JP5262405B2 - オレフィン重合用触媒およびポリオレフィンの製造方法 - Google Patents

オレフィン重合用触媒およびポリオレフィンの製造方法 Download PDF

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本発明は、特定の構造を有する有機遷移金属錯体を構成成分として含むポリオレフィン重合用触媒、およびそれを用いたポリオレフィンの製造方法に関するものである。
シクロペンタジエニル誘導体を配位子として有する周期表第4族の有機遷移金属化合物(メタロセン)とアルミノキサンを組み合わせて用いた、いわゆるメタロセン触媒は、ポリオレフィンの製造に有用であることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。メタロセン触媒は、有機遷移金属化合物の構造を変化させることで、重合性能を調節できることが可能であるため、これまでに種々の構造を有する有機遷移金属化合物に関する検討が行われている(非特許文献1参照。)。
例えば、ケイ素架橋ビス(シクロペンタジエニル)骨格を有する周期表4族遷移金属錯体のシクロペンタジエニル基に、種々の置換基を導入した錯体が開示されているが(例えば、特許文献2〜5参照。)、一般的に、シクロペンタジエニル環にメチル基、エチル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基といった炭化水素系置換基を導入すると、活性および分子量は向上するものの、置換基の立体効果により、ポリオレフィン中へのα−オレフィンの取り込み量(共重合性)が低下する傾向にある。一方、高い共重合性を得るために、1)シクロペンタジエニル基とフルオレニル基が架橋した錯体や、2)シクロペンタジエニル誘導体とアミド配位子とをシリル原子で架橋した拘束幾何構造を有する錯体などの特殊な構造を有する錯体が用いられているが、さらなる高い共重合性を有する錯体の開発が求められている。
また、近年、特定の触媒成分を用いてエチレンとマクロモノマーの共重合を行うことで、長鎖分岐を有するポリエチレンを製造する方法が開示されている(例えば、特許文献6参照)。
特開昭58−19309号公報 特開平01−319489号公報 特開平02−76887号公報 特開平11−199587号公報 特開平11−199595号公報 特開2006−321991号公報 Chem.Rev.,100,1205(2000).
本発明は、長鎖分岐含有ポリオレフィンを製造する際、マクロモノマーとして用いるポリオレフィン中に、多くのコモノマーを導入することが可能なオレフィン重合用触媒、およびポリオレフィンの製造方法を提供するにある。
本発明は、上記課題を解決するために、遷移金属錯体およびオレフィン重合用触媒について鋭意研究を続けてきた結果、特定の構造を有する有機遷移金属化合物と、活性化助触媒を組み合わせて成るオレフィン重合用触媒を用いることで、上記課題を解決するに至った。以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、(置換)シクロペンタジエニル環に、不飽和の炭素原子を有する置換基、またはケイ素原子を有する置換基を有することを特徴とする(a)有機遷移金属化合物をオレフィン重合触媒の構成成分とする。(a)有機遷移金属化合物は、下記一般式(1)で表され、
Figure 0005262405
式(1)中、Mはチタン原子、ジルコニウム原子またはハフニウム原子である。Xは各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、ハロゲン原子としては具体的にはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、ネオヘキシル基、2,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3,3−ジメチル−2−ブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基などが挙げられ、シクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、アルケニル基の具体例としては、アリル基、2−メチルアリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などが挙げられ、アルキニル基の具体例としては、エチニル基、プロパルギル基などが挙げられ、アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基などが挙げられ、アルキルアリール基の具体例としては、ベンジル基などが挙げられ、アリールアルキル基の具体例として、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基などが挙げられる。炭素数1〜20のアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、2−メトキシエチル基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基などが挙げられる。炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基の具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ−n−プロピルアミノ基、ジメチルアミノエチル基、ジメチルアミノプロピル基、ジメチルアミノフェニル基などが挙げられる。炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリメチルシリルメチル基、トリエチルシリルメチル基、3−トリメチルシリルプロピル基、3−トリエチルシリルプロピル基、8−トリメチルシリルオクチル基、8−トリエチルシリルオクチル基、4−トリメチルシリルフェニル基、4−トリエチルシリルフェニル基、(4−トリメチルシリルフェニル)メチル基、2−(4−トリメチルシリルフェニル)エチル基などが挙げられる。なお、Xは上記に例示した具体例に限定されるものではない。
Aは下記一般式(2)、(3)、(4)または(5)で表される。
Figure 0005262405
一般式(2)、(3)、(4)または(5)中、Rは各々独立して水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜20の炭化水素基であり、ハロゲン原子としては具体的にはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、ネオヘキシル基、2,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3,3−ジメチル−2−ブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基などが挙げられ、シクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、アルケニル基の具体例としては、アリル基、2−メチルアリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などが挙げられ、アルキニル基の具体例としては、エチニル基、プロパルギル基などが挙げられ、アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基などが挙げられ、アルキルアリール基の具体例としては、ベンジル基などが挙げられ、アリールアルキル基の具体例として、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基などが挙げられる。また、Rのうち2つ以上が連結され環を形成していてもよい。Rは各々独立して水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜20の炭化水素基であり、ハロゲン原子としては具体的にはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、ネオヘキシル基、2,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3,3−ジメチル−2−ブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基などが挙げられ、シクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、アルケニル基の具体例としては、アリル基、2−メチルアリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などが挙げられ、アルキニル基の具体例としては、エチニル基、プロパルギル基などが挙げられ、アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基などが挙げられ、アルキルアリール基の具体例としては、ベンジル基などが挙げられ、アリールアルキル基の具体例として、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基などが挙げられる。Rは各々独立して炭素数1〜20の炭化水素基であり、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、ネオヘキシル基、2,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3,3−ジメチル−2−ブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基などが挙げられ、シクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、アルケニル基の具体例としては、アリル基、2−メチルアリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などが挙げられ、アルキニル基の具体例としては、エチニル基、プロパルギル基などが挙げられ、アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基などが挙げられ、アルキルアリール基の具体例としては、ベンジル基などが挙げられ、アリールアルキル基の具体例として、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基などが挙げられる。
Bは炭素数1〜4個の炭素鎖を有する炭化水素基であり、例えばアルキレン基であり、具体的にはメチレン基、メチルメチレン基、エチルメチレン基、プロピルメチレン基、イソプロピルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチルメチルメチレン基、エチレン基、1−メチルエチレン基、1−エチルエチレン基、1,1−ジメチルエチレン基、2−メチルエチレン基、1,2−ジメチルエチレン基、2,2−ジメチルエチレン基、2−エチルエチレン基、トリメチレン基、1−メチルトリメチレン基、2−メチルトリメチレン基、テトラメチレン基等の炭化水素基を例示することができる。
AとBを組み合わせることで、シクロペンタジエニル基に付加した、不飽和の炭素原子を有する置換基、またはケイ素原子を有する置換基を示している。
は水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜20の炭化水素基であり、ハロゲン原子としては具体的にはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、ネオヘキシル基、2,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3,3−ジメチル−2−ブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基などが挙げられ、シクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、アルケニル基の具体例としては、アリル基、2−メチルアリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などが挙げられ、アルキニル基の具体例としては、エチニル基、プロパルギル基などが挙げられ、アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基などが挙げられ、アルキルアリール基の具体例としては、ベンジル基などが挙げられ、アリールアルキル基の具体例として、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基などが挙げられる。
は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、ハロゲン原子としては具体的にはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、ネオヘキシル基、2,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3,3−ジメチル−2−ブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基などが挙げられ、シクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、アルケニル基の具体例としては、アリル基、2−メチルアリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などが挙げられ、アルキニル基の具体例としては、エチニル基、プロパルギル基などが挙げられ、アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基などが挙げられ、アルキルアリール基の具体例としては、ベンジル基などが挙げられ、アリールアルキル基の具体例として、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基などが挙げられる。炭素数1〜20のアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、2−メトキシエチル基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基などが挙げられる。炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基の具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ−n−プロピルアミノ基、ジメチルアミノエチル基、ジメチルアミノプロピル基、ジメチルアミノフェニル基などが挙げられる。炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリメチルシリルメチル基、トリエチルシリルメチル基、3−トリメチルシリルプロピル基、3−トリエチルシリルプロピル基、8−トリメチルシリルオクチル基、8−トリエチルシリルオクチル基、4−トリメチルシリルフェニル基、4−トリエチルシリルフェニル基、(4−トリメチルシリルフェニル)メチル基、2−(4−トリメチルシリルフェニル)エチル基などが挙げられる。また、Rのうち2つ以上が連結され環を形成していてもよい。
は各々独立して炭素数1〜20の炭化水素基であり、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、ネオヘキシル基、2,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3,3−ジメチル−2−ブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基などが挙げられ、シクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、アルケニル基の具体例としては、アリル基、2−メチルアリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などが挙げられ、アルキニル基の具体例としては、エチニル基、プロパルギル基などが挙げられ、アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基などが挙げられ、アルキルアリール基の具体例としては、ベンジル基などが挙げられ、アリールアルキル基の具体例として、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基などが挙げられる。
Yは炭素原子、ケイ素原子またはゲルマニウム原子であり、nは1〜2の整数である。
(a)遷移金属化合物としては、ジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(1−メチルアリル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(1−エチルアリル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(1−プロピルアリル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(1−イソプロピルアリル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(1,1−ジメチルアリル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(1−エチル−1−メチルアリル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−ブテニルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(1−メチルブテニル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(1−エチルブテニル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(1,1−ジメチルブテニル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(2−メチルブテニル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(1,2−ジメチルブテニル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(2,2−ジメチルブテニル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(2−エチルブテニル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−ペンテニルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(1−メチル)ペンテニルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(2−メチル)ペンテニルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(3−メチル)ペンテニルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−ヘキセニルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(2−メチルアリル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(3−メチルアリル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(2,3−ジメチルアリル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(3,3−ジメチルアリル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(2,3,3−トリメチルアリル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−ベンジルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−ベンジルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−フェネチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(3−フェニルプロピル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(4−フェニルブチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−((o−トリル)メチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−((m−トリル)メチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−((p−トリル)メチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−(ナフチルメチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−((トリメチルシリル)メチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−((トリエチルシリル)メチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−((トリイソプロピルシリル)メチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−((トリフェニルシリル)メチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−((トリメチルシリル)エチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−((トリメチルシリル)プロピル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−((トリメチルシリル)ブチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−プロパルギルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(3−ペンチニルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−ブテニルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−ペンテニルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−ヘキセニルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−ベンジルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−フェネチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−((トリメチルシリル)メチル)シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−プロパルギルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジフェニルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、メチルフェニルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルメチレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジエチルメチレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、等のジクロロ体および、上記遷移金属化合物の金属に結合しているクロロ原子を炭化水素基、アルコキシ基等に変えた有機遷移金属化合物を例示することができる。また、上記遷移金属化合物と同等の構造を有し、中心金属がチタン原子に置き換わったチタニウム化合物、ハフニウム原子に置き換わったハフニウム化合物を例示することができる。ただし、本発明の(a)有機遷移金属化合物は、上記の例示化合物に限定されるものではなく、一般式(1)の要件を満たす全ての化合物を包含するものである。
本発明のオレフィン重合用触媒の構成成分の一つである(b)活性化助触媒とは、本発明の触媒系の主触媒である(a)有機遷移金属化合物または有機遷移金属化合物と(c)有機アルミニウム化合物との反応混合物と作用もしくは反応することによりオレフィン重合可能な活性種を形成することができる化合物を示している。さらに、これらの化合物は、該有機遷移金属化合物の重合活性種を形成した後、生成した活性種に対して弱く配位または相互作用するものの、該活性種とは反応しない化合物である。
(b)活性化助触媒としては、有機化合物で処理された変性粘土鉱物、有機アルミニウムオキシ化合物、有機遷移金属化合物とイオン対を形成することができる化合物等があげられる。
上記に提示した(b)活性化助触媒のうち、有機化合物で処理された変性粘土鉱物について説明する。用いられる粘土鉱物は、微結晶状のケイ酸塩を主成分とする微粒子である。粘土鉱物の大部分は、その構造上の特色として層状構造を成しており、層の中に種々の大きさの負電荷を有することが挙げられる。この点で、シリカやアルミナのような三次元構造を持つ金属酸化物と大きく異なる。これらの粘土鉱物は、一般に層電荷の大きさで、パイロフィライト、カオリナイト、ディッカイトおよびタルク群(化学式当たりの負電荷がおよそ0)、スメクタイト群(化学式当たりの負電荷がおよそ0.25〜0.6)、バーミキュライト群(化学式当たりの負電荷がおよそ0.6〜0.9)、雲母群(化学式当たりの負電荷がおよそ1)、脆雲母群(化学式当たりの負電荷がおよそ2)に分類されている。ここで示した各群には、それぞれ種々の粘土鉱物が含まれるが、スメクタイト群に属する粘土鉱物としては、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト等が挙げられる。また、これらの粘土鉱物は天然に存在するが、人工合成により不純物の少ないものを得ることができる。本発明においては、ここに示した天然の粘土鉱物および人工合成により得られる粘土鉱物のすべてが使用可能であり、また、上記に例示がないものでも粘土鉱物の定義に属するものはすべて用いることができる。さらに、上記粘土鉱物は複数混合して用いることもできる。
本発明の成分(b)活性化助触媒における有機化合物処理された変性粘土鉱物は、粘土鉱物層間に有機イオンを導入し、イオン複合体を形成する。有機化合物処理で用いられる有機化合物としては、下記一般式(7)で表される化合物を挙げることができる。
[R y−1H][A] (7)
一般式(7)中、[R y−1H]はカチオンであり、Hはプロトンであり、Mは周期表の第15族または第16族から選ばれる元素であり、Rは炭素数1〜30の炭化水素基であり、Rは各々独立して水素原子または炭素数1〜30の炭化水素基であり、yは、Mが第15族元素のときy=3であり、Mが第16族元素のときy=2であり、[A]はアニオンであり、例えばフッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、過塩素酸イオン、シュウ酸イオン、クエン酸イオン、コハク酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオンまたはヘキサフルオロリン酸イオンを用いることができるが、これらに限定されるものではない。さらに、aおよびbは電荷が釣り合うように選ばれた整数である。
式(7)中のMは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子またはリン原子を例示することができる。RおよびRの炭素数1〜30の炭化水素基として、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができ、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、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、1−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、ネオヘキシル基、2,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチル−2−ブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、シクロヘプチル基、2−メチルシクロヘキシル基、3−メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、n−オクチル基、イソオクチル基、1,5−ジメチルヘキシル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、tert−オクチル基、2,3−ジメチルシクロヘキシル基、2−(1−シクロヘキセニル)エチル基、n−ノニル基、n−デシル基、イソデシル基、ゲラニル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、シクロドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基、n−ヘンエイコシル基、n−ドコシル基、n−トリコシル基、オレイル基、ベヘニル基、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、4−エチルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、2−tert−ブチルフェニル基、4−n−ブチルフェニル基、4−sec−ブチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、2,3−キシリル基、2,4−キシリル基、2,5−キシリル基、2,6−キシリル基、3,4−キシリル基、3,5−キシリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−イソプロピル−6−メチルフェニル基、2−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、4−クロロフェニル基、2−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、4−ブロモフェニル基、2−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、2−エトキシフェニル基、3−エトキシフェニル基、4−エトキシフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−フルオレニル基、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基、4−フルオレニル基、2,3−ジヒドロインデン−5−イル基、2−ビフェニル基、4−ビフェニル基、p−トリメチルシリルフェニル基を例示することができる。また、RとRは互いに結合していても良い。
式(7)で表される化合物のうち、Mが窒素原子であるものとしては、メチルアミン塩酸塩、エチルアミン塩酸塩、n−プロピルアミン塩酸塩、イソプロピルアミン塩酸塩、n−ブチルアミン塩酸塩、イソブチルアミン塩酸塩、tert−ブチルアミン塩酸塩、n−ペンチルアミン塩酸塩、イソペンチルアミン塩酸塩、2−メチルブチルアミン塩酸塩、ネオペンチルアミン塩酸塩、tert−ペンチルアミン塩酸塩、n−ヘキシルアミン塩酸塩、イソヘキシルアミン塩酸塩、n−ヘプチルアミン塩酸塩、n−オクチルアミン塩酸塩、n−ノニルアミン塩酸塩、n−デシルアミン塩酸塩、n−ウンデシルアミン塩酸塩、n−ドデシルアミン塩酸塩、n−テトラデシルアミン塩酸塩、n−ヘキサデシルアミン塩酸塩、n−オクタデシルアミン塩酸塩、アリルアミン塩酸塩、シクロペンチルアミン塩酸塩、ジメチルアミン塩酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、ジアリルアミン塩酸塩、トリメチルアミン塩酸塩、トリ−n−ブチルアミン塩酸塩、トリアリルアミン塩酸塩、ヘキシルアミン塩酸塩、2−アミノヘプタン塩酸塩、3−アミノヘプタン塩酸塩、n−ヘプチルアミン塩酸塩、1,5−ジメチルヘキシルアミン塩酸塩、1−メチルヘプチルアミン塩酸塩、n−オクチルアミン塩酸塩、tert−オクチルアミン塩酸塩、ノニルアミン塩酸塩、デシルアミン塩酸塩、ウンデシルアミン塩酸塩、ドデシルアミン塩酸塩、トリデシルアミン塩酸塩、テトラデシルアミン塩酸塩、ペンタデシルアミン塩酸塩、ヘキサデシルアミン塩酸塩、ヘプタデシルアミン塩酸塩、オクタデシルアミン塩酸塩、ノナデシルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩、シクロヘプチルアミン塩酸塩、2−メチルシクロヘキシルアミン塩酸塩、3−メチルシクロヘキシルアミン塩酸塩、4−メチルシクロヘキシルアミン塩酸塩、2,3−ジメチルシクロヘキシルアミン塩酸塩、シクロドデシルアミン塩酸塩、2−(1−シクロヘキセニル)エチルアミン塩酸塩、ゲラニルアミン塩酸塩、N−メチルヘキシルアミン塩酸塩、ジヘキシルアミン塩酸塩、ビス(2−エチルヘキシル)アミン塩酸塩、ジオクチルアミン塩酸塩、ジデシルアミン塩酸塩、N−メチルシクロヘキシルアミン塩酸塩、N−エチルシクロヘキシルアミン塩酸塩、N−イソプロピルシクロヘキシルアミン塩酸塩、N−tert−ブチルシクロヘキシルアミン塩酸塩、N−アリルシクロヘキシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルオクチルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルウンデシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルドデシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−テトラデシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−ヘキサデシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−オクタデシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−エイコシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−ドコシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルオレイルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルベヘニルアミン塩酸塩、トリヘキシルアミン塩酸塩、トリイソオクチルアミン塩酸塩、トリオクチルアミン塩酸塩、トリイソデシルアミン塩酸塩、トリドデシルアミン塩酸塩、N−メチル−N−オクタデシル−1−オクタデシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルシクロヘキシルメチルアミン塩酸塩、N,N−ジエチルシクロヘキシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルラウリルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルミリスチルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルパルミチルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルステアリルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルベヘニルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルココアルキルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル牛脂アルキルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル硬化牛脂アルキルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルオレイルアミン塩酸塩、N−メチルジドデシルアミン塩酸塩、N−メチルジココアルキルアミン塩酸塩、N−メチル硬化牛脂アルキルアミン塩酸塩、N−メチルジオレイルアミン塩酸塩、ピロリジン塩酸塩、ピペリジン塩酸塩、2,5−ジメチルピロリジン塩酸塩、2−メチルピペリジン塩酸塩、3−メチルピペリジン塩酸塩、4−メチルピペリジン塩酸塩、2,6−ジメチルピペリジン塩酸塩、3,3−ジメチルピペリジン塩酸塩、3,5−ジメチルピペリジン塩酸塩、2−エチルピペリジン塩酸塩、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン塩酸塩、1−メチルピロリジン塩酸塩、1−メチルピペリジン塩酸塩、1−エチルピペリジン塩酸塩、1−ブチルピロリジン塩酸塩、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン塩酸塩等の脂肪族アミンの塩酸塩、アニリン塩酸塩、N−メチルアニリン塩酸塩、N−エチルアニリン塩酸塩、N−アリルアニリン塩酸塩、o−トルイジン塩酸塩、m−トルイジン塩酸塩、p−トルイジン塩酸塩、N,N−ジメチルアニリン塩酸塩、N−メチル−o−トルイジン塩酸塩、N−メチル−m−トルイジン塩酸塩、N−メチル−p−トルイジン塩酸塩、N−エチル−o−トルイジン塩酸塩、N−エチル−m−トルイジン塩酸塩、N−エチル−p−トルイジン塩酸塩、N−アリル−o−トルイジン塩酸塩、N−アリル−m−トルイジン塩酸塩、N−アリル−p−トルイジン塩酸塩、N−プロピル−o−トルイジン塩酸塩、N−プロピル−m−トルイジン塩酸塩、N−プロピル−p−トルイジン塩酸塩、2,3−ジメチルアニリン塩酸塩、2,4−ジメチルアニリン塩酸塩、2,5−ジメチルアニリン塩酸塩、2,6−ジメチルアニリン塩酸塩、3,4−ジメチルアニリン塩酸塩、3,5−ジメチルアニリン塩酸塩、2−エチルアニリン塩酸塩、3−エチルアニリン塩酸塩、4−エチルアニリン塩酸塩、N,N−ジエチルアニリン塩酸塩、2−イソプロピルアニリン塩酸塩、4−イソプロピルアニリン塩酸塩、2−tert−ブチルアニリン塩酸塩、4−n−ブチルアニリン塩酸塩、4−sec−ブチルアニリン塩酸塩、4−tert−ブチルアニリン塩酸塩、2,6−ジエチルアニリン塩酸塩、2−イソプロピル−6−メチルアニリン塩酸塩、2−クロロアニリン塩酸塩、3−クロロアニリン塩酸塩、4−クロロアニリン塩酸塩、2−ブロモアニリン塩酸塩、3−ブロモアニリン塩酸塩、4−ブロモアニリン塩酸塩、o−アニシジン塩酸塩、m−アニシジン塩酸塩、p−アニシジン塩酸塩、o−フェネチジン塩酸塩、m−フェネチジン塩酸塩、p−フェネチジン塩酸塩、1−アミノナフタレン塩酸塩、2−アミノナフタレン塩酸塩、1−アミノフルオレン塩酸塩、2−アミノフルオレン塩酸塩、3−アミノフルオレン塩酸塩、4−アミノフルオレン塩酸塩、5−アミノインダン塩酸塩、2−アミノビフェニル塩酸塩、4−アミノビフェニル塩酸塩、N,2,3−トリメチルアニリン塩酸塩、N,2,4−トリメチルアニリン塩酸塩、N,2,5−トリメチルアニリン塩酸塩、N,2,6−トリメチルアニリン塩酸塩、N,3,4−トリメチルアニリン塩酸塩、N,3,5−トリメチルアニリン塩酸塩、N−メチル−2−エチルアニリン塩酸塩、N−メチル−3−エチルアニリン塩酸塩、N−メチル−4−エチルアニリン塩酸塩、N−メチル−6−エチル−o−トルイジン塩酸塩、N−メチル−2−イソプロピルアニリン塩酸塩、N−メチル−4−イソプロピルアニリン塩酸塩、N−メチル−2−tert−ブチルアニリン塩酸塩、N−メチル−4−n−ブチルアニリン塩酸塩、N−メチル−4−sec−ブチルアニリン塩酸塩、N−メチル−4−tert−ブチルアニリン塩酸塩、N−メチル−2,6−ジエチルアニリン塩酸塩、N−メチル−2−イソプロピル−6−メチルアニリン塩酸塩、N−メチル−p−アニシジン塩酸塩、N−エチル−2,3−アニシジン塩酸塩、N,N−ジメチル−o−トルイジン塩酸塩、N,N−ジメチル−m−トルイジン塩酸塩、N,N−ジメチル−p−トルイジン塩酸塩、N,N,2,3−テトラメチルアニリン塩酸塩、N,N,2,4−テトラメチルアニリン塩酸塩、N,N,2,5−テトラメチルアニリン塩酸塩、N,N,2,6−テトラメチルアニリン塩酸塩、N,N,3,4−テトラメチルアニリン塩酸塩、N,N,3,5−テトラメチルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−2−エチルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−3−エチルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−4−エチルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−6−エチル−o−トルイジン塩酸塩、N,N−ジメチル−2−イソプロピルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−4−イソプロピルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−2−tert−ブチルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−4−n−ブチルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−4−sec−ブチルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−4−tert−ブチルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−2,6−ジエチルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−2−イソプロピル−6−メチルアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−2−クロロアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−3−クロロアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−4−クロロアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−2−ブロモアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−3−ブロモアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−4−ブロモアニリン塩酸塩、N,N−ジメチル−o−アニシジン塩酸塩、N,N−ジメチル−m−アニシジン塩酸塩、N,N−ジメチル−p−アニシジン塩酸塩、N,N−ジメチル−o−フェネチジン塩酸塩、N,N−ジメチル−m−フェネチジン塩酸塩、N,N−ジメチル−p−フェネチジン塩酸塩、N,N−ジメチル−1−アミノナフタレン塩酸塩、N,N−ジメチル−2−アミノナフタレン塩酸塩、N,N−ジメチル−1−アミノフルオレン塩酸塩、N,N−ジメチル−2−アミノフルオレン塩酸塩、N,N−ジメチル−3−アミノフルオレン塩酸塩、N,N−ジメチル−4−アミノフルオレン塩酸塩、N,N−ジメチル−5−アミノインダン塩酸塩、N,N−ジメチル−2−アミノビフェニル塩酸塩、N,N−ジメチル−4−アミノビフェニル塩酸塩、N,N−ジメチル−p−トリメチルシリルアニリン塩酸塩等の芳香族アミンの塩酸塩および上記化合物の塩酸塩をフッ化水素酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩または硫酸塩に置き換えた化合物を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
式(7)で表される化合物のうち、Mが酸素原子であるものとしては、メチルエーテル塩酸塩、エチルエーテル塩酸塩、n−ブチルエーテル塩酸塩、テトラヒドロフラン塩酸塩、フェニルエーテル塩酸塩等の化合物および上記化合物の塩酸塩をフッ化水素酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩または硫酸塩に置き換えた化合物を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
式(7)で表される化合物のうち、Mが硫黄原子であるものとしては、フッ化ジエチルスルホニウム、塩化ジエチルスルホニウム、臭化ジエチルスルホニウム、ヨウ化ジエチルスルホニウム、フッ化ジメチルスルホニウム、塩化ジメチルスルホニウム、臭化ジメチルスルホニウム、ヨウ化ジメチルスルホニウムを例示することができるが、これらに限定されるものではない。
式(7)で表される化合物のうち、Mがリン原子であるものとしては、トリフェニルホスフィン塩酸塩、トリ(o−トリル)ホスフィン塩酸塩、トリ(p−トリル)ホスフィン塩酸塩、トリメシチルホスフィン塩酸塩等の化合物および上記化合物の塩酸塩をフッ化水素酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩または硫酸塩に置き換えた化合物を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
有機化合物処理においては、粘土鉱物の濃度は0.1〜30重量%、処理温度は0〜150℃の条件を選択して処理を行うことが好ましい。また、有機化合物は固体として調製して溶媒に溶解させて使用しても良いし、溶媒中での化学反応により有機化合物の溶液を調製してそのまま使用しても良い。粘土鉱物と有機化合物の反応量比については、粘土鉱物の交換可能なカチオンに対して当量以上の有機化合物を用いることが好ましい。処理溶媒としては、ペンタン、ヘキサンもしくはヘプタン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼンもしくはトルエン等の芳香族炭化水素類、エチルアルコールもしくはメチルアルコール等のアルコール類、エチルエーテルもしくはn−ブチルエーテル等のエーテル類、塩化メチレンもしくはクロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、アセトン、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフランまたは水等を用いることができるが、好ましくは、アルコール類または水を単独もしくは溶媒の一成分として用いることである。
(b)活性化助触媒のうち、有機アルミニウムオキシ化合物について説明する。
有機アルミニウムオキシ化合物は、アルミニウムと酸素の結合を有する化合物であり、一般式(8)および/または(9)で表される。これらは、1種でもよいし、2種以上を組合わせて用いてもよい。
Figure 0005262405
これら一般式において、R10は各々同一でも異なっていてもよく、水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基であり、R10の具体的な例として、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基などを例示することができ、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、フェニル基、トリル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。また、qは2〜50の整数である。
有機アルミニウムオキシ化合物の具体例として、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、プロピルアルミノキサンなどが例示できる。
本有機アルミニウムオキシ化合物は、無機酸化物を組み合わせて使用することが可能である。無機酸化物としては、例えばシリカ、アルミナ、マグネシア等の典型元素の無機酸化物;チタニア、ジルコニア等の遷移金属元素の無機酸化物およびシリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア等の混合物が例示できる。これらの無機酸化物には通常不純物としてNaO、KCO、BaSO等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の塩類が含まれている。上記の微粒子状の無機酸化物はこれらの不純物を含んだ状態で使用しても良いが、予めこれらの不純物を除去する操作を施した無機酸化物を使用するのが好ましい。有機アルミニウム化合物と無機酸化物の組み合わせた例として、例えば、メチルアルミノキサン/シリカを挙げることができる。
(b)活性化助触媒のうち、有機遷移金属化合物とイオン対を形成することができる化合物について説明する。この化合物としては、次の一般式(10)ないし(13)で表される化合物が挙げられる。
[HL][C(Ar)] (10)
[DL ][C(Ar)] (11)
[E][C(Ar)] (12)
C(Ar) (13)
(ここで、Hはプロトンであり、Cはホウ素原子またはアルミニウム原子である。Lはルイス塩基、Lはルイス塩基またはシクロペンタジエニル基である。Dはリチウム、鉄または銀から選ばれる金属の陽イオンであり、Eはカルボニウムカチオンまたはトロピニウムカチオンである。Arは炭素数6〜20のハロゲン置換アリール基である。mは0〜2の整数である。)
有機遷移金属化合物とイオン対を形成することができる化合物とは、該有機遷移金属化合物と作用もしくは反応することにより有機遷移金属化合物をカチオンに変換させることで、イオン性の錯体を形成することが可能な化合物のことを示している。さらに、これら化合物は該有機遷移金属化合物をカチオン性の化合物にした後、生成したカチオン種に対して弱く配位または相互作用するものの、該有機遷移金属カチオンとは反応しない対アニオンを提供する化合物である。
一般式(10)で表されるプロトン酸の具体例として、ジエチルオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジメチルオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラメチレンオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ヒドロニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリ−n−ブチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジエチルオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、ジメチルオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、テトラメチレンオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、ヒドロニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、トリ−n−ブチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
一般式(11)で表されるイオン化イオン性化合物としては、具体的にはリチウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、リチウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート等のリチウム塩、またはそのエーテル錯体、フェロセニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、フェロセニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート等のフェロセニウム塩、シルバーテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、シルバーテトラキス(ペンタフルオレフェニル)アルミネート等の銀塩等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
一般式(12)で表されるルイス酸としては、具体的にはトリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、トロピニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トロピニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
一般式(13)で表されるルイス酸性化合物の具体的な例として、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,4,5−テトラフェニルフェニル)ボラン、トリス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ボラン、フェニルビス(パーフルオロフェニル)ボラン、トリス(3,4,5−トリフルオロフェニル)アルミニウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明において、(a)有機遷移金属化合物、(b)活性化助触媒に加え、必要に応じて(c)有機アルミニウム化合物を添加することができる。この(c)有機アルミニウム化合物は下記一般式(6)
Al (6)
(Rは各々同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、アルコキシド基または炭化水素基を示し、そのうち少なくとも1つは炭化水素基である。)
で表される化合物を挙げることができる。
成分(c)のRとしては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができ、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、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、ネオヘキシル基、2,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチル−2−ブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基、フェニル基、シクロヘキシル基を例示することができる。
成分(c)としては、トリメチルアルミニウム、ジメチルアルミニウムヒドリド、トリエチルアルミニウム、トリ−n−プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−tert−ブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリイソヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム、トリイソオクチルアルミニウム等のアルミニウム化合物を例示することができる。
成分(c)は成分(a)および成分(e)のMおよびMにハロゲン原子が結合している場合に使用することが可能である。成分(c)を使用した場合には、成分(a)および成分(e)のアルキル化および、溶媒およびモノマー中に含まれている不純物を除去する効果がある。
成分(a)と成分(b)のうち有機化合物で処理された変性粘土鉱物を用いた際の各成分の使用量は、成分(b)1gあたり成分(a)が0.0001mmol〜100mmol、好ましくは0.001mmol〜10mmolである。また、成分(c)を用いる場合の成分(c)の使用量は、成分(b)1gあたり成分(c)が0.001mmol〜10000mmol、好ましくは0.01mmol〜1000mmolである。また、成分(a)と成分(c)のモル比は、(a成分):(c成分)=10:1〜1:10000の範囲であり、好ましくは1:1〜1:1000の範囲である。
成分(a)と成分(b)のうち有機アルミニウムオキシ化合物を用いた際の(a)と(b)の比は特に制限はないが、好ましくは(a)と(b)の金属原子当たりのモル比が(a成分):(b成分)=100:1〜1:1000000の範囲であり、特に好ましくは1:1〜1:100000の範囲である。本発明における成分(a)を主成分として含むポリオレフィン製造用触媒としては、成分(a)有機遷移金属化合物、(b)活性化助触媒、必要に応じて(c)有機アルミニウム化合物からなる触媒を例示することができる。
成分(a)と成分(b)と成分(c)からなる触媒は、有機溶媒中、成分(a)と成分(b)と成分(c)を接触させることによって得られるが、成分(b)に成分(a)と成分(c)の接触生成物を添加する方法、成分(b)に成分(a)を添加した後、成分(c)を添加する方法、成分(b)に成分(c)を添加した後、成分(a)と成分(c)の接触生成物を添加する方法などを例示することができるが、これらに限定したものではない。
成分(a)と成分(b)のうち有機遷移金属化合物とイオン対を生成することが可能な化合物を用いた場合、触媒調製の際の(a)と(b)の比も特に制限はなく、モル比は(a成分):(b成分)=10:1〜1:1000、特に好ましくは3:1〜1:100の範囲である。また、成分(c)を用いる場合(a)と(c)の比は特に制限はないが、好ましくは(a)と(c)の金属原子当たりのモル比が(a成分):(c成分)=100:1〜1:100000の範囲であり、特に好ましくは1:1〜1:10000の範囲である。
上記したオレフィン重合用触媒を担体に担持させてなる固体触媒として用いて重合を行ってもよい。担持に使用する担体には、特に制限がないが、無機酸化物であることが好ましい。無機酸化物の具体的な例としては、マグネシア、カルシア等のアルカリ土金属の酸化物、アルミナ、シリカ等の典型元素の酸化物、酸化セリウム、酸化サマリウム等のランタニド系稀土類元素の酸化物、酸化アクチニウム、酸化トリウム等のアクチニド系稀土類の酸化物、チタニア、ジルコニア、酸化銅、酸化銀等の遷移金属元素の酸化物、シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア等の複合酸化物が例示できるが、これらに限定されるものではない。
本発明のポリオレフィンの製造方法は、上記触媒を用いてオレフィンを重合することである。
本発明における重合は、通常の重合方法、すなわちスラリー重合、気相重合、高圧重合、溶液重合、塊状重合のいずれにも使用できる。
本発明による有機遷移金属化合物を触媒成分として用いる際、2種類以上の遷移金属化合物を用いて重合を行うことも可能であり、例えば複数の種類の一般式(1)で表される(a)有機遷移金属化合物を同時に用いることが可能である。また、一般式(1)で表される(a)有機遷移金属化合物と、下記一般式(14)
Figure 0005262405
[式中、Mはチタニウム原子、ジルコニウム原子またはハフニウム原子であり、Xは各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、ハロゲン原子としては具体的にはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができ、Cpは一般式(15)または(16)
Figure 0005262405
(式中、R11は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、ハロゲン原子としては具体的にはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができ、R11のうち2つ以上が連結され環を形成していてもよい)で表され、Cpは一般式(17)
Figure 0005262405
(式中R12は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、ハロゲン原子としては具体的にはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができ、R12のうち2つ以上が連結され環を形成していてもよい)で表され、CpおよびCpはMとともにサンドイッチ構造を形成し、Zは一般式(18)
Figure 0005262405
(式中、R13は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、ハロゲン原子としては具体的にはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などを例示することができ、Wは炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子または錫原子であり、fは1から5の整数である。)で表され、CpおよびCpを架橋するように作用する。]
で表される(e)有機遷移金属化合物を組み合わせて用いることが可能である。
この際、一般式(1)で表される(a)有機遷移金属化合物から生成するオレフィン重合触媒から生成するマクロモノマーを、一般式(14)で表される(e)有機遷移金属から生成するオレフィン重合触媒によりポリマー中に取り込んだ長鎖分岐構造を有するポリオレフィンを製造することが可能である。
(e)有機遷移金属化合物の具体的な例として、例えばジメチルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジメチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジエチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン(1−インデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、メチルフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、エチレン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジエチルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジイソプロピルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、メチルフェニルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、シラシクロブタンジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、シラシクロペンタンジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、シラシクロヘキサンジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、等を例示することができる。また上記遷移金属化合物のXをフッ素原子、臭素原子またはヨウ素原子に置換した化合物も例示することができる。さらに、上記遷移金属化合物のMをチタン原子またはハフニウム原子に置換した化合物も例示することもできる。
本発明のポリオレフィン製造用触媒における、成分(a)に対する成分(e)の量は、特に制限はなく、0.0001〜100倍モルであることが好ましく、特に好ましくは0.001〜10倍モルである。本発明における成分(a)および成分(e)を主成分として含むポリオレフィン製造用触媒としては、成分(a)、成分(e)、並びに(b)活性化助触媒、(d)担体および、必要に応じて(c)有機アルミニウム化合物からなる触媒を例示することができる。
成分(a)と成分(e)と成分(b)と成分(c)からなる触媒は、有機溶媒中、成分(a)と成分(e)と成分(b)と成分(c)を接触させることによって得られるが、成分(b)に成分(a)と成分(c)の接触生成物を添加した後、成分(e)を添加する方法、成分(b)に成分(a)を添加した後、成分(e)と成分(c)の接触生成物を添加する方法、成分(b)に成分(a)と成分(c)の接触生成物を添加した後、成分(e)と成分(c)の接触生成物を添加する方法、成分(b)と成分(c)の接触生成物に成分(a)を添加した後、成分(e)を添加する方法、成分(b)と成分(c)の接触生成物に成分(a)と成分(b)の接触生成物を添加した後、成分(e)を添加する方法、成分(b)と成分(c)の接触生成物に成分(a)を添加した後、成分(e)と成分(c)の接触生成物を添加する方法、成分(b)と成分(c)の接触生成物に成分(a)と成分(c)の接触生成物を添加した後、成分(e)と成分(c)の接触生成物を添加する方法、成分(a)と成分(c)の接触生成物に成分(e)を添加した後、成分(b)を添加する方法、成分(a)に成分(e)と成分(c)の接触生成物を添加した後、成分(b)を添加する方法、成分(a)と成分(c)の接触生成物に成分(e)と成分(c)の接触生成物を添加した後、成分(b)を添加する方法、成分(a)に成分(e)を添加した後、成分(b)と成分(c)の接触生成物を添加する方法、成分(a)と成分(c)の接触生成物に成分(e)を添加した後、成分(b)と成分(c)の接触生成物を添加する方法、成分(a)に成分(e)と成分(c)の接触生成物を添加した後、成分(b)と成分(c)の接触生成物を添加する方法、成分(a)と成分(c)の接触生成物に成分(e)と成分(c)の接触生成物を添加した後、成分(b)と成分(c)の接触生成物を添加する方法、成分(a)と成分(b)の接触生成物に成分(e)を添加した後、成分(c)を添加する方法、成分(e)と成分(b)の接触生成物に成分(a)を添加した後、成分(c)を添加する方法、成分(a)と成分(e)の接触生成物に成分(b)を添加した後、成分(c)を添加する方法、成分(b)に成分(a)と成分(e)の接触生成物を添加した後、成分(c)を添加する方法、成分(e)に成分(a)と成分(b)の接触生成物を添加した後、成分(c)を添加する方法、成分(a)に成分(e)と成分(b)の接触生成物を添加した後、成分(c)を添加する方法、成分(a)と成分(b)の接触生成物に成分(e)と成分(b)の接触生成物を添加した後、成分(c)を添加する方法を例示することができる。
本発明において用いられる成分(c)の量は、成分(a)と成分(e)のモル数の和1モル当たり0.1〜10000モルが好ましく、特に好ましくは1〜1000モルである。
重合溶媒としては、一般に用いられる有機溶剤であればいずれでも良く、具体的には、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等の炭素数3〜20の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素等を用いることができ、またはオレフィン自身を溶媒として用いることもできる。また、重合溶媒を用いない気相重合も可能である。
本発明において重合に供されるポリオレフィンは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン等のα−オレフィン、ブタジエン、1,4−ヘキサジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン等の共役ジエン、シクロブテン等の環状オレフィン等が挙げられ、さらにエチレンとプロピレン、エチレンと1−ブテン、エチレンと1−ヘキセンなどのように、2種類以上の成分を混合して重合することも可能である。
本発明の方法を用いてポリオレフィンを製造する上で、重合温度、重合時間、重合圧力、モノマー濃度などの重合条件について特に制限はないが、重合温度は−100℃〜300℃、重合時間は10秒〜20時間、重合圧力は常圧〜300MPaの範囲で行うことが好ましい。また重合時に水素などを用いて分子量の調節を行うことも可能である。重合はバッチ式、半連続式、連続式のいずれの方法でも行うことが可能である。重合条件を変えて、2段以上に分けて行うことも可能である。また、重合終了後に得られるポリオレフィンは、従来既知の方法により重合溶媒から分離し、乾燥してポリオレフィンを得ることができる。
本発明の(a)有機遷移金属化合物成分を用いて得られるポリオレフィンは、一般式(19)
Y=X−X (19)
(ただし、Xはフィードコモノマーの割合が27.3%の重合で得られたマクロモノマーのFT−IRで測定されたマクロモノマーの主鎖メチレン炭素1000個あたり、のメチル末端数(FT−IRの1378cm−1の吸収より算出)、 Xはフィードコモノマーの割合が0%の重合で得られたマクロモノマーのFT−IRで測定されたマクロモノマーの主鎖メチレン炭素1000個あたりのメチル末端数。)
で表されるYが13.5以上19.5以下、好ましくは14.0以上19.0以下であり、さらに好ましくは15.0以上18.0以下であることを特徴とする。Yは、ポリオレフィンに存在するメチル末端の割合を表しており、Y値が大きいほど、ポリオレフィン中にメチル末端の数が多いことを示している。本発明で得られるポリオレフィンから、本発明による触媒は共重合性に極めて優れている。
また、本発明の(a)有機遷移金属化合物成分を用いて得られるポリオレフィンは、ポリマーの末端に二重結合(ビニル末端)を有するポリマーを含有しており、他のオレフィンとの共重合を行うことが可能なマクロモノマーとして用いることが可能である。マクロモノマーとして用いる場合、ポリオレフィンを単離した後、他のオレフィンと共重合を行う方法、本発明で得られるポリオレフィンの製造と、他のオレフィンとの共重合を同時に行う方法などを挙げることができる。
長鎖分岐を有するポリオレフィンを製造するのに適したマクロモノマーの分子量は、小さすぎると長鎖分岐を有するポリオレフィンに特有の溶融流動性、溶融張力などの成形加工性が発現されず、逆に分子量が大きすぎると、オレフィンとの共重合においてポリオレフィンが取り込まれなくなるため、適切な分子量が必要である。本発明で得られるポリオレフィンは、長鎖分岐を有するポリオレフィンを製造するために使用するマクロモノマーとして適した分子量を有している。また、オレフィン重合体のビニル末端数は、H−NMR、13C−NMRまたはFT−IR等で求められることは、当該技術者には広く知られており、例えば、FT−IRでは、ビニル末端(CH=CH)は908cm−1の吸収により、その存在および量が確認できる。
本発明で得られるポリオレフィンをマクロモノマーとして使用する際、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)で測定したポリオレフィンの数平均分子量(Mn)は、1000以上500000以下、好ましくは10000以上300000以下であり、重量平均分子量(Mw)とMnの比(Mw/Mn)は2以上6以下であり、好ましくは2以上5以下であることが好ましい。
本発明の特定の触媒系を用いたポリオレフィンの製造方法によれば、共重合性および活性に優れたポリオレフィンを効率良く製造することが可能である。特に、低密度のマクロモノマーとして有用なポリオレフィンを効率よく製造することが可能である。
以下実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
反応はすべて不活性ガス雰囲気下で行い、反応に用いた溶媒は、すべて予め公知の方法により精製、乾燥または脱酸素を行った。有機遷移金属化合物の同定には、H−NMR(日本電子社製 GSX−270型 NMR測定装置)を用いて行った。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。GPC装置としては東ソー(株)製 HLC−8121GPC/HTを用い、カラムとしては東ソー(株)製 TSKgel GMHHhr−H(20)HTを用い、カラム温度を140℃に設定し、溶離液として1,2,4−トリクロロベンゼンを用いて測定した。測定試料は1.0mg/mlの濃度で調製し、0.3ml注入して測定した。分子量の検量線は、ユニバーサルキャリブレーション法により、分子量既知のポリスチレン試料を用いて校正されている。なお、MwおよびMnは直鎖状ポリエチレン換算の値として求めた。メチル末端などのポリマーの末端構造は、FT−IR(PERKIN ELMER社製SPECTRUM ONE)によって測定した。
実施例1
[ジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの合成]
窒素気流下、−78℃に冷却した臭化アリル(6.988g,57.76mmol)のTHF(240ml)溶液に、CpNaのTHF溶液(2.26M/48.13mmol)をゆっくり滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、セライト濾過をし、再度−78℃まで冷却し、n−BuLiのヘキサン溶液(1.65M/57.76mmol)をゆっくり加えた。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、溶媒留去を行い、ヘキサン洗浄を2回行った。得られた黄白色固体をTHFに溶解させ、−78℃まで冷却したジクロロジメチルシラン(31.06g,240.65mmol)のヘキサン溶液(300ml)に滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、溶媒留去を行い、再度THFに溶解させ、再度−78℃まで冷却し、CpNaのTHF溶液(2.1M/57.76mmol)をゆっくり滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、1Nの塩酸でクエンチし、ヘキサン抽出、飽和食塩水洗浄、硫酸マグネシウムによる乾燥後、溶媒を留去した。シリカゲルカラムで精製し、黄色オイル(5.823g,25.49mmol)として配位子を得た。
上述の方法で得た配位子(4.44g,19.5mmol)のトルエン(200ml)溶液に、THF(15.9ml)を添加し、−78℃に冷却してn−BuLiのヘキサン溶液(1.65mol/42.8mmol)をゆっくり滴下した。室温で終夜撹拌した後、再度−78℃まで冷却し、四塩化ジルコニウム(4.53g,19.5mmol)のトルエン懸濁液(40ml)を加えた。反応液を室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、減圧下で溶媒を留去した。残渣をトルエンで抽出し、セライトを用いて不溶物を濾過後、得られた溶液を減圧下で濃縮したところ橙色粘性オイルとなった。多量のヘキサンで抽出し、抽出液を溶媒留去後、ヘキサンで洗浄し、黄白色固体(3.23g,8.31mmol)を得た。
H−NMR(重クロロホルム、δ(ppm)):0.69(3H)、0.72(3H)、3.42(2H)、5.03(1H)、5.08(1H)、5.54(1H)、5.83(1H)、5.92(2H)、5.98(1H)、6.60(1H)、6.94(1H)、7.03(1H).
[成分(b)(変性粘土鉱物)の調製]
水350mlにエタノール150mlと37%濃塩酸8.3mlを加えた後、得られた溶液にN,N−ジメチル−n−オクタデシルアミン29.8g(0.1mol)を添加し、60℃に加熱することによって、N,N−ジメチル−n−オクタデシルアミン塩酸塩溶液を調製した。この溶液にヘクトライト100gを加えた。この懸濁液を60℃で3時間撹拌し、上澄み液を除去した後、60℃の水1lで洗浄した。その後、60℃、10−3torrで24時間乾燥し、ジェットミルで粉砕することによって、平均粒径5.2μmの変性ヘクトライトを得た。
[触媒調製]
上記[成分(b)(変性粘土鉱物)の調製]で得た変性ヘクトライト2.0gに、ヘキサン10.0mlを添加し、室温で30分間攪拌することによって、成分(b)のヘキサン懸濁液を調製した。一方、上記[ジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの合成]で得たジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド52.5mg(135μmol)に、n−ヘキサン42.8mlとトリエチルアルミニウムのヘキサン溶液(1.2M)11.3mlを添加し、室温で30分間攪拌することによって、成分(a)と成分(c)の接触生成物を得た。前記成分(b)のヘキサン懸濁液全量に、上記成分(a)と成分(c)の接触生成物32mlを添加し、60℃で3時間攪拌して、成分(a)と成分(b)と成分(c)の接触生成物を得た。得られた接触生成物をトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(1wt%)20mlで2回洗浄し、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(5wt%)を添加し全量20mlの触媒スラリーを調製した。この触媒スラリー1mlをヘキサン9mlで希釈し、触媒スラリー(0.4μmolZr/ml)を得た。
[エチレン重合]
2lのオートクレーブに、ヘキサンを1200mlとトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.34mol/l)1.0mlを導入し、オートクレーブの内温を70℃に昇温した。次に、上記[触媒調製]で調製した触媒スラリー1.5ml(Zr:0.6μmolに相当する)を添加し、エチレンを分圧が0.8MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、エチレン分圧が0.8MPaに保たれるように、エチレンを連続的に導入した。また、重合温度を70℃に制御した。重合開始90分後に、オートクレーブの内圧を0MPaまで脱圧した後、オートクレーブの内容物をろ過し、得られたポリエチレンを12時間乾燥した。結果として、64.3gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは28.8g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は17,700であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.5であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは2.34個/1000C、ビニル末端数は0.13個/1000C、トランスビニレン数は0.29個/1000C、ビニリデン数は0.03個/1000Cであった。
実施例2
[エチレン/ブテン共重合]
2lのオートクレーブに、ヘキサンを1200mlとトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.34mol/l)1.0mlを導入し、オートクレーブの内温を70℃に昇温した。次に、実施例1に示す[触媒調製]で調製した触媒スラリー0.2ml(Zr:0.08μmolに相当する)を添加した後、ブテン18.8gとエチレンを分圧が0.8MPaになるまでエチレンを導入して重合を開始した。重合中、エチレン分圧が0.8MPaに保たれるように、エチレンを連続的に導入した。また、重合温度を70℃に制御した。重合開始90分後に、オートクレーブの内圧を0MPaまで脱圧した後、オートクレーブの内容物をろ過し、得られたポリエチレンを12時間乾燥した。結果として、97.6gのエチレン/ブテン共重合体を得た。得られたポリマーのMFRは167.0g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は12,500であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.1であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは18.06個/1000Cであった。メチル末端数Xと、実施例1で示したメチル末端数XからYは15.72と算出した。
実施例3
[ジメチルシリレン(3−(5−ヘキセニル)−シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの合成]
窒素気流下、−78℃に冷却した6−ブロモ−1−ヘキセン(4.471g,27.42mmol)のTHF(270ml)溶液に、CpNaのTHF溶液(2.26M/32.90mmol)をゆっくり滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、氷水(300ml)でクエンチし、ヘキサン抽出、飽和食塩水洗浄、硫酸マグネシウム乾燥後、溶媒を留去した。得られた黄色オイル(3.018g,20.36mmol)をTHF(70ml)に溶解させ、−78℃まで冷却し、n−BuLiのヘキサン溶液(1.65M/24.43mmol)をゆっくり加えた。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、−78℃まで冷却したジメチルジクロロシラン(13.14g,101.8mmol)のヘキサン(200ml)溶液に滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、溶媒留去を行い、再度THF(250ml)を加え、−78℃まで冷却し、CpNaのTHF溶液(2.26M/24.43mmol)をゆっくり滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、1Nの塩酸でクエンチし、ヘキサン抽出、飽和食塩水洗浄、硫酸マグネシウムによる乾燥後、溶媒を留去した。シリカゲルカラムで精製し、黄色オイル(4.886g,18.08mmol)として配位子を得た。
上述の方法で得た配位子(1.99g,7.37mmol)のトルエン(100ml)溶液に、THF(6.0ml)を添加し、−78℃に冷却してn−BuLiのヘキサン溶液(1.65mol/16.22mmol)をゆっくり滴下した。室温で終夜撹拌した後、再度−78℃まで冷却し、四塩化ジルコニウム(1.72g,7.37mmol)のトルエン懸濁液(45ml)を加えた。反応液を室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、減圧下で溶媒を留去した。残渣をトルエンで抽出し、セライトを用いて不溶物を濾過後、得られた溶液を減圧下で濃縮したところ橙色粘性オイルとなった。ヘキサンで抽出し、白色固体(2.16g,5.02mmol)を得た。
H−NMR(重クロロホルム、δ(ppm)):0.68(3H)、0.71(3H)、1.53(2H)、2.03(4H)、2.66(2H)、4.93(2H)、5.52(1H)、5.81(1H)、5.82(1H)、5.90(1H)、5.96(1H)、6.58(1H)、6.92(1H)、7.01(1H).
[触媒調製]
ジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの代わりに、上記[ジメチルシリレン(3−(5−ヘキセニル)−シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの合成]で得たジメチルシリレン(3−(5−ヘキセニル)−シクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドを用いた以外は、実施例1の[触媒調製]と同様の方法で触媒スラリーの調製を行った。
[エチレン重合]
上述の[触媒調製]で調製したスラリー1.5ml(Zr:0.6μmolに相当する)を用いて、実施例1の[エチレン重合]と同様の方法でエチレン重合を行い、86.7gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは21.0g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は15,900であり、分子量分布(Mw/Mn)は3.0であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは2.17個/1000Cであった。
実施例4
[エチレン/ブテン共重合]
実施例3に示す[触媒調製]で調製した触媒スラリー0.2ml(Zr:0.08μmolに相当する)を用いた以外は実施例2と同様の方法でエチレン/ブテン共重合を行い、102.3gのエチレン/ブテン共重合体を得た。得られたポリマーのMFRは165.6g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は11,600であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.3であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは17.84個/1000Cであった。メチル末端数Xと、実施例3で示したメチル末端数XからYは15.67と算出した。
実施例5
[ジメチルシリレン(3−ベンジルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの合成]
窒素気流下、−78℃に冷却した臭化ベンジル(5.667g,33.13mmol)のTHF(220ml)溶液に、CpNaのTHF溶液(2.26M/39.76mmol)をゆっくり滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、1N塩酸でクエンチし、ヘキサン抽出、飽和食塩水洗浄、硫酸マグネシウム乾燥後、溶媒を留去した。得られたオレンジ色オイルをシリカゲルカラムで精製し、無色オイルとしてベンジルシクロペンタジエンを得た。得られたベンジルシクロペンタジエン(3.161g,20.23mmol)をTHF(70ml)に溶解させ、−78℃まで冷却し、n−BuLiのヘキサン溶液(1.65M/24.28mmol)をゆっくり加えた。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、−78℃まで冷却したジメチルジクロロシラン(13.05g,101.15mmol)のヘキサン(200ml)溶液に滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、溶媒留去を行い、再度THF(200ml)を加え、−78℃まで冷却した。得られた黄白色固体をTHFに溶解させ、−78℃まで冷却したジクロロジメチルシラン(31.06g,240.65mmol)のヘキサン溶液(300ml)に滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、溶媒留去を行い、再度THFに溶解させ、再度−78℃まで冷却し、CpNaのTHF溶液(2.1M/57.76mmol)をゆっくり滴下した。CpNaのTHF溶液(2.1M/57.76mmol)をゆっくり滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、1Nの塩酸でクエンチし、ヘキサン抽出、飽和食塩水洗浄、硫酸マグネシウムによる乾燥後、溶媒を留去した。シリカゲルカラムで精製し、淡黄色オイル(4.369g,15.69mmol)として配位子を得た。
上述の方法で得た配位子(2.73g,9.79mmol)のトルエン(130ml)溶液に、THF(8.0ml)を添加し、−78℃に冷却してn−BuLiのヘキサン溶液(1.65mol/21.53mmol)をゆっくり滴下した。室温で終夜撹拌した後、再度−78℃まで冷却し、四塩化ジルコニウム(2.28g,9.79mmol)のトルエン懸濁液(30ml)を加えた。反応液を室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、減圧下で溶媒を留去した。残渣をトルエンで抽出し、セライトを用いて不溶物を濾過後、得られた溶液を減圧下で濃縮したところ橙色粘性オイルとなった。多量のヘキサンで抽出し、橙色粘性固体(2.01g,4.58mmol)を得た。
H−NMR(重クロロホルム、δ(ppm)):0.67(3H)、0.72(3H)、3.99(1H)、4.03(1H)、5.57(1H)、5.85(1H)、5.91(1H)、5.99(1H)、6.59(1H)、6.95(1H)、7.07(1H)、7.20(5H).
[触媒調製]
ジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの代わりに、上記[ジメチルシリレン(3−ベンジルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの合成]で得たジメチルシリレン(3−ベンジルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドを用いた以外は、実施例1の[触媒調製]と同様の方法で触媒スラリーの調製を行った。
[エチレン重合]
上述の[触媒調製]で調製したスラリー1.5ml(Zr:0.6μmolに相当する)を用いて、実施例1の[エチレン重合]と同様の方法でエチレン重合を行い、29.0gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは2.3g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は22,200であり、分子量分布(Mw/Mn)は3.8であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは検出限界以下であった。
実施例6
[エチレン/ブテン共重合]
実施例5に示す[触媒調製]で調製した触媒スラリー0.6ml(Zr:0.24μmolに相当する)を用いた以外は実施例2と同様の方法でエチレン/ブテン共重合を行い、27.3gのエチレン/ブテン共重合体を得た。得られたポリマーのMFRは53.2g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は14,800であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.4であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは15.66個/1000Cであった。メチル末端数Xと、実施例5で示したメチル末端数XからYは15.66と算出した。
実施例7
[ジメチルシリレン(3−トリメチルシリルメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの合成]
窒素気流下、−78℃に冷却した(ブロモメチル)トリメチルシラン(2.263g,13.54mmol)のTHF(100ml)溶液に、CpNaのTHF溶液(2.26M/13.00mmol)をゆっくり滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、1N塩酸でクエンチし、ジエチルエーテル抽出、飽和食塩水洗浄、硫酸マグネシウム乾燥後、溶媒を留去した。得られた黄色オイル(1.024g,6.72mmol)をTHF(50ml)に溶解させ、−78℃まで冷却し、n−BuLiのヘキサン溶液(1.59M/8.07mmol)をゆっくり加えた。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、−78℃まで冷却したジメチルジクロロシラン(4.34g,33.6mmol)のヘキサン(150ml)溶液に滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、溶媒留去を行い、再度THF(70ml)を加え、−78℃まで冷却し、CpNaのTHF溶液(2.26M/7.39mmol)をゆっくり滴下した。室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、1Nの塩酸でクエンチし、ヘキサン抽出、飽和食塩水洗浄、硫酸マグネシウムによる乾燥後、溶媒を留去し、褐色オイル(1.525g,5.55mmol)として配位子を得た。
上述の方法で得た配位子(1.24g,4.53mmol)のトルエン(70ml)溶液に、THF(3.6ml)を添加し、−78℃に冷却してn−BuLiのヘキサン溶液(1.59mol/9.96mmol)をゆっくり滴下した。室温で終夜撹拌した後、再度−78℃まで冷却し、四塩化ジルコニウム(1.06g,4.53mmol)のトルエン懸濁液(10ml)を加えた。反応液を室温まで自然昇温し、終夜撹拌した後、減圧下で溶媒を留去した。残渣をトルエンで抽出し、セライトを用いて不溶物を濾過後、得られた溶液を減圧下で濃縮したところ褐色粘性オイルとなった。ヘキサンで抽出し、橙色粘性固体(1.23g,2.83mmol)を得た。
H−NMR(重クロロホルム、δ(ppm)):−0.05(9H)、0.68(3H)、0.71(3H)、2.10(2H)、5.29(1H)、5.77(1H)、5.86(1H)、5.97(1H)、6.36(1H)、6.89(1H)、7.03(1H).
[触媒調製]
ジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの代わりに、上記[ジメチルシリレン(3−トリメチルシリルメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの合成]で得たジメチルシリレン(3−トリメチルシリルメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドを用いた以外は、実施例1の[触媒調製]と同様の方法で触媒スラリーの調製を行った。
[エチレン重合]
上述の[触媒調製]で調製したスラリー1.5ml(Zr:0.6μmolに相当する)を用いて、実施例1の[エチレン重合]と同様の方法でエチレン重合を行い、61.2gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは20.5g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は16,700であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.9であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは2.18個/1000Cであった。
実施例8
[エチレン/ブテン共重合]
実施例7に示す[触媒調製]で調製した触媒スラリー0.3ml(Zr:0.12μmolに相当する)を用いた以外は実施例2と同様の方法でエチレン/ブテン共重合を行い、93.8gのエチレン/ブテン共重合体を得た。得られたポリマーのMFRは129.6g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は16,400であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.9であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは19.77個/1000Cであった。メチル末端数Xと、実施例7で示したメチル末端数XからYは17.59と算出した。
実施例9
[触媒調製]
実施例1の[成分(b)(変性粘土鉱物)の調製]で得た変性ヘクトライト2.0gに、ヘキサン10.0mlを添加し、室温で30分間攪拌することによって、成分(b)のヘキサン懸濁液を調製した。一方、ジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド52.5mg(135μmol)に、n−ヘキサン42.8mlとトリエチルアルミニウムのヘキサン溶液(1.2M)11.3mlを添加し、室温で30分間攪拌することによって、成分(a)と成分(c)の接触生成物を得た。前記成分(b)のヘキサン懸濁液全量に、上記成分(a)と成分(c)の接触生成物32mlを添加し、60℃で3時間攪拌して、成分(a)と成分(b)と成分(c)の接触生成物を得た。得られた接触生成物をトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(1wt%)20mlで2回洗浄し、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(5wt%)を添加し全量20mlの触媒前駆スラリーを調製した。
さらに、ジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドに対して10mol%の成分(e)である、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−tert−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド24.0mg(36.0μmol)をヘキサン9.3mL、トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.708M)5.1mLの混合溶液を3.56mL触媒前駆スラリーに添加後、室温で6時間撹拌して、成分(a)と成分(b)と成分(c)と成分(e)の接触生成物を得た。得られた接触生成物をトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(1wt%)20mlで2回洗浄し、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(5wt%)を添加し全量20mlの触媒スラリーを調製した。
[エチレン重合]
2lのオートクレーブに、ヘキサンを1200mlとトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.34mol/l)1.0mlを導入し、オートクレーブの内温を85℃に昇温した。次に、上記[触媒調製]で調製した触媒スラリー1.5ml(Zr:0.63μmolに相当する)を添加し、エチレンを分圧が0.9MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、エチレン分圧が0.9MPaに保たれるように、エチレンを連続的に導入した。また、重合温度を85℃に制御した。重合開始55分後に、オートクレーブの内圧を0MPaまで脱圧した後、オートクレーブの内容物をろ過し、得られたポリエチレンを12時間乾燥した。結果として、107.5gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは5.4g/10分であった。
実施例10
[エチレン重合]
2lのオートクレーブにトルエンを1200ml加え、これにメチルアルミノキサン(東ソー・アクゾ(株)製、分子量1121)をアルミニウム原子換算で2.5mmolおよび実施例1で得たジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドを0.19mg(0.5μmol)加えた。その後、エチレンを分圧が0.8MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、エチレン分圧が0.8MPaに保たれるように、エチレンを連続的に導入した。また、重合温度を70℃に制御した。20分間エチレンの重合を行い、138.9gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは88g/10分であった。
実施例11
[エチレン/ブテン共重合]
2lのオートクレーブにトルエンを1200ml加え、これにメチルアルミノキサン(東ソー・アクゾ(株)製、分子量1121)をアルミニウム原子換算で1.25mmolおよび実施例1で得たジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドを0.10mg(0.25μmol)加えた。その後、ブテン18.8gとエチレンを分圧が0.8MPaになるまでエチレンを導入して重合を開始した。重合中、エチレン分圧が0.8MPaに保たれるように、エチレンを連続的に導入した。また、重合温度を70℃に制御した。27分間エチレンの重合を行い、68.5gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは148g/10分であった。
実施例12
[エチレン重合]
2lのオートクレーブにトルエンを500ml加え、次にトリイソブチルアルミニウム 0.25mmolを加え、10分間攪拌した。この溶液に、実施例1で得たジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド0.19mg(0.5μmol)のトルエン溶液(10ml)を加え、この混合物を20分間攪拌した。これに公知の方法で合成したトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素5.12mg(10μmol)を10mlのトルエン溶液にして挿入した。その後、エチレンを分圧が0.8MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、エチレン分圧が0.8MPaに保たれるように、エチレンを連続的に導入した。また、重合温度を70℃に制御した。20分間エチレンの重合を行い、103.3gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは92g/10分であった。
実施例13
[エチレン/ブテン共重合]
2lのオートクレーブにトルエンを500ml加え、次にトリイソブチルアルミニウム 0.25mmolを加え、10分間攪拌した。この溶液に、実施例1で得たジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド0.10mg(0.25μmol)のトルエン溶液(10ml)を加え、この混合物を20分間攪拌した。これに公知の方法で合成したトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素5.12mg(10μmol)を10mlのトルエン溶液にして挿入した。その後、ブテン18.8gとエチレンを分圧が0.8MPaになるまでエチレンを導入して重合を開始した。重合中、エチレン分圧が0.8MPaに保たれるように、エチレンを連続的に導入した。また、重合温度を70℃に制御した。25分間エチレンの重合を行い、60.4gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは162g/10分であった。
比較例1
[触媒調製]
ジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの代わりに、ジメチルシリレンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドを用いた以外は、実施例1の[触媒調製]と同様の方法で触媒スラリーの調製を行った。
[エチレン重合]
触媒スラリーとして、上記[触媒調製]で調製した触媒スラリー2.0ml(Zr:0.8μmolに相当する)を用いたこと以外、実施例2と同様に重合した。結果として、19.5gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは158g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は12,000であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.4であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは3.26個/1000Cであった。
比較例2
[エチレン/ブテン共重合]
比較例1に示す[触媒調製]で調製した触媒スラリー1.0ml(Zr:0.40μmolに相当する)を用いた以外は実施例2と同様の方法でエチレン/ブテン共重合を行い、58.7gのエチレン/ブテン共重合体を得た。得られたポリマーのMFRは測定不可であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は7,900であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.8であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは15.67個/1000Cであった。メチル末端数Xと、比較例1で示したメチル末端数XからYは12.41と算出した。
実施例1ないし12の結果と、比較例1ないし2のY値と密度の比較結果から、シクロペンタジエニル環に置換基が導入されていないとα−オレフィンの取り込みが少ないことが確認できる。
比較例3
[触媒調製]
ジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの代わりに、ジメチルシリレン(3−イソプロピルペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドを用いた以外は、実施例1の[触媒調製]と同様の方法で触媒スラリーの調製を行った。
[エチレン重合]
触媒スラリーとして、上記[触媒調製]で調製した触媒スラリー1.0ml(Zr:0.4μmolに相当する)を用いたこと以外、実施例1と同様に重合した。結果として、41.1gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは109g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は12,500であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.6であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは2.54個/1000Cであった。
比較例4
[エチレン/ブテン共重合]
比較例3に示す[触媒調製]で調製した触媒スラリー1.0ml(Zr:0.4μmolに相当する)を用いた以外は実施例2と同様の方法でエチレン/ブテン共重合を行い、68.6gのエチレン/ブテン共重合体を得た。得られたポリマーのMFRは700g/10分以上であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は9,300であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.8であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは15.34個/1000Cであった。メチル末端数Xと、比較例3で示したメチル末端数XからYは12.80と算出した。
実施例1ないし12の結果と、比較例3ないし4のY値と密度の比較結果から、請求項1に示した以外の置換基をシクロペンタジエンに導入した有機遷移金属錯体では、α−オレフィンの取り込みが少ないことが確認できる。
比較例5
[触媒調製]
ジメチルシリレン(3−アリルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドの代わりに、ジメチルシリレン(3−ビニルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドを用いた以外は、実施例1の[触媒調製]と同様の方法で触媒スラリーの調製を行った。
[エチレン重合]
触媒スラリーとして、上記[触媒調製]で調製した触媒スラリー1.5ml(Zr:0.6μmolに相当する)を用いたこと以外、実施例1と同様に重合した。結果として、34.9gのポリエチレンを得た。得られたポリマーのMFRは7.4g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は17,100であり、分子量分布(Mw/Mn)は3.7であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは2.01個/1000Cであった。
比較例6
[エチレン/ブテン共重合]
比較例5に示す[触媒調製]で調製した触媒スラリー1.0ml(Zr:0.40μmolに相当する)を用いた以外は実施例2と同様の方法でエチレン/ブテン共重合を行い、58.7gのエチレン/ブテン共重合体を得た。得られたポリマーのMFRは158.6g/10分であった。また、GPCより求めた数平均分子量(Mn)は11,800であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.1であった。また、FT−IR測定により得られたメチル末端数Xは15.28個/1000Cであった。メチル末端数Xと、比較例3で示したメチル末端数XからYは13.27と算出した。
実施例1ないし12の結果と、比較例3ないし4のY値と密度の比較結果から、請求項1に示した以外の置換基、特に、シクロペンタジエニル環に直接不飽和炭化水素基をシクロペンタジエンに導入した有機遷移金属錯体では、α−オレフィンの取り込みが少ないことが確認できる。
Figure 0005262405

Claims (6)

  1. 下記一般式(1)
    Figure 0005262405
    [式中、Mはチタン原子、ジルコニウム原子またはハフニウム原子であり、Xは各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、Aは一般式(2)、(3)、(4)または(5)
    Figure 0005262405
    (式中、Rは水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜20の炭化水素基であり、Rのうち2つ以上が連結され環を形成していてもよく、Rは水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜20の炭化水素基であり、Rは炭素数1〜20の炭化水素基である。)
    で表され、Bは炭素数1〜4個の炭素鎖を有する炭化水素基であり、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基であり、Rは各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、Rのうち2つ以上が連結され環を形成していてもよく、Rは各々独立して炭素数1〜20の炭化水素基であり、Yは炭素原子、ケイ素原子またはゲルマニウム原子であり、nは1〜2の整数である。]
    で表される(a)有機遷移金属化合物、(b)活性化助触媒および必要に応じて下記一般式(6)
    Al (6)
    (式中、Rは炭素数1〜20の炭化水素基である。)
    で表される(c)有機アルミニウム化合物からなることを特徴とするオレフィン重合用触媒。
  2. 成分(b)活性化助触媒が下記一般式(7)
    [R y−1H][A] (7)
    (式中、[R y−1H]はカチオンであり、Hはプロトンであり、Mは周期表の第15族または第16族から選ばれる元素であり、Rは炭素数1〜30の炭化水素基であり、Rは各々独立して水素原子または炭素数1〜30の炭化水素基であり、yは、Mが第15族元素のときy=3であり、Mが第16族元素のときy=2であり、[A]はアニオンであり、aおよびbは電荷が釣り合うように選ばれた整数である。)
    で表される有機化合物で処理された変性粘土鉱物であることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン重合用触媒。
  3. 成分(b)活性化助触媒が下記一般式(8)および/または(9)
    Figure 0005262405
    (但し、R10は互いに同じでも異なっていてもよく、水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基であり、qは2〜50の整数である。)
    で表される有機アルミニウムオキシ化合物であることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン重合用触媒。
  4. 成分(b)活性化助触媒が下記一般式(10)ないし(13)
    [HL][C(Ar)] (10)
    [DL ][C(Ar)] (11)
    [E][C(Ar)] (12)
    C(Ar) (13)
    (式中、Hはプロトンであり、Cはホウ素原子またはアルミニウム原子である。Lはルイス塩基、Lはルイス塩基またはシクロペンタジエニル基である。Dはリチウム、鉄または銀から選ばれる金属の陽イオンであり、Eはカルボニウムカチオンまたはトロピニウムカチオンである。Arは炭素数6〜20のハロゲン置換アリール基である。mは0〜2の整数である。)で表される、有機遷移金属化合物とイオン対を形成することができる化合物であることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン重合用触媒。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載のオレフィン重合触媒において、さらに下記一般式(14)
    Figure 0005262405
    [式中、Mはチタニウム原子、ジルコニウム原子またはハフニウム原子であり、Xは各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、Cpは一般式(15)または(16)
    Figure 0005262405
    (式中、R11は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、R11のうち2つ以上が連結され環を形成していてもよい)で表され、Cpは一般式(17)
    Figure 0005262405
    (式中R12は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、R12のうち2つ以上が連結され環を形成していてもよい)で表され、CpおよびCpはMとともにサンドイッチ構造を形成し、Zは一般式(18)
    Figure 0005262405
    (式中、R13は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20の炭化水素基置換アミノ基または炭素数1〜20の炭化水素基置換シリル基であり、Wは炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子または錫原子であり、fは1から5の整数である。)で表され、CpおよびCpを架橋するように作用する。]で表される(e)有機遷移金属化合物を含むことを特徴とするオレフィン重合用触媒。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載のオレフィン重合用触媒を用いてオレフィン重合を行うことを特徴とするポリオレフィンの製造方法。
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