JP6067299B2 - オレフィン類重合用固体触媒成分、オレフィン類重合用触媒および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固体触媒成分、オレフィン類重合用触媒および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、オレフィン類重合用固体触媒成分、オレフィン類重合用触媒およびオレフィン類重合体の製造方法に関する。
従来、マグネシウム、チタン、内部電子供与体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を、プロピレンなどのオレフィン類の重合に供することが知られており、上記固体触媒成分、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55−149307号公報)には、マグネシウムジアルコキシドと該マグネシウムジアルコキシドに対して0.1倍モル量以上のアルコールとを接触反応させて得られるエチレン重合用固体触媒成分が開示されている。
特開昭55−149307号公報
しかしながら、特許文献1記載の固体触媒成分を含む重合用触媒を用いてオレフィン重合反応を行った場合、上記固体触媒成分に含まれる微粉量が多く、また、重合時に反応熱によって粒子破壊が生じるために、得られる重合体中に微粉が多く含まれ、生成した重合体の移送時に配管の閉塞をもたらす等のプロセス障害の原因となることが判明した。
オレフィン類の重合を円滑に行うためには、粒径75μm未満の微粉や粒径2800μmを超える粗粉の量が低減された、粒度分布の狭いオレフィン類重合体を高い収率で製造し得る重合用触媒が望まれている。
また、特許文献1記載の固体触媒成分を含む重合用触媒を用いてオレフィン重合反応を行った場合、得られる重合体中には、固体触媒成分の分散媒として用いた有機溶媒や、オレフィンモノマー等の揮発性有機成分(以下、適宜「VOC」と称する)が含有され、これ等のVOCは、脱ガス後に反応容器から生成重合体を取り出して移送する際等に、揮発して空気中へ放出される場合がある。
上記空気中へのVOCの放出量を低減するために、VOCが発生した反応容器を加熱し、予め反応容器内からVOCを揮発除去した後、生成重合体を取り出す等の対応が考えられるが、得られる重合体がプロピレン−エチレン共重合体等である場合、反応容器を加熱すると、共重合体粒子の内部に含有されていたゴム成分等が粒子外部に滲み出してベタつきを生じ、得られた共重合体の流動性を低下させてしまうことが判明した。
このような状況下、本発明は、オレフィン類重合用触媒に用いたときに、高い重合活性の下でオレフィン類を重合させることができ、微粉含有量、粗粉含有量および揮発性有機成分(VOC)含有量が低減されたオレフィン類重合体を高収率で得ることのできるオレフィン類重合用固体触媒成分を提供するとともに、該固体触媒成分を用いたオレフィン類重合用触媒およびオレフィン類重合体の製造方法を提供することを目的とするものである。
上記技術課題を解決すべく、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、ジアルコキシマグネシウム(a)とアルコール(b)とを含み該アルコール(b)の含有量が0.7〜1.5質量%であるジアルコキシマグネシウム湿潤体を、不活性有機溶媒に懸濁させ、次いで内部電子供与体(c)およびハロゲン化チタン化合物(d)を接触してなることを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分により、上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)ジアルコキシマグネシウム(a)とアルコール(b)とを含み該アルコール(b)の含有量が0.7〜1.5質量%であるジアルコキシマグネシウム湿潤体不活性有機溶媒懸液、内部電子供与体(c)およびハロゲン化チタン化合物(d)接触反応物からなることを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分、
(2)前記アルコール(b)が、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソプロパノール、イソブタノールおよびt−ブタノールから選ばれる少なくとも1種である上記(1)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分、
(3)(α)上記(1)または(2)に記載の固体触媒成分と、
(β)下記一般式(I)
AlQ3−p (I)
(式中、Rは、炭素数1〜6のヒドロカルビル基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、Qは水素原子、炭素数1〜6のヒドロカルビルオキシ基、あるいはハロゲン原子を示し、Qが複数存在する場合、各Qは同一であっても異なっていてもよく、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と、
(γ)外部電子供与性化合物と
を含有することを特徴とするオレフィン類重合用触媒、
(4)前記(γ)外部電子供与性化合物が、
下記一般式(II)
Si(OR4−q (II)
(式中、Rは炭素数1〜12のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基若しくはシクロアルケニル基、炭素数6〜15の芳香族炭化水素基または炭素数6〜15の置換基を有する芳香族炭化水素基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、Rは炭素数1〜4のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、または置換基を有する炭素数7〜12の芳香族炭化水素基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、qは0≦q≦3の整数である。)で表される有機ケイ素化合物
および下記一般式(III)
(RN)SiR 4−s (III)
(式中、RおよびRは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜20のアルケニル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基若しくはシクロアルケニル基、または炭素数6〜20のアリール基を示し、RN基を構成するRおよびRは互いに同一であっても異なっていてもよく、また互いに結合して環を形成していてもよい。RN基が複数存在する場合、各RN基は互いに同一であっても異なっていてもよい。Rは炭素数1〜20のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、ビニルオキシ基、炭素数3〜20のアルケニルオキシ基、炭素数3〜20のシクロアルキル基若しくはシクロアルキルオキシ基または炭素数6〜20のアリール基若しくはアリールオキシ基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよい。sは1〜3の整数である。)
で表されるアミノシラン化合物
から選ばれる一種以上である上記(3)に記載のオレフィン類重合用触媒、
(5)前記(γ)外部電子供与性化合物が、フェニルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、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、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジイソペンチルジメトキシシラン、ジフェニ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、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、t−ブチルメチルビス(エチルアミノ)シラン、ジシクロヘキシルビス(エチルアミノ)シラン、ジシクロペンチルビス(エチルアミノ)シラン、ビス(パーヒドロイソキノリノ)ジメトキシシラン、ジエチルアミノトリメトキシシランまたはジエチルアミノトリエトキシシランである上記(4)に記載のオレフィン類重合用触媒、
(6)前記(γ)外部電子供与性化合物が、下記一般式(IV)
OCHCRCHOR10 (IV)
(式中、RおよびRは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基若しくはシクロアルケニル基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基若しくはハロゲン置換芳香族炭化水素基、置換基を有する炭素数7〜12の芳香族炭化水素基、炭素数1〜12のアルキルアミノ基または炭素数2〜12のジアルキルアミノ基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。RおよびR10は、炭素数1〜12のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基若しくはハロゲン置換芳香族炭化水素基または置換基を有する炭素数7〜12の芳香族炭化水素基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。)
で表されるジエーテル化合物から選ばれる一種以上である上記(3)に記載のオレフィン類重合用触媒、
(7)前記ジエーテル化合物が、2−イソプロピル−2−イソブチル−1,3−ジメトキシプロパンまたは9,9−ビス(メトキシメチル)フルオレンである上記(6)に記載のオレフィン類重合用触媒、および
(8)上記(3)〜(7)のいずれかに記載のオレフィン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
を提供するものである。
本発明によれば、オレフィン類重合用触媒に用いたときに、高い重合活性の下でオレフィン類を重合させることができ、微粉含有量、粗粉含有量および揮発性有機成分(VOC)含有量が低減されたオレフィン類重合体を高収率で得ることのできるオレフィン類重合用固体触媒成分を提供することができるとともに、該固体触媒成分を用いたオレフィン類重合用触媒およびオレフィン類重合体の製造方法を提供することができる。
先ず、本発明のオレフィン類重合用固体触媒成分(以下、適宜、固体触媒成分という)について説明する。
本発明に係る固体触媒成分は、ジアルコキシマグネシウム(a)とアルコール(b)とを含み該アルコール(b)の含有量が0.7〜1.5質量%であるジアルコキシマグネシウム湿潤体を、不活性有機溶媒に懸濁させ、次いで内部電子供与体(c)およびハロゲン化チタン化合物(d)を接触してなることを特徴とするものである。
本発明に係る固体触媒成分は、上記特定の製造方法により規定されるものであることから、以下、本発明の固体触媒成分を規定する製造方法に基づいて詳述するものとする。
本発明に係る固体触媒成分において、ジアルコキシマグネシウム(a)としては、下記一般式(V)
Mg(OR11 (V)
(式中、R11は炭素数1〜4の直鎖アルキル基、イソプロピル基またはイソブチル基であり、二つのR11は同一であっても異なっていてもよい)で表されるジアルコキシマグネシウムが好ましい。
より具体的には、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、メトキシエトキシマグネシウム、エトキシプロポキシマグネシウム、エトキシブトキシマグネシウム等が挙げられる。中でも好ましいものはメトキシエトキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウム、エトキシプロポキシマグネシウム、ジプロポキシマグネシウムを挙げることができ、ジエトキシマグネシウムが好ましい。
上記ジアルコキシマグネシウム(a)は、単独あるいは2種以上併用することもできる。
これ等のジアルコキシマグネシウム(a)は、例えば、金属マグネシウムを、ハロゲンあるいはハロゲン含有金属化合物等の存在下にアルコールと反応させることにより作製することができる。金属マグネシウムと反応させるアルコールとしては、以下に詳述するアルコール(b)であることが好ましい。
ジアルコキシマグネシウム(a)は、従来公知の方法で調製することができ、例えば、特開昭58−41832号公報、同62−51633号公報、特開平3−74341号公報、同4−368391号公報、同8−73388号公報などに記載の方法により作製することができる。
本発明に係る固体触媒成分において、ジアルコキシマグネシウム湿潤体中に含まれるアルコール(b)としては、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソプロパノール、イソブタノールおよびt−ブタノールから選ばれる少なくとも1種を挙げることができ、エタノールであることが好ましい。
本発明に係る固体触媒成分において、ジアルコキシマグネシウム湿潤体は、アルコール(b)を0.7〜1.5質量%含有するものであり、0.7〜1.3質量%含有するものであることが好ましく、0.9〜1.3質量%含有するものであることがより好ましい。
本発明に係る固体触媒成分において、ジアルコキシマグネシウム湿潤体が、アルコール(b)を上記割合で含有するものであることにより、特に高い重合活性の下でオレフィン類を重合させつつ、微粉含有量、粗粉含有量および揮発性有機成分(VOC)含有量が低減されたオレフィン類重合体を得ることができる。
本発明に係る固体触媒成分において、ジアルコキシマグネシウム湿潤体を製造する方法としては、下記(1)〜(5)を挙げることができる。
(1)金属マグネシウム粉末とアルコール(b)を触媒の存在下に反応させて粉末状の反応物(ジアルコキシマグネシウム湿潤物)を作製し、反応系内の余剰のアルコールを減圧乾燥、熱気流乾燥などの手法により除去して、上記反応物中のアルコール含有量を制御することにより、アルコール(b)の含有量が0.7〜1.5質量%であるジアルコキシマグネシウム湿潤体を製造する方法。
(2)粉末状のジアルコキシマグネシウム(a)中に含まれる(ジアルコキシマグネシウム(a)の製造原料として使用した)アルコール(b)の残存量を予め確認した上で、上記ジアルコキシマグネシウム(a)に対してアルコール(b)を添加して、アルコール(b)の含有量が0.7〜1.5質量%であるジアルコキシマグネシウム湿潤体を製造する方法。
(3)粉末状のジアルコキシマグネシウム(a)にアルコール(b)を添加した後、ジアルコキシマグネシウム中にアルコールが均一に分散するように、加温(例えば30℃〜100℃)しつつ撹拌して、上記反応物中のアルコール含有量を制御した後、除冷することにより、アルコール(b)の含有量が0.7〜1.5質量%であるジアルコキシマグネシウム湿潤体を製造する方法。
(4)粉末状のジアルコキシマグネシウム(a)を撹拌しながらアルコール(b)を少量ずつ添加して均一に分散させた後、常温下で長期間(例えば3日〜1週間)保持して反応物中のアルコール含有量を制御することにより、アルコール(b)の含有量が0.7〜1.5質量%であるジアルコキシマグネシウム湿潤体を製造する方法。
(5)粉末状のジアルコキシマグネシウム(a)中に含まれる(ジアルコキシマグネシウム(a)の製造原料として使用した)アルコール(b)の残存量を予め確認した上で、ドラム缶等の回転或いは撹拌が可能な容器中に上記ジアルコキシマグネシウム(a)および所定量のアルコール(b)を収容し、回転或いは攪拌により混合することでジアルコキシマグネシウム(a)中にアルコール(b)を均一に分散させることにより、アルコール(b)の含有量が0.7〜1.5質量%であるジアルコキシマグネシウム湿潤体を製造する方法。
ジアルコキシマグネシウム湿潤体は、通常、顆粒状または粉末状のものであり、特に球状、楕円形状あるいは馬鈴薯形状のものを好適に使用することができる。
上記ジアルコキシマグネシウム湿潤体の中でも、長軸径lと短軸径wとの比(l/w)の平均値(球形度)が2以下であるものが好ましく、1〜2であるものがより好ましく、1〜1.5であるものがさらに好ましい。
ジアルコキシマグネシウム湿潤体として、球状、楕円形状あるいは馬鈴薯形状のジアルコキシマグネシウム湿潤体を使用した場合、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、重合反応時における生成重合体粉末の取扱い操作性を容易に向上させることができる。
本発明に係る固体触媒成分において、ジアルコキシマグネシウム湿潤体は、平均粒径が、10〜100μmであるものが好ましく、10〜70μmであるものがより好ましく、20〜60μmであるものがさらに好ましい。
ジアルコキシマグネシウム湿潤体の平均粒径が上記範囲内にあることにより、得られる固体触媒成分の流動性を向上させることができる。
本発明に係る固体触媒成分において、ジアルコキシマグネシウム湿潤体は、微粉および粗粉が少なく、かつ、粒度分布の狭いものが好ましい。具体的には、ジアルコキシマグネシウム湿潤体は、体積統計値の粒度分布(体積基準積算粒度分布)で、粒径が5μm以下の粒子の合計数が粒子全体の20%以下であるものが好ましく、10%以下であるものがより好ましく、一方で、粒径が100μm超である粒子の合計数が粒子全体の20%以下であるものが好ましく、10%以下であるものがより好ましい。
なお、本出願書類において、ジアルコキシマグネシウム湿潤体の粒径および粒度分布は、窒素雰囲気下、レーザー光散乱・回折法粒度測定機(日機装(株)製、MICROTRAC HRA Model:9320−X100)を用い、脱水エタノールを分散媒としてジアルコキシマグネシウム(a)を均一分散させた状態で、標準モード(0.12〜704μm,100ch)による自動測定を行ったときに得られる、体積統計値の粒度および粒度分布(体積基準積算粒度および体積基準積算粒度分布)を意味し、また、本出願書類において、ジアルコキシマグネシウムの湿潤体の平均粒径は、上記測定により得られた体積基準積算粒度で50%の粒径(D50)を意味するものとする。
本発明に係る固体触媒成分において、ジアルコキシマグネシウム湿潤体は、比表面積が、10m/g以上であるものが好ましく、10〜50m/gであるものがより好ましく、10〜30m/gであるものがさらに好ましい。
ジアルコキシマグネシウム湿潤体の比表面積が10m/g以上であることにより、固体触媒成分の反応性を容易に制御することができる。
なお、本出願書類において、ジアルコキシマグネシウム湿潤体の比表面積は、予め測定試料を50℃で2時間真空乾燥した上で、Mountech社製Automatic Surface Area Analyzer HM model−1230を用い、窒素とヘリウムとの混合ガスの存在下、BET法(自動測定)により測定した値を意味するものとする。
本発明に係る固体触媒成分において、ジアルコキシマグネシウム湿潤体は、嵩密度が、0.1〜0.6g/mlであるものが好ましく、0.2〜0.5g/mlであるものがより好ましく、0.2〜0.4g/mlであるものがさらに好ましい。
ジアルコキシマグネシウム湿潤体の嵩密度が上記範囲内にあることにより、ジアルコキシマグネシウム湿潤体の粒子内に適度な細孔容積と細孔径とを保持することができ、このために、円滑に触媒化できるとともに得られた触媒を重合に供する際に、均一な重合反応を進行させやすく、特にプロピレンおよび、エチレン等のブロック共重合を行う際に、所謂ゴム成分をジアルコキシマグネシウム湿潤体の粒子内部に保持し易くなる。
本発明に係る固体触媒成分において、ジアルコキシマグネシウム湿潤体を懸濁させる不活性有機溶媒としては、炭化水素化合物が好適であり、具体的には、ヘキサン、ヘプタン、デカン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、2,2−ジメチルへキサン等の脂肪族炭化水素化合物や、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素化合物や、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素化合物等を挙げることができ、これ等の炭化水素化合物のうち、沸点が70℃〜150℃の炭化水素化合物が好ましく、ヘプタン、デカン、トルエン、キシレンがより好ましい。
ジアルコキシマグネシウム湿潤体を不活性有機溶媒に懸濁する場合、不活性有機溶媒の使用量は、特に制限されないが、ジアルコキシマグネシウム湿潤体1g当たり、1〜100mlであることが好ましく、3〜50mlであることがより好ましく、3〜10mlであることがさらに好ましく、不活性有機溶媒の使用量が上記範囲内にあることにより、懸濁液の粘度を低減することができる。
上記懸濁液を調製する温度は、特に限定されないが、アルコール(b)や不活性有機溶媒の沸点以下の温度でジアルコキシマグネシウム湿潤体と不活性有機溶媒とを接触させることが、アルコール(b)や不活性有機溶媒の過剰な蒸発を抑える上で好適であり、50℃以下の温度でジアルコキシマグネシウム湿潤体と不活性有機溶媒とを接触させることが、ジアルコキシマグネシウム粒子の一部崩壊や変質を抑制することができるため好適である。
また、接触後に得られた懸濁液を20℃以下の温度に維持することも、ジアルコキシマグネシウム粒子の一部崩壊や変質を抑制できる点で好適である。
本発明に係る固体触媒成分は、上記ジアルコキシマグネシウム湿潤体を、不活性有機溶媒に懸濁させた後、内部電子供与体(c)およびハロゲン化チタン化合物(d)に接触してなるものである。
本発明に係る固体触媒成分において、内部電子供与体(c)としては、固体触媒成分に使用される公知のものを挙げることができ、例えば、酸無水物、酸ハライド、ジエーテル化合物、酸アミド類、ニトリル類等や、モノカルボン酸エステル化合物、ジカルボン酸エステル化合物等のエステル類や、酸素原子あるいは窒素原子を含有する有機化合物等から選ばれる一種以上が挙げられる。
上記内部電子供与体(c)としては、エステル類、特にジエステル類が好ましく、該ジエステル類としては、マレイン酸ジエステル、マロン酸ジエステル、アルキル置換マロン酸ジエステル、ハロゲン置換マロン酸ジエステル、コハク酸ジエステル、アルキル置換コハク酸ジエステル、ハロゲン置換コハク酸ジエステル、シクロアルカンジカルボン酸エステル、シクロアルケンジカルボン酸エステルなどの脂肪族ジカルボン酸ジエステルおよび、フタル酸ジエステル、アルキル置換フタル酸ジエステル、ハロゲン置換フタル酸ジエステルなどの芳香族ジカルボン酸ジエステルから選ばれる一種以上を挙げることができ、これ等のジエステル類のうち、マロン酸ジエステル、アルキル置換マロン酸ジエステル、ハロゲン置換マロン酸ジエステル、フタル酸ジエステル、アルキル置換フタル酸ジエステルまたはハロゲン置換フタル酸ジエステルから選ばれる一種以上が好ましい。
上記脂肪族ジカルボン酸ジエステルまたは芳香族ジカルボン酸ジエステルの中でも、各エステル残基の炭素数が2〜4であるものが好ましく、具体的には、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−n−プロピル、フタル酸エチルイソプロピル、フタル酸エチル−n−ブチル、フタル酸エチルイソブチルなどのフタル酸ジエステルおよびジイソブチルマロン酸ジメチル、ジイソブチルマロン酸ジエチルなどのアルキル置換マロン酸ジエステルである。
本発明に係る固体触媒成分において、ハロゲン化チタン化合物(d)としては、チタンハライドもしくはアルコキシチタンハライドから選ばれる一種以上を挙げることができる。
具体的には、チタンハライドとしては、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等が挙げられる。
アルコキシチタンハライドとしては、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挙げられる。
本発明に係る固体触媒成分は、更にポリシロキサン(e)を含んでもよい。
ポリシロキサン(e)は、主鎖にシロキサン結合(−Si−O−Si−結合)を有する、シリコーンオイルとも総称される重合体であり、鎖状、部分水素化、環状あるいは変性ポリシロキサンを挙げることができる。
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等を挙げることができ、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を挙げることができ、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、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、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等を挙げることができ、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等を挙げることができる。
これ等のポリシロキサン(e)のうち、デカメチルシクロペンタシロキサン、およ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。
ポリシロキサン(e)は、常温で液状あるいは粘稠状のものが好ましく、具体的には、25℃における粘度が、0.02〜100cm/s(2〜10000センチストークス)であるものが好ましく、0.03〜5cm/s(3〜500センチストークス)であるものがより好ましい。
本発明に係る固体触媒成分がポリシロキサン(e)を含むことにより、オレフィン類重合用触媒に用いたときに、得られる重合体の立体規則性あるいは結晶性を向上させることができ、さらには得られる重合体中に含まれる微粉を低減することができる。
ポリシロキサン(e)は、内部電子供与体(c)またはハロゲン化チタン化合物(d)と同時に上記懸濁液に接触させるか、内部電子供与体(c)またはハロゲン化チタン化合物(d)とは独立に上記懸濁液に接触させればよい。
本発明の固体触媒成分は、ジアルコキシマグネシウム湿潤体を、不活性有機溶媒に懸濁させて得られた懸濁液に、内部電子供与体(c)およびハロゲン化チタン化合物(d)を接触してなることを特徴とするものである。
上記懸濁液に対する内部電子供与体(c)およびハロゲン化チタン化合物(d)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、撹拌機を具備した容器中で、撹拌しながら行うことが好ましく、さらに、複数回、内部電子供与体(c)や、内部電子供与体(c)およびハロゲン化チタン化合物(d)を接触させることによって、固体触媒成分の性能を向上させることができる。
上記接触は、不活性有機溶媒の存在下に行うことが望ましい。
ジアルコキシマグネシウム(a)1モルあたりの内部電子供与体(c)の接触量は、0.3モル以下であることが好ましく、0.03〜0.3モルであることがより好ましく、0.06〜0.3モルであることがさらに好ましい。
ジアルコキシマグネシウム(a)1モルあたりの内部電子供与体(c)の接触量が上記範囲内にあることにより、本発明に係る固体触媒成分を用いてオレフィン類を重合させたときに、固体触媒の重合活性と得られる重合体の立体規則性のバランスを向上させることができる。
ジアルコキシマグネシウム(a)1モルあたりのハロゲン化チタン化合物(d)の接触量は、0.5〜100モルであることが好ましく、1〜50モルであることがより好ましく、1〜10モルであることがさらに好ましい。
ジアルコキシマグネシウム(a)1モルあたりのハロゲン化チタン化合物(d)の接触量が上記範囲内にあることにより、ジアルコキシマグネシウムのハロゲン化が円滑に行なわれるとともに、活性点形成に必要な有効なチタンが供給されるため、オレフィン類重合用触媒に用いたときに、高い重合活性を示す固体触媒成分を得ることができる。
また、上記懸濁液に対する内部電子供与体(c)およびハロゲン化チタン化合物(d)を接触させる際の温度は、特に制限されず、単に接触させて撹拌混合する場合や、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の温度であって差し支えなく、接触後に各成分を反応させて生成物を得る場合には、40〜130℃が好ましく、60〜120℃がより好ましく、80〜120℃がさらに好ましい。
接触時の温度が40〜130℃であることにより、反応を十分に進行させつつ、溶媒の過度の蒸発を抑制することができる。
上記懸濁液に対する内部電子供与体(c)およびハロゲン化チタン化合物(d)を接触させる時間は、1分以上が好ましく、10分以上がより好ましく、30分以上がさらに好ましい。
本発明に係る固体触媒成分は、チタン原子を0.1〜20質量%含むものが好ましく、1.0〜10質量%含むものがより好ましい。
本発明に係る固体触媒成分は、マグネシウム原子を10〜25質量%含むものが好ましく、15〜25質量%含むものがより好ましく、20〜25質量%含むものがさらに好ましい。
本発明に係る固体触媒成分は、ハロゲン原子を20〜75質量%含むものが好ましく、30〜75質量%含むものがより好ましく、40〜75質量%含むものがさらに好ましく、45〜75質量%含むものが特に好ましい。
本発明に係る固体触媒成分は、内部電子供与体(c)を、0.5〜30質量%含むものが好ましく、1〜25質量%含むものがより好ましく、2〜20質量%含むものがさらに好ましい。
なお、本出願書類において、固体触媒成分中のチタン原子の含有率およびマグネシウム原子の含有率は、JIS 8311−1997「チタン鉱石中のチタン定量方法」に記載の方法(酸化還元滴定)に準じて測定した値を意味し、ハロゲン原子の含有率は、固体触媒成分を硫酸と純水の混合溶液で処理して水溶液とした後、所定量を分取し、硝酸銀標準溶液でハロゲン原子を滴定する硝酸銀滴定法によって測定した値を意味し、内部電子供与体の含有率は、固体触媒を加水分解した後、芳香族溶剤を用いて内部電子供与体を抽出し、この溶液をガスクロマトグラフィーをFID(Flame Ionization Detector、水素炎イオン化型検出器)方法によって測定した値を意味する。
本発明に係る固体触媒成分は、上記特定の製造方法により規定されるものである。本発明に係る固体触媒成分は、上記特定の製造方法により好適に作製することができる。
本発明に係る固体触媒成分は、オレフィン類重合用触媒に用いたときに、高い重合活性の下でオレフィン類を重合させることができ、微粉含有量、粗粉含有量および揮発性有機成分(VOC)含有量が低減されたオレフィン類重合体を高収率で得ることのできるオレフィン類重合用固体触媒成分を提供することができる。
なお、本出願書類において、重合用触媒の触媒活性、得られる重合体の微粉含有量および粗粉含有量を含む粒度分布や、得られる重合体の揮発性有機成分(VOC)含有量は、後述する方法により測定される値を意味するものとする。
次に、本発明のオレフィン類重合用触媒について説明する。
本発明のオレフィン類重合用触媒は、
(α)本発明の固体触媒成分と、
(β)下記一般式(I)
AlQ3−p(I)
(式中、Rは、炭素数1〜6のヒドロカルビル基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、Qは水素原子、炭素数1〜6のヒドロカルビルオキシ基、あるいはハロゲン原子を示し、Qが複数存在する場合、各Qは同一であっても異なっていてもよく、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と、
(γ)外部電子供与性化合物と
を含有することを特徴とするものである。
本発明のオレフィン類重合用触媒において、(α)本発明の固体触媒成分の詳細については、上述したとおりである。
本発明のオレフィン類重合用触媒は、(β)下記一般式(I)
AlQ3−p (I)
(式中、Rは、炭素数1〜6のヒドロカルビル基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、Qは水素原子、炭素数1〜6のヒドロカルビルオキシ基、あるいはハロゲン原子を示し、Qが複数存在する場合、各Qは同一であっても異なっていてもよく、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を含有する。
一般式(I)で表わされる有機アルミニウム化合物において、Rとしては、エチル基、イソブチル基等が好ましく、Qとしては、水素原子、塩素原子、臭素原子、エトキシ基、フェノキシ基が好ましく、pは、2、2.5又は3が好ましく、特に3が好ましい。
このような有機アルミニウム化合物として、具体例には、トリエチルアルミニウム、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などのトリアルキルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムブロマイド等のハロゲン化アルキルアルミニウム、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド等のアルキルアルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジエチルアルミニウムフェノキシド等のアルキルアルミニウムアルコキシドを挙げることができ、なかでもジエチルアルミニウムクロライド等のハロゲン化アルキルアルミニウム、またはトリエチルアルミニウム、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等のトリアルキルアルミニウムが好ましく、トリエチルアルミニウムおよびトリイソブチルアルミニウムであることがより好ましい。これらのアルミニウム化合物は、一種以上を使用することができる。
本発明のオレフィン類重合用触媒は、一般式(I)で表わされる有機アルミニウム化合物を含有することにより、内部電子供与体の一部が抽出され、外部電子供与性化合物が挿入され易くなると共に、固体触媒成分を予備活性化することができる。
本発明のオレフィン類重合用触媒は、(α)本発明の固体触媒成分と、(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物とともに、(γ)外部電子供与性化合物を含む。
本発明のオレフィン類重合用触媒において、(γ)外部電子供与性化合物としては、酸素原子あるいは窒素原子を含有する有機化合物を挙げることができ、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、アルデヒド類、アミン類、アミド類、ニトリル類、イソシアネート類、有機ケイ素化合物、特にSi−O−C結合を有する有機ケイ素化合物またはSi−N−C結合を有するアミノシラン化合物等、ジエーテル類から選ばれる一種以上を挙げることができる。
上記(γ)外部電子供与性化合物としては、安息香酸エチル、p−メトキシ安息香酸エチル、p−エトキシ安息香酸エチル、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エステル類、Si−O−C結合を含む有機ケイ素化合物、Si−N−C結合を含むアミノシラン化合物、2位に置換基を有する1,3−ジエーテル化合物が好ましく、Si−O−C結合を有する有機ケイ素化合物、Si−N−C結合を有するアミノシラン化合物、2位に置換基を有する1,3−ジエーテル化合物から選ばれる少なくとも一種が特に好ましい。
Si−O−C結合を有する有機ケイ素化合物としては、下記一般式(II)
Si(OR4−q (II)
(式中、Rは炭素数1〜12のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基若しくはシクロアルケニル基、炭素数6〜15の芳香族炭化水素基または炭素数6〜15の置換基を有する芳香族炭化水素基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、Rは炭素数1〜4のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、または置換基を有する炭素数7〜12の芳香族炭化水素基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、qは0≦q≦3の整数である。)で表される有機ケイ素化合物が挙げられる。
Si−N−C結合を有するアミノシラン化合物としては、下記一般式(III)
(RN)SiR 4−s (III)
(式中、RおよびRは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜20のアルケニル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基若しくはシクロアルケニル基または炭素数6〜20のアリール基を示し、RN基を構成するRおよびRは互いに同一であっても異なっていてもよく、また互いに結合して環を形成してもよい。RN基が複数存在する場合、各RN基は互いに同一であっても異なっていてもよい。Rは炭素数1〜20のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、ビニルオキシ基、炭素数3〜20のアルケニルオキシ基、炭素数3〜20のシクロアルキル基若しくはシクロアルキルオキシ基または炭素数6〜20のアリール基若しくはアリールオキシ基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよい。sは1〜3の整数である。)
で表されるアミノシラン化合物が挙げられる。
上記有機ケイ素化合物およびアミノシラン化合物として、具体的には、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、アルキル(シクロアルキル)アルコキシシラン、(アルキルアミノ)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、シクロアルキル(アルキルアミノ)アルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、テトラキス(アルキルアミノ)シラン、アルキルトリス(アルキルアミノ)シラン、ジアルキルビス(アルキルアミノ)シラン、トリアルキル(アルキルアミノ)シラン等を挙げることができ、具体的には、フェニルトリメトキシシラン、t−ブチルトリメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、イソプロピルイソブチルジメトキシシラン、ジイソペンチルジメトキシシラン、ビス(2−エチルヘキシル)ジメトキシシラン、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、ジシクロペン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、シクロヘキシルシクロペンチ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、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ビス(エチルアミノ)メチルエチルシラン、t−ブチルメチルビス(エチルアミノ)シラン、ビス(エチルアミノ)ジシクロヘキシルシラン、ジシクロペンチルビス(エチルアミノ)シラン、ビス(メチルアミノ)(メチルシクロペンチルアミノ)メチルシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、ビス(シクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、ビス(パーヒドロイソキノリノ)ジメトキシシラン、ビス(パーヒドロキノリノ)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、ジエチルアミ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、トリメチルシリルトリメトキシシラン、またはトリメチルシリルトリエトキシシラン等が挙げられ、中でも、フェニルトリメトキシシラン、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、ジイソプロピルジメトキシシラン、イソプロピルイソブチルジメトキシシラン、ジイソペンチルジメトキシシラン、ジフェニ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、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、t−ブチルメチルビス(エチルアミノ)シラン、ビス(エチルアミノ)ジシクロヘキシルシラン、ジシクロペンチルビス(エチルアミノ)シラン、ビス(パーヒドロイソキノリノ)ジメトキシシラン、ジエチルアミノトリメトキシシラン、またはジエチルアミノトリエトキシシラン等が好ましく用いられる。
また、該有機ケイ素化合物は、一般式(II)で表わされる有機ケイ素化合物および一般式(III)で表わされるアミノシラン化合物からそれぞれ選ばれる二種以上であってもよい。
また、2位に置換基を有する1,3−ジエーテル化合物としては、下記一般式(IV)
OCHCRCHOR10 (IV)
(式中、RおよびRは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基若しくはシクロアルケニル基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基若しくはハロゲン置換芳香族炭化水素基、置換基を有する炭素数7〜12の芳香族炭化水素基、炭素数1〜12のアルキルアミノ基または炭素数2〜12のジアルキルアミノ基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。RおよびR10は、炭素数1〜12のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基若しくはハロゲン置換芳香族炭化水素基または置換基を有する炭素数7〜12の芳香族炭化水素基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。)で表されるジエーテル化合物から選ばれる一種以上が好ましい。
具体的には、2−イソプロピル−2−イソブチル−1,3−ジメトキシプロパン、2,2−ジ−イソブチル−1,3−ジメトキシプロパン、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、2,2−ジシクロヘキシル−1,3−ジメトキシプロパン、2,2−ビス(シクロヘキシルメチル)1,3−ジメトキシプロパン、9,9−ビス(メトキシメチル)フルオレン等が挙げられ、中でも、2−イソプロピル−2−イソブチル−1,3−ジメトキシプロパン、9,9−ビス(メトキシメチル)フルオレン等が挙げられる。
本発明のオレフィン類重合用触媒は、上記一般式(II)で表わされる有機ケイ素化合物、一般式(III)で表わされる有機ケイ素化合物および上記一般式(IV)で表わされるジエーテル化合物の中から二種以上を組み合わせて含有させてもよい。
本発明のオレフィン類重合用触媒において、(α)本発明の固体触媒成分、(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物および(γ)外部電子供与性化合物の含有割合は特に制限されず、通常、(α)本発明の固体触媒成分1モル当たり、(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物を、1〜2000モル含有することが好ましく、50〜1000モル含有することがより好ましく、10〜1000モル含有することがさらに好ましい。
また、本発明のオレフィン類重合用触媒において、(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物1モル当たり、(γ)外部電子供与性化合物を、0.002〜10モル含有することが好ましく、0.01〜2モル含有することがより好ましく、0.01〜0.5モル含有することがさらに好ましい。
本発明のオレフィン類重合用触媒は、(α)本発明の固体触媒成分、(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物および(γ)外部電子供与性化合物が予め所望割合で混合されてなるものであってもよいし、(α)本発明の固体触媒成分、(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物および(γ)外部電子供与性化合物が、使用時に混合されてなるものであってもよい。
本発明のオレフィン類重合用触媒は、(α)本発明の固体触媒成分、(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物および(γ)外部電子供与性化合物を上記割合で含有するものであることにより、重合活性と立体規則性のバランスに優れた重合体を得ることができる。
本発明のオレフィン類重合用触媒は、(α)本発明の固体触媒成分、(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物および(γ)外部電子供与性化合物を所望割合で混合することにより、容易に調製することができる。
本発明によれば、高い重合活性の下でオレフィン類を重合させることができ、微粉含有量、粗粉含有量および揮発性有機成分(VOC)含有量が低減されたオレフィン類重合体を高収率で得ることのできるオレフィン類重合用触媒を提供することができるとともに、該固体触媒成分を用いたオレフィン類重合用触媒およびオレフィン類重合体の製造方法を提供することができる。
次に、本発明のオレフィン類重合体の製造方法について説明する。
本発明のオレフィン類重合体の製造方法は、本発明のオレフィン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ものである。
本発明のオレフィン類重合体の製造方法において、本発明のオレフィン類重合用触媒の詳細は、上述したとおりである。
本発明のオレフィン類重合体の製造方法において、重合に供されるオレフィン類としては、例えば、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から選ばれる1種以上を挙げることができ、エチレン、プロピレンおよび1−ブテンが好ましく、プロピレンがより好ましい。
本発明のオレフィン類重合体の製造方法においては、複数種のオレフィン類を用いて共重合体を得ることもでき、この場合、オレフィン類としては、プロピレンと、エチレン、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から選ばれる1種以上とを挙げることができる。上記オレフィン類としては、プロピレンと、エチレンおよび1−ブテンから選ばれる一種以上との組み合わせが好適である。
本発明のオレフィン類重合体の製造方法においては、重合対象となるオレフィン類を含む重合系内に、先ず、(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物を所望量添加した後、(γ)外部電子供与性化合物を所望量添加し、最後に(α)本発明の固体触媒成分を所望量添加することが好ましい。
本発明のオレフィン類重合体の製造方法において、オレフィン類の重合は、有機溶媒の存在下でも不存在下でも行うことができ、またプロピレン等のオレフィン類は、気体および液体のいずれの状態でも用いることができる。
本発明のオレフィン類重合体の製造方法において、重合温度は200℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましく、重合圧力は10MPa以下が好ましく、5MPa以下がより好ましい。
重合方法としては、連続法であってもよいし、バッチ式であってもよく、更に、重合反応は1段で行なってもよいし、2段以上で行なってもよい。
また、本発明のオレフィン類重合体の製造方法において、(α)本発明の固体触媒成分、(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物および(γ)外部電子供与性化合物を含有する重合用触媒を用いてオレフィン類を重合(本重合)するにあたり、本発明のオレフィン類重合用触媒を構成する成分の一部または全部を用いてオレフィン類を予備重合してもよい。
上記予備重合を行う場合、重合対象となるオレフィン類としても、本重合の際に用いるオレフィン類の一部であってもよいし全部であってもよい。
上記予備重合を行う場合、重合用触媒の構成成分およびオレフィン類の接触順序は特に制限されないが、不活性ガス雰囲気あるいはオレフィンガス雰囲気に設定した予備重合系内に、先ず(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物を添加し、次いで(α)本発明の固体触媒成分を添加した後、プロピレン等のオレフィン類を1種以上添加して接触させることが好ましい。
上記予備重合において、(γ)外部電子供与性化合物を使用する場合、不活性ガス雰囲気あるいはオレフィンガス雰囲気に設定した予備重合系内に先ず(β)上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物を添加し、次いで(γ)外部電子供与性化合物を添加した後、さらに(α)本発明の固体触媒成分を添加した後、プロピレン等のオレフィン類を1種以上添加して接触させることが好ましい。
上記予備重合を行うことにより、触媒活性を容易に向上させ、立体規則性および粒子性状に優れた重合体を容易に得ることができる。
また、プロピレンブロック共重合体等のブロック共重合体を製造する場合は、2段階以上の多段重合を行い、通常第1段目で重合用触媒の存在下にプロピレン等のオレフィン類を重合し、第2段目でエチレンおよびプロピレン等のその他のオレフィン類を共重合することにより作製することができる。
例えば、第1段目にプロピレン等のオレフィン類を重合した場合、第2段目あるいはこれ以降の重合時にプロピレン以外のα−オレフィンを共存あるいは単独で重合させることも可能であり、上記α−オレフィンの例としては、エチレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン、1−ヘキセン、1−オクテン等が挙げられる。
具体的には、第1段目にポリプロピレン部の割合が20〜80質量%になるように重合温度および重合時間を調整して重合を行ない、次いで第2段目において、エチレンおよびプロピレンあるいは他のα−オレフィンを導入し、エチレン−プロピレンゴム(EPR)などのゴム部割合が20〜80質量%になるように重合することが好ましい。
ブロック共重合体の製造時において、第1段目および第2段目における重合温度は、共に200℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましい。また、ブロック共重合体の製造時において、重合圧力は10MPa以下が好ましく、5MPa以下がより好ましい。
また、各重合段階における重合時間(連続重合の場合は滞留時間)は、通常1分〜5時間であることが好ましい。
重合方法としては、シクロヘキサン、ヘプタン等の不活性炭化水素化合物の溶媒を使用するスラリー重合法、液化プロピレン等の溶媒を使用するバルク重合法、実質的に溶媒を使用しない気相重合法が挙げられる。重合方法としては、バルク重合法または気相重合法が好ましい。
本発明のオレフィン類重合体の製造方法は、本発明の固体触媒成分を含むオレフィン類重合用触媒を使用するものであることから、高い重合活性の下でオレフィン類を重合させることができ、微粉含有量、粗粉含有量および揮発性有機成分(VOC)含有量が低減されたオレフィン類重合体を高収率で得ることができる。
以下、本発明の実施例および比較例と対比しつつ具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例および比較例により制限されるものではない。
<ジアルコキシマグネシウム湿潤体の調製>
(製造例1)ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−1)の調製
窒素ガスで充分置換され、攪拌器、還流冷却器および積算型流量計(Alicat Scientific(AS)社製M−1SLPM)を具備した容量1リッターの円筒形フラスコ内に、粒径24〜210μm、平均粒径88μmの金属マグネシウム粉末5gと脱水した水分含有量96ppmのエタノール100mlを装入し懸濁液を形成した。次いで、ヨウ素0.5gを加えて懸濁液を攪拌しながら55℃に昇温した。その後、エタノール35mlに懸濁させた金属マグネシウム5gを15分間隔で5回添加した。5回目の金属マグネシウム添加時(反応率80%)に温度を還流温度下で昇温させた。なお、エタノールの還流下の温度は約77℃である。添加終了後、攪拌しながら水素発生が停止するまで2時間保持した。反応終了後、室温まで冷却した後、50℃で2時間減圧乾燥して約101gの球状(平均粒径51μm)のジエトキシマグネシウムを得た。
得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−1)中のアルコール含有量は、1.0質量%であった。
(製造例2)ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−2)の調製
反応終了後の減圧乾燥時間を2時間から1時間45分に変更した(15分間短縮した)以外は、製造例1と同様にして、ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−2)を調製した。
得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−2)中のアルコール含有量は、1.3質量%であった。
(製造例3)ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−3)の調製
反応終了後の減圧乾燥時間を2時間から4時間に変更した(2時間延長した)以外は、製造例1と同様にして、アルコール含有量が0質量であるジエトキシマグネシウムを調製した。
得られたジエトキシマグネシウム20gを蓋つきのサンプル瓶に入れ、マイクロシリンジを用いて1時間に1回エタノールを44μlずつ添加し、蓋をした瓶を振とうして混合する方法を4回繰り返すことにより、ジエトキシマグネシウム(M−3)を調製した。
得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−3)中のアルコール含有量は、0.7質量%であった。
(製造例4)ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−4)の調製
反応終了後の減圧乾燥時間を2時間から2時間30分に変更した(30分間延長した)以外は製造例1と同様にして、ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−4)を調製した。
得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−4)中の、アルコール含有量は0.5質量%であった。
(製造例5)ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−5)の調製
反応終了後の減圧乾燥時間を2時間から1時間35分に変更した(25分間短縮した)以外は製造例1と同様にして、ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−5)を調製した。
得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−5)中の、アルコール含有量は2.8質量%であった。
(製造例6)ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−6)の調製
反応終了後の減圧乾燥時間を2時間から2時間45分に変更した(45分間延長)とした以外は製造例1と同様にして、ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−6)を調製した。
得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−6)中の、アルコール含有量は0.3質量%であった。
(製造例7)ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−7)の調製
反応終了後の減圧乾燥時間を2時間から1時間40分に変更した(20分間短縮した)以外は製造例1と同様にして、ジエトキシマグネシウム湿潤体(M−7)を調製した。
なお、得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−7)中の、アルコール含有量は1.6質量%であった。
ここで、ジアルコキシマグネシウム湿潤体中のアルコール含有量は、以下のようにして測定した。
<ジアルコキシマグネシウム湿潤体中のアルコール含有量測定法>
予め窒素置換し、空質量を測定済みの100mlナス型フラスコに、ジアルコキシマグネシウム湿潤体を窒素雰囲気下で5〜10g分取し、秤量値M(g)を記録した。
次いで、真空ポンプ((株)アルバック製、型番G−100D)を用い、常温で1時間の減圧乾燥を行った後、更に50℃まで昇温し、50℃、2時間の減圧乾燥を行なった。その後、ナス型フラスコ内部を窒素ガスで常温に戻してから秤量し、得られた減圧乾燥物の秤量値N(g)を記録し、下記式により、ジアルコキシマグネシウム湿潤体中のアルコール含有量を算出した。
ジアルコキシマグネシウム湿潤体中のアルコール含有量(質量%)=〔{M(g)−N(g)}/M(g)〕×100
(実施例1)
(1)固体触媒成分の調製
窒素ガスで十分に置換され、攪拌機を具備した容量500mlの丸底フラスコに四塩化チタン70ml、トルエン50mlを装入して混合溶液を形成し、液温を−10℃に保持した。次いで、窒素ガスで十分に置換され、攪拌機を具備した容量200mlの丸底フラスコに、製造例1で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−1)(平均粒径51μm、比表面積24m/g、嵩密度0.32g/ml)20g およびトルエン70mlを装入して懸濁液を形成し、さらにフタル酸ジ−n−ブチル26.3ミリモル(7.0ml)を添加した。
この懸濁液を、予め液温−10℃に保持しておいた前記の混合溶液中に全量添加した後、フラスコ内温を−10℃に1時間保持した。その後、フラスコ内温を−10℃から0℃まで30分かけて昇温し、0℃において1時間保持、更に110℃まで90分かけて昇温し、110℃において3時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、得られた固体生成物を100℃のトルエン167mlで4回洗浄した。その後、新たに常温のトルエン123ml、四塩化チタン20mlを添加し110℃まで昇温し、2時間攪拌しながら反応させ、反応終了後、上澄みを除去した後、40℃のn−ヘプタン125mlで8回洗浄することにより、目的とする固体触媒成分を得た。
この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は2.8質量%、マグネシウム原子の含有率は18.5質量%、ハロゲン原子の含有率は62.0質量%、内部電子供与体の合計含有率は13.2質量%であった。
(2)オレフィン類重合用触媒1aの調製
窒素ガスで完全に置換された内容積2.0リットルの撹拌機付オートクレーブに、トリエチルアルミニウム1.32ミリモル、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.13ミリモルおよび上記(1)で得た固体触媒成分をチタン原子換算で0.0026ミリモル装入し、オレフィン類重合用触媒1aを調製した。
(3)プロピレン単独重合
上記(2)で調製したオレフィン類重合用触媒1aを含む攪拌機付オートクレーブに対し、水素ガス2.0リットルと液化プロピレン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時間重合反応を行うことにより、重合体(ポリプロピレン)を製造した。
得られた重合体において、以下の方法により、固体触媒成分1g当たりの重合活性、得られた重合体のキシレン可溶分(XS)、得られた重合体のMFR(MFR)、平均粒径、微粉量、粗粉量、粒度分布指数(SPAN)、嵩密度を測定した。結果を表1に示す。
<固体触媒成分1g当たりの重合活性>
固体触媒成分1g当たりの重合活性は、下記計算式により求めた。
重合活性(g−pp/g−触媒)=得られた重合体の質量(g)/オレフィン類重合用触媒に含まれる固体触媒成分の質量(g)
<重合体のキシレン可溶分(XS:質量%)>
攪拌装置を具備したフラスコ内に、4.0gの重合体と、200mlのp−キシレンを装入し、外部温度をキシレンの沸点以上(約150℃)とすることにより、フラスコ内部のp−キシレンの温度を沸点下(137〜138℃)に維持しつつ、2時間かけて重合体を溶解した。その後23℃まで冷却し、不溶解成分と溶解成分とを濾過分別した。上記溶解成分の溶液を採取し、加熱減圧乾燥によりp−キシレンを留去して得た残留物をキシレン可溶分(XS)とし、その質量から、重合体(ポリプロピレン)に対する相対値(質量%)を求めた。
<重合体のメルトフローレート(MFR)>
重合体の溶融流れ性を示すメルトフローレート(MFR)は、ASTM D 1238、JIS K 7210に準じて測定した。
<重合体の粒度分布、微粉量、粗粉量、平均粒径および粒度分布指数>
デジタル画像解析式粒子径分布測定装置(カムサイザー、(株)堀場製作所製)を用い、下記の測定条件において重合体の体積基準積算粒度分布の自動測定を行ない、粒径75μm未満の微粉量(質量(wt)%)、粒径2800μmを超える粗粉量(質量(wt)%)および粒度分布指数(SPAN)の測定値を得た。
(測定条件)
ファネル位置 :6mm
カメラのカバーエリア :ベーシックカメラ3%未満、ズームカメラ10%未満
目標カバーエリア :0.5%
フィーダ幅 :40mm
フィーダコントロールレベル:57、40秒
測定開始レベル :47
最大コントロールレベル :80
コントロールの基準 :20
画像レート :50%(1:2)
粒子径定義 :粒子1粒ごとにn回測定したマーチン径の最小値
SPHT(球形性)フィッティング:1
クラス上限値 :対数目盛とし32μm〜4000μmの範囲で50点を選択
なお、粒度分布指数(SPAN)は、以下の算出式により算出した。
粒度分布指数(SPAN)=(体積基準積算粒度で90%の粒径−体積基準積算粒度で10%の粒径)/体積基準積算粒度で50%の粒径
<嵩密度(BD)>
重合体の嵩密度(BD)は、JIS K6721に従って測定した。
(4)オレフィン類重合用触媒(エチレン−プロピレン共重合触媒)1bの調製
窒素ガスで完全に置換された内容積2.0リットルの撹拌機付オートクレーブに、トリエチルアルミニウム2.4ミリモル、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.24ミリモルおよび上記(1)で得た固体触媒成分をチタン原子換算で0.003ミリモル装入し、オレフィン類重合用触媒(エチレン−プロピレン共重合触媒)1bを調製した。
(5)エチレン−プロピレン共重合体の製造
上記(4)で調製したオレフィン類重合用触媒1bを含む攪拌機付オートクレーブに対し、液化プロピレン15モルと水素ガス0.20MPa(分圧)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75分間、1段目のホモポリプレン(ホモPP)重合反応を行なった後、常圧に戻し、次いでリアクター内を窒素置換してからオートクレーブの計量を行ない、オートクレーブの風袋質量を差し引いてホモ段(1段目)の重合活性を算出した。
尚、MFRおよび、重合性能及びポリマー物性の評価用として、生成した一部のポリマーを分取した。
次に、エチレン/プロピレン/水素を、それぞれモル比が1.0/1.0/0.043となるようリアクター内に投入した後、70℃まで昇温し、エチレン/プロピレン/水素を、それぞれリットル/分が2/2/0.086の割合となるように導入しつつ、1.2MPa、70℃、1時間の条件で反応させることにより、エチレン−プロピレン共重合を得た。
得られたエチレン−プロピレン共重合体において、共重合(ICP)活性(g−ICP/(g−cat・時間))、ブロック率(質量%)、VOC含有量を以下の方法により測定した。結果を表2に示す。
<エチレン・プロピレンブロック共重合活性(g−ICP/(g−cat・時間))>
エチレン・プロピレンブロック共重合体形成時における共重合(ICP)活性および得られた共重合体のブロック率は、以下の式により算出した。
共重合(ICP)活性(g−ICP/(g−cat・時間))=((I(g)−G(g))/オレフィン類重合用触媒に含まれる固体触媒成分の質量(g))/1.0(時間)
ここで、Iは共重合反応終了後のオートクレーブ質量(g)、GはホモPP重合終了後、未反応モノマーを除去した後のオートクレーブ質量(g)である。
<ブロック率(質量%)>
ブロック率(質量%)={(I(g)−G(g))/(I(g)−F(g))}×100
ここで、Iは共重合反応終了後のオートクレーブ質量(g)、GはホモPP重合終了後、未反応モノマーを除去した後のオートクレーブ質量(g)、Fはオートクレーブ質量(g)である。
<VOC含有量の測定>
上記共重合反応により得られた共重合体を、室温で12時間風乾した後に200g分取し、内容積2リットルのオートクレーブに挿入して、真空ポンプ((株)アルバック製、型番G−100D、到達真空度10−3Torr)により70℃、2時間の減圧乾燥を行なった。次いで、オートクレーブ内をプロピレンガスで0.5MPaに加圧し、0.1MPaまで減圧する操作を合計3回繰り返し行なった後、オートクレーブ内をプロピレンガスで0.8MPaまで加圧し、70℃に昇温して1時間保持した。その後、オートクレーブ内のガス成分を系外に放出し、3分間で大気圧まで減圧した後、5分以内に重合体をフラスコに全量回収し、VOC成分が残留した状態にある重合体の質量P(g)を測定した。
上記のフラスコを70℃に加温しながら、ロータリーエバポレーターを用いて乾燥を行い、3時間毎にフラスコ質量を測定し、フラスコ質量が恒量に到達した時点で、完全にVOC成分を除去した重合体の質量S(g)を記録した。
重合体1gあたりのVOC含有量は、以下の式により算出した。
重合体1gあたりのVOC含有量(ppm)=〔{P(g)−S(g)}/200(g)〕×1000000
(実施例2)
実施例1の「(1)固体触媒成分の調製」において、フタル酸ジ−n−ブチルの代わりに、フタル酸ジ−n−プロピル26.3ミリモル(6.1ml)を用いた以外は、実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は2.7質量%、マグネシウム原子の含有率は18.9質量%、ハロゲン原子の含有率は63.0質量%、内部電子供与体の含有率は合計12.0質量%であった。
上記固体触媒成分を用いる以外は実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(実施例3)
製造例1で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−1)20gの代わりに、製造例2で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−2)20gを用いた以外は、実施例2と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は3.1質量%、マグネシウム原子の含有率は18.7質量%、ハロゲン原子の含有率は62.7質量%、内部電子供与体の合計含有率は12.2質量%であった。
上記固体触媒成分を用いて実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(実施例4)
製造例1で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−1)20gの代わりに、製造例3で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−3)20gを用いた以外は、実施例2と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は2.9質量%、マグネシウム原子の含有率は18.8質量%、ハロゲン原子の含有率は62.6質量%、内部電子供与体の合計含有率は12.6質量%であった。
上記固体触媒成分を用いて実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(実施例5)
実施例1の「(1)固体触媒成分の調製」において、フタル酸ジ−n−ブチル7.0mlの代わりに、フタル酸ジエチル5.4mlを用いた以外は、実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は3.0質量%、マグネシウム原子の含有率は18.6質量%、ハロゲン原子の含有率は62.8質量%、内部電子供与体の合計含有率は13.4質量%であった。
上記固体触媒成分を用いて実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(実施例6)
実施例1の「(1)固体触媒成分の調製」において、フタル酸ジ−n−ブチル7.0mlの代わりに、ジイソブチルマロン酸ジメチル6.4mlを用いた以外は実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は3.2質量%、マグネシウム原子の含有率は17.9質量%、ハロゲン原子の含有率は63.0質量%、内部電子供与体の合計含有率は14.6質量%であった。
上記固体触媒成分を用いて実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(実施例7)
実施例1の「(1)固体触媒成分の調製」において、フタル酸ジ−n−ブチル7.0mlの代わりに、ジイソブチルマロン酸ジエチル7.5mlを用いた以外は実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は3.3質量%、マグネシウム原子の含有率は17.8質量%、ハロゲン原子の含有率は63.2質量%、内部電子供与体の合計含有率は14.4質量%であった。
上記固体触媒成分を用いて実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(実施例8)
実施例1の「(1)固体触媒成分の調製」において、フタル酸ジ−n−ブチル7.0mlの代わりに、フタル酸ジイソブチル7.1mlを用いた以外は実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は3.0質量%、マグネシウム原子の含有率は18.5質量%、ハロゲン原子の含有率は62.2質量%、内部電子供与体の合計含有率は12.8質量%であった。
上記固体触媒成分を用いて実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(比較例1)
実施例1の「(1)固体触媒成分の調製」において、製造例1で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−1)20gの代わりに、製造例4で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−4)20gを用いた以外は、実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は2.8質量%、マグネシウム原子の含有率は18.8質量%、ハロゲン原子の含有率は62.9質量%、内部電子供与体の合計含有率は12.3質量%であった。
上記固体触媒成分を用いて実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造して各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(比較例2)
実施例1の「(1)固体触媒成分の調製」において、製造例1で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−1)20gの代わりに、製造例5で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−5)20gを用いた以外は、実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は3.8質量%、マグネシウム原子の含有率は18.3質量%、ハロゲン原子の含有率は63.6質量%、内部電子供与体の合計含有率は11.6質量%であった。
上記固体触媒成分を用いて実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造したが、得られた重合体は何れも塊状の凝集体となっており、粒度分布、VOC含有量および嵩密度の測定を行うことができなかった。結果を表1および表2に示す。
(比較例3)
実施例1の「(1)固体触媒成分の調製」において、製造例1で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−1)20gの代わりに、製造例6で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−6)20gを用いた以外は、実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は2.7質量%、マグネシウム原子の含有率は18.9質量%、ハロゲン原子の含有率は63.0質量%、内部電子供与体の合計含有率は12.2質量%であった。
上記固体触媒成分を用いて実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(比較例4)
実施例1の「(1)固体触媒成分の調製」において、製造例1で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−1)20gの代わりに、製造例7で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−7)を用いた以外は、実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は3.3質量%、マグネシウム原子の含有率は19.0質量%、ハロゲン原子の含有率は63.1質量%、内部電子供与体の合計含有率は12.3質量%であった。
上記固体触媒成分を用い、実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(比較例5)
実施例1の「(1)固体触媒成分の調製」において、製造例1で得られたジエトキシマグネシウム湿潤体(M−1)20gの代わりに、製造例3において減圧乾燥時間を4時間に変更して調整した、アルコール含有量が0質量%であるジエトキシマグネシウム20gを、エタノールを添加することなくそのまま用いた以外は、実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分において、チタン原子の含有率は2.8質量%、マグネシウム原子の含有率は18.8質量%、ハロゲン原子の含有率は62.9質量%、内部電子供与体の合計含有率は12.3質量%であった。
上記固体触媒成分を用いて実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造して各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(実施例9)
実施例2で得られた固体触媒成分を用い、さらに実施例1の「(2)オレフィン類重合用触媒の調製」において、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.13ミリモルをジエチルアミノトリエトキシシラン0.13ミリモルに変更し、実施例1の「(4)エチレン−プロピレン共重合触媒の調製」において、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.24ミリモルをジエチルアミノトリエトキシシラン0.24ミリモルに変更した以外は、実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(実施例10)
実施例2で得られた固体触媒成分を用い、さらに実施例1の「(2)オレフィン類重合用触媒の調製」において、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.13ミリモルをジシクロペンチルビス(エチルアミノ)シラン0.26ミリモルに変更し、実施例1の「(4)エチレン−プロピレン共重合触媒の調製」において、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.24ミリモルをジシクロペンチルビス(エチルアミノ)シラン0.24ミリモルに変更した以外は、実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
(実施例11)
実施例2で得られた固体触媒成分を用い、さらに実施例1の「(2)オレフィン類重合用触媒の調製」において、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.13ミリモルを2−イソプロピル−2−イソブチル−1,3−ジメトキシプロパン0.13ミリモルに変更し、実施例1の「(4)エチレン−プロピレン共重合触媒の調製」において、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.24ミリモルを2−イソプロピル−2−イソブチル−1,3−ジメトキシプロパン0.24ミリモルに変更した以外は、実施例1と同様にして重合用触媒を2種類調製し、実施例1と同様にして、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン共重合体をそれぞれ製造し、各種物性を測定した。結果を表1および表2に示す。
Figure 0006067299
Figure 0006067299
表1および表2の結果から、実施例1〜実施例11で得られた固体触媒成分は、0.7〜1.5質量%のアルコールを含有するジアルコキシマグネシウム湿潤体を、不活性有機溶媒に懸濁して調製されてなるものであることから、オレフィン類重合用触媒に用いたときに、高い重合活性の下でオレフィン類を共重合させることができ、微粉含有量、粗粉含有量および揮発性有機成分(VOC)含有量が低減されたオレフィン類重合体を高収率で得ることができるものであることが分かる。
これに対して、表1および表2に示すように、比較例2および比較例4で得られた固体触媒成分は、ジアルコキシマグネシウム湿潤体中のアルコール量が2.8質量%および1.6質量%と多いことから、比較例2においては、重合活性(ホモ活性およびICP活性)が低く、MFRおよびXSが高く、粒度分布、嵩密度およびVOC含有量の測定を行うことができない塊状の重合体しか得られず、比較例4においては、微粉および粗粉の含有割合が高く、SPANの大きな重合体しか得られないことが分かる。
また、表1および表2に示すように、比較例1、比較例3および比較例5で得られた固体触媒成分は、ジアルコキシマグネシウム湿潤体中のアルコール量が0.5質量%、0.3質量%および0質量%と少ないことから、得られる重合体のVOC含有量が高くなることが分かる。
本発明によれば、オレフィン類重合用触媒に用いたときに、高い重合活性の下でオレフィン類を重合させることができ、微粉含有量、粗粉含有量および揮発性有機成分(VOC)含有量が低減されたオレフィン類重合体を高収率で得ることのできるオレフィン類重合用固体触媒成分を提供することができるとともに、該固体触媒成分を用いたオレフィン類重合用触媒およびオレフィン類重合体の製造方法を提供することができる。

Claims (8)

  1. ジアルコキシマグネシウム(a)とアルコール(b)とを含み該アルコール(b)の含有量が0.7〜1.5質量%であるジアルコキシマグネシウム湿潤体不活性有機溶媒懸液、内部電子供与体(c)およびハロゲン化チタン化合物(d)接触反応物からなることを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分。
  2. 前記アルコール(b)が、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソプロパノール、イソブタノールおよびt−ブタノールから選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分。
  3. (α)請求項1または請求項2に記載の固体触媒成分と、
    (β)下記一般式(I)
    AlQ3−p (I)
    (式中、Rは、炭素数1〜6のヒドロカルビル基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、Qは水素原子、炭素数1〜6のヒドロカルビルオキシ基、あるいはハロゲン原子を示し、Qが複数存在する場合、各Qは同一であっても異なっていてもよく、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と、
    (γ)外部電子供与性化合物と
    を含有することを特徴とするオレフィン類重合用触媒。
  4. 前記(γ)外部電子供与性化合物が、
    下記一般式(II)
    Si(OR4−q (II)
    (式中、Rは炭素数1〜12のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基若しくはシクロアルケニル基、炭素数6〜15の芳香族炭化水素基または炭素数6〜15の置換基を有する芳香族炭化水素基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、Rは炭素数1〜4のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、または置換基を有する炭素数7〜12の芳香族炭化水素基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、qは0≦q≦3の整数である。)で表される有機ケイ素化合物
    および下記一般式(III)
    (RN)SiR 4−s (III)
    (式中、RおよびRは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜20のアルケニル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基若しくはシクロアルケニル基、または炭素数6〜20のアリール基を示し、RN基を構成するRおよびRは互いに同一であっても異なっていてもよく、また互いに結合して環を形成していてもよい。RN基が複数存在する場合、各RN基は互いに同一であっても異なっていてもよい。Rは炭素数1〜20のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、ビニルオキシ基、炭素数3〜20のアルケニルオキシ基、炭素数3〜20のシクロアルキル基若しくはシクロアルキルオキシ基または炭素数6〜20のアリール基若しくはアリールオキシ基を示し、Rが複数存在する場合、各Rは同一であっても異なっていてもよい。sは1〜3の整数である。)
    で表されるアミノシラン化合物
    から選ばれる一種以上である請求項3に記載のオレフィン類重合用触媒。
  5. 前記(γ)外部電子供与性化合物が、フェニルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、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、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジイソペンチルジメトキシシラン、ジフェニ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、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、t−ブチルメチルビス(エチルアミノ)シラン、ジシクロヘキシルビス(エチルアミノ)シラン、ジシクロペンチルビス(エチルアミノ)シラン、ビス(パーヒドロイソキノリノ)ジメトキシシラン、ジエチルアミノトリメトキシシランまたはジエチルアミノトリエトキシシランである請求項4に記載のオレフィン類重合用触媒。
  6. 前記(γ)外部電子供与性化合物が、下記一般式(IV)
    OCHCRCHOR10 (IV)
    (式中、RおよびRは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基若しくはシクロアルケニル基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基若しくはハロゲン置換芳香族炭化水素基、置換基を有する炭素数7〜12の芳香族炭化水素基、炭素数1〜12のアルキルアミノ基または炭素数2〜12のジアルキルアミノ基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。RおよびR10は、炭素数1〜12のアルキル基、ビニル基、炭素数3〜12のアルケニル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基若しくはハロゲン置換芳香族炭化水素基または置換基を有する炭素数7〜12の芳香族炭化水素基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。)
    で表されるジエーテル化合物から選ばれる一種以上である請求項3に記載のオレフィン類重合用触媒。
  7. 前記ジエーテル化合物が、2−イソプロピル−2−イソブチル−1,3−ジメトキシプロパンまたは9,9−ビス(メトキシメチル)フルオレンである請求項6に記載のオレフィン類重合用触媒。
  8. 請求項3〜請求項7のいずれかに記載のオレフィン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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