳香族カルボン酸エステルとして、表1に示す物
質を用いる以外は、実施例1と同様にして固体触媒成分
(B-7 〜B-1 ) を合成し、実施例1と同様の方法にて重
合を行ない、表2の結果を得た。
【0062】
【表2】
【0063】
【発明の効果】本発明のように、比較的少ない量のアル
コキシ基を含む有機マグネシウム成分から得られるハロ
ゲン含有マクネシウム固体を用い固体触媒成分を合成す
る際に、芳香族炭化水素溶媒の存在下に特定の条件下に
て、芳香族カルボン酸エステル、チタン化合物との接触
を行い、その後更に加熱された芳香族炭化水素溶媒と接
触させた固体触媒成分を用いるとにより、固体触媒成分
中のTi当りの重合活性が飛躍的に高く、かつ高立体規
則性を有する重合体を経済的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の態様を示すフローチャートであ
る。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 10/00 - 10/14 C08F 110/00 - 110/14 C08F 210/00 - 210/18 C08F 4/00 - 4/82

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記(A),(B)及び,(C)よりな
    る触媒を用いることを特徴とするα―オレフィンの重合
    方法。 (A)( イ) (i) 一般式 ( M) i ( Mg)j ( R1)p
    ( R2)q ( OR3)r 〔式中、Mは周期律表第I族ないし第III族に属する
    金属原子、R1 、R2 及び R3 は炭素数2〜20の炭化
    水素基であり、i,j,p,q及びrは、次の関係を満
    たす数である。 0 ≦i, 0 <j, 0 ≦p, 0 ≦q,0.5 <r/
    (i+j)<1.0 , ki+2 j=p+q+r (ただしkはMの原子価)〕で示される炭化水素溶媒に
    可溶な有機マグネシウム成分と、 (ii)一般式 Ha Si Cl b 4 4-(a+b) ( 式中、R4 は炭素数1〜20の炭化水素基であり、a
    とbとは次の関係を満たす数である。 0 <a, 0 <b, a+b≦4 ) で示されるSi −H結合を有するクロルシラン化合物と
    を反応させて得られる固体成分、 ( ロ) 一般式 Ti(OR5)m 4-m 〔式中、R5 は炭素数2〜10の炭化水素基、Dはハロ
    ゲン原子、m は0 ≦m <4の関係を満たす数である〕で
    示されるチタン化合物、および ( ハ) 芳香族カルボン酸エステルとを芳香族炭化水素溶
    媒存在下に接触させる方法において、チタン化合物
    (ロ)の使用総量が芳香族カルボン酸エステル( ハ) に
    対するモル比として1以上150未満の範囲の量であ
    り、40℃未満の温度で接触させた後、更にチタン化合
    物(ロ)を加え加熱処理し、分離後更に、加熱された芳
    香族炭化水素溶媒と接触させた固体触媒成分、 (B)一般式 Al R6 3 (式中R6 は炭素数1〜20の炭化水素基)で示される
    有機アルミニウム化合物、および (C)一般式 R7 s Si(OR8)4-s (式中R7 、R8 は炭素数1〜20の炭化水素基、sは
    0≦s<4の関係を満たす数である)で示されるアルコ
    キシシラン化合物。
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