JP3864471B2 - α−オレフィン重合用触媒ならびにα−オレフィン重合体の製造方法 - Google Patents
α−オレフィン重合用触媒ならびにα−オレフィン重合体の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、α−オレフィン重合用触媒およびα−オレフィン重合体の製造方法に関する。更に詳しくは、触媒活性及び立体規則性に極めて優れたα−オレフィン重合用触媒および該触媒を用いるα−オレフィン重合体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
プロピレン、ブテン−1などのα−オレフィン重合体を製造する方法として、周期律表の第4〜6族の遷移金属化合物と第1、2、13族の有機金属化合物とからなるいわゆるチーグラー−ナッタ触媒を使用することはよく知られている。
【0003】
α−オレフィン重合体を製造する際には、工業的に利用価値の高い高立体規則性α−オレフィン重合体の他に無定形重合体が副生する。この無定形重合体は、工業的に利用価値が少なく、α−オレフィン重合体を成型品、フィルム、繊維、その他の加工品に加工して使用する際の機械的性質に大きく悪影響をおよぼす。また、無定形重合体の生成は原料モノマーの損失を招き、同時に無定形重合体の除去のための製造設備が必要となり工業的に見ても極めて大きな不利益を招く。従って、α−オレフィン重合体を製造するための触媒はこのような無定形重合体の生成が全く無いか、あるいは、あっても極めて僅かである必要がある。
【0004】
ハロゲン化マグネシウムに4価のハロゲン化チタンを担持することにより得られる担持型固体触媒成分、助触媒の有機アルミニウム化合物、重合第三成分の有機ケイ素化合物と組み合わせて用いることによりある程度のα−オレフィンの高立体規則性・高活性重合が実現できることが知られている(特開昭57−63310号公報、特開昭58−83006号公報、特開昭61−78803号公報)。
【0005】
また、有機マグネシウム化合物のエーテル化合物溶液とハロゲン化ケイ素化合物を反応させることによって得られる固体生成物をエステル化合物、四塩化チタンで処理した固体触媒成分、助触媒の有機アルミニウム化合物、重合第三成分の電子供与性化合物との組み合わせにおいてもある程度のα−オレフィンの高立体規則性・高活性重合が実現できることが知られている(特開昭54−112983号公報、特開昭56−30407号公報)。
【0006】
いずれの場合も、無抽出、無脱灰プロセスの実現がある程度可能なレベルにはあるが、さらに一層の改良が望まれている。具体的には、α−オレフィン重合体の高品質化のために、さらなる高立体規則性重合を実現すること、及びさらなる高活性化が望まれている。特に、射出成形分野のように重合体の高剛性化が望まれている用途においては、高立体規則性重合体であることが、直接高剛性の品質を生むので、さらなる高立体規則性重合能を有する触媒の出現が切実に望まれている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
かかる現状において、本発明の解決すべき課題、即ち本発明の目的は、高活性で、無定形重合体の除去が不必要となる程充分高い立体規則性を有するα−オレフィン重合用触媒を提供すること、ならびに高品質の高立体規則性α−オレフィン重合体の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(A)(a)有機マグネシウム化合物溶液と(b)ハロゲン化ケイ素化合物を有機マグネシウム化合物溶液(a)の溶媒とは異なる(c)カルボン酸エステル類、ジエーテル類、ケイ酸エステル類、ケイ酸アミド類からなる群から選ばれる電子供与性化合物の存在下に反応させることによって得られる(d)固体生成物を、(e)ハロゲン化チタン化合物で処理することにより得られる固体触媒成分、(B)有機アルミニウム化合物、および(C)電子供与性化合物よりなるα−オレフィン重合用触媒、ならびに該触媒を用いるα−オレフィン重合体の製造方法にかかるものである。
【0009】
本触媒の使用により前記目的、α−オレフィンの重合活性が高く、かつ高立体規則性重合が達成される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について具体的に説明する。
(a)有機マグネシウム化合物溶液
本発明に用いられる有機マグネシウム化合物としては、Mg−炭素結合を有する任意の型の有機マグネシウム化合物を使用することができる。有機マグネシウム化合物のうちR1MgX(式中、R1は炭素数が1〜8のアルキル基、アリール基、アルケニル基、Xはハロゲン原子を表す)で表されるグリニャール化合物、およびR3R4Mg(式中、R3およびR4は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R3、R4は同一でも異なっていても良い。)で表されるジアルキルマグネシウム化合物またはジアリールマグネシウム化合物が好ましく用いられる。ここでR1、R3、R4の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、フェニル基、ベンジル基等の炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基等が挙げられる。
【0011】
具体的には、グリニャール化合物として、メチルマグネシウムクロライド、エチルマグネシウムクロライド、エチルマグネシウムブロマイド、エチルマグネシウムアイオダイド、プロピルマグネシウムクロライド、プロピルマグネシウムブロマイド、ブチルマグネシウムクロライド、ブチルマグネシウムブロマイド、sec−ブチルマグネシウムクロライド、sec−ブチルマグネシウムブロマイド、tert−ブチルマグネシウムクロライド、tert−ブチルマグネシウムブロマイド、アミルマグネシウムクロライド、イソアミルマグネシウムクロライド、ヘキシルマグネシウムクロライド、フェニルマグネシウムクロライド、フェニルマグネシウムブロマイド等が、R3R4Mgで表される化合物としては、ジメチルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウム、ジイソプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジ−sec−ブチルマグネシウム、ジ−tert−ブチルマグネシウム、ブチル−sec−ブチルマグネシウム、ジアミルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、ジフェニルマグネシウム、ブチルエチルマグネシウム等が挙げられる。
これらの中でグリニャール化合物がより好適に使用される。
【0012】
上記有機マグネシウム化合物の合成溶媒としては、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジアミルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオクチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、アニソール、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル溶媒を用いることができる。また、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素溶媒、あるいは、エーテル溶媒と炭化水素溶媒との混合溶媒を用いても良い。
【0013】
有機マグネシウム化合物は、エーテル溶液の状態で使用することが好ましいが、この場合のエーテル化合物としては、分子内に炭素数6個以上を含有するエーテル化合物又は、環状構造を有するエーテル化合物がさらに好ましい。そして特にR1MgXで表されるグリニャール化合物をエーテル溶液の状態で使用することが好ましい。
また、上記の有機マグネシウム化合物と有機金属化合物との炭化水素可溶性錯体を使用することもできる。このような有機金属化合物の例としては、Li,Be,B,Al及びZnの有機金属が挙げられる。
【0014】
(b)ハロゲン化ケイ素化合物
ハロゲン化ケイ素化合物としては、ケイ素原子−ハロゲン原子X結合を有する化合物が用いられる。
【0015】
このようなハロゲン化ケイ素化合物としては一般式R2 nSiXn-4(式中、R2は炭素数が1〜8のアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、Xはハロゲン原子を表し、nは0≦n<4を満足する数字である。)で表される化合物を挙げることができる。
【0016】
具体例としてはトリメチルシリルクロライド、トリエチルシリルクロライド、トリプロピルシリルクロライド、トリブチルシリルクロライド、トリフェニルシリルクロライド、トリメトキシシリルクロライド、トリエトキシシリルクロライド、トリプロポキシシリルクロライド、トリブトキシシリルクロライド、トリフェノキシシリルクロライド、トリメチルシリルブロミド、トリエチルシリルブロミド、トリプロピルシリルブロミド、トリブチルシリルブロミド、トリフェニルシリルブロミド、トリメトキシシリルブロミド、トリエトキシシリルブロミド、トリプロポキシシリルブロミド、トリブトキシシリルブロミド、トリフェノキシシリルブロミド等のモノハロゲン化ケイ素化合物、ジメチルシリルジクロライド、ジエチルシリルジクロライド、ジフェニルシリルジクロライド、ジメトキシシリルジクロライド、ジエトキシシリルジクロライド、ジフェノキシシリルジクロライド、ジメチルシリルジブロミド、ジエチルシリルジブロミド、ジフェニルシリルジブロミド、ジメトキシシリルジブロミド、ジエトキシシリルジブロミド、ジフェノキシシリルジブロミド等のジハロゲン化ケイ素化合物、メチルシリルトリクロライド、エチルシリルトリクロライド、プロピルシリルトリクロラド、ブチルシリルトリクロライド、フェニルシリルトリクロライド、メトキシシリルトリクロライド、エトキシシリルトリクロライド、プロポキシシリルトリクロライド、ブトキシシリルトリクロライド、フェノキシシリルトリクロライド、メチルシリルトリブロミド、エチルシリルトリブロミド、プロピルシリルトリブロミド、ブチルシリルトリブロミド、フェニルシリルトリブロミド、メトキシシリルトリブロミド、エトキシシリルトリブロミド、プロポキシシリルトリブロミド、ブトキシシリルトリブロミド、フェノキシシリルトリブロミド等のトリハロゲン化ケイ素化合物、四塩化ケイ素、四臭化ケイ素等のテトラハロゲン化ケイ素化合物等を例示することができる。
これらの中で好ましいものはトリハロゲン化ケイ素化合物、テトラハロゲン化ケイ素化合物であり、特に四塩化ケイ素が好ましい。これらのケイ素化合物は単独でも良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0017】
(c)電子供与性化合物
電子供与性化合物(c)としては有機マグネシウム化合物溶液(a)の溶媒とは異なる化合物が用いられ、カルボン酸エステル類、ジエーテル類、ケイ酸エステル類、ケイ酸アミド類が用いられる。
【0018】
カルボン酸エステル類の例としては、モノおよび多価のカルボン酸エステルが挙げられ、それらの例として飽和脂肪族カルボン酸エステル、不飽和カルボン酸エステル、脂環式カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステルを挙げることができる。具体例としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸フェニル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸エチル、吉草酸エチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、トルイル酸メチル、トルイル酸エチル、アニス酸エチル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジブチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル、フタル酸モノエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸メチルエチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−n−プロピル、フタル酸ジイソプロピル、フタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジフェニル等を挙げることができる。
【0019】
これらのエステル化合物のうち、メタクリル酸エステル、マレイン酸エステル等の不飽和脂肪族カルボン酸エステルおよび安息香酸エステル、フタル酸エステル等の芳香族カルボン酸エステルが好ましく用いられる。特に好ましくは、芳香族多価カルボン酸エステルであり、最も好ましくはフタル酸エステルである。
【0020】
ジエーテル類の例として好ましくは、一般式
(但し、R5〜R8は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状または脂環式のアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基であり、R6、R7は水素原子であってもよい。)で表されるようなジエーテル化合物を挙げることができる。
【0021】
具体例としては、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−イソペンチル−1,3−ジメトキシプロパン、2,2−ビス(シクロヘキシルメチル)−1,3−ジメトキシプロパン、2−イソプロピル−2−3,7−ジメチルオクチル−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−イソプロピル−2−シクロヘキシルメチル−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−イソプロピル−2−イソブチル−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−ジプロピル−1,3−ジメトキシプロパン、2−イソプロピル−2−シクロヘキシル−1,3−ジメトキシプロパン、2−イソプロピル−2−シクロペンチル−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−ヘプチル−2−ペンチル−1,3−ジメトキシプロパン等を挙げることができる。
好ましくは、R5〜R8はアルキル基であり、さらに好ましくは、R6,R7が分岐状または脂環式のアルキル基であり、R5、R8が直鎖状アルキル基である上記一般式で表されるジエーテルである。
【0022】
ケイ酸エステルの例としては、一般式R9 nSi(OR10)4-n(但し、R9、R10は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状または脂環式のアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基であり同一でも異なっていてもよい。nは0≦n<4を満足する数字である。)で表されるケイ素化合物が挙げられる。好ましくはn=2のケイ素化合物であり、さらに好ましくは、 R10が直鎖状アルキル基である。
【0023】
具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、tert−ブチルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、プロピルメチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、ブチルメチルジメトキシシラン、ブチルエチルジメトキシシラン、tert−ブチルメチルジメトキシシラン、イソブチルイソプロピルジメトキシシラン、tert−ブチルイソプロピルジメトキシシラン、ヘキシルメチルジメトキシシラン、ヘキシルエチルジメトキシシラン、ドデシルメチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シクロペンチルメチルジメトキシシラン、シクロペンチルエチルジメトキシシラン、シクロペンチルイソプロピルジメトキシシラン、シクロペンチルイソブチルジメトキシシラン、シクロペンチル−tert−ブチルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルイソプロピルジメトキシシラン、シクロヘキシルイソブチルジメトキシシラン、シクロヘキシル−tert−ブチルジメトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルイソプロピルジメトキシシラン、フェニルイソブチルジメトキシシラン、フェニル−tert−ブチルジメトキシシラン、フェニルシクロペンチルジメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、tert−ブチルトリエトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、プロピルメチルジエトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジイソブチルジエトキシシラン、ジ−tert−ブチルジエトキシシラン、ブチルメチルジエトキシシラン、ブチルエチルジエトキシシラン、tert−ブチルメチルジエトキシシラン、ヘキシルメチルジエトキシシラン、ヘキシルエチルジエトキシシラン、ドデシルメチルジエトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、ジシクロヘキシルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルエチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、フェニルトリ−tert−ブトキシシラン、2−ノルボルナントリメトキシシラン、2−ノルボルナントリエトキシシラン、2−ノルボルナンメチルジメトキシシラン、トリメチルフェノキシシラン、メチルトリアリロキシシラン等を挙げることができる。
【0024】
ケイ酸アミドの例としては、一般式R11 nSi(N(R12R13)2)4-n(但し、R11は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状または脂環式のアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基であり,R12、R13は水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状または脂環式のアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基である。また、 R12、R13は同一でも異なっていてもよい。nは0≦n<4を満足する数字である。)で表されるケイ素化合物が挙げられる。好ましくはn=2のケイ素化合物であり、さらに好ましくは、R12、R13がアルキル基である。特に好ましくは、 R12、R13は直鎖状アルキル基である。
【0025】
具体例としては、メチルトリス(ジメチルアミノ)シラン、エチルトリス(ジメチルアミノ)シラン、ブチルトリス(ジメチルアミノ)シラン、イソブチルトリス(ジメチルアミノ)シラン、tert−ブチルトリス(ジメチルアミノ)シラン、イソプロピルトリス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルトリス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルトリス(ジメチルアミノ)シラン、ビニルトリス(ジメチルアミノ)シラン、ジメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、プロピルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジ−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ブチルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ブチルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、tert−ブチルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、イソブチルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、tert−ブチルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、ヘキシルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ヘキシルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ドデシルメチルビス(ジメチルアミノ)シシラン、ジシクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチル−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジシクロヘキシルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシル−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルシクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルフェニルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジフェニルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニル−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルシクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ビニルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、メチルトリス(ジエチルメチルアミノ)シラン、エチルトリス(ジエチルメチルアミノ)シラン、ブチルトリス(ジエチルメチルアミノ)シラン、イソブチルトリス(ジエチルメチルアミノ)シラン、tert−ブチルトリス(ジエチルメチルアミノ)シラン、イソプロピルトリス(ジエチルメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルトリス(ジエチルメチルアミノ)シラン、フェニルトリス(ジエチルメチルアミノ)シラン、ビニルトリス(ジエチルメチルアミノ)シラン、ジメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジエチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジプロピルビス(ジエチルアミノ)シラン、プロピルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジイソプロピルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジブチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジイソブチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジ−tert−ブチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ブチルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ブチルエチルビス(ジエチルアミノ)シラン、tert−ブチルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ヘキシルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ヘキシルエチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ドデシルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジシクロペンチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジシクロヘキシルビス(ジエチルアミノ)シラン、シクロヘキシルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、シクロヘキシルエチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジフェニルビス(ジエチルアミノ)シラン、フェニルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ビニルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、エチルトリス(ジイソプピルアミノ)シラン、ビニルトリス(ジブチルアミノ)シラン、フェニルトリス(ジ−tert−ブチルアミノ)シラン、2−ノルボルナントリス(ジメチルアミノ)シラン、2−ノルボルナントリス(ジエチルアミノ)シラン、2−ノルボルナンメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、トリメチル(ジフェニルアミノ)シラン、メチルトリス(ジアリルアミノ)シラン等を挙げることができる。
【0026】
これらの中で好ましくはジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、プロピルメチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、ブチルメチルジメトキシシラン、ブチルエチルジメトキシシラン、tert−ブチルメチルジメトキシシラン、イソブチルイソプロピルジメトキシシラン、tert−ブチルイソプロピルジメトキシシラン、ヘキシルメチルジメトキシシラン、ヘキシルエチルジメトキシシラン、ドデシルメチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シクロペンチルメチルジメトキシシラン、シクロペンチルエチルジメトキシシラン、シクロペンチルイソプロピルジメトキシシラン、シクロペンチルイソブチルジメトキシシラン、シクロペンチル−tert−ブチルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルイソプロピルジメトキシシラン、シクロヘキシルイソブチルジメトキシシラン、シクロヘキシル−tert−ブチルジメトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルイソプロピルジメトキシシラン、フェニルイソブチルジメトキシシラン、フェニル−tert−ブチルジメトキシシラン、フェニルシクロペンチルジメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、プロピルメチルジエトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジイソブチルジエトキシシラン、ジ−tert−ブチルジエトキシシラン、ブチルメチルジエトキシシラン、ブチルエチルジエトキシシラン、tert−ブチルメチルジエトキシシラン、ヘキシルメチルジエトキシシラン、ヘキシルエチルジエトキシシラン、ドデシルメチルジエトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、ジシクロヘキシルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルエチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、2−ノルボルナンメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン等のジアルコキシシラン類、ジメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、プロピルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジ−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ブチルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ブチルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、tert−ブチルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、イソブチルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、tert−ブチルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、ヘキシルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ヘキシルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ドデシルメチルビス(ジメチルアミノ)シシラン、ジシクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチル−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジシクロヘキシルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシル−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルシクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルフェニルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジフェニルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニル−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルシクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ビニルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジエチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジプロピルビス(ジエチルアミノ)シラン、プロピルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジイソプロピルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジブチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジイソブチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジ−tert−ブチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ブチルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ブチルエチルビス(ジエチルアミノ)シラン、tert−ブチルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ヘキシルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ヘキシルエチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ドデシルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジシクロペンチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジシクロヘキシルビス(ジエチルアミノ)シラン、シクロヘキシルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、シクロヘキシルエチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジフェニルビス(ジエチルアミノ)シラン、フェニルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ビニルメチルビス(ジエチルアミノ)シラン等のビスジアルキルアミノシラン類を挙げることができる。
【0027】
より好ましくはジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、プロピルメチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、ブチルメチルジメトキシシラン、ブチルエチルジメトキシシラン、tert−ブチルメチルジメトキシシラン、イソブチルイソプロピルジメトキシシラン、tert−ブチルイソプロピルジメトキシシラン、ヘキシルメチルジメトキシシラン、ヘキシルエチルジメトキシシラン、ドデシルメチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シクロペンチルメチルジメトキシシラン、シクロペンチルエチルジメトキシシラン、シクロペンチルイソプロピルジメトキシシラン、シクロペンチルイソブチルジメトキシシラン、シクロペンチル−tert−ブチルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルイソプロピルジメトキシシラン、シクロヘキシルイソブチルジメトキシシラン、シクロヘキシル−tert−ブチルジメトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルイソプロピルジメトキシシラン、フェニルイソブチルジメトキシシラン、フェニル−tert−ブチルジメトキシシラン、フェニルシクロペンチルジメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン等のジメトキシシラン類、ジメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、プロピルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジ−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ブチルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ブチルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、tert−ブチルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、イソブチルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、tert−ブチルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、ヘキシルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ヘキシルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ドデシルメチルビス(ジメチルアミノ)シシラン、ジシクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチルイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロペンチル−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジシクロヘキシルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルエチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシル−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルシクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、シクロヘキシルフェニルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジフェニルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルイソプロピルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルイソブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニル−tert−ブチルビス(ジメチルアミノ)シラン、フェニルシクロペンチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ビニルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン等のビス(ジメチルアミノ)シランを挙げることができる。
【0028】
(d)固体生成物
また、固体生成物(d)の合成反応は通常、全て窒素、アルゴン等の不活性気体雰囲気下で行われる。
有機マグネシウム化合物溶液(a)とハロゲン化ケイ素化合物(b)を有機マグネシウム化合物溶液(a)の溶媒とは異なる電子供与性化合物(c)の存在下に反応させ固体生成物(d)を得る方法としては、
・(a)及び(c)の混合物に(b)を添加する方法、
・(a)及び(b)の混合物に(c)を添加する方法、
・(b)及び(c)の混合物に(a)を添加する方法、
・(b)に(a)及び(c)の混合物を添加する方法
・(c)に(a)及び(b)の混合物を添加する方法
・(a)に(b)及び(c)の混合物を添加する方法
のいずれでもよい。このうち(b)及び(c)の混合物に(a)を添加する方法が触媒活性の点から好ましい。
【0029】
接触温度は、通常−50℃〜70℃、好ましくは−30℃〜50℃、特に好ましくは−25℃〜35℃の温度範囲である。接触温度が高いと粒子性状が悪化する。
【0030】
また、接触反応により固体生成物(d)を合成する際に、無機酸化物、有機ポリマー等の多孔質物質を共存させ、固体生成物を多孔質物質に含浸させることも可能である。かかる多孔質物質としては、細孔半径20〜200nmにおける細孔容積が0.3ml/g以上であり平均粒径が5〜300μmであるものが好ましい。
【0031】
多孔質無機酸化物としては、SiO2,Al2O3,MgO,TiO2,ZrO2,SiO2・Al2O3複合酸化物、MgO・Al2O3複合酸化物、MgO・SiO2・Al2O3複合酸化物などを挙げることができる。また、多孔質ポリマーとしては、ポリスチレン、スチレンージビニルベンゼン共重合体、スチレン−n、n’−アルキレンジメタクリルアミド共重合体、スチレン−エチレングリコールジメタクリル酸メチル共重合体、ポリアクリル酸エチル、アクリル酸メチル−ジビニルベンゼン共重合体、アクリル酸エチル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリエチレングリコールジメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリビニルピロリジン、ポリビニルピリジン、エチルビニルベンゼン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリエチレン、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、ポリプロピレン等に代表されるポリスチレン系、ポリアクリル酸エステル系、ポリアクリロニトリル系、ポリ塩化ビニル系、ポリオレフィン系のポリマーを挙げることができる。これらの多孔質物質のうち、SiO2,Al2O3,スチレン−ジビニルベンゼン共重合体が好ましく用いられる。
【0032】
固体生成物(d)の合成の際の電子供与性化合物(c)の使用量はマグネシウムに対する(c)のモル比で通常、(c)/Mg=0.0001〜1、好ましくは0.0005〜0.6、特に好ましくは0.001〜0.1の範囲である。さらに、有機マグネシウム化合物の使用量は、ハロゲン化ケイ素化合物(b)のケイ素原子とマグネシウム原子の原子比で通常、Si/Mg=0.1〜10、好ましくは0.2〜5.0、特に好ましくは0.5〜2.0の範囲である。
【0033】
(e)ハロゲン化チタン化合物
本発明で使用するハロゲン化チタン化合物とは、Tiのハロゲン化物である。特に、4価のチタンのハロゲン化合物が好ましく用いられる。このような4価のチタンのハロゲン化合物としては、一般式Ti(OR14)mX4-m(但し、R14は炭素数1〜20の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子であり、mは0≦m<4を満足する数字である。)で表されるハロゲン化チタン化合物を挙げることができる。
【0034】
このような化合物の具体例としては、四塩化チタン、四臭化チタン、四ヨウ化チタン等のテトラハロゲン化チタン、メトキシトリクロロチタン、エトキシトリクロロチタン、ブトキシトリクロロチタン、エトキシトリブロモチタン、イソブトキシトリブロモチタン等のトリハロゲン化アルコキシチタン、ジメトキシジクロロチタン、ジエトキシジクロロチタン、ジブトキシジクロロチタン、ジエトキシジブロモチタン等のジハロゲン化ジアルコキシチタン、トリメトキシクロロチタン、トリエトキシクロロチタン、トリブトキシクロロチタン、トリエトキシブロモチタン等のモノハロゲン化トリアルコキシチタン等を例示することができる。
【0035】
これらの中で好ましものは、テトラハロゲン化チタンであり、特に四塩化チタンが好ましい。これらのチタン化合物は単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0036】
(A)固体触媒成分
固体触媒成分(A)は、固体生成物(d)をハロゲン化チタン化合物(e)、任意成分として電子供与性化合物(f)で処理して得られる。
【0037】
このような電子供与性化合物(f)は電子供与性化合物(c)と同一でも異なっていても良い。具体例としては電子供与性化合物(c)と同様な化合物を例示することができる。これらの電子供与性化合物のうち好ましくはカルボン酸エステル類及びエーテル類が用いられる。特に好ましくは、芳香族カルボン酸エステルが望ましい。
【0038】
固体触媒成分(A)を、固体生成物(d)をハロゲン化チタン化合物(e)、電子供与性化合物(f)で処理して得る際の方法としては、
(1)(d),(e),(f)を同時に接触させる。
(2)(d),(e)を接触させた後、(f)を接触させる
(3)(d),(f)を接触させた後(e)を接触させる
(4)(e),(f)を接触させた後(d)を接触させる
等が挙げられ、反応順については特に制限はないが(3)の方法が好ましく、それぞれの接触処理を数回繰り返すことも可能である。また、接触時にこれらの化合物を適当な溶媒に溶解もしくは希釈して使用するのが好ましい。かかる溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカ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、シクロペンタン等の脂環式炭化水素、1,2−ジクロルエタン、モノクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素が使用できる。この中でも、芳香族炭化水素及びハロゲン化炭化水素が特に好ましい。さらに(d),(e),(f)を反応系に添加するときにジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル化合物を加えることも可能である。
【0039】
反応温度は、通常30〜150℃、好ましくは45〜135℃、特に好ましくは60〜120℃である。反応時間に特に制限は無いが、通常30分から6時間程度が好適である。
【0040】
上記方法で得られた固体触媒成分は、固液分離したのち、ヘキサン、ヘプタン等の不活性炭化水素溶媒で数回洗浄したのち重合に用いる。固液分離後、多量のモノクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒またはトルエン等の芳香族炭化水素溶媒で、50〜120℃の温度で1回以上洗浄し更にヘキサン等の脂肪族炭化水素溶媒で数回洗浄を繰り返したのち、重合に用いるのが触媒活性、立体規則性の点で好ましい。
【0041】
(B)有機アルミニウム化合物
本発明で使用する有機アルミニウム化合物は、少なくとも分子内に一個のAl−炭素結合を有するものである。代表的なものを一般式で下記に示す。
R15 rAlY3-r
R16R17Al−O−AlR18R19
(式中、R15〜R19は炭素数が1〜20個の炭化水素基、Yはハロゲン原子、水素原子またはアルコキシ基を表し、rは2≦r≦3で表される数字である。)有機アルミニウム化合物の具体例としては、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等のトリアルキルアルミニウム、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド等のジアルキルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムクロライド等のジアルキルアルミニウムハライド、トリエチルアルミニウムとジエチルアルミニウムクロライドの混合物のようなトリアルキルアルミニウムとジアルキルアルミニウムハライドの混合物、テトラエチルジアルモキサン、テトラブチルジアルモキサン等のアルキルアルモキサンが例示できる。
【0042】
これらの有機アルミニウム化合物のうち、トリアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウムとジアルキルアルミニウムハライドの混合物、アルキルアルモキサンが好ましく、とりわけトリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムとジエチルアルミニウムクロライドの混合物およびテトラエチルジアルモキサンが好ましい。
【0043】
(C)電子供与性化合物
本発明において重合時に用いる電子供与性化合物(C)としては、電子供与性化合物(c)と同様な化合物を例示することができる。
これらの電子供与性化合物のうち一般式R20R21Si(OR22)2で表される有機ケイ素化合物が電子供与性化合物(C)として特に好ましく用いられる。ここで式中、R20はSiに隣接する炭素が2級もしくは3級である炭素数3〜20の炭化水素基であり、具体的には、イソプロピル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−アミル基等の分岐鎖状アルキル基、シクロペンンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、シクロペンテニル基等のシクロアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基等が挙げられる。また式中、R21は炭素数1〜20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、ブチル基、ペンチル基等の直鎖状アルキル基、イソプロピル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−アミル基、等の分岐鎖状アルキル基、シクロペンンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、シクロペンテニル基等のシクロアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基等が挙げられる。さらに式中、R22は炭素数1〜20の炭化水素基であり、好ましくは炭素数1〜5の炭化水素基である。
【0044】
このような電子供与性化合物(C)として用いられる有機ケイ素化合物の具体例としては、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、tert−ブチルメチルジメトキシシラン、tert−ブチルエチルジメトキシシラン、tert−ブチル−n−プロピルジメトキシシラン、tert−ブチル−n−ブチルジメトキシシラン、tert−アミルメチルジメトキシシラン、tert−アミルエチルジメトキシシラン、tert−アミルnプロピルジメトキシシラン、tert−アミル−n−ブチルジメトキシシラン、イソブチルイソプロピルジメトキシシラン、tert−ブチルイソプロピルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シクロペンチルイソプロピルジメトキシシラン、シクロペンチルイソブチルジメトキシシラン、シクロペンチル−tert−ブチルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルイソプロピルジメトキシシラン、シクロヘキシルイソブチルジメトキシシラン、シクロヘキシル−tert−ブチルジメトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルイソプロピルジメトキシシラン、フェニルイソブチルジメトキシシラン、フェニル−tert−ブチルジメトキシシラン、フェニルシクロペンチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソブチルジエトキシシラン、ジ−tert−ブチルジエトキシシラン、tert−ブチルメチルジエトキシシラン、tert−ブチルエチルジエトキシシラン、tert−ブチル−n−プロピルジエトキシシラン、tert−ブチル−n−ブチルジエトキシシラン、tert−アミルメチルジエトキシシラン、tert−アミルエチルジエトキシシラン、tert−アミル−n−プロピルジエトキシシラン、tert−アミル−n−ブチルジエトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、ジシクロヘキシルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルエチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、2−ノルボルナンメチルジメトキシシラン等を挙げることができる。
【0045】
[オレフィンの重合方法]
本発明に適用できるα−オレフィンは、炭素数3以上のα−オレフィンであり、使用できるα−オレフィンの具体例としてはプロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、デセン−1、などの直鎖状モノオレフィン類、3−メチルブテン−1、3−メチルペンテン−1、4−メチルペンテン−1、などの分岐モノオレフィン類、ビニルシクロヘキサンなどが挙げられる。これらのα−オレフィンは1種類を用いてもよいし、あるいは、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらのα−オレフィンのうちでは、プロピレンまたはブテン−1を用いて単独重合を行うこと、あるいはプロピレンまたはブテン−1を主成分とする混合オレフィンを用いて共重合を行うことが好ましく、プロピレンを用いて単独重合を行うこと、あるいはプロピレンを主成分とする混合オレフィンを用いて共重合を行うことが特に好ましい。また、本発明における共重合に際しては、エチレン及び上記のα−オレフィンから選ばれる2種類または、それ以上の種類のオレフィンを混合して用いることができる。さらに、共役ジエンや非共役ジエンのような多不飽和結合を有する化合物を共重合に用いることも可能である。そして、重合を2段以上にして行うヘテロブロック共重合も容易に行うことができる。
【0046】
各触媒成分を重合槽に供給する方法としては、窒素、アルゴン等の不活性ガス中で水分のない状態で供給する以外は、特に制限すべき条件はない。
【0047】
固体触媒成分(A)、有機アルミニウム化合物(B)、および電子供与性化合物(C)は、個別に供給しても良いし、いずれか2者を予め接触させて供給しても良い。
【0048】
本発明においては、前記の触媒存在下にオレフィンの重合を行うことが可能であるが、このような重合(本重合)の実施前に以下に述べる予備重合を行ってもかまわない。
【0049】
予備重合は、固体触媒成分(A)および有機アルミニウム化合物(B)の存在下、少量のオレフィンを供給して実施され、スラリー状態で行うのが好ましい。スラリー化するのに用いる溶媒としては、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンのような不活性炭化水素を挙げることができる。また、スラリー化するに際し、不活性炭化水素溶媒の一部または全部に変えて液状のオレフィンを用いることができる。
【0050】
予備重合時の有機アルミニウム化合物の使用量は、固体触媒成分中のチタン原子1モル当たり、0.5〜700モルのごとく広範囲に選ぶことができるが、0.8〜500モルが好ましく、1〜200モルが特に好ましい。
【0051】
また、予備重合されるオレフィンの量は、固体触媒成分1g当たり通常0.01〜1000g、好ましくは0.05〜500g、特に好ましくは0.1〜200gである。
【0052】
予備重合を行う際のスラリー濃度は、1〜500g−固体触媒成分/リットル−溶媒が好ましく、特に3〜300g−固体触媒成分/リットル−溶媒が好ましい。予備重合温度は、−20〜100℃が好ましく、特に0〜80℃が好ましい。また、予備重合中の気相部でのオレフィンの分圧は、0.01〜20kg/cm2が好ましく、特に0.1〜10kg/cm2が好ましいが、予備重合の圧力、温度において液状であるオレフィンについては、この限りではない。さらに、予備重合時間に特に制限はないが、通常2分から15時間が好適である。
【0053】
予備重合を実施する際、固体触媒成分(A)、有機アルミニウム化合物(B)、オレフィンを供給する方法としては、固体触媒成分(A)と有機アルミニウム化合物(B)を接触させておいた後オレフィンを供給する方法、固体触媒成分(A)とオレフィンを接触させておいた後有機アルミニウム化合物(B)を供給する方法などのいずれの方法を用いても良い。また、オレフィンの供給方法としては、重合槽内が所定の圧力になるように保持しながら順次オレフィンを供給する方法、或いは所定のオレフィン量を最初にすべて供給する方法のいずれの方法を用いても良い。また、得られる重合体の分子量を調節するために水素等の連鎖移動剤を添加することも可能である。
【0054】
さらに、有機アルミニウム化合物(B)の存在下、固体触媒成分(A)を少量のオレフィンで予備重合するに際し、必要に応じて電子供与性化合物(C)を共存させても良い。使用される電子供与性化合物は、上記の電子供与性化合物(C)の一部または、全部である。その使用量は、固体触媒成分(A)中に含まれるチタン原子1モルに対し、通常0.01〜400モル、好ましくは0.02〜200モル、特に好ましくは、0.03〜100モルであり、有機アルミニウム化合物(B)に対し、通常0.003〜5モル、好ましくは0.005〜3モル、特に好ましくは0.01〜2モルである。
【0055】
予備重合の際の電子供与性化合物(C)の供給方法に特に制限なく、有機アルミニウム化合物(A)と別個に供給しても良いし、予め接触させて供給しても良い。また、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異なっていても良い。
【0056】
上記のように予備重合を行った後、あるいは、予備重合を行うことなく、前述の固体触媒成分(A)、有機アルミニウム化合物(B)および電子供与性化合物(C)からなるα−オレフィン重合用触媒の存在下に、α−オレフィンの本重合を行うことができる。
【0057】
本重合時の有機アルミニウム化合物の使用量は、固体触媒成分(A)中のチタン原子1モル当たり、1〜1000モルのごとく広範囲に選ぶことができるが、特に5〜600モルの範囲が好ましい。
【0058】
また、本重合時に使用される電子供与性化合物(C)は、固体触媒成分(A)中に含まれるチタン原子1モルに対し、通常0.1〜2000モル、好ましくは0.3〜1000モル、特に好ましくは、0.5〜800モルであり、有機アルミニウム化合物に対し、通常0.001〜5モル、好ましくは0.005〜3モル、特に好ましくは0.01〜1モルである。
【0059】
本重合は、通常−30〜300℃までにわたって実施することができるが、20〜180℃が好ましい。重合圧力に関しては特に制限は無いが、工業的かつ経済的であるという点で、一般に、常圧〜100kg/cm2、好ましくは2〜50kg/cm2程度の圧力が採用される。重合形式としては、バッチ式、連続式いずれでも可能である。また、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンの如き不活性炭化水素溶媒によるスラリー重合もしくは溶液重合、重合温度において液状のオレフィンを媒体としたバルク重合または気相重合も可能である。
【0060】
本重合時には重合体の分子量を調節するために水素等の連鎖移動剤を添加することも可能である。
【0061】
【実施例】
以下、実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例によって特に限定をうけるものではない。なお実施例中、重合体の各種物性の評価方法は、次のとうりである。
【0062】
(1)20℃キシレン可溶部(以下CXSと略す):1gの重合パウダーを200mlの沸騰キシレンに溶解したのち、50℃まで徐冷し、次いで氷水に浸し撹拌しながら20℃まで冷却し、20℃で3時間放置したのち、析出したポリマーを濾別する。濾液からキシレンを蒸発させ、60℃で減圧乾燥して20℃のキシレンに可溶なポリマーを回収する。
【0063】
(2)極限粘度(以下[η]と略す):テトラリン溶媒、135℃で測定した。
【0064】
実施例1
(1)固体生成物の合成
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた200mlのフラスコを窒素で置換したのち、四塩化ケイ素 40ml、フタル酸ジイソブチル 0.45ml(1.7ミリモル)を投入し撹拌しながら5℃に冷却した。フラスコに装着した滴下ロートにn−ブチルマグネシウムクロライドのジ−n−ブチルエーテル溶液(有機合成薬品社製、n−ブチルマグネシウムクロライド濃度2.1mmol/ml)167mlを投入し3.5時間かけて徐々に滴下した。滴下後、5℃でさらに1時間攪拌した後、30℃に昇温し1時間撹拌した。反応終了後、室温まで冷却し固液分離した後、n−ヘキサン100mlで3回洗浄し、さらに減圧乾燥して固体生成物49.31gを得た。
【0065】
(2)固体触媒成分(A)の合成
撹拌機、温度計、環流管を備えた200mlのフラスコを窒素で置換したのち、上記固体生成物 6.23g、トルエン 31.1mlを投入し、105℃まで昇温し30分撹拌した。ついでフタル酸ジイソブチル 4.2mlを加え、105℃で30分反応を行った。反応後、同温度で固液分離し、トルエン 31mlで2回洗浄を行った。
洗浄後、トルエン 7.8ml、フタル酸ジイソブチル 0.35ml、ジ−n−ブチルエーテル 0.62ml、四塩化チタン 12.5mlを加え105℃で3時間反応を行った。反応終了後、同温度で固液分離した後、同温度でトルエン 31mlで2回洗浄を行った。ついで、トルエン 7.8ml、ジ−n−ブチルエーテル 0.62ml、四塩化チタン 6.2mlを加え105℃で1時間反応を行った。反応終了後、同温度で固液分離した後、同温度でトルエン 31mlで3回洗浄を行ったのちn−ヘキサン 31mlで3回洗浄し、減圧乾燥して固体触媒成分5.72gを得た。
固体触媒成分中には、チタン原子が2.97重量%、フタル酸エステルが19.28重量%含まれていた。
【0066】
(3)プロピレンの重合
3リットルのかき混ぜ式ステンレス製オートクレーブをアルゴン置換し、(B)成分としてトリエチルアルミニウム 2.6ミリモル、(C)成分としてシクロヘキシルエチルジメトキシシラン 0.26ミリモル及び(A)成分として上記(a)で合成した固体触媒成分 9.4mgを仕込み、0.33kg/cm2の分圧に相当する水素を加えた。次いで780gの液化プロピレンを仕込み、オートクレーブの温度を80℃に昇温し、80℃で1時間重合を行った。重合終了後未反応モノマーをパージした。生成した重合体を60℃で2時間減圧乾燥し、114gのポリプロピレンパウダーを得た。
【0067】
従って、固体触媒成分1g当たりのポリプロピレンの収量(以下、PP/Catと略す)は、PP/Cat=12,100(g/g)であった。また、全重合体収量に占める20℃キシレンに可溶な成分の割合はCXS=0.73(wt%)、重合体の極限粘度は[η]=1.97、嵩密度は0.434(g/ml)であった。
【0068】
比較例1
実施例1(1)においてフタル酸ジイソブチルを用いなかった以外は、実施例1と同様に固体触媒成分の合成、プロピレンの重合を行った。固体触媒成分1g当たりのポリプロピレンの収量は、PP/Cat=10,700(g/g)と低く、また、全重合体収量に占める20℃キシレンに可溶な成分の割合はCXS=1.1(wt%)と高かった。
【0069】
実施例2
実施例1(1)においてフタル酸ジイソブチル 0.45mlの代わりに2,2−ジイソブチル−1,3−ジメトキシプロパン 0.40gを用いた以外は実施例1と同様に固体触媒成分の合成、プロピレンの重合を行った。結果を表1に示した。
【0070】
実施例3
実施例1(1)においてフタル酸ジイソブチル 0.45mlの代わりにシクロヘキシルエチルジメトキシシラン 0.41gを用いた以外は実施例1と同様に固体触媒成分の合成、プロピレンの重合を行った。結果を表1に示した。
【0071】
実施例4
実施例1(1)においてフタル酸ジイソブチル 0.45mlの代わりにシクロヘキシルエチルジメトキシシラン 2.04gとした以外は実施例1と同様に固体触媒成分の合成、プロピレンの重合を行った。結果を表1に示した。
【0072】
実施例5
実施例1(1)においてフタル酸ジイソブチル 0.45mlの代わりにt−ブチル−n−プロピルジメトキシシラン 0.34gを用いた以外は実施例1と同様に固体触媒成分の合成、プロピレンの重合を行った。結果を表1に示した。
【0073】
実施例6
実施例1(1)においてフタル酸ジイソブチル 0.45mlの代わりにジメチルジメトキシシラン 0.25gを用いた以外は実施例1と同様に固体触媒成分の合成、プロピレンの重合を行った。結果を表1に示した。
【0074】
実施例7
実施例1(1)においてフタル酸ジイソブチル 0.45mlの代わりにジシクロペンチルジメトキシシラン 0.45gを用いた以外は実施例1と同様に固体触媒成分の合成、プロピレンの重合を行った。結果を表1に示した。
【0075】
実施例8
実施例1(1)においてフタル酸ジイソブチル 0.45mlの代わりにジフェニルビス(ジメチルアミノ)シラン 0.42gを用いた以外は実施例1と同様に固体触媒成分の合成、プロピレンの重合を行った。結果を表1に示した。
【0076】
【表1】
【0077】
【発明の効果】
以上に述べたとおり、本発明によれば、活性と立体規則性重合能のバランスの良いα−オレフィン重合用触媒が提供され、高品質の高立体規則性α−オレフィン重合体の製造方法が提供される。
【0078】
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1図は、本発明の理解を助けるためのフローチャート図である。本フローチャート図は、本発明の実施態様の代表例であり、本発明は、何らこれに限定されるものではない。
Claims (6)
- (A)(a)有機マグネシウム化合物溶液と(b)ハロゲン化ケイ素化合物を有機マグネシウム化合物溶液(a)の溶媒とは異なる(c)カルボン酸エステル類、ジエーテル類、ケイ酸エステル類、ケイ酸アミド類からなる群から選ばれる電子供与性化合物の存在下に反応させることによって得られる(d)固体生成物を、(e)ハロゲン化チタン化合物で処理することにより得られる固体触媒成分、
(B)有機アルミニウム化合物、および
(C)電子供与性化合物
よりなることを特徴とするα−オレフィン重合用触媒。 - 有機マグネシウム化合物溶液(a)が一般式R1MgX(R1は炭素数が1〜8のアルキル基、アリール基、アルケニル基、Xはハロゲン原子を表す)で表される有機マグネシウム化合物の溶液であることを特徴とする請求項1記載のα−オレフィン重合用触媒。
- ハロゲン化ケイ素化合物(b)が、一般式R2 nSiXn-4(R2は炭素数が1〜8のアルキル基、アリール基、アルケニル基、Xはハロゲン原子を表し、nは0≦n<4を満足する数字である。)で表されるハロゲン化ケイ素化合物であることを特徴とする請求項1記載のα−オレフィン重合用触媒。
- 有機マグネシウム化合物溶液(a)の溶媒がエーテル化合物であることを特徴とする請求項1記載のα−オレフィン重合用触媒。
- ハロゲン化チタン化合物(e)が、一般式Ti(OR3)mX4-m(但し、R3は炭素数1〜20の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子であり、mは0≦m<4を満足する数字である。)で表されるハロゲン化チタン化合物であることを特徴とする請求項1記載のα−オレフィン重合用触媒。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のα−オレフィン重合用触媒を用いてα−オレフィンを単独または共重合することを特徴とするα−オレフィン重合体の製造方法。
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