JP5077906B2 - オレフィン類重合用固体触媒成分、その製造方法および触媒並びにこれを用いたオレフィン類重合体の製造方法 - Google Patents
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また、本発明は、固体状のマグネシウム化合物(a)と脂肪族アルコール(c)とを、マグネシウム化合物(a)の固体状態を維持したまま脂肪族アルコール(c)を分割して添加し、共粉砕して固体成分を得るI工程と、該I工程で得られた固体成分と該脂肪族アルコール(c)を接触させて、溶液あるいは懸濁液とし、次いで前記チタン化合物(b)を接触させるII工程とを行い、前記脂肪族アルコール(c)は、エタノール、イソプロパノール、ブタノール及び2−エチルヘキサノールから選択される1種以上であることを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法を提供するものである。
R1 rAlQ3−r (1)
(式中、R1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、rは0<r≦3の実数である。)で表される有機アルミニウム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。
R1 pAlQ3−p(3)
(式中、R1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である。)で表される化合物であれば、特に制限されないが、R1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、臭素原子が好ましい。このような有機アルミニウム化合物(g)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、エチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロライドが挙げられ、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、ジエチルアルミニウムクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライドである。
R1 rAlQ3−r(1)
(式中、R1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、rは0<r≦3の実数である。)で表される化合物であれば、特に制限されないが、R1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。
(R5R6N)n(R7)4−n−mSi(OR8)m (5)
(式中、R5は炭素数1〜12の直鎖もしくは分岐アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ビニル基、アリル基、アラルキル基を示し、R6は水素原子、炭素数1〜12の直鎖もしくは分岐アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ビニル基、アリル基、アラルキル基を示し、R5とR6は同一でも異なっていてもよく、また互いに結合してなる環状の2価の基を示し、R7は炭素数1〜12の直鎖もしくは分岐アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ビニル基、アリル基、アラルキル基を示し、R8は炭素数1〜4のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ビニル基、アリル基またはアラルキル基を示し、同一又は異なっていてもよく、nは1≦n≦3の整数を表し、mは1または2の整数を表し、n+m≦4である。)
内容積1リットルのステンレス鋼製粉砕用ポットに、直径25.4mmのステンレス鋼製ボールを容積で429ml充填し、無水塩化マグネシウム105gを入れ、これに2−エチルヘキサノール14.1g(無水塩化マグネシウム1モル当たり0.1モル)を窒素雰囲気下に6分割して加え、6分割の合計20時間、共粉砕して固体成分を得た。この固体成分6.5g(無水塩化マグネシウム5.7g、2−エチルヘキサノール0.8g相当量)を、撹拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量200mlの丸底フラスコに装入し、さらにデカン30ml及び2−エチルヘキシルアルコール22.5gを装入し、130℃で3時間反応させ、均一溶液とした。攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコにデカン80ml、四塩化チタン26mlを装入し、2℃に冷却した。次いで上記の塩化マグネシウムを含む溶液を1時間かけて全量添加し、30分間2℃に保持した。次いで、70分間かけて80℃まで昇温し、1時間反応させた。反応終了後、固体成分をヘプタンで洗浄し、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、7.9重量%であった。
窒素ガスで充分に乾燥した内容積1800mlの攪拌装置付きステンレス製オートクレーブに、n−ヘプタン700mlを装入し、トリエチルアルミニウム0.88mmol、及び前記固体触媒成分をTiとして0.018mmol装入し、重合用触媒を形成した後、80℃に昇温し、水素を0.4MPaまで装入し、次いで系内の圧力を0.9MPa となるようにエチレンを供給し、80℃で2時間重合を継続した。なお、重合が進行するにつれて低下する圧力は、エチレンのみを連続的に供給することにより補い、重合中一定の圧力に保持した。上記重合方法に従い、エチレンの重合を行い、生成された重合体をろ別し、減圧乾燥して固体重合体を得た。一方、ろ液を凝縮して重合溶媒に溶存する重合体を得、その量を(M) とし、固体重合体の量を(N) とする。固体触媒成分中のチタン当たりの重合活性(Y) を下記式で表す。
(Y)=[(M)+(N)](g)/固体触媒成分中チタン量(mmol)
さらに、生成固体重合体のメルトフローレート(MFR) 、生成固体重合体の微粉(106μm以下)を測定したところ、表1に示すような結果が得られた。
なお、生成固体重合体(N)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。
〔固体触媒成分(A)の調製〕
内容積1リットルのステンレス鋼製粉砕用ポットに、直径25.4mmのステンレス鋼製ボールを容積で429ml充填し、無水塩化マグネシウム105gを窒素雰囲気下に加え、20時間粉砕した。この無水塩化マグネシウム粉砕物5.7gを、撹拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量200mlの丸底フラスコに装入し、さらにデカン30ml及び2−エチルヘキサノール23.3gを装入し、130℃で3時間反応させ、均一溶液とした。攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコにデカン80ml、四塩化チタン26mlを装入し、2℃に冷却した。次いで上記の塩化マグネシウムを含む溶液を1時間かけて全量添加し、30分間2℃に保持した。次いで、70分間かけて80℃まで昇温し、1時間反応させた。反応終了後、固体成分をヘプタンで洗浄し、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、8.3重量%であった。
実施例1と同様に重合触媒の形成および重合を行った。その重合結果を表1に示した。
内容積1リットルのステンレス鋼製粉砕用ポットに、直径25.4mmのステンレス鋼製ボールを容積で429ml充填し、無水塩化マグネシウム105gを入れ、これにエタノール15.2g(無水塩化マグネシウム1モル当たり0.3モル)を窒素雰囲気下に6分割して加え、6分割の合計20時間共粉砕し固体成分を得た。この固体成分6.5g(無水塩化マグネシウム5.7g、エタノール0.8g相当量)を、撹拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量200mlの丸底フラスコに装入し、さらにデカン30ml、2−エチルヘキサノール21.0g、無水フタル酸0.65gを装入し、110℃で2時間反応させ、均一溶液とした。攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコにデカン144ml、四塩化チタン48mlを装入し、−5℃に冷却した。次いで上記の塩化マグネシウムを含む溶液を1時間かけて全量添加し、100分間かけて110℃まで昇温した。フタル酸ジイソブチル0.6mlを装入し、1時間反応させた。反応終了後、上澄み液を除去し、新たに四塩化チタン40mlおよびデカン160mlを加え、110℃に昇温し、30分間攪拌しながら反応させた。反応終了後、固体成分をデカンおよびヘプタンで洗浄し、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、5.2重量%であった。
実施例1と同様に重合触媒の形成および重合を行った。その重合結果を表1に示した。
〔固体触媒成分(A)の調製〕
内容積1リットルのステンレス鋼製粉砕用ポットに、直径25.4mmのステンレス鋼製ボールを容積で429ml充填し、無水塩化マグネシウム105gを窒素雰囲気下に加え、20時間粉砕した。この粉砕物5.7gを、撹拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量200mlの丸底フラスコに装入し、さらにデカン30ml、2−エチルヘサノール23.4g、無水フタル酸0.65gを装入し、110℃で2時間反応させ、均一溶液とした。攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコにデカン144ml、四塩化チタン48mlを装入し、−5℃に冷却した。次いで上記の塩化マグネシウムを含む溶液を1時間かけて全量添加し、100分間かけて110℃まで昇温した。フタル酸ジイソブチル0.6mlを装入し、1時間反応させた。反応終了後、上澄み液を除去し、新たに四塩化チタン40mlおよびデカン160mlを加え、110℃に昇温し、30分間攪拌しながら反応させた。反応終了後、固体成分をデカンおよびヘプタンで洗浄し、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、3.6重量%であった。
実施例1と同様に重合触媒の形成および重合を行った。その重合結果を表1に示した。
内容積1リットルのステンレス鋼製粉砕用ポットに、直径25.4mmのステンレス鋼製ボールを容積で429ml充填し、無水塩化マグネシウム105gを入れ、これに2−エチルヘキサノール5.7g(無水塩化マグネシウム1モル当たり0.04モル)を窒素雰囲気下に6分割して加え、6分割の合計20時間共粉砕し固体成分を得た。この固体成分10.5g(無水塩化マグネシウム10.0g、2−エチルヘキサノール0.5g相当量)を、撹拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコに装入し、さらにヘプタン75mlを装入した。70℃まで昇温し、n−ブタノール3.6gを添加し、30分間70℃に保持した。次いで四塩化チタン25mlを装入し、90℃まで昇温し、90℃で1時間反応させた。反応終了後、固体成分をヘプタンで洗浄し、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、3.5重量%であった。
実施例1と同様に重合触媒の形成および重合を行った。その重合結果を表1に示した。
〔固体触媒成分(A)の調製〕
内容積1リットルのステンレス鋼製粉砕用ポットに、直径25.4mmのステンレス鋼製ボールを容積で429ml充填し、無水塩化マグネシウム105gを窒素雰囲気下に加え、20時間粉砕した。この粉砕物10.0gを、撹拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコに装入し、さらにヘプタン75mlを装入した。70℃まで昇温し、n−ブタノール1.6gを添加し、30分間70℃に保持した。次いで四塩化チタン25mlを装入し、90℃まで昇温し、90℃で1時間反応させた。反応終了後、固体成分をヘプタンで洗浄し、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、3.9重量%であった。
実施例1と同様に重合触媒の形成および重合を行った。その重合結果を表1に示した。
内容積1リットルのステンレス鋼製粉砕用ポットに、直径25.4mmのステンレス鋼製ボールを容積で429ml充填し、無水塩化マグネシウム105g、フェノール10.4g(無水塩化マグネシウム1モル当たり0.1モル)を窒素雰囲気下に加え、20時間共粉砕し固体成分を得た。この固体成分6.3g(無水塩化マグネシウム5.7g、フェノール0.6g相当量)を、撹拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量200mlの丸底フラスコに装入し、さらにデカン30ml、2−エチルヘキサノール22.5g、無水フタル酸0.65gを装入し、110℃で2時間反応させ、均一溶液とした。攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコにデカン144ml、四塩化チタン48mlを装入し、−5℃に冷却した。次いで上記の塩化マグネシウムを含む溶液を1時間かけて全量添加し、100分間かけて110℃まで昇温した。フタル酸ジイソブチル0.6mlを装入し、1時間反応させた。反応終了後、上澄み液を除去し、新たに四塩化チタン40mlおよびデカン160mlを加え、110℃に昇温し、30分間攪拌しながら反応させた。反応終了後、固体成分をデカンおよびヘプタンで洗浄し、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、4.3重量%であった。
実施例1と同様に重合触媒の形成および重合を行った。その重合結果を表1に示した。
内容積1リットルのステンレス鋼製粉砕用ポットに、直径25.4mmのステンレス鋼製ボールを容積で429ml充填し、無水塩化マグネシウム105gを窒素雰囲気下に加え、20時間粉砕し固体成分を得た。この固体成分5.7gを、撹拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量200mlの丸底フラスコに装入し、さらにデカン50ml、エタノール0.8gを装入し、110℃で1時間反応させた。固体成分をデカンで洗浄し、次いで、デカン30ml、2−エチルヘキサノール21.0g、無水フタル酸0.65gを装入し、110℃で2時間反応させ、均一溶液とした。攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコにデカン144ml、四塩化チタン48mlを装入し、−5℃に冷却した。次いで上記の塩化マグネシウムを含む溶液を1時間かけて全量添加し、100分間かけて110℃まで昇温した。フタル酸ジイソブチル0.6mlを装入し、1時間反応させた。反応終了後、上澄み液を除去し、新たに四塩化チタン40mlおよびデカン160mlを加え、110℃に昇温し、30分間攪拌しながら反応させた。反応終了後、固体成分をデカンおよびヘプタンで洗浄し、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、4.0重量%であった。
実施例1と同様に重合触媒の形成および重合を行った。その重合結果を表1に示した。
Claims (8)
- 固体状のマグネシウム化合物(a)と脂肪族アルコール(c)とを、マグネシウム化合物(a)の固体状態を維持したまま脂肪族アルコール(c)を分割して添加し、共粉砕して得られる固体成分と脂肪族アルコール(c)を接触させて、溶液あるいは懸濁液とし、次いでチタン化合物(b)を接触させて得られ、マグネシウム、チタン、ハロゲン原子を必須成分として含むものであって、前記脂肪族アルコール(c)は、エタノール、イソプロパノール、ブタノール及び2−エチルヘキサノールから選択される1種以上であることを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分。
- 前記チタン化合物(b)が、4価のチタンハロゲン化合物であることを特徴とする請求項1記載のオレフィン類重合用固体触媒成分。
- 前記マグネシウム化合物(a)が、ハロゲン化マグネシウムであることを特徴とする請求項1又は2記載のオレフィン類重合用固体触媒成分。
- 前記固体成分が、前記脂肪族アルコール(c)を、マグネシウム化合物(a)1モル当たり0.005〜6モル含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分。
- 固体状のマグネシウム化合物(a)と脂肪族アルコール(c)とを、マグネシウム化合物(a)の固体状態を維持したまま脂肪族アルコール(c)を分割して添加し、共粉砕して固体成分を得るI工程と、該I工程で得られた固体成分と該脂肪族アルコール(c)を接触させて、溶液あるいは懸濁液とし、次いでチタン化合物(b)を接触させるII工程とを行い、前記脂肪族アルコール(c)は、エタノール、イソプロパノール、ブタノール及び2−エチルヘキサノールから選択される1種以上であることを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
- (A)請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体触媒成分、および
(B)下記一般式(1);R1 rAlQ3−r (1)
(式中、R1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、rは0<r≦3の実数である。)で表される有機アルミニウム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。 - (A)請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体触媒成分、
(B)下記一般式(1); R1 rAlQ3−r (1)
(式中、R1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、rは0<r≦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)電子供与性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。 - 請求項6又は7に記載のオレフィン類重合用触媒の存在下に、オレフィン類の重合を行うことを特徴とするオレフィン類重合体の製造方法。
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