JP3432312B2 - ポリオレフィン製造用触媒およびポリオレフィンの製造方法 - Google Patents

ポリオレフィン製造用触媒およびポリオレフィンの製造方法

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JP3432312B2 JP29021894A JP29021894A JP3432312B2 JP 3432312 B2 JP3432312 B2 JP 3432312B2 JP 29021894 A JP29021894 A JP 29021894A JP 29021894 A JP29021894 A JP 29021894A JP 3432312 B2 JP3432312 B2 JP 3432312B2
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黒田  靖
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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、エチレン、α−オレフ
ィンの単独重合体あるいはこれらの共重合体を製造する
ためのオレフィン重合用触媒及びオレフィン重合体の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、α−オレフィンの重合あるい
は共重合などのオレフィン重合体を製造するために用い
られる触媒として、塩化マグネシウム担持型触媒が良く
知られている。このようなオレフィン重合用触媒として
は、マグネシウム、チタン、ハロゲン及び電子供与性化
合物からなる固体触媒成分、有機アルミニウム化合物及
び第三成分を添加することは良く知られており、その第
三成分としては有機ケイ素化合物あるいは含酸素化合物
類が知られている。
【0003】例えば、有機ケイ素化合物としては、ケイ
素原子に隣接する炭素原子が三級炭素である置換基を二
つ有した化合物(EP0576412A1)、ケイ素原
子に隣接する炭素原子が三級炭素である置換基と直鎖状
の炭化水素基とを置換基として有する化合物(特開平5
−117319,特開平5−2021232)、ケイ素
原子に隣接する炭素原子が三級炭素である置換基と飽和
の環状炭化水素基を有する化合物(特開平4−2270
7)等が知られている。また、含酸素有機化合物として
は、ジフェニルジメトキシメタンなどの芳香族系有機化
合物を使用する例も知られている(特開平2−1608
06)。
【0004】しかしながら、これらの触媒系を用いても
活性及び立体規則性の点から必ずしも工業的に満足しえ
る性能を有するものはなく、より一層高性能な触媒系の
開発が望まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】高活性かつ高立体特異
性を実現するオレフィン重合用触媒及びオレフィン重合
体の製造方法を提供することが、本発明の課題である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の課
題を解決するために種々検討した結果、(A)(a)マ
グネシウム化合物、(b)チタン化合物および(c)電
子供与性化合物を必須成分とする固体触媒成分と、
(B)有機アルミニウム化合物とからなる塩化マグネシ
ウム担持型チーグラー・ナッタ触媒に、特殊な構造を有
する(C)第三成分を添加することで高い立体規則性を
有するポリプロピレンなどのオレフィン重合体を製造す
ることが可能であることを見い出し、本発明を完成し
た。以下に本発明を詳細に説明する。
【0007】(A)固体触媒成分 (a)マグネシウム化合物 本発明において使用されるマグネシウム化合物として
は、塩化マグネシウム、臭化マグネシウムのようなハロ
ゲン化マグネシウム、エトキシマグネシウム、イソプロ
ポキシマグネシウムのようなアルコキシマグネシウム、
ラウリル酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウムの
ようなマグネシウムのカルボン酸塩、ブチルエチルマグ
ネシウムのようなアルキルマグネシウム等を例示するこ
とが出来る。また、これらの化合物の2種以上の混合物
であってもよい。好ましくは、ハロゲン化マグネシウム
を使用するもの、もしくは触媒形成時にハロゲン化マグ
ネシウムを形成するものである。更に好ましくは、上記
のハロゲンが塩素であるものである。
【0008】(b)チタン化合物 本発明において使用されるチタン化合物としては、四塩
化チタン、三塩化チタン、四臭化チタン等のハロゲン化
チタン、チタンブトキシド、チタンエトキシド等のチタ
ンアルコキシド、フェノキシチタンクロライド等のアル
コキシチタンハライド等を例示することが出来る。ま
た、これらの化合物の2種以上の混合物であっても良
い。好ましくは、ハロゲンを含む四価のチタン化合物で
あり、特に好ましくは四塩化チタンである。
【0009】(c)電子供与性化合物 本発明において使用される電子供与性化合物は下記の一
般式(I)で表される化合物である。
【化3】 (ここでR1 は炭素数が1〜10の炭化水素基,R2
炭素数が1〜20の炭化水素基,R3 は炭素数が1〜2
0の炭化水素基,R4 は炭素数が3以上の分枝状炭化水
素基である。) R1 は炭素数が1〜10の炭化水素基、好ましくは炭素
数が1〜5の炭化水素基、さらに好ましくは炭素数が1
〜3の炭化水素基であり、具体的にはメチル基、エチル
基、プロピル基である。
【0010】R2 は炭素数が1〜20の炭化水素基、好
ましくは炭素数が1〜15の炭化水素基、さらに好まし
くは炭素数が1〜10の炭化水素基であり、具体的には
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブ
チル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、
ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキ
シル基、デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル
基等が例示できる。
【0011】R3 は炭素数が1〜20の炭化水素基、好
ましくは炭素数が1〜15の炭化水素基であり、具体的
にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチ
ル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチ
ルヘキシル基、デシル基、ペンタデシル基、シクロペン
チル基、シクロヘキシル基等が例示できる。
【0012】R4 は炭素数が3以上の炭化水素基、好ま
しくは炭素数が3以上の分枝状炭化水素基であり、具体
的にはイソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル
基、tert−ブチル基、イソペンチル基、sec−ペ
ンチル基、tert−ペンチル基、2−エチルヘキシル
基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が例示でき
る。
【0013】上記一般式(I)で表される具体的な化合
物としては、2−メチル−2−イソプロピル−3−メト
キシ−プロピオン酸メチル、2−メチル−2−イソプロ
ピル−3−メトキシ−プロピオン酸エチル、2−メチル
−2−イソプロピル−3−メトキシ−プロピオン酸イソ
ブチル、2−メチル−2−イソプロピル−3−メトキシ
−プロピオン酸(tert−ブチル)、2−メチル−2
−イソプロピル−3−メトキシ−プロピオン酸(2−エ
チルヘキシル)、2−メチル−2−イソプロピル−3−
エトキシ−プロピオン酸メチル、2−メチル−2−イソ
プロピル−3−エトキシ−プロピオン酸エチル、2−メ
チル−2−イソプロピル−3−エトキシ−プロピオン酸
ブチル、2−エチル−2−イソプロピル−3−メトキシ
−プロピオン酸エチル、2−エチル−2−イソプロピル
−3−メトキシ−プロピオン酸ブチル、2−エチル−2
−イソプロピル−3−メトキシ−プロピオン酸(ter
t−ブチル)、2−エチル−2−イソプロピル−3−メ
トキシ−プロピオン酸(2−エチルヘキシル)、2,2
−ジイソプロピル−3−メトキシ−プロピオン酸エチ
ル、2,2−ジイソプロピル−3−メトキシ−プロピオ
ン酸ブチル、2−イソプロピル−2−イソブチル−3−
メトキシ−プロピオン酸メチル、2−イソプロピル−2
−イソブチル−3−メトキシ−プロピオン酸エチル、
【0014】2−イソプロピル−2−イソブチル−3−
メトキシ−プロピオン酸−ブチル、2−イソプロピル−
2−イソブチル−3−メトキシ−プロピオン酸(2−エ
チルヘキシル)、2−イソプロピル−2−イソペンチル
−3−メトキシ−プロピオン酸メチル、2−イソプロピ
ル−2−イソペンチル−3−メトキシ−プロピオン酸エ
チル、2−イソプロピル−2−イソペンチル−3−メト
キシ−プロピオン酸ブチル、2−イソプロピル−2−イ
ソペンチル−3−メトキシ−プロピオン酸(2−エチル
ヘキシル)、2−イソプロピル−2−シクロペンチル−
3−メトキシ−プロピオン酸メチル、2−イソプロピル
−2−シクロペンチル−3−メトキシ−プロピオン酸エ
チル、2−イソプロピル−2−シクロペンチル−3−メ
トキシ−プロピオン酸ブチル、2−イソプロピル−2−
シクロペンチル−3−メトキシ−プロピオン酸(2−エ
チルヘキシル)、2−ブチル−2−イソブチル−3−メ
トキシ−プロピオン酸エチル、2−ブチル−2−イソブ
チル−3−メトキシ−プロピオン酸(2−エチルヘキシ
ル)、2−ブチル−2−イソペンチル−3−メトキシ−
プロピオン酸エチル、2−ブチル−2−イソペンチル−
3−メトキシ−プロピオン酸(2−エチルヘキシル)、
【0015】2−ブチル−2−シクロペンチル−3−メ
トキシ−プロピオン酸エチル、2,2−ジイソブチル−
3−メトキシ−プロピオン酸エチル、2,2−ジイソブ
チル−3−メトキシ−プロピオン酸(2−エチルヘキシ
ル)、2−イソブチル−2−イソペンチル−3−メトキ
シ−プロピオン酸エチル、2−イソブチル−2−イソペ
ンチル−3−メトキシ−プロピオン酸(2−エチルヘキ
シル)、2−イソブチル−2−シクロペンチル−3−メ
トキシ−プロピオン酸エチル、2−イソブチル−2−シ
クロペンチル−3−メトキシ−プロピオン酸(2−エチ
ルヘキシル)、2−シクロペンチル−2−イソペンチル
−3−メトキシ−プロピオン酸メチル、2−シクロペン
チル−2−イソペンチル−3−メトキシ−プロピオン酸
エチル、2−シクロペンチル−2−イソペンチル−3−
メトキシ−プロピオン酸ブチル、2−シクロペンチル−
2−イソペンチル−3−メトキシ−プロピオン酸(2−
エチルヘキシル)、2,2−ジシクロペンチル−3−メ
トキシ−プロピオン酸エチル等が例示できる。
【0016】これらのなかでも好ましくは、2,2−ジ
イソブチル−3−メトキシ−プロピオン酸エチル、2−
イソプロピル−2−イソペンチル−3−メトキシ−プロ
ピオン酸メチル、2−イソプロピル−2−イソペンチル
−3−メトキシ−プロピオン酸エチル、2−イソプロピ
ル−2−シクロペンチル−3−メトキシ−プロピオン酸
メチル、2−イソプロピル−2−シクロペンチル−3−
メトキシ−プロピオン酸エチル、2−シクロペンチル−
2−イソペンチル−3−メトキシ−プロピオン酸メチ
ル、2−シクロペンチル−2−イソペンチル−3−メト
キシ−プロピオン酸エチル、2,2−ジシクロペンチル
−3−メトキシ−プロピオン酸メチル、2,2−ジシク
ロペンチル−3−メトキシ−プロピオン酸エチルであ
る。上記のような(c)電子供与性化合物は単独あるい
は2種類以上の任意の比率での混合物として用いても良
い。
【0017】上記(a),(b),(c)の各成分の使
用量は、本発明において効果が認められる限り任意のも
のであるが、一般的に次の範囲の値が好ましい。すなわ
ちチタン化合物(b)の使用量は、使用するマグネシウ
ム化合物(a)の使用量に対してモル比で0.0001
〜1000の範囲の値が良く、好ましくは0.01〜1
00の範囲の値である。必要に応じて任意成分としてハ
ロゲン化合物を使用することもでき、これを使用する場
合には、その使用量はチタン化合物(b)、マグネシウ
ム化合物(a)がハロゲンを含む、含まないによらず、
使用するマグネシウム化合物(a)の使用量に対してモ
ル比で0.01〜1000の範囲の値が良く、好ましく
は0.1〜100の範囲の値である。電子供与性化合物
(c)の使用量は、前記マグネシウム化合物(a)の使
用量に対してモル比で0.001〜10の範囲の値が良
く、好ましくは0.01〜5の範囲の値である。
【0018】本発明において用いられる固体触媒成分の
調製法は特に限定されるものではないが、例えば以下の
ような例をあげることができる。ハロゲン化マグネシウ
ム、ハロゲン化チタン、上記電子供与性化合物を共粉砕
により、もしくは溶媒中での分散または溶解により接触
させて触媒成分を得る方法。ハロゲン化マグネシウムと
有機または無機化合物(上記電子供与性化合物を含んで
もよい)との複合体を作り、これにハロゲン化チタンま
たはそれと上記電子供与性化合物の複合体を接触させて
触媒成分を得る方法。ハロゲン化マグネシウムと有機ま
たは無機化合物(上記電子供与性化合物を含んでもよ
い)との複合体を作り、これに上記電子供与性化合物と
チタン化合物を逐次的に接触(順は入れ替わっても可)
させて触媒成分を得る方法。マグネシウム化合物(また
はさらにチタン化合物を含む)に上記電子供与性化合物
を接触させ、同時にもしくはその後段でチタン化合物と
の接触及びまたはハロゲン化処理を行って触媒成分を得
る方法(いずれかの段階でチタン化合物の使用を含んで
いること)。上記の触媒成分の製造は、一般に触媒担体
として用いられる物質、例えばシリカやアルミナ上に担
持または含浸させる方法で作られても良い。
【0019】本発明において、(A)固体触媒成分を得
るための、上記の(a)マグネシウム化合物と(b)チ
タン化合物および(c)電子供与性化合物との接触反応
条件は、−50℃〜200℃、好ましくは−20℃〜1
50℃の温度範囲であり、接触時間は1分間〜30時
間、好ましくは30分〜6時間であり、この際、不活性
ガス雰囲気下で大気圧下または加圧条件下で行うことが
好ましい。さらに固体成分の破砕や、各成分の接触が不
均一とならないように不活性溶媒を使用することができ
る。具体的な不活性溶媒として、ペンタン、ヘキサン、
ヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロヘキサンお
よびメチルシクロヘキサンのようなアルカン類およびシ
クロアルカン類、またはトルエン、キシレン、エチルベ
ンゼン、イソプロピルベンゼン、エチルトルエン、プロ
ピルベンゼン、ジエチルベンゼンおよびモノまたはジア
ルキルナフタレンのようなアルキル芳香族炭化水素類、
クロロベンゼン、クロロナフタレン、オルトジクロロベ
ンゼン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレ
ン、のようなハロゲン化および水素化芳香族炭化水素
類、高分子量液状パラフィンまたはそれらの混合物を用
いることができる。
【0020】また、調製された(A)固体触媒成分は、
そのまま後述する方法でポリオレフィンの製造に用いて
もよいが、濾過または傾斜法により残存する未反応物お
よび副生成物を除去してから、不活性溶媒で十分に洗浄
したもの、あるいは不活性溶媒で洗浄後に、常圧または
減圧下で加熱して不活性溶媒を除去したものであっても
よい。
【0021】(B)有機アルミニウム化合物 本発明における有機アルミニウム化合物としては代表的
なものは下記一般式(III)または(IV)および(V)
で表される。
【0022】
【化4】
【0023】(III)(IV)式および(V)式におい
て、R8 ,R9 ,R10は同一でも異種でもよく、炭素数
が多くとも12個の直鎖または分枝状の炭化水素基、ハ
ロゲン原子または水素原子であるが、それらのうち少な
くとも一個は炭素水素基であり、R11,R12,R13およ
びR14は同一でも異種でもよく、炭素数が多くとも12
個の直鎖または分枝状の炭化水素基である。またR
15は、炭素数が多くとも12個の直鎖または分枝状の炭
化水素基であり、nは1以上の整数である。
【0024】(III)式で示される有機アルミニウム化
合物のうち代表的なものとしては、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、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアル
ミニウムおよびトリオクチルアルミニウムのようなトリ
アルキルアルミニウム、更にジエチルアルミニウムハイ
ドライドおよびジイソブチルアルミニウムハイドライド
のようなアルキルアルミニウムハイドライド並びにジエ
チルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムブ
ロマイドおよびエチルアルミニウムセスキクロライド等
のアルキルアルミニウムハライドが挙げられる。
【0025】また、(IV)式で示される有機アルミニウ
ム化合物のうち、代表的なものとしては、テトラエチル
ジアルミノキサンおよびテトラブチルジアルミノキサン
のようなアルキルジアルミノキサン類が挙げられる。ま
た、(V)式は、アルミノキサンを表し、アルミニウム
化合物の重合体である。R15はメチル基、エチル基、プ
ロピル基、ブチル基、ペンチル基等を含むが、好ましく
はメチル基、エチル基である。nの値は1〜10が好ま
しい。
【0026】これら上記の有機アルミニウム化合物
(B)のうち、トリアルキルアルミニウム、アルキルア
ルミニウムハライドおよびアルキルアルミノキサン類が
好適であり、特にトリアルキルアルミニウム類が好まし
い結果を与えるため好適である。
【0027】(C)第三成分 本発明で用いられる第三成分はつぎの一般式(II)で表
される化合物である。
【0028】
【化5】
【0029】ここでMはIV族の典型元素であり、具体的
には炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子、スズ原
子であり、好ましくは炭素原子、ケイ素原子である。R
5 ,R6 は互いに同じか、または異なる炭素数が1〜3
の直鎖または分枝状のアルコキシ基であり、具体的には
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキ
シ基である。さらにR7 は水素あるいは炭素数が1〜1
0の直鎖または分枝状の炭化水素基、具体的にはメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、イ
ソプロピル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチ
ル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチ
ルヘキシル基、デシル基、sec−ブチル基、tert
−ブチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル
基等の炭化水素基であり、好ましくは水素、メチル基、
エチル基、プロピル基である。
【0030】上記の一般式(II)で示される具体的化合
物の例としては、3,3−ジメトキシ−2,2,6−ト
リメチルヘプタン、3,3−ジエトキシ−2,2,6−
トリメチルヘプタン、2,2,6−トリメチル−3,3
−ジプロポキシヘプタン、3,3−ジイソプロポキシ−
2,2,6−トリメチルヘプタン、3,3−ジメトキシ
−2,2,6,6−テトラメチルヘプタン、3,3−ジ
エトキシ−2,2,6,6−テトラメチルヘプタン、
3,3−ジプロポキシ−2,2,6,6−テトラメチル
ヘプタン、3,3−ジイソプロポキシ−2,2,6,6
−テトラメチルヘプタン、3,3−ジメトキシ−2,
2,6,6−テトラメチルオクタン、3,3−エトキシ
−2,2,6,6−テトラメチルオクタン、3,3−プ
ロポキシ−2,2,6,6−テトラメチルオクタン、
3,3−イソプロポキシ−2,2,6,6−テトラメチ
ルオクタン、3,3−ジメトキシ−2,2,6,6−テ
トラメチルノナン、3,3−エトキシ−2,2,6,6
−テトラメチルノナン、3,3−プロポキシ−2,2,
6,6−テトラメチルノナン、3,3−イソプロポキシ
−2,2,6,6−テトラメチルノナン、3,3−ジメ
トキシ−2,2,6,6,7−ペンタメチルオクタン、
3,3−ジエトキシ−2,2,6,6,7−ペンタメチ
ルオクタン、
【0031】3,3−ジプロポキシ−2,2,6,6,
7−ペンタメチルオクタン、3,3−ジイソプロポキシ
−2,2,6,6,7−ペンタメチルオクタン、ter
t−ブチルイソペンチルジメトキシシラン、tert−
ブチルイソペンチルジエトキシシラン、tert−ブチ
ルイソペンチルジプロポキシシラン、tert−ブチル
イソペンチルジ(イソプロポキシ)シラン、tert−
ブチルイソペンチルエトキシメトキシラン、tert−
ブチルイソペンチルメトキプロポキシシラン、tert
−ブチルイソペンチルメトキシイソプロポキシラン、t
ert−ブチルイソペンチルエトキシプロポキシシラ
ン、tert−ブチルイソペンチルエトキシイソプロポ
キシシラン、tert−ブチルイソペンチルプロポキシ
イソプロポキシラン、tert−ブチル−3,3−ジメ
チルブチルジメトキシシラン、tert−ブチル−3,
3−ジメチルブチルジエトキシシラン、tert−ブチ
ル−3,3−ジメチルブチルジプロポキシシラン、te
rt−ブチル−3,3−ジメチルブチルジイソプロポキ
シシラン、tert−ブチル−3,3−ジメチルブチル
エトキシメトキシシラン、tert−ブチル−3,3−
ジメチルブチルメトキシプロポキシシラン、
【0032】tert−ブチル−3,3−ジメチルブチ
ルメトキシイソプロポキシシラン、tert−ブチル−
3,3−ジメチルブチルエトキシプロポキシシラン、t
ert−ブチル−3,3−ジメチルブチルエトキシイソ
プロポキシシラン、tert−ブチル−3,3−ジメチ
ルブチルエトキシプロポキシイソプロポキシシラン、t
ert−ブチルイソペンチルジメトキシゲルマニウム、
tert−ブチルイソペンチルジエトキシゲルマニウ
ム、tert−ブチルイソペンチルジプロポキシゲルマ
ニウム、tert−ブチルイソペンチルジ(イソプロポ
キシ)ゲルマニウム、tert−ブチルイソペンチルエ
トキシメトキゲルマニウム、tert−ブチルイソペン
チルメトキプロポキシゲルマニウム、
【0033】tert−ブチルイソペンチルメトキシイ
ソプロポキゲルマニウム、tert−ブチルイソペンチ
ルエトキシプロポキシゲルマニウム、tert−ブチル
イソペンチルエトキシイソプロポキシゲルマニウム、t
ert−ブチルイソペンチルプロポキシイソプロポキシ
ゲルマニウム、tert−ブチル−3,3−ジメチルブ
チルジメトキシゲルマニウム、tert−ブチル−3,
3−ジメチルブチルジエトキシゲルマニウム、tert
−ブチル−3,3−ジメチルブチルジプロポキシゲルマ
ニウム、tert−ブチル−3,3−ジメチルブチルジ
イソプロポキシゲルマニウム、tert−ブチル−3,
3−ジメチルブチルエトキシメトキシゲルマニウム、t
ert−ブチル−3,3−ジメチルブチルメトキシプロ
ポキシゲルマニウム、tert−ブチル−3,3−ジメ
チルブチルメトキシイソプロポキシゲルマニウム、te
rt−ブチル−3,3−ジメチルブチルエトキシプロポ
キシゲルマニウム、tert−ブチル−3,3−ジメチ
ルブチルエトキシイソプロポキシゲルマニウム、ter
t−ブチル−3,3−ジメチルブチルエトキシプロポキ
シイソプロポキシゲルマニウム等の化合物が例示でき
る。
【0034】好ましくは、3,3−ジメトキシ−2,
2,6−トリメチルヘプタン、3,3−ジエトキシ−
2,2,6−トリメチルヘプタン、2,2,6−トリメ
チル−3,3−ジプロポキシヘプタン、3,3−ジイソ
プロポキシ−2,2,6−トリメチルヘプタン、3,3
−ジメトキシ−2,2,6,6−テトラメチルヘプタ
ン、3,3−ジエトキシ−2,2,6,6−テトラメチ
ルヘプタン、3,3−ジプロポキシ−2,2,6,6−
テトラメチルヘプタン、3,3−ジイソプロポキシ−
2,2,6,6−テトラメチルヘプタン、3,3−ジメ
トキシ−2,2,6,6−テトラメチルオクタン、3,
3−エトキシ−2,2,6,6−テトラメチルオクタ
ン、3,3−プロポキシ−2,2,6,6−テトラメチ
ルオクタン、3,3−イソプロポキシ−2,2,6,6
−テトラメチルオクタン、tert−ブチルイソペンチ
ルジメトキシゲルマニウム、
【0035】tert−ブチルイソペンチルジエトキシ
ゲルマニウム、tert−ブチルイソペンチルジプロポ
キシゲルマニウム、tert−ブチルイソペンチルジ
(イソプロポキシ)ゲルマニウム、tert−ブチルイ
ソペンチルジメトキシシラン、tert−ブチルイソペ
ンチルジエトキシシラン、tert−ブチルイソペンチ
ルジプロポキシシラン、tert−ブチルイソペンチル
ジ(イソプロポキシ)シラン、さらに好ましくは3,3
−ジメトキシ−2,2,6−トリメチルヘプタン、te
rt−ブチルイソペンチルジメトキシゲルマニウム、t
ert−ブチルイソペンチルジメトキシシランである。
【0036】(C)第三成分の使用量は、モル比で
(C)第三成分/(B)有機アルミニウム化合物=0.
001〜5、好ましくは0.01〜1である。
【0037】オレフィン 重合に使用されるオレフィンとしては、一般には炭素数
が多くとも12個のオレフィンであり、その代表例とし
ては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル
−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどが挙
げられるが、これらの混合物、およびエチレンとこれら
の混合物のような3個以上の炭素原子を含有するα−オ
レフィンの立体特異性重合に有利である。さらに好まし
くは、プロピレンまたは最高約20モル%のエチレンま
たは高級α−オレフィンとプロピレンとの混合物の立体
特異性重合に特に有効であるが、プロピレン単独重合が
最も好適である。
【0038】重合方法およびその条件 重合を実施するにあたり、本発明の(A)固体触媒成
分、(B)有機アルミニウム化合物あるいはこれらと
(C)第三成分は個別に導入してもよいが、それらのう
ちの2種類または全部を事前に混合してもよく、典型的
には窒素で置換した滴下ロートに、後述する不活性溶
媒、(B)有機アルミニウム化合物および(C)第三成
分を加え、混合し、一定時間以上(約1分間以上)経過
後、この混合物を(A)固体触媒成分と接触させ、さら
に一定時間以上(約1分間以上)反応させた後、重合反
応容器内へ添加することが好ましい。
【0039】なお、この際使用する不活性溶媒として
は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオ
クタン、シクロヘキサンおよびメチルシクロヘキサンの
ようなアルカン類およびシクロアルカン類、またはトル
エン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼ
ン、エチルトルエン、プロピルベンゼン、ジエチルベン
ゼンおよびモノ、またはジアルキルナフタレンのような
アルキル芳香族炭化水素類、クロロベンゼン、クロロナ
フタレン、オルトジクロロベンゼン、テトラヒドロナフ
タレン、デカヒドロナフタレンのようなハロゲン化およ
び水素化芳香族炭化水素類、高分子量液状パラフィンま
たはそれらの混合物を用いることができる。
【0040】本発明によるオレフィンの重合は、大気圧
または大気圧以上のモノマー圧力で行われる。気相重合
ではモノマー圧力は重合させるオレフィンの重合温度に
おける蒸気圧を下回ってはならないけれども、一般には
モノマー圧力は約20ないしは600psiの範囲にあ
る。重合は、不活性溶媒中、液体モノマー(オレフィ
ン)中あるいは気相のいずれでも行うことができる。ま
た、重合を回分式、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を変
えて2段以上に分けて行うこともできる。実用可能の溶
融流れを有する重合体を得るために、分子量調節剤(一
般には水素)を共存させてもよい。
【0041】重合時間は、回分式の場合には、一般に3
0分間ないしは数時間であり、連続式の場合には相当す
る平均滞留時間である。オートクレーブ型反応容器では
約1時間ないし6時間にわたる重合時間が典型的であ
る。
【0042】スラリー法では、重合時間は30分間ない
し数時間にわたる重合時間が好ましい。スラリー重合で
用いるのに適当な希釈溶媒には、ペンタン、ヘキサン、
ヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロヘキサンお
よびメチルシクロヘキサンのようなアルカン類およびシ
クロアルカン類、またはトルエン、キシレン、エチルベ
ンゼン、イソプロピルベンゼン、エチルトルエン、プロ
ピルベンゼン、ジエチルベンゼンおよびモノ、またはジ
アルキルナフタレンのようなアルキル芳香族炭化水素
類、クロロベンゼン、クロロナフタレン、オルトジクロ
ロベンゼン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフ
タレンのようなハロゲン化および水素化芳香族炭化水素
類、高分子量液状パラフィンまたはそれらの混合物およ
び他の周知の希釈溶媒がある。
【0043】本発明で有用である気相重合法は、撹拌層
反応器システム、流動層反応器システム等を用いること
ができる。典型的な気相オレフィン重合反応器システム
は、オレフィンモノマーおよび触媒成分を加えることが
でき、撹拌装置を備えた反応容器よりなり、触媒成分は
1つ以上の弁調節口から一緒にまたは別々に反応容器に
加えられる。オレフィンモノマーの供給は、典型的に
は、排ガスとして除かれる未反応モノマーとフレッシュ
な供給モノマーとが混合されて反応容器に圧入されるリ
サイクルガスシステムを通じて反応器に供給される方法
により行われる。
【0044】一般には必要としないが、重合の完了時ま
たは重合の停止あるいは本発明の触媒の不活性化を行う
場合には、触媒毒として既知である水、アルコール類、
アセトンのようなケトン類、ジエチルエーテル、テトラ
ヒドロフランのようなエーテル類、または他の適当な触
媒不活性剤と接触することにより可能である。重合温度
は、一般には−10℃〜180℃であるが、良好な触媒
性能および高生産性速度を得る見地から20℃〜100
℃が好ましく、より好適には50℃〜80℃の範囲であ
る。
【0045】予備重合は必ずしも必要とはしないが、予
備重合を行うことは好ましくもあり、通常前記(A)固
体触媒成分を前記(B)有機アルミニウム化合物の少な
くとも一部と組み合わせて用いる。この時、また前記の
(C)第三成分の化合物を用いてもよく、特に限定され
るものではない。予備重合における(A)固体触媒成分
の濃度は後述する不活性化炭化水素溶媒1リットル当た
り、チタン原子換算で、通常0.01ないし200ミリ
モルの範囲の値とすることが望ましい。(B)有機アル
ミニウム化合物の量は、(A)固体触媒成分1g当たり
0.1ないし500gのα−オレフィン重合体が生成す
るような量であればよく、好ましくは0.1ないし30
0gのα−オレフィン重合体が生成するような量であ
る。
【0046】予備重合には、不活性炭化水素溶媒にオレ
フィンおよび上記の触媒成分を加え、温和な条件下に行
うことが好ましい。この際用いられる不活性炭化水素溶
媒としては、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、ノナン、デカン、ドデ
カン、ケロシンなどの脂肪族炭化水素、またはシクロペ
ンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの
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、エチレンクロライド、クロルベンゼン等
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。これらの不活性炭化水素溶媒のうち
では、特に脂肪族炭化水素溶媒を用いることが好まし
い。
【0047】予備重合で使用されるオレフィンは、本重
合で使用されるオレフィンと同一であっても、また異な
っていてもよい。予備重合の反応温度は、生成する予備
重合体が実質的に不活性炭化水素溶媒中に溶解しないよ
うな温度であればよく、通常約−10℃〜100℃、好
ましくは約−10℃〜80℃である。なお、予備重合に
おいては、水素のような分子量調節剤を用いることもで
きる。予備重合は回分式あるいは連続式で行うことがで
きる。その他、重合の制御、後処理方法などについて
は、本発明におけるポリオレフィン製造用触媒に固有な
特別の制限はなく、公知のすべての方法を適用すること
ができる。
【0048】
【実施例】以下、本発明の実施例を挙げて、具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。重
合活性の値は、次の式で算出した。 ポリマーの立体規則性の比較は以下の方法で行った。す
なわち、ポリマー約5gを円筒形の濾紙に仕込み、ソッ
クスレー抽出用のガラス器具に入れ、6時間沸騰ヘプタ
ンで抽出した後、60℃で12時間減圧下で乾燥させた
ポリマーの重量を測定し、以下の式で算出した沸騰ヘプ
タン抽出残量(H.R.wt%)でポリマーの立体規則
性の測定を行った。
【0049】(実施例1) (固体触媒成分(1)の調製)無水塩化マグネシウム(市
販の無水塩化マグネシウムを乾燥塩化水素ガス気流中で
約500℃において15時間焼成乾燥することによって
得られたもの)1.71g、デカン9mlおよび2−エ
チルヘキシルアルコール8.4mlを130℃で3時間
加熱反応を行い均一溶液とした後、無水フタル酸を該均
一溶液に溶解させる。このようにして得られた均一溶液
を室温まで冷却した後、−20℃に保持された四塩化チ
タン72ml中に1時間にわたって全量滴下装入する。
装入終了後、この混合液の温度を4時間かけて110℃
に昇温し、110℃に達したところで2−イソプロピル
−2−イソペンチル−3−メトキシ−プロピオン酸エチ
ル1.22gを添加し、これより2時間同温度にて撹拌
下保持する。2時間の反応終了後濾過にて固体部を採取
し、この固体部を72mlの四塩化チタンにて懸濁させ
た後、再び110℃で2時間、加熱反応を行う。反応終
了後、再び熱濾過によって固体部を採取し、デカンおよ
びヘキサンにて、洗液中に遊離のチタン化合物が検出さ
れなくなるまで充分洗浄後、減圧下で乾燥した。得られ
た固体触媒成分を分析したところ、この固体触媒成分の
チタン原子の含有量は2.4wt%であった。ここで調
製された固体成分を固体触媒成分(1)とした。
【0050】(ポリプロピレンの製造および立体規則性
の測定)内容積3リットルのステンレス製オートクレー
ブに上記の方法で製造された(A)固体触媒成分(1)
を17mgと(B)有機アルミニウム化合物としてトリ
エチルアルミニウム91mg、(C)第三成分としてt
ert−ブチルイソペンチルジメトキシシラン52m
g、プロピレン760gおよび水素0.1gを仕込ん
だ。オートクレーブを昇温し、内温を70℃に1時間保
ち、その後内容ガスを放出して重合を集結させた。得ら
れた重合活性とポリプロピレンの立体規則性を上記の方
法に従って算出した。結果を表1に示した。
【0051】(実施例2) (固体触媒成分(2)の調製)実施例1と同様の前処理を
行った無水塩化マグネシウム35g(0.37mo
l)、四塩化チタン3.0mlおよび粉砕助剤としてシ
リコンオイル(信越化学社製;TSS−451,20c
s)3.0ml、2−イソプロピル−2−イソペンチル
−3−メトキシ−プロピオン酸エチル1.35gを乾燥
窒素気流下、振動ボールミル用の容器(ステンレス製の
円筒型,容積1リットル,直径10mmの磁性ボールを
見かけ容積で約50%充填)に入れた。これを振幅が6
mmのボールミルに取付け、15時間共粉砕を行うこと
によって共粉砕固形物が得られた。得られた共粉砕物2
0gを1,2−ジクロロエタン200ml中に懸濁さ
せ、80℃で2時間撹拌した後、固体部を濾過によって
採取し、ヘキサンにて、洗浄液中に遊離の1,2−ジク
ロロエタンが検出されなくなるまで十分に洗浄を繰り返
した。この固体部を減圧下で乾燥させ、チタン原子の含
有量を調べたところ、含有量は2.3wt%であった。
ここで調製された固体成分を固体触媒成分(2)とし
た。
【0052】(ポリプロピレンの製造および立体規則性
の測定)固体触媒成分として上記の方法で製造した
(A)固体触媒成分(2)を18mg、(B)有機アル
ミニウム化合物としてトリエチルアルミニウム89m
g、(C)第三成分としてtert−ブチルイソペンチ
ルジメトキシシラン51mg、プロピレン760gおよ
び水素0.1gを仕込んだ後に実施例1と同様にしてポ
リプロピレンを製造し、重合活性および立体規則性を算
出した。結果を表1に示した。
【0053】(比較例1)固体触媒成分として(A)固
体触媒成分(1)を15mg、(B)トリエチルアルミ
ニウム89mg、(C)tert−ブチルシクロヘキシ
ルジメトキシシラン50mg、プロピレン760gおよ
び水素0.1gを仕込んだ後に実施例1と同様にしてポ
リプロピレンを製造し、重合活性および立体規則性を算
出した。結果を表1に示した。
【0054】(比較例2)固体触媒成分として(A)固
体触媒成分(2)を15mg、(B)トリエチルアルミ
ニウム89mg、(C)tert−ブチルシクロヘキシ
ルジメトキシシラン50mg、プロピレン760gおよ
び水素0.1gを仕込んだ後に実施例1と同様にしてポ
リプロピレンを製造し、重合活性および立体規則性を算
出した。結果を表1に示した。
【0055】(実施例3)固体触媒成分として(A)固
体触媒成分(1)を15mg、(B)トリエチルアルミ
ニウム89mg、(C)3,3−ジメトキシ−2,2,
6−トリメチルヘプタン50mg、プロピレン760g
および水素0.1gを仕込んだ後に実施例1と同様にし
てポリプロピレンを製造し、重合活性および立体規則性
を算出した。結果を表1に示した。
【0056】(実施例4)固体触媒成分として(A)固
体触媒成分(2)を16mg、(B)トリエチルアルミ
ニウム89mg、(C)3,3−ジメトキシ−2,2,
6−トリメチルヘプタン50mg、プロピレン760g
および水素0.1gを仕込んだ後に実施例1と同様にし
てポリプロピレンを製造し、重合活性および立体規則性
を算出した。結果を表1に示した。
【0057】(実施例5) (固体触媒成分(3)の調製)市販されているグリニヤー
ル反応用金属マグネシウム6.0g(0.247mo
l)を減圧下200℃で1時間保つことで乾燥させた。
室温まで冷却後、反応促進剤としてのジブロモエタン
0.1mlおよびイソブチルクロライド21.3g
(0.23mol)を230mlのテトラヒドロフラン
に溶解させた溶液を上記方法で乾燥させたマグネシウム
と80分間かけて不活性ガス雰囲気下で反応させること
で、イソブチルマグネシウムクロライドのテトラヒドロ
フラン溶液を調製した。この溶液と四塩化ケイ素9.8
gを乾燥ヘキサン100mlに溶解させた溶液とを還流
下1時間かけて反応させることで固体状の生成物を得
た。室温において乾燥ヘキサンにより10回洗浄し、減
圧下で乾燥させた。得られた固体生成物のうち3.0g
を50mlのデカンに懸濁させておき、−20℃まで冷
却した後に四塩化チタン15mlを20分間かけて滴下
した。
【0058】装入終了後、この混合液の温度を4時間か
けて110℃に昇温し、110℃に達したところで2−
イソプロピル−2−イソペンチル−3−メトキシ−プロ
ピオン酸エチル0.12gを添加し、これより2時間同
温度にて撹拌下保持した。2時間の反応終了後濾過にて
固体部を採取し、この固体部を15mlの四塩化チタン
にて懸濁させた後、再び110℃で2時間、加熱反応を
行う。反応終了後、再び熱濾過によって固体部を採取
し、デカンおよびヘキサンにて、洗液中に遊離のチタン
化合物が検出されなくなるまで充分洗浄後、減圧下で乾
燥した。得られた固体触媒成分を分析したところ、この
固体触媒成分のチタン原子の含有量は2.2wt%であ
った。ここで調製された固体成分を固体触媒成分(3)
とした。
【0059】(ポリプロピレンの製造および立体規則性
の測定)固体触媒成分として上記の方法で製造した
(A)固体触媒成分(3)を18mg、(B)トリエチ
ルアルミニウム89mg、(C)tert−ブチルイソ
ペンチルジメトキシシラン51mg、プロピレン760
gおよび水素0.1gを仕込んだ後に実施例1と同様に
してポリプロピレンを製造し、重合活性および立体規則
性を算出した。結果を表1に示した。
【0060】(実施例6)固体触媒成分として(A)固
体触媒成分(3)を14mg、(B)トリエチルアルミ
ニウム89mg、(C)3,3−ジメトキシ−2,2,
6−トリメチルヘプタン50mg、プロピレン760g
および水素0.1gを仕込んだ後に実施例1と同様にし
てポリプロピレンを製造し、重合活性および立体規則性
を算出した。結果を表1に示した。
【0061】(比較例3)固体触媒成分として(A)固
体触媒成分(3)を13mg、(B)トリエチルアルミ
ニウム89mg、(C)tert−ブチルシクロヘキシ
ルジメトキシシラン50mg、プロピレン760gおよ
び水素0.1gを仕込んだ後に実施例1と同様にしてポ
リプロピレンを製造し、重合活性および立体規則性を算
出した。結果を表1に示した。
【0062】
【表1】
【0063】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のポリオレ
フィン製造用触媒は、重合活性が高く、かつ立体特異性
に富み、立体規則性の高いポリプロピレン、プロピレン
共重合体などのオレフィン重合体を製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による塩化マグネシウム担持型チーグ
ラー・ナッタ触媒を簡潔に説明するフローチャート図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伏見 正樹 大分県大分市大字中の洲2番地 昭和電 工株式会社 大分研究所内 (72)発明者 稲沢 伸太郎 大分県大分市大字中の洲2番地 昭和電 工株式会社 大分研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−11706(JP,A) 特開 平4−185613(JP,A) 特開 平6−234812(JP,A) 特開 平6−248009(JP,A) 特開 平8−151389(JP,A) 特開 平8−92163(JP,A) 特許3307513(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 4/60 - 4/70 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)(a)マグネシウム化合物、
    (b)チタン化合物および(c)下記の一般式(I)で
    示される電子供与性化合物を必須成分とする固体触媒成
    分と、 【化1】 (ここでR1 は炭素数が1〜10の炭化水素基,R2
    炭素数が1〜20の炭化水素基,R3 は炭素数が1〜2
    0の炭化水素基,R4 は炭素数が3以上の分枝状炭化水
    素基) (B)有機アルミニウム化合物と、 (C)下記の一般式(II) 【化2】 (ここで、MはIV族の典型元素、R5 ,R6 は互いに同
    じか、または異なる炭素数が1〜3の直鎖または分枝状
    のアルコキシ基、R7 は水素あるいは炭素数が1〜10
    の直鎖または分枝状の炭化水素基)で表される第三成分
    とからなるポリオレフィン製造用触媒。
  2. 【請求項2】 一般式(I)で表される電子供与性化合
    物のR1 がメチル基、エチル基あるいはプロピル基、R
    2 が炭素数が1〜10の炭化水素基、R3 がメチル基、
    エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イ
    ソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル
    基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、
    デシル基、ペンタデシル基、シクロペンチル基、シクロ
    ヘキシル基、かつR4 がイソプロピル基、イソブチル
    基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペン
    チル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、
    2−エチルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキ
    シル基であることを特徴とする請求項1記載のポリオレ
    フィン製造用触媒。
  3. 【請求項3】 一般式(II)で表される第三成分の
    5 ,R6 が互いに同じか、または異なる炭素数が1〜
    3の直鎖または分枝状のアルコキシ基、R7 が水素ある
    いはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
    基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチ
    ル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチ
    ルヘキシル基、デシル基、ペンタデシル基であることを
    特徴とする請求項1記載のポリオレフィン製造用触媒。
  4. 【請求項4】 一般式(I)で表される電子供与性化合
    物が、2,2−ジイソブチル−3−メトキシ−エチルプ
    ロピオネート、2−イソプロピル−2−イソペンチル−
    3−メトキシ−メチルプロピオネート、2−イソプロピ
    ル−2−イソペンチル−3−メトキシ−エチルプロピオ
    ネート、2−イソプロピル−2−シクロペンチル−3−
    メトキシ−メチルプロピオネート、2−イソプロピル−
    2−シクロペンチル−3−メトキシ−エチルプロピオネ
    ート、2−シクロペンチル−2−イソペンチル−3−メ
    トキシ−メチルプロピオネート、2−シクロペンチル−
    2−イソペンチル−3−メトキシ−エチルプロピオネー
    ト、2,2−ジシクロペンチル−3−メトキシ−メチル
    プロピオネート、2,2−ジシクロペンチル−3−メト
    キシ−エチルプロピオネートであることを特徴とする請
    求項1記載のポリオレフィン製造用触媒。
  5. 【請求項5】 一般式(II)で表される第三成分が、
    3,3−ジメトキシ−2,2,6−トリメチルヘプタ
    ン、tert−ブチルイソペンチルジメトキシゲルマニ
    ウム、tert−ブチルイソペンチルジメトキシシラン
    から選ばれる化合物であることを特徴とする請求項1記
    載のポリオレフィン製造用触媒。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載のポ
    リオレフィン製造用触媒を用いることを特徴とするポリ
    オレフィンの製造方法。
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ATE530580T1 (de) * 2008-02-07 2011-11-15 Basell Poliolefine Srl Katalysator für die polymerisierung von olefinen

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