JP6166277B2 - 触媒組成物およびその調製方法 - Google Patents
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Description
R1は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基であり、
R2およびR3は、同じかまたは異なり、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基から選択され、
R4は、水素または少なくとも1つの活性水素を有する官能基であり、
R5は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基であり、
R6は、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基である、触媒組成物を使用することによって行われるであろうことを発見した。
Mは、ランタニド系元素および元素の周期表の3、4、5または6族からなる群より選択される遷移金属であり、Mは、Ti、ZrおよびHfからなる群より選択されることが好ましく、Zrが最も好ましい;
Qは、Mに対する陰イオン配位子である;
kは、陰イオン配位子Qの数を表し、Mの価数から2を引いて、陰イオン配位子Qの価数で割ったものと等しい;
Rは、アルキルなどの炭化水素架橋基であり、Rは、インデニル基の2位に結合したsp2−混成軌道にある炭素原子少なくとも1つを含有することが好ましい;
ZおよびXは置換基である。
Mは、ランタニド系元素および元素の周期表の3、4、5または6族からなる群より選択される遷移金属であり、Mは、Ti、ZrおよびHfからなる群より選択されることが好ましく、Zrが最も好ましい;
Qは、Mに対する陰イオン配位子である;
kは、陰イオン配位子Qの数を表し、Mの価数から2を引いて、陰イオン配位子Qの価数で割ったものと等しい;
Rは、アルキルなどの炭化水素架橋基であり、Rは、インデニル基の2位に結合したsp2−混成軌道にある炭素原子少なくとも1つを含有することが好ましい;
ZおよびXは置換基である。
R1は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基であり、
R2およびR3は、同じかまたは異なり、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基から選択され、
R4は、水素または少なくとも1つの活性水素を有する官能基であり、
R5は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基であり、
R6は、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基であり、
前記触媒組成物が、
a)一般式(1)
b)シングルサイト触媒成分に触媒活性化剤を添加することによって、シングルサイト触媒成分を活性化させて、活性化シングルサイト触媒成分を得る工程、
c)溶媒中において、担体材料、工程b)において得られた活性化シングルサイト触媒成分、および工程a)において得られた改質剤を組み合わせる工程、および
d)工程c)において得られた反応生成物を必要に応じて乾燥させる工程、
を含む方法によって調製されるものである、触媒組成物に関することが好ましい。
b)好ましくはトルエンまたはキシレンなどの有機溶媒中において、シングルサイト触媒成分に触媒活性化剤を添加することによって、シングルサイト触媒成分を活性化させて、活性化シングルサイト触媒成分を得る工程、
c)溶媒中において、担体材料、工程b)において得られた活性化シングルサイト触媒成分、および工程a)において得られた改質剤を組み合わせる工程、および
d)工程c)において得られた反応生成物を必要に応じて乾燥させる工程、
を含む方法であって、式中、
R1は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基であり、
R2およびR3は、同じかまたは異なり、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基から選択され、
R4は、水素または少なくとも1つの活性水素を有する官能基であり、
R5は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基であり、
R6は、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基である、方法によって調製してもよい。
・ 元素の周期表のIIAまたはIIIA族からの金属の、少なくとも1種類のアルキル金属またはアルキル金属水素化物、および
・ 一般式RmXR’nの少なくとも1種類の化合物、
を反応させることによって、反応器に導入する前に、別個に調製され、式中、
・ Rは、1から50、好ましくは10〜40の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基であり、
・ R’は、水素、または少なくとも1つの活性水素を有する官能基、例えば、OH基であり、
・ Xは、O、N、PまたはSの基から選択されるヘテロ原子であり、
・ nおよびmの各々は、少なくとも1であり、前記式が正味荷電を持たないようなものであり、
・ アルキル金属化合物の金属対Xのモル比が、約2:1から約10:1である。
R1、R2、R3、R4、R5およびR6がここに定義されたものであり、
・ R1は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基であり、
・ R2およびR3は、同じかまたは異なり、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基から選択され、
・ R4は、水素または少なくとも1つの活性水素を有する官能基であり、
・ R5は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基であり、
・ R6は、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基である。
i)エチレンおよび必要に応じての3から10の炭素原子を有する1種類以上のアルファオレフィンを反応器に加える工程、および
ii)本発明の触媒組成物を反応器に加えて、ポリエチレンを製造する工程、
を含むプロセスに関する。
i)エチレンおよび3から10の炭素原子を有する1種類以上のアルファオレフィンを反応器に加える工程、および
ii)本発明の触媒組成物を反応器に加えて、直鎖低密度ポリエチレンを製造する工程、
を含むプロセスに関することが好ましい。
i)エチレンおよび必要に応じての3から10の炭素原子を有する1種類以上のアルファオレフィンを反応器に加える工程、および
ii)本発明の触媒組成物を反応器に加えて、ポリエチレン、好ましくは直鎖低密度ポリエチレンを製造する工程、
を含み、アミン化合物、例えば、式(1)のアミン化合物の、アルミニウム化合物、例えば、式(2)のアルミニウム化合物との反応生成物が、別個の成分として反応器に加えられないプロセスに関する。
i)エチレンおよび3から10の炭素原子を有する1種類以上のアルファオレフィンを反応器に加える工程、および
ii)本発明の触媒組成物を反応器に加えて、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)を製造する工程、
を含む、反応器内における、エチレンおよび3から10の炭素原子を有する1種類以上のアルファオレフィンの重合によって得られたまたは得られる、直鎖低密度ポリエチレンにも関する。
i)エチレンおよび3から10の炭素原子を有する1種類以上のアルファオレフィンを反応器に加える工程、および
ii)本発明の触媒組成物を反応器、好ましくは気相反応器に加えて、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)を製造する工程、
を含む、反応器内における、エチレンおよび3から10の炭素原子を有する1種類以上のアルファオレフィンの重合によって製造された直鎖低密度ポリエチレンであって、
オレフィンの重合のための触媒組成物が、シングルサイト触媒成分、好ましくはメタロセン触媒、触媒活性化剤、好ましくはアルミノキサンおよび改質剤を含有する担体を含み、この改質剤が、一般式(1)
R1は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基であり、
R2およびR3は、同じかまたは異なり、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基から選択され、
R4は、水素または少なくとも1つの活性水素を有する官能基であり、
R5は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基であり、
R6は、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基であり、前記触媒組成物が、
a)一般式(1)
b)シングルサイト触媒成分に触媒活性化剤を添加することによって、シングルサイト触媒成分を活性化させて、活性化シングルサイト触媒成分を得る工程、
c)溶媒中において、担体材料、工程b)において得られた活性化シングルサイト触媒成分、および工程a)において得られた改質剤を組み合わせる工程、および
d)工程c)において得られた反応生成物を必要に応じて乾燥させる工程、
を含む方法によって調製されるものである、直鎖低密度ポリエチレンに関する。
・ ISO1872−2を使用して決定された、約900kg/m3から約940kg/m3未満の範囲の密度を有し、
・ 2.5から3.5の範囲にある分子量分布(Mw/Mn)を有し、
・ 1,2−ジクロロベンゼンおよび1℃/分の加熱速度を使用した分析的昇温溶出分別分析(analytical temperature rising elution fractionation analysis)を使用して決定した、20から40℃の温度範囲、例えば、25から35℃の温度範囲におけるピークの下の面積であって、分析的昇温溶出分別分析により決定した全てのピークの下の面積の合計の5から20%の範囲にある面積を有する、
直鎖低密度ポリエチレンに関する。
・ ISO1872−2を使用して決定された、約900kg/m3から約940kg/m3未満の範囲の密度を有し、
・ 2.5から3.5の範囲にある分子量分布(Mw/Mn)を有し、
・ 1,2−ジクロロベンゼンおよび1℃/分の加熱速度を使用した分析的昇温溶出分別分析を使用して決定した、20から40℃の温度範囲、例えば、25から35℃の温度範囲におけるピークの下の面積であって、分析的昇温溶出分別分析により決定した全てのピークの下の面積の合計の5から20%の範囲にある面積を有する、
直鎖低密度ポリエチレンであって、その直鎖低密度ポリエチレンは、例えば、
i)エチレンおよび3から10の炭素原子を有するアルファオレフィンを反応器に加える工程、および
ii)本発明の触媒組成物を反応器、好ましくは気相反応器に加えて、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)を製造する工程、
を含む、反応器内における、エチレンおよび3から10の炭素原子を有するアルファオレフィンの重合による、本発明のプロセスにより製造され、
オレフィンの重合のための触媒組成物が、シングルサイト触媒成分、好ましくはメタロセン触媒、触媒活性化剤、好ましくはアルミノキサンおよび改質剤を含有する担体を含み、この改質剤が、一般式(1)
R1は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基であり、
R2およびR3は、同じかまたは異なり、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖または直鎖の、置換または未置換炭化水素基から選択され、
R4は、水素または少なくとも1つの活性水素を有する官能基であり、
R5は、水素、もしくは1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基であり、
R6は、1〜30の炭素原子を有する、分岐鎖、直鎖または環状の、置換または未置換炭化水素基であり、前記触媒組成物が、
a)一般式(1)
b)シングルサイト触媒成分に触媒活性化剤を添加することによって、シングルサイト触媒成分を活性化させて、活性化シングルサイト触媒成分を得る工程、
c)溶媒中において、担体材料、工程b)において得られた活性化シングルサイト触媒成分、および工程a)において得られた改質剤を組み合わせる工程、および
d)工程c)において得られた反応生成物を必要に応じて乾燥させる工程、
を含む方法によって調製されるものである、直鎖低密度ポリエチレンに関する。
・ 本発明のポリオレフィンを随意的な添加剤と溶融混合する、
工程を含むプロセスにも関する。
全ての材料は、シュレンク技法または窒素充填グローブボックスのいずれかを使用して、窒素雰囲気内で取り扱った。窒素とイソペンタンは、植物源から供給され、必要ならば、分子篩の追加の床に通して乾燥させた。全ての他の溶媒は、最初に、分子篩上で、および必要に応じて、ナトリウム/カリウムアマルガム上で乾燥させた。触媒は、撹拌しながら、シリコン油浴内において0.5℃以内に制御された温度を使用して調製した。ほとんどの試薬は、製造業者または供給業者から受け取ったまま使用した。
本発明によるいくつかの改質剤は、下記の表1に示されたように調製した。
実施例2〜4において、いくつかの触媒組成物を試験した。
実施例5は、実施例2〜4と似ている。
表4の実施例2〜4の担持触媒を、45cmの内径および140cmの反応ゾーン高さを有する直列式気相流動床反応器内で試験した。反応ゾーン内のポリマー粒子の床は、流動化媒質並びに反応ゾーン内で生じた発熱を吸収するための熱放散剤として働く再循環流によって、流動状態に維持される。反応は、約87℃の定温および約21.7バール(2.17MPa)の定圧に維持した。重合の原材料として、エチレンとヘキセンを使用した。これらの材料が補給流を形成する。連続性支援剤(CAA)を、イソペンタン担体溶媒中の2質量%の溶液として、補給流と混合した。触媒組成物は、触媒成分として、ビフェニル(2−インデニル)2ZrCl2を含有した。
室温で、0.595kgのビフェニル(2−インデニル)2ZrCl2を36.968kgの30%のメチルアルミノキサン溶液(Al含有量13.58質量%)に加え、30分間に亘り撹拌して、活性化メタロセンを形成した。約172kgの乾燥トルエンを43kgのシリカ955に加えて、シリカスラリーを形成した。約30℃で、活性化メタロセンを、撹拌しながらシリカスラリーに加えた。活性化メタロセンを添加した後、温度を50℃に上昇させた。50℃での2時間後、改質剤Fの全て(表5)を加えた。添加後、混合物を1時間に亘り50℃に維持した。次いで、反応温度を30℃に低下させた。トルエンを濾過により除去し、得られた触媒組成物を、温度を55℃に上昇させ、暖かい窒素流を使用することによって、乾燥させた。
触媒組成物をエチレンスラリー重合プロセスにおいて試験した。反応後、反応器をファウリングおよび/またはシーティングについて検査し、ファウリング/シーティングは観察されなかった。
また、調製されたポリマーの性質を、ここに示した方法を使用して試験した。
比較例A:サウジ・ベーシック・インダストリーズ社(Saudi Basic Industries Corporation)からのLLDPE 6118NE
比較例B:エクソン・モービル社(Exxon Mobile)からのLLDPE Exceed(登録商標)1018CA(ロット番号:M07120316C(米国))
比較例C:イネオス(Ineos)社のポリオレフィンからのLLDPE Eltex(登録商標)PF6212LA
実施例11:実施例10において製造されたLLDPE;本発明による例。
使用した装置は、Polymer Char Crystaf−TRFE300であった。
安定化剤:1g/LのTopanol+1g/LのIfgafos 168
サンプル:20mL中約70mg
ポンプ流量:0.50mL/分
Polymer Char Crystaf−TRFE300からのソフトウェアを使用してスペクトルを生成した。
フイルムの調製
実施例10において製造したLLDPEを二軸スクリュー押出機内で適切な添加剤と溶融混合して、LLDPEペレットを製造した。LLDPE粉末が非常に良好な加工性を有することが分かった。
Claims (15)
- ・ ISO1872−2を使用して決定された、約900kg/m3から約940kg/m3未満の範囲の密度を有し、
・ 2.5から3.5の範囲にある分子量分布(Mw/Mn)を有し、および
・ 1,2−ジクロロベンゼンおよび1℃/分の加熱速度を使用した分析的昇温溶出画分分析を使用して決定した、20から40℃の温度範囲におけるピークの下の面積であって、分析的昇温溶出画分分析により決定した全てのピークの下の面積の合計の5から20%の範囲にある面積を有する、
直鎖低密度ポリエチレン。 - 13C NMRを使用して決定された1000の炭素原子当たりの総CH3が、少なくとも15であり、かつ多くとも18である、請求項1記載の直鎖低密度ポリエチレン。
- 長鎖分岐鎖を実質的に含まない、請求項1または2記載の直鎖低密度ポリエチレン。
- 0.5から100dg/分の範囲にある、ASTM D−1238−10、条件E(190℃、2.16kg)を使用して決定されたメルトフローレートを有する、請求項1から3いずれか1項記載の直鎖低密度ポリエチレン。
- 10から100dg/分の範囲にある、ASTM D−1238−10、条件F(190℃、21.6kg)を使用して決定された高荷重メルトインデックスを有する、請求項1から4いずれか1項記載の直鎖低密度ポリエチレン。
- 5質量%未満の、ASTM D5227−01(2008)を使用して測定したヘキサン中の溶解度を有する、請求項1から5いずれか1項記載の直鎖低密度ポリエチレン。
- 10mgのサンプルについて10℃/分の走査速度および第2の加熱サイクルを使用する、ASTM D3418−08による示差走査熱量計を使用して測定した、100から140℃の範囲にある結晶化温度(Tc)を有する、請求項1から6いずれか1項記載の直鎖低密度ポリエチレン。
- 請求項1から7いずれか1項記載の直鎖低密度ポリエチレンを含み、さらに添加剤を含む組成物。
- 請求項1から7いずれか1項記載の直鎖低密度ポリエチレンまたは請求項8記載の組成物を含むフイルム。
- ASTM D−2457−08を使用して測定した45度の光沢度が、少なくとも50である、請求項9記載のフイルム。
- ASTM D−2457−08を使用して測定した60度の光沢度が、少なくとも80である、請求項9または10記載のフイルム。
- ASTM D−1003−11を使用して測定したヘイズが、10未満である、請求項9から11いずれか1項記載のフイルム。
- 105から140℃の温度範囲において、ASTM F88−06を使用して測定したシール強度が、平均で、少なくとも10N/24mmである、請求項9から12いずれか1項記載のフイルム。
- 105から120℃の温度範囲において、ASTM F1912−98を使用して測定した高温粘着力が、平均で、少なくとも1.5N/15mmである、請求項9から13いずれか1項記載のフイルム。
- 請求項1から7いずれか1項記載の直鎖低密度ポリエチレン、請求項8記載の組成物または請求項9から14いずれか1項記載のフイルムを含む物品。
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