JP4775908B2 - オレフィン類重合用触媒およびこれを用いたオレフィン類重合体の製造方法 - Google Patents

オレフィン類重合用触媒およびこれを用いたオレフィン類重合体の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ポリマーの立体規則性及び収率を高度に維持でき、かつ水素量のメルトフローレートへの大きな効果、いわゆる水素レスポンスの良好なオレフィン類の重合用触媒およびそれを使用するオレフィン類の重合体の製造方法に関するものである。
従来、プロピレンなどのオレフィン類の重合においては、マグネシウム、チタン、電子供与性化合物およびハロゲンを必須成分として含有する固体触媒成分が知られている。また該固体触媒成分、有機アルミニウム化合物および有機ケイ素化合物から成るオレフィン類重合用触媒の存在下に、オレフィン類を重合もしくは共重合させる方法が数多く提案されている。例えば、特許文献1(特開昭57−63310号公報)並びに特許文献2(特開昭57−63311号公報)においては、マグネシウム化合物、チタン化合物および電子供与体を含有する固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物およびSi−O−C結合を有する有機ケイ素化合物との組み合わせから成る触媒を用いて、特に炭素数が3以上のオレフィン類を重合させる方法が提案されている。しかしながら、これらの方法は、高立体規則性重合体を高収率で得るには、必ずしも充分に満足したものではなく、より一層の改良が望まれていた。
また、特許文献3(特開平1−315406号公報)においては、ジエトキシマグネシウムとアルキルベンゼンとで形成された懸濁液に、四塩化チタンを接触させ、次いでフタル酸ジクロライドを加えて反応させることによって固体生成物を得、該固体生成物を更にアルキルベンゼンの存在下で四塩化チタンと接触反応させることによって調製された固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物および有機ケイ素化合物より成るプロピレン重合用触媒および該触媒の存在下でのプロピレンの重合方法が提案されている。
上記各従来技術は、その目的が生成重合体中に残留する塩素やチタン等の触媒残渣を除去する所謂脱灰行程を省略し得る程の高活性を有すると共に、併せて立体規則性重合体の収率の向上や、重合時の触媒活性の持続性を高めることに注力したものであり、それぞれ成果を上げているが、このような目的の触媒改良も引き続き望まれている。
ところで、上記のような触媒を用いて得られるポリマーは、自動車或いは家電製品などの成型品の他、容器やフィルム等種々の用途に利用されている。これらは、重合により生成したポリマーパウダーを溶融し、各種の成型機により成型されるが、特に射出成型でかつ大型の成型品を製造する際に、溶融ポリマーの流動性(メルトフローレート、MFR)が高いことが要求されることがあり、特に自動車材料向けの高機能性ブロック共重合体のコスト低減のために共重合反応器内で、オレフィン系熱可塑性エラストマー(以下、「TPO」という。)生産に必要なだけの共重合体を生産し、製造後に新たに別途合成した共重合体を添加することなく直接重合反応器内でTPOを作り上げる方法、すなわち、当業界で言う直重によるリアクターメイドTPOの生産においては、最終製品のメルトフローレートを充分に大きく保ち、射出成型しやすくするため、ホモ重合段階でのメルトフローレートは200以上の値を求められる場合があり、そのためポリマーのメルトフローレートを上げるべく多くの研究がなされている。
メルトフローレートは、ポリマーの分子量に大きく依存する。当業界においてはプロピレンの重合に際し、生成ポリマーの分子量調節剤として水素を添加することが一般に行なわれている。このとき低分子量のポリマーを製造する場合、即ち高メルトフローレートのポリマーを製造するためには通常多くの水素を添加するが、バルク重合装置において、特にリアクターの耐圧にはその安全性から限界があり、添加し得る水素量にも制限がある。また、気相重合おいてもより多くの水素を添加するためには重合するモノマーの分圧を下げざるを得ず、この場合生産性が低下することになる。また水素を多量に使用することはコスト面での問題も生ずる。従って、より少ない水素量で高メルトフローレートのポリマーが製造できるような、いわゆる水素量のメルトフローレートへの効果が従来の触媒よりも高い触媒の開発が望まれていたが、上記従来技術では上述の直重によるTPOの製造の問題を根本的に解決するには充分ではなかった。
より少ない水素量で高メルトフローレートのポリマーが製造できる触媒として、特許文献4(国際公開公報WO2004/016662 A1)において、マグネシウム、チタン、ハロゲン元素、及び電子供与体を必須とする触媒固体成分、有機アルミニウム化合物、及びSi(OR(NR)で表される有機ケイ素化合物が含まれるオレフィン重合又は共重合用触媒が記載されているが、このような触媒はいまだ少ないのが実情である。
すなわち、本発明の目的は、ポリマーの立体規則性及び収率を高度に維持でき、かつ水素量のメルトフローレートへの大きな効果、いわゆる水素レスポンスの良好なオレフィン類の重合用触媒およびそれを使用するオレフィンの重合体の製造方法を提供することにある。
かかる実情において、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、マグネシウム、チタン、ハロゲン及び電子供与性化合物を含有する固体触媒成分、有機アルミニウム化合物、ならびに特定の構造を有するアミノシラン化合物から形成される触媒が、上記の従来触媒よりオレフィン類の重合用触媒として好適であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、(A)マグネシウム、チタン、ハロゲン原子および電子供与性化合物を含有する固体触媒成分、
(B)下記一般式(1);
AlQ3−p (1)
(式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示し、Qは水素原子あるいはハロゲン原子を示し、pは0<p≦3の実数である。)で表される有機アルミニウム化合物、および
(C)下記一般式(2);
(RNH)Si(OR (2)
(式中、Rは炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基およびその誘導体、フェニル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基のいずれかで、同一または異なっていてもよく、Rは炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基を示し、同一または異なっていてもよい。)で表されるアミノシラン化合物、及び下記一般式(3);
(RNH)RSi(OR (3)
(式中、R、Rは炭素数1〜8の直鎖または分岐状アルキル基、シクロアルキル基およびそれらの誘導体、ビニル基、アリル基、アラルキル基を示し、同一または異なってもよく、Rは炭素数1〜12の直鎖または分岐状アルキル基であり、同一または異なってもよい。)で表わされるアミノシラン化合物から選ばれる1種以上のアミノシラン化合物、から形成されることを特徴とするオレフィン類重合用触媒を提供するものである。
また、本発明は、前記オレフィン類重合用触媒の存在下に行なうことを特徴とするオレフィン類重合体の製造方法を提供するものである。
本発明のオレフィン類重合用触媒は、従来の触媒よりもポリマーの立体規則性及び収率を高度に維持でき、かつ水素量のメルトフローレートへの大きな効果(以後単に「水素レスポンス」ということがある)が得られる。従って、重合に際して用いる水素量を削減できることや触媒の活性が高いなどの機能により、汎用ポリオレフィンを低コストで提供し得ると共に、高機能性を有するオレフィン類の重合体の製造において有用性が期待される。
第1図は、本発明の重合触媒を調製する工程を示すフローチャートである。
本発明のオレフィン類重合用触媒のうち固体触媒成分(A)(以下、「成分(A)」ということがある。)は、マグネシウム、チタン、ハロゲン原子および電子供与性化合物を含むものであり、具体的には、(a)マグネシウム化合物、(b)4価のチタンハロゲン化合物および(c)電子供与性化合物を接触して得ることができる。マグネシウム化合物(以下単に「成分(a)ということがある」としては、ジハロゲン化マグネシウム、ジアルキルマグネシウム、ハロゲン化アルキルマグネシウム、ジアルコキシマグネシウム、ジアリールオキシマグネシウム、ハロゲン化アルコキシマグネシウムあるいは脂肪酸マグネシウム等が挙げられる。これらのマグネシウム化合物の中、ジハロゲン化マグネシウム、ジハロゲン化マグネシウムとジアルコキシマグネシウムの混合物、ジアルコキシマグネシウムが好ましく、特にジアルコキシマグネシウムが好ましく、具体的にはジメトキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウム、ジプロポキシマグネシウム、ジブトキシマグネシウム、エトキシメトキシマグネシウム、エトキシプロポキシマグネシウム、ブトキシエトキシマグネシウム等が挙げられ、ジエトキシマグネシウムが特に好ましい。
また、これらのジアルコキシマグネシウムは、金属マグネシウムを、ハロゲン含有有機金属等の存在下にアルコールと反応させて得たものでもよい。上記のジアルコキシマグネシウムは、単独あるいは2種以上併用することもできる。
更に、好適に用いられるジアルコキシマグネシウムは、顆粒状または粉末状であり、その形状は不定形あるいは球状のものを使用し得る。例えば球状のジアルコキシマグネシウムを使用した場合、より良好な粒子形状と狭い粒度分布を有する重合体粉末が得られ、重合操作時の生成重合体粉末の取り扱い操作性が向上し、生成重合体粉末に含まれる微粉に起因する重合体の分離装置におけるフィルターの閉塞等の問題が解決される。
上記の球状ジアルコキシマグネシウムは、必ずしも真球状である必要はなく、楕円形状あるいは馬鈴薯形状のものを用いることも出来る。具体的にその粒子の形状は、長軸径Lと短軸径Wとの比(L/W)が3以下であり、好ましくは1〜2であり、より好ましくは1〜1.5である。
また、上記ジアルコキシマグネシウムの平均粒径は1〜200μmのものが使用し得る。好ましくは5〜150μmである。球状のジアルコキシマグネシウムの場合、平均粒径は1〜100μm、好ましくは5〜50μmであり、さらに好ましくは10〜40μmである。また、その粒度については、微粉及び粗粉が少なく、かつ粒度分布の狭いものを使用することが好ましい。具体的には、5μm以下の粒子が20%以下であり、好ましくは10%以下である。一方、100μm以上の粒子が10%以下であり、好ましくは5%以下である。更にその粒度分布をD90/D10(ここで、D90は積算粒度で90%における粒径、D10は積算粒度で10%における粒度である。)で表すと3以下であり、好ましくは2以下である。
上記の如き球状のジアルコキシマグネシウムの製造方法は、例えば特開昭58−4132号公報、特開昭62−51633号公報、特開平3−74341号公報、特開平4−368391号公報、特開平8−73388号公報などに例示されている。
また、ジアルコキシマグネシウムを成分(a)として用いる場合、後述する4価のチタンハロゲン化合物(b)を接触させる前にテトラクロロシランやトリクロロシランのようなハロゲン化ケイ素化合物を接触させてジアルコキシマグネシウムをハロゲン化させることもできる。
本発明における成分(A)の調製に用いられる4価のチタンハロゲン化合物(b)(以下「成分(b)」ということがある。)は、一般式;Ti(OR4−n(式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示し、Xはハロゲン原子を示し、nは0≦n≦4の整数である。)で表されるチタンハライドもしくはアルコキシチタンハライド群から選択される化合物の1種或いは2種以上である。
具体的には、チタンハライドとしてチタンテトラクロライド、チタンテトラブロマイド、チタンテトラアイオダイド等のチタンテトラハライドが例示され、アルコキシチタンハライドとしてメトキシチタントリクロライド、エトキシチタントリクロライド、プロポキシチタントリクロライド、n−ブトキシチタントリクロライド、ジメトキシチタンジクロライド、ジエトキシチタンジクロライド、ジプロポキシチタンジクロライド、ジ−n−ブトキシチタンジクロライド、トリメトキシチタンクロライド、トリエトキシチタンクロライド、トリプロポキシチタンクロライド、トリ−n−ブトキシチタンクロライド等が例示される。これらのうち、チタンテトラハライドが好ましく、特に好ましくはチタンテトラクロライドである。これらチタン化合物は単独あるいは2種以上併用することもできる。
本発明における固体触媒成分(A)の調製に用いられる電子供与性化合物(以下、単に「成分(c)」ということがある。)は、酸素原子あるいは窒素原子を含有する有機化合物であり、例えばアルコール類、フェノール類、エーテル類、エステル類、ケトン類、酸ハライド類、アルデヒト類、アミン類、アミド類、ニトリル類、イソシアネート類、Si−O−C結合またはSi−N−C結合を含む有機ケイ素化合物などが挙げられる。
具体的には、メタノール、エタノール、n−プロパノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール類、フェノール、クレゾール等のフェノール類、メチルエーテル、エチルエーテル、プロピルエーテル、ブチルエーテル、アミールエーテル、ジフェニールエーテル、9,9−ビス(メトキシメチル)フルオレン、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等のエーテル類、ギ酸メチル、酢酸エチル、酢酸ビニル、酢酸プロピル、酢酸オクチル、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸エチル、酪酸エチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸オクチル、安息香酸シクロヘキシル安息香酸フェニル、p−トルイル酸メチル、p−トルイル酸エチル、アニス酸メチル、アニス酸エチル等のモノカルボン酸エステル類、マロン酸ジエチル、マロン酸ジプロピル、マロン酸ジブチル、マロン酸ジイソブチル、マロン酸ジペンチル、マロン酸ジネオペンチル、イソプロピルブロモマロン酸ジエチル、ブチルブロモマロン酸ジエチル、ジイソブチルブロモマロン酸ジエチル、ジイソプロマロン酸ジエチル、ジブチルマロン酸ジエチル、ジイソブチルマロン酸ジエチル、ジイソペンチルマロン酸ジエチル、イソプロピルブチルマロン酸ジエチル、イソプロピルイソペンチルマロン酸ジメチル、ビス(3−クロロ−n−プロピル)マロン酸ジエチル、ビス(3−ブロモ−n−プロピル)マロン酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジオクチル、フタル酸ジエステル、フタル酸ジエステル誘導体等のジカルボン酸ジエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等のケトン類、フタル酸ジクロライド、テレフタル酸ジクロライド等の酸クロライド類、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、オクチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類、メチルアミン、エチルアミン、トリブチルアミン、ピペリジン、アニリン、ピリジン等のアミン類、オレフィン酸アミド、ステリアリン酸アミド等のアミド類、アセトニトリル、ベンゾニトリル、トルニトリル等のニトリル類、イソシアン酸メチル、イソシアン酸エチル等のイソシアネート類、フェニルアルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン、フェニルアルキルアルコキシシラン、シクロアルキルアルコキシシラン、シクロアルキルアルキルアルコキシシラン等のSi−O−C結合を含む有機珪素化合物、ビス(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(シクロアルキルアミノ)ジアルコキシシラン、アルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ジアルキルアミノトリアルコキシシラン、シクロアルキルアミノトリアルコキシシラン、等のSi−N−C結合を含む有機珪素化合物を挙げることができる。
上記の電子供与性化合物のうち、エステル類、とりわけ芳香族ジカルボン酸ジエステルが好ましく用いられ、特にフタル酸ジエステルおよびフタル酸ジエステル誘導体が好適である。これらのフタル酸ジエステルの具体例としては、フタル酸ジメチル、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、フタル酸エチルメチル、フタル酸メチルイソプロピル、フタル酸エチル(n−プロピル)、フタル酸エチル(n−ブチル)、フタル酸エチル−イソブチル、フタル酸ジ−n−ペンチル、フタル酸ジイソペンチル、フタル酸ジネオペンチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジ−n−ヘプチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ビス(2,2−ジメチルヘキシル)、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)、フタル酸ジ−n−ノニル、フタル酸ジ−イソデシル、フタル酸ビス(2、2−ジメチルヘプチル)、フタル酸n−ブチル(イソヘキシル)、フタル酸n−ブチル(2−エチルヘキシル)、フタル酸n−ペンチル(ヘキシル)、フタル酸n−ペンチル(イソヘキシル)、フタル酸イソペンチル(ヘプチル)、フタル酸n−ペンチル(2−エチルヘシル)、フタル酸n−ペンチル(イソノニル)、フタル酸イソペンチル(n−デシル)、フタル酸n−ペンチル(ウンデシル)、フタル酸イソペンチル(イソヘキシル)、フタル酸n−ヘキシル(2,2−ジメチルヘキシル)、フタル酸n−ヘキシルイソノニル、フタル酸n−ヘキシル(n−デシル)、フタル酸n−ヘプチル(2−エチルヘキシル)、フタル酸n−ヘプチル(イソノニル)、フタル酸n−ヘプチル(neo−デシル)、フタル酸2−エチルヘキシル(イソノニル)が例示され、これらのフタル酸ジエステルは1種あるいは2種以上が使用される。
またフタル酸ジエステル誘導体としては、上記のフタル酸ジエステルの2つのエステル基が結合するベンゼン環の1または2個の水素原子が、炭素数1〜5のアルキル基、または塩素原子、臭素原子およびフッ素原子などのハロゲン原子に置換されたものが挙げられる。該フタル酸ジエステル誘導体を電子供与性化合物として用いて調製した固体触媒成分により、より一層水素量のメルトフローレートへの大きな効果、即ち水素レスポンスを向上させることができ、重合時に添加する水素が同量あるいは少量でもポリマーのメルトフローレートを向上することができる。具体的には、4−メチルフタル酸ジネオペンチル、4−エチルフタル酸ジネオペンチル、4、5、−ジメチルフタル酸ジネオペンチル、4,5−ジエチルフタル酸ジネオペンチル、4−クロロフタル酸ジエチル、4−クロロフタル酸ジ−n−ブチル、4−クロロフタル酸ジネオペンチル、4−クロロフタル酸ジイソブチル、4−クロロフタル酸ジイソヘキシル、4−クロロフタル酸ジイソオクチル、4−ブロモフタル酸ジエチル、4−ブロモフタル酸ジ−n−ブチル、4−ブロモフタル酸ジネオペンチル、4−ブロモフタル酸ジイソブチル、4−ブロモフタル酸ジイソヘキシル、4−ブロモフタル酸ジイソオクチル、4,5−ジクロロフタル酸ジエチル、4,5−ジクロロフタル酸ジ−n−ブチル、4,5−ジクロロフタル酸ジイソヘキシル、4,5−ジクロロフタル酸ジイソオクチル、が挙げられ、このうち、4−ブロモフタル酸ジネオペンチル、4−ブロモフタル酸ジ−n−ブチル、および4−ブロモフタル酸ジイソブチルが好ましい。
なお、上記のエステル類は、2種以上組み合わせて用いることも好ましく、その際用いるエステルのアルキル基の炭素数合計が他のエステルのそれと比べ、その差が4以上になると該エステル類を組み合わせることが望ましい。
本発明においては、上記(a)、(b)、及び(c)を、芳香族炭化水素化合物(d)(以下単に「成分(d)」ということがある。)の存在下で接触させることによって成分(A)を調製する方法が好ましい態様であるが、この成分(d)としては具体的にはトルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの沸点が50〜150℃の芳香族炭化水素化合物が好ましく用いられる。また、これらは単独で用いても、2種以上混合して使用してもよい。
本発明における成分(A)の特に好ましい調製方法としては、成分(a)と成分(c)と沸点50〜150℃の芳香族炭化水素化合物(d)とから懸濁液を形成し、成分(b)と成分(d)とから形成した混合溶液を該懸濁液に接触させ、その後反応させることによる調製方法を挙げることができる。
本発明の固体触媒成分(A)の調製においては、上記成分の他、更に、ポリシロキサン(以下単に「成分(e)」ということがある。)を使用することが好ましく、ポリシロキサンを用いることにより生成ポリマーの立体規則性あるいは結晶性を向上させることができ、さらには生成ポリマーの微粉を低減することが可能となる。ポリシロキサンは、主鎖にシロキサン結合(−Si−O結合)を有する重合体であるが、シリコーンオイルとも総称され、25℃における粘度が0.02〜100cm2/s(2〜10000センチストークス)を有する、常温で液状あるいは粘ちょう状の鎖状、部分水素化、環状あるいは変性ポリシロキサンである。
鎖状ポリシロキサンとしては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサンが、部分水素化ポリシロキサンとしては、水素化率10〜80%のメチルハイドロジェンポリシロキサンが、環状ポリシロキサンとしては、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルキクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタンシロキサン、2,4,6−トリメチルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサンが、また変性ポリシロキサンとしては、高級脂肪酸基置換ジメチルシロキサン、エポキシ基置換ジメチルシロキサン、ポリオキシアルキレン基置換ジメチルシロキサンが例示される。これらの中で、デカメチルシクロペンタシロキサン、及びジメチルポリシロキサンが好ましく、デカメチルシクロペンタシロキサンが特に好ましい。
本発明では上記成分(a)、(b)、及び(c)、また必要に応じて成分(d)または成分(e)を接触させ成分(A)を形成させるが、以下に、本発明の成分(A)の調製方法について述べる。具体的には、マグネシウム化合物(a)を、4価のチタンハロゲン化合物(b)または芳香族炭化水素化合物(d)に懸濁させ、フタル酸ジエステルなどの電子供与性化合物(c)、更に必要に応じて4価のチタンハロゲン化合物(b)を接触して成分(A)を得る方法が挙げられる。該方法において、球状のマグネシウム化合物を用いることにより、球状でかつ粒度分布のシャープな成分(A)を得ることができ、また球状のマグネシウム化合物を用いなくとも、例えば噴霧装置を用いて溶液あるいは懸濁液を噴霧・乾燥させる、いわゆるスプレードライ法により粒子を形成させることにより、同様に球状でかつ粒度分布のシャープな成分(A)を得ることが出来る。
各成分の接触は、不活性ガス雰囲気下、水分等を除去した状況下で、攪拌機を具備した容器中で、攪拌しながら行なわれる。接触温度は、各成分の接触時は、各成分の接触時の温度であり、反応させる温度と同じ温度でも異なる温度でもよい。接触温度は、単に接触させて攪拌混合する場合や、分散あるいは懸濁させて変性処理する場合には、室温付近の比較的低温域であっても差し支えないが、接触後に反応させて生成物を得る場合には、40〜130℃の温度域が好ましい。反応時の温度が40℃未満の場合は十分に反応が進行せず、結果として調製された固体触媒成分の性能が不十分となり、130℃を超えると使用した溶媒の蒸発が顕著になるなどして、反応の制御が困難になる。反応時間は1分以上、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上である。
本発明の好ましい成分(A)の調製方法としては、成分(a)を成分(d)に懸濁させ、次いで成分(b)を接触させた後に成分(c)及び成分(d)を接触させ、反応させることにより成分(A)を調製する方法、あるいは、成分(a)を成分(d)に懸濁させ、次いで成分(c)を接触させた後に成分(b)を接触させ、反応させることにより成分(A)を調製する方法を挙げることが出来る。またこのように調製した成分(A)に再度または複数回、成分(b)、または成分(b)および成分(c)を接触させることによって、最終的な固体触媒成分の性能を向上させることができる。この際、芳香族炭化水素化合物(d)の存在下に行なうことが望ましい。
本発明における成分(A)の好ましい調製方法としては、成分(a)と成分(c)と沸点50〜150℃の芳香族炭化水素化合物(d)とから懸濁液を形成し、成分(b)と成分(d)とから形成した混合溶液を該懸濁液に接触させ、その後反応させることによる調製方法を挙げることが出来る。
本発明における成分(A)の好ましい調製方法としては、以下に示す方法を挙げることができる。上記成分(a)と成分(c)と沸点50〜150℃の芳香族炭素化水素化合物(d)とから懸濁液を形成する。成分(c)及び沸点50〜150℃の芳香族炭素化水素化合物(d)から混合溶液を形成しておき、この混合溶液中に上記懸濁液を添加する。その後、得られた混合溶液を昇温して反応処理(第一次反応処理)する。反応終了後、得られた固体物質を常温で液体の炭化水素化合物で洗浄し、洗浄後の固体物質を固体生成物とする。なお、その後、該洗浄後の固体物質に、更に、新たに成分(b)および沸点50〜150℃の芳香族炭化水素化合物(d)を−20〜100℃で接触させ、昇温して、反応処理(第二次反応処理)して、反応終了後、常温で液体の炭化水素化合物で洗浄する操作を1〜10回繰り返して、成分(A)を得ることもできる。
本発明における成分(A)のより好ましい調製方法としては、マグネシウム化合物(a)を芳香族炭化水素化合物(d)に懸濁させて得られた懸濁液を4価のチタンハロゲン化合物(b)と芳香族炭化水素化合物(d)との混合溶液と接触させ、次いで得られた懸濁液を電子供与性化合物(c)と接触させて固体生成物を得、該固体生成物に4価のチタンハロゲン化合物(b)と芳香族炭化水素化合物(d)との混合溶液を接触させることにより調製する方法を挙げることができる。
本発明における固体触媒成分(A)のより好ましい調製方法としては、ハロゲン化アルキルマグネシウムのエーテル溶液をテトラアルコキシチタンとテトラアルコキシシランと脂肪族炭化水素化合物との均一溶液と接触させ、得られた固体生成物をフタル酸ジエステルと接触させた後、さらにフタル酸ジエステル及び四塩化チタンと1回以上接触させて調製する方法を挙げることができる。フタル酸ジエステル及び四塩化チタンを2回接触させるとさらに好ましい。
本発明における固体触媒成分(A)のより好ましい調製方法としては、前記固体成分(a)が、ジハロゲン化マグネシウムと脂肪族炭化水素化合物とアルコールとを反応させて得られた均一溶液に、無水フタル酸を接触させた後、四塩化チタンを接触させ、次いでフタル酸ジエステルを接触させて調製する方法を挙げることができる。
以上を踏まえ、本発明における固体触媒成分(A)の特に好ましい調製方法としては、ジアルコキシマグネシウム(a)を沸点50〜150℃の芳香族炭化水素化合物(d)に懸濁させ、次いでこの懸濁液に4価のチタンハロゲン化合物(b)を接触させた後、反応処理を行う。この際、該懸濁液に4価のチタンハロゲン化合物(b)を接触させる前又は接触した後に、フタル酸ジエステルなどの電子供与性化合物(c)の1種あるいは2種以上を、−20〜130℃で接触させ、必要に応じて成分(e)を接触させて、反応処理を行ない、固体生成物(1)を得る。この際、電子供与性化合物の1種あるいは2種以上を接触させる前又は後に、低温で熟成反応を行なうことが望ましい。この固体生成物(1)を常温の液体の炭化水素化合物で洗浄(中間洗浄)した後、再度4価チタンハロゲン化合物(b)を、芳香族炭化水素化合物の存在下に、−20〜100℃で接触させ、反応処理を行ない、固体生成物(2)を得る。なお必要に応じ、中間洗浄及び反応処理を更に複数回繰り返してもよい。次いで固体生成物(2)をデカンテーションにより常温で液体の炭化水素化合物で洗浄して固体触媒成分(A)を得る。
固体触媒成分(A)を調製する際の各成分の使用量比は、調製法により異なるため一概には既定できないが、例えばマグネシウム化合物(a)1モルあたり、4価のチタンハロゲン化合物(b)が0.5〜100モル、好ましくは0.5〜50モル、より好ましくは1〜10モルであり、電子供与性化合物(c)が0.01〜10モル、好ましくは0.01〜1モル、より好ましくは0.02〜0.6モルであり、芳香族炭化水素化合物(d)が0.001〜500モル、好ましくは0.001〜100モル、より好ましくは0.005〜10モルであり、ポリシロキサン(e)が0.01〜100g、好ましくは0.05〜80g、より好ましくは1〜50gである。
また本発明における固体触媒成分(A)中のチタン、マグネシウム、ハロゲン原子、電子供与性化合物の含有量は特に既定されないが、好ましくは、チタンが1.0〜8.0重量%、好ましくは2.0〜8.0重量%、より好ましくは3.0〜8.0重量%マグネシウムが10〜70重量%、より好ましくは10〜50重量%、特に好ましくは15〜40重量%、さらに好ましくは15〜25重量%、ハロゲン原子が20〜90重量%、より好ましくは30〜85重量%、特に好ましくは40〜80重量%、さらに好ましくは45〜75重量%、また電子供与性化合物が合計0.5〜30重量%、より好ましくは合計1〜25重量%、特に好ましくは合計2〜20重量%である。
本発明のオレフィン重合用触媒を形成する際に用いられる有機アルミニウム化合物(B)(以下単に「成分(B)」ということがある。)としては、上記一般式(1)で表される化合物であれば、特に制限されないが、Rとしては、エチル基、イソブチル基が好ましく、Qとしては、水素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、pは、2又は3が好ましく、3が特に好ましい。このような有機アルミニウム化合物(B)の具体例としては、トリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、トリイソブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムブロマイド、ジエチルアルミニウムハイドライドが挙げられ、1種あるいは2種以上が使用できる。好ましくは、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムである。
本発明のオレフィン類重合用触媒を形成する際に用いられるアミノシラン化合物(C)(以下単に「成分(C)」ということがある。)としては、上記一般式(2)または、一般式(3)で表されるアミノシラン化合物が用いられる。一般式(2)のアミノシラン化合物はN原子が直接Si原子に結合した化合物であり、またN原子は水素原子およびR基と結合している2級アミノ基を含む化合物である。このようなアミノシラン化合物としては、ビス(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(シクロアルキルアルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(アルキル置換シクロアルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(ハロゲン置換シクロアルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(シクロアルキルアルキルアミノ)ジアルコキシシランなどが挙げられ、これらの中でもビス(アルキルアミノ)ジアルコキシシランおよびビス(シクロアルキルアルキルアミノ)ジアルコキシシランが好ましく、ビス(t−ブチルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(sec−ブチルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(iso−ブチルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(iso−プロピルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(シクロペンチルアミノ)ジアルコキシシラン及びビス(シクロヘキシルアミノ)ジアルコキシシランが特に好ましい。
上記一般式(2)のRとしては、炭素数1〜12のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、neo−ペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、イソヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基などが挙げられ、これらの中でも、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、neo−ペンチル基が好ましい。
また、Rとして炭素数3〜12のシクロアルキル基が好ましく、具体的にはシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2−メチルシクロペンチル基、3−メチルシクロペンチル基、2−エチルシクロペンチル基、3−プロピルシクロペンチル基、3−イソプロピルシクロペンチル基、3−ブチルシクロペンチル基、3−イソブチルシクロペンチル基、3−t−ブチルシクロペンチル基、2,2−ジメチルシクロペンチル基、2,3−ジメチルシクロペンチル基、2,5−ジメチルシクロペンチル基、2−メチルシクロヘキシル基、3−メチルシクロヘキシル基、2−エチルシクロヘキシル基、3−プロピルシクロヘキシル基、3−イソプロピルシクロヘキシル基、3−ブチルシクロヘキシル基、3−イソブチルシクロヘキシル基、3−t−ブチルシクロヘキシル基、2,2−ジメチルシクロヘキシル基、2,3−ジメチルシクロヘキシル基、2,5−ジメチルシクロヘキシル基、1−シクロペンチルメチル基、シクロペンチルメチル基、1−シクロペンチルエチル基、1−シクロペンチルプロピル基、メンチル基、メンテニル基、2−クロロシクロペンチル基、2−ブロモシクロペンチル基、2−クロロシクロヘキシル、2−ブロモシクロヘキシル基などが挙げられる。これらの中でも特にシクロペンチル基およびシクロヘキシル基が好ましい。
上記一般式(2)のRとしては、炭素数1〜12の鎖状または分岐鎖状アルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられ、これらの中でも特にメチル基およびエチル基が好ましい。
このようなアミノシラン化合物として、具体的には、ビス(メチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(メチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(エチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(エチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(プロピルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(プロピルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(イソブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(イソブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(sec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(2−メチルシクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(2−メチルシクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(2−エチルシクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(2−エチルシクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(2−クロロシクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(2−クロロシクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(2−ブロモシクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(2−ブロモシクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(2−エチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(2−エチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(2−クロロシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(2−クロロシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(2−ブロモシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(2−ブロモシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(シクロペンチルメチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(シクロペンチルメチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(1−シクロペンチルエチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(1−シクロペンチルエチルアミノ)ジトリエトキシシランなどが挙げられ、1種あるいは2種以上が使用できる。これらの中でも好ましくは、ビス(エチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(プロピルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(イソブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(イソブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、特に好ましくは、ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(iso−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(iso−プロピルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシランである。
上記一般式(3)で表される化合物としては、アミノシラン化合物のN原子が直接Si原子に結合した化合物であり、またN原子は水素原子およびRと結合している。このようなアミノシラン化合物としては、アルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、アルキル(シクロアルキルアミノ)ジアルコキシシラン、アルキル(アルキル基置換シクロアルキルアミノ)ジアルコキシシラン、等が挙げられ、これらの中でもアルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、シクロアルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、アルキル(シクロアルキルアミノ)ジアルコキシシラン、デカヒドロナフチル(アルキルアミノ)ジアルコキシシランが好ましく、アルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、シクロアルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、デカヒドロナフチル(アルキルアミノ)ジアルコキシシランが特に好ましい。
上記一般式(3)のR、Rとしては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、イソヘプチル基、イソオクチル基、2−メチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、R、Rは同一であってよく、異なってもよい。これらの中でも、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2−メチルヘキシル基、デカヒドロナフチル基が好ましい。また、Rは、炭素数1〜5のもの、特に炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基などのアルキル基及びデカヒドロナフチル基が好ましい。Rがアルキル基であるアルキル(t−ブチルアミノ)ジアルコキシシラン、アルキル(iso−プロピルアミノ)ジアルコキシシラン、アルキル(シクロヘキシルアミノ)ジアルコキシシラン、又はデカヒドロナフチル(アルキルアミノ)ジアルコキシシランがより好ましく、n−プロピル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、iso−ブチル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、シクロペンチル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、シクロヘキシル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、又はデカヒドロナフチル(アルキルアミノ)ジアルコキシシランが特に好ましい。
上記一般式(3)のRとしては炭素数1〜12の鎖状または分岐鎖状アルキル基、が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられこれらの中でも特にメチル基およびエチル基が好ましい。
このようなアミノシラン化合物として、具体的には、デカヒドロナフチル(エチルアミノ)ジメトキシシラン、メチル(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、n−プロピル(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、イソプロピル(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、sec−ブチル(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、t−ブチル(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、シクロペンチル(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(イソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、メチル(n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、n−プロピル(n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、イソプロピル(n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、Sec−ブチル(n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、t−ブチル(n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロペンチル(n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、メチル(sec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(sec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、n−プロピル(sec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、イソプロピル(sec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、t−ブチル(sec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロペンチル(sec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、2−メチルシクロペンチル(sec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(sec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(sec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(sec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、メチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、n−プロピル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、イソプロピル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、n−ブチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、イソブチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、sec−ブチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、t−ブチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロペンチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、メチル(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、n−プロピル(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、イソプロピル(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、sec−ブチル(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、t−ブチル(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロペンチル(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、メチル(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、n−プロピル(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、イソプロピル(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、sec−ブチル(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、t−ブチル(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、シクロペンチル(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、メチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、n−プロピル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、イソプロピル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、sec−ブチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、t−ブチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、シクロペンチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、2−メチルシクロペンチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、デカヒドロナフチル(メチルアミノ)ジエトキシシラン、メチル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、エチル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、n−プロピル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、イソプロピル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、sec−ブチル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、t−ブチル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、シクロペンチル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、メチル(n−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、エチル(n−ブチルアミノ)ジトエキシシラン、n−プロピル(n−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、イソプロピル(n−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、sec−ブチル(n−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、t−ブチル(n−ブチルアミノ)ジトエキシシラン、シクロペンチル(n−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(n−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(n−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(n−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、メチル(n−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、メチル(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、エチル(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、n−プロピル(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、イソプロピル(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、シクロペンチル(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、メチル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、エチル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、n−プロピル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、イソプロピル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、n−ブチル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、イソブチル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、sec−ブチル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、t−ブチル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、シクロペンチル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、メチル(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、エチル(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、n−プロピル(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、イソプロピル(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、sec−ブチル(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、t−ブチル(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、シクロペンチル(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、2,6−ジメチル(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、メチル(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、エチル(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、n−プロピル(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、イソプロピル(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、sec−ブチル(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、t−ブチル(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、シクロペンチル(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、2,6−ジメチル(シクロヘキシルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、メチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、エチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、n−プロピル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、イソプロピル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、sec−ブチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、t−ブチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、シクロペンチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、2,6−ジメチル(2−メチルシクロヘキシルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、メチル(イソプロピルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、エチル(イソプロピルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、n−プロピル(イソプロピルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、イソプロピル(イソプロピルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、sec−ブチル(イソプロピルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、t−ブチル(イソプロピルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロペンチル(イソプロピルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロヘキシル(イソプロピルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(イソプロピルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(イソプロピルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、メチル(n−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、エチル(n−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、n−プロピル(n−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、イソプロピル(n−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、sec−ブチル(n−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、t−ブチル(n−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロペンチル(n−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロヘキシル(n−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(n−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(n−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、メチル(sec−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、エチル(sec−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、n−プロピル(sec−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、イソプロピル(sec−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、sec−ブチル(sec−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、t−ブチル(sec−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロペンチル(sec−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロヘキシル(sec−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(sec−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(sec−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、メチル(t−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、エチル(t−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、n−プロピル(t−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、イソプロピル(t−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、n−ブチル(t−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、sec−ブチル(t−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、t−ブチル(t−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロペンチル(t−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2,6−ジメチルシクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、メチル(シクロペンチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、エチル(シクロペンチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、n−プロピル(シクロペンチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、イソプロピル(シクロペンチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、sec−ブチル(シクロペンチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、t−ブチル(シクロペンチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロペンチル(シクロペンチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロヘキシル(シクロペンチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(シクロペンチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2,6−ジメチル(シクロペンチルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、メチル(シクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、エチル(シクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、n−プロピル(シクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、イソプロピル(シクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、sec−ブチル(シクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、t−ブチル(シクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロペンチル(シクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロヘキシル(シクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(シクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2,6−ジメチル(シクロヘキシルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、メチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、エチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、n−プロピル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、イソプロピル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、sec−ブチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、t−ブチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロペンチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2−メチルシクロペンチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、シクロヘキシル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2−メチルシクロヘキシル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、2,6−ジメチル(2−メチルシクロヘキシルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、デカヒドロナフチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジ−n−プロポキシシラン、1,2,3,4−テトラヒドロナフチル(2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシランであり、これらの内で、エチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、n−プロピル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、イソブチル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、イソブチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、エチル(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロペンチル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、デカヒドロナフチル(エチルアミノ)ジメトキシシラン、デカヒドロナフチル(メチルアミノ)ジエトキシシランが好ましい。
本発明のオレフィン類重合用触媒では、上記の成分の他に上述したアミノシラン化合物以外の電子供与性化合物(以下、単に「成分(D)」ということがある。)を用いることができる。具体的には、固体触媒成分(A)の調製で用いた電子供与性化合物(c)と同じものが使用でき、酸素原子あるいは窒素原子を含有する有機化合物であり、例えばアルコール類、フェノール類、エーテル類、エステル類、ケトン類、酸ハライド類、アルデヒト類、アミン類、アミド類、ニトリル類、イソシアネート類、Si−O−C結合を含む有機ケイ素化合物などが挙げられる。好ましくは、有機ケイ素化合物及び9,9−ビス(メトキシメチル)フルオレン、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等のエーテル類であり、ここで、有機ケイ素化合物としては、下記一般式R Si(OR4−q(式中、Rは水素または炭素数1〜20のアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基、アルキルアミノ基、シクロアルキルアミノ基、及び多環状アミノ基を示し、同一または異なっていてもよく、Rは炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基を示し、同一または異なっていてもよく、qは1〜3の整数である。)で表される有機ケイ素化合物(以下単に「有機ケイ素化合物(D)」ということがある。)の1種または2種以上である。
具体的には、アルキルアルコキシシラン、アルキル(シクロアルキル)アルコキシシラン、シクロアルキルアルコキシシラン、フェニルアルコキシシラン、アルキル(フェニル)アルコキシシラン、アルキル(アルキルアミノ)アルコキシシラン、アルキルアミノアルコキシシラン、シクロアルキル(アルキルアミノ)アルコキシシラン、アルキル(シクロアルキルアミノ)アルコキシシラン、多環状アミノアルコキシシラン、アルキル(多環状アミノ)アルコキシシラン等を挙げることができる。
上記の有機ケイ素化合物(D)を具体的に例示すると、ジ−n−プロピ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−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、t−ブチル(メチル)ジメトキシシラン、t−ブチル(エチル)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、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)ジエトキシシラン、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(シクロヘキシル)ジメトキシシラン、3−メチルシクロヘキシル(シクロペンチル)ジメトキシシラン、4−メチルシクロヘキシル(シクロペンチル)ジメトキシシラン、3,5−ジメチルシクロヘキシル(シクロペンチル)ジメトキシシラン、ビス(ジエチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(ジ−n−プロピルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(ジ−n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(ジ−t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(ジシクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(ジシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(ジ−2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(イソキノリノ)ジメトキシシラン、ビス(キノリノ)ジメトキシシラン、ビス(エチル−n−プロピルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(エチルイソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(エチル−n−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(エチルイソブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(エチル−t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(イソブチル−n−プロピルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(エチルシクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(エチルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(ジエチルアミノ)ジメトキシシラン、n−プロピル(ジイソプロピルアミノ)ジメトキシシラン、イソプロピル(ジ−t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(ジエチルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(ジ−t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、エチル(イソキノリノ)ジメトキシシラン、n−プロピル(イソキノリノ)ジメトキシシラン、イソプロピル(イソキノリノ)ジメトキシシラン、n−ブチル(イソキノリノ)ジメトキシシラン、エチル(キノリノ)ジメトキシシラン、n−プロピル(キノリノ)ジメトキシシラン、イソプロピル(キノリノ)ジメトキシシラン、n−ブチル(キノリノ)ジメトキシシラン、ビス(ジエチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(ジ−n−プロピルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(ジ−n−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(ジ−t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(ジシクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(ジシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(ジ−2−メチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(ジイソキノリノ)ジエトキシシラン、ビス(ジキノリノ)ジエトキシシラン、ビス(エチル−n−プロピルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(エチルイソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(エチル−n−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(エチル−イソブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(エチル−t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(イソブチル−n−プロピルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(エチルシクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(エチルシクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、n−プロピル(ジイソプロピルアミノ)ジエトキシシラン、エチル(イソキノリノ)ジエトキシシラン、n−プロピル(イソキノリノ)ジエトキシシラン、イソプロピル(イソキノリノ)ジエトキシシラン、n−ブチル(イソキノリノ)ジエトキシシラン、エチル(キノリノ)ジエトキシシラン、n−プロピル(キノリノ)ジエトキシシラン、イソプロピル(キノリノ)ジエトキシシラン、n−ブチル(キノリノ)ジエトキシシラン、テキシルトリメトキシシラン、ジエチルアミノトリメトキシシラン、ジ−n−プロピルアミノトリメトキシシラン、ジ−n−ブチルアミノトリメトキシシラン、ジ−t−ブチルアミノトリメトキシシラン、ジシクロペンチルアミノトリメトキシシラン、ジシクロヘキシルアミノトリメトキシシラン、ジ−2−メチルシクロヘキシルアミノトリメトキシシラン、イソキノリノトリメトキシシラン、キノリノトリメトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、ジ−n−プロピルアミノトリエトキシシラン、ジ−n−ブチルアミノトリエトキシシラン、エチル−t−ブチルアミノトリエトキシシラン、エチル−sec−ブチルアミノトリエトキシシラン、ジシクロペンチルアミノトリエトキシシラン、ジシクロヘキシルアミノトリエトキシシラン、ジ−2−メチルシクロヘキシルアミノトリエトキシシラン、イソキノリノトリエトキシシラン、キノリノトリエトキシシラン、ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシラン、トリビニルメチルシラン、テトラビニルシランが好ましく用いられる。成分(D)は1種あるいは2種以上組合せて用いられることができる。
上記成分(D)を併用する場合、成分(C)との好ましい組合せとしては、ジアルキルジアルコキシシランとビス(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ジシクロアルキルジアルコキシシランとビス(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(イソキノリノ)ジメトキシシランとビス(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシランとアルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ジシクロアルキルジアルコキシシランとアルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(イソキノリノ)ジメトキシシランとアルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシランなどであり、具体的な組合せとしては、ジ−イソプロピルジメトキシシランとビス(エチルアミノ)ジエトキシシラン、t−ブチル(メチル)ジメトキシシランとビス(エチルアミノ)ジエトキシシラン、t−ブチル(エチル)ジメトキシシランとビス(エチルアミノ)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(メチル)ジメトキシシランとビス(エチルアミノ)ジエトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシランとビス(エチルアミノ)ジエトキシシラン、シクロペンチル(シクロヘキシル)ジメトキシシランとビス(エチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(イソキノリノ)ジメトキシシランとビス(エチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(キノリノ)ジメトキシシランとビス(エチルアミノ)ジエトキシシラン、テキシルトリメトキシシランとビス(エチルアミノ)ジエトキシシラン、ジ−イソプロピルジメトキシシランとビス(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、t−ブチル(メチル)ジメトキシシランとビス(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシランとビス(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、t−ブチル(エチル)ジメトキシシランとビス(シクロペンチルアミノ)ジエトキシシラン、ジ−イソプロピルジメトキシシランとエチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ジ−イソプロピルジメトキシシランとn−プロピル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ジ−イソプロピルジメトキシシランとシクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(メチル)ジメトキシシランとエチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(メチル)ジメトキシシランとn−プロピル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(メチル)ジメトキシシランとシクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシランとエチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシランとn−プロピル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシランとシクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(イソキノリノ)ジメトキシシランとエチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(イソキノリノ)ジメトキシシランとn−プロピル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシラン、ビス(イソキノリノ)ジメトキシシランとシクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン等が挙げられる。
本発明のオレフィン類重合用触媒の存在下にオレフィン類の単独重合、ランダム共重合もしくはブロック共重合を実施する。オレフィン類としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン等であり、これらのオレフィン類は1種あるいは2種以上併用することが出来る。とりわけ、エチレン、プロピレン、1−ブテンが好適に用いられる。特に好ましいのはプロピレンである。プロピレンの場合、他のオレフィン類との共重合を行なうことができる。共重合されるオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン等であり、これらのオレフィン類は1種あるいは2種以上併用することができる。とりわけ、エチレン、1−ブテンが好適に用いられる。プロピレンと他のオレフィン類との共重合としては、プロピレンと少量のエチレンをコモノマーとして1段で重合するランダム共重合と、第一段階(第一重合槽)でプロピレンの単独重合を行ない、第二段階(第二重合槽)あるいはそれ以上の多段階(多段重合槽)でプロピレンとエチレンの共重合を行う、所謂プロピレン−エチレンブロック共重合が代表的である。このようなランダム共重合やブロック共重合においても、上記の成分(A)、成分(B)および成分(C)からなる本発明の触媒は有効であり、触媒活性、立体規則性及び/または水素レスポンスが良好であるばかりでなく、共重合特性や得られた共重合体の特性も良好である。特に、本発明の触媒成分である成分(C)の他に上述した成分(D)を混合して用いたり、またブロック共重合の多段重合槽で成分(C)と成分(D)を別々に用いることも出来る。また、特にプロピレンの単独重合からブロック共重合に移行する際に、最終製品中のジェル生成を防止するために、アルコール類を重合系に添加することができる。アルコール類の具体例としては、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられ、使用量は成分(B)1モルに対し0.01〜10モル好ましくは0.1〜2モルである。
各成分の使用量比は、本発明の効果に影響を及ぼすことのない限り任意であり、特に限定されるものではないが、通常成分(B)は成分(A)中のチタン原子1モル当たり、1〜2000モル、好ましくは50〜1000モルの範囲で使用される。成分(C)は成分(B)1モル当たり、0.002〜10モル、好ましくは0.01〜2モル、特に好ましくは0.1〜0.5モルの範囲で用いられる。成分(D)を併用する場合、成分(B)1モル当たり、0.002〜10モル、好ましくは0.01〜2モル、特に好ましくは0.01〜0.5モルの範囲で用いられ、また成分(C)1モル当たり、0.001〜10モル、好ましくは0.01〜10モル特に好ましくは0.01〜2モルの範囲で用いられる。
各成分の接触順序は任意であるが、重合系内にまず有機アルミニウム化合物(B)を装入し、次いで、アミノシラン化合物(C)を接触させるか、予め混合した成分(C)及び成分(D)を接触させるか、あるいは、成分(C)及び成分(D)を任意の順序に接触させて、固体触媒成分(A)を接触させることが望ましい。あるいは重合系内にまず有機アルミニウム化合物(B)を装入し、一方で成分(A)と、成分(C),又は成分(C)及び成分(D)とを予め接触させ、接触させた成分(A)と成分(C)または成分(C)及び成分(D)とを重合系内に装入して接触させ触媒を形成することも好ましい態様である。このように予め成分(A)と、成分(B)又は成分(C)及び成分(D)とを接触処理することによって、触媒の水素レスポンスおよび生成ポリマーの結晶性をより向上させることが可能となる。
本発明における重合方法は、有機溶媒の存在下でも非存在下でも行なうことができ、また、プロピレン等のオレフィン単量体は、気体および液体のいずれの状態でも重合に用いることができる。重合温度は200℃以下、好ましくは100℃以下であり、重合圧力は10MPa以下、好ましくは6MPa以下である。また、連続重合法、バッチ式重合法のいずれも可能である。更に、重合反応を1段で行なっても良いし、2段以上の多段で行なってもよい。
更に、本発明において成分(A)、成分(B)及び成分(C)から形成される触媒を用いてオレフィンを重合するにあたり(「本重合」ともいう。)、触媒活性、立体規則性及び生成する粒子性状度等を一層改善させるために、本重合に先立ち予備重合を行なうことが望ましい。予備重合の際には、本重合と同様のオレフィン類あるいはスチレン等のモノマーを用いることが出来る。具体的には、オレフィン類の存在下に成分(A)、成分(B)及び/又は成分(C)を接触させ、成分(A)1g当たり0.1〜100gのポリオレフィンを予備的に重合させ、更に成分(B)及び/又は成分(C)を接触させ触媒を形成する。また成分(D)を併用する場合、上記予備重合時にオレフィン類の存在下に成分(A)、成分(B)及び成分(D)を接触させ、本重合の際に成分(C)を用いることもできる。
予備重合を行なうに際して、各成分及びモノマーの接触順序は任意であるが、好ましくは、不活性ガス雰囲気あるいはプロピレンなどの重合を行なうガス雰囲気に設定した予備重合系内にまず成分(B)を装入し、次いで成分(C)及び/または成分(D)を接触させ、次いで成分(A)を接触させた後、プロピレン等のオレフィン及び/又は1種あるいは2種以上の他のオレフィン類を接触させる。予備重合温度は任意であり、特に制限はないが、好ましくは−10℃〜70℃の範囲、更に好ましくは0℃〜50℃の範囲である。
本発明のオレフィン類重合触媒の存在下で、オレフィン類の重合を行なった場合、従来の触媒を使用した場合に比べ、高い立体規則性を保持し、しかも水素レスポンスが向上している。また、成分(C)の構造によっては従来の触媒を使用した場合に比べ、触媒活性と立体規則性が向上している。即ち、本発明の触媒をオレフィン類の重合に用いると成分(C)の構造により、高い立体規則性を保持し、しかも水素レスポンスが改善され、また、触媒活性と立体規則性が改善される作用が確認された。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
実施例1
<固体触媒成分の調製>
攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量2000mlの丸底フラスコに、ジエトキシマグネシウム150g及びトルエン750mlを装入し、懸濁状態とした。次いで、該懸濁液を、攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量2000mlの丸底フラスコに予め装てんされたトルエン450ml及びチタンテトラクロライド300mlの溶液中に添加した。次いで、該懸濁液を5℃で1時間反応させた。その後、フタル酸−n−ブチル22.5mlを添加して、100℃まで昇温した後、攪拌しながら2時間反応処理した。反応終了後、生成物を80℃のトルエン1300mlで4回洗浄し、新たにトルエン1200ml及びチタンテトラクロライド300mlを加えて、攪拌しながら110℃で2時間の反応処理を行なった。中間洗浄及び第2処理を、更にもう一度繰り返した。次いで、生成物を40℃のヘプタン1300mlで7回洗浄し、濾過、乾燥して、粉末状の固体触媒成分を得た。この固体成分中のチタン含有量を測定したところ、3.1重量%であった。
<重合用触媒の形成及び重合>
窒素ガスで完全に置換された内容積2.0リットルの攪拌機付オートクレーブに、トリエチルアルミニウム1.32mmol、ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシラン0.13mmolおよび前記固体触媒成分をチタン原子として0.0026mmol装入し、重合触媒を形成した。その後、水素ガス1.5リットル、液化プロピレン1.4リットルを装入し、20℃で5分間予備重合を行なった後に昇温し、70℃で1時間重合反応を行った。得られた重合体について、触媒活性、沸騰ヘプタン不溶解分(HI、重量%)、メルトフローレート(MI、g−PP/10分)を測定した。その結果を表1に併載する。
固体触媒成分1g当たり、重合時間の1時間当たりの生成重合体量(F)gを示す触媒活性は下式により算出した。
触媒活性=生成重合体(F)g/固体触媒成分g/1時間
また、この重合体を沸騰n−ヘプタンで6時間連続抽出した後のn−ヘプタンに不溶解の重合体(G)を乾燥後、重量測定し、重合体中の沸騰ヘプタン不溶解分(HI、重量%))の割合を下式より算出した。
HI(重量%)=(G)g/(F)g×100
キシレン溶解成分の測定方法:4.0gの重合体を200mlのパラキシレンに装入し、沸点下(138℃)で2時間かけて重合体を溶解した。その後23℃まで冷却し、溶解成分と不溶解成分とをろ過分別した。その溶解成分を加熱乾燥し、得られた重合体をキシレン溶解成分(XS)とした(重量%)。重合体のメルトフローレートを示すメルトインデックス(MI)の値はASTM D 1238、JIS K 7210に準じて測定した。
実施例2
重合用触媒の形成及び重合において水素ガス1.5リットルを4.0リットルにした以外は実施例1と同様に実験を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例3
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりにビス(sec−ブチルアミノ)ジエトキシシランを用いて重合用触媒の形成および重合した以外は実施例1と同様に、固体触媒成分を調製し、重合用触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例4
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりにビス(iso−ブチルアミノ)ジエトキシシランを用いて重合用触媒の形成および重合した以外は実施例1と同様に、固体触媒成分を調製し、重合用触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例5
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりにビス(iso−プロピルアミノ)ジエトキシシランを用いて重合用触媒の形成および重合した以外は実施例1と同様に、固体触媒成分を調製し、重合用触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例6
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりにビス(シクロペンチルアミノ)ジメトキシシランを用いて重合用触媒の形成および重合した以外は実施例1と同様に、固体触媒成分を調製し、重合用触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例7
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりにビス(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシランを用いて重合用触媒の形成および重合した以外は実施例1と同様に、固体触媒成分を調製し、重合用触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例8
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりにエチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランを用いて重合触媒を形成した以外は実施例2と同様に、固体触媒成分を調製し、重合用触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例9
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりに、エチル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行なった以外は実施例2と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例10
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりに、n−プロピル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行なった以外は実施例2と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例11
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりに、イソブチル(t−ブチルアミノ)ジエトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行った以外は実施例2と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行った。得られた結果を表1に示す。
実施例12
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりに、イソブチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行った以外は実施例2と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行った。得られた結果を表1に示す。
実施例13
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりに、エチル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行った以外は実施例2と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行った。得られた結果を表1に示す。
実施例14
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりに、エチル(シクロヘキシルアミノ)ジエトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行った以外は実施例2と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行った。得られた結果を表1に示す。
実施例15
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりに、シクロヘキシル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行った以外は実施例2と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行った。得られた結果を表1に示す。
実施例16
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりに、シクロペンチル(イソプロピルアミノ)ジエトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行った以外は実施例2と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行った。得られた結果を表1に示す。
実施例17
重合時の水素ガス量4リットルの代わりに水素ガス量8リットルとした以外は実施例8と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例18
<固体触媒成分の調製>
攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量1000mlの丸底フラスコに、グリニャール用削状マグネシウム32gを投入した。次いで、該マグネシウムに、ブチルクロライド120g及びジブチルエーテル500mlの混合液を、50℃で4時間かけて滴下し、その後60℃で1時間反応させた。反応終了後、反応溶液を室温に冷却し、濾過により固形分を除去し、マグネシウム化合物溶液を得た。次いで、攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコに、ヘキサン240ml、テトラブトキシチタン5.4g及びテトラエトキシシラン61.4gを装入し均一溶液としたところへ、該マグネシウム化合物溶液150mlを、5℃で4時間かけて滴下し反応させ、その後室温で1時間撹拌した。次いで、該反応溶液を室温で濾過し、液状部分を除去した後、残った固体分をヘキサン240mlで8回洗浄し、減圧乾燥させて、固体生成物を得た。次いで、該固体生成物8.6gを、攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量100mlの丸底フラスコに装入し、更にトルエン48ml及びフタル酸ジイソブチル5.8mlを加え、95℃で1時間反応させた。その後、濾過により液状部分を除去した後、残った固体分をトルエン85mlで8回洗浄した。洗浄終了後、フラスコにトルエン21ml、フタル酸ジイソブチル0.48ml及びチタンテトラクロライド12.8mlを加え、95℃で8時間反応させた。反応終了後、95℃で固液分離し、固形分をトルエン48mlで2回洗浄し、次いで上記フタル酸ジイソブチル及びチタンテトラクロライドの混合物による処理を同一条件で再度行い、ヘキサン48mlで8回洗浄し、濾過、乾燥して、粉末状の固体触媒成分を得た。この固体触媒成分中のチタン含有量を測定したところ、2.1重量%であった。
<重合用触媒の形成及び重合>
上記で得られた固体触媒成分を用いた以外は、実施例8と同様に重合用触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例19
<固体触媒成分の調製>
撹拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコに、無水塩化マグネシウム4.76g、デカン25ml及び2−エチルヘキシルアルコール23.4mlを装入し、130℃で2時間反応させ、均一溶液とした。次いで、該均一溶液に無水フタル酸1.11gを添加し、130℃で1時間反応させた。次いで該溶液を、攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコに装入され、−20℃に保持されたチタンテトラクロライド200ml中へ、1時間かけて全量滴下した。次いで、該混合溶液を4時間かけて110℃まで昇温した後、フタル酸ジイソブチル2.68mlを添加し、2時間反応させた。反応終了後、濾過により液体部分を除去し、残った固体成分を110℃でデカン及びヘキサンで遊離のチタン化合物が検出されなくなるまで洗浄し、濾過、乾燥して、粉末状の固体触媒成分を得た。この固体触媒成分中のチタン含有量を測定したところ、3.1重量%であった。
<重合用触媒の形成及び重合>
上記で得られた固体触媒成分を用いた以外は、実施例8と同様に重合用触媒の形成及び重合を行った。得られた結果を表1に示す。
実施例20
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりに、デカヒドロナフチル(エチルアミノ)ジメトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行なった以外は実施例2と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
実施例21
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりに、デカヒドロナフチル(メチルアミノ)ジエトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行なった以外は実施例2と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
比較例1
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりにシクロヘキシルメチルジメトキシシランを用いて重合用触媒の形成および重合した以外は実施例1と同様に、固体触媒成分を調製し、重合用触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
比較例2
重合用触媒の形成及び重合において水素ガス1.5リットルを4.0リットルにした以外は比較例1と同様に実験を行った。得られた結果を表1に示す。
比較例3
重合用触媒の形成及び重合において水素ガス1.5リットルを8.0リットルにした以外は比較例1と同様に実験を行った。得られた結果を表1に示す。
比較例4
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりにビス(ジエチルアミノ)ジメトキシシランを用いて重合触媒を形成し、重合時の水素ガス量を8リットルとした以外は実施例1と同様に、固体触媒成分を調製し、重合用触媒の形成及び重合を行った。得られた結果を表1に示す。
比較例5
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりにジエチルアミノトリエトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行なった以外は実施例2と同様に、固体触媒成分を調製し、重合用触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
比較例6
ビス(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりにシクロヘキシルメチルジメトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行なった以外は実施例18と同様に、固体触媒成分を調製し、重合用触媒の形成及び重合を行った。得られた結果を表1に示す。
比較例7
エチル(t−ブチルアミノ)ジメトキシシランの代わりにシクロヘキシルメチルジメトキシシランを用いて重合触媒の形成及び重合を行った以外は実施例19と同様に、固体触媒成分を調製し、重合用触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。
Figure 0004775908
以上の結果から、重合時にアミノシラン化合物を用いると、高い立体規則性の重合体を収率良く得られ、かつ水素レスポンスが良好であることがわかる。
本発明のオレフィン類重合用触媒は、より高い対水素活性を示し、高い立体規則性を高度に維持しながら、オレフィン類重合体を高い収率で得ることができる。従って、汎用ポリオレフィンを、低コストで提供し得ると共に、高機能性を有するオレフィン類の共重合体の製造において有用性が期待される。

Claims (12)

  1. (A)マグネシウム、チタン、ハロゲン原子および電子供与性化合物を含有する固体触媒成分、
    (B)下記一般式(1);
    AlQ3−p (1)
    (式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示し、Qは水素原子あるいはハロゲン原子を示し、pは0<p≦3の実数である。)で表される有機アルミニウム化合物、および
    (C)下記一般式(2);
    (RNH)Si(OR (2)
    (式中、Rは炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、アルキル置換シクロアルキル基、ハロゲン置換シクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基のいずれかで、同一または異なっていてもよく、Rは炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基を示し、同一または異なっていてもよい。)で表されるアミノシラン化合物、及び
    下記一般式(3);
    (RNH)RSi(OR(3)
    (式中、 炭素数1〜8の直鎖または分岐状アルキル基、シクロアルキル基、アルキル置換シクロアルキル基を示し、 は炭素数1〜5の直鎖または分岐状アルキル基、炭素数3〜8のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基を示し、同一または異なってもよく、Rは炭素数1〜12の直鎖または分岐状アルキル基であり、同一または異なってもよい。)で表わされるアミノシラン化合物から選ばれる1種以上のアミノシラン化合物、から形成されることを特徴とするオレフィン類重合用触媒。
  2. 前記固体触媒成分が、マグネシウム化合物(a)、4価のチタンハロゲン化合物(b)および電子供与性化合物(c)を接触させることにより調製されることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン類重合用触媒。
  3. 前記固体触媒成分が、マグネシウム化合物(a)を芳香族炭化水素化合物(d)に懸濁させて得られた懸濁液を4価のチタンハロゲン化合物(b)と芳香族炭化水素化合物(d)との混合溶液と接触させ、次いで得られた溶液を電子供与性化合物(c)と接触させて固体生成物を得、該固体生成物に4価のチタンハロゲン化合物(b)と芳香族炭化水素化合物(d)との混合溶液を接触させることにより調製されることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン類重合用触媒。
  4. 前記固体触媒成分が、ハロゲン化アルキルマグネシウムのエーテル溶液をテトラアルコキシチタンとテトラアルコキシシランと脂肪族炭化水素化合物との均一溶液と接触させ、得られた固体生成物をフタル酸ジエステルと接触させた後、さらにフタル酸ジエステル及び四塩化チタンと1回以上接触させて調製されることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分。
  5. 前記固体触媒成分が、ジハロゲン化マグネシウムと脂肪族炭化水素化合物とアルコールとを反応させて得られた均一溶液に、無水フタル酸を接触させた後、四塩化チタンを接触させ、次いでフタル酸ジエステルを接触させて調製されることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分。
  6. 前記1種以上のアミノシラン化合物がビス(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン又はビス(シクロアルキルアルキルアミノ)ジアルコキシシランであることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン類重合用触媒。
  7. 前記1種以上のアミノシラン化合物がビス(t−ブチルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(sec−ブチルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(iso−ブチルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(iso−プロピルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(シクロペンチルアミノ)ジアルコキシシラン又はビス(シクロヘキシルアミノ)ジアルコキシシランであることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン類重合用触媒。
  8. 前記1種以上のアミノシラン化合物がアルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、シクロアルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、デカヒドロナフチル(アルキルアミノ)ジアルコキシシランであることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン類重合用触媒。
  9. 前記1種以上のアミノシラン化合物がアルキル(t−ブチルアミノ)ジアルコキシシラン、アルキル(iso−プロピルアミノ)ジアルコキシシラン、アルキル(シクロヘキシルアミノ)ジアルコキシシラン、又はデカヒドロナフチル(アルキルアミノ)ジアルコキシシランであることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン類重合用触媒。
  10. 前記1種以上のアミノシラン化合物がn−プロピル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、iso−ブチル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、シクロペンチル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、シクロヘキシル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、又はデカヒドロナフチル(アルキルアミノ)ジアルコキシシランであることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン類重合用触媒。
  11. 請求項1〜請求項10のいずれか1項記載のオレフィン類重合用触媒の存在下に行なうことを特徴とするオレフィン類重合体の製造方法。
  12. 前記オレフィン類重合体が、プロピレン重合体であることを特徴とする請求項11記載のオレフィン類重合体の製造方法。
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