JP4483603B2 - 予備重合触媒成分の製造方法およびオレフィン重合体の製造方法 - Google Patents
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かかる状況のもと、本発明が解決しようとする課題は、簡便な予備重合触媒成分の製造方法であって、変色異物の発生が低減した予備重合触媒成分が得られる予備重合触媒成分の製造方法、および、該製造方法により製造された予備重合触媒成分を用いるオレフィン重合体の製造方法を提供することにある。
また、本発明の第二は、上記の方法により製造された予備重合触媒成分を用いてオレフィンの重合を行うオレフィン重合体の製造方法にかかるものである。
(a):下記一般式[1]で表される化合物
M1L1 m [1]
(b):下記一般式[2]で表される化合物
R1 t-1TH [2]
(c):下記一般式[3]で表される化合物
R2 t-2TH2 [3]
(d):粒子状担体
(上記一般式[1]〜[3]においてそれぞれ、M1は周期律表第1、2、12、14または15族の金属原子を表し、mはM1の原子価に相当する数を表す。L1は水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基を表し、L1が複数存在する場合はそれらは互いに同じであっても異なっていてもよい。R1は電子吸引性基を含有する基または電子吸引性基を表し、R1が複数存在する場合はそれらは互いに同じであっても異なっていてもよい。R2は炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基を表す。Tはそれぞれ独立に周期律表の第15族または第16族の非金属原子を表し、tはそれぞれの化合物のTの原子価に相当する数を表す。)
具体例としては、成分(a)としてジエチル亜鉛、成分(b)としてフッ素化フェノール、成分(c)として水、成分(d)としてシリカをあげることができる。
L2 aM2X1 b [4]
(式中、M2は周期律表第3〜11族もしくはランタノイド系列の遷移金属原子である。L2はシクロペンタジエン形アニオン骨格を有する基であり、複数のL2は互いに直接連結されているか、または、炭素原子、ケイ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子もしくはリン原子を含有する残基を介して連結されていてもよい。X1はハロゲン原子、炭化水素基(但し、シクロペンタジエン形アニオン骨格を有する基を除く)、または炭化水素オキシ基である。aは0<a≦8を満足する数を、bは0<b≦8を満足する数を表す。)
ビス(シクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(メチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(tert−ブチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1,2−ジメチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1−メチル−2−エチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1−メチル−3−エチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1−メチル−2−n−ブチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1−メチル−3−n−ブチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1−メチル−2−イソプロピルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1−メチル−3−イソプロピルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1−tert−ブチル−2−メチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1−tert−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1,2,3−トリメチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(1,2,4−トリメチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)チタンジクロライド、ビス(インデニル)チタンジクロライド、ビス(4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)チタンジクロライド、ビス(フルオレニル)チタンジクロライド、ビス(2−フェニルインデニル)チタンジクロライド、
実施例中の各項目の測定値は、下記の方法で測定した。
(1)密度(単位:Kg/m3)
JIS K7112−1980のうち、A法に規定された方法に従って、測定した。なお、試料には、JIS K6760−1995に記載のアニーリングを行った。
(2)メルトフローレート(MFR、単位:g/10分)
JIS K7210−1995に規定された方法に従い、荷重21.18N、温度190℃の条件で測定した。
(3)分子量分布(Mw/Mn)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、下記の条件で測定した。検量線は標準ポリスチレンを用いて作成した。分子量分布は重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で評価した。
機種 :ミリポアウオーターズ社製 150C型
カラム :TSK−GEL GMH−HT 7.5×600 2本
測定温度:140℃
溶媒 :オルトジクロロベンゼン
溶媒流量:1.0mL/分
測定濃度:5mg/5ml
検出器 :示差屈折
(4)冷キシレン可溶部(CXS、単位:重量%)
米国のCode of federal regulations,Food and Drugs Administrationの§177.1520に規定された方法に従って測定した。
(1)スラリー状予備重合触媒成分の準備
予め窒素置換した内容積210リットルの撹拌機付き反応器にブタン80リットルと、水素を常温常圧として1リットル、1−ブテンを8g、エチレンを0.1kg仕込んだ後、反応器を45℃まで昇温した。系内が安定した後、トリイソブチルアルミニウム315mmol、ラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシド105mmol、続いて、特開2003−171415号公報の実施例10(1)および(2)の成分(A)の合成と同様の方法で得た固体触媒成分700gを投入して重合を開始した。重合開始後、槽内の重合温度を0.5時間かけて45℃から50℃に昇温して、最初の0.5時間は、エチレンを1.0kg/時間、水素を常温常圧として4リットル/時間の速度で供給し、重合開始後0.5時間からは、エチレン6kg/時間、水素を常温常圧として32リットル/時間の速度で供給し、合計2時間の予備重合を実施した。重合終了後、反応器内圧力を0.5MPaGまでパージし、スラリー状予備重合触媒成分を得た。
上記反応器底部のスラリー状予備重合触媒成分の抜出口と、サイクロン型乾燥器上部のスラリー状予備重合触媒成分の供給口とをスラリー移送管(内径25mm)で接続し、該スラリー移送管には、反応器底部の抜出口付近に弁(以下、抜出弁と称する。)を取り付け、該抜出弁の乾燥器側には、窒素ガスが供給できるように、該スラリー移送管から枝分かれした管(以下、窒素供給管と称する。)と、該窒素供給管に弁(以下、窒素供給弁と称する。)を取り付けた。次に、乾燥器の圧力を0.01MPaG、スラリー移送管の温度を85℃とし、抜出弁および窒素供給弁を[閉]の状態から、「抜出弁を1秒間開いた後、抜出弁を閉じる。 → 窒素供給弁を7秒間開いた後、窒素供給弁を閉じる。 → 73秒間待機。」の操作を78回行い、反応器から乾燥器へスラリー状予備重合触媒成分を移送した。更に、反応器にブタンを50L投入し、上記操作と同様にして、ブタン50リットルを反応器から乾燥器へ移送した。なお、抜出弁が1秒間開いているときのスラリー状予備重合触媒成分の抜出量は、0.5〜2リットルであり、窒素供給管から供給した窒素の圧力は3.5MPaGであり、窒素を供給した際のスラリー移送管での窒素ガスの線速度は約50m/秒であった。
乾燥器下部から、予備重合触媒成分を抜き出した。該予備重合触媒成分中のエチレン−1−ブテン共重合体の予備重合量は、固体触媒成分1g当り12.8gであり、該エチレン−1−ブテン共重合体のCXSは2.1重量%であり、Mw/Mnは12であった。得られた予備重合触媒成分中に黒色異物は認められなかった。
連続式流動床気相重合装置を用い、重合温度:75℃、圧力:2.0MPaG、ホールドアップ量:80kg、ガス組成:エチレン92.2mol%、水素0.90mol%、1−ヘキセン1.02mol%、窒素5.88mol%、上記実施例1(2)で得た予備重合触媒成分の供給量:54g/hr、トリイソブチルアルミニウムの供給量:26mmol/hrの条件で、エチレンと1−ヘキセンとの共重合を行ったところ、21kg/hrの生成速度でエチレン−1−ヘキセン共重合体を得た。該共重合体中に黒色異物は認められず、該共重合体の密度は920kg/m3、MFRは1.81g/10分、Mw/Mnは11であった。
(1)スラリー状予備重合触媒成分の準備
予め窒素置換した内容積210リットルの撹拌機付き反応器にブタン80リットルと、水素を常温常圧として1リットル、1−ブテンを120g、エチレンを0.4kg仕込んだ後、反応器を45℃まで昇温した。系内が安定した後、トリイソブチルアルミニウム315mmol、ラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシド105mmol、続いて、特開2003−171415号公報の実施例10(1)および(2)の成分(A)の合成と同様の方法で得た固体触媒成分689gを投入して重合を開始した。重合開始後、槽内の重合温度を0.5時間かけて45℃から50℃に昇温して、最初の0.5時間は、エチレンを1.0kg/時間、水素を常温常圧として4リットル/時間の速度で供給し、重合開始後0.5時間からは、エチレン6kg/時間、水素を常温常圧として32リットル/時間の速度で供給し、合計2時間の予備重合を実施した。重合終了後、反応器内圧力を0.5MPaGまでパージし、スラリー状予備重合触媒成分を得た。
実施例1の(2)スラリー状予備重合触媒成分の移送と同じ装置を用い、乾燥器の圧力を0.01MPaG、スラリー移送管の温度を90℃とし、抜出弁および窒素供給弁を[閉]の状態から、下記(I)−(II)の操作を4回行った後、下記(III)−(IV)の操作を1回行い反応器から乾燥器へスラリー状予備重合触媒成分を移送した。
(I):「抜出弁を1秒間開いた後、抜出弁を80秒間閉じる。」の操作を19回実施
(II):「抜出弁を1秒間開いた後、抜出弁を閉じる。 → 窒素供給弁を7秒間開いた後、窒素供給弁を閉じる。 → 73秒間待機。」
(III):「抜出弁を1秒間開いた後、抜出弁を80秒間閉じる。」の操作を16回実施
(IV):「抜出弁を1秒間開いた後、抜出弁を閉じる。 → 窒素供給弁を7秒間開いた後、窒素供給弁を閉じる。」
更に、反応器にブタンを50L投入し、上記操作と同様にして、ブタン50リットルを反応器から乾燥器へ移送した。なお、抜出弁が1秒間開いているときのスラリー状予備重合触媒成分の抜出量は、0.5〜2リットルであり、窒素供給管から供給した窒素の圧力は3.5MPaGであり、窒素を供給した際のスラリー移送管での窒素ガスの線速度は約50m/秒であった。
乾燥器下部から、予備重合触媒成分を抜き出した。該予備重合触媒成分中のエチレン−1−ブテン共重合体の予備重合量は、固体触媒成分1g当り13.5gであり、該エチレン−1−ブテン共重合体のCXSは2.3重量%であり、Mw/Mnは11であった。得られた予備重合触媒成分中に黒色異物は認められなかった。
連続式流動床気相重合装置を用い、重合温度:75℃、圧力:2.0MPaG、ホールドアップ量:80kg、ガス組成:エチレン92.1mol%、水素0.85mol%、1−ヘキセン1.16mol%、窒素5.89mol%、上記実施例2(2)で得た予備重合触媒成分の供給量:51g/hr、トリイソブチルアルミニウムの供給量:27mmol/hrの条件で、エチレンと1−ヘキセンとの共重合を行ったところ、19kg/hrの生成速度でエチレン−1−ヘキセン共重合体を得た。該共重合体中に黒色異物は認められず、該共重合体の密度は919kg/m3、MFRは0.7g/10分、Mw/Mnは9.0であった。
(1)スラリー状予備重合触媒成分の準備
予め窒素置換した内容積210リットルの撹拌機付き反応器にブタン70リットルと、トリイソブチルアルミニウム420mmolと、水素を常温常圧として3リットル、1−ブテンを150g、エチレンを0.65kg仕込んだ後、反応器を45℃まで昇温した。系内が安定した後、トリイソブチルアルミニウム315mmol、ラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシド105mmol、続いて、特開2003−171415号公報の実施例10(1)および(2)の成分(A)の合成と同様の方法で得た固体触媒成分707gを投入して重合を開始した。重合開始後、槽内の重合温度を0.5時間かけて45℃から50℃に昇温して、最初の0.5時間は、エチレンを1.5kg/時間、水素を常温常圧として5リットル/時間の速度で供給し、重合開始後0.5時間からは、エチレン5kg/時間、水素を常温常圧として20リットル/時間の速度で供給し、合計2時間の予備重合を実施した。重合終了後、反応器内圧力を0.5MPaGまでパージし、スラリー状予備重合触媒成分を得た。
実施例1の(2)スラリー状予備重合触媒成分の移送と同じ装置を用い、乾燥器の圧力を0.01MPaG、スラリー移送管の温度を85℃とし、抜出弁および窒素供給弁を[閉]の状態から、「抜出弁を1秒間開いた後、抜出弁を閉じる。 → 80秒間待機。」の操作を100回行い、反応器から乾燥器へスラリー状予備重合触媒成分を移送した。更に、反応器にブタンを50L投入し、上記操作と同様にして、ブタン50リットルを反応器から乾燥器へ移送した。なお、抜出弁が1秒間開いているときのスラリー状予備重合用触媒成分の抜出量は、0.5〜2リットルであり、窒素供給管から供給した窒素の圧力は3.5MPaGであり、窒素を供給した際のスラリー移送管での窒素ガスの線速度は約50m/秒であった。
乾燥器下部から、予備重合触媒成分を抜き出した。該予備重合触媒成分中のエチレン−1−ブテン共重合体の予備重合量は、固体触媒成分1g当り8.5gであり、該エチレン−1−ブテン共重合体のCXSは3.9重量%であり、Mw/Mnは10であった。得られた予備重合触媒成分中に、黒色に着色した異物が認められた。
連続式流動床気相重合装置を用い、重合温度:75℃、圧力:2.0MPaG、ホールドアップ量:80kg、ガス組成:エチレン89.9mol%、水素1.08mol%、1−ヘキセン0.93mol%、窒素8.09mol%、上記比較例1(2)で得た予備重合触媒成分の供給量:52g/hr、トリイソブチルアルミニウムの供給量:23mmol/hrの条件で、エチレンと1−ヘキセンとの共重合を行ったところ、約24kg/hrの生成速度でエチレン−1−ヘキセン共重合体を得た。該共重合体中に黒色に着色した異物が認められた。また、該共重合体の密度は920kg/m3、MFRは0.87g/10分、Mw/Mnは12であった。
2:抜出弁
3:窒素供給弁
4:スラリー移送管
5:乾燥器
6:ガス導入管
7:ガス排出管
Claims (6)
- スラリー製造容器において調製されたスラリー状予備重合触媒成分を、スラリー移送管を介して乾燥器に移送し、該乾燥器にて乾燥する予備重合触媒成分の製造方法であって、該移送を間欠操作で行うと共に、1回以上の移送停止時および移送完了後に、前記スラリー移送管に不活性ガスを乾燥器方向に流通させる予備重合触媒成分の製造方法。
- 間欠操作100回あたり1回以上の移送停止時に、不活性ガスをスラリー移送管に流通させる請求項1に記載の予備重合触媒成分の製造方法。
- スラリー状予備重合触媒成分の移送を、移送時間が0.5〜10秒であり、移送停止時間が10〜300秒である間欠操作によって行う請求項1または2に記載の予備重合触媒成分の製造方法。
- 5〜100m/秒の線速度で、不活性ガスをスラリー移送管に流通させる請求項1〜3のいずれかに記載の予備重合触媒成分の製造方法。
- スラリー移送管の温度を70〜110℃に調整する請求項1〜4のいずれかに記載の予備重合触媒成分の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法により製造された予備重合触媒成分を用いてオレフィンの重合を行うオレフィン重合体の製造方法。
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