JP5775259B2 - アルミノキサン組成物、これらの作製、および触媒における使用 - Google Patents
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Description
アルミノキサン源(A)は、限定ではないが、メチルアルミノキサン(MAO)、エチルアルミノキサン(EAO)、イソブチルアルミノキサン(IBAO)、他のアルミノキサン、およびこれらの組み合わせ物を含む、いかなるアルミノキサンも含んでなることができる。MAOはAlMe3と水から誘導され得;EAOはAlEt3と水から誘導され得;IBAOはAlBu3と水から誘導され得る。
ハロゲン源(B)は、任意のハロゲン源、例えばフッ素源、塩素源または臭素源を含んでなることができる。ハロゲン源(B)はルイス塩基を含んでなることができる。本明細書中で使用される時、ハロゲン源は、ハライドイオンと一般に呼ばれる負の状態のハロゲン原子、例えば、F−、Cl−、Br−を参照することができる。用語「ハロゲン源」は、普通、このようなハライドイオンを記述するのに当業界で使用される。
ArGn
により表示可能である。式中、Arは約25個までの炭素原子、または約12個までの炭素原子、または6個の炭素原子(すなわち、Xを除去し、ならびに環上に存在し得るいかなる置換基も除去して)を環系中に通常含有する芳香族炭化水素環系であり;
Gは−CX3、−CX2Rまたは−CXR2(ここで、Xは独立にフッ素原子、塩素原子または臭素原子であり、Rは独立に水素原子またはC1−4アルキル基であり;ならびにnは1から5、または1から3、または1または2である)である。Gはトリハロメチル基であることができる。
チルシクロオクタンなどを含む。前出のハロ炭化水素の2つ以上の混合物も使用され得る。
)のスズ化合物である。R’は直鎖、分岐のシクロアルキル、アリールもしくはアラルキル基であることができる。R’はアリール基または直鎖もしくは分岐したヒドロカルビル基であることができる。R’は、アリール基である場合には、6から約20個の炭素原子を有することができ;アリール基はフェニル基であることができる。R’は、直鎖もしくは分岐したヒドロカルビル基である場合には、1から約12個の炭素原子を有することができ;R’は1から約6個の炭素原子を有することができ;好適な直鎖もしくは分岐したヒドロカルビル基はメチル基である。
ロリド、イソブチルアルミニウムジクロリド、ペンチルアルミニウムジクロリド、ジシクロヘキシルアルミニウムクロリド、ヘプチルアルミニウムジクロリド、シクロオクチルアルミニウムクロリド、ジノニルアルミニウムクロリド、ジデシルアルミニウムクロリド、ウンデシルアルミニウムクロリド、フェニルアルミニウムジクロリド、ジフェニルアルミニウムクロリド、トリルアルミニウムジクロリド、ジトリルアルミニウムクロリド、メチルアルミニウムジブロミド、ジメチルアルミニウムブロミド、エチルアルミニウムジブロミド、ジエチルアルミニウムブロミド、イソプロピルアルミニウムジブロミド、イソブチルアルミニウムジブロミド、ジイソブチルアルミニウムブロミド、ペンチルアルミニウムブロミド、シクロヘキシルアルミニウムブロミド、ヘプチルアルミニウムジブロミド、シクロオクチルアルミニウムブロミド、ジノニルアルミニウムブロミド、デシルアルミニウムジブロミド、ウンデシルアルミニウムブロミド、フェニルアルミニウムジブロミド、ジフェニルアルミニウムブロミド、トリルアルミニウムジブロミド、およびジトリルアルミニウムブロミドを含む。
ルイス塩基(C)は、NR2 3(ここで、各R2は独立に水素または約24個までの炭素原子を有するヒドロカルビル基である)などの単座供与体またはオクタメチルトリシロキサン(OMTS、Me3SiOSi(Me)2OSiMe3)などの多座供与体を含んでなることができる。(i)単座エーテル(例えば、R2 2O、テトラヒドロフラン(THF)、R2 3SiOSiR2 3)および多座エーテル(例えば、OMTS、EtOCH2CH2OEt)などのO供与体を含むルイス塩基、(ii)単座アミン(例えば、NR2 3、C5H5N、C4H4N、(R2 3Si)3N)、および多座アミン(例えば、Et2NCH2CH2NEt2)などのN供与体を含むルイス塩基、および(iii)PもしくはS単座および多座供与体を含むルイス塩基(例えば、NR2 3、PR2 3、およびSR2 2)などを含む、広範なルイス塩基が本発明で使用可能である。
Me(CnH2n+1)(CmH2m+1)の長鎖アミンの例は、限定ではないが、NMe(C16H33)2、NMe(C17H35)2、NMe(C18H37)2、NMe(C16H33)(C17H35)、NMe(C16H33)(C18H37)、NMe(C17H35)(C18H37)などの化合物を含む。例えば、NMe(C16H33)2は、通常、いくつかのアミンの混合物を含む商用の長鎖アミン組成物中の主要な種である。ルイス塩基(C)は、NMe2Ph、NMe2(CH2Ph)、NEt2Ph、NEt2(CH2Ph)、NMe(C16H33)2を含んでなることができる。ルイス塩基(C)はホスフィンも含んでなることができる。
を含んでなることができる。非限定的な例は、1,2−F2C6H4(1,2−ジフルオロベンゼン)、1,2−Cl2C6H4(1,2−ジクロロベンゼン)、EtOCH2CH2OEt(エチレングリコールジエチルエーテル)、(Me3SiO)2SiMe2(OMTS、オクタメチルトリシロキサン)、Me2N(CH2CH2)NMe2(TMEDA、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)、およびEt2N(CH2CH2)NEt2(N,N,N’,N’−テトラエチルエチレンジアミン)を含む。
遷移金属成分(D)は、オレフィン重合の潜在能力を有するいかなる遷移金属成分も含
んでなることができる。例えば、限定ではないが、遷移金属成分(D)は、1つ以上のメタロセン遷移金属成分を含んでなることができる。例えば、本発明を限定するのではないが、ハロゲン、アルコキシ、アリールオキシ、アミド、もしくはヒドロカルビル遷移金属成分はすべて好適である。
βb(α)aγgMXn
により記述可能である。式中、
βおよびγは、各々少なくとも1つの14族から16族の原子を含む基であり;ならびにβ(存在する場合には)およびγは、少なくとも2つの原子が15族を含有する原子である、1から4族から16族原子によりMに結合する基であり;
特に、βおよびγは、14族および15族を含有する基(および基αにより結合されない非原子価の同等物)から選択される基であって、一つの局面においてはアルキル、アリール、アルキルアリール、およびヘテロ環炭化水素、および化学結合されたこれらの組み合わせ物であり;ならびに14族および15族を含有する基から選択され、更なる一つの局面においてはC1からC10アルキル、C6からC12アリール、C6からC18アルキルアリール、およびC4からC12ヘテロ環炭化水素、および化学結合されたこれらの組み合わせ物であり;ならびに更にもう一つの局面においてはC1からC10アルキルアミン、C1からC10アルコキシ、C5からC20アルキルアリールアミン、C6からC18アルキルアリールオキシ、およびC4からC12窒素含有ヘテロ環状炭化水素、およびC4からC12アルキル置換窒素含有ヘテロ環炭化水素、および化学結合されたこれらの組み合わせ物から選択され;ならびになお更なる局面においてはアニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、インドリル、アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、インドリルから選択され、C1からC6アルキル置換基;アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、インドリル、アミン置換アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、およびインドリルから選択されるC1からC6アルキルアミン置換基;アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、およびインドリルから選択されるヒドロキシ置換基;メチル置換フェニルアミン、および化学結合されたこれらの組み合わせ物である。
αは、存在する場合には、βおよびγの各々に、もしくは2つのγ部分に化学結合を形成し、Mに結合する「γαγ」もしくは「γαβ」配位子を形成する連結(もしくは「架橋」)部分であることができ;αは、一つの局面においては14族から16族の原子によりMに結合可能な14族から16族の原子も含むことができ;特に、αは、もう一つの局面においてはアルキレン、アリーレン、アルケニレン、ヘテロ環アリーレン、アルキルアリーレン、ヘテロ原子含有アルキレン、ヘテロ原子含有アルケニレン、およびヘテロ環ヒドロカルボニレンから選択され;ならびになお更なる局面においてはC1からC10アルキレン、C2からC10アルケニレン、C6から12アリーレン、C1からC10二価エー
テル、C6からC12のO−もしくはN−含有アリーレン、C2からC10アルキレンアミン、C6からC12アリーレンアミン、およびこれらの置換誘導体から選択される二価の架橋基であることができ;
aは通常0または1であり;
bは通常0から2の整数であり;
gは1から2の整数であり、一つの局面においては、aは1であり、bは0であり、gは2であり;
Mは一つの局面においては3族から12族の原子から選択され;ならびに更なる局面においては3族から10族の原子から選択され;ならびに更にもう一つの局面においては3族から6族の原子から選択され;ならびになお更なる局面においてはNi、Cr、Ti、Zr、およびHfから選択され;ならびになお一つの他の局面においてはZrとHfから選択され;
各Xは、構造(V)中のAおよびBについて上記に定義した通りであり;ならびに
nは、一つの局面においては0から4の整数であり;もう一つの局面においては1から3の整数であり;更にもう一つの局面においては2から3の整数である。
1.WO99/02472で開示されているものなどの化合物を含む、
2.米国特許第5,880,241号で開示されているものなどの化合物を含む、
4.Waymouth et al.,Macromolecules,2005,38,2552−2558で開示されているものなどの化合物を含む、
5.上記の化合物の任意の組み合わせ物。
ジアルキル試剤などのアルキル化剤と共に使用されて、これらの化合物を対応するジアルキル種に変換する。
活性化剤組成物(E)は、アルミノキサン源(A)、ハロゲン源(B)、およびルイス塩基(C)を含んでなる。活性化剤組成物(E)は、任意の順序で合体される、アルミノキサン源(A)、ハロゲン源(B)、およびルイス塩基(C)から誘導可能である。活性化剤組成物(E)は、アルミノキサン源(A)をルイス塩基(C)と合体し、続いてハロゲン源(B)と合体することにより入手可能である。この出願においては、合体の順序を明示しない限り、具体的な合体の順序は意図されないか、もしくは暗示されない。
活性化剤組成物(E)と遷移金属成分(D)は、各々独立に、しかし実質的には同時にモノマーに添加されて、重合を触媒することができる。活性化剤組成物(E)と遷移金属成分(D)は合体されて、生成物を形成することができ、生成物の少なくとも一部はモノマーに添加されて、重合を触媒することができる。Al原子基準での遷移金属原子(M)の遷移金属成分(D)に対する活性化剤組成物(E)の比は、1から10,000または10から1000または30から500であることができる。
本発明においては、2から20個の炭素原子を有する任意のオレフィンまたはジオレフィンは、重合用モノマーとして使用可能である。これらの具体的な例は、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、ノネン−1、デセン−1、ヘキサデセン−1、エイコセン−1、4−メチルペンテン−1、5−メチル−2−ペンテン−1、ビニルシクロヘキサン、スチレン、ジシクロペンタジエン、ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネンなどを含むが、これらに限定されない。本発明においては、共重合は2つ以上のモノマーを同時に用いて実施可能である。コポリマーを構成するモノマーの具体的な例は、エチレン/プロピレン、エチレン/ブテン−1、エチレン/ヘキセン−1、エチレン/プロピレン/ブテン−1、エチレン/プロピレン/5−エチリデン−2−ノルボルネンなどのエチレン/α−オレフィン、プロピレン/ブテン−1などを含むが、これらに限定されない。
理した後の変成MAO(欄8)は、Al:Zr=50のMAOになお同等であったが、Al:Zr=400で著しく低い活性を示した。
精製N2雰囲気下のドライボックス中で、14.1gのF−MAO(65.8ミリモルAlおよび2.83ミリモルF)を磁気攪拌棒付きの20mLバイアル中に入れた。次に、OMTS0.31g(1.3ミリモル)を攪拌下でF−MAO溶液にゆっくりと添加した。二相液体が生成した。次に、この試料を78℃で合計3.5時間加熱した。二相液体は均質となった。標準の手順(実施例6で述べられる)を用いてエチレンの重合に対してこの試料を新鮮な状態で試験した。次に、これを6ケ月間室温(約20−25℃の範囲)でエージングし、ゲル含量について分析した。室温で18ケ月エージングした後、この試料をエチレン重合について再度試験し、ゲル含量について再分析した。ゲルデータと重合試験結果をそれぞれ表1の欄5と表2の欄5に掲げる。
精製N2雰囲気下のドライボックス中で、磁気攪拌棒付きの8オンス瓶中の約180gのF−MAO(Al=11.0%、Al原子に対してF=3.55モル%)を磁気攪拌プレート上に置いた。OMTS1.0g(4、2ミリモル)を攪拌下でF−MAO溶液にゆっくりと添加した。二相液体は生成しなかった。Al原子に対して0.9モル%のOMTS含量を評価するNMRによりこの試料を分析した。次に、これを6ケ月間室温(約20−25℃の範囲)でエージングし、ゲル含量について分析した。室温で18ケ月エージングした後、標準の重合手順(実施例6で述べられる)を用いて、この試料をエチレン重合について試験し、ゲル含量について再分析した。ゲル形成データと重合試験結果をそれぞれ表1の欄4と表2の欄4に掲げる。
精製N2雰囲気下のドライボックス中で28.1gのF−MAO(131ミリモルAlおよび5.6ミリモルF)を磁気攪拌棒付きの4オンス反応瓶中に入れた。次に、2.44gのOMTS(10.3ミリモル)を攪拌下でF−MAO溶液にゆっくりと添加した。二相液体が生成した。次に、この試料を6ケ月間室温(約20−25℃の範囲)でエージングし、ゲル含量について分析した。室温で18ケ月エージングした後、標準の重合手順(実施例6で述べられる)を用いて、この試料をエチレン重合について試験し、ゲル含量について再分析した。ゲル形成データと重合試験結果をそれぞれ表1の欄6と表2の欄6に掲げる。
精製N2雰囲気下のドライボックス中で、2.5gの若干ゲル化したF−MAO(Al=10.7%、Al原子に対してF=4.5モル%)を磁気攪拌棒付きの20mLバイアル中に入れた。次に、長鎖アミン(Akzo Nobel商品のArmeen、M2HT
、主構造NMeR4 2(ここで、R4は16から18個の炭素を含有する長鎖アルキルである)のアミンの混合物、更なる精製無しでそのまま使用、定量的なNMR分析によればN=1.86ミリモル/g)0.3g(0.56ミリモル)を攪拌下にF−MAO溶液にゆっくりと添加した。この白濁した溶液は透明となった。標準の手順(実施例6で述べられる)を用いてエチレンの重合についてこの試料を試験した。次に、この試料を電気用テープによりシールし、ドライボックスから取り出し、45℃の油浴中に2ケ月間置いた。この試料はなお透明であり、通常のMAOゲル形成を示さなかった。次に、試料を加熱後廃棄した。ゲル形成データと重合試験結果をそれぞれ表1の欄7と表2の欄7に掲げる。
この実験は実施例4と異なる。初めに、MAOをアミンにより処理し、次にTFTにより処理した。精製N2雰囲気下のドライボックス中で、31gのMAO(Al=13.5%、0.155モルAl)を磁気攪拌棒付きの4オンス反応瓶中に入れた。次に、長鎖アミン(Armeen M2HT)8.3g(15.4ミリモル)を攪拌下にMAO溶液にゆっくりと添加した。この溶液を30分間攪拌して、淡黄色溶液を得た。次に、10%TFTトルエン溶液3.78g(7.76ミリモルFを含有)をアミン処理MAO溶液にゆっくりと添加した。濃青色材料が生成した。次に、この濃青色溶液を75℃で15分間加熱した。青色は消滅し、淡黄色溶液を生じた。標準の手順(実施例6で述べられる)を用いてエチレンの重合についてこの試料を試験した。次に、この試料を6ケ月間室温(約20−25℃の範囲)でエージングし、ゲル含量について分析した。室温で18ケ月エージングした後、この試料をエチレン重合について再度試験し、ゲル含量について再分析した。ゲル形成データと重合試験結果をそれぞれ表1の欄8と表2の欄8に掲げる。
ドライボックス中でのエチレンビス(インデニル)ジルコニウムジメチル溶液の作製
7.0−13.0mgのジルコノセン化合物を20mLバイアルの中に秤取することにより、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジメチル溶液をドライボックス中で作製した。乾燥トルエンを添加して、溶液を2.15マイクロモル/gの濃度とした。バイアルにキャップをかぶせ、振盪して、溶液を形成した。
反応器温度を所望の温度に設定した。各回50psiまで加圧し、次に0psiまで脱気して、エチレンによりN2を反応器から3回掃気した。1mLの10%TIBA溶液と共に600mL溶媒ボンベから合計1200mLのイソヘキサンを反応器に添加した。反応器温度を攪拌機により低速度で平衡化した。
5mLの乾燥した注射器の風袋を針無しでドライボックス中で秤りの上ではかった。所望の量の活性化剤溶液をAl:Zr=400:1または50:13基準で注射器の中に秤取した。1.00g(OMTS変成F−MAO活性化剤に0.5g)のジルコノセン溶液を活性化剤試料を入れた注射器の中に添加した。12インチの18ゲージの針を注射器に取り付け、クリンプトップバイアルでキャップし、予備接触溶液が出来上がった時間を記した。
活性触媒溶液をドライボックスから取り出した。攪拌機を止め、圧力を脱気し、溶媒の温度を記した。インジェクターポートバルブを開き、クリンプトップバイアルを針の先端から取り外し、針軸全体をインジェクターポートの中に挿入した。活性触媒溶液を反応器の中に注入し、針を抜き出し、インジェクターポートを閉じ、攪拌機をスタートして約8
50rpmとし、次にエチレンバルブを急いで開いて、反応器をエチレンで加圧した。
運転時間は15または30分であり;温度、圧力、および攪拌機速度をそれぞれ70℃、50psi、および800−825rpmで制御した。
エチレンバルブを閉じ、攪拌機を停止することにより、重合反応を終了させた。
メタノール中のスラリーを真空フラスコから濾過漏斗により濾過し、真空オーブン中で乾燥することにより、ポリマーを恒量まで乾燥した。
Claims (14)
- 成分
a)アルミノキサン;
b)ハロゲン源;および
c)ルイス塩基
を含んでなり、アルミノキサンがハロゲン源と合体される前にルイス塩基と合体される、組成物であって、該ハロゲン源が、
(i)式 RnCX4-n(ここで、n=1−3であり、Xは独立にフッ素、塩素または臭素
であり、Rは独立に水素原子または1から20個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である)のハロ炭化水素であるか、
(ii)式 ArGn(ここで、Arは25個までの炭素原子を含有する芳香族炭化水素環系であり、Gは−CX3、−CX2RまたはCXR2、ただしXは独立にフッ素原子、塩素原子または臭素原子であってRは独立に水素原子またはC1-4アルキル基である、であり、nは1から5である)のハロ炭化水素であるか、
(iii)1から30個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基、ただし少なくとも1つの該ヒドロカルビル基は少なくとも1つの易動性ハロゲン原子を含有している、を有するシロキサンであるか、
(iv)式 R'nSiX4-n(ここで、n=1−3であり、Xは独立にフッ素、塩素または臭素であり、R’は独立に1から20個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である)のシランであるか、
(v)式 R'nSnX4-n(ここで、n=1−3であり、Xは独立にフッ素、塩素または臭素であり、R’は独立に1から20個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である)のスズ化合物であるか、或いは、
(vi)式 R''mAlX3-m(ここで、m=1または2であり、Xは独立にフッ素、塩素
または臭素であり、R”は独立に1から20個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である)のヒドロカルビルアルミニウムハライドである、
オレフィン重合触媒の活性化剤組成物。 - アルミノキサンがメチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、およびイソブチルアルミノキサンの1つ以上を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
- ハロゲン源がフッ素源を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
- ルイス塩基が単座供与体と多座供与体の1つ以上を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
- ルイス塩基がオクタメチルトリシロキサンを含んでなる、請求項1に記載の組成物。
- ルイス塩基がNMeR2 2(ここで、各R2は独立に水素原子または24個までの炭素原
子を有するヒドロカルビル基である)を含んでなる、請求項1に記載の組成物。 - 少なくとも
a)Al原子に対して30モル%までのハロゲン原子を含むアルミノキサン;および
b)ルイス塩基
から誘導されるオレフィン重合触媒の活性化剤組成物。 - 請求項1に記載の組成物、遷移金属成分、およびオレフィンモノマーを合体することを含んでなるオレフィンモノマーを重合する方法。
- ハロゲン源がアルファ・アルファ・アルファ−トリフルオロトルエン、アルファ・アルファ−ジフルオロトルエンまたはアルファ−フルオロトルエンである、請求項1に記載の組成物。
- ハロゲン源がアルファ・アルファ・アルファ−トリフルオロトルエン、アルファ・アルファ−ジフルオロトルエンまたはアルファ−フルオロトルエンである、請求項8に記載の方法。
- ルイス塩基がオクタメチルトリシロキサンを含んでなる、請求項8に記載の方法。
- 遷移金属成分が式 MLaXn-a[式中、Mはランタニドもしくはアクチニド系列からの
金属原子または周期律表の3から10族の遷移金属からの金属原子を表し、Lはチーグラー・ナッタタイプ触媒前駆体またはメタロセンタイプ触媒前駆体または非メタロセンのシングルサイトの触媒前駆体のいずれかに好適な配位子を有する基を表し、Xはハロゲン、1から20個の炭素原子を有するアルコキシ、アリールオキシ、アミドもしくはヒドロカルビル基を表し、aは式 o<a≦nを満足する数字を表し、nは金属原子の原子価を表
す。]を有する、請求項8に記載の方法。 - MがTi、Zr、Hf、V、Nb、Cr、Mo、FeまたはNiであり、Lがメタロセンタイプ触媒前駆体または非メタロセンのシングルサイトの触媒前駆体である、請求項12に記載の方法。
- Alに対して30モル%までのハロゲン原子を含むアルミノキサンがフッ素化メチルアルミノキサン(F−MAO)、フッ素化エチルアルミノキサン(F−EAO)またはフッ素化イソブチルアルミノキサン(F−IBAO)である、請求項7に記載の組成物。
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