JP4374627B2 - プロピレン系重合体組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なプロピレン系重合体組成物に関する。詳しくは、本発明は、熱加工特性に優れたプロピレン系重合体組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ポリプロピレン等のプロピレン系樹脂材料は成形性、剛性に優れ、またリサイクル性や耐熱性に優れていることから、各種成形加工に供され、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン等の他の樹脂と同様に自動車、家電製品、産業資材等の各種用途に広く利用されている。かかる樹脂材料は通常、射出成形、押出成形、ブロー成形等によって加工され、これらの用途に利用される。
【0003】
しかしながら、従来のチーグラー触媒で得られるポリプロピレンは、加工時に焼けやMFR上昇などの熱酸化劣化を生じることがあった。最近、これらの問題を解決する手段として、メタロセン系触媒を用いて製造されるポリプロピレンも開発されているが、ポリマー構造とそれに応じた添加剤の配合設計が十分になされておらず、上記問題を解決した満足できる材料は得られていなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、加工特性に優れたプロピレン系重合体組成物を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような事情に鑑み、ポリプロピレンの熱加工特性を改良すべく鋭意検討した結果、特定のポリマー構造を有するポリプロピレンに特定の添加剤を配合することによって、焼けやMFR上昇が制御された熱加工特性に優れるプロピレン系重合体組成物が得られることを見出し、本発明に到達した。
【0006】
すなわち、本発明は、以下に示すブロック(a)及びブロック(b)から実質的に構成され、且つメルトフローレートが0.1〜200g/10分であって、下記必須成分(A)及び(B)と任意成分(C)を含有するα−オレフィン重合用触媒を用いて得られるプロピレンブロック共重合体100重量部に対し、(イ)融点が50℃以上である芳香族リン酸エステル化合物;0.001〜1重量部及び(ロ)ヒンダードフェノール系化合物;0.001〜1重量部を含有してなることを特徴とする、プロピレン系重合体組成物を提供する。
α−オレフィン重合用触媒:
(A)ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1,1’−{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ハフニウムジクロリド、及びジメチルシリレンビス[1,1’−{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウムジクロリドからなる群から選択される遷移金属化合物
(B)アルミニウムオキシ化合物、成分(A)と反応して該成分(A)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物、ルイス酸、珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物、及び無機珪酸塩からなる群から選ばれる1種以上の化合物
(C)有機アルミニウム化合物
【0007】
ブロック(a):プロピレン単独重合体、又はプロピレンとエチレン及びC4〜C20のα−オレフィンからなる群から選ばれる共重合モノマーとのランダム共重合体からなり、前記共重合モノマーの含有量が10モル%以下であり、且つアイソタクティックペンタッド連鎖の分率が95%以上である重合体ブロック。
【0008】
ブロック(b):プロピレンと、エチレン及びC4〜C20のα−オレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1種の共重合モノマーとのランダム共重合体からなり、前記共重合モノマーの含有量が10〜80モル%であって、かつ該共重合モノマーについてのブロック平均連鎖長と総平均連鎖長とが以下の式(I)で表される関係にある重合体ブロック。
【0009】
[数2]
nb≦n+1.2 ・・・(I)
【0010】
(ここで、nbは前記共重合モノマーのブロック平均連鎖長を表し、nは前記共重合モノマーの総平均連鎖長を表す。)
【0011】
また、本発明は、前記ブロック(a)の重量平均分子量(Mw)が1万〜100万、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が6以下、かつ1,3−不整結合の割合が0.02〜3%であることを特徴とする前記プロピレン系重合体組成物を提供する。
【0012】
また、本発明は、前記プロピレンブロック共重合体のメルトフローレートが4〜200g/10分である前記プロピレン系重合体組成物を提供する。
【0013】
本発明においては、ある共重合モノマーに関して、そのブロック平均連鎖長と総平均連鎖長が特定の関係を満足するランダム共重合体を重合体ブロックとして含むプロピレンブロック共重合体に特定の酸化防止剤を配合することによって、熱加工特性に優れた成形材料を得ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明のプロピレン系重合体組成物は、プロピレンブロック共重合体と前記共重合体への配合成分とからなる。
【0015】
(1)プロピレンブロック共重合体
本発明で用いられるプロピレンブロック共重合体は、以下に示すブロック(a)及びブロック(b)から実質的に構成されている。
【0016】
ここで、本発明の「ブロック(a)およびブロック(b)から実質的に構成されているプロピレンブロック共重合体」には、前記ブロック共重合体の単位重合体鎖上にブロック(a)およびブロック(b)がそれぞれ少なくとも1ブロックずつ存在する場合(すなわち、真の「ブロック共重合体」)の他に、各ブロックを生成する重合工程を継続して実施することによって生じうる両ブロックの物理的混合物である場合も含まれる。また、本発明のプロピレンブロック共重合体は、両ブロック以外の第三ブロック又は第三成分とのブロック重合物若しくは物理的混合物を排除するものではない。
【0017】
本発明のプロピレンブロック共重合体の好ましい例としては、ブロック共重合体の単位重合体鎖上に両ブロックがそれぞれ一つ存在するものであって、一般的には2段重合において先ず前段でブロック(a)を生成させ、継続して後段でブロック(b)を生成させることによって得られるものが挙げられる。
【0018】
(i)ブロック(a)
ブロック(a)は、プロピレン単独重合体、又はプロピレンとエチレン及びC4〜C20のα−オレフィンからなる群から選ばれる共重合モノマーとのランダム共重合体からなる重合体ブロックである。ランダム共重合体におけるC4〜C20のα−オレフィンとしては、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、3−メチル−ブテン−1、4−メチルペンテン−1等を挙げることができる。好ましい共重合モノマーとしてはエチレンが挙げられる。
【0019】
ブロック(a)の全構成単位中の、前記共重合モノマー単位の割合(共重合モノマーの含有量)は、10モル%以下、好ましくは0〜5モル%である。ブロック(a)の共重合組成が上記範囲を外れると剛性が不十分となる。
【0020】
また、ブロック(a)のメルトフローレート(以下、「MFR」と略す)は、好ましくは4〜200g/l0分である。なお、本発明におけるMFR値は、JIS−K7210(230℃、2.16kg荷重)に準じて測定される値である。
【0021】
前記ブロック(a)は、好ましくは重量平均分子量(Mw)が1万〜100万、より好ましくは5万〜80万、さらに好ましくは10万〜40万である。重量平均分子量が低すぎると機械的強度が低下する一方、高すぎると熱可塑性成形にあたって溶融粘度が上昇し成形が自由にできなくなる場合がある。重量平均分子量は、GPCにより測定する。
【0022】
さらに好ましくは、分子量分布の指標である重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が6以下である。分子量分布が広すぎると、本発明にいう特徴的な分散形態が実現しないことがある。
【0023】
また、ブロック(a)は、13C−NMRスペクトル解析により定法に従って決定される立体規則性の指標であるアイソタクティックペンタッド連鎖(mmmm)の分率(メソペンタッド分率)が95%以上、好ましくは97%以上であり、かつ1,3−不整結合の割合が0.02〜3%であるのが好ましい。立体規則性が低いと融点が低下し、耐熟牲が低下する傾向にある。製造法によっては、平均値である(mmmm)は高い値であっても、少量のアタクティックポリマー成分が存在する場合がある。沸騰へプタン可溶分で定義されるアタクティックポリマー成分は5%以下、より好ましくは3%以下、さらに好ましくは1%以下である。
【0024】
メソペンタッド分率は、NMRスペクトルに基づいて公知の方法により評価される(Randall J.C. ジャーナル・オブ・ポリマーサイエンス,12,703 1974)。また、1,3一不整結合の定量は、A.ZambelliのMacromolecules(21(3) 617 1988)に従ってピークを帰属し、−CH2−、−CH−の炭素の総和からモル%を算出する。
【0025】
(ii)ブロック(b)
ブロック(b)は、プロピレンと、エチレン及びC4〜C20のα−オレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1種の共重合モノマーとのランダム共重合体からなる重合体ブロックである。ランダム共重合体におけるC4〜C20のα−オレフィンとしては、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、3−メチル−ブテン−1、4−メチルペンテン−1等を挙げることができる。共重合モノマーは、エチレンと前記α−オレフィンとからなる群から少なくとも1種選ばれる。2種以上の共重合モノマーがランダム共重合体に構成単位として含まれていてもよい。好ましい共重合モノマーとしてはエチレンが挙げられる。
【0026】
ブロック(b)においては、前記共重合モノマーの含有量が10〜80モル%、好ましくは25〜75モル%である。すなわち、前記共重合モノマーが、その構成単位として、ブロック(b)の全構成単位に対し10〜80モル%、好ましくは25〜75モル%含有される。共重合モノマーが2種以上あるときは、全共重合モノマーの含有量が合計で10〜80モル%となるようにする。
【0027】
また、前記共重合モノマーについて、その総平均連鎖長をn、ブロック(b)の平均連鎖長をnbとすると、nbとnとが以下の式(I)で表される関係を満たす必要がある。
【0028】
[数3]
nb≦n+1.2 ・・・(I)
【0029】
ここで、nbは前記共重合モノマーのブロック平均連鎖長、すなわちブロック(b)中において、前記共重合モノマーが2個以上連なった連鎖(共重合モノマーのブロック)を形成する場合の、該連鎖(ブロック)に関する平均連鎖長である。nは前記共重合モノマーの総平均連鎖長、すなわちブロック(b)中において、前記共重合モノマー1個のみからなる連鎖(連鎖長=1)も含めた全連鎖に関する平均連鎖長である。なお、共重合モノマーが2種以上あるときは、少なくとも1種の共重合モノマーが上記関係を満たせばよい。
【0030】
ブロック(b)のMFRは、プロピレンブロック共重合体全体のMFRが所定範囲の値を保てる限り任意であるが、好ましくは0.01〜3g/10分である。
【0031】
ブロック(b)の平均連鎖長に関する上記式が満足されない場合、流動性や耐衝撃性が不十分となり、好ましくない。
ランダム共重合体の共重合組成や上記各種の平均連鎖長等は、13C−NMRを用いて決定される。以下に、典型的なプロピレンブロック共重合体である、ブロック(a)がポリプロピレン単独重合体でブロック(b)がエチレンとプロピレンのランダム共重合体である場合を例にとってその決定法を説明する。
【0032】
13C−NMRスペクトルの測定については、定量的な信頼性が確保できる範囲でいくつかの手法を利用することができる。例えば、測定すべきサンプルを120℃のオルトジクロルベンゼンに溶解してオルトジクロルベンゼン溶液とし、緩和時間(T1)の10倍の待ち時間をとってゲーテッドデカップリング法で測定することができる。ブロック(b)の各種平均連鎖長は文献(G.J.Ray, P.E.Johnson and J.R.Knox, Macromolecules 10, 773(1977)、又はT.Usami, Y.Gotoh, H.Umemoto and S.Takayama, J.Appl.Polym.Sci.:Appl.Polym.Symp. 52, 145(1993))に記載されたような種々のメチレン炭素の表記法を用い、各NMRシグナルの積分強度をIで表すと、以下のように決定することができる。なお、下記数式(数6)におけるnは総エチレン平均連鎖長であり、nbはブロックエチレン平均連鎖長である。
【0033】
【数4】
・[総エチレン強度]=[Iββ+Iβδ++Iγγ+Iγδ++Iδ+δ++(Iαγ+Iαδ+)/2]/2
・n=2[総エチレン強度]/(Iαγ+Iαδ+)
・[ブロックエチレン]=[Iβδ++Iγγ+Iγδ++Iδ+δ++Iαδ+/2]/2
【0034】
(iii)ブロック共重合体
本発明で用いられるプロピレンブロック共重合体は、前記ブロック(a)とブロック(b)とから実質的に構成され、そのブロック共重合体中におけるブロック(a)とブロック(b)との好ましい割合は、(a):(b)=50〜95:50〜5(重量比)、より好ましくは(a):(b)=70〜95:30〜5重量比)である。
【0035】
また、前記プロピレンブロック共重合体は、全体のMFRが0.1〜200g/10分、好ましくは4〜200g/10分である。MFRが上記範囲未満では流動性が低く成形性が劣り、またブロック(b)の分散性も悪化するため好ましくない。一方、MFRが上記範囲を超えると耐衝撃性が不十分となる。
【0036】
なお、本発明におけるMFR値は、JIS−K7210(230℃、2.16kg荷重)に準じて測定された値である。また、2段重合によってプロピレンブロック共重合体を得る場合、後段で生成されるブロックのMFR(後段MFR)は、プロピレンブロック共重合体のMFR(ブロック共重合体MFR)と前段で生成されるブロックのMFR(前段MFR)と各段の重合割合(重量比)とから、次の式により求めることができる。
【0037】
【数5】
log(ブロック共重合体MFR)−(前段重合割合)×log(前段MFR)
=(後段重合割合)x log(後段MFR)
【0038】
(iv)プロピレンブロック共重合体の製造方法
本発明で用いられる上述したプロピレンブロック共重合体の製造方法は、本発明で規定する物性を有する所定のブロック共重合体が得られる限り特に制限はなく、任意の方法を採用することができる。以下に、本発明のプロピレンブロック共重合体の代表的製造法について示す。
【0039】
本発明のプロピレンブロック共重合体は、特定の触媒系の存在下に、少なくとも2段階の重合工程(以下、1段目の重合工程を前段重合と、また2段目の重合工程を後段重合ということがある)を実施することにより製造することができる。
【0040】
[触媒]
本発明で使用する触媒は、次の必須成分(A)及び(B)と任意成分(C)を含有することを特徴とするα−オレフィン重合用触媒である。
(A)下記一般式[1]で表される遷移金属化合物。
(B)アルミニウムオキシ化合物、成分(A)と反応して該成分(A)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物、ルイス酸、珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物、及び無機珪酸塩からなる群から選ばれる1種以上の化合物。
(C)有機アルミニウム化合物。
【0041】
【化1】
【0042】
ここで、式[1]中、A及びA’は共役五員環配位子を示し、Qは2つの共役五員環配位子を任意の位置で架橋する結合性基を示し、Mは周期律表4〜6族から選ばれる金属原子を示し、X及びYは水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、アミノ基、リン含有炭化水素基又はケイ素含有炭化水素基を示す。なお、A及びA’は同一化合物内において相互に同一であっても異なっていてもよい。
【0043】
成分(A):
上記一般式[1]で表される遷移金属化合物における共役五員環配位子(A及びA’)の具体例としては、共役炭素五員環配位子、即ちシクロペンタジエニル基を挙げることができる。シクロペンタジエニル基は水素原子を4個有するもの(架橋部の炭素原子を除く全ての炭素原子の結合部位に水素原子を有するもの:C5H4−)であってもよく、また、その誘導体、すなわち前記水素原子のいくつかが置換基で置換されているものであってもよい。
【0044】
この置換基の例としては、炭素数1〜20、好ましくは1〜12の炭化水素基が挙げられる。この炭化水素基は一価の基としてシクロペンタジエニル基と結合していても、またこれが複数存在するときにそのうちの2個がそれぞれ他端(ω−端)で結合してシクロペンタジエニル基の一部と共に環を形成していてもよい。
【0045】
後者の例としては、2個の置換基がそれぞれのω−端で結合して該シクロペンタジエニル基中の隣接した2個の炭素原子を共有して縮合六員環を形成しているもの、すなわちインデニル基、テトラヒドロインデニル基又はフルオレニル基が挙げられる。また、2個の置換基がそれぞれのω-端で結合して該シクロペンタジエニル基中の隣接した2個の炭素原子を共有して縮合七員環を形成しているもの、すなわち、アズレニル基、テトラヒドロアズレニル基があげられる。
【0046】
すなわち、A及びA’で示される共役五員環配位子の具体例としては、置換又は非置換のシクロペンタジエニル基、インデニル基、フルオレニル基、アズレニル基等が挙げられる。
【0047】
シクロペンタジエニル基等の共役五員環配位子上の置換基としては、前述の炭素数1〜20、好ましくは1〜12の炭化水素基に加え、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子基、C1〜C12のアルコキシ基、例えば−Si(R1)(R2)(R3)で示される炭素数1〜24のケイ素含有炭化水素基、−P(R1)(R2)で示される炭素数1〜18のリン含有炭化水素基、−N(R1)(R2)で示される炭素数1〜18の窒素含有炭化水素基、又は−B(R1)(R2)で示される炭素数1〜18のホウ素含有炭化水素基、あるいはハロゲン、酸素、窒素、燐、硫黄、硼素、珪素を含有する炭素数1〜20、好ましくは1〜12の炭化水素基、が挙げられる。
【0048】
これらの置換基が複数ある場合、それぞれの置換基は同一であっても異なっていてもよい。また、上述のR1〜R3 は同一でも異なっていてもよく、水素原子、あるいはC1〜C20のアルキル基、アルケニル基、アリール基等を示す。またこれらは連結して環状置換基を形成していても良い。
【0049】
Qは二つの共役五員配位子間を任意の位置で架橋する結合性基を表す。Qの具体例としては、
(イ)メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、フェニルメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、シクロヘキシレン基等の炭素数1〜20のアルキレン基類、
(ロ)シリレン基、ジメチルシリレン基、フェニルメチルシリレン基、ジフェニルシリレン基、ジシリレン基、テトラメチルジシリレン基等のシリレン基類、(ハ)ゲルマニウム、リン、窒素、ホウ素あるいはアルミニウムを含む炭化水素基、さらに具体的には、(CH3)2Ge、(C6H5)2Ge、(CH3)P、(C6H5)P、(C4H9)N、(C6H5)N、(CH3)B、(C4H9)B、(C6H5)B、(C6H5)Al、(CH3O)Alで示される基、
等である。このうち、好ましいものはアルキレン基類、シリレン基類、及びゲルミレン基類である。
【0050】
Mは、周期律表4〜6族から選ばれる金属原子、好ましくは周期律表4族金属原子、具体的にはチタン、ジルコニウム及びハフニウム等である。特にはジルコニウム及びハフニウムが好ましい。
【0051】
X及びYは、各々水素、ハロゲン原子、炭素数1〜20、好ましくは1〜10の炭化水素基、炭素数1〜20、好ましくは1〜10のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜20、好ましくは1〜10を含有する窒素含有炭化水素基、ジフェニルホスフィン基等の炭素数1〜20、好ましくは1〜12のリン含有炭化水素基、又はトリメチルシリル基、ビス(トリメチルシリル)メチル基等の炭素数1〜20、好ましくは1〜12のケイ素含有炭化水素基である。XとYとは同一でも異なってもよい。これらのうちハロゲン原子、炭素数1〜8の炭化水素基、及び炭素数1〜12の窒素含有炭化水素基が好ましい。
【0052】
本発明によるオレフィン重合用触媒において、成分(A)として一般式[1]で表される化合物のうち、好ましいものは以下の置換基を有するものである。
・A、A’=シクロペンタジエニル、n−ブチル−シクロペンタジエニル、インデニル、2−メチル−インデニル、2−メチル−4−フェニルインデニル、テトラヒドロインデニル、2−メチル−テトラヒドロインデニル、2−メチルベンゾインデニル、2,4−ジメチルアズレニル、2−メチル−4−フェニルアズレニル、2−メチル−4−ナフチルアズレニル、2−エチル−4−ナフチルアズレニル、2−エチル−4−フェニルアズレニル、2−メチル−4−(4ークロロフェニル)アズレニル。
・Q=エチレン、ジメチルシリレン、イソプロピリデン。
・M=4族遷移金属。
・X、Y=塩素、メチル、フェニル、ベンジル、ジエチルアミノ。
【0053】
特に好ましいのは、A、A’=2,4−ジメチルアズレニル、2−メチル−4−フェニルアズレニル、2−メチル−4−ナフチルアズレニル、2−エチル−4−ナフチルアズレニル、2−エチル−4−フェニルアズレニル、2−イソプロピル−4−ナフチルアズレニル、2−メチル−4−(4ークロロフェニル)アズレニルを有するものである。
【0054】
遷移金属化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。Q=アルキレン基のものとしては例えば
(1)メチレンビス(2−メチル、4−フェニル、4ーヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(2)エチレンビス(2−メチル、4−フェニル、4ーヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(3)エチレンビス(2−メチル、4−フェニル、4ーヒドロアズレニル)ジロコニウムハイドライドモノクロリド、
(4)エチレンビス(2−メチル、4−フェニル、4ーヒドロアズレニル)メチルジルコニウムモノクロリド、
(5)エチレンビス(2−メチル、4−フェニル、4ーヒドロアズレニル)ジルコニウムモノメトキシドモノクロリド、
(6)エチレンビス(2−メチル、4−フェニル、4ーヒドロアズレニル)ジルコニウムジエトキシド、
(7)エチレンビス(2−メチル、4−フェニル、4ーヒドロアズレニル)ジルコニウムジメチル、
(8)エチレンビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
(9)エチレンビス(2−メチル、4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、
(10)エチレンビス(2−エチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
【0055】
(11)エチレンビス(2,4−ジメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
(12)エチレン(2,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,5’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
(13)エチレン(2−メチル−4−t−ブチルシクロペンタジエニル)(3’−t−ブチル−5’−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
(14)エチレン(2,3,5−トリメチルシクロペンタジエニル)(2’,4’,5’−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
(15)エチレン−1,2−ビス(4−インデニル)ジルコニウムジクロリド、
(16)エチレン−1,2−ビス〔4−(2,7−ジメチルインデニル)〕ジルコニウムジクロリド、
(17)エチレンビス(4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
(18)エチレンビス〔1,1´−(4−ヒドロアズレニル)〕ジルコニウムジクロリド
(19)エチレンビス〔1,1´−(2−エチル、4−フェニル、4ーヒドロアズレニル)〕ジルコニウムジクロリド
(20)エチレンビス〔1,1´−(2−メチル、4−(4ークロロフェニル)、4ーヒドロアズレニル)〕ジルコニウムジクロリド
【0056】
(21)エチレンビス(9−ビシクロ[8.3.0]トリデカ−2−メチルペンタエニル)ジルコニウムジクロリド
(22)エチレン(1−インデニル)〔1−(4−ヒドロアズレニル)〕ジルコニウムジクロリド
(23)イソプロピリデンビス(2−メチル、4−フェニル、4ーヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(24)イソプロピリデン(2,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,5’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
(25)イソプロピリデン(2−メチル−4−t−ブチルシクロペンタジエニル)(3’−t−ブチル−5−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド等が挙げられる。
【0057】
又、Q=シリレン基のものとしては、例えば
(1)ジメチルシリレンビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
(2)ジメチルシリレンビス(2−メチル、4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、
(3)ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド、
(4)ジメチルシリレンビス(2−メチル、4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
(5)ジメチルシリレンビス(2,4−ジメチルアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(6)ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,フェニル、4、5,6,7−8ペンタヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(7)ジメチルシリレン(2,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,5’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
(8)ジメチルシリレンビス(2−エチル、4−フェニル、4−ヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(9)ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,4−ジメチル−4,5,6,7−テトラヒドロ−4−シラインデニル)ジルコニウムジクロリド、
(10)ジメチルシリレンビス〔4−(2−フェニルインデニル)〕ジルコニウムジクロリド、
【0058】
(11)ジメチルシリレンビス〔4−(2−t−ブチルインデニル)〕ジルコニウムジクロリド、
(12)ジメチルシリレンビス〔4−(1−フェニル−3−メチルインデニル)〕ジルコニウムジクロリド、
(13)ジメチルシリレンビス〔4−(2−フェニル−3−メチルインデニル)〕ジルコニウムジクロリド、
(14)フェニルメチルシリレンビス(2−メチル4−フェニル、4−ヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(15)フェニルメチルシリレンビス(2−メチル−4,フェニル、4、5,6,7−8ペンタヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(16)フェニルメチルシリレン(2,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,5’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
(17)ジフェニルシリレンビス(2−メチル4−フェニル、4−ヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(18)テトラメチルジシリレンビス(2−メチル4−フェニル、4−ヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(19)ジメチルシリレンビス〔1,1’−(2−イソプロピル、4−フェニル、4−ヒドロアズレニル)〕ジルコニウムジクロリド
(20)ジメチルシリレンビス〔1,1´−(2−エチル、4−ナフチル、4−ヒドロアズレニル)〕ジルコニウムジクロリド
【0059】
(21)ジメチルシリレンビス〔1,1´−{2−メチル−4ー(4ークロロフェニル)、4−ヒドロアズレニル}〕ジルコニウムジクロリド
(22)ジメチルシリレンビス(9−ビシクロ[8.3.0]トリデカ−2−メチルペンタエニル)ジルコニウムジクロリド
(23)(メチル)(フェニル)シリレンビス{1,1´−(2−メチル−4−ヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド等が挙げられる。
【0060】
Q=ゲルマニウム、リン、窒素、ホウ素あるいはアルミニウムを含む炭化水素基のものとしては、例えば
(1)ジメチルゲルマニウムビス(2−メチル4−フェニル、4−ヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(2)メチルアルミニウムビス(2−メチル4−フェニル、4−ヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(3)フェニルアルミニウムビス(2−メチル4−フェニルアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(4)フェニルホスフィノビス(2−メチル4−フェニル、4−ヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(5)エチルボラノビス(2−メチル4−フェニルアズレニル)ジルコニウムジクロリド、
(6)フェニルアミノビス(2−メチル4−フェニル、4−ヒドロアズレニル)ジルコニウムジクロリド等が挙げられる。
【0061】
また、前述の化合物の塩素を臭素、ヨウ素、ヒドリド、メチル、フェニル等に置きかえたものも使用可能である。さらに、本発明では、成分(A)として上記に例示したジルコニウム化合物の中心金属をチタン、ハフニウム、ニオブ、モリブデン又はタングステン等に換えた化合物も用いることができる。
【0062】
これらのうちで好ましいものは、ジルコニウム化合物、ハフニウム化合物及びチタン化合物である。さらに好ましいのは、ジルコニウム化合物、ハフニウム化合物である。これら成分(A)は2種以上組み合わせて用いてもよい。また、重合の第1段階終了時や第2段階の重合開始前に、新たに成分(A)を追加してもよい。
【0063】
成分(B):
本発明で用いられる触媒の成分(B)としては、アルミニウムオキシ化合物、成分(A)と反応して成分(A)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物、ルイス酸、珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物、及び無機珪酸塩からなる群より選ばれる1種以上の物質を用いる。なお、ルイス酸のある種のものは、成分(A)と反応して成分(A)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物として把握することもできる。従って、上記のルイス酸およびイオン性化合物の両者に属する化合物は、何れか一方に属するものと解することとする。
【0064】
アルミニウムオキシ化合物としては、具体的には次の一般式[2],[3]又は[4]で表される化合物が挙げられる。
【0065】
【化2】
【0066】
上記各一般式中、R1は、水素原子または炭化水素残基、好ましくは炭素数1〜10、特に好ましくは炭素数1〜6の炭化水素残基を示す。また、複数のR1はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。また、pは0〜40、好ましくは2〜30の整数を示す。
【0067】
一般式[2]及び[3]で表される化合物は、アルモキサンとも呼ばれる化合物であって、一種類のトリアルキルアルミニウム又は二種類以上のトリアルキルアルミニウムと水との反応により得られる。具体的には、(a)一種類のトリアルキルアルミニウムと水から得られる、メチルアルモキサン、エチルアルモキサン、プロピルアルモキサン、ブチルアルモキサン、イソブチルアルモキサン、(b)二種類のトリアルキルアルミニウムと水から得られる、メチルエチルアルモキサン、メチルブチルアルモキサン、メチルイソブチルアルモキサン等が例示される。これらの中では、メチルアルモキサン及びメチルイソブチルアルモキサンが好ましい。
【0068】
上記のアルモキサンは、複数種併用することも可能である。そして、上記のアルモキサンは、公知の様々な条件下に調製することができる。
一般式[4]で表される化合物は、一種類のトリアルキルアルミニウム又は二種類以上のトリアルキルアルミニウムと次の一般式[5]で表されるアルキルボロン酸との10:1〜1:1(モル比)の反応により得ることができる。なお、一般式[5]中、R3は、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜6の炭化水素残基またはハロゲン化炭化水素基を示す。
【0069】
【化3】
R3−B−(OH)2 ・・・[5]
【0070】
一般式[4]で表される化合物としては、具体的には以下のような反応生成物を例示することができる。
(a)トリメチルアルミニウムとメチルボロン酸の2:1の反応物
(b)トリイソブチルアルミニウムとメチルボロン酸の2:1反応物
(c)トリメチルアルミニウムとトリイソブチルアルミニウムとメチルボロン酸の1:1:1反応物
(d)トリメチルアルミニウムとエチルボロン酸の2:1反応物
(e)トリエチルアルミニウムとブチルボロン酸の2:1反応物
【0071】
また、成分(A)と反応して成分(A)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物としては、一般式[6]で表される化合物が挙げられる。
【0072】
【化4】
〔K〕e+〔Z〕e− ・・・[6]
【0073】
一般式[6]中、Kはカチオン成分であって、例えばカルボニウムカチオン、トロピリウムカチオン、アンモニウムカチオン、オキソニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ホスフォニウムカチオン等が挙げられる。また、それ自身が還元され易い金属の陽イオンや有機金属の陽イオン等も挙げられる。
【0074】
上記のカチオンの具体例としては、トリフェニルカルボニウム、ジフェニルカルボニウム、シクロヘプタトリエニウム、インデニウム、トリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、N,N−ジメチルアニリニウム、ジプロピルアンモニウム、ジシクロヘキシルアンモニウム、トリフェニルホスホニウム、トリメチルホスホニウム、トリス(ジメチルフェニル)ホスホニウム、トリス(メチルフェニル)ホスホニウム、トリフェニルスルホニウム、トリフェニルオキソニウム、トリエチルオキソニウム、ピリリウム、銀イオン、金イオン、白金イオン、銅イオン、パラジウムイオン、水銀イオン、フェロセニウムイオン等が挙げられる。
【0075】
上記の一般式[6]中、Zは、アニオン成分であり、成分(A)が変換されたカチオン種に対して対アニオンとなる成分(一般には非配位の成分)である。Zとしては、例えば有機ホウ素化合物アニオン、有機アルミニウム化合物アニオン、有機ガリウム化合物アニオン、有機リン化合物アニオン、有機ヒ素化合物アニオン、有機アンチモン化合物アニオン等が挙げられ、具体的には次の化合物が挙げられる。
【0076】
(a)テトラフェニルホウ素、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ホウ素、テトラキス{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}ホウ素、テトラキス{3,5−ジ(t−ブチル)フェニル}ホウ素、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素等、
(b)テトラフェニルアルミニウム、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)アルミニウム、テトラキス{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}アルミニウム、テトラキス(3,5−ジ(t−ブチル)フェニル)アルミニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミニウム等
(c)テトラフェニルガリウム、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ガリウム、テトラキス{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}ガリウム、テトラキス(3,5−ジ(t−ブチル)フェニル)ガリウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ガリウム等
【0077】
(d)テトラフェニルリン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)リン等
(e)テトラフェニルヒ素、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ヒ素など
(f)テトラフェニルアンチモン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)アンチモン等
(g)デカボレート、ウンデカボレート、カルバドデカボレート、デカクロロデカボレート等
【0078】
また、ルイス酸、特に成分(A)をカチオンに変換可能なルイス酸としては、種々の有機ホウ素化合物、金属ハロゲン化合物、固体酸などが例示され、その具体的例としては次の化合物が挙げられる。
【0079】
(a)トリフェニルホウ素、トリス(3,5−ジフルオロフェニル)ホウ素、トリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素等の有機ホウ素化合物
(b)塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化臭化マグネシウム、塩化ヨウ化マグネシウム、臭化ヨウ化マグネシウム、塩化マグネシウムハイドライド、塩化マグネシウムハイドロオキシド、臭化マグネシウムハイドロオキシド、塩化マグネシウムアルコキシド、臭化マグネシウムアルコキシド等の金属ハロゲン化合物
(c)アルミナ、シリカ−アルミナ等の固体酸
珪酸塩を除く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。
【0080】
珪酸塩を除く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。このような結晶構造を有するイオン交換性層状化合物の具体例としては、α−Zr(HAsO4)2・H2O、α−Zr(HPO4)2、α−Zr(KPO4)2・3H2O、α−Ti(HPO4)2、α−Ti(HAsO4)2・H2O、α−Sn(HPO4)2・H2O、γ−Zr(HPO4)2、γ−Ti(HPO4)2、γ−Ti(NH4PO4)2・H2O等の多価金属の結晶性酸性塩があげられる。
【0081】
また、無機珪酸塩としては、粘土、粘土鉱物、ゼオライト、珪藻土等が挙げられる。これらは、合成品を用いてもよいし、天然に産出する鉱物を用いてもよい。
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、ソーコナイト、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、パリゴルスカイト、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。
【0082】
人工合成物としては、合成雲母、合成ヘクトライト、合成サポナイト、合成テニオライト等が挙げられる。
これら具体例のうち好ましくは、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、ソーコナイト、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、合成雲母、合成ヘクトライト、合成サポナイト、合成テニオライトが挙げられ、特に好ましくはモンモリロナイト、ソーコナイト、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、合成雲母、合成ヘクトライト、合成サポナイト、合成テニオライトが挙げられる。これらは、特に処理を行うことなくそのまま使用してもよいし、ボールミル、篩い分け等の処理を行った後に使用してもよい。また、単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。
【0083】
上記のイオン交換性層状化合物および無機珪酸塩は、塩類処理および/または酸処理により、固体の酸強度を変えることができる。また、塩類処理においては、イオン複合体、分子複合体、有機誘導体などを形成することにより、表面積や層間距離を変えることができる。すなわち、イオン交換性を利用し、層間の交換性イオンを別の大きな嵩高いイオンと置換することにより、層間が拡大した状態の層状物質を得ることができる。
【0084】
上記の前処理を行っていない化合物においては、含有される交換可能な金属陽イオンを次に示す塩類および/または酸より解離した陽イオンとイオン交換することが好ましい。
【0085】
上記のイオン交換に使用する塩類は、1〜14族原子から成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を含有する化合物であり、好ましくは、1〜14族原子から成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から成る群より選ばれた少なくとも一種の原子または原子団よりより誘導される陰イオンとから成る化合物であり、更に好ましくは、2〜14族原子から成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、Cl、Br、I、F、PO4、SO4、NO3、CO3、C2O4、ClO4、OOCCH3、CH3COCHCOCH3、OCl2、O(NO3)2、O(ClO4)2、O(SO4)、OH、O2Cl2、OCl3、OOCH及びOOCCH2CH3から成る群より選ばれた少なくとも一種の陰イオンとから成る化合物である。また、これら塩類は2種以上を同時に使用してもよい。
【0086】
上記のイオン交換に使用する酸は、好ましくは、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸から選択され、これらは、2種以上を同時に使用してもよい。塩類処理と酸処理を組み合わせる方法としては、塩類処理を行った後に酸処理を行う方法、酸処理を行った後に塩類処理を行う方法、塩類処理と酸処理を同時に行う方法、塩類処理を行った後に塩類処理と酸処理を同時に行う方法などがある。なお、酸処理は、イオン交換や表面の不純物を取り除く効果の他、結晶構造のAl、Fe、Mg、Li等の陽イオンの一部を溶出させる効果がある。
【0087】
塩類および酸による処理条件は特に制限されない。しかしながら、通常、塩類および酸濃度は0.1〜30重量%、処理温度は室温から使用溶媒の沸点の範囲の温度、処理時間は5分から24時間の条件を選択し、被処理化合物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、塩類および酸は一般的には水溶液で使用される。
【0088】
上記の塩類処理および/または酸処理を行う場合、処理前、処理間、処理後に粉砕や造粒など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など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成分(B)としては、水銀圧入法で測定した半径20 以上の細孔容積が0.1cc/g以上、特には0.3〜5cc/gであることが好ましい。粘土、粘土鉱物は、通常、吸着水および層間水を含む。ここで、吸着水とは、イオン交換性層状化合物または無機珪酸塩の表面あるいは結晶破面に吸着された水であり、層間水とは、結晶の層間に存在する水である。
【0089】
本発明において、粘土、粘土鉱物は、上記のような吸着水および層間水を除去してから使用することが好ましい。脱水方法は、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などの方法が使用される。加熱温度は、吸着水および層間水が残存しないような温度範囲とされ、通常100℃以上、好ましくは150℃以上とされるが、構造破壊を生じるような高温条件は好ましくない。加熱時間は、0.5時間以上、好ましくは1時間以上である。その際、脱水乾燥した後の成分(B)の重量減少は、温度200℃、圧力1mmHgの条件下で2時間吸引した場合の値として3重量%以下であることが好ましい。本発明においては、重量減少が3重量%以下に調整された成分(B)を使用する場合、必須成分(A)及び後述する任意成分(C)と接触する際にも、同様の重量減少が示されるような状態で取り扱うことが好ましい。
【0090】
成分(C):
次に、本発明で用いられる触媒の任意成分(C)である有機アルミニウム化合物について説明する。本発明においては、一般式[7]で表される有機アルミニウム化合物が好適に使用される。
【0091】
【化5】
AlRaP3−a ・・・[7]
【0092】
一般式[7]中、Rは炭素数1〜20の炭化水素基、Pは、水素、ハロゲン、アルコキシ基またはシロキシ基を示し、aは0より大きく3以下の数を示す。一般式[7]で表される有機アルミニウム化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ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、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又はアルコキシ含有アルキルアルミニウムが挙げられる。これらの中では、トリアルキルアルミニウムが好ましい。また、成分(C)として、メチルアルミノキサン等のアルミノキサン類なども使用できる。(尚、成分(B)がアルモキサンの場合は成分(C)の例示としてアルモキサンは除く。)
【0093】
触媒の調製:
オレフィン重合用触媒は、必須成分(A)と(B)及び任意成分(C)とを接触させることにより調製される。接触方法は、特に限定されないが、次のような方法を例示することができる。なお、この接触は、触媒調製時だけでなく、オレフィンによる予備重合時またはオレフィンの重合時に行ってもよい。
【0094】
(1)成分(A)と成分(B)を接触させる。
(2)成分(A)と成分(B)を接触させた後に成分(C)を添加する。
(3)成分(A)と成分(C)を接触させた後に成分(B)を添加する。
(4)成分(B)と成分(C)を接触させた後に成分(A)を添加する。
(5)成分(A)、(B)、(C)を同時に接触させる。
【0095】
上記の各成分の接触の際もしくは接触の後に、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るか、または、接触させてもよい。
【0096】
また、上記の各成分の接触は、窒素などの不活性ガス中、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。接触は、−20℃から溶媒の沸点の間の温度で行い、特に室温から溶媒の沸点の間での温度で行うのが好ましい。
【0097】
成分(A)及び(B)の使用量は任意である。例えば、溶媒重合の場合、成分(A)の使用量は、遷移金属原子として、通常10−7〜102mmol/L、好ましくは10−4〜1mmol/Lの範囲とされる。アルミニウムオキシ化合物の場合、Al/遷移金属のモル比は、通常10〜105、好ましくは100〜2×104、更に好ましくは100〜104の範囲とされる。成分(B)としてイオン性化合物またはルイス酸を使用した場合、遷移金属に対するこれらのモル比は、通常0.1〜1000、好ましくは0.5〜100、更に好ましくは1〜50の範囲とされる。
【0098】
また、成分(B)として、珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物、無機珪酸塩を使用した場合、成分(B)1g当たり、成分(A)は、通常10−4〜10mmol、好ましくは10−3〜5mmolであり、成分(C)は、通常0.01〜104mmol、好ましくは0.1〜100mmolである。また、成分(A)中の遷移金属と成分(C)中のアルミニウムの原子比は、通常1:0.01〜106、好ましくは1:0.1〜105である。このようにして調製された触媒は、調製後に洗浄せずに使用してもよく、また、洗浄した後に使用してもよい。また、必要に応じて新たに成分(C)を組み合わせて使用してもよい。すなわち、成分(A)及び/又は(B)と成分(C)とを使用して触媒調製を行った場合は、この触媒調製とは別途に更に成分(C)を反応系に添加してもよい。この際、使用される成分(C)の量は、成分(A)中の遷移金属に対する成分(C)中のアルミニウムの原子比で1:0〜104となるように選ばれる。
【0099】
また、さらに任意成分として微粒子担体を共存させてもよい。微粒子担体は、無機または有機の化合物からなり、通常5μm〜5mm、好ましくは10μm〜2mmの粒径を有する微粒子状の担体である。
【0100】
上記の無機担体としては、例えば、SiO2、Al2O3、MgO、ZrO、TiO2、B2O3、ZnO等の酸化物、SiO2−MgO、SiO2−Al2O3、SiO2−TiO2、SiO2−Cr2O3、SiO2−Al2O3−MgO等の複合酸化物などが挙げられる。
【0101】
上記の有機担体としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等の炭素数2〜14のα−オレフィンの(共)重合体、スチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族不飽和炭化水素の(共)重合体などからなる多孔質ポリマーの微粒子担体が挙げられる。これらの比表面積は、通常20〜1000m2/g、好ましくは50〜700m2/gであり、細孔容積は、通常0.1cm2/g以上、好ましくは0.3cm2/g、更に好ましくは0.8cm2/g以上である。
【0102】
本発明で用いるオレフィン重合用触媒は、また、微粒子担体以外の任意成分として、例えばH2O、メタノール、エタノール、ブタノール等の活性水素含有化合物、エーテル、エステル、アミン等の電子供与性化合物、ホウ酸フェニル、ジメチルメトキシアルミニウム、亜リン酸フェニル、テトラエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等のアルコキシ含有化合物を含むことができる。
【0103】
オレフィン重合用触媒において、成分(B)のアルミニウムオキシ化合物、成分(A)と反応して成分(A)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物、ルイス酸、珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物、無機珪酸塩からなる群より選ばれる一種以上の物質は、それぞれ単独使用される他、これらの3成分を適宜組み合わせて使用することができる。また、成分(C)の低級アルキルアルミニウム、ハロゲン含有アルキルアルミニウム、アルキルアルミニウムヒドリド、アルコキシ含有アルキルアルミニウム、アリールオキシ含有アルキルアルミニウムの1種または2種以上は、任意成分ではあるが、アルミニウムオキシ化合物、イオン性化合物またはルイス酸と併用してオレフィン重合用触媒中に含有させるのが好ましい。
【0104】
また、成分(A)、(B)及び成分(C)を予め接触させる際、重合させるモノマーを存在させてα−オレフィンの一部を重合する、いわゆる予備重合を行うこともできる。すなわち、重合の前に、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の予備重合を行い、必要に応じて洗浄した予備重合生成物を触媒として使用することもできる。この予備重合は、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当たり、通常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のが好ましい。
【0105】
[プロピレンブロック共重合体の重合]
プロピレンブロック共重合体の重合は、通常は2段階で行われ、好ましくは第1段階で前記ブロック(a)を生成し、次いで第2段階でブロック(b)を生成する。すなわち、第1段階では、成分(A)と成分(B)、もしくは成分(A)、成分(B)及び成分(C)の存在下に、プロピレンの単独重合又はプロピレンとエチレン及び炭素数4〜20のα−オレフィンからなる群から選ばれる共重合モノマーとの共重合で、プロピレンの結晶性単独重合体もしくはプロピレン含量が90モル%以上のプロピレン・α−オレフィン共重合体を製造する。
【0106】
通常、第1段階で得られる重合体の量が全重合体生成量の50〜95重量%となるように重合温度及び重合時間が選ばれる。重合温度は通常−20〜150℃、好ましくは0〜100℃の範囲から選ばれる。分子量調節剤としては水素が好ましい。
【0107】
次に、第2段階では、第1段階で生成した重合体の存在下にプロピレンとエチレン及び炭素数4〜20のα−オレフィンからなる群から選ばれる共重合モノマーとの共重合を行わせる。プロピレンと共重合モノマーとの重合比(モル比)は、通常5/95〜90/10の割合となるように重合させる。通常、第2段階で得る重合体の量が、全重合体生成量の5〜50重量%となるように重合温度及び重合時間が選ばれる。重合温度は通常1〜100℃、好ましくは20〜90℃の範囲から選ばれる。分子量調節剤としては水素が好ましい。
【0108】
これらの重合反応はプロパン、ブタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン等の不活性炭化水素や液化α−オレフィン等の溶剤の存在下あるいは不在下に行われる。好ましくは液化α−オレフィン中か溶剤不在下で行われる。
【0109】
これら第1段階及び第2段階の重合の後、引き続き第3段階以降、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合、エチレンの単独重合もしくはエチレンと他のα−オレフィンとの共重合を行ってもよい。
【0110】
本発明における「ブロック共重合体」は、上述したように、必ずしも理想的な姿のもの、すなわち前段重合で生成したブロック(ブロック(a))と後段重合で生成したブロック(ブロック(b))とが一つの分子鎖上に存在するもののみを意味するものではなく、慣用されているところに従って各工程で生成したポリマーの物理的混合物及びこれらと上記の理想的なブロック共重合体との間の化学的結合物や物理的混合物といった各種の形態のポリマーを包含するものである。
【0111】
(2)配合成分
本発明のプロピレン系重合体組成物は、上述したプロピレンブロック共重合体に、融点50℃以上である芳香族リン酸エステル化合物とヒンダードフェノール系化合物とからなる酸化防止剤が配合されている。
【0112】
(i)芳香族リン酸エステル化合物
本発明で用いられる融点50℃以上である芳香族リン酸エステル化合物の具体例としては、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチル−5−メチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト等を挙げることができる。
このうち、特にトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、又はテトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイトが好ましい。なお、融点が50℃未満のものは化合物中に水分を保持され易くなり加水分解等を起こすため好ましくない。
【0113】
(ii)ヒンダードフェノール系化合物
上記ヒンダードフェノール系化合物の具体例としては、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、3,9−ビス[2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌル酸等を挙げることができる。
【0114】
このうち、特に好ましいものは、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、又は3,9−ビス[2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカンである。
【0115】
(iii)その他の付加的成分(任意成分)
本発明のプロピレン系重合体組成物には、上述した必須成分である酸化防止剤に加えて、他の付加的成分を本発明の効果を著しく損なわない範囲で配合することができる。この任意成分としては、通常のポリオレフィン用に使用されている硫黄系酸化防止剤、中和剤、滑剤、金属不活性剤、着色剤、分散剤、過酸化物、充填剤、蛍光増白剤、有機又は無機系の抗菌剤、及び本発明に使用するもの以外の樹脂、例えばエチレン−プロピレン系ゴム、エチレン−ブテン系ゴム、エチレン−ヘキセン系ゴム、エチレン−オクテン系ゴム等を挙げることができる。
【0116】
硫黄系酸化防止剤の例としては、ジ−ステアリル−チオ−ジ−プロピオネート、ジ−ミリスチル−チオ−ジ−プロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−(3−ラウリル−チオ−プロピオネート)等が挙げられる。
【0117】
中和剤としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ベヘン酸カルシウム、ベヘン酸亜鉛、12−ヒドロキシステアリン酸カルシウム、12−ヒドロキシステアリン酸亜鉛、乳酸カルシウム、ハイドロタルサイト、リチウムアルミニウム複合酸化物塩化合物(商品名ミズカラック、水沢化学社製)等が挙げられる。
【0118】
滑剤としては、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、エチレンビスステアロイド等の高級脂肪酸アミド、シリコンオイル、高級脂肪酸エステル等が挙げられる。
【0119】
(3)プロピレン系重合体組成物
本発明のプロピレン系重合体組成物は、前記プロピレンブロック共重合体100重量部に対し、上記(イ)融点が50℃以上である芳香族リン酸エステル化合物、及び(ロ)ヒンダードフェノール系化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を0.001〜1重量部、好ましくは0.01〜0.8重量部含有してなる組成物である。
【0120】
本発明のプロピレン系重合体組成物の調製方法は特に限定されず、従来公知の方法で上記化合物をプロピレンブロック共重合体へ配合し、混合及び溶融混練することにより製造することができる。
【0121】
混合及び溶融混練は、通常、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、V−ブレンダー、タンブラーミキサー、リボンブレンダー、バンバリーミキサー、ニーダーブレンダー、一軸又は二軸の混練押出機等にて実施することができる、これらの中でも一軸又は二軸の混練押出機により混合或いは溶融混練を行うことが好ましい。
【0122】
本発明のプロピレン系重合体組成物は、各種の成形用材料、例えば射出成形、押出成形、ブロー成形等の材料として用いることができる。特に好ましくは射出成形及び押出成形用材料として用いることができる。
【0123】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【0124】
なお、実施例における各種の物性測定は下記の要領で実施した。
(1)MFR(単位:g/10分)はJIS−K7120(230℃、2.16kg荷重)に従って測定した。
(2)総平均連鎖長とブロック平均連鎖長は上述したゲーテッドデカップリング法に従って、13C−NMRスペクトルによって決定した。
(3)立体規則性度(メソペンタッド分率:mmmm、単位%)は、13C−NMRスペクトルに基づいて公知の方法により評価した(Randall J.C. ジャーナル・オブ・ポリマーサイエンス,12,703 1974)。
(4)ゴム状成分の含有量は、2gの試料を沸騰キシレン300g中に20分間浸漬して溶解させた後、室温まで冷却して、それによって析出した固相をガラスフィルターで濾過乾燥して求めた固相重量から逆算して求めた値である。
【0125】
(5)プロピレン/エチレン比率は、赤外スペクトル分析法により測定された値である。
(6)重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnは、GPCにより測定した。
(7)1,3一不整結合の定量は、A.ZambelliのMacromolecules(21(3) 617 1988)に従ってピークを帰属し、−CH2−、−CH−の炭素の総和からモル%を算出した。
【0126】
【実施例1】
(I)ポリマー(種類;M−1)の製造
(1)触媒成分の調製
(i)成分(A)(ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ハフニウムジクロリド)の合成:
以下の反応は全て不活性ガス雰囲気下で行い、また反応溶媒はあらかじめ乾燥したものを使用した。
【0127】
(a)ラセミ・メソ混合物の合成
2−メチルアズレン3.22gをヘキサン30mlに溶かし、フェニルリチウムのシクロヘキサン−ジエチルエーテル溶液21ml(1.0当量)を0℃で少しずつ加えた。この溶液を室温で1.5時間撹拌した後、−78℃に冷却しテトラヒドロフラン30mlを加えた。この溶液に1−メチルイミダゾール45μmolとジメチルジクロロシラン1.37mlを加え、室温まで戻して1時間撹拌した。その後、塩化アンモニウム水溶液を加え、分液した後、有機相を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に溶媒を留去し、ビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−1,4−ジヒドロアズレニル)}ジメチルシランの粗精製物5.84gを得た。
【0128】
このようにして得たビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−1,4−ジヒドロアズレニル)}ジチルシランの粗精製物をジエチルエーテル30mlに溶かし、−78℃でn−ブチルリチウムのヘキサン溶液14.2ml(1.6mol/L)を滴下し、徐々に室温まで戻して12時間撹拌した。減圧下に溶媒留去した後、トルエン・ジエチルエーテル(40:1)80mlを加え、−60℃で四塩化ハフニウム3.3gを加え、徐々に室温まで戻し4時間撹拌した。得られた溶液を滅圧下に濃縮し、得られた固体をトルエンで洗浄後、ジクロロメタンで抽出し、ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4一ヒドロアズレニル)}ハフニウムジクロリドのラセミ・メソ混合物1.74gを得た。
【0129】
(b)ラセミ体の精製
上記の反応を繰り返して得られたラセミ・メソ混合物1.74gをジクロロメタン30mlに溶解し、100W高圧水銀ランプを有するパイレックスガラス製容器に導入した。この溶液を撹拌しながら常圧下40分間光照射してラセミ体の比率を高めた後、ジクロロメタンを減圧下に留去した。得られた黄色固体にトルエン10mlを加えて撹拌した後に濾過した。濾別した固形分をトルエン8mlとヘキサン4mlで洗浄し、ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ハフニウムジクロリドのラセミ体917mgを得た。
【0130】
(ii)成分(B)の製造:
500ml丸底フラスコに脱塩水135mlと硫酸マグネシウム16gを採取し、撹拌下に溶解させた。この溶液にモンモリロナイト(クニピアF、クニミネ工業(株)製)22.2gを添加し、昇温して80℃で1時間処理した。次いで脱塩水300mlを加えた後、濾過して固形成分を回収した。
【0131】
このものに、脱塩水46mlと硫酸23.4gおよび硫酸マグネシウム29.2gを加えた後、昇温して還流下に2時間処理した。処理後脱塩水200mlを加えて濾過した。さらに脱塩水400mlを加えて濾過し、この操作を2回繰り返した。次いで100℃で乾燥して化学処理モンモリロナイトを得た。
【0132】
100ml丸底フラスコに上述した化学処理モンモリロナイト1.05gを採取し、減圧下200℃で2時間乾燥させた。これに、精製窒素下でトリエチルアルミニウムのトルエン溶液(0.5mmol/ml)を3.5ml添加して室温で1時間反応させた後、トルエン30mlで2回洗浄した後トルエンスラリーとして成分(B)を得た。
【0133】
(iii)触媒の調製
上記トルエンスラリー全量に、トリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(0.5mmol/ml):0.6mlと、(i)で合成したジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ハフニウムジクロリドラセミ体のトルエン溶液(1.5μmol/ml):19.1mlとを加えて、室温で10分間接触させた。
【0134】
(2)プロピレン予備重合
2Lの誘導撹拌式オートクレーブに、精製窒素下、トルエン40mlと、予備重合触媒として前項(iii)で得られた接触物全量とを導入した。撹拌下にプロピレンを導入し、室温において全重合圧力=0.6MPaで3分間予備重合を行った。次いで未反応のプロピレンをパージし、精製窒素で加圧置換した後、予備重合触媒を取り出した。このものは、成分(B)1gあたり2.98gの重合体を含有していた。
【0135】
(3)プロピレンブロック共重合体の製造
精製窒素で置換された、いかり型撹拌翼を内蔵する2Lの誘導撹拌式オートクレーブにトリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(0.5mmol/ml)を0.6ml添加し、水素ガスを13KPa装入した後、液化プロピレン700gを装入した。その後、前項(1)(iii)で得られた予備重合触媒を固体触媒成分として37.5mg庄入し、昇温後75℃で30分間重合を行った。次いでプロピレンおよび水素をパージして第1段階での重合反応を終わらせた。第1段階での重合体収量を秤量したところ、296gのポリプロピレンを得た。
【0136】
精製窒素流通下に、第1段階で得られた重合体であるポリプロピレンを79g抜き出した後、撹拌混合下に60℃まで昇温し、昇温後にプロピレンガスおよびエチレンガスを全重合圧力が1.96MPaとなるよう装入し、第2段階の重合開始とした。全重合圧力が1.96MPaで一定となるようにプロピレンとエチレンの混合ガスを供給しながら、60℃で100分間重合反応を行つた。ここでプロピレンの比率[プロピレン/(プロピレン+エチレン)]は平均45.4モル%であった。
【0137】
その後、プロピレンおよびエチレンをパージして白色粉末状のプロピレンブロック共重合体(M−1)274gを得た。得られたブロック共重合体のMFRは12.4であった。
【0138】
得られたブロック共重合体中における第2段階での重合体の含有量(ゴム量)は20.8重量%であった。
【0139】
また、第1段階で得られたポリプロピレンのMFRは36.0、立体規則性度(mmmm)は99.2%、1,3−不整結合は0.5%、Mwは18万、Mw/Mn(Q値)は3であった。
得られたブロック共重合体に関して、その第2段階で得られた重合体のエチレン総平均連鎖長は1.87、ブロックエチレン平均連鎖長は2.80であった。
【0140】
(II)プロピレン系重合体組成物の製造
前記(3)で得られたプロピレンブロック共重合体(M−1)100重量部に対し、ヒンダードフェノール系化合物としてペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕(IRGANOX1010:チバガイギー社製)0.05重量部と、芳香族リン酸エステル化合物としてテトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト(SANDOSTAB PEP-Q:サンド社製、融点約75℃)0.05重量部と、ステアリン酸カルシウム0.05重量部とを添加し、スーパーミキサーにて混合した後、単軸押出機(スクリュー径30mm)にて230℃で窒素雰囲気下に溶融混練し、ペレット状の重合体組成物を得た。
【0141】
(III)評価
上で得られたペレット状の重合体組成物について、以下の方法で各種評価を行った。結果を表1に示す。
【0142】
・MFR変化率(MFR(3)/MFR(1))
得られたペレット状の重合体組成物について、さらに該ペレットを製造したときと同じ押出機を用い且つヒーター温度を260℃にして空気雰囲気下、溶融混練を2度行い、各々のMFRを求めた。230℃で最初に造粒したペレットをP(1)とし、230℃で1度及び260℃で2度、全部で3回押出機を通したペレットをP(3)として、P(3)とP(1)のMFRの比をMFR変化率(MFR(3)/MFR(1))とした。
【0143】
・焼け
耐熱ガラス製のガラス瓶(内容積35ml)にペレットを15g入れ、260℃に加熱したプレスの上に載せた。プレスのヒーターを上下接近させ、プレスの周囲をアルミホイルで覆ってプレスの熱が逃げないようにした。次いで、1時間加熱した後、取り出して上から見たときのガラス瓶中の樹脂の焼け具合を目視で判定した。
○:樹脂がほとんど焼けていない。
△:樹脂がやや焼けている。
×:樹脂がかなり焼けている。
【0144】
【実施例2】
(I)ポリマー(種類;M−2)の製造
(1)成分(A)(ジメチルシリレンビス[1,1’−{2一メチル−4−(4−クロロフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウムジクロリドの合成:1−ブロモ−4−クロロベンゼン4.5g(23.53mmol)のn−ヘキサン(30ml)とジエチルエーテル(30ml)との溶液に−78℃でt−ブチルリチウムのペンタン溶液(1.64M)29ml(47.0mmol)を滴下した。得られた溶液を−5℃で1.5時間撹拌後、この溶液に2−メチルアズレン3.0g(21.2mmol)を添加して反応を行った。この反応溶液を徐々に室温まで戻しながら1時間撹拌した。
【0145】
その後、反応溶液を−5℃に冷却し、1−メチルイミダゾール40μl(0.47mmol)を添加し、更に、ジクロロジメチルシラン1.28ml(10.59mmol)を添加した。反応溶液を室温で1.5時間撹拌後、希塩酸を添加して反応を停上し、分液した有機相を減圧下に濃縮し、溶媒を留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、アモルファス状の固体2.74gを得た。
【0146】
次に、上記の反応生成物を乾燥ジエチルエーテル20mlに溶解し、これに−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(1.54M)6.3ml(9.72mmol)を滴下した。滴下終了後、反応溶液を徐々に室温まで戻しながら12時間撹拌した。減圧下に溶媒を留去した後、乾燥トルエンと乾燥ジエチルエーテルの混合溶媒(40:1)、5mlを添加して−78℃に冷却し、これに四塩化ハフニウム1.56g(4.86mmol)を添加した。その後、直ちに室温まで戻し、4時間撹拌して反応を行った。得られた反応液をセライト上で濾過し、濾別された固体をジクロロメタン(90ml)で抽出し、抽出液から溶媒を留去し、ジメチルシリレンビス[1,1’−{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウムジクロリドのラセミ体320mg(収率7%)を得た。
【0147】
上記のラセミ体の1H−NMRのケミカルシフトは次の通りであった。
300MHz,CDCl3(ppm):δ0.95(s,6H,SiMe2)、2.21(s,6H,2−Me)、4.92〜4.96(br d,2H)、5.70〜6.15(m,8H)、6.78(d,2H)、7.8(s,8H,arom)
【0148】
(2)成分(B)の製造(粘土鉱物の化学処理および造粒):
市販のモンモリロナイト(クニミネ工業(株)製「クニピアF」)3kgを振動ミルにより粉砕し、3%の硫酸水溶液16Lに分散させ、硫酸マグネシウム2.1kgを遺加した後、90℃で3時間撹拌した。その後、固体を濾別して水洗し、pHを5以上に調整した。次いで、因形分濃度15%のスラリーを調整し、スプレードライヤーによリ噴霧造粒を行った。このようにして得られた粒子の形状は球状であつた。200mlフラスコに上で得た化学処理モンモリロナイト10.0gを入れ、減圧下、300℃で2時間の加熱脱水処理を行い、成分(B)を得た。
【0149】
(3)固体触媒成分の調製および予備重合処理:
1Lの撹拌式オートクレーブ中にヘプタン400mlを導入し、40℃に調整した。一方、前項(2)で得た成分(B)10gを40.2mlトルエンに分散させ、トリエチルアルミニウムトルエン希釈液79.8ml(60mmol相当)を追加し、室温下1時間接触させた後、上澄み液を抜き出し、固体部をトルエンで洗浄し、上記オートクレーブに導入した。
【0150】
次いで、前項(1)で得たジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4−ヒドロアズレニル)}ハフ二ウムジクロリドのトルエン溶液48.8ml(0.10mmol相当)を導入し、更に、トリイソブチルアルミ二ウムトルエン希釈液4.96ml(4mmol相当)を滴下し、プロピレンをフィードして重合を開始した。プロピレン圧力は5kgf/cm2Gに保ち15分重合した。重合終了後、重合スラリーを抜き出し、上澄みを除去した後、40℃で3時間減圧乾燥し、乾燥触媒を得た。予備重合量は成分(B)1g当たり3.1gであった。
【0151】
(4)プロピレンブロック共重合:
精製窒素で置換された、いかり型撹拌翼を内蔵する2Lの誘導撹拌式オートクレーブにトリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(0.5mmol/ml)を0.6ml添加し、水素ガスを13KPa装入した後、液化プロピレン700gを装入した。その後、上で得られた予備重合触媒を固体触媒成分として37.5mg圧入し、昇温後75℃で30分間重合を行った。次いでプロピレンおよび水素をパージして第1段階での重合反応を終わらせた。第1段階での重合体収量を秤量したところ、403gのポリプロピレンを得た。
【0152】
精製窒素流通下に、第1段階で得られた重合体であるポリプロピレンを180g抜き出した後、撹拌混合下に60℃まで昇温し、昇温後にプロピレンガスおよびエチレンガスを全重合圧力が1.96MPaとなるよう装入し、第2段階の重合開始とした。全重合圧力が1.96MPaで一定となるようにプロピレンとエチレンの混合ガスを供給しながら、60℃で100分間重合反応を行った。ここでプロピレンの比率[プロピレン/(プロピレン+エチレン)]は平均43.7モル%であった。
【0153】
その後、プロピレンおよびエチレンをパージして白色粉末状のプロピレンブロック共重合体328gを得た。得られたブロック共重合体のMFRは7.4であった。
得られたブロック共重合体中における第2段階での重合体の含有量(ゴム量)は16.8重量%であった。
【0154】
また、第1段階で得られたポリプロピレンのMFRは10.1、立体規則性度(mmmm)は99.4%、1,3−不整結合は0.3%、Mwは18万、Mw/Mn(Q値)は3.1であった。
得られたブロック共重合体に関して、その第2段階で得られた重合体のエチレン総平均連鎖長は1.75、ブロックエチレン平均連鎖長は2.59であった。
【0155】
(II)プロピレン系重合体組成物の製造
前記(4)で得られたプロピレンブロック共重合体100重量部に対し、実施例1で用いたのと同じヒンダードフェノール系化合物、芳香族リン酸エステル化合物及びステアリン酸カルシウムを各々0.05重量部ずつ配合し、実施例1と同様に溶融混練してペレット状の組成物を得た。
得られた組成物について、実施例1と同様の方法でMFR変化率及び焼けを評価した。結果を表1に示す。
【0156】
【実施例3】
実施例2において、芳香族リン酸エステル化合物としてトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト(IRGANOX168:チバガイギー社製、融点183℃)を0.05重量部用いた他は、実施例2と同様にして組成物を製造し、MFR変化率及び焼けを評価した。結果を表1に示す。
【0157】
【実施例4】
実施例2において、ヒンダードフェノール系化合物として3,9−ビス[2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン(AO80:旭電化社製)を0.05重量部用いた他は、実施例2と同様にして組成物を製造し、MFR変化率及び焼けを評価した。結果を表1に示す。
【0158】
【比較例1】
実施例2において、芳香族リン酸エステル化合物としてトリス(ミックスド及びジノニルフェニル)ホスファイト(M329:旭電化社製、常温にて液体)を0.05重量部用いた他は、実施例2と同様にして組成物を製造し、MFR変化率及び焼けを評価した。結果を表1に示す。
【0159】
【比較例2】
実施例2において、芳香族リン酸エステル化合物としてジステアリル−ペンタエリスリトール−ジホスファイト(W618:ボーグワーナー社製、融点40〜70℃)を0.05重量部用いた他は、実施例2と同様にして組成物を製造し、射出成形片を成形して「焼け」を評価した。結果を表1に示す。
【0160】
【比較例3】
実施例2において、芳香族リン酸エステル化合物及びヒンダードフェノール系化合物を配合しなかった他は、実施例2と同様にしてMFR変化率及び焼けを評価した。結果を表1に示す。
【0161】
【比較例4】
実施例1において、ブロック共重合体に代えて、チーグラー系触媒によって得られたポリプロピレン(Z−1)を用いた。このZ−1は、次のようにして製造したものである。
まず、内容積200リットルの撹拌式オートクレーブ内をプロピレンで十分に置換した後、ここに脱水・脱酸素したn−ヘプタン60リットルを導入し、さらにジエチルアルミニウムクロリド45g、エムアンドエス触媒社製三塩化チタン触媒(01触媒)12gを60℃のプロピレン雰囲気下で導入した。
重合は二段階で行った。前段重合は、オートクレーブを65℃に昇温した後、気相部水素濃度を8.8容量%に保ちながら、プロピレンを9kg/時間の速度で導入することによって開始した。190分後、プロピレンの導入を止め、さらに65℃に保ちながら、オートクレーブ内圧力が2.0kg/cm2・Gとなるまで重合を継続した。その後、気相部のプロピレンが0.4kg/cm2・Gとなるまで残ガスをパージした。
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3.16kg/時間、エチレンを1.35kg/時間の速度で126分間導入することにより実施した。
このようにして得られたスラリーにブタノールを添加して触媒を分解し、濾過及び乾燥を行って、MFR=10g/10分、ゴム量19重量%の粉末状プロピレン−エチレンブロック共重合体を32.8kg得た。
実施例1におけるブロック共重合体を、上のようにして得られたポリプロピレンZ−1に代えた他は、実施例1と同様にして組成物を製造し、MFR変化率及び焼けを評価した。結果を表1に示す。
【0162】
【比較例5】
実施例3において、ブロック共重合体を比較例4で用いたZ−1に代えた他は、実施例3と同様にして組成物を製造し、MFR変化率及び焼けを評価した。結果を表1に示す。
【0163】
【表1】
【0164】
なお、表1中、配合成分のA−1〜B−4は、以下の化合物を表す。
A−1:ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕
A−2:3,9−ビス[2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン
B−1:テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト
B−2:トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト
B−3:トリス(ミックスド及びジノニルフェニル)ホスファイト
B−4:ジステアリル−ペンタエリスリトール−ジホスファイト
【0165】
【発明の効果】
特定の構造を有するプロピレンブロック共重合体に特定の添加剤を配合した本発明のプロピレン系重合体組成物は、焼けやMFR上昇が制御され、熱加工特性に優れており、射出成形用、押出成形用等の成形材料として工業的に有用なものである。
Claims (3)
- 以下に示すブロック(a)及びブロック(b)から実質的に構成され、且つメルトフローレートが0.1〜200g/10分であって、下記必須成分(A)及び(B)と任意成分(C)を含有するα−オレフィン重合用触媒を用いて得られるプロピレンブロック共重合体100重量部に対し、(イ)融点が50℃以上である芳香族リン酸エステル化合物;0.001〜1重量部及び(ロ)ヒンダードフェノール系化合物;0.001〜1重量部を含有してなることを特徴とする、プロピレン系重合体組成物。
α−オレフィン重合用触媒:
(A)ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1,1’−{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ハフニウムジクロリド、及びジメチルシリレンビス[1,1’−{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウムジクロリドからなる群から選択される遷移金属化合物
(B)アルミニウムオキシ化合物、成分(A)と反応して該成分(A)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物、ルイス酸、珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物、及び無機珪酸塩からなる群から選ばれる1種以上の化合物
(C)有機アルミニウム化合物
ブロック(a):プロピレン単独重合体、又はプロピレンとエチレン及びC4〜C20のα−オレフィンからなる群から選ばれる共重合モノマーとのランダム共重合体からなり、前記共重合モノマーの含有量が10モル%以下であり、且つアイソタクティックペンタッド連鎖の分率が95%以上である重合体ブロック。
ブロック(b):プロピレンとエチレン及びC4〜C20のα−オレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1種の共重合モノマーとのランダム共重合体からなり、前記共重合モノマーの含有量が10〜80モル%であって、かつ該共重合モノマーについてのブロック平均連鎖長と総平均連鎖長とが以下の式(I)で表される関係にある重合体ブロック。
[数1]
nb≦n+1.2 ・・・(I)
(ここで、nbは前記共重合モノマーのブロック平均連鎖長を表し、nは前記共重合モノマーの総平均連鎖長を表す。) - 前記ブロック(a)の重量平均分子量(Mw)が1万〜100万、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が6以下、かつ1,3−不整結合の割合が0.02〜3%であることを特徴とする、請求項1記載のプロピレン系重合体組成物。
- 前記プロピレンブロック共重合体のメルトフローレートが4〜200g/10分である、請求項1又は2記載のプロピレン系重合体組成物。
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