JP4577916B2 - オレフイン重合用の改良チーグラー・ナツタ触媒 - Google Patents
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Description
【発明の分野】
本発明は、オレフィン重合用触媒系に関し、詳細には支持型チーグラー・ナッタ(supported Ziegler−Natta)触媒を含む触媒系に関する。この触媒系を用いてオレフィン類、例えばエチレンなどを重合させる。
【0002】
【従来技術の説明】
ポリオレフィンの製造工程は典型的にチーグラー・ナッタ型触媒を用いてオレフィンモノマーを重合させることを伴う。オレフィン重合用触媒系は本技術分野でよく知られている。このような系には典型的にチーグラー・ナッタ型重合触媒成分と共触媒、通常は有機アルミニウム化合物が含まれている。このような触媒系の例が下記の米国特許第3,574,138号、4,316,966号および5,173,465号(これらの開示は引用することによって本明細書に組み入れられる)に示されている。
【0003】
チーグラー・ナッタ型重合触媒は基本的に遷移金属、例えばチタンまたはバナジウムなどのハロゲン化物と共触媒としての金属水素化物および/またはアルキル金属、典型的には有機アルミニウム化合物から誘導される錯体である。上記触媒は、通常、マグネシウム化合物に支持されていてアルキルアルミニウム共触媒と一緒に錯体を形成するハロゲン化チタンで構成されている。
【0004】
【発明の要約】
従って、本発明の1つの目的は、エチレン重合用の支持型チーグラー・ナッタ触媒を合成することにある。
【0005】
また、本発明の1つの目的は、粒子サイズが大きくて小型粒子、即ち「微細物」の量が少なくかつワックス量が少ないポリオレフィンを製造することにある。
【0006】
加うるに、本発明の1つの目的は、高い活性とより良好な水素応答(hydrogen response)を示す触媒を製造することにある。
【0007】
オレフィン類、特にエチレンを重合させる重合工程で支持型チーグラー・ナッタ触媒を含む触媒系を用いることで上記および他の目的を達成する。
【0008】
本発明は、高い活性とより良好な水素応答を示すオレフィン重合用触媒を提供し、この触媒に、
a)支持型チーグラー・ナッタ遷移金属触媒成分、および
b)有機アルミニウム共触媒、
を含める。
【0009】
本発明は触媒成分も提供し、この触媒成分に、
a)一般式Mg(OR)2[式中、Rは炭素原子数が1から20のヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビルである]で表されるマグネシウムジアルコキサイドの可溶マグネシウム化合物、
b)穏やかな塩素化剤(mild chlorinating agent)、
c)チタン化剤(titanating agent)、および
d)有機アルミニウム化合物、
を含める。
【0010】
本発明は触媒成分の合成方法も提供し、この方法に、
a)ジアルキルマグネシウムとアルコールからマグネシウムジ(アルコキサイド)を合成し、
b)穏やかな塩素化剤を加え、
c)チタン化剤を加え、
d)2番目のチタン化剤を加え、
e)有機アルミニウム化合物を加える、
ことを含める。
【0011】
本発明はまたこの上に記述した触媒系を用いてオレフィン類を重合させて狭い分子量分布を示しかつ小型粒子の量およびワックスの量が少ないポリマー生成物を製造する方法も提供し、この方法に、
a)通常のチーグラー・ナッタ遷移金属触媒成分を選択し、
b)該触媒成分を共触媒である有機アルミニウム化合物に接触させ、
c)該触媒系をモノマーを入れる重合反応ゾーンに重合反応条件下で導入することでポリマー生成物を生じさせ、そして
d)ポリマー生成物を該重合反応ゾーンから取り出す、
ことを含める。
【0012】
【発明の詳細な記述】
オレフィン重合用チーグラー・ナッタ型触媒の合成手順が米国特許第3,644,318号(これの開示は引用することによって本明細書に組み入れられる)に開示されている。この標準的な合成手順は下記の通りである:
a)マグネシウム化合物を選択し、
b)塩素化剤を加え、
c)チタン化剤を加え、そして
d)任意に、予備活性化剤(preactivating agent)を加える。上記塩素化剤とチタン化剤は同じ化合物であってもよい。
【0013】
Mg(OEt)2+TiCl4→マグネシウム支持体に支持されたチタン触媒
本発明は上記合成手順を修飾するものであり、従って上記触媒およびポリマー生成物を修飾するものである。本発明は下記を特徴とする:
1)可溶マグネシウム化合物を用い、
2)穏やかな塩素化剤を用い、
3)穏やかな作用剤(reagent)を用いて塩素化段階とチタン化段階を同時に行い、
4)より強力な作用剤を用いて2番目の塩素化/チタン化を行い、
5)予備活性化段階を設ける。
【0014】
この修飾合成手順で提案する機構は下記の通りである:
【0015】
【数1】
【0016】
「A」の正確な組成は未知であるが、これはある程度塩素化されたマグネシウム化合物を含有すると考えており、それの一例はClMg(OR”)であり得る。
1番目の塩素化/チタン化で触媒(「B」)が生じ、これは恐らく塩素化されたマグネシウムとある程度塩素化されたマグネシウムとチタン化合物の錯体であり、これは恐らく(MgCl2)y・(TiClx(OR)4-X)Zで表され得る。2番目の塩素化/チタン化で触媒(「C」)が生じ、これもまた恐らく塩素化されたマグネシウムとある程度塩素化されたマグネシウムとチタン化合物の錯体であるが、これは「B」とは異なり、恐らくは(MgCl2)y’・(TiClx’(OR)4-X’)Z’で表され得る。「C」の塩素化レベルの方が「B」の塩素化レベルよりも高いであろうと予測される。このように塩素化レベルがより高いことで、異なる化合物で作られた異なる錯体が生じているであろう。反応生成物に関して行った上記記述はその化学に関して現時点で最も有望な説明を提案するものであるが、本請求の範囲に記述する如き発明はこのような理論的機構で制限されるものでない。
【0017】
上記可溶マグネシウム化合物は、好適には、非還元性(non−reducing)化合物、例えば一般式Mg(OR”)2[式中、R”は、炭素原子数が1から20のヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビルである]で表されるマグネシウムジアルコキサイドなどである。非還元性化合物は、MgRR’などの如き化合物の場合にはそれが還元を受けることで不溶なTi+3種が生じる(この場合には幅広い粒子サイズ分布を有する触媒が生じる傾向がある)が、その代わりにMgCl2を生じると言った利点を有する。加うるに、Mg(OR”)2が示す反応性はMgRR’のそれよりも低く、かつ穏やかな塩素化剤を用いた塩素化に続いて穏やかな作用剤を用いた同時塩素化/チタン化そしてより強い作用剤を用いた2番目の塩素化/チタン化は、緩やかで逐次的により強くなる反応であり、その結果として、より均一な生成物が生じ得る、即ち触媒の粒子はより大きくかつ触媒粒子サイズの管理はより良好であり得る。
【0018】
マグネシウムジアルコキサイド、例えばマグネシウムジ(2−エチルヘキソキサイド)などは、アルキルマグネシウム化合物(MgRR’)、例えばブチルエチルマグネシウム(BEM)などとアルコール(ROH)、例えば2−エチルヘキサノールなどを反応させると生じ得る。
【0019】
【数2】
【0020】
BEMの場合のRHおよびR’Hはそれぞれブタンおよびエタンである。この反応は室温で起こり、その反応体は溶液を形成する。
【0021】
上記ジアルキルマグネシウム[MgRR’]は、RおよびR’が炭素原子数が1−10のアルキル基である如何なるジアルキルマグネシウムであってもよい。
RおよびR’は同じか或は異なっていてもよい。ジアルキルマグネシウムの例はジエチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ブチルエチルマグネシウムなどである。ブチルエチルマグネシウム(BEM)が好適なジアルキルマグネシウムである。
【0022】
上記アルコールは一般式R”OH[式中、R”は炭素原子数が4−20のアルキル基である]で表される如何なるアルコールであってもよい。このアルコールは線状であるか或は分枝していてもよい。このアルコールの例はブタノール、イソブタノール、2−エチルヘキサノールなどである。好適なアルコールは2−エチルヘキサノールである。
【0023】
アルキルマグネシウム化合物は、電子が不充分な結合(electron−deficient bonding)が理由で非常に結合し易く、その結果として、溶液中で非常に高い粘度を示す高分子量種を生じる。個々のアルキルマグネシウム分子間の結合を引き裂くアルキルアルミニウム、例えばトリエチルアルミニウムなどを添加することによって、そのような高い粘度を下げることができる。アルキルアルミニウムとマグネシウムの好適な比率は0.001:1から1:1であり、より好適には0.01から0.1:1、最も好適には0.03:1から0.05:1である。加うるに、電子供与体、例えばジイソアミルエーテル(DIAE)などの如きエーテルを用いて上記アルキルマグネシウムの粘度を更に下げることも可能である。電子供与体とマグネシウムの好適な比率は0:1から10:1であり、より好適には0.1:1から1:1である。
【0024】
上記塩素化剤は、好適には、マグネシウムアルコキサイドをある程度のみ塩素化する一塩化物化合物である。このような塩素化剤は、一般式ClAR”’xまたはClAOR”’x[式中、Aは、1つの塩化物をアルコキサイドに交換し得る非還元性で酸素親和性(oxyphilic)の化合物であり、R”’はアルキルであり、そしてxはAの原子価引く1である]で表される。Aの例はチタン、ケイ素、アルミニウム、炭素、錫およびゲルマニウムであり、最も好適なAはチタンおよびケイ素であり、この場合のxは3である。R”’の例はメチル、エチル、プロピル、イソプロピルなどであり、これらの炭素原子数は2−6である。本発明において有効な塩素化剤の例はClTi(OiPr)3およびClSi(Me)3である。
【0025】
上記塩素化/チタン化剤は、好適には、4置換チタン化合物[ここで、4置換基は全部同じでありそして上記置換基はハロゲン化物または炭素原子数が2から10のアルコキサイドもしくはフェノキサイドである]、例えばTiCl4またはTi(OR””)4などである。この塩素化/チタン化剤は単一の化合物であってもよいか或は化合物の組み合わせであってもよい。上記合成では、1番目の塩素化/チタン化後でも活性触媒が生じるが、しかしながら、好適には、塩素化/チタン化を2回行い、各添加で異なる化合物または化合物の組み合わせを用い、そしてより強力な塩素化/チタン化を2番目の添加で行う。
【0026】
1番目の塩素化/チタン化剤を好適には穏やかなチタン化剤にし、これは、好適には、ハロゲン化チタンとチタンアルコキサイドのブレンド物である。より好適には、1番目の塩素化/チタン化剤をTiCl4とTi(OBu)4のブレンド物にして、TiCl4/Ti(OBu)4を0.5:1から6:1の範囲にし、最も好適には2:1から3:1の範囲にする。この1番目のチタン化で用いるチタンとマグネシウムの比率を好適には3:1にする。ハロゲン化チタンとチタンアルコキサイドのブレンド物は反応してチタンアルコキシハライド、即ちTi(OR)aXb[式中、ORおよびXは、それぞれアルコキサイドおよびハロゲン化物であり、a+bは、チタンの原子価であり、典型的には4であり、そしてaおよびbは両方とも小数であってもよく、例えばa=2.5でb=1.5であってもよい]を生じると考えている。
【0027】
別法として、上記1番目の塩素化/チタン化剤は単一の化合物であってもよい。単一化合物としての1番目の塩素化/チタン化剤の例は、Ti(OCH3)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(OC3H7)2Cl2、Ti(OC3H7)3Cl、Ti(OC4H9)Cl3、Ti(OC6H13)2Cl2、Ti(OC2H5)2Br2およびTi(OC12H25)Cl3である。
【0028】
任意に、この1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤に電子供与体を添加してもよい。この段階で電子供与体を添加すると結果として粒子サイズの管理がより良好になり得ると考えている。この電子供与体は、好適には、一般式RSi(OR’)3[式中、RおよびR’は、炭素原子数が1−5のアルキルであり、同一もしくは異なっていてもよい]で表されるアルキルシリルアルコキサイド、例えばメチルシリルトリエトキサイド[MeSi(OEt)3]などである。
【0029】
上記2番目のより強力な塩素化/チタン化剤は、好適には、ハロゲン化チタン、より好適には四塩化チタン[TiCl4]である。この2番目の塩素化/チタン化におけるチタンとマグネシウムの範囲は0:1から2:1、好適には0.5:1から1:1である。
【0030】
上記予備活性化剤は好適には有機アルミニウム化合物である。この有機アルミニウムである予備活性化剤は、好適には、式AlR^3[式中、R^は、炭素原子数が1−8のアルキルまたはハロゲン化物であり、ここで、R^は同じか或は異なっていてもよく、そして少なくとも1つのR^はアルキルである]で表されるアルキルアルミニウムである。この有機アルミニウムである予備活性化剤は、好適には、トリアルキルアルミニウム、例えばトリメチルアルミニウム(TMA)、トリエチルアルミニウム(TEAl)およびトリイソブチルアルミニウム(TiBAl)などである。好適な予備活性化剤はTEAlである。Alとチタンの比率は0.1:1から2:1の範囲であり、好適には0.5:1から1.2:1、より好適にはほぼ0.8:1である。
【0031】
用いた具体的な合成手順は下記の通りであった:
a)ジアルキルマグネシウム[ブチルエチルマグネシウム]とアルコール[2−エチルヘキサノール]から可溶マグネシウムジアルコキサイド[マグネシウムジ(2−エチル−ヘキソキサイド)]を合成し、任意に粘度調節用のアルキルアルミニウム(トリエチルアルミニウム)を添加してもよく、
b)穏やかなモノクロロ塩素化剤[ClTi(OiPr)3]を加え、
c)四ハロゲン化チタンとチタンテトラアルコキサイドのブレンド物である1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤[TiCl4/Ti(OBu)4]を加え、
d)四ハロゲン化チタンである2番目のより強力な塩素化/チタン化剤[TiCl4]を加え、
e)アルキルアルミニウム[TEAl]を加えて触媒の予備活性化を行う。
【0032】
この上に記述した如き通常の支持型チーグラー・ナッタ遷移金属化合物触媒成分をオレフィン類、特にエチレンの重合で用いることができる。この遷移金属化合物は、好適には、一般式MR1 x[式中、Mは金属であり、R1はハロゲンまたはヒドロカルビルオキシであり、そしてxは金属の原子価である]で表される。
好適には、MはIVB族の金属、より好適にはチタンである。R1は、好適には塩素、臭素、アルコキシまたはフェノキシであり、より好適には塩素である。遷移金属化合物の典型的な例は、TiCl4、TiBr4、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(OC3H7)2Cl2、Ti(OC4H9)3Cl、Ti(OC6H13)2Cl2、Ti(OC8H17)3Cl、Ti(OC2H5)2Br2およびTi(OC12H25)Cl3である。遷移金属化合物の混合物を用いることも可能である。遷移金属化合物を少なくとも1つ存在させる限り遷移金属化合物の数には全く制限がない。
【0033】
上記支持体は、通常のチーグラー・ナッタ触媒に含まれる成分のいずれにも化学的反応性を示さない不活性な固体であるべきである。この支持体は好適にはマグネシウム化合物である。触媒成分に支持体を与える目的で用いるマグネシウム化合物の例は、マグネシウムのハロゲン化物、ジアルコキシマグネシウム、アルコキシマグネシウムのハロゲン化物、およびマグネシウムのカルボン酸塩である。好適なマグネシウム化合物は塩化マグネシウム(MgCl2)である。
【0034】
この触媒を有機アルミニウム共触媒で活性化させる。この有機アルミニウム共触媒は、好適には、式AlR^3[式中、R^は、炭素原子数が1−8のアルキルまたはハロゲン化物であり、ここで、R^は同じか或は異なっていてもよく、そして少なくとも1つのR^はアルキルである]で表されるアルキルアルミニウムである。この有機アルミニウム共触媒は、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムのハロゲン化物またはアルキルアルミニウムのジハロゲン化物であってもよい。より好適には、この有機アルミニウム共触媒はトリアルキルアルミニウム、例えばトリメチルアルミニウム(TMA)、トリエチルアルミニウム(TEAl)およびトリイソブチルアルミニウム(TiBAl)などである。
好適なアルキルアルミニウムはTEAlである。
【0035】
チーグラー・ナッタ触媒に予備重合を受けさせることでこの触媒の性能を向上させることも可能である。一般的には、上記触媒を上記共触媒に接触させた後、その触媒を少量のモノマーに接触させることで、予備重合工程を行う。予備重合工程が米国特許第5,106,804号、5,153,158号および5,594,071号(引用することによって本明細書に組み入れられる)に記述されている。
【0036】
本触媒はオレフィン類のホモ重合または共重合で知られる如何なる方法で用いられてもよい。この重合方法は塊状、スラリー相または気相重合であってもよい。この上で合成した触媒を温度範囲が50−100℃、好適には50−120℃、より好適には70−80℃で圧力範囲が50−800psi、好適には80−600psi、より好適には100−150psiのスラリー相重合で用いるのが好適である。上記オレフィンモノマーを重合反応ゾーンに導入する時、これを、反応条件下で液状で非反応性(nonreactive)の伝熱剤(heattransfer agent)である希釈剤に入れて導入してもよい。このような希釈剤の例はヘキサンおよびイソブタンである。エチレンを別のアルファ−オレフィン、例えばブテンなどと一緒に共重合させる場合、この2番目のアルファ−オレフィンを0.01−20モルパーセント、好適には0.02−1モルパーセント、より好適には約0.0625モルパーセント存在させてもよい。
【0037】
プロピレンを重合させる場合、本触媒の合成に内部(internal)電子供与体を含めそして重合時に外部電子供与体または立体選択性調節剤(stereoselectivity control agent)(SCA)で上記触媒を活性化させるのが好適である。内部電子供与体は、塩素化または塩素化/チタン化段階で触媒生成反応を行っている時に使用可能である。通常の支持型チーグラー・ナッタ触媒成分を製造する場合に内部電子供与体として用いるに適切な化合物には、エーテル類、ケトン類、ラクトン類、N、Pおよび/またはS原子を有する電子供与体化合物、および特定種のエステルが含まれる。特に適切なものは、フタル酸のエステル、例えばフタル酸ジイソブチル、ジオクチル、ジフェニルおよびベンジルブチルなど、マロン酸のエステル、例えばマロン酸ジイソブチルおよびジエチルなど、トリメチル酢酸アルキルおよびアリール、マレイン酸アルキル、シクロアルキルおよびアリール、アルキルおよびアリールカーボネート類、例えばジイソブチル、エチル−フェニルおよびジフェニルカーボネートなど、こはく酸エステル、例えばこはく酸モノおよびジエチルなどである。
【0038】
本発明に従う触媒の調製で利用可能な外部供与体には、有機シラン化合物、例えば一般式SiRm(OR’)4-m[式中、Rはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびビニル基から成る群から選択され、R’はアルキル基であり、そしてmは0−3であり、ここで、RはR’と同じであってもよく、mが0、1または2の時にはR’基は同じか或は異なっていてもよく、そしてmが2または3の時にはR基は同じか或は異なっていてもよい]で表されるアルコキシシラン類などが含まれる。
【0039】
本発明の外部供与体を、好適には、下記の式:
【0040】
【化1】
【0041】
[式中、
R1およびR4は、両方とも、ケイ素に結合している第一、第二または第三炭素原子を含むアルキルまたはシクロアルキル基であり、ここで、R1とR4は同じか或は異なっていてもよく、R2およびR3はアルキルまたはアリール基である]
で表されるシラン化合物から選択する。R1はメチル、イソプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはt−ブチルであってよく、R2およびR3はメチル、エチル、プロピルまたはブチル基であってもよく、ここでこれらは必ずしも同じでなくてもよく、そしてR4もまたメチル、イソプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはt−ブチルであってもよい。具体的な外部供与体はシクロヘキシルメチルジメトキシシラン(CMDS)、ジイソプロピルジメトキシシラン(DIDS)、シクロヘキシルイソプロピルジメトキシシラン(CIDS)、ジシクロペンチルジメトキシシラン(CPDS)またはジ−t−ブチルジメトキシシラン(DTDS)である。
【0042】
本発明を一般的に記述してきたが、下記の実施例を本発明の個々の態様として示して本発明の実施および利点を実証する。本実施例は説明として示すものであり本明細書も請求の範囲も決して制限することを意図するものでないと理解する。
【0043】
以下に示す実施例では下記のパラメーターを変えた:
1. いろいろな塩素化/沈澱化(precipitation)剤
2. 一塩化物の使用有り無しにおける触媒調製
3. 代替一塩化物の使用
4. 電子供与体としてのジイソアミルエーテル(DIAE)またはMeSi(OEt)3の使用。
【0044】
【実施例】
触媒製造
参考実施例1
窒素ボックス内でBEMを50ミリモル重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れた。このBEM溶液にTEAlを1.5ミリモル加えた。このBEM/TEAl混合物をヘプタンで100mlに希釈した後、1Lの5口フラスコに移した。この混合物の粘度はBEM自身の粘度よりずっと低かった。上記測定用シリンダーを50mlづつのヘプタンで2回濯いでまた上記1Lフラスコに移した。この溶液を室温において200rpmで撹拌した。
【0045】
2−Et−HexOHを104.5ミリモル重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで50mlに希釈した。このアルコール溶液を上記1Lのフラスコに取り付けた60mlの滴下漏斗に移して室温(RT)で50分かけて上記BEM/TEAl溶液に滴下した。上記滴下漏斗を50mlのヘプタンで濯いだ。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。
【0046】
ClTi(OiPr)3(ヘキサン溶液)を50ミリモル重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れて60mlの滴下漏斗に移した。この測定用シリンダーを10mlのヘプタンで濯いだ。上記ClTi(OiPr)3溶液を上記フラスコに室温で70分間かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。
【0047】
TiCl4を19.0g重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで100mlに希釈した。このTiCl4溶液を滴下漏斗に移して上記フラスコに室温で55分かけて滴下した。この反応混合物を室温で1時間撹拌した。次に、この反応混合物を沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を200mlづつのヘプタン(40℃)で4回洗浄した。この固体を40℃の真空下で2時間乾燥させた(白色粉末、約9.6g)。
【0048】
実施例2
BEMを50ミリモル重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れた後、このBEM溶液にTEAlを1.5ミリモル加えた。このBEM/TEAl混合物をヘプタンで100mlに希釈した。このBEM溶液を、温度計、機械的撹拌機、60mlの滴下漏斗およびガス導入口付きコンデンサを取り付けた1Lのフラスコに移した。上記測定用シリンダーを5mlのヘプタンで濯いだ。この溶液を室温において200rpmで撹拌した。
【0049】
2−Et−HexOHを104.5ミリモル重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで50mlに希釈した。このアルコール溶液を上記1Lのフラスコに取り付けた60mlの滴下漏斗に移した。上記シリンダーを10mlのヘプタンで濯いだ。このアルコール溶液を室温で33分かけて上記BEM/TEAl溶液に滴下した。上記滴下漏斗を50mlのヘプタンで濯いだ。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。
【0050】
ClTi(OiPr)3(ヘキサン溶液)を50ミリモル重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れて、上記1Lのフラスコに取り付けた60mlの滴下漏斗に移した。この測定用シリンダーを10mlのヘプタンで濯いだ。上記ClTi(OiPr)3溶液を上記フラスコに室温で46分間かけて滴下した。この滴下漏斗を10mlのヘプタンで濯いだ。この反応混合物を室温で2時間撹拌した。
【0051】
窒素ボックス内で、TiCl4を19.0gおよびTi(OBu)4を17.0g重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れて混合した。この混合物をヘプタンで100mlに希釈した後、滴下漏斗に移して上記フラスコに室温で1.5時間かけて滴下した。この反応混合物を室温で3時間撹拌した。次に、この反応混合物を沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。その白色固体を200mlづつのヘプタンで4回洗浄した。
【0052】
TiCl4を9.5g重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで50mlに希釈した。このTiCl4溶液を60mlの滴下漏斗に移して上記フラスコに室温で35分かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に2時間撹拌した。この反応混合物を沈降させた。その固体を150mlづつのヘプタンで4回洗浄した。この固体を室温の真空下で1.5時間乾燥させた(オフホワイトの粉末、約5.5g)。
【0053】
実施例3(比較例)
実施例2の手順を用いてBEM/TEAl+2−Et−HexOH+ClTi(OiPr)3 から溶液(A)を調製した。
【0054】
窒素ボックス内でTi(OBu)4を17.0g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れた。MeSi(OEt)3を1.78g加えた。この混合物をヘプタンで50mlに希釈した。この溶液を標準装備した1Lの5口フラスコに移した。この溶液を室温において150rpmで撹拌した。次に、このTi(OBu)4/MeSi(OEt)3溶液にTiCl4を19.0g(ヘプタンで50mlに希釈して)加えた。この溶液(B)を室温で35分間撹拌した。
【0055】
この上で調製した溶液Aを上記1Lのフラスコに取り付けた60mlの滴下漏斗に移して室温で1時間50分かけて上記フラスコに滴下した。この反応混合物を周囲温度で更に30分間撹拌した後、室温で沈降させた。
【0056】
上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を200mlづつのヘキサンで3回洗浄した。上記フラスコに新鮮なヘキサンを200ml加えてそのスラリーを室温において150rpmで撹拌した。
【0057】
TiCl4を9.5g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘキサンで50mlに希釈した。このTiCl4溶液を上記1Lのフラスコに取り付けた60mlの滴下漏斗に移して上記フラスコに25分かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に2時間撹拌した。次に、この反応混合物を沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を200mlづつのヘキサンで4回洗浄した。この固体を室温の真空下で2時間乾燥させた。この固体の収量は約5.1gであった。
【0058】
実施例4(比較例)
この触媒の調製手順は、BEM/TEAl(1/0.03)+2−Et−HexOH(2)
+ClTi(OiPr)3(1)から調製した溶液「A」にTiCl4/Ti(OBu)4/MeSi(OEt)3(2/1/0.2)の混合物を加える以外は実施例3と同じである。その結果として得た白色固体を室温の真空下で1.5時間乾燥させた(約4.2g)。
【0059】
実施例5(比較例)
実施例2と同様にBEM/TEAl(50ミリモル/1.5ミリモル)と2−Et−HexOH(104.5ミリモル)を用いてMg(OR)2 溶液を調製した。この粘性のある溶液を周囲温度において150rpmで撹拌した。
【0060】
ClTi(OiPr)3(ヘキサン溶液)を104.5ミリモル重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れた後、上記1Lのフラスコに取り付けた滴下漏斗に移した。このClTi(OiPr)3溶液を上記フラスコに1.5時間かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に1.5時間撹拌した。この反応混合物を沈降させた。この固体の沈降速度は非常に遅かった。上澄み液をデカンテーションで除去した後、その固体を150mlのヘプタンに入れて再びスラリー状にした。
【0061】
TiCl4/Ti(OBu)4/MeSi(OEt)3(100ミリモル/50ミリモル/10ミリモル)の溶液を実施例3の調製と同じ様式で調製した。この溶液を上記1Lのフラスコに取り付けた60mlの滴下漏斗に移して、室温で2時間かけて上記フラスコに滴下した。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。この反応混合物を沈降させた。この固体の沈降速度はTiCl4を添加する前よりもずっと速かった。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を150mlづつのヘプタンで4回洗浄した。
【0062】
TiCl4を9.5g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで40mlに希釈した。このTiCl4溶液を60mlの滴下漏斗に移した。上記シリンダーを10mlのヘプタンで濯いだ。上記TiCl4溶液を上記フラスコに室温で35分かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。この反応混合物を沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。
その固体を150mlづつのヘプタンで4回洗浄した。この固体を室温の真空下で2時間乾燥させた。この乾燥させた触媒(白色、静電気を帯びている(static))の収量は1.3gであった。
【0063】
参考実施例6
実施例2の手順を用いてBEM/TEAl(50ミリモル/1.5ミリモル)と2−Et−HexOH(104.5ミリモル)からMg(OR)2溶液を調製した。
【0064】
TiCl4を19.0g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで20mlに希釈した。このTiCl4溶液をカニューレでTi(OBu)4が17.0g入っている100mlのフラスコに入れた。このオレンジ色−褐色混合物を室温で20分間撹拌した後、上記1Lのフラスコに取り付けた60mlの滴下漏斗に移した。上記100mlのフラスコを少量のヘプタンで濯いだ。このTiCl4/Ti(OBu)4溶液を上記1Lのフラスコに室温で55分かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。次に、この反応混合物を沈降させた。この沈降速度は非常に遅かった(>1.5時間)。透明な明黄色の上澄み液をデカンテーションで除去した。その白色固体を150mlづつのヘプタンで3回洗浄した。この固体を室温の真空下で4時間乾燥させた。この固体は黄色で塊状であった。次に、上記フラスコを70℃に加熱することで上記固体を更に1時間乾燥させた。その結果として生じた固体はより粉末状であったが、まだ塊状であった。この固体の収量は約8.3gであった。
【0065】
参考実施例7
Mg(OR)2溶液の調製を、BEMとTEAlを反応させる前にそれらの混合物にDIAEを1.58g加える以外は実施例6と同じにした。そのBEM/TEAl溶液の粘度はDIAEを添加すると劇的に低下した。反応を150rpmの撹拌下室温で実施した。
【0066】
17.0gのTi(OBu)4と19.0gのTiCl4から成る混合物を実施例2と同様な様式で調製した。この溶液を上記反応フラスコに室温で55分かけて滴下した。滴下終了後、その反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。次に、この反応混合物を沈降させた。この沈降中、上記フラスコをゆっくりと50℃に加熱した。上澄み液をデカンテーションで除去した。その白色固体を150mlづつのヘプタン(45−50℃)で4回洗浄した。この固体を50−55℃の真空下で3時間乾燥させた。この固体(8.7g)は実施例6の固体より粉末状であったが、まだ塊状であった。
【0067】
実施例8
Mg(OR)2溶液の調製は実施例7と同じであった。反応を150rpmの撹拌下室温で実施した。
【0068】
ClTi(OiPr)3を50ミリモル重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れた後、60mlの滴下漏斗に移した。この測定用シリンダーを10mlのヘプタンで濯いだ。このClTi(OiPr)3溶液を上記フラスコに室温で40分かけて滴下した。この滴下漏斗を5mlのヘプタンで濯いだ。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。
【0069】
17.0gのTi(OBu)4と19.0gのTiCl4から成る混合物を実施例6と同様に調製した。このTiCl4/Ti(OBu)4溶液を滴下漏斗に移して上記フラスコに室温で75分かけて滴下した。この反応混合物を室温で1時間撹拌した。次に、この反応混合物を沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を150mlづつのヘプタンで2回洗浄した後、150mlのヘプタンに入れて再びスラリー状にした。
【0070】
TiCl4を9.5g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで60mlに希釈した。このTiCl4溶液を上記フラスコに室温で40分かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。次に、この反応混合物を沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を150mlづつのヘプタンで4回洗浄した。この固体を室温の真空下で2時間乾燥させた。この固体状白色粉末の収量は約9.6gであった。
【0071】
参考実施例9
BEM/TEAlと2−Et−HexOHを用いてMg(OR)2溶液を実施例2と同様に調製した。反応を150rpmの撹拌下室温で実施した。
【0072】
ClSiMe3を13.5g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れた後、ヘプタンで40mlに希釈した。この溶液を上記1Lのフラスコに取り付けた60mlの滴下漏斗に移した。このシリンダーを10mlのヘプタンで濯いだ。このClSiMe3溶液を上記1Lのフラスコに室温で30分かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に1時間45分撹拌した。
【0073】
17.0gのTi(OBu)4と19.0gのTiCl4から成る混合物を実施例6と同様に調製した。この混合物を上記1Lのフラスコに室温で70分かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。この反応混合物を沈降させた。この沈降速度は非常に遅かった。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を室温において150mlのヘプタンで洗浄した。この固体を真空下で2時間乾燥させた。この触媒は非常に塊状で黄色であった。これを70℃に加熱して更に1時間乾燥させた。この固体はより粉末状になったが、まだ塊状であった。この固体の収量は9.7gであった。
【0074】
実施例10
室温ではなく50℃のMg(OR)2溶液にClSiMe3溶液を加える以外は実施例9と同様に反応を実施した。
【0075】
TiCl4/Ti(OBu)4溶液の添加を室温で75分かけて実施した。このTiCl4/Ti(OBu)4溶液の添加が終了した後、その反応混合物を室温で1時間撹拌した。次に、この反応混合物を沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、その固体を150mlづつのヘプタンで2回洗浄した。この固体を150mlの新鮮なヘプタンに入れて再びスラリー状にした。
【0076】
2番目のチタン化を、TiCl4が9.5g入っている50mlのヘプタン溶液を用いて室温で実施した。このTiCl4の添加が終了した後、その反応混合物を室温で1時間撹拌した。次に、この反応混合物を沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を150mlづつのヘプタンで4回洗浄した。この固体を真空下で1時間乾燥させた。この触媒を55−60℃に加熱して更に2.5時間乾燥させた。最終固体はオフホワイトであり、僅かに塊状であった。
【0077】
参考実施例11
60mlの滴下漏斗と気体導入口付きコンデンサと隔壁を取り付けた500mLの3つ口フラスコにMg(OEt)2を10g入れた。ヘプタンを200mL加えて、そのスラリーを撹拌しながら反応温度(85℃)に加熱した。このスラリーを撹拌しながら15分かけてTiCl4を24mL加えた。この反応混合物を85℃で5.5時間撹拌した。この反応混合物を75℃に冷却して沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を〜100mLづつのヘプタン(70℃)で4回洗浄した。この固体を〜100mLの乾燥オクタンに入れてスラリー状にして120℃に18時間加熱した。そのスラリーを70℃に冷却した後、固体を沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を70℃の真空下で2時間乾燥させた。収量は約14gであった。
【0078】
重合
向かい合う2枚のピッチ混合用プロペラが備わっている混合用邪魔板を4リットルの反応槽に4枚取り付けた。背圧調節装置で反応槽の内圧を一定に保持しながら質量流量調節装置に通してエチレンと水素を上記反応槽に導入した。調節装置に連結しているバルブを用いて反応温度を蒸気と冷水(反応槽のジャケットに入れて)で維持した。
【0079】
全ての重合でヘキサンを希釈剤として用いそしてTEAlを共触媒として用いた。
【0080】
重合を下記の条件下で実施した:
重合条件
温度 80℃
反応時間 60分
触媒 5−10mg
【0081】
【表1】
【0082】
改良触媒合成は下記の通りである:
モル比が1:0.03:0.6のBEMとTEAlとDIAEを室温の溶液状態で加える。このBEM/TEAl/DIAE溶液に室温で2−Et−HexOHを2.09当量に等しい量で加えることでマグネシウムジアルコキサイドを生じさせる。この溶液に室温でClTi(OiPr)3を1当量加える。この溶液に室温でモル比が2:1のTiCl4とTi(OBu)4の混合物をチタン化剤として加えることで初期触媒を生じさせる。この触媒溶液に対してTiCl4を1当量の量で用いた2番目のチタン化を実施する。
【0083】
以下に示す実施例では下記のパラメーターを変えた:
1. TiCl4/Ti(OBu)4混合物の濃度−実施例12
2. 2番目のチタン化で用いるTiCl4量−実施例13
3. チタン化の温度−実施例14および17
4. DIAEの量−実施例15および16
5. チタン化後の熱処理−実施例18および20
6. 触媒の予備活性化−実施例19
7. 合成中のTEAlの影響−実施例21
8. スラリー濃度−実施例22。
【0084】
実施例12
合成の最初の2段階、即ちMg(OR)2の調製およびそれとClTi(OiPr)3の反応を実施例8と同じ手順で実施した。
【0085】
TiCl4を19.0g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで50mlに希釈した。このTiCl4溶液をカニューレでTi(OBu)4が17.0g入っている200mlのフラスコに入れた。上記シリンダーを20mlのヘプタンで濯いだ。このオレンジ色−褐色混合物を室温で35分間撹拌した。この溶液(約86ml)を上記1Lのフラスコ(60ml、1番目)に取り付けた60mlの滴下漏斗に移した後、上記フラスコに室温で92分かけて滴下した。この反応混合物を室温で1時間撹拌した後、沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を180mlづつのヘプタンで2回洗浄した後、180mlのヘプタンに入れて再びスラリー状にした。
【0086】
TiCl4を9.5g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで60mlに希釈した。このTiCl4溶液を上記フラスコに室温で35分かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した後、沈降させた。
上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を200mlづつのヘプタンで4回洗浄した。この固体を室温の真空下で2時間乾燥させた。この白色固体の収量は約4.8gであった。
【0087】
実施例13
この触媒の調製手順を、2番目のチタン化で9.5g(1当量)のTiCl4の代わりに4.75g(0.5当量)のTiCl4を用いる以外は触媒実施例12の場合と同じにした。固体状触媒の収量は約5.2gであった。
【0088】
実施例14
この触媒の調製手順を、TiCl4/Ti(OBu)4を用いた1番目のチタン化を周囲温度ではなく0℃で実施する以外は実施例13の場合と同じにする。この場合の沈降速度は室温反応の場合よりもゆっくりであるように思われたが、粒子サイズは非常に小さかった。TiCl4/Ti(OBu)4の添加が終了した時点で氷浴を取り除いて、反応混合物を周囲温度で1時間撹拌した。この触媒の沈降速度は室温で調製した触媒よりもずっと遅かった。2番目のチタン化を実施例13の場合と同じ様式で実施した。その結果として生じた白色固体を室温の真空下で2.5時間乾燥させた(約6.7g)。この乾燥させた固体状触媒は若干静電気を帯びていて、外観は非常にふわふわしていた。
【0089】
実施例15
DIAEを1.58g(0.2当量)用いるのとは対照的にDIAEを3.16g(Mgに対して0.4当量)用いる以外は実施例13の場合と同じ手順を用いてこの実施例の触媒を調製した。反応を実施例13と同様に進行させた。固体の収量は5.0gであった。
【0090】
実施例16
DIAEを1.58g(0.2当量)用いるのとは対照的にDIAEを4.74g(Mgに対して0.6当量)用いる以外は実施例13の場合と同じ手順を用いてこの実施例の触媒を調製した。反応を実施例13と同様に進行させた。固体の収量は5.1gであった。
【0091】
実施例17
この実施例の触媒調製は、1番目のチタン化を周囲温度ではなく50℃で実施する以外は実施例16の場合と同じ手順に従った。この触媒の場合には予備活性化を実施しなかった。固体状触媒の収量は7.7gであった。
【0092】
実施例18
触媒合成の最初の数段階を実施例16の場合と同じにした。しかしながら、1番目のチタン化が終了しそしてその反応混合物を室温で1時間撹拌した後、その反応混合物を50℃に加熱して1時間撹拌した。この合成の残りを実施例16に従って進行させた。乾燥させた固体状触媒の収量は4.7gであった。
【0093】
実施例19
反応の最初の数段階を実施例16と同様な様式で実施した。
【0094】
2番目のチタン化後、TEAlを7.83ミリモル重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れた後、ヘプタンで60mlに希釈した。このTEAl溶液を上記1Lのフラスコに室温で34分かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。この反応混合物を沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、褐色の固体を200mlづつのヘプタンで4回洗浄した。この固体を室温の真空下で2.5時間乾燥させた(7.4g)。
【0095】
実施例20
この触媒合成は、TEAlを7.24ミリモル用いて2番目のチタン化を室温で実施例19と同様に行った後に予備活性化を実施する以外は実施例17の場合と同じ手順に従った。乾燥させた固体状褐色触媒の収量は6.6gであった。
【0096】
実施例21
ヘプタン溶液中のBEMを50ミリモル重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れた。このBEM溶液にDIAEを4.74g(30ミリモル)加えた。この混合物をヘプタンで80mlに希釈した後、標準的に組み立てた1Lの5口フラスコに移した。この溶液を室温において150rpmで撹拌した。
【0097】
2−Et−HexOHを13.00g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで50mlに希釈した。このアルコール溶液を上記1Lのフラスコに取り付けた60mlの滴下漏斗に移した。上記シリンダーを10mlでヘプタンで濯いだ。この2−Et−HexOH溶液を上記1Lのフラスコに室温で30分かけて滴下した。この滴下が終了した時点で、反応混合物が非常に高い粘度のゲルになった。
【0098】
TEAlを1.5ミリモル重量測定して20mlのWheatonボトルに入れてヘプタンで10mlに希釈した。このTEAl溶液をカニューレで上記1Lのフラスコに移した。この反応混合物の粘度は高いままであり、まだ多量のゲルが壁に粘着していた。この反応混合物を室温で20分間撹拌したが、粘度に関する有意な改良は全く観察されなかった。
【0099】
2−Et−HexOHを0.59g重量測定して20mlのWheatonボトルに入れてヘプタンで10mlに希釈した。この溶液を60mlの滴下漏斗に移した。上記Wheatonボトルを10mlのヘプタンで濯いだ。反応混合物の粘度が劇的に低下して、通常になった。
【0100】
触媒調製の残り、即ちClTi(OiPr)3の添加、TiCl4/Ti(OBu)4を用いた1番目のチタン化およびTiCl4を用いた2番目のチタン化を通常通り実施した。固体状触媒の収量は6.2gであった。
【0101】
実施例22
ヘプタン溶液中のBEMを100ミリモル重量測定して250mlの測定用シリンダーに入れた。このBEM溶液にTEAl(ヘプタン中24.8%)を1.38gおよびDIAEを9.48g加えた。この混合物をカニューレで標準的に組み立てた1Lの5口フラスコに移した。上記シリンダーを20mlのヘプタンで濯いだ。上記溶液を室温において150rpmで撹拌した。
【0102】
2−Et−HexOHを27.18g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで50mlに希釈した。このアルコール溶液を60mlの滴下漏斗に移した。上記シリンダーを10mlのヘプタンで濯いだ。このアルコール溶液を上記1Lのフラスコに室温で15分かけて加えた。この無色溶液を室温で45分間撹拌した。
【0103】
ClTi(OiPr)3を100ミリモル重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れ、60mlの滴下漏斗に移した(この時点で50ml)。この溶液を上記1Lのフラスコに室温で39分かけて滴下した。上記滴下漏斗を10mlのヘプタンで濯いだ。この反応混合物を室温で1時間撹拌した。
【0104】
Ti(OBu)4を34.0g重量測定して200mlのフラスコに入れた。TiCl4を38.0g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで50mlに希釈した。このTiCl4溶液を上記200mlのフラスコに移した。上記シリンダーを90mlのヘプタンで濯いだ。そのオレンジ色−褐色の反応混合物を室温で45分間撹拌した。
【0105】
このTiCl4/Ti(OBu)4溶液を上記1Lのフラスコに取り付けた60mlの滴下漏斗に移して上記フラスコに室温で1時間40分かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した後、沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を200mlづつのヘプタンで2回洗浄した後、約180mlのヘプタンに入れて再びスラリー状にした。
【0106】
TiCl4を9.5g重量測定して50mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで60mlに希釈した。このTiCl4溶液を室温で30分かけて滴下した。上記滴下漏斗を10mlのヘプタンで濯いだ。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した。スラリーのサンプルを採取した。このスラリーの少量を100mlのフラスコに移し、上澄み液をデカンテーションで除去し、洗浄した後、真空下で乾燥させた(1.7g)。
【0107】
TEAl(ヘプタン中24.8%)を7.18g重量測定して100mlの測定用シリンダーに入れてヘプタンで60mlに希釈した。このTEAl溶液を室温で26分かけて滴下した。この反応混合物を室温で更に1時間撹拌した後、沈降させた。上澄み液をデカンテーションで除去した。その固体を200mlづつのヘプタンで4回洗浄した。この固体を室温の真空下で2時間乾燥させた(16.1g)。
【0108】
【表2】
【0109】
TiCl4/Ti(OBu)4の濃度も2番目のチタン化で用いたTiCl4の量も触媒の性能および羽毛形態に全く影響を与えなかった。1番目のチタン化の温度を室温より高くするか或は低くすると、結果として、触媒の粒子サイズがより小さくなり、触媒の沈降速度がより遅くなり、羽毛状ポリマーに入っている微細物の量が多くなった。触媒の合成を好適には室温(周囲温度)で実施する。1番目のチタン化後の熱処理は触媒の形態にほとんど影響を与えなかった。DIAEを添加すると、結果として、微細物の量が若干多くなるが、触媒の活性が有意に向上する。電子供与体は触媒粒子の一体性を高めて断片化を低くすると考えている。触媒合成中にアルキルアルミニウム、例えばTEAlなどを用いると、マグネシウムアルコキサイドの粘度低下に役立つ。電子供与体、例えばジイソアミルエーテル(DIAE)の如きエーテルなどを添加すると、アルキルマグネシウムおよびマグネシウムアルコキサイド反応生成物の粘度が更に低下し得る。触媒の予備活性化を行うと、触媒の粒子サイズが大きくなりかつ粒子サイズ分布が狭くなる。
【0110】
本改良触媒を用いて製造した羽毛状品に入っている微細物の量は、比較触媒を用いて製造したそれに入っている量よりもずっと少ない。羽毛状粒子が125ミクロンより小さいことを考慮すると、比較触媒を用いて製造した羽毛状品にはそのような粒子が3−5%入っている一方、本改良触媒を用いて製造した羽毛状品に入っている量は1−2%である。
【0111】
本発明の特徴および態様は以下のとうりである。
【0112】
1. エチレン重合用触媒であって、
a)一般式Mg(OR)2[式中、Rは炭素原子数が1から20のヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビルである]で表されるマグネシウムジアルコキサイドの可溶マグネシウム化合物、
b)1つの塩素を1つのアルコキサイドに交換し得る塩素化剤、
c)1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤、
d)2番目のより強力な塩素化/チタン化剤、および
e)有機アルミニウム化合物である予備活性化剤、
を含んでなる触媒。
【0113】
2. 該可溶マグネシウム化合物が一般式MgRR’[式中、RおよびR’は、炭素原子数が1−10のアルキル基でありそして同一もしくは異なっていてもよい]で表されるアルキルマグネシウム化合物と一般式R”OH[式中、R”は、炭素原子数が2−10のアルキル基である]で表されるアルコールの反応生成物である第1項の触媒。
【0114】
3. 該アルキルマグネシウム化合物がジエチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウムまたはブチルエチルマグネシウムである第1項の触媒。
【0115】
4. 該アルキルマグネシウム化合物がブチルエチルマグネシウムである第1項の触媒。
【0116】
5. 該アルコールが線状であるか或は分枝している第1項の触媒。
【0117】
6. 該アルコールがエタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノールまたは2−エチルヘキサノールである第1項の触媒。
【0118】
7. 該アルコールが2−エチルヘキサノールである第6項の触媒。
【0119】
8. 該可溶マグネシウム化合物がマグネシウムジ(2−エチルヘキソキサイド)である第1項の触媒。
【0120】
9. a)に追加的にアルキルアルミニウムを含む第1項の触媒。
【0121】
10. 該アルキルアルミニウムがトリエチルアルミニウムである第9項の触媒。
【0122】
11. アルキルアルミニウムとマグネシウムの比率が0.001:1から1:1である第9項の触媒。
【0123】
12. アルキルアルミニウムとマグネシウムの比率が0.01から0.1:1である第11項の触媒。
【0124】
13. アルキルアルミニウムとマグネシウムの比率が0.03:1から0.05:1である第12項の触媒。
【0125】
14. エーテルを追加的に含む第1項の触媒。
【0126】
15. 該エーテルがジイソアミルエーテルである第14項の触媒。
【0127】
16. 電子供与体とマグネシウムの比率が0:1から10:1である第14項の触媒。
【0128】
17. 電子供与体とマグネシウムの比率が0.1:1から1:1である第16項の触媒。
【0129】
18. 該塩素化剤が一般式ClAR”’xまたはClAOR”’x[式中、Aは、1つの塩化物をアルコキサイドに交換し得る非還元性で酸素親和性の化合物であり、R”’はアルキルであり、そしてxはAの原子価引く1である]で表される第1項の触媒。
【0130】
19. Aがチタン、ケイ素、アルミニウム、炭素、錫またはゲルマニウムである第18項の触媒。
【0131】
20. Aがチタンまたはケイ素でありそしてxが3である第19項の触媒。
【0132】
21. R”’が炭素原子を2−6個有する第18項の触媒。
【0133】
22. R”’がメチル、エチル、プロピルまたはイソプロピルである第21項の触媒。
【0134】
23. 該塩素化剤がClTi(OiPr)3またはClSi(Me)3である第18項の触媒。
【0135】
24. 該塩素化剤がClTi(OiPr)3である第23項の触媒。
【0136】
25. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤が2種類の4置換チタン化合物から成るブレンド物であり、ここで、4置換基全部が同じでありそして該置換基がハロゲン化物または炭素原子数が2から10のアルコキサイドもしくはフェノキサイドである第1項の触媒。
【0137】
26. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤がハロゲン化チタンとチタンアルコキサイドのブレンド物である第18項の触媒。
【0138】
27. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤がTiCl4とTi(OBu)4のブレンド物である第26項の触媒。
【0139】
28. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤がTiCl4とTi(OBu)4のブレンド物であってTiCl4/Ti(OBu)4が0.5:1から6:1の範囲である第27項の触媒。
【0140】
29. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤がTiCl4とTi(OBu)4が2:1から3:1の範囲のブレンド物である第28項の触媒。
【0141】
30. チタンとマグネシウムの比率が3:1である第29項の触媒。
【0142】
31. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤が一般式Ti(OR)aXb[式中、ORおよびXは、それぞれアルコキサイドおよびハロゲン化物であり、a+bはチタンの原子価である]で表されるチタンアルコキシハライドである第1項の触媒。
【0143】
32. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤がTi(OCH3)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(OC3H7)2Cl2、Ti(OC3H7)3Cl、Ti(OC4H9)Cl3、Ti(OC6H13)2Cl2、Ti(OC2H5)2Br2またはTi(OC12H25)Cl3である第31項の触媒。
【0144】
33. 一般式RSi(OR’)3[式中、RおよびR’は、炭素原子数が1−5のアルキルであり、同一もしくは異なっていてもよい]で表される電子供与体を追加的に含む第1項の触媒。
【0145】
34. 該電子供与体がメチルシリルトリエトキサイドである第33項の触媒。
【0146】
35. 該2番目のより強力な塩素化/チタン化剤がハロゲン化チタンである第1項の触媒。
【0147】
36. 該2番目のより強力な塩素化/チタン化剤が四塩化チタンである第35項の触媒。
【0148】
37. チタンとマグネシウムの範囲が0:1から2:1である第36項の触媒。
【0149】
38. チタンとマグネシウムの範囲が0.5:1から1:1である第37項の触媒。
【0150】
39. 該有機アルミニウムである予備活性化剤が式AlR^3[式中、R^は、炭素原子数が1−8のアルキルまたはハロゲン化物であり、ここで、R^は同じか或は異なっていてもよく、そして少なくとも1つのR^はアルキルである]で表されるアルキルアルミニウムである第1項の触媒。
【0151】
40. 該有機アルミニウムである予備活性化剤がトリアルキルアルミニウムである第39項の触媒。
【0152】
41. 該有機アルミニウムである予備活性化剤がトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムまたはトリイソブチルアルミニウムである第40項の触媒。
【0153】
42. 該有機アルミニウムである予備活性化剤がトリエチルアルミニウムである第41項の触媒。
【0154】
43. Alとチタンの比率が0.1:1から2:1の範囲である第1項の触媒。
【0155】
44. Alとチタンの比率が0.5:1から1.2:1の範囲である第43項の触媒。
【0156】
45. Alとチタンの比率がほぼ0.8:1である第44項の触媒。
【0157】
46. 触媒合成方法であって、
a)一般式Mg(OR)2[式中、Rは炭素原子数が1から20のヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビルである]で表される可溶マグネシウムジアルコキサイド化合物を選択し、
b)1つの塩素を1つのアルコキサイドに交換し得る塩素化剤を加え、
c)1番目の塩素化/チタン化剤を加え、
d)2番目のより強力な塩素化/チタン化剤を加え、
e)有機アルミニウムである予備活性化剤を加える、
ことを含む方法。
【0158】
47. 該可溶マグネシウム化合物が一般式MgRR’[式中、RおよびR’は、炭素原子数が1−10のアルキル基でありそして同一もしくは異なっていてもよい]で表されるアルキルマグネシウム化合物と一般式R”OH[式中、R”は、炭素原子数が2−10のアルキル基である]で表されるアルコールの反応生成物である第46項の方法。
【0159】
48. 該アルキルマグネシウム化合物がジエチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウムまたはブチルエチルマグネシウムである第46項の方法。
【0160】
49. 該アルキルマグネシウム化合物がブチルエチルマグネシウムである第48項の方法。
【0161】
50. 該アルコールが線状であるか或は分枝している第46項の方法。
【0162】
51. 該アルコールがエタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノールまたは2−エチルヘキサノールである第46項の方法。
【0163】
52. 該アルコールが2−エチルヘキサノールである第51項の方法。
【0164】
53. 該可溶マグネシウム化合物がマグネシウムジ(2−エチルヘキソキサイド)である第46項の方法。
【0165】
54. 段階a)に追加的にアルキルアルミニウムを含める第46項の方法。
【0166】
55. 該アルキルアルミニウムがトリエチルアルミニウムである第54項の方法。
【0167】
56. アルキルアルミニウムとマグネシウムの比率が0.001:1から1:1である第54項の方法。
【0168】
57. アルキルアルミニウムとマグネシウムの比率が0.01から0.1:1である第56項の方法。
【0169】
58. アルキルアルミニウムとマグネシウムの比率が0.03:1から0.05:1である第57項の方法。
【0170】
59. エーテルを追加的に含める第46項の方法。
【0171】
60. 該エーテルがジイソアミルエーテルである第59項の方法。
【0172】
61. 電子供与体とマグネシウムの比率が0:1から10:1である第59項の方法。
【0173】
62. 電子供与体とマグネシウムの比率が0.1:1から1:1である第61項の方法。
【0174】
63. 該塩素化剤が一般式ClAR”’xまたはClAOR”’x[式中、Aは、1つの塩化物をアルコキサイドに交換し得る非還元性で酸素親和性の化合物であり、R”’はアルキルであり、そしてxはAの原子価引く1である]で表される第46項の方法。
【0175】
64. Aがチタン、ケイ素、アルミニウム、炭素、錫またはゲルマニウムである第63項の方法。
【0176】
65. Aがチタンまたはケイ素でありそしてxが3である第64の方法。
【0177】
66. R”’が炭素原子を2−6個有する第63項の方法。
【0178】
67. R”’がメチル、エチル、プロピルまたはイソプロピルである第66項の方法。
【0179】
68. 該塩素化剤がClTi(OiPr)3またはClSi(Me)3である第63項の方法。
【0180】
69. 該塩素化剤がClTi(OiPr)3である第68項の方法。
【0181】
70. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤が2種類の4置換チタン化合物から成るブレンド物であり、ここで、4置換基全部が同じでありそして該置換基がハロゲン化物または炭素原子数が2から10のアルコキサイドもしくはフェノキサイドである第46項の方法。
【0182】
71. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤がハロゲン化チタンとチタンアルコキサイドのブレンド物である第70項の方法。
【0183】
72. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤がTiCl4とTi(OBu)4のブレンド物である第71項の方法。
【0184】
73. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤がTiCl4とTi(OBu)4のブレンド物であってTiCl4/Ti(OBu)4が0.5:1から6:1の範囲である第72項の方法。
【0185】
74. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤がTiCl4とTi(OBu)4が2:1から3:1の範囲のブレンド物である第73項の方法。
【0186】
75. チタンとマグネシウムの比率が3:1である第74項の方法。
【0187】
76. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤が一般式Ti(OR)aXb[式中、ORおよびXは、それぞれアルコキサイドおよびハロゲン化物であり、そしてa+bはチタンの原子価である]で表されるチタンアルコキシハライドである第46項の方法。
【0188】
77. 該1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤がTi(OCH3)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(OC3H7)2Cl2、Ti(OC3H7)3Cl、Ti(OC4H9)Cl3、Ti(OC6H13)2Cl2、Ti(OC2H5)2Br2またはTi(OC12H25)Cl3である第46項の方法。
【0189】
78. 一般式RSi(OR’)3[式中、RおよびR’は、炭素原子数が1−5のアルキルであり、同一もしくは異なっていてもよい]で表される電子供与体を追加的に含める第46項の方法。
【0190】
79. 該電子供与体がメチルシリルトリエトキサイドである第78項の方法。
【0191】
80. 該2番目のより強力な塩素化/チタン化剤がハロゲン化チタンである第46項の方法。
【0192】
81. 該2番目のより強力な塩素化/チタン化剤が四塩化チタンである第80項の方法。
【0193】
82. チタンとマグネシウムの範囲が0:1から2:1である第81項の方法。
【0194】
83. チタンとマグネシウムの範囲が0.5:1から1:1である第82項の触媒。
【0195】
84. 該有機アルミニウムである予備活性化剤が式AlR^3[式中、R^は、炭素原子数が1−8のアルキルまたはハロゲン化物であり、ここで、R^は同じか或は異なっていてもよく、そして少なくとも1つのR^はアルキルである]で表されるアルキルアルミニウムである第46項の方法。
【0196】
85. 該有機アルミニウムである予備活性化剤がトリアルキルアルミニウムである第84項の方法。
【0197】
86. 該有機アルミニウムである予備活性化剤がトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムまたはトリイソブチルアルミニウムである第85項の方法。
【0198】
87. 該有機アルミニウムである予備活性化剤がトリエチルアルミニウムである第86項の方法。
【0199】
88. Alとチタンの比率が0.1:1から2:1の範囲である第46項の方法。
【0200】
89. Alとチタンの比率が0.5:1から1.2:1の範囲である第88項の方法。
【0201】
90. Alとチタンの比率がほぼ0.8:1である第89項の方法。
【0202】
91. エチレン重合方法であって、
a)1)一般式Mg(OR)2[式中、Rは炭素原子数が1から20のヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビルである]で表されるマグネシウムジアルコキサイドの可溶マグネシウム化合物、
2)1つの塩素を1つのアルコキサイドに交換し得る塩素化剤、
3)1番目の穏やかな塩素化/チタン化剤、
4)2番目のより強力な塩素化/チタン化剤、および
5)有機アルミニウム化合物、
を含んで成る触媒を合成し、
b)該触媒を有機アルミニウム化合物で活性化し、
c)該触媒をエチレンモノマーに重合条件下で接触させ、
d)ポリエチレンを取り出す、
ことを含む方法。
【0203】
92. a)1)に追加的にアルキルアルミニウムを含む第91項の方法。
【0204】
93. アルキルアルミニウムとマグネシウムの比率が0.001:1から1:1である第92項の方法。
【0205】
94. アルキルアルミニウムとマグネシウムの比率が0.01から0.1:1である第93項の方法。
【0206】
95. アルキルアルミニウムとマグネシウムの比率が0.03:1から0.05:1である第94項の方法。
【0207】
96. a)1)に追加的にエーテルを含む第91項の方法。
【0208】
97. 該エーテルがジイソアミルエーテルである第96項の方法。
【0209】
98. 電子供与体とマグネシウムの比率が0:1から10:1である第96項の方法。
【0210】
99. 電子供与体とマグネシウムの比率が0.1:1から1:1である第98項の方法。
【0211】
100. 該触媒の予備重合を行うことを更に含む第91項の方法。
【0212】
101. 重合を塊状、スラリー相または気相中で行う第91項の方法。
【0213】
102. 重合をスラリー相中で行う第101項の方法。
【0214】
103. スラリー重合を50−120℃の範囲の温度で行う第102項の方法。
【0215】
104. スラリー重合を50−100℃の範囲の温度で行う第103項の方法。
【0216】
105. スラリー重合を70−80℃の範囲の温度で行う第104項の方法。
【0217】
106. スラリー重合を50−800psiの範囲の圧力で行う第102項の方法。
【0218】
107. スラリー重合を80−600psiの範囲の圧力で行う第106項の方法。
【0219】
108. スラリー重合を100−150psiの範囲の圧力で行う第107項の方法。
【0220】
109. 該オレフィンモノマーを、反応条件下で液状で非反応性の伝熱剤である希釈剤に入れて、重合反応ゾーンに導入する第91項の方法。
【0221】
110. 該希釈剤がヘキサンまたはイソブタンである第109項の方法。
【0222】
111. 該スラリー重合がエチレンとブテンの共重合である第102項の方法。
【0223】
112. ブテンを0.01−20モルパーセント存在させる第111項の方法。
【0224】
113. ブテンを0.02−1モルパーセント存在させる第112項の方法。
【0225】
114. ブテンを約0.04から約0.08モルパーセント存在させる第113項の方法。
Claims (3)
- エチレン重合用触媒であって、
a)一般式 Mg(OR)2[式中、Rは炭素原子数が1から20のヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビルである]で表される可溶性マグネシウムジアルコキサイド化合物、
b)一般式 ClSi(R”’)3 または ClTi(OR”’)3[式中R”’は炭素原子数が1〜6のアルキルである]で表される塩素化剤、
c)四塩化チタンとチタンアルコキサイドのブレンド物、
d)四塩化チタン、
e)式 AlR 3[式中、Rは、炭素原子数が1−8のアルキルであり、ここで、Rは同じか或は異なっていてもよい]で表される有機アルキルアルミニウム、
から成り、その合成においてb)、c)、d)がこの順序でa)に加えられ、得られた固体にe)が加えられる、触媒。 - エチレン重合用触媒の合成方法であって、
a)一般式 Mg(OR)2[式中、Rは炭素原子数が1から20のヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビルである]で表される可溶マグネシウムジアルコキサイド化合物を選択し、
b)一般式 ClSi(R”’)3 または ClTi(OR”’)3[式中、R”’は炭素原子数が1〜6のアルキルである]で表される塩素化剤を加え、
c)四塩化チタンとチタンアルコキサイドのブレンド物を加え、
d)四塩化チタンを加え、
e)式 AlR 3[式中、Rは、炭素原子数が1−8のアルキルであり、ここで、Rは同じか或は異なっていてもよい]で表される有機アルキルアルミニウムを得られた固体に加える、
ことから成る触媒の合成方法。 - エチレン重合方法であって、
a)1)一般式 Mg(OR)2[式中、Rは炭素原子数が1から20のヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビルである]で表される可溶性マグネシウムジアルコキサイド化合物、
2)一般式 ClSi(R”’)3 または ClTi(OR”’)3[式中、R”’は炭素原子数が1〜6のアルキルである]で表される塩素化剤、
3)四塩化チタンとチタンアルコキサイドのブレンド物、
4)四塩化チタン、
5)式 AlR 3[式中、Rは、炭素原子数が1−8のアルキルであり、ここで、Rは同じか或は異なっていてもよい]で表される有機アルキルアルミニウム、
から成る触媒を合成し、ここでその合成において2)、3)、4)がこの順序で1)に加えられ、得られた固体に5)が加えられ
b)該触媒を有機アルミニウム化合物で活性化し、
c)該触媒をエチレンモノマーに重合条件下で接触させ、
d)ポリエチレンを取り出す、
ことを含む方法。
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