JP3542431B2 - Olefin polymerization catalyst and method for producing olefin polymer using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オレフィン重合用触媒及びそれを用いたオレフィン重合体の製造法に関するものである。本発明のオレフィン重合用触媒は、製造が容易でかつ新規な触媒であって工業的に有利なものである。
【0002】
【従来の技術】
チタン化合物又はクロム化合物を塩化マグネシウム、シリカ、アルミナ、ゼオライト等に担持したオレフィン重合用触媒は公知である。また、米国特許第4,665,045号明細書には、クロム化合物を用いて製造された支柱挿入型層状粘土組成物が、オレフィンの重合に使用できることが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
オレフィン重合用触媒の分野においては、新規な触媒の提供が望まれており、本発明は、新規なオレフィン重合用触媒を提供する目的でなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の(I)〜(IV)の工程を順次実施することにより製造されるオレフィン重合用触媒[A]、
(I)粘土、粘土鉱物およびイオン交換性層状化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種の化合物を、周期律表第4〜6族遷移金属原子からなる群より選ばれた少なくとも一種の原子を含む陽イオンと、ハロゲン原子、無機酸および有機酸の陰イオンからなる群より選ばれた少なくとも一種の陰イオン、とからなる水溶性又は酸性水溶液に可溶性の塩と接触させて固体生成物を得る工程、
(II)該固体生成物を洗液のpHが3〜7となるまで水で洗浄する工程、
(III)水洗した固体生成物を乾燥する工程、
(IV)乾燥した固体生成物を有機アルミニウム化合物と接触させて触媒[A]を得る工程、
を提供するものであり、また、該オレフィン重合用触媒[A]の存在下、オレフィン重合体の製造法を提供するものであり、更にまた、該オレフィン重合用触媒[A]と有機アルミニウム化合物[B]の存在下、オレフィン重合体の製造法を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明においては、粘土、粘土鉱物およびイオン交換性層状化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種の化合物が使用される。ここで、粘土、粘土鉱物およびイオン交換性層状化合物に含まれる化合物は、それぞれ重複して分類されることがあるが、本発明に使用される化合物は、これらのいずれかに少なくとも分類されるものである。
粘土は、通常粘土鉱物を主成分として構成される。また、イオン交換性層状化合物は、イオン結合等によって構成される面が互いに弱い結合力で平行に積み重なった結晶構造をとる化合物であり、含有するイオンが交換可能なものを言う。大部分の粘土はイオン交換性層状化合物である。また、これら、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物は天然産のものに限らず、人工合成物であってもよい。
【0006】
粘土、粘土鉱物の具体例としては、アロフェン等のアロフェン族、ディッカイト、ナクライト、カオリナイト、アノーキサイト等のカオリン族、メタハロイサイト、ハロイサイト等のハロイサイト族、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族、モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト等のスメクタイト、バーミキュライト等のバーミキュライト鉱物、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母鉱物、アタパルジャイト、セピオライト、パイゴルスカイト、ベントナイト、木節粘土、ガイロメ粘土、ヒシンゲル石、パイロフィライト、リョクデイ石群等が挙げられる。これらは混合層を形成していてもよい。
【0007】
これらのうち好ましくはディッカイト、ナクライト、カオリナイト、アノーキサイト等のカオリン族、メタハロイサイト、ハロイサイト等のハロイサイト族、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族、モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト等のスメクタイト、バーミキュライト等のバーミキュライト鉱物、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母鉱物が挙げられ、特に好ましくはモンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト等のスメクタイトが挙げられる。また、人工の合成物として、合成ヘクトライト、合成雲母(マイカ)、合成サポナイト等が挙げられる。
【0008】
イオン交換性層状化合物は、六方最密パッキング型、アンチモン型、CdCl2 型、CdI2 型等の層状の結晶構造を有するイオン結晶性化合物等を例示することができる。イオン交換性層状化合物の具体例としては、α−Zr(HAsO4 )2 ・H2 O、α−Zr(HPO4 )2 、α−Zr(KPO4 )2 ・3H2 O、α−Ti(HPO4 )2 、α−Ti(HAsO4 )2 ・H2 O、α−Sn(HPO4 )2 ・H2 O、γ−Zr(HPO4 )2 、γ−Ti(HPO4 )2 、γ−Ti(NH4 PO4 )2 ・H2 O等の多価金属の結晶性酸性塩があげられる。
これらは特に処理を行うことなくそのまま工程(I)に用いてもよいし、ボールミル、ふるいわけ、塩酸、硫酸、リン酸、等の無機酸、ギ酸、酢酸、安息香酸等の有機酸、等との接触による酸処理等の処理を行った後に用いてもよい。また単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
【0009】
本発明に用いられる塩は、周期律表第4〜6族遷移金属原子からなる群より選ばれた少なくとも一種の原子を含む陽イオンと、ハロゲン原子、無機酸および有機酸の陰イオンからなる群より選ばれた少なくとも一種の陰イオン、とからなる水溶性又は酸性水溶液に可溶性の化合物である。ここで、酸性水溶液とは、pH6以下、好ましくは、pH3以下の水溶液を意味する。
具体的には、Ti(OOCCH3 )4 、Ti(CO3 )2 、Ti(NO3 )4 、Ti(SO4 )2 、TiF4 、TiCl4 、TiBr4 、TiI4 、Zr(OOCCH3 )4 、Zr(CH3 COCHCOCH3 )4 、Zr(CO3 )2 、Zr(NO3 )4 、Zr(SO4 )2 、ZrF4 、ZrCl4 、ZrBr4 、ZrI4 、ZrOCl2 、ZrO(NO3 )2 、ZrO(ClO4 )2 、ZrO(SO4 )、Hf(OOCCH3 )4 、Hf(CO3 )2 、Hf(NO3 )4 、Hf(SO4 )2 、HfF4 、HfCl4 、HfBr4 、HfI4 、HfOCl2 、V(CH3 COCHCOCH3 )3 、VOSO4 、VOCl3 、VCl3 、VCl4 、VBr3 、Nb(CH3 COCHCOCH3 )5 、Nb2 (CO3 )5 、Nb(NO3 )5 、Nb2 (SO4 )5 、NbF5 、NbCl5 、NbBr5 、NbI5 、Ta(OOCCH3 )5 、Ta2 (CO3 )5 、Ta(NO3 )5 、Ta2 (SO4 )5 、TaF5 、TaCl5 、TaBr5 、TaI5 、Cr(CH3 COCHCOCH3 )3 、Cr(OOCCH3 )3 、Cr(OOCH)2 OH、Cr(NO3 )3 、Cr(ClO4 )3 、CrPO4 、Cr2 (SO4 )3 、CrO2 Cl2 、CrF3 、CrCl3 、CrBr3 、CrI3 、MoOCl4 、MoCI3 、MoCI4 、MoCI5 、MoF6 、MoI2 、WCl4 、WCl6 、WF6 、WBr5 、等が挙げられる。
また、これら塩は2種以上、使用してもよい。
【0010】
工程(I)の特定の塩との接触(塩処理と言うことがある)に先立って行ってもよい酸処理は、表面の不純物を取り除くほか、結晶構造のAl、Fe、Mg、等の陽イオンの一部又は全部を溶出させる。
酸処理で用いられる酸は、前記の無機酸または有機酸、好ましくは塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸から選択され、2種以上、同時に用いてもよい。
塩および酸との接触処理条件は、特に制限されないが、通常、塩および酸濃度は、例えば、水溶液、等の溶媒中の濃度で、それぞれ0.1〜30重量%、処理温度は室温〜使用溶媒の沸点、処理時間は5分〜24時間の条件を選択して、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種の化合物を構成している物質の少なくとも一部を溶出する条件で行うことが好ましい。また、塩類および酸は好ましくは水溶液で用いられる。
本発明では上記塩処理を行うが、処理前、処理間、処理後に粉砕や造粒等で形状制御を行ってもよい。また、アルカリ処理や有機物処理等の他の化学処理を併用してもよい。このようにして得られる固体生成物の中でも、水銀圧入法で測定した半径20Å以上の細孔容積が0.1cc/g以上、特には0.3〜5cc/gのものが好ましい。
【0011】
次に、工程(II)では前記塩処理して得られた固体生成物を、洗液のpHが3〜7になるまで水で洗浄する。洗浄が不充分又は過ぎて前記pHの範囲から外れると触媒の活性が低下することがある。
洗浄は、特に制限はないが、デカンテーションあるいは濾紙上での注水等、通常、公知の方法で行われる。また、温度も室温〜沸点の間で任意に選択される。こうして洗浄された塩類処理固体成分は、引き続き乾燥工程(III)に供される。
【0012】
本発明に使用する粘土、粘土鉱物およびイオン交換性層状化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種の化合物には、通常吸着水および層間水が含まれる。本発明においては、これらの吸着水および層間水の除去を工程(III)の乾燥を行う。
ここで、吸着水とは粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物粒子の表面あるいは結晶破面に吸着された水で、層間水は結晶の層間に存在する水である。粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物の吸着水および層間水の加熱除去方法は特に制限されないが、加熱脱水、気体流通下の加熱脱水、減圧下の加熱脱水および有機溶媒との共沸脱水等の方法が用いられる。加熱の際の温度は、層間水が残存しないように、100℃以上、好ましくは150℃以上であるが、構造破壊を生じるような800℃を越える高温条件は好ましくない。好ましくは350℃以下である。加熱時間は0.5時間以上、好ましくは1時間以上、12時間程度である。その際、脱水乾燥した後の塩処理固体生成物の水分含有量が、温度200℃、圧力1mmHgの条件下で2時間脱水した場合の水分含有量を0重量%としたとき、3重量%以下、好ましくは1重量%以下、下限は0重量%以上であることが必要である。
【0013】
最後に工程(IV)で、前記工程(III)で乾燥した固体生成物を有機アルミニウム化合物により接触処理してオレフィン重合用固体触媒[A]を得る。
ここで用いられる有機アルミニウム化合物は、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、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウムまたはジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムモノメトキシ等のハロゲンもしくはアルコキシ含有アルキルアルミニウムである。またこの他、メチルアルミノキサン等のアルミノキサン類等も使用できる。これらのうち特にトリアルキルアルミニウムが好ましい。
【0014】
この接触処理に際し、または接触の後にポリエチレン、ポリプロピレン等の重合体、シリカ、アルミナ等の無機酸化物の固体を共存させ、あるいは接触させてもよい。
接触は窒素等の不活性ガス中、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水素溶媒中で行ってもよい。接触温度は、−20℃〜溶媒の沸点の間で行い、特に室温から溶媒の沸点の間で行うのが好ましい。
また、該有機アルミニウム化合物の使用量は、前記工程(III)で乾燥した固体生成物1gあたり0.01〜10,000mmol、好ましくは0.1〜100mmolである。
このようにして得られた固体触媒[A]は、触媒製造後はヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ベンゼン、キシレン、トルエン、等の不活性炭化水素溶媒で洗浄せずに用いてもよく、また洗浄した後に用いても良い。
【0015】
本発明において固体触媒[A]と組合せて使用される[B]成分の有機アルミニウム化合物は、下記一般式で表されるものである。
AlRa X3-a
(式中、Rは炭素数1〜20の炭化水素基、Xは水素、ハロゲン、アルコキシ基、aは0<a≦3の数)
【0016】
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、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウムまたはジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムモノメトキシド等のハロゲンもしくはアルコキシ含有アルキルアルミニウムである。またこの他、メチルアルミノキサン等のアルミノキサン類等も使用できる。これらのうち特にトリアルキルアルミニウムが好ましい。
【0017】
本発明においては、[B]成分を使用することが好ましく、[B]成分を使用する場合の[B]成分の使用量は、固体触媒[A]1gあたり0.001〜100mmol、好ましくは0.01〜10mmolである。
上記固体触媒[A]は、上記で得られたそのまま使用することもできるが、オレフィンとの重合に使用する前に、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、ビニルシクロアルカン、スチレン等のオレフィンと予備的に接触させて重合し、必要に応じて前記の不活性炭化水素溶媒で洗浄したものを触媒として用いることもできる。
この予備的な重合は、不活性溶媒中で穏和な条件で行うことが好ましく、固体触媒1gあたり、0.01〜1000g、好ましくは0.1〜100gの重合体が生成するように行うことが望ましい。
【0018】
本発明のオレフィンの重合に用いられるオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、ビニルシクロアルカン、スチレンあるいはこれらの誘導体等が挙げられる。また、上記オレフィンの単独重合のほか上記オレフィンの2種以上の混合物を用いるランダム共重合や2種以上のオレフィンを用いるブロック共重合にも好適に適用できる。
重合反応は、チーグラー触媒を使用する公知の重合方法が採用でき、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、シクロヘキサン等の不活性炭化水素や液化α−オレフィン等の溶媒存在下、あるいは不存在下に1段又は多段で行われる。重合温度は−50℃〜250℃、重合圧力は特に制限されないが、好ましくは常圧〜約2000kg・f/cm2 の範囲、が例示できる。
また、重合系内に分子量調節剤として水素を存在させてもよい。更に、重合温度、分子量調節剤の濃度等を変えて多段階で重合させてもよい。
【0019】
【実施例】
次に実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しないかぎりこれら実施例によって制約を受けるものではない。
なお、以下の触媒合成工程および重合工程は、すべて精製窒素雰囲気下で行った。また溶媒は、モレキュラーシーブ MS−4Aで脱水した後、精製窒素でバブリングして脱気したものを用いた。
【0020】
実施例中、メルトインデックス(MI)はASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重で測定した。なお、この際、重合体に2,6−ジ−t−ブチルパラクレゾールを0.1重量%配合した。また、分子量が高いあまり、溶融した重合体の流動性が著しく不良でMIの測定が困難な場合は、GPCにより重量平均分子量(Mw;ポリスチレン換算値)を測定した。このGPCの測定は、Milipore社製150CV型の装置を使用し、溶媒にオルトジクロルベンゼンを用い、測定温度145℃で行った。
【0021】
実施例1
(1)モンモリロナイトの塩処理および造粒
市販のモンモリロナイト8kgを振動ボールミルによって粉砕し、塩化マグネシウム10kgを溶解させた脱塩水50リットル中に分散させて80℃で1時間攪拌した。得られた固体成分を水洗した後、8.2%の塩酸水溶液56リットル中に分散させて、90℃で2時間攪拌し、脱塩水で水洗した。このようにして処理されたモンモリロナイト4.6kgの水スラリー液を固形分濃度15.2%に調整し、スプレードライヤーにより噴霧造粒を行った。造粒により得られた粒子の形状は球状であった。次いで、この造粒された化学処理モンモリロナイトを1リットルのフラスコに20g分取し、その後、Cr(NO3 )3 ・9H2 O48gを溶解させた脱塩水400ml中に分散させ、90℃で3時間攪拌した。処理後この固体成分を、洗液のpHが6になるまで脱塩水で洗浄し、乾燥を行って塩処理モンモリロナイトを得た。
【0022】
(2)塩処理モンモリロナイトの加熱脱水処理
200mlフラスコに(1)で得た塩処理モンモリロナイト10.0gを入れて0.1mmHgの減圧下、200℃で2時間の加熱脱水処理を行った。この脱水処理で1.3gの重量減が認められた。
【0023】
(3)触媒[A]の合成
100mlフラスコに(2)で得られた加熱脱水処理モンモリロナイト3.0gを入れ、トルエン20mlに分散させてスラリーとした。次いで室温において攪拌下、トリエチルアルミニウム1.3ml添加した。室温で1時間接触させた後、上澄み液を抜き出して固体部をトルエンで洗浄して触媒[A]を得た。
【0024】
(4)エチレンの重合
精製窒素で充分置換された2リットルの誘導攪拌式オートクレーブ中に、ノルマルヘキサン1リットル、トリエチルアルミニウム0.15mmol、前記(3)で得られた触媒を167.9mg仕込んだ。その後、90℃に昇温した後、エチレンを導入して全圧22.0kg・f/cm2 に保ち、攪拌を続けて1時間重合を行った。重合はエタノール10mlを加えることにより停止させた。得られたエチレン重合体は110gであった。この重合体のMwは2,976,000であった。
【0025】
実施例2
(1)エチレンの重合
実施例1の(3)で得られた触媒を189.3mg、オートクレーブ内のガス組成が[H2 /エチレン]=45.3モル%になるように水素を加え、重合中の反応系の全圧30.0kg・f/cm2 にした以外は実施例1の(4)と同様の方法によりエチレンの重合を行った。その結果、得られたエチレン重合体は91g、MIは4.42g/10分であった。
【0026】
実施例3
(1)エチレン−ブテン共重合
実施例1の(3)で得られた触媒を222.9mg、ノルマルヘキサン740ミリリットル、1−ブテン160ミリリットル、重合温度を70℃に変え、また重合中の反応系の全圧25.5kg・f/cm2 に変えた以外は実施例1の(4)と同様の方法によりエチレンと1−ブテンの共重合を行った。その結果、得られたエチレン重合体は84g、Mwは1,175,000であった。
【0027】
実施例4
(1)合成雲母の塩処理
市販の合成雲母を1リットルのフラスコに20g分取し、その後、Cr(NO3 )3 ・9H2 O48gを溶解させた脱塩水400ml中に分散させ、90℃で3時間攪拌した。処理後この固体生成物を、洗液のpHが6になるまで脱塩水で洗浄し、乾燥を行って塩処理合成雲母を得た。
(2)塩処理合成雲母の加熱脱水処理
200mlフラスコに(1)で得た化学処理合成雲母10.0gを入れて0.1mmHgの減圧下、200℃で2時間の加熱脱水処理を行った。この脱水処理で1.0gの重量減が認められた。
【0028】
(3)触媒[A]の合成
100mlフラスコに(2)で得られた加熱脱水処理合成雲母3.0gを入れ、トルエン20mlに分散させてスラリーとした。次いで室温において攪拌下、トリエチルアルミニウム1.3ml添加した。室温で1時間接触させた後、上澄み液を抜き出して固体部をトルエンで洗浄して触媒[A]を得た。
【0029】
(4)エチレンの重合
精製窒素で充分置換された2リットルの誘導攪拌式オートクレーブ中に、ノルマルヘキサン1リットル、トリエチルアルミニウム0.15mmol、前記(3)で得られた触媒を158.2mg仕込んだ。その後、90℃に昇温した後、エチレンを導入して全圧22.0kg・f/cm2 に保ち、攪拌を続けて1時間重合を行った。重合はエタノール10mlを加えることにより停止させた。得られたエチレン重合体は70gであった。
【0030】
比較例1
(1)シリカの塩処理
デビソン社製シリカ952を1リットルのフラスコに20g分取し、その後、Cr(NO3 )3 ・9H2 O48gを溶解させた脱塩水400ml中に分散させ、90℃で3時間攪拌した。処理後この固体生成物を、洗液のpHが6になるまで脱塩水で洗浄し、乾燥を行って塩処理シリカを得た。
(2)塩処理シリカの加熱脱水処理
200mlフラスコに(1)で得た塩処理シリカ10.0gを入れて0.1mmHgの減圧下、200℃で2時間の加熱脱水処理を行った。この脱水処理で0.3gの重量減が認められた。
【0031】
(3)触媒[A]の合成
100mlフラスコに(2)で得られた加熱脱水処理シリカ3.0gを入れ、トルエン20mlに分散させてスラリーとした。次いで室温において攪拌下、トリエチルアルミニウム1.3ml添加した。室温で1時間接触させた後、上澄み液を抜き出して固体部をトルエンで洗浄して触媒[A]を得た。
【0032】
(4)エチレンの重合
精製窒素で充分置換された2リットルの誘導攪拌式オートクレーブ中に、ノルマルヘキサン1リットル、トリエチルアルミニウム0.15mmol、前記(3)で得られた触媒を187.2mg仕込んだ。その後、90℃に昇温した後、エチレンを導入して全圧22.0kg・f/cm2 に保ち、攪拌を続けて1時間重合を行った。重合はエタノール10mlを加えることにより停止させた。得られたエチレン重合体は1gであった。
【0033】
実施例5
(1)モンモリロナイトの塩処理および造粒
市販のモンモリロナイト3.1kgを振動ボールミルによって粉砕し、3.0%の塩酸水溶液17.7リットル中に分散させて、90℃で3時間攪拌した。その後、室温まで冷却した後、そのままこの水スラリーをスプレードライヤーにかけて噴霧造粒を行った。造粒により得られた粒子の形状は球状であった。この造粒された化学処理モンモリロナイトを脱塩水で水洗し、次いで、この処理モンモリロナイト20gを1リットルのフラスコに分取し、その後、Zr(SO4 )2 ・4H2 O20gを溶解させた脱塩水400ml中に分散させ、90℃で3時間攪拌した。処理後この固体生成物を、洗液のpHが6になるまで脱塩水で洗浄し、乾燥を行って塩処理モンモリロナイトを得た。
【0034】
(2)塩処理モンモリロナイトの加熱脱水処理
200mlフラスコに(1)で得た塩処理モンモリロナイト10.0gを入れて0.1mmHgの減圧下、200℃で2時間の加熱脱水処理を行った。この脱水処理で1.2gの重量減が認められた。
【0035】
(3)触媒[A]の合成
100mlフラスコに(2)で得られた加熱脱水処理モンモリロナイト3.0gを入れ、トルエン20mlに分散させてスラリーとした。次いで室温において攪拌下、トリエチルアルミニウム1.3ml添加した。室温で1時間接触させた後、上澄み液を抜き出して固体部をトルエンで洗浄して触媒[A]を得た。
【0036】
(4)エチレンの重合
精製窒素で充分置換された2リットルの誘導攪拌式オートクレーブ中に、ノルマルヘキサン1リットル、トリエチルアルミニウム0.15mmol、前記(3)で得られた触媒を184.0mg仕込んだ。その後、90℃に昇温した後、エチレンを導入して全圧22.0kg・f/cm2 に保ち、攪拌を続けて1時間重合を行った。重合はエタノール10mlを加えることにより停止させた。得られたエチレン重合体は12gであった。
【0037】
実施例6
(1)モンモリロナイトの塩処理
市販のモンモリロナイト3.1kgを振動ボールミルによって粉砕し、3.0%の塩酸水溶液17.7リットル中に分散させて、90℃で3時間攪拌した。その後、室温まで冷却し、脱塩水で水洗した。次いで、この処理モンモリロナイト20gを1リットルのフラスコに分取し、その後、VCl3 20gを溶解させた脱塩水400ml中に分散させ、90℃で3時間攪拌した。処理後この固体成分を、洗液のpHが6になるまで脱塩水で洗浄し、乾燥を行って塩処理モンモリロナイトを得た。
【0038】
(2)塩処理モンモリロナイトの加熱脱水処理
200mlフラスコに(1)で得た塩処理モンモリロナイト10.0gを入れて0.1mmHgの減圧下、200℃で2時間の加熱脱水処理を行った。この脱水処理で1.4gの重量減が認められた。
【0039】
(3)触媒[A]の合成
100mlフラスコに(2)で得られた加熱脱水処理モンモリロナイト3.0gを入れ、トルエン20mlに分散させてスラリーとした。次いで室温において攪拌下、トリエチルアルミニウム1.3ml添加した。室温で1時間接触させた後、上澄み液を抜き出して固体部をトルエンで洗浄して触媒[A]を得た。
【0040】
(4)エチレンの重合
精製窒素で充分置換された2リットルの誘導攪拌式オートクレーブ中に、ノルマルヘキサン1リットル、トリエチルアルミニウム0.15mmol、前記(3)で得られた触媒を173.4mg仕込んだ。その後、90℃に昇温した後、エチレンを導入して全圧22.0kg・f/cm2 に保ち、攪拌を続けて1時間重合を行った。重合はエタノール10mlを加えることにより停止させた。得られたエチレン重合体は3gであった。
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、オレフィンの重合に適した新規な触媒および該触媒を用いたオレフィンの重合法が提供される。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an olefin polymerization catalyst and a method for producing an olefin polymer using the same. The catalyst for olefin polymerization of the present invention is a novel catalyst which is easy to produce and industrially advantageous.
[0002]
[Prior art]
An olefin polymerization catalyst in which a titanium compound or a chromium compound is supported on magnesium chloride, silica, alumina, zeolite, or the like is known. U.S. Pat. No. 4,665,045 describes that a column-insertable layered clay composition produced using a chromium compound can be used for olefin polymerization.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the field of olefin polymerization catalysts, it is desired to provide new catalysts, and the present invention has been made for the purpose of providing new olefin polymerization catalysts.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides an olefin polymerization catalyst [A] produced by sequentially performing the following steps (I) to (IV):
(I) at least one compound selected from the group consisting of clays, clay minerals and ion-exchangeable layered compounds, containing at least one atom selected from the group consisting of transition metal atoms belonging to Groups 4 to 6 of the periodic table; Contacting a salt soluble in an aqueous or acidic aqueous solution comprising a cation and at least one anion selected from the group consisting of a halogen atom, an inorganic acid and an organic acid anion to obtain a solid product ,
(II) washing the solid product with water until the washing solution has a pH of 3 to 7;
(III) drying the washed solid product;
(IV) contacting the dried solid product with an organoaluminum compound to obtain a catalyst [A];
And a method for producing an olefin polymer in the presence of the olefin polymerization catalyst [A]. Further, the olefin polymerization catalyst [A] and an organoaluminum compound [ B] in the presence of an olefin polymer.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, at least one compound selected from the group consisting of clay, clay minerals and ion-exchangeable layered compounds is used. Here, the compounds contained in the clay, the clay mineral and the ion-exchangeable layered compound may each be classified in an overlapping manner, but the compound used in the present invention is at least classified into any of these. It is.
Clay is usually composed mainly of clay minerals. An ion-exchangeable layered compound is a compound having a crystal structure in which planes formed by ionic bonds and the like are stacked in parallel with a weak binding force to each other, and means a compound whose contained ions are exchangeable. Most clays are ion-exchangeable layered compounds. Further, these clays, clay minerals or ion-exchangeable layered compounds are not limited to natural products and may be artificially synthesized products.
[0006]
Specific examples of clays and clay minerals include allophanes such as allophane, kaolins such as dickite, nacrite, kaolinite, and anoxite, halloysites such as metahalloysite and halloysite, and serpentines such as chrysotile, lizardite, and antigolite. Stone group, montmorillonite, zaukonite, beidellite, nontronite, saponite, smectite such as hectorite, vermiculite mineral such as vermiculite, illite, sericite, mica mineral such as chlorite, attapulgite, sepiolite, paigolskite, bentonite, kibushi Clay, gairome clay, hisingelite, pyrophyllite, ryokudeite group, and the like. These may form a mixed layer.
[0007]
Of these, preferably kaolins such as dickite, nacrite, kaolinite, and anoxite, halloysites such as metahaloisite, halloysite, serpentine groups such as chrysotile, lizardite, and antigolite, montmorillonite, zauconite, beidellite, nontroth Knights, saponites, smectites such as hectorite, vermiculite minerals such as vermiculite, mica minerals such as illite, sericite, sea chlorite, etc., and particularly preferably montmorillonite, zauconite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, etc. Smectite. Examples of artificial synthetic substances include synthetic hectorite, synthetic mica (mica), and synthetic saponite.
[0008]
Examples of the ion-exchange layered compound include an ionic crystalline compound having a layered crystal structure such as a hexagonal close-packing type, an antimony type, a CdCl 2 type, and a CdI 2 type. Specific examples of the ion-exchange layered compound include α-Zr (HAsO 4 ) 2 .H 2 O, α-Zr (HPO 4 ) 2 , α-Zr (KPO 4 ) 2 .3H 2 O, α-Ti ( HPO 4 ) 2 , α-Ti (HAsO 4 ) 2 · H 2 O, α-Sn (HPO 4 ) 2 · H 2 O, γ-Zr (HPO 4 ) 2 , γ-Ti (HPO 4 ) 2 , γ -Ti (NH 4 PO 4) polyvalent metal crystalline acid salts of such 2 · H 2 O and the like.
These may be used as they are in the step (I) without any particular treatment, or may be used with a ball mill, a sieve, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, etc., and organic acids such as formic acid, acetic acid, benzoic acid, etc. May be used after performing a treatment such as an acid treatment by contacting with a varnish. Further, they may be used alone or as a mixture of two or more.
[0009]
The salt used in the present invention includes a cation containing at least one atom selected from the group consisting of transition metal atoms belonging to Groups 4 to 6 of the periodic table, and a group consisting of a halogen atom, an anion of an inorganic acid and an organic acid. And at least one anion selected from the group consisting of a compound soluble in a water-soluble or acidic aqueous solution. Here, the acidic aqueous solution means an aqueous solution having a pH of 6 or less, preferably a pH of 3 or less.
Specifically, Ti (OOCCH 3 ) 4 , Ti (CO 3 ) 2 , Ti (NO 3 ) 4 , Ti (SO 4 ) 2 , TiF 4 , TiCl 4 , TiBr 4 , TiI 4 , Zr (OOCCH 3 ) 4 , Zr (CH 3 COCHCOCH 3 ) 4 , Zr (CO 3 ) 2 , Zr (NO 3 ) 4 , Zr (SO 4 ) 2 , ZrF 4 , ZrCl 4 , ZrBr 4 , ZrI 4 , ZrOCl 2 , ZrO (NO 3 ) 2 , ZrO (ClO 4 ) 2 , ZrO (SO 4 ), Hf (OOCCH 3 ) 4 , Hf (CO 3 ) 2 , Hf (NO 3 ) 4 , Hf (SO 4 ) 2 , HfF 4 , HfCl 4 , HfBr 4, HfI 4, HfOCl 2, V (CH 3 COCHCOCH 3) 3, VOSO 4, VOCl 3, VCl 3, VCl 4, VBr 3, Nb (CH 3 COCHCOCH 3) 5, Nb 2 (CO 3) 5 , Nb (NO 3) 5, N 2 (SO 4) 5, NbF 5, NbCl 5, NbBr 5, NbI 5, Ta (OOCCH 3) 5, Ta 2 (CO 3) 5, Ta (NO 3) 5, Ta 2 (SO 4) 5, TaF 5, TaCl 5, TaBr 5, TaI 5, Cr (CH 3 COCHCOCH 3) 3, Cr (OOCCH 3) 3, Cr (OOCH) 2 OH, Cr (NO 3) 3, Cr (ClO 4) 3, CrPO 4 , Cr 2 (SO 4 ) 3 , CrO 2 Cl 2 , CrF 3 , CrCl 3 , CrBr 3 , CrI 3 , MoOCl 4 , MoCI 3 , MoCI 4 , MoCI 5 , MoF 6 , MoI 2 , WCl 4 , WCl 6 , WF 6 , WBr 5 and the like.
Further, two or more of these salts may be used.
[0010]
The acid treatment, which may be performed prior to the contact with a specific salt (sometimes referred to as salt treatment) in the step (I), removes impurities on the surface and removes impurities such as Al, Fe, Mg, etc. having a crystal structure. Elute some or all of the ions.
The acid used in the acid treatment is selected from the above-mentioned inorganic or organic acids, preferably hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, and oxalic acid, and two or more thereof may be used simultaneously.
The conditions of the contact treatment with a salt and an acid are not particularly limited, but usually, the salt and the acid concentration are, for example, 0.1 to 30% by weight, respectively, in a solvent such as an aqueous solution, and the treatment temperature is from room temperature to use. At least a part of the substance constituting at least one compound selected from the group consisting of clay, clay minerals and ion-exchangeable layered compounds by selecting the conditions of the boiling point of the solvent and the treatment time of 5 minutes to 24 hours. Is preferably carried out under conditions that elute. Also, salts and acids are preferably used in aqueous solution.
In the present invention, the salt treatment is performed, but the shape may be controlled by pulverization or granulation before, during, or after the treatment. Further, another chemical treatment such as an alkali treatment or an organic substance treatment may be used in combination. Among the solid products thus obtained, those having a pore volume of not less than 0.1 cc / g, particularly preferably from 0.3 to 5 cc / g, having a radius of 20 ° or more as measured by a mercury intrusion method are preferable.
[0011]
Next, in step (II), the solid product obtained by the salt treatment is washed with water until the pH of the washing solution becomes 3 to 7. If the pH is out of the above range due to insufficient or excessive washing, the activity of the catalyst may decrease.
Washing is not particularly limited, but is usually performed by a known method such as decantation or water injection on filter paper. The temperature is also arbitrarily selected between room temperature and the boiling point. The salt-treated solid component thus washed is subsequently subjected to the drying step (III).
[0012]
The at least one compound selected from the group consisting of clay, clay minerals and ion-exchangeable layered compounds used in the present invention usually contains adsorbed water and interlayer water. In the present invention, the removal of the adsorbed water and the interlayer water is performed by drying in the step (III).
Here, the adsorbed water is water adsorbed on the surface of a clay, a clay mineral, or an ion-exchange layered compound particle or a crystal fracture surface, and the interlayer water is water existing between crystal layers. The method of heating and removing adsorbed water and interlayer water from clay, clay minerals or ion-exchange layered compounds is not particularly limited, but includes heating dehydration, heating dehydration under gas flow, heating dehydration under reduced pressure, and azeotropic dehydration with an organic solvent. Is used. The temperature at the time of heating is 100 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher so that interlayer water does not remain. However, high-temperature conditions exceeding 800 ° C. that cause structural destruction are not preferable. Preferably it is 350 ° C. or lower. The heating time is 0.5 hour or more, preferably 1 hour or more and about 12 hours. At this time, the water content of the salt-treated solid product after dehydration and drying is 3% by weight or less when the water content is 0% by weight when dehydrated for 2 hours at a temperature of 200 ° C. and a pressure of 1 mmHg. , Preferably 1% by weight or less, and the lower limit must be 0% by weight or more.
[0013]
Finally, in step (IV), the solid product dried in step (III) is contact-treated with an organoaluminum compound to obtain a solid catalyst [A] for olefin polymerization.
The organoaluminum compound used here is a trialkylaluminum such as trimethylaluminum, triethylaluminum, tripropylaluminum, triisobutylaluminum, or a halogen or alkoxy-containing alkylaluminum such as diethylaluminum monochloride or diethylaluminummonomethoxy. In addition, aluminoxanes such as methylaluminoxane can also be used. Of these, trialkyl aluminum is particularly preferred.
[0014]
During or after the contact treatment, a polymer such as polyethylene or polypropylene, or a solid of an inorganic oxide such as silica or alumina may coexist or may be brought into contact.
The contact may be performed in an inert gas such as nitrogen or an inert hydrocarbon solvent such as pentane, hexane, heptane, toluene, or xylene. The contact temperature is between -20 ° C and the boiling point of the solvent, and preferably between room temperature and the boiling point of the solvent.
The amount of the organoaluminum compound to be used is 0.01 to 10,000 mmol, preferably 0.1 to 100 mmol, per 1 g of the solid product dried in the step (III).
The solid catalyst [A] thus obtained may be used without washing with an inert hydrocarbon solvent such as hexane, heptane, octane, decane, benzene, xylene, and toluene after the catalyst is produced. It may be used after washing.
[0015]
The organoaluminum compound of the component [B] used in combination with the solid catalyst [A] in the present invention is represented by the following general formula.
AlR a X 3-a
(Wherein, R is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X is hydrogen, a halogen, an alkoxy group, and a is 0 <a ≦ 3)
[0016]
Specifically, it is a trialkylaluminum such as trimethylaluminum, triethylaluminum, tripropylaluminum, triisobutylaluminum, or a halogen or alkoxy-containing alkylaluminum such as diethylaluminum monochloride or diethylaluminum monomethoxide. In addition, aluminoxanes such as methylaluminoxane can also be used. Of these, trialkyl aluminum is particularly preferred.
[0017]
In the present invention, it is preferable to use the component [B], and when the component [B] is used, the amount of the component [B] used is 0.001 to 100 mmol, preferably 0 to 1 mmol per 1 g of the solid catalyst [A]. 0.01 to 10 mmol.
The above-mentioned solid catalyst [A] can be used as it is obtained above, but before it is used for polymerization with an olefin, ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 4-methyl -1-Pentene, 3-methyl-1-butene, vinylcycloalkane, preliminarily contacted with an olefin such as styrene, polymerized, and optionally washed with the above inert hydrocarbon solvent as a catalyst. You can also.
This preliminary polymerization is preferably performed in an inert solvent under mild conditions, and is performed so as to produce 0.01 to 1000 g, preferably 0.1 to 100 g, of polymer per 1 g of the solid catalyst. desirable.
[0018]
Examples of the olefin used for the polymerization of the olefin of the present invention include ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-butene, vinylcycloalkane, and styrene. Alternatively, derivatives thereof and the like can be mentioned. In addition to the homopolymerization of the above-mentioned olefins, the present invention can be suitably applied to random copolymerization using a mixture of two or more kinds of the above-mentioned olefins and block copolymerization using two or more kinds of olefins.
For the polymerization reaction, a known polymerization method using a Ziegler catalyst can be adopted, for example, in the presence or absence of a solvent such as an inert hydrocarbon such as butane, pentane, hexane, heptane, toluene and cyclohexane or a liquefied α-olefin. This is done in one or more stages below. The polymerization temperature is from -50 ° C to 250 ° C, and the polymerization pressure is not particularly limited, but preferably ranges from normal pressure to about 2000 kg · f / cm 2 .
Further, hydrogen may be present as a molecular weight regulator in the polymerization system. Further, the polymerization may be performed in multiple stages by changing the polymerization temperature, the concentration of the molecular weight regulator, and the like.
[0019]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by these examples unless departing from the gist of the present invention.
The following catalyst synthesis step and polymerization step were all performed in a purified nitrogen atmosphere. The solvent used was dehydrated by molecular sieve MS-4A and then degassed by bubbling with purified nitrogen.
[0020]
In the examples, the melt index (MI) was measured at 190 ° C. under a load of 2.16 kg in accordance with ASTM D1238. At this time, 0.1% by weight of 2,6-di-t-butylparacresol was added to the polymer. Further, when the molecular weight was too high and the flowability of the molten polymer was extremely poor and it was difficult to measure MI, the weight average molecular weight (Mw; converted to polystyrene) was measured by GPC. The measurement of GPC was carried out at a measurement temperature of 145 ° C. using a 150 CV type device manufactured by Millipore, using ortho-dichlorobenzene as a solvent.
[0021]
Example 1
(1) Salt treatment and granulation of montmorillonite 8 kg of commercially available montmorillonite was ground by a vibrating ball mill, dispersed in 50 liters of demineralized water in which 10 kg of magnesium chloride was dissolved, and stirred at 80 ° C. for 1 hour. The obtained solid component was washed with water, dispersed in 56 liters of 8.2% aqueous hydrochloric acid solution, stirred at 90 ° C. for 2 hours, and washed with deionized water. The thus-treated water slurry of 4.6 kg of montmorillonite was adjusted to a solid concentration of 15.2%, and spray granulation was performed by a spray drier. The shape of the particles obtained by granulation was spherical. Next, 20 g of the granulated chemically treated montmorillonite was dispensed into a 1 liter flask, and then dispersed in 400 ml of desalted water in which 48 g of Cr (NO 3 ) 3 .9H 2 O was dissolved, and then dispersed at 90 ° C. for 3 hours. Stirred. After the treatment, this solid component was washed with demineralized water until the pH of the washing solution reached 6, and dried to obtain a salt-treated montmorillonite.
[0022]
(2) Heat-dehydration treatment of salt-treated montmorillonite 10.0 g of the salt-treated montmorillonite obtained in (1) was placed in a 200 ml flask, and subjected to heat-dehydration treatment at 200 ° C. for 2 hours under a reduced pressure of 0.1 mmHg. A 1.3 g weight loss was observed in this dehydration treatment.
[0023]
(3) Synthesis of Catalyst [A] In a 100 ml flask, 3.0 g of the heat-dehydrated montmorillonite obtained in (2) was placed and dispersed in 20 ml of toluene to form a slurry. Then, 1.3 ml of triethylaluminum was added at room temperature with stirring. After contacting at room temperature for 1 hour, the supernatant was extracted and the solid portion was washed with toluene to obtain a catalyst [A].
[0024]
(4) Polymerization of Ethylene Into a 2 liter induction-stirring autoclave sufficiently purged with purified nitrogen, 1 liter of normal hexane, 0.15 mmol of triethylaluminum and 167.9 mg of the catalyst obtained in the above (3) were charged. Thereafter, after the temperature was raised to 90 ° C., ethylene was introduced to maintain the total pressure at 22.0 kg · f / cm 2, and polymerization was carried out for 1 hour while stirring was continued. The polymerization was stopped by adding 10 ml of ethanol. The amount of the obtained ethylene polymer was 110 g. The Mw of this polymer was 2,976,000.
[0025]
Example 2
(1) Polymerization of ethylene 189.3 mg of the catalyst obtained in (3) of Example 1 was added, and hydrogen was added so that the gas composition in the autoclave became [H 2 /ethylene]=45.3 mol%, followed by polymerization. Ethylene was polymerized in the same manner as in (4) of Example 1, except that the total pressure of the reaction system in the medium was 30.0 kg · f / cm 2 . As a result, the obtained ethylene polymer was 91 g, and the MI was 4.42 g / 10 minutes.
[0026]
Example 3
(1) Ethylene-butene copolymer 222.9 mg of the catalyst obtained in (3) of Example 1, 740 ml of normal hexane, 160 ml of 1-butene, the polymerization temperature was changed to 70 ° C, and the reaction system during the polymerization was changed. The copolymerization of ethylene and 1-butene was carried out in the same manner as in (4) of Example 1 except that the total pressure was changed to 25.5 kg · f / cm 2 . As a result, the obtained ethylene polymer was 84 g and Mw was 1,175,000.
[0027]
Example 4
(1) Salt treatment of synthetic mica 20 g of commercially available synthetic mica was placed in a 1-liter flask, and then dispersed in 400 ml of demineralized water in which 48 g of Cr (NO 3 ) 3 .9H 2 O was dissolved. Stir for 3 hours. After the treatment, the solid product was washed with demineralized water until the pH of the washing solution reached 6, and dried to obtain a salt-treated synthetic mica.
(2) Heat-dehydration treatment of salt-treated synthetic mica 10.0 g of the chemically-treated synthetic mica obtained in (1) was placed in a 200 ml flask and subjected to heat-dehydration treatment at 200 ° C. for 2 hours under a reduced pressure of 0.1 mmHg. A 1.0 g weight loss was observed in this dehydration treatment.
[0028]
(3) Synthesis of Catalyst [A] 3.0 g of the synthetic mica heated and dehydrated obtained in (2) was placed in a 100 ml flask, and dispersed in 20 ml of toluene to form a slurry. Then, 1.3 ml of triethylaluminum was added at room temperature with stirring. After contacting at room temperature for 1 hour, the supernatant was extracted and the solid portion was washed with toluene to obtain a catalyst [A].
[0029]
(4) Polymerization of Ethylene In a 2 liter induction-stirring autoclave sufficiently purged with purified nitrogen, 1 liter of normal hexane, 0.15 mmol of triethylaluminum and 158.2 mg of the catalyst obtained in the above (3) were charged. Thereafter, after the temperature was raised to 90 ° C., ethylene was introduced to maintain the total pressure at 22.0 kg · f / cm 2, and polymerization was carried out for 1 hour while stirring was continued. The polymerization was stopped by adding 10 ml of ethanol. The amount of the obtained ethylene polymer was 70 g.
[0030]
Comparative Example 1
(1) was collected 20g amount of silica salt treatment Davison Co. Silica 952 to a 1 liter flask, then, Cr (NO 3) 3 · 9H 2 O48g dispersed in demineralized water 400ml was dissolved, at 90 ° C. Stir for 3 hours. After the treatment, this solid product was washed with demineralized water until the pH of the washing solution reached 6, and dried to obtain salt-treated silica.
(2) Heat-dehydration treatment of salt-treated silica 10.0 g of the salt-treated silica obtained in (1) was placed in a 200 ml flask and subjected to heat-dehydration treatment at 200 ° C. for 2 hours under a reduced pressure of 0.1 mmHg. A 0.3 g weight loss was observed in this dehydration treatment.
[0031]
(3) Synthesis of catalyst [A] 3.0 g of the heat-dehydrated silica obtained in (2) was placed in a 100 ml flask, and dispersed in 20 ml of toluene to form a slurry. Then, 1.3 ml of triethylaluminum was added at room temperature with stirring. After contacting at room temperature for 1 hour, the supernatant was extracted and the solid portion was washed with toluene to obtain a catalyst [A].
[0032]
(4) Polymerization of Ethylene Into a 2 liter induction-stirring autoclave sufficiently purged with purified nitrogen, 1 liter of normal hexane, 0.15 mmol of triethylaluminum and 187.2 mg of the catalyst obtained in the above (3) were charged. Thereafter, after the temperature was raised to 90 ° C., ethylene was introduced to maintain the total pressure at 22.0 kg · f / cm 2, and polymerization was carried out for 1 hour while stirring was continued. The polymerization was stopped by adding 10 ml of ethanol. The amount of the obtained ethylene polymer was 1 g.
[0033]
Example 5
(1) Salt treatment and granulation of montmorillonite 3.1 kg of commercially available montmorillonite was ground by a vibrating ball mill, dispersed in 17.7 liters of a 3.0% hydrochloric acid aqueous solution, and stirred at 90 ° C. for 3 hours. Then, after cooling to room temperature, this water slurry was spray granulated by using a spray drier. The shape of the particles obtained by granulation was spherical. Washed with water this granulated chemically treated montmorillonite in deionized water, and then, the process of montmorillonite 20g aliquoted into a 1 liter flask, then, Zr (SO 4) 2 · 4H 2 Demineralized water 400ml of O20g was dissolved And stirred at 90 ° C. for 3 hours. After the treatment, this solid product was washed with demineralized water until the pH of the washing solution reached 6, and dried to obtain a salt-treated montmorillonite.
[0034]
(2) Heat-dehydration treatment of salt-treated montmorillonite 10.0 g of the salt-treated montmorillonite obtained in (1) was placed in a 200 ml flask, and subjected to heat-dehydration treatment at 200 ° C. for 2 hours under a reduced pressure of 0.1 mmHg. A 1.2 g weight loss was observed in this dehydration treatment.
[0035]
(3) Synthesis of Catalyst [A] In a 100 ml flask, 3.0 g of the heat-dehydrated montmorillonite obtained in (2) was placed and dispersed in 20 ml of toluene to form a slurry. Then, 1.3 ml of triethylaluminum was added at room temperature with stirring. After contacting at room temperature for 1 hour, the supernatant was extracted and the solid portion was washed with toluene to obtain a catalyst [A].
[0036]
(4) Polymerization of ethylene Into a 2 liter induction-stirring autoclave sufficiently purged with purified nitrogen, 1 liter of normal hexane, 0.15 mmol of triethylaluminum, and 184.0 mg of the catalyst obtained in the above (3) were charged. Thereafter, after the temperature was raised to 90 ° C., ethylene was introduced to maintain the total pressure at 22.0 kg · f / cm 2, and polymerization was carried out for 1 hour while stirring was continued. The polymerization was stopped by adding 10 ml of ethanol. The obtained ethylene polymer was 12 g.
[0037]
Example 6
(1) Salt treatment of montmorillonite 3.1 kg of commercially available montmorillonite was ground by a vibrating ball mill, dispersed in 17.7 liters of a 3.0% hydrochloric acid aqueous solution, and stirred at 90 ° C. for 3 hours. Then, it cooled to room temperature and washed with demineralized water. Next, 20 g of the treated montmorillonite was dispensed into a 1-liter flask, and then dispersed in 400 ml of demineralized water in which 20 g of VCl 3 was dissolved, followed by stirring at 90 ° C. for 3 hours. After the treatment, this solid component was washed with demineralized water until the pH of the washing solution reached 6, and dried to obtain a salt-treated montmorillonite.
[0038]
(2) Heat-dehydration treatment of salt-treated montmorillonite 10.0 g of the salt-treated montmorillonite obtained in (1) was placed in a 200 ml flask, and subjected to heat-dehydration treatment at 200 ° C. for 2 hours under a reduced pressure of 0.1 mmHg. A weight loss of 1.4 g was recognized by this dehydration treatment.
[0039]
(3) Synthesis of Catalyst [A] In a 100 ml flask, 3.0 g of the heat-dehydrated montmorillonite obtained in (2) was placed and dispersed in 20 ml of toluene to form a slurry. Then, 1.3 ml of triethylaluminum was added at room temperature with stirring. After contacting at room temperature for 1 hour, the supernatant was extracted and the solid portion was washed with toluene to obtain a catalyst [A].
[0040]
(4) Polymerization of Ethylene In a 2 liter induction-stirring autoclave sufficiently purged with purified nitrogen, 1 liter of normal hexane, 0.15 mmol of triethylaluminum and 173.4 mg of the catalyst obtained in the above (3) were charged. Thereafter, after the temperature was raised to 90 ° C., ethylene was introduced to maintain the total pressure at 22.0 kg · f / cm 2, and polymerization was carried out for 1 hour while stirring was continued. The polymerization was stopped by adding 10 ml of ethanol. The amount of the obtained ethylene polymer was 3 g.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, a novel catalyst suitable for olefin polymerization and a method for polymerizing olefin using the catalyst are provided.
Claims (3)
(I)粘土、粘土鉱物およびイオン交換性層状化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種の化合物を、周期律表第4〜6族遷移金属原子からなる群より選ばれた少なくとも一種の原子を含む陽イオンと、ハロゲン原子、無機酸および有機酸の陰イオンからなる群より選ばれた少なくとも一種の陰イオン、とからなる水溶性又は酸性水溶液に可溶性の塩と接触させて固体生成物を得る工程、
(II)該固体生成物を洗液のpHが3〜7となるまで水で洗浄する工程、
(III)水洗した固体生成物を乾燥する工程、
(IV)乾燥した固体生成物を有機アルミニウム化合物と接触させて触媒[A]を得る工程。Olefin polymerization catalyst [A] produced by sequentially performing the following steps (I) to (IV),
(I) at least one compound selected from the group consisting of clays, clay minerals, and ion-exchangeable layered compounds, containing at least one atom selected from the group consisting of transition metal atoms of Groups 4 to 6 of the periodic table; Contacting a salt soluble in an aqueous or acidic aqueous solution comprising a cation and at least one anion selected from the group consisting of a halogen atom, an anion of an inorganic acid and an organic acid, to obtain a solid product ,
(II) washing the solid product with water until the washing solution has a pH of 3 to 7;
(III) drying the washed solid product;
(IV) A step of contacting the dried solid product with an organoaluminum compound to obtain a catalyst [A].
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