JP3294111B2 - オレフィン重合用触媒およびこれを用いるオレフィン重合体の製造法 - Google Patents

オレフィン重合用触媒およびこれを用いるオレフィン重合体の製造法

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JP3294111B2 JP20481896A JP20481896A JP3294111B2 JP 3294111 B2 JP3294111 B2 JP 3294111B2 JP 20481896 A JP20481896 A JP 20481896A JP 20481896 A JP20481896 A JP 20481896A JP 3294111 B2 JP3294111 B2 JP 3294111B2
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】〔発明の背景〕
【発明の属する技術分野】本発明は、オレフィン重合用
触媒およびこれを用いるオレフィン重合体の製造法に関
する。さらに詳しくは、本発明は、成形加工性に優れ、
かつ立体規則性の極めて高い重合体、特に炭素数3以上
のオレフィン重合体、を高い収率で得ることのできるオ
レフィン重合用触媒およびこの触媒を用いてなるオレフ
ィン重合体の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、チタン、マグネシウム、ハロゲン
を必須成分として含有する固体成分を使用してプロピレ
ンの高立体規則性重合体を高収率で製造するという提案
が数多くなされている(例えば、特開昭57−6331
0号、同57−63311号、同57−63312号、
同58−138706号、同58−138711号、同
58−138705号各公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の触媒系は、本発明者らが知るところでは、重合体の立
体規則性が十分とはいえず、加えて分子量分布が狭いた
め成形加工性が悪いので、なお一層の改良が求められて
いた。
【0004】
【課題を解決するための手段】
〔発明の概要〕本発明は、特定の固体触媒成分と有機ア
ルミニウム化合物成分に、外部ドナーとして有機ケイ素
化合物と特定のスルホン酸エステルを組み合わせた重合
触媒を用いることにより、成形加工性に優れ、加えて極
めて立体規則性の高いプロピレン重合体を提供しようと
するものである。 <要旨>すなわち、本発明によるオレフィン重合用触媒
は、下記の成分(A)、成分(B)、成分(C)および
成分(D)を組み合わせてなること、を特徴とするもの
である。
【0005】 成分(A):チタン、マグネシウム、ハロゲンおよび電
子供与性化合物を必須成分として含んでなる固体触媒成
分 成分(B):有機アルミニウム化合物 成分(C):下記の式〔I〕で表される有機ケイ素化合
3−n Si(OR 〔I〕 (ここで、R は分岐状脂肪族炭化水素基または環状脂
肪族炭化水素基、R は、R と同一または異なる炭素
数1〜12の分岐状脂肪族、環状脂肪族または直鎖状炭
化水素基、R は、炭素数1〜8の分岐または直鎖状炭
化水素基、nは2≦n≦3、である。) 成分(D):式 RSOで表されるスルホン酸
エステル (式中、RおよびRは、炭化水素基である。但し、
ベンゼンスルフォン酸メチルを除く。) また、本発明によるオレフィン重合体の製造法は、上記
のオレフィン重合用触媒にオレフィンを接触させて重合
させること、を特徴とするものである。 <効果> 本発明によれば、成形加工性に優れ、かつ極めて高結晶
性のオレフィン重合体を高収率で得ることが可能であ
る。このようなオレフィン重合体は、高剛性化の求めら
れている自動車部品、家電部品、包装材料などの用途に
好適に用いられるものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
〔発明の具体的説明〕 [オレフィン重合用触媒]本発明によるオレフィン重合
用触媒は、特定の成分(A)、成分(B)、成分(C)
および成分(D)を組み合わせてなるものである。ここ
で「組み合わせてなる」ということは、挙示の成分(す
なわち、A、B、CおよびD)のみを組み合わせてなる
もののみを意味するものではなく、本発明の効果を損な
わない範囲内で挙示の成分以外の成分を組み合わせてな
るものを排除しない。 <成分(A)>成分(A)は、チタン、マグネシウム、
ハロゲンおよび電子供与性化合物を必須成分として含ん
でなる固体触媒成分である。
【0007】ここで「必須成分として含んでなる」とい
うことは挙示の四成分の他に合目的的な他の成分ないし
元素を含んでもよいこと、ならびにこれら各成分は相互
に結合したものとして存在してもよいこと、を示すもの
である。
【0008】本発明において使用されるマグネシウム源
となるマグネシウム化合物としては、好ましくはマグネ
シウムハライド、ジアルコキシマグネシウム、アルコキ
シマグネシウムハライド、マグネシウムオキシハライ
ド、ジアルキルマグネシウム、酸化マグネシウム、水酸
化マグネシウムおよびマグネシウムのカルボン酸塩等が
挙げられる。これらの中で好ましいのは、マグネシウム
ハライドである。これらの化合物におけるアルキルある
いはアルコキシとしては、炭素数1〜6のもの、特にエ
チルおよびブチルが好ましい。
【0009】チタン源となるチタン化合物は、例えば式
Ti(OR′)4-m m (ここで、R′は炭化水素基で
あって、好ましくは炭素数1〜10のものであり、Xは
ハロゲンを示し、mは0≦m≦4の数を示す。)で表さ
れる化合物が挙げられる。
【0010】そのようなチタン化合物の好ましい具体例
としては、例えば、TiCl4 、TiBr4 、Ti(O
2 5 )Cl3 、Ti(OC2 5 2 Cl2 、Ti
(OC2 5 3 Cl、Ti(O−iC3 7 )C
3 、Ti(O−nC4 9 )Cl3 、Ti(O−nC
4 9 2 Cl2 、Ti(OC2 5 )Br3 、Ti
(OC2 5 )(O−nC4 9 2 Cl、Ti(O−
nC4 9 3 Cl、Ti(OC6 5 )Cl3 、Ti
(O−iC4 9 2 Cl2 、Ti(O−nC5 11
Cl3 、Ti(O−nC6 13)Cl3 、Ti(OC2
5 4 、Ti(O−nC3 7 4 、Ti(O−nC
4 9 4 、Ti(O−iC4 9 4 、Ti(O−n
6 134 およびTi(O−nC8 174 などが挙
げられる。
【0011】チタン化合物としては、TiX′4 (ここ
で、X′はハロゲンを示す)と電子供与性化合物(詳細
後記)との錯化合物を用いることもできる。そのような
錯化合物の具体例としては、例えば、TiCl4 ・CH
3 CO2 2 5 、TiCl4 ・C6 5 COCl、T
iCl4 ・C6 5 CO2 2 5 などがあげられる。
これらのチタン化合物の中で好ましいのは、TiCl4
およびTi(O−nC4 9 4 である。
【0012】ハロゲンは、上述のマグネシウムおよび
(または)チタンのハロゲン化合物から供給されるのが
普通であるが、アルミニウム化合物、ケイ素のハロゲン
化物、およびリンのハロゲン化物といった公知のハロゲ
ン化剤を併用した場合にはそれらから供給することもで
きる。構成成分中に含まれるハロゲンおよび通常は前記
の化合物のXは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素またはこ
れらの混合物であってもよく、特に塩素が好ましい。
【0013】電子供与性化合物としては、(イ)含酸素
電子供与体、例えばアルコール類、フェノール類、エー
テル類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸類、有機
酸または無機酸のエステル類、酸ハライド類、酸アミド
類、酸無水物、(ロ)含窒素電子供与体、例えばアミ
ン、ニトリル、イソシアネートなどを例示することがで
きる。これらの中で好ましいものは、エーテル類、有機
酸エステルおよび有機酸ハライドである。特に好ましい
ものは、有機酸エステルと有機酸ハライドである。
【0014】エーテル類としては、炭素数2〜20、好
ましくは2〜18、のモノエーテル、ジエーテル、また
はトリエーテル、好ましくはモノエーテルまたはジエー
テル、特にモノエーテル、たとえばメチルエーテル、エ
チルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテ
ル、アミルエーテル、テトラヒドロフラン、アニソー
ル、ジフェニルエーテル、2,2‐ジメチル‐1,3‐
ジメトキシプロパン、2,2‐ジイソプロピル‐1,3
‐ジメトキシプロパン、2,2‐ジイソブチル‐1,3
‐ジメトキシプロパン、2‐イソプロピル‐2‐イソブ
チル‐1,3‐ジメトキシプロパン、2‐イソプロピル
‐2‐s‐ブチル‐1,3‐ジメトキシプロパン、2‐
t‐ブチル‐2‐メチル‐2‐1,3‐ジメトキシプロ
パン、2‐t‐ブチル‐2‐イソプロピル‐1,3‐ジ
メトキシプロパン、2,2‐ジシクロペンチル‐1,3
‐ジメトキシプロパン、2,2‐ジシクロヘキシル‐
1,3‐ジメトキシプロパン、2,2‐ジフェニル−
1,3‐ジメトキシプロパン、2,2‐ジメチル‐1,
3‐ジエトキシプロパン、2,2‐ジイソブチル‐1,
3‐ジエトキシプロパン、を例示することができる。
【0015】有機酸エステルとしては、脂肪族カルボン
酸エステル、特に炭素数2〜20程度の脂肪族モノまた
はジ、好ましくはモノ、カルボン酸の炭素数1〜10程
度のアルキルのエステル、例えば、酢酸エチル、酢酸エ
チルセロソルブ、酢酸フェニル、酢酸シクロヘキシル、
プロピオン酸エチル、酪酸メチル、吉草酸メチル、ステ
アリン酸エチル、クロル酢酸メチル、ジクロル酢酸エチ
ル、メタクリル酸メチルおよびクロトン酸エチル、シク
ロヘキシルカルボン酸エチル等、および芳香族カルボン
酸エステル、特に炭素数7〜15程度の芳香族モノまた
はジカルボン酸の炭素数1〜10程度のアルキルエステ
ル、例えば安息香酸エチル、トルイル酸メチル、トルイ
ル酸エチル、アニス酸メチル、フタル酸ジエチル、フタ
ル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジベンジ
ル等を例示することができる。これらの有機酸エステル
のうち、特に好ましいものは、フタル酸エステルであ
る。
【0016】有機酸ハライドとしては、上記の脂肪族ま
たは芳香族カルボン酸のハライド、例えば、脂肪族カル
ボン酸クロライド、例えばアセチルクロライド、および
芳香族カルボン酸クロライド、例えば、ベンゾイルクロ
ライド、トルイル酸クロライド、アニス酸クロライド、
塩化フタロイル、およびイソ塩化フタロイル等を例示す
ることができる。これらの有機酸ハライドのうち、特に
好ましいものは、塩化フタロイルである。
【0017】上記各成分の使用量は本発明の効果が認め
られる限り任意のものであるが、一般的には次の範囲が
好ましい。
【0018】チタン化合物の使用量は、使用するマグネ
シウム化合物の使用量に対してモル比で0.001〜1
00の範囲が好ましく、0.01〜10の範囲がより好
ましい。ハロゲン源としてそのための化合物を使用する
場合には、その使用量はチタン化合物および(または)
マグネシウム化合物がハロゲンを含む含まないにかかわ
らず、使用するマグネシウム化合物の使用量に対してモ
ル比で0.01〜1000の範囲が好ましく、0.1〜
100の範囲がより好ましい。
【0019】電子供与性化合物の使用量は、上記マグネ
シウム化合物の使用量に対してモル比で0.001〜1
0の範囲が好ましく、0.01〜5の範囲がより好まし
い。
【0020】成分(A)は、上記各成分を用いて、例え
ば以下のような製造法により酸素の不存在下で製造され
る。 (イ)ハロゲン化マグネシウムと電子供与性化合物とチ
タン化合物とを接触させる方法。 (ロ)アルミナまたはマグネシアをハロゲン化リン化合
物で処理し、それにハロゲン化マグネシウム、電子供与
性化合物、チタンハロゲン含有化合物を接触させる方
法。 (ハ)ハロゲン化マグネシウムとチタンテトラアルコキ
シドと特定のポリマーケイ素化合物を接触させて得られ
る固体成分にチタンハロゲン化合物および(または)ケ
イ素のハロゲン化合物を接触させ、この固体触媒成分調
製時または調製後に電子供与体化合物を接触させる方
法。
【0021】このポリマーケイ素化合物としては、下式
で示されるものが適当である。
【0022】
【化1】 (ここで、Rは炭素数1〜10の炭化水素基、pはこの
ポリマーケイ素化合物の粘度が1〜100センチストー
クスの範囲になる重合度を示す) このようなポリマーケイ素化合物としては、具体的に
は、メチルハイドロジェンポリシロキサン、エチルハイ
ドロジェンポリシロキサン、フェニルハイドロジェンポ
リシロキサン、シクロヘキシルハイドロジェンポリシロ
キサン、1,3,5,7‐テトラメチルシクロテトラシ
ロキサンおよび1,3,5,7,9‐ペンタメチルシク
ロペンタシロキサンなどが好ましい。 (ニ)マグネシウム化合物をチタンテトラアルコキシド
および電子供与性化合物で溶解させて、ハロゲン化剤ま
たはチタンハロゲン化合物で析出させた固体成分に、チ
タン化合物を接触させる方法。 (ホ)グリニャール試薬等の有機マグネシウム化合物を
ハロゲン化剤、還元剤等と作用させた後、これに電子供
与性化合物とチタン化合物を接触させる方法。 (ヘ)アルコキシマグネシウム化合物にハロゲン化剤お
よび(または)チタン化合物を電子供与性化合物の存在
下に接触させる方法。
【0023】上記成分(A)の製造法の中でも、(イ)
または(ハ)が好ましい。
【0024】本発明に用いる成分(A)は、上述の様に
して得られた固体成分そのままであってもよいし、この
固体成分を有機アルミニウム化合物の存在下または不存
在下に少量のオレフィン類と接触させてこれを重合させ
ることからなる予備重合処理に付したものであってもよ
い。
【0025】成分(A)が予備重合に付したものである
場合、この成分(A)を製造するためのオレフィン類の
予備重合条件としては特に制限はないが、一般的には次
の条件が好ましい。重合温度としては0〜80℃が好ま
しく、10〜60℃がより好ましい。重合量としては固
体成分1gあたり0.001〜50gのオレフィン類を
重合させることが好ましく、0.1〜10gのオレフィ
ン類を重合させることがより好ましい。なお、予備重合
条件は、本重合条件より温和であることがふつうであっ
て、たとえば重合温度は本重合でのそれより低いことが
ふつうである。
【0026】予備重合時に使用することがある有機アル
ミニウム化合物成分としては、チーグラー型触媒の有機
アルミニウム化合物として一般的に知られているものが
使用できる。具体例としては、後述する成分(B)、す
なわち有機アルミニウム化合物、の説明の項に示す化合
物が使用できる。
【0027】予備重合時の有機アルミニウム成分の使用
量は、固体成分(A)の中のTi成分に対してAl/T
i(モル比)で1〜20が好ましく、2〜10がより好
ましい。
【0028】予備重合時に使用するオレフィン類として
は、エチレン、プロピレン、1‐ブテン、1‐ヘキセン
および3‐メチル‐1‐ブテン等が挙げられる。 <成分(B)>成分(B)は、有機アルミニウム化合物
である。成分(B)として使用するのに適した有機アル
ミニウム化合物の具体例としては、R6 3-q AlXq
たはR7 3-r Al(OR8 r (ここで、R6 およびR
7 は各々同一または異なってもよい炭素数1〜20の炭
化水素基または水素原子、R8 は炭素数1〜4の炭化水
素基、Xはハロゲン、qおよびrはそれぞれ0≦q<
3、0<r<3の数、である)で表されるものである。
具体的には(イ)トリアルキルアルミニウム、例えばト
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、トリヘキシルアルミニウム、
トリオクチルアルミニウム、およびトリデシルアルミニ
ウムなど、(ロ)アルキルアルミニウムハライド、例え
ばジエチルアルミニウムモノクロライド、ジイソブチル
アルミニウムモノクロライド、エチルアルミニウムセス
キクロライドおよびエチルアルミニウムジクロライドな
ど、(ハ)ジアルキルアルミニウムハイドライド、例え
ばジエチルアルミニウムハイドライドおよびジブチルア
ルミニウムハイドライドなど、(ニ)アルミニウムアル
コキシド、例えばジエチルアルミニウムエトキシドおよ
びジエチルアルミニウムフェノキシドなど、が挙げられ
る。
【0029】これら(イ)〜(ニ)の有機アルミニウム
化合物に他の有機金属化合物、例えばR9 3-a Al(O
10a (ここで、aは1≦a≦3であり、R9 および
10は同一または異なってもよい炭素数1〜20の炭化
水素基である)で表されるアルキルアルミニウムアルコ
キシドを併用することができる。例えば、トリエチルア
ルミニウムとジエチルアルミニウムアルコキシドの併
用、ジエチルアルミニウムモノクロライドとジエチルア
ルミニウムエトキシドの併用、エチルアルミニウムジク
ロライドとジエチルアルミニウムエトキシドの併用、ト
リエチルアルミニウムとジエチルアルミニウムエトキシ
ドとジエチルアルミニウムモノクロライドの併用等、が
挙げられる。
【0030】成分(B)の使用量は、成分(A)を構成
するチタン成分に対して、Al/Ti(モル比)で1〜
1000の範囲であり、好ましくは10〜500の範囲
である。 <成分(C)> 成分(C)は、下記の式(I)で表される有機ケイ素化
合物である。 R1 2 3-n Si(OR3 n (I) ここで、R1 は、分岐状脂肪族炭化水素基または環状脂
肪族炭化水素基、好ましくは、炭素数3〜12の、α炭
素が2級または3級の分岐状脂肪族炭化水素基、または
炭素数5〜12の環状脂肪族炭化水素基、特に好ましく
は、炭素数4〜10の、α炭素が3級の分岐状脂肪族炭
化水素基、または炭素数5〜7の環状脂肪族炭化水素基
である。R2 は、R1 と同一または異なる炭素数1〜1
2の分岐状脂肪族、環状脂肪族または直鎖状炭化水素基
である。R3 は、炭素数1〜8の、好ましくは、炭素数
1〜4の、分岐または直鎖状炭化水素基である。nは2
≦n≦3である。
【0031】具体的には、このケイ素化合物として下記
の物質を例示することができる。(CH3 3 CSi
(CH3 )(OCH3 2 、(CH3 3 CSi(CH
(CH3 2 )(OCH3 2 、(CH3 3 CSi
(CH3 )(OC2 5 2 、(C2 5 3 CSi
(CH3 )(OCH3 2 、(CH3 )(C2 5 )C
HSi(CH3 )(OCH3 2 、((CH3 2 CH
CH2 2 Si(OCH32 、(CH3 3 CSi
(OCH3 3 、(CH3 3 CSi(OC
2 5 3 、(C2 5 3 CSi(OCH3 3
(CH3 )(C2 5 )CHSi(OCH3 3 、(C
2 5 )(CH3 2 CSi(OC2 5 3
【0032】
【化2】
【0033】
【化3】 <成分(D)> 成分(D)は、式R4 SO3 5 で表されるスルホン酸
エステルである(但し、ベンゼンスルフォン酸メチルを
除く)
【0034】ここで、R4 およびR5 は、炭化水素基で
ある。このスルホン酸エステルのスルホン酸部分をなす
4 は、好ましくは、炭素数6〜20の芳香族炭化水素
基、炭素数5〜15の環状脂肪族炭化水素基または炭素
数3〜20の分岐状脂肪族炭化水素基、さらに好ましく
は、炭素数6〜10の芳香族炭化水素基、炭素数5〜1
0の環状脂肪族炭化水素基または炭素数3〜8の分岐状
脂肪族炭化水素基、特に好ましくは、炭素数6〜10の
芳香族炭化水素基である。このように好ましいスルホン
酸は芳香族スルホン酸である。
【0035】このスルホン酸エステルのアルコール相当
部分をなすR5 は、好ましくは、炭素数6〜20の芳香
族炭化水素基または炭素数1〜20の脂肪族炭化水素
基、さらに好ましくは、炭素数3〜20の分岐状脂肪族
炭化水素基又は炭素数5〜15の環状脂肪族炭化水素基
である。このR5 は、殊に好ましくは、α−位の炭素原
子で分岐の炭素数3〜15の分岐状脂肪族炭化水素基又
は炭素数5〜10の環状脂肪族炭化水素基、更に好まし
くは、炭素数3〜8の分岐状脂肪族炭化水素基である。
これらの中でも、R4 が上記した芳香族炭化水素基であ
り、かつ、R5 が上記した分岐状脂肪族炭化水素基又は
環状脂肪族炭化水素基であるのが好ましい。
【0036】具体的には、以下の化合物を例示すること
ができる。
【0037】芳香族スルホン酸のエステルとしては、ベ
ンゼンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン酸ブチル、
ベンゼンスルホン酸ヘキシル、ベンゼンスルホン酸シク
ロヘキシル、ベンゼンスルホン酸フェニル、p‐トルエ
ンスルホン酸メチル、p‐トルエンスルホン酸エチル、
p‐トルエンスルホン酸プロピル、p‐トルエンスルホ
ン酸ブチル、p‐トルエンスルホン酸ヘキシル、p‐ト
ルエンスルホン酸シクロヘキシル、p‐トルエンスルホ
ン酸フェニル、p‐エチルベンゼンスルホン酸メチル、
p‐エチルベンゼンスルホン酸エチル、p‐エチルベン
ゼンスルホン酸ブチル、p‐エチルベンゼンスルホン酸
ヘキシル、p‐エチルベンゼンスルホン酸シクロヘキシ
ル、p‐エチルベンゼンスルホン酸フェニル、p‐t‐
ブチルベンゼンスルホン酸メチル、p‐t‐ブチルベン
ゼンスルホン酸エチル、p‐t‐ブチルベンゼンスルホ
ン酸ブチル、p‐t‐ブチルベンゼンスルホン酸ヘキシ
ル、p‐t‐ブチルベンゼンスルホン酸シクロヘキシ
ル、p‐t‐ブチルベンゼンスルホン酸フェニル、m‐
トルエンスルホン酸メチル、m‐トルエンスルホン酸エ
チル、m‐トルエンスルホン酸ブチル、m‐トルエンス
ルホン酸ヘキシル、m‐トルエンスルホン酸シクロヘキ
シル、m‐トルエンスルホン酸フェニル、m‐エチルベ
ンゼンスルホン酸メチル、m‐エチルベンゼンスルホン
酸エチル、m‐エチルベンゼンスルホン酸ブチル、m‐
エチルベンゼンスルホン酸ヘキシル、m‐エチルベンゼ
ンスルホン酸シクロヘキシル、m‐エチルベンゼンスル
ホン酸フェニル、m‐t‐ブチルベンゼンスルホン酸メ
チル、m‐t‐ブチルベンゼンスルホン酸エチル、m‐
t‐ブチルベンゼンスルホン酸ブチル、m‐t‐ブチル
ベンゼンスルホン酸ヘキシル、m‐t‐ブチルベンゼン
スルホン酸シクロヘキシル、m‐t‐ブチルベンゼンス
ルホン酸フェニル、ベンゼンスルホン酸イソプロピル、
ベンゼンスルホン酸イソブチル、ベンゼンスルホン酸s
ec−ブチル、ベンゼンスルホン酸tert−ブチル、
ベンゼンスルホン酸tert−アミル、ベンゼンスルホ
ン酸2−エチルヘキシル、p−トルエンスルホン酸イソ
プロピル、p−トルエンスルホン酸イソブチル、p−ト
ルエンスルホン酸sec−ブチル、p−トルエンスルホ
ン酸tert−ブチル、p−トルエンスルホン酸ter
t−アミル、p−トルエンスルホン酸2−エチルヘキシ
ル、p−エチルベンゼンスルホン酸イソプロピル、p−
エチルベンゼンスルホン酸イソブチル、p−エチルベン
ゼンスルホン酸sec−ブチル、p−エチルベンゼンス
ルホン酸tert−ブチル、p−エチルベンゼンスルホ
ン酸tert−アミル、p−エチルベンゼンスルホン酸
2−エチルヘキシル、p−tert−ブチルベンゼンス
ルホン酸イソプロピル、p−tert−ブチルベンゼン
スルホン酸イソブチル、p−tert−ブチルベンゼン
スルホン酸sec−ブチル、p−tert−ブチルベン
ゼンスルホン酸tert−ブチル、p−tert−ブチ
ルベンゼンスルホン酸tert−アミル、p−tert
−ブチルベンゼンスルホン酸2−エチルヘキシル、m−
トルエンスルホン酸イソプロピル、m−トルエンスルホ
ン酸イソブチル、m−トルエンスルホン酸sec−ブチ
ル、m−トルエンスルホン酸tert−ブチル、m−ト
ルエンスルホン酸tert−アミル、m−トルエンスル
ホン酸2−エチルヘキシル、m−エチルベンゼンスルホ
ン酸イソプロピル、m−エチルベンゼンスルホン酸イソ
ブチル、m−エチルベンゼンスルホン酸sec−ブチ
ル、m−エチルベンゼンスルホン酸tert−ブチル、
m−エチルベンゼンスルホン酸tert−アミル、m−
エチルベンゼンスルホン酸2−エチルヘキシル、m−t
ert−ブチルベンゼンスルホン酸イソプロピル、m−
tert−ブチルベンゼンスルホン酸イソブチル、m−
tert−ブチルベンゼンスルホン酸sec−ブチル、
m−tert−ブチルベンゼンスルホン酸tert−ブ
チル、m−tert−ブチルベンゼンスルホン酸ter
t−アミル及びm−tert−ブチルベンゼンスルホン
酸2−エチルヘキシル、などがあげられる。
【0038】脂肪族スルホン酸のエステルとしては、シ
クロヘキシルスルホン酸メチル、シクロヘキシルスルホ
ン酸エチル、シクロヘキシルスルホン酸ブチル、シクロ
ヘキシルスルホン酸ヘキシル、シクロヘキシルスルホン
酸シクロヘキシル、シクロヘキシルスルホン酸フェニ
ル、シクロペンチルスルホン酸メチル、シクロペンチル
スルホン酸エチル、シクロペンチルスルホン酸ブチル、
シクロペンチルスルホン酸ヘキシル、シクロペンチルス
ルホン酸シクロヘキシル、シクロペンチルスルホン酸フ
ェニル、イソブチルスルホン酸メチル、イソブチルスル
ホン酸エチル、イソブチルスルホン酸ブチル、イソブチ
ルスルホン酸ヘキシル、イソブチルスルホン酸シクロヘ
キシル、イソブチルスルホン酸フェニル、t‐ブチルス
ルホン酸メチル、t‐ブチルスルホン酸エチル、t‐ブ
チルスルホン酸ブチル、t‐ブチルスルホン酸ヘキシ
ル、t‐ブチルスルホン酸シクロヘキシル、t‐ブチル
スルホン酸フェニル、t‐アミルスルホン酸メチル、t
‐アミルスルホン酸エチル、t‐アミルスルホン酸ブチ
ル、t‐アミルスルホン酸ヘキシル、t‐アミルスルホ
ン酸シクロヘキシル、t‐アミルスルホン酸フェニル、
シクロヘキシルスルホン酸イソプロピル、シクロヘキシ
ルスルホン酸イソブチル、シクロヘキシルスルホン酸s
ec−ブチル、シクロヘキシルスルホン酸tert−ブ
チル、シクロヘキシルスルホン酸tert−アミル、シ
クロヘキシルスルホン酸2−エチルヘキシル、シクロペ
ンチルスルホン酸イソプロピル、シクロペンチルスルホ
ン酸イソブチル、シクロペンチルスルホン酸sec−ブ
チル、シクロペンチルスルホン酸tert−ブチル、シ
クロペンチルスルホン酸tert−アミル、シクロペン
チルスルホン酸2−エチルヘキシル、イソブチルスルホ
ン酸イソプロピル、イソブチルスルホン酸イソブチル、
イソブチルスルホン酸sec−ブチル、イソブチルスル
ホン酸tert−ブチル、イソブチルスルホン酸ter
t−アミル、イソブチルスルホン酸2−エチルヘキシ
ル、tert−ブチルスルホン酸イソプロピル、ter
t−ブチルスルホン酸イソブチル、tert−ブチルス
ルホン酸sec−ブチル、tert−ブチルスルホン酸
tert−ブチル、tert−ブチルスルホン酸ter
t−アミル、tert−ブチルスルホン酸2−エチルヘ
キシル、tert−アミルスルホン酸イソプロピル、t
ert−アミルスルホン酸イソブチル、tert−アミ
ルスルホン酸sec−ブチル、tert−アミルスルホ
ン酸tert−ブチル、tert−アミルスルホン酸t
ert−アミル、tert−アミルスルホン酸2−エチ
ルヘキシル、などが挙げられる。
【0039】成分(C)と成分(D)の使用量比は広範
囲に選択することができるが、それぞれ、成分(B)の
有機アルミニウム化合物に対してモル比で通常0.01
〜1.0であり、好ましくは0.05〜0.5の範囲で
ある。
【0040】成分(D)は、単純に重合添加剤として、
すなわち典型的な所謂外部ドナーとして、用いることが
できるが、予め成分(B)と接触、混合させてから用い
るのが好ましい。その場合、重合に用いる成分(B)の
全量と成分(D)を予め混合させてもよく、また、成分
(B)の一部と成分(D)を予め混合させておき、それ
を重合系に添加剤としてもよい。このように、本発明で
は、成分(A)製造工程で添加してこれを成分(A)中
に取り込む場合以外の成分(D)の使用態様を外部ドナ
ーとしての利用と考えるものとする。なお、同様なこと
が成分(C)についてもいえる。
【0041】成分(C)および成分(D)は、本重合の
みならず予備重合で用いてもよい。
【0042】[触媒の使用/重合] <重合>本発明の触媒系は、通常のスラリー重合に適用
されるのはもちろんであるが、実質的に溶媒を用いない
液相無溶媒重合、溶液重合、さらに気相重合にも適用さ
れる。
【0043】スラリー重合の場合の重合溶媒としては、
ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、などの炭化水素溶媒を
用いることができる。
【0044】重合温度は30〜200℃が好ましく、よ
り好ましくは50〜150℃、特に好ましくは60〜1
00℃である。そのときの分子量調節剤として補助的に
水素を用いることもできる。 <オレフィン>本発明の触媒系で重合するのに用いられ
るオレフィンは、炭素数2〜12、好ましくは2〜6、
のα‐オレフィン、たとえば、エチレン、プロピレン、
1‐ブテン、1‐ペンテン、1‐ヘキセンなどの直鎖状
オレフィン、4‐メチル‐1‐ペンテン、3‐メチル‐
1‐ブテンなどの分岐鎖状α‐オレフィンである。なか
でも本発明の触媒は、プロピレンの重合に特に適してい
るが、プロピレンにエチレンあるいは1‐ブテンをラン
ダム的あるいはブロック的に共重合させる場合にも好適
に用いられる。
【0045】
【実施例】
実施例1 〔成分(A)の製造〕充分に窒素置換したフラスコに脱
水および脱酸素したn‐ヘプタン200ミリリットルを
導入し、ついでMgClを0.4モルおよびTi(O
‐nCを0.8モル導入し、95℃に保ちな
がら2時間反応させた。反応終了後、40℃に温度を下
げ、ついでメチルハイドロジェンポリシロキサン(20
センチストークスのもの)を48ミリリットル導入し、
3時間反応させた。生成した固体成分をn‐ヘプタンで
洗浄した。
【0046】ついで、充分に窒素置換したフラスコに精
製したn‐ヘプタンを50ミリリットル導入し、上記で
合成した固体成分をMg原子換算で0.24モル導入し
た。ついで、n‐ヘプタン25ミリリットルにSiCl
0.4モルを混合して30℃に保ちながら60分間
かけてフラスコへ導入し、90℃で3時間反応させた。
【0047】これに、さらにn‐ヘプタン25ミリリッ
トルにフタル酸クロライド0.02モルを混合して、9
0℃に保ちながら30分間かけてフラスコに導入し、9
0℃で1時間反応させた。
【0048】反応終了後、固体成分をn‐ヘプタンで洗
浄した。ついで、これにSiCl0.24ミリモルを
導入して、100℃で3時間反応させた。反応終了後、
n‐ヘプタンで充分洗浄した。ここで得られた固体成分
は塩化マグネシウムを主体とし、Ti含有量は2.3重
量%であった。
【0049】〔プロピレンの重合〕撹拌機付きの内容積
3リットルのステンレス製オートクレーブに充分に精製
したn‐ヘプタン1.5リットル、t‐ブチルメチルジ
メトキシシラン108ミリグラム、およびトリエチルア
ルミニウム380ミリグラムとp‐トルエンスルホン酸
ブチル150ミリグラムとを予め混合したものを導入
し、さらに前記の様にして製造した固体触媒成分(A)
20ミリグラムを導入した後、500ミリリットルの水
素を導入した。
【0050】ついで、該オートクレーブを65℃の温度
まで昇温し、プロピレンを7kg/cmの圧力になる
まで加圧供給して、プロピレンの重合を開始した。3時
間この圧力に保って、重合を継続させた。
【0051】その後、モノマーの導入を止めて、未反応
モノマーをパージし、生成重合体をヘプタンから濾別
し、乾燥を行った。その結果、491gの粉末状ポリプ
ロピレンが得られた。濾液から、n‐ヘプタンを加熱除
去したところ、0.82gのポリマーが得られた。した
がって、本触媒系の触媒収率は、24600g‐ポリプ
ロピレン/g‐固体触媒(g−PP/g−CAT)であ
った。メルトフローレート(MFR)は5.5g/10
分、生成ポリマーの嵩密度は0.51g/cm3であっ
た。GPC測定によるQ値は5.1であり、プレスシー
トの密度は0.9097g/cm3 であった。オルゼン
曲げ弾性率をASTM D−747−70の方法で測定
した結果、15300kg/cm2 であった。 比較例1 実施例1において、p‐トルエンスルホン酸ブチルを用
いないこと以外は同様の操作にてプロピレンの重合を行
った。得られた結果は、表1に示される通りである。 実施例2 実施例1において、p‐トルエンスルホン酸ブチルをト
リエチルアルミニウムと予め混合させずに重合槽に別々
に添加すること以外は同様の操作にて、プロピレンの重
合を行った。得られた結果は、表1に示される通りであ
る。 比較例2および3 実施例2において、成分(D)としてp‐トルエンスル
ホン酸ブチルのかわりに表1に示される化合物を用いた
以外は、実施例2と同様にしてプロピレンの重合を行っ
た。得られた結果は、表1に示される通りである。 実施例3および4 実施例1において、成分(D)としてp‐トルエンスル
ホン酸ブチルのかわりに表1に示される化合物を用いた
以外は、実施例1と同様にしてプロピレンの重合を行っ
た。得られた結果は、表1に示される通りである。 実施例5 〔プロピレンブロック共重合体の製造〕内容積200リ
ットルの撹拌式オートクレーブをプロピレンで充分置換
した後、精製したn‐ヘプタン50リットルおよびt‐
ブチルメチルジメトキシシラン3.0gを導入し、次に
トリエチルアルミニウム10.5gとp‐トルエンスル
ホン酸ブチル4.2gを予め混合したものを導入し、さ
らに実施例1で調製した固体触媒成分8.7gを60℃
に保ちながらプロピレン雰囲気下で導入した。
【0052】前段重合は、オートクレーブを65℃に昇
温した後、水素濃度を2.5vol %に保ちながら、プロ
ピレンを9.0kg/hrのフィード速度で導入するこ
とにより開始した。
【0053】231分後プロピレンの導入を止めた。こ
の時点のオートクレーブ内の圧力は5.8kg/cm2
Gであった。さらに、65℃で90分重合を継続させ
た。その後、気相部プロピレンを0.2kg/cm2
となるまでパージした。
【0054】次に、オートクレーブを60℃に降温した
後、後段重合をプロピレン3.78kg/hr、エチレ
ンを2.52kg/hrのフィード速度で31分間導入
し、その後30分間重合を継続させた。得られたスラリ
ーを濾過、乾燥して33.4kgの粉末状ブロック共重
合体を得た。
【0055】結果の詳細は、表2に示される通りであ
る。表中の、前段重合と後段重合の重量比および後段重
合でのプロピレンとエチレンの重量比は、フィードベー
スの計算値である。 比較例4 実施例5において、p‐トルエンスルホン酸ブチルを用
いないこと以外は、同様の操作を行ってブロック共重合
体を製造した。その結果、前段重合のプロピレンフィー
ド終了時のオートクレーブ内の圧力は5.8kg/cm
2 Gであり、粉末状ブロック共重合体32.2kgが得
られた。得られた結果の詳細は、表2に示される通りで
ある。 比較例5 成分(A)調製時に電子供与体(フタル酸クロライド)
を用いないこと以外は実施例1と同様にして、プロピレ
ンを重合させた。得られた結果は、表1に示される通り
である。 実施例6 実施例1のプロピレンの重合において、p‐トルエンス
ルホン酸ブチルの代わりに、p‐トルエンスルホン酸s
ec−ブチルを使用した以外は実施例1と同様に実験を
行った。その結果、510gの粉末状ポリプロピレンが
得られた。濾液から、n‐ヘプタンを加熱除去したとこ
ろ、0.71gのポリマーが得られた。したがって、本
触媒系の触媒収率は、25500g‐ポリプロピレン/
g‐固体触媒(g−PP/g−CAT)であった。メル
トフローレート(MFR)は5.7g/10分、生成ポ
リマーの嵩密度は0.51g/cm3 であった。GPC
測定によるQ値は5.1であり、プレスシートの密度は
0.9100g/cm3 であった。オルゼン曲げ弾性率
をASTM D−747−70の方法で測定した結果、
15500kg/cm2 であった。 実施例7 実施例6において、p‐トルエンスルホン酸sec−ブ
チルをトリエチルアルミニウムと予め混合させずに重合
槽に別々に添加すること以外は同様の操作にて、プロピ
レンの重合を行った。得られた結果は、表3に示される
通りである。 実施例8および9 実施例6において、成分(D)としてp‐トルエンスル
ホン酸sec−ブチルのかわりに表3に示される化合物
を用いた以外は、実施例1と同様にしてプロピレンの重
合を行った。得られた結果は、表3に示される通りであ
る。 実施例10 〔プロピレンブロック共重合体の製造〕内容積200リ
ットルの撹拌式オートクレーブをプロピレンで充分置換
した後、精製したn‐ヘプタン50リットルおよびt‐
ブチルメチルジメトキシシラン3.0gを導入し、次に
トリエチルアルミニウム10.5gとp‐トルエンスル
ホン酸sec−ブチル4.2gを予め混合したものを導
入し、さらに実施例1で調製した固体触媒成分8.7g
を60℃に保ちながらプロピレン雰囲気下で導入した。
【0052】前段重合は、オートクレーブを65℃に昇
温した後、水素濃度を2.5vol %に保ちながら、プロ
ピレンを9.0kg/hrのフィード速度で導入するこ
とにより開始した。
【0053】231分後プロピレンの導入を止めた。こ
の時点のオートクレーブ内の圧力は5.1kg/cm2
Gであった。さらに、65℃で90分重合を継続させ
た。その後、気相部プロピレンを0.2kg/cm2
となるまでパージした。
【0054】次に、オートクレーブを60℃に降温した
後、後段重合をプロピレン3.78kg/hr、エチレ
ンを2.52kg/hrのフィード速度で31分間導入
し、その後30分間重合を継続させた。得られたスラリ
ーを濾過、乾燥して33.6kgの粉末状ブロック共重
合体を得た。
【0055】結果の詳細は、表2に示される通りであ
る。表中の、前段重合と後段重合の重量比および後段重
合でのプロピレンとエチレンの重量比は、フィードベー
スの計算値である。 比較例6 成分(A)調製時に電子供与体(フタル酸クロライド)
を用いないこと以外は実施例6と同様にして、プロピレ
ンを重合させた。得られた結果は、表3に示される通り
である。 実施例11〜13 実施例1の成分(A)の製造に於いて、フタル酸クロラ
イドのかわりに次表に示す化合物を同じモル数用いるこ
と以外は、実施例1と同様の実験を行なった。結果は、
表4に示される通りである。 実施例14 〔成分(A)の製造〕充分に窒素置換したフラスコに、
脱水および脱酸素したトルエン100ミリリットルを導
入し、次いでMg(OEt)2 を10gを導入し懸濁状
態とした。次いで、TiCl4 20ミリリットルを導入
し、90℃に昇温してフタル酸ジn‐ブチル2.5ミリ
リットルを導入し、さらに110℃に昇温して3時間反
応させた。反応終了後、トルエンで洗浄した。次いでT
iCl4 20ミリリットルおよびトルエン100ミリリ
ットルを導入し、110℃で2時間反応させた。反応終
了後、n‐ヘプタンで充分に洗浄して成分(A)の固形
触媒成分とした。このもののチタン含量は2.6重量%
であった。 〔プロピレンの重合〕実施例1と同様に行なった。結果
は表1に示される通りである。 <実用物性測定法>実施例5、実施例10および比較例
4における実用物性測定法は、以下の通りに行った。実
施例5、実施例10および比較例4で得られた粉末状ブ
ロック共重合体に下記添加剤を配合し、それぞれ同一条
件下に押出機によりペレット化し、射出成型機により厚
さ4mmのシートを作成して物性評価を行った。 添加剤 2,6−第三ブチルフェノール 0.10重量% RA1010(チバガイギー製) 0.05重量% カルシウムステアレート 0.10重量% 物性測定 各種物性の測定は以下の方法によった。
【0056】(a)曲げ弾性率:ASTM−D790 (b)アイゾット衝撃強度(0℃):ASTM−D25
6(ノッチ付き)
【0057】
【表1】
【0058】
【表2】
【0058】
【表3】
【0059】
【表4】
【発明の効果】本発明によれば、成形加工性に優れかつ
極めて高結晶性のオレフィン重合体、およびこの重合体
を高収率で製造可能なオレフィン重合用触媒が得られる
ことは、「発明の概要」の項において前記したところで
ある。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記の成分(A)、成分(B)、成分
    (C)および成分(D)を組み合わせてなることを特徴
    とする、オレフィン重合用触媒。 成分(A):チタン、マグネシウム、ハロゲンおよび電
    子供与性化合物を必須成分として含んでなる固体触媒成
    分 成分(B):有機アルミニウム化合物 成分(C):下記の式〔I〕で表される有機ケイ素化合
    3−n Si(OR 〔I〕 (ここで、R は分岐状脂肪族炭化水素基または環状脂
    肪族炭化水素基、R は、R と同一または異なる炭素
    数1〜12の分岐状脂肪族、環状脂肪族または直鎖状炭
    化水素基、R は、炭素数1〜8の分岐または直鎖状炭
    化水素基、nは2≦n≦3、である。) 成分(D):式 RSOで表されるスルホン酸
    エステル (式中、RおよびRは、炭化水素基である。但し、
    ベンゼンスルフォン酸メチルを除く。)
  2. 【請求項2】成分(D)のスルホン酸エステルのR
    5 が、分岐状脂肪族炭化水素基又は環状脂肪族炭化水素
    基であることを特徴とする、請求項1記載のオレフィン
    重合用触媒。
  3. 【請求項3】成分(D)のスルホン酸エステル化合物の
    4 が芳香族炭化水素基であり、R5 が分岐状脂肪族炭
    化水素基又は環状脂肪族炭化水素基であることを特徴と
    する、請求項1又は2に記載のオレフィン重合用触媒。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいづれか一項に記載のオレ
    フィン重合用触媒にオレフィンを接触させて重合させる
    ことを特徴とする、オレフィン重合体の製造法。
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