JP5295098B2 - エチレンコポリマーの製造方法 - Google Patents
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Description
(a)式(I):
(b)アルモキサン又はアルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物;及び場合によっては
(c)有機アルミニウム化合物;
を接触させることによって得られる触媒系の存在下において、エチレンと少なくとも1種類の式:CH2=CHA(式中、AはC2〜C20アルキル基である)のα−オレフィンを接触させて、95モル%〜60モル%のエチレン誘導単位を含むコポリマーを得ることを含む重合方法である。
Mは、元素周期律表の第3、4族、又はランタニド族若しくはアクチニド族に属するものから選択される遷移金属の原子であり;好ましくは、Mは、ジルコニウム、チタン、又はハフニウムであり;
Xは、互いに同一か又は異なり、水素原子、ハロゲン原子、R、OR、OR’O、OSO2CF3、OCOR、SR、NR2、又はPR2基であり、ここで、Rは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状又は分岐で環式又は非環式の、C1〜C40アルキル、C2〜C40アルケニル、C2〜C40アルキニル、C6〜C40アリール、C7〜C40アルキルアリール、又はC7〜C40アリールアルキル基であり;R’は、C1〜C20アルキリデン、C6〜C20アリーリデン、C7〜C20アルキルアリーリデン、又はC7〜C20アリールアルキリデン基であり;好ましくは、Xは、水素原子、ハロゲン原子、OR’O、又はR基であり;より好ましくは、Xは塩素又はメチル基であり;
Lは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、C1〜C20アルキリデン、C3〜C20シクロアルキリデン、C6〜C20アリーリデン、C7〜C20アルキルアリーリデン、又はC7〜C20アリールアルキリデン基から選択される二価の橋架基であるか、或いは5個以下のケイ素原子を有するシリリデン基であり;好ましくは、LはSi(R11)2であり、ここで、R11は、線状又は分岐で環式又は非環式の、C1〜C40アルキル、C2〜C40アルケニル、C2〜C40アルキニル、C6〜C40アリール、C7〜C40アルキルアリール、又はC7〜C40アリールアルキル基であり;より好ましくは、LはSi(CH3)2又はSiPh2であり;
R1は、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する線状C1〜C40炭化水素基、例えば、メチル又はエチル基、或いは、場合によってはO、N、S、P、及びSe原子、特にO、N、及びS原子を含む、2〜20個の炭素原子を有するα−分岐アリール若しくはアリールアルキル基、例えば2(5−Me−チオフェニル)又は2(5−Me−フラニル)基であり;好ましくは、R1は、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状のC1〜C20アルキル、C2〜C40アルケニル、C2〜C40アルキニル基であり;好ましくは、R1は、線状のC1〜C10アルキル基であり;より好ましくは、R1は、メチル又はエチル基であり;
R2及びR3は、互いに同一か又は異なり、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であるか、或いはR2及びR3は、インデニル部分のベンゼン環に縮合している4〜7員環の一部であり、該環は、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有し;該環を形成するそれぞれの原子の原子価はR18基で置換されており、これはR18基で占められていることを意味しており;ここで、R18は、互いに同一か又は異なり、水素原子又はC1〜C20炭化水素基であり;好ましくは、R18は、水素原子、或いは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属する1以上のヘテロ原子を有する、線状又は分岐で環式又は非環式の、C1〜C20アルキル、C2〜C20アルケニル、C2〜C20アルキニル、C6〜C20アリール、C7〜C20アルキルアリール、又はC7〜C20アリールアルキル基であり;より好ましくは、R18は、水素原子、或いは線状又は分岐のC1〜C20アルキル基であり;より好ましくは、R18は、水素原子、或いはメチル又はエチル基であり;該環は飽和であってもよく、或いは二重結合を含んでいてもよく;好ましくは、R2及びR3は、互いに同一か又は異なり、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状又は分岐で環式又は非環式の、C1〜C40アルキル、C2〜C40アルケニル、C2〜C40アルキニル、C6〜C40アリール、C7〜C40アルキルアリール、又はC7〜C40アリールアルキル基であるか、或いは、R2及びR3は、5又は6員環の一部であり;該環は、場合によっては元素周期律表の第13〜16族、好ましくは元素周期律表の第15〜16族に属するヘテロ原子を有し;該環を形成するそれぞれの原子の原子価は上記に記載のようにR18基で置換されており;好ましくは、R2及びR3は、C1〜C20アルキル基であるか、或いは一緒に縮合飽和3〜7員環を形成し;
R4は、水素原子、或いは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であり;好ましくは、R4は、水素原子、或いは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状又は分岐で環式又は非環式の、C1〜C40アルキル、C2〜C40アルケニル、C2〜C40アルキニル、C6〜C40アリール、C7〜C40アルキルアリール、又はC7〜C40アリールアルキル基であり;好ましくは、R4は、水素原子、C1〜C10アルキル、又はC6〜C40アリール基であり;
Wは、元素周期律表の第15〜16族に属するヘテロ原子を有していてもよい芳香族の5又は6員環であり;該環のそれぞれの原子の原子価は、水素原子によって置換されているか、或いは場合によってはR5基によって置換されていてもよく、ここで、R5は、互いに同一か又は異なり、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であり、好ましくは、R5は、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状又は分岐で環式又は非環式の、C1〜C40アルキル、C2〜C40アルケニル、C2〜C40アルキニル、C6〜C40アリール、C7〜C40アルキルアリール、又はC7〜C40アリールアルキル基である。
R6、R7、R8、R9、及びR10は、互いに同一か又は異なり、水素原子、又は、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であり;好ましくは、R6、R7、R8、R9、及びR10は、水素原子、或いは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状又は分岐で環式又は非環式の、C1〜C40アルキル、C2〜C40アルケニル、C2〜C40アルキニル、C6〜C40アリール、C7〜C40アルキルアリール、又はC7〜C40アリールアルキル基であり;
Z1は、窒素原子又はCR10基であり;Z2は、窒素原子又はCR6基であり;Z3は、窒素原子又はCR7基であり;Z4は、窒素原子又はCR8基であり;Z5は、窒素原子又はCR9基であり;但し、Z1、Z2、Z3、Z4、及びZ5の中の2つ以下の基が窒素原子であり;好ましくは、Z1、Z2、Z3、Z4、及びZ5の中の1つ以下の基が窒素原子であり;
Z6は、酸素原子、イオウ原子、NR13基、又はCR13基であり;Z7は、酸素原子、イオウ原子、NR14基、又はCR14基であり;Z8は、酸素原子、イオウ原子、NR15基、又はCR15基であり;Z9は、酸素原子、イオウ原子、NR16基、又はCR16基であり;
Z10は、式(I)の構造のインデニル部分に結合する窒素原子又は炭素原子であり;但し、Z6、Z7、Z8、Z9、又はZ10の中の1つ以下の基が、イオウ原子、酸素原子、又はNR13、NR14、NR15、NR16、及び窒素原子から選択される窒素含有基/原子であり;
R13、R14、R15、及びR16は、互いに同一か又は異なり、水素原子、又は、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であり;好ましくは、R6、R7、R8、R9、及びR10は、水素原子、或いは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状又は分岐で環式又は非環式の、C1〜C40アルキル、C2〜C40アルケニル、C2〜C40アルキニル、C6〜C40アリール、C7〜C40アルキルアリール、又はC7〜C40アリールアルキル基であり;より好ましくは、R6、R7、R8、R9、及びR10は、水素原子、C1〜C40アルキル、又はC6〜C40アリール基である)
の部分を含む群から選択される。
を有する。
Me2Si(6,8−Me2−4−Ph−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si[6−Me−4−(4−t−BuPh)−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル]2ZrCl2;
Me2Si(6,8−Me2−4−(4−t−BuPh)−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si[6−Me−4−(2−MePh)−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル]2ZrCl2;
Me2Si(6,8−Me2−4−(2−MePh)−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si(1,1,3,3,6−Me5−4−(2−MePh)−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si[6−Me−4−(2,5−Me2Ph)−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル]2ZrCl2;
Me2Si[6−Me−4−(4−ビフェニル)−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル]2ZrCl2;
Me2Si(1,1,3,3,6−Me5−4−Ph−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si[1,1,3,3,6−Me5−4−(4−t−BuPh)−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル]2ZrCl2;
Me2Si(2,2,6−Me3−4−Ph−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si(2−Me−4−Ph−1H−シクロペンタ[b]ナフタレン−1−イル)2ZrCl2;
Me2Si(2,5,8−Me3−4−Ph−1H−シクロペンタ[b]ナフタレン−1−イル)2ZrCl2;
Me2Si(2−Me−4−Ph−5,6,7,8−テトラヒドロ−1H−シクロペンタ[b]ナフタレン−1−イル)2ZrCl2;
Me2Si(2,6−Me2−4−Ph−5H−1−チア−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si(2,3,6−Me3−4−Ph−5H−1−チア−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si(2,6−Me2−4−(4−t−BuPh)−5H−1−チア−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si(2,3,6−Me3−4−(4−t−BuPh)−5H−1−チア−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si(2−Me−4−Ph−1,5,6,7,8,9−ヘキサヒドロシクロヘプタ[f]インデン−1−イル)2ZrCl2;
Me2Si(6−Me−4−(2−ベンゾチオフェニル)−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si(6−Me−4−(2−(5−メチルチオフェニル))−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si(6−Me−4−(2−(5−メチルフリル))−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si(6−Me−4−(4−ピリジル)−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
C2H4(6−Me−4−Ph−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
C2H4(6,8−Me2−4−Ph−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Ph2Si(6−Me−4−Ph−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Ph2Si(6,8−Me2−4−Ph−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)2ZrCl2;
Me2Si(6−Me−4−(2−(5−メチルチオフェニル))−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)(6−Me−4−Ph−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)ZrCl2;
Me2Si(6,8−Me2−4−Ph−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)(6−Me−4−(4−t−BuPh)−1,2,3,5−テトラヒドロ−s−インダセン−7−イル)ZrCl2;
並びにこれらの対応するジメチル誘導体。
のタイプの少なくとも1つの基を有する、線状、分岐、又は環式の化合物であると考えられる。
のアルモキサンを用いることができ;或いは、環式化合物の場合には、式;
のアルモキサンを用いることができる。
トリ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;
トリブチルアンモニウムテトラキス(トリフルオロメチルフェニル)ボレート;
トリブチルアンモニウムテトラキス(4−フルオロフェニル)ボレート;
N,N−ジメチルベンジ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;
N,N−ジメチルヘキシ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;
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;
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;
N,N−ジメチルベンジ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;
N,N−ジメチルヘキシ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(プロピル)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(シクロヘキシル)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;
トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート;
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;
トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;及び
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;
である。
−1,4−ヘキサジエン及び1,6−オクタジエンのような直鎖非環式ジエン;
−5−メチル−1,4−ヘキサジエン、3,7−ジメチル−1,6−オクタジエン、3,7−ジメチル−1,7−オクタジエン、並びにジヒドロミルセン及びジヒドロオシメンの混合異性体のような分岐鎖非環式ジエン;
−1,3−シクロペンタジエン、1,4−シクロヘキサジエン、1,5−シクロオクタジエン、及び1,5−シクロドデカジエンのような単環脂環式ジエン;
−テトラヒドロインデン、メチルテトラヒドロインデン、ジシクロペンタジエン、ビシクロ−(2,2,1)−ヘプタ−2,5−ジエンのような多環脂環式縮合及び橋架環式ジエン;及び
−5−メチレン−2−ノルボルネン(MNB)、5−プロペニル−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、5−(4−シクロペンテニル)−2−ノルボルネン、5−シクロヘキシリデン−2−ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、及びノルボルナジエンのような、アルケニル、アルキリデン、シクロアルケニル、及びシクロアルキリデンノルボルネン;
である。
(a)式(I):
(b)アルモキサン又はアルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物;及び場合によっては
(c)有機アルミニウム化合物;
を接触させることによって得られる触媒系の存在下において、エチレン、式:CH2=CHAのα−オレフィン、及び非共役ジエンを接触させることを含む重合方法である。
テトラヒドロナフタレン中の固有粘度(IV):
ポリマーを135℃で1時間溶解することによって得られたテトラヒドロナフタレン(THN)溶液中において、測定を行った。
13C−NMR分析によって、ポリマーの微細構造を調べた。試料を、120℃において、8%wt/vの濃度で1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2中に溶解した。100.61MHzで操作するBruker DPX400分光光度計において、120℃で13C−NMRスペクトルを得た。90°のパルス、1H−13Cカップリングを除去するためのパルスとCPD(WALTZ 16)との間の遅延15秒で、それぞれのスペクトルを得た。6000Hzのスペクトルウィンドウを用いて、32Kのデータ点で約1500の過渡スペクトルを保存した。
参照文献(2)M.Kakugo, Y.Naito, K.Mizunuma, T.Miyatake, Macromolecules 1982, 15, 1150;
参照文献(3)C.J.Carman, R.A.Harrington, C.E.Wilkes, Macromolecules 1977, 10, 535。
全ての化学物質は、標準的なSchlenk法を用いて取り扱った。
触媒系の調製:
触媒系S1:
900gのTIBA/シクロヘキサン溶液(332g/L)、1070mLのMAO/トルエン溶液(Albemarle、30%wt/wt、d=0.92g/mL)、及び1600gのシクロヘキサンを、12Lの温度制御オートクレーブ内で混合した。50℃において1時間撹拌した後、9.67gのA−1(予め60mLのトルエン中に懸濁)をMAO/TIBA溶液に加えた。得られた混合物を50℃において更に90分間撹拌した後、4400gのシクロヘキサンを加え、更に10分間撹拌した後、混合物を濾過して、最終的に赤色の溶液を得た(濃度=76gTOT/L及び0.97g−メタロセン/L)。
13.5mLのTIBA/シクロヘキサン溶液(113g/L)を3.2mLのMAO/トルエン溶液(Albemarle、30%wt/wt、d=0.92g/mL、15.3ミリモルのMAO)と混合して、2:1のMAO/TIBAのモル比を得た。溶液を室温において1時間撹拌し、C−1(28.4mg、38.3マイクロモル)を含む50mLのSchlenkフラスコ中に移した。最終溶液を7.7mLのシクロヘキサンで希釈した。最終混合物濃度=100gTOT/L及び1.165g−メタロセン/L;色=暗赤色の溶液。
オートクレーブ中に初めに充填するモノマー(それぞれC1及びC2)及び溶媒の量、並びに試験中に常時供給する2種類のモノマーの比を、最終コポリマーに関する所望の組成、及び与えられたメタロセンの反応性比Rに基づいてASPEN ONEシミュレーションによって算出した。
比較例1:
メカニカルスターラー及び50mLのステンレススチールバイアルを取り付けた4.4Lのジャケット付きステンレススチールオートクレーブを、ヘキサン中のAl(i−Bu)3溶液で洗浄することによって清浄化し、窒素気流中、70℃で乾燥した。
100℃及び28bar−gにおいて15/85%wtのモノマー/シクロヘキサンの液体組成物を得るために、1000gのシクロヘキサン、143.7gのエチレン、及び101gのブテンを供給して比較例1の手順を繰り返した。
100℃及び32bar−gにおいて15/85%wtのモノマー/シクロヘキサンの液体組成物を得るために、1000gのシクロヘキサン、183gのエチレン、及び75gのブテンを供給して比較例1の手順を繰り返した。
100℃及び31bar−gにおいて15/85%wtのモノマー/シクロヘキサンの液体組成物を得るために、1000gのシクロヘキサン、170gのエチレン、及び84gのブテンを供給して比較例1の手順を繰り返した。
100℃及び15bar−gにおいて15/85%wtのモノマー/シクロヘキサンの液体組成物を得るために、1000gのシクロヘキサン、55.2gのエチレン、及び158gのブテンを供給して比較例1の手順を繰り返した。圧力計を取り付け、オートクレーブに接続したステンレススチールシリンダーを通して、400標準mLの水素を充填した。
100℃及び34bar−gにおいて25/75%wtのモノマー/シクロヘキサンの液体組成物を得るために、1091gのシクロヘキサン、187gのエチレン、及び250gのブテンを供給して比較例1の手順を繰り返した。圧力計を取り付け、オートクレーブに接続したステンレススチールシリンダーを通して、300標準mLの水素を充填した。
100℃及び33bar−gにおいて36/64%wtのモノマー/シクロヘキサンの液体組成物を得るために、901gのシクロヘキサン、175gのエチレン、及び405gのブテンを供給して比較例1の手順を繰り返した。300標準mLの水素をオートクレーブ中に充填した。
100℃及び34bar−gにおいて50/50%wtのモノマー/シクロヘキサンの液体組成物を得るために、664gのシクロヘキサン、163gのエチレン、及び585gのブテンを供給して比較例1の手順を繰り返した。300標準mLの水素をオートクレーブ中に充填した。
Claims (2)
- 重合条件下、
(a)式(IIa):
(b)アルモキサン又はアルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物;
を接触させることによって得られる触媒系の存在下において、エチレンと少なくとも1種類の式:CH2=CHA(式中、AはC2〜C20アルキル基である)のα−オレフィンを重合条件下で接触させて、95モル%〜50モル%のエチレン誘導単位を含むコポリマーを得ることを含む重合方法であって、
式(IIa)のメタロセン化合物において、
Mは、元素周期律表の第4族に属するものから選択される遷移金属の原子であり;
Xは、互いに同一か又は異なり、水素原子、ハロゲン原子、R、OR、OSO2CF3、OCOR、SR、NR2、又はPR2基であり、ここで、Rは線状又は分岐状C1〜C40アルキル基であり;
Lは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、C1〜C20アルキリデン、C3〜C20シクロアルキリデン、C6〜C20アリーリデン、C7〜C20アルキルアリーリデン、又はC7〜C20アリールアルキリデン基から選択される二価の橋架基であるか、或いは5個以下のケイ素原子を有するシリリデン基であり;
R1は線状C1〜C40炭化水素基であり;
R4は、水素原子、或いは、C1〜C40炭化水素基であり;
R5は水素原子、又は、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であり;
R6、R7、R8、R9、及びR10は、互いに同一か又は異なり、水素原子、又は、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であり;そして
R11及びR12は、互いに同一か又は異なり、水素原子、又は場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基である前記重合方法。 - 本発明方法によって得られるポリマーが更に20モル%以下の非共役ジエンを含んでいてよい、請求項1に記載の方法。
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