JP6199731B2 - ポリエチレンの製造方法 - Google Patents

ポリエチレンの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6199731B2
JP6199731B2 JP2013269366A JP2013269366A JP6199731B2 JP 6199731 B2 JP6199731 B2 JP 6199731B2 JP 2013269366 A JP2013269366 A JP 2013269366A JP 2013269366 A JP2013269366 A JP 2013269366A JP 6199731 B2 JP6199731 B2 JP 6199731B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
carbon atoms
compound
polymerization
general formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013269366A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015124285A (ja
Inventor
章友 菊地
章友 菊地
渡辺 勝房
勝房 渡辺
賢哉 田中
賢哉 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP2013269366A priority Critical patent/JP6199731B2/ja
Publication of JP2015124285A publication Critical patent/JP2015124285A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6199731B2 publication Critical patent/JP6199731B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

本発明は、ポリエチレンの製造方法に関する。
従来技術において提案された触媒は、反応系に可溶であることが多い。反応系に可溶である触媒を用いて、スラリー重合あるいは気相重合により得られるオレフィン重合体は、粒子形状が不定形で嵩密度が小さく、微粉が多い等、粒子性状が極めて悪い。また、得られるオレフィン重合体の一部が反応器の壁面や撹拌羽根等に付着し、工業的にはこのままでは使用できないという問題がある。そのため、オレフィン重合体の製造プロセスは溶液重合法に限定されるのが通常である。しかしながら、溶液重合法を用いて高分子量の重合体を製造する場合、オレフィン重合体を含む溶液の粘度が著しく高くなり生産性が大幅に低下するという問題があり、コスト的に好ましい方法とはいえない。そのため、従来の触媒を用いて溶液重合法を行なうには、工業的な応用に大きな問題がある。
また、先に述べた不定形ポリマーが周囲のパウダーを取り込みながら大きく成長することにより、塊状のポリマーが生成する。連続系のプロセスの場合、このような塊状のポリマーが発生すると、重合反応器からのポリマーの抜き取り配管が閉塞し、ポリマーの抜き取りが不能となり、連続運転が阻害されてしまう。そのため、生産効率はさらに低くなり、その結果、商業規模の製造の実施は困難である。
このような問題に対し、特許文献1には、スラリー重合あるいは気相重合においても粉体性状に優れた重合体を反応器への付着等を生ずることなく重合できる重合用触媒、及びそれを用いるオレフィンの重合方法が報告されている。また、特許文献2には、メタロセン化合物と助触媒との間のルイス酸−塩基相互作用を利用した、触媒の担体への吸着促進が開示されている。さらに、特許文献3には、イオン性化合物により処理した多孔性担体を使用する触媒調整方法及びポリオレフィンの製造方法が報告されている。
特開2006−273977号公報 特表2007−519781号公報 特表2011−515555号公報 特表2007−524721号公報
特許文献1−3の開示内容は、触媒調整方法の工夫によりポリマー粉体性状の改善や、重合活性の改善等を図るものであるが、実際に重合反応を行なうと粒子の破砕による不定形ポリマーの生成がみられる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ポリエチレンの反応器等への付着、塊状のポリマーの生成を抑制しつつ、粉体性状に優れたポリエチレンを製造できるポリエチレンの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、所定のポリオレフィン重合触媒を用いることにより、上記課題を達成できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下のとおりである。
〔1〕
ポリオレフィン重合触媒を用いて、エチレンを単独重合、又は、エチレン及びオレフィンを共重合させて、ポリエチレンを得る重合工程を有し、
前記ポリオレフィン重合触媒が、シリカ担体[A]と、遷移金属化合物成分[B]と、活性化剤[C]と、液体成分[D]と、を構成成分として有し、
前記シリカ担体[A]が、5μm以上50μm以下の平均粒径D50、00m2/g以上700m2/g以下の比表面積1.5mL/g以上2.0mL/g以下の細孔容積、かつ120Å以上210Å以下の下記式で求められる細孔直径を有し、
細孔直径=細孔容積/比表面積×40000
前記遷移金属化合物成分[B]が、下記一般式(1)で示される遷移金属化合物(B−1)を含み、
活性化剤[C]が、前記遷移金属化合物成分[B]と反応して触媒活性を有する金属錯体を形成する下記一般式(2)で示されるボレート化合物(C−1)を含み、
液体成分[D]が、下記一般式(3)で示される有機マグネシウム化合物[E]とアミン化合物、アルコール化合物、シロキサン化合物から選ばれる化合物[F]とを反応させることによって合成される、
ポリエチレンの製造方法。
(上記一般式(1)中、
1は、チタン、ジルコニウム、及びハフニウムからなる群より選ばれる遷移金属であって、形式酸化数が+2、+3、又は+4である遷移金属を表し、
1は、各々独立して、水素原子、炭素数1以上8以下の炭化水素基、シリル基、ゲルミル基、シアノ基、ハロゲン原子、及びこれらの複合基からなる群より選ばれる、1個以上20個以下の非水素原子を有する置換基を表し、ここで、前記置換基Rが炭素数1以上8以下の炭化水素基、シリル基、又はゲルミル基である場合、2つの隣接する前記置換基R1が互いに結合して2価の基を形成し、これにより前記2つの隣接する置換基R1にそれぞれ結合するシクロペンタジエニル環の2つの炭素原子間の結合と共働して環を形成してもよく、
1は、各々独立して、ハライド、炭素数1以上20以下の炭化水素基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルオキシ基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルアミノ基、シリル基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルアミド基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルフォスフィド基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルスルフィド基、及びこれらの複合基からなる群より選ばれる、1個以上20個以下の非水素原子を有する置換基を表し、ここで、2つの前記置換基X1が共働して炭素数4以上30以下の中性共役ジエン又は2価の基を形成してもよく、
Yは、−O−、−S−、−NR2−、又は−PR2−を表し、ここで、R2は、水素原子、炭素数1以上12以下の炭化水素基、炭素数1以上8以下のヒドロカルビルオキシ基、シリル基、炭素数1以上8以下のハロゲン化アルキル基、炭素数6以上20以下のハロゲン化アリール基、又はこれらの複合基を表し、
Zは、Si(R32、C(R32、Si(R32−Si(R32、C(R3)−C(R32、C(R3)=C(R3)、C(R32−Si(R32、Si(R32−C(R32、又はGe(R32を表し、ここで、R3は、水素原子、炭素数1以上12以下の炭化水素基、炭素数1以上8以下のヒドロカルビルオキシ基、シリル基、炭素数1以上8以下のハロゲン化アルキル基、炭素数6以上20以下のハロゲン化アリール基、又はこれらの複合基を表し、
xは、1、2、又は3である)。
[A−H]+[BQ1 4- (2)
(上記一般式(2)中、
[A−H]+は、1価のプロトン供与性のブレンステッド酸を表し、
Aは、中性のルイス塩基を表し、
[BQ1 4-は、相溶性の非配位性アニオンを表し、
Bは、硼素元素を表し、
1は、炭素数6以上20以下の置換アリール基を表す。)
(M2a(Mg)b(R4c(R5d (3)
(上記一般式(3)中、
2は、周期律表第1族、第2族、第12族、及び第13族に属する金属原子を表し、
4及びR5は、炭素数2以上20以下の炭化水素基を表し、
a、b、c、及びdは、次の関係を満たす実数である。0≦a、0<b、0≦c、0≦d、c+d>0、e×a+2b=c+d(ここで、eはM2の原子価))
〔2〕
前記シリカ担体[A]の平均粒径D50が、9μm以上41μm以下である、前項〔1〕に記載のポリエチレンの製造方法。


本発明によれば、ポリエチレンの反応器等への付着、塊状のポリマーの生成を抑制しつつ、粉体性状に優れたポリエチレンを製造できるポリエチレンの製造方法を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
〔ポリエチレンの製造方法〕
本実施形態のポリエチレンの製造方法は、ポリオレフィン重合触媒を用いて、エチレンを単独重合、又は、エチレン及びオレフィンを共重合させて、ポリエチレンを得る重合工程を有する。
〔ポリオレフィン重合触媒〕
本実施形態で用いるポリオレフィン重合触媒は、シリカ担体[A]と、遷移金属化合物成分[B]と、活性化剤[C]と、液体成分[D]と、を構成成分として有する。このなかで、シリカ担体[A]と、遷移金属化合物成分[B]と、活性化剤[C]と、を構成成分として有する成分をオレフィン重合用固体触媒という。
〔シリカ担体[A]〕
まず、シリカ担体[A]について説明する。シリカ担体[A]は、5μm以上50μm以下の平均粒径D50、300m/g以上700m/g以下の比表面積、かつ1.5mL/g以上2.0mL/g以下の細孔容積を有する。
(平均粒径D50)
シリカ担体[A]の平均粒径D50は、5μm以上50μm以下であり、好ましくは9μm以上41μm以下であり、より好ましくは9μm以上30μm以下である。シリカ担体[A]の平均粒径D50が5μm以上であることにより、シリカ担体[A]の重合器内や配管中への付着をより抑制でき、ポリエチレンの重合がより安定する。また、シリカ担体[A]の平均粒径D50が50μm以下であることにより、除熱不良による塊状ポリマーの生成がより抑制できる。シリカ担体[A]の平均粒径D50は、レーザー式粒度分布測定装置で測定でき、より具体的には、実施例に記載の方法で測定することができる。
(比表面積)
シリカ担体[A]の比表面積は、300m/g以上700m/gであり、好ましくは350m/g以上700m/gであり、より好ましくは500m/g以上700m/gである。シリカ担体[A]の比表面積が300m/g以上であることにより、活性点が分散せず凝集し、除熱不良による塊状ポリマーが生成することをより抑制できる。また、シリカ担体[A]の比表面積が700m/g以下であることにより、シリカ担体[A]の強度低下を抑制でき、破砕されたシリカ担体[A]の重合器内や配管中への付着をより抑制でき、ポリエチレンの重合がより安定する。シリカ担体[A]の比表面積は、B.E.T.(Brunauer−Emmett−Teller)による窒素ガス吸着法で測定でき、より具体的には、実施例に記載の方法で測定することができる。
(細孔容積)
シリカ担体[A]の細孔容積は、1.5mL/g以上2.0mL/g以下であり、好ましくは1.6mL/g以上2.0mL/g以下であり、より好ましくは1.6mL/g以上1.9mL/g以下である。シリカ担体[A]の細孔容積が1.5mL/g以上であることにより、活性点が細孔内に入らずシリカ担体[A]の表面で凝集し、除熱不良により塊状ポリマーが生成することをより抑制できる。また、シリカ担体[A]の細孔容積が2.0mL/g以下であることにより、シリカ担体[A]の強度低下を抑制でき、破砕されたシリカ担体[A]の重合器内や配管中への付着をより抑制でき、ポリエチレンの重合がより安定する。シリカ担体[A]の細孔容積は、B.E.T.(Brunauer−Emmett−Teller)による窒素ガス吸着法で測定でき、より具体的には、実施例に記載の方法で測定することができる。
(細孔直径)
シリカ担体[A]の細孔直径は、好ましくは120Å以上210Å以下であり、より好ましくは120Å以上200Å以下であり、さらに好ましくは130Å以上200Å以下である。シリカ担体[A]の細孔直径が120Å以上であることにより、活性点が細孔内に入らずシリカ担体[A]の表面で凝集し、除熱不良により塊状ポリマーが生成することをより抑制できる傾向にある。また、シリカ担体[A]の細孔直径が210Å以下であることにより、シリカ担体[A]の強度低下を抑制でき、破砕されたシリカ担体[A]の重合器内や配管中への付着をより抑制でき、ポリエチレンの重合がより安定する傾向にある。シリカ担体[A]の細孔直径は、細孔容積及び比表面積に基づいて下記式により求めることができる。
細孔直径=細孔容積/比表面積×40000
シリカ担体[A]は、ルイス酸性化合物を吸着できるものであることが好ましい。ルイス酸性化合物を吸着することが可能なシリカ担体[A]とは、ルイス酸性化合物を用いて処理した際に、物理吸着又は化学吸着によってルイス酸性化合物がシリカ担体[A]表面に吸着されるようなシリカ担体のことである。このようなシリカ担体[A]を用いることにより、触媒調整時の溶媒への分散性がより向上する傾向にある。
なお、本実施形態におけるルイス酸性化合物とは、周期律表第2族〜第13族からなる群に属する金属元素を含む有機金属化合物をいう。ルイス酸性化合物としては、特に限定されないが、例えば、有機アルミニウム化合物又は有機マグネシウム化合物が好ましい。
(有機アルミニウム化合物)
上記の好ましい有機アルミニウム化合物の中でも、下記一般式(4)で表される化合物がより好ましい。
Al(R(X(3−v) (4)
(一般式(4)中、Rは、各々独立して、炭素数1以上12以下の直鎖状、分岐状、もしくは環状のアルキル基、又は炭素数6以上20以下のアリール基を表し、Xは、各々独立して、ハライド、ヒドリド、又は炭素数1以上10以下のアルコキシド基を表し、vは1以上3以下の実数である)。
上記一般式(4)中の基Rとしては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニル基、トリル基が挙げられる。
上記一般式(4)中の基Xとしては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、水素原子、塩素原子が挙げられる。
上記一般式(4)で表される有機アルミニウム化合物としては、特に限定されないが、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム化合物;及びこれらのトリアルキルアルミニウム化合物とアルコールとの反応生成物等が挙げられる。ここで、アルコールとしては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、1−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−オクタノール、1−デカノールが挙げられる。
トリアルキルアルミニウム化合物とアルコールとの反応生成物としては、特に限定されないが、例えば、メトキシジメチルアルミニウム、エトキシジエチルアルミニウム、ブトキシジブチルアルミニウム等が挙げられる。このような反応生成物を製造する場合、トリアルキルアルミニウムのアルコールに対するモル比は、0.3以上20以下が好ましく、0.5以上5以下がより好ましく、0.8以上3以下がさらに好ましい。なお、これらの有機アルミニウム化合物は単独で使用してもよいし、二種類以上の有機アルミニウム化合物を混合して使用してもよい。
(有機マグネシウム化合物)
上記の好ましい有機マグネシウム化合物の中でも、下記一般式(5)で表される化合物がより好ましい。
Mg(R)w(X(2−w) (5)
(一般式(5)中、Rは、各々独立して、炭素数1以上12以下の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、又は炭素数6以上20以下のアリール基を表し、Xは、各々独立して、ハライド、ヒドリド又は炭素数1以上10以下のアルコキシ基を表し、wは1以上2以下の実数である)。
上記一般式(5)中の基Rとしては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニル基、トリル基等が挙げられる。
上記一般式(5)中のXとしては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヒドロキシ基、クロロ基が挙げられる。
上記一般式(5)で表される有機マグネシウム化合物の具体例としては、特に限定されないが、例えば、ジエチルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ブチルエチルマグネシウム、ブチルオクチルマグネシウム等が挙げられる。なお、これらの有機マグネシウム化合物は、単独で使用してもよいし、二種類以上の有機マグネシウム化合物を混合して使用してもよい。
また、上記一般式(4)及び一般式(5)で表される有機アルミニウム化合物及び有機マグネシウム化合物は、混合して使用してもよい。
(シリカ担体[A]の製造方法)
本実施形態において用いられるルイス酸性化合物を吸着することが可能なシリカ担体[A]は、次に述べる方法によって、シリカ生成物(以下、「担体[A]の前駆体」ともいう。)から製造することが可能である。
1)まず、シリカ担体[A]の前駆体を加熱処理することにより表面に存在する水(結晶水、吸着水等)を除去する。
2)その後、シリカ担体[A]の前駆体に吸着されるルイス酸性化合物の飽和吸着量を定量する。
3)最後に、シリカ担体[A]の前駆体に、飽和吸着量よりも少ない量のルイス酸性化合物を吸着させる。
「ルイス酸性化合物の飽和吸着量」とは、加熱処理後、シリカ担体[A]の前駆体のヘキサンスラリーに、攪拌下、シリカ担体[A]の前駆体の表面水酸基量(mmol/g)に基づいて算出される、スラリーに含まれる表面水酸基の総モル量に対して1.4モル倍のルイス酸性化合物を添加し、反応させた後、スラリーの上澄み中のルイス酸性化合物のモル減少量から算出した吸着量のことである。シリカ担体[A]の前駆体の表面水酸基量(mmol/g)は、エトキシジエチルアルミニウムをシリカ担体[A]の前駆体の表面水酸基と反応させてエタンガスを発生させ、このエタンガスの発生量を定量することにより算出することができる。
ルイス酸性化合物の飽和吸着量を定量する前、又は飽和吸着量よりも少ない量のルイス酸性化合物を吸着させる前に、加熱処理によりシリカ担体[A]の前駆体の表面に存在する水(結晶水、吸着水等)を除去しておくことが好ましい。加熱温度は、好ましくは150℃以上1,000℃以下であり、より好ましくは250℃以上800℃以下である。また、加熱時間は、好ましくは1時間以上50時間以下である。さらに、加熱処理の雰囲気は、好ましくは不活性雰囲気下又は非還元雰囲気下である。ここで、「非還元性雰囲気下」とは、水分を実質的に含まない酸素雰囲気下又は空気雰囲気下のことであり、モレキュラーシーブス等の乾燥剤中を流通させることにより十分に乾燥した空気雰囲気下が好ましい。この非還元性雰囲気下には、例えば窒素やアルゴン等の不活性気体が共存していてもよい。なお、この加熱処理により、シリカ担体[A]の前駆体のルイス酸性化合物の飽和吸着量が0.01mmol/g以上0.4mmol/g以下になった場合には、ルイス酸性化合物を吸着させる工程を省略して、シリカ担体[A]の前駆体をシリカ担体[A]として使用することが可能である。
シリカ担体[A]の前駆体として用いられるシリカ生成物の形状は、特に限定されず、顆粒状、球状、凝集状、ヒューム状等いかなる形状であってもよい。シリカ担体[A]の前駆体の市販品としては、特に限定されないが、例えば、SD3216.30、SP−9−633、デビソン948又はデビソン952[以上全て、グレースデビソン社(W.R.デビソン社(米国)の支社)製]、ES70W[PQコーポレーション社(米国)製]、P6[富士シリシア社(日本国)製]、L123、M202[AGCエスアイテック社(日本国)製]等が挙げられる。
(ルイス酸性化合物の吸着量)
シリカ担体[A]のルイス酸性化合物の吸着量は、好ましくは0.01mmol/g以上0.4mmol/g以下であり、より好ましくは0.02mmol/g以上0.35mmol/g以下であり、さらに好ましくは0.03mmol/g以上0.3mmol/g以下である。シリカ担体[A]のルイス酸性化合物の吸着量が0.01mmol/g以上であることにより、触媒から遷移金属化合物成分[B]や活性化剤[C]が溶出することをより抑制でき、これにより触媒調製工程や触媒使用前の触媒洗浄工程を省くことができる。また、シリカ担体[A]のルイス酸性化合物の吸着量が0.4mmol/g以下であることにより、触媒活性の低下をより抑制できる傾向にある。
(シリカ担体[A]の前駆体に対するルイス酸性化合物の飽和吸着量)
また、本実施形態において、シリカ担体[A]の前駆体に対するルイス酸性化合物の飽和吸着量は、好ましくは0.01mmol/g以上5.0mmol/g以下であり、より好ましく0.01mmol/g以上4.0mmol/g以下であり、さらに好ましくは0.01mmol/g以上3.0mmol/g以下である。ルイス酸性化合物の飽和吸着量が0.01mmol/g以上であることにより、遷移金属化合物成分[B]や活性化剤[C]が溶出することをより抑制でき、これにより触媒調製工程や触媒使用前の触媒洗浄工程を省くことができる。また、ルイス酸性化合物の飽和吸着量が5mmol/g以下であることにより、触媒活性の低下をより抑制できる傾向にある。なお、このシリカ担体[A]の前駆体に対するルイス酸性化合物の飽和吸着量は、前述のシリカ担体[A]の前駆体の加熱処理の条件により制御することができる。
〔遷移金属化合物成分[B]〕
次に、遷移金属化合物成分[B]について説明する。遷移金属化合物成分[B]は、一般式(1)で表される遷移金属化合物(B−1)を含む。
(上記一般式(1)中、
は、チタン、ジルコニウム、及びハフニウムからなる群より選ばれる遷移金属であって、形式酸化数が+2、+3、又は+4である遷移金属を表し、
は、各々独立して、水素原子、炭素数1以上8以下の炭化水素基、シリル基、ゲルミル基、シアノ基、ハロゲン原子、及びこれらの複合基からなる群より選ばれる、1個以上20個以下の非水素原子を有する置換基を表し、ここで、前記置換基Rが炭素数1以上8以下の炭化水素基、シリル基、又はゲルミル基である場合、2つの隣接する前記置換基Rが互いに結合して2価の基を形成し、これにより前記2つの隣接する置換基Rにそれぞれ結合するシクロペンタジエニル環の2つの炭素原子間の結合と共働して環を形成してもよく、
は、各々独立して、ハライド、炭素数1以上20以下の炭化水素基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルオキシ基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルアミノ基、シリル基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルアミド基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルフォスフィド基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルスルフィド基、及びこれらの複合基からなる群より選ばれる、1個以上20個以下の非水素原子を有する置換基を表し、ここで、2つの前記置換基Xが共働して炭素数4以上30以下の中性共役ジエン又は2価の基を形成してもよく、
Yは、−O−、−S−、−NR−、又は−PR−を表し、ここで、Rは、水素原子、炭素数1以上12以下の炭化水素基、炭素数1以上8以下のヒドロカルビルオキシ基、シリル基、炭素数1以上8以下のハロゲン化アルキル基、炭素数6以上20以下のハロゲン化アリール基、又はこれらの複合基を表し、
Zは、Si(R、C(R、Si(R−Si(R、C(R)−C(R、C(R)=C(R)、C(R−Si(R、Si(R−C(R、又はGe(Rを表し、ここで、Rは、水素原子、炭素数1以上12以下の炭化水素基、炭素数1以上8以下のヒドロカルビルオキシ基、シリル基、炭素数1以上8以下のハロゲン化アルキル基、炭素数6以上20以下のハロゲン化アリール基、又はこれらの複合基を表し、
xは、1、2、又は3である)。
遷移金属化合物(B−1)としては、特に限定されないが、例えば、[(N−t−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)−1,2−エタンジイル]チタニウムジメチル、[(N−t−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチルシラン]チタニウムジメチル、[(N−メチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチルシラン]チタニウムジメチル、[(N−フェニルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチルシラン]チタニウムジメチル、[(N−ベンジルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチルシラン]チタニウムジメチル、[(N−t−ブチルアミド)(η5−シクロペンタジエニル)−1,2−エタンジイル]チタニウムジメチル、[(N−t−ブチルアミド)(η5−シクロペンタジエニル)ジメチルシラン]チタニウムジメチル、[(N−メチルアミド)(η5−シクロペンタジエニル)−1,2−エタンジイル]チタニウムジメチル、[(N−メチルアミド)(η5−シクロペンタジエニル)ジメチルシラン]チタニウムジメチル、[(N−t−ブチルアミド)(η5−インデニル)ジメチルシラン]チタニウムジメチル、及び[(N−ベンジルアミド)(η5−インデニル)ジメチルシラン]チタニウムジメチル等が挙げられる。
また、遷移金属化合物(B−1)の更なる具体例としては、遷移金属化合物(B−1)の具体例として上に挙げた各ジルコニウム及びチタン化合物の名称の「ジメチル」の部分(これは、各化合物の名称末尾の部分、すなわち「ジルコニウム」又は「チタニウム」という部分の直後に現れているものであり、上記一般式(1)中のXの部分に対応する名称である)を、ジメチル以外の官能基に替えてできる名称を持つ化合物も挙げられる。
ジメチル以外の官能基としては、特に限定されないが、例えば、「1,3−ペンタジエン」、「ジベンジル」、「2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル」、「2−ブテン−1,4−ジイル」、「s−トランス−η4−1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン」、「s−トランス−η4−3−メチル−1,3−ペンタジエン」、「s−トランス−η4−1,4−ジベンジル−1,3−ブタジエン」、「s−トランス−η4−2,4−ヘキサジエン」、「s−トランス−η4−1,3−ペンタジエン」、「s−トランス−η4−1,4−ジトリル−1,3−ブタジエン」、「s−トランス−η4−1,4−ビス(トリメチルシリル)−1,3−ブタジエン」、「s−シス−η4−1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン」、「s−シス−η4−3−メチル−1,3−ペンタジエン」、「s−シス−η4−1,4−ジベンジル−1,3−ブタジエン」、「s−シス−η4−2,4−ヘキサジエン」、「s−シス−η4−1,3−ペンタジエン」、「s−シス−η4−1,4−ジトリル−1,3−ブタジエン」、「s−シス−η4−1,4−ビス(トリメチルシリル)−1,3−ブタジエン」、等が挙げられる。
このなかでも、遷移金属化合物(B−1)としては、[(N−t−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチルシラン]チタニウム−1,3−ペンタジエンが好ましい。
これら遷移金属化合物(B−1)は単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。
本実施形態においては、遷移金属化合物(B−1)が炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物(B−2)と混合して使用されることが好ましい。
本実施形態において用いられる有機マグネシウム化合物(B−2)としては、特に限定されないが、例えば、下記一般式(6)で表されるものが挙げられる。
(M(Mg)(R(R(OR10 (6)
(一般式(6)中、Mは、各々独立して、周期律表第1族、第2族、第12族、及び第13族からなる群に属する金属原子であり、R、R及びR10は、各々独立して、炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、p、q、r、s、及びtは、次の関係を満たす数である。0≦p、0<q、0≦r、0≦s、0≦t、r+s>0、0≦t/(r+s)≦2、p×u+2q=r+s+t(ここで、uは、Mの原子価である。))
有機マグネシウム化合物(B−2)は、炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウムの錯化合物の形として示されているが、(RMg及びこれらと他の金属化合物との錯体の全てを包含するものである。記号p、q、r、s、tの関係式p×u+2q=r+s+tは、金属原子の原子価と置換基との化学量論性を表している。
上記一般式(6)中、R及びRで表される炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基が挙げられる。このような、炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基、1−メチルエチル基、ブチル基、1−メチルプロピル基、1,1−ジメチルエチル基、ペンチル基、ヘキシル基、2−メチルペンチル基、2−エチルブチル基、2−エチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2−エチル−4−メチルペンチル基、2−プロピルヘプチル基、2−エチル−5−メチルオクチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、フェニル基、トリル基等が挙げられる。このなかでも、好ましくはアルキル基であり、特に好ましくは一級のアルキル基である。
一般式(6)中、0<pの場合、金属原子Mとしては、周期律表第1族、第2族、第12族、および第13族からなる群に属する金属元素が挙げられる。このような、Mとしては、特に限定されないが、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、亜鉛、ホウ素、アルミニウム等が挙げられる。このなかでも、特にアルミニウム、ホウ素、ベリリウム、亜鉛が好ましい。本実施形態においては、金属原子Mに対するマグネシウムのモル比q/pは、好ましくは0.1以上30以下であり、より好ましくは0.5以上10以下である。
一般式(6)中、p=0の場合には、炭化水素溶媒に可溶性である有機マグネシウム化合物が好ましく、R及びRは次に示す三つの群(1)、(2)、(3)のいずれかに属することがさらに好ましい。
群(1)R及びRの少なくとも一方が、炭素数4以上6以下である二級又は三級のアルキル基であること、好ましくはR及びRがともに炭素数4以上6以下であり、少なくとも一方が二級又は三級のアルキル基であること。
群(2)RとRとが炭素数の互いに相異なるアルキル基であること、好ましくはRが炭素数2又は3のアルキル基であり、Rが炭素数4以上20以下のアルキル基であること。
群(3)R及びRの少なくとも一方が炭素数6以上20以下の炭化水素基であること、好ましくはR及びRが共に炭素数6以上20以下のアルキル基であること。
次にR及びRを具体的に示す。
群(1)において、炭素数4以上6以下である二級又は三級のアルキル基としては、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1,1−ジメチルエチル基、2−メチルブチル基、2−エチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、2−メチルペンチル基、2−エチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、2−メチル−2−エチルプロピル基等が用いられ、2−メチルペンチル基が特に好ましい。
群(2)において、炭素数2又は3のアルキル基としてはエチル基、プロピル基が挙げられ、エチル基が特に好ましい。また、炭素数4以上20以下のアルキル基としては、ブチル基、アミル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられ、ブチル基及びヘキシル基が特に好ましい。
群(3)において、炭素数6以上20以下のアルキル基としては、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニル基等が挙げられ、アルキル基が好ましく、ヘキシル基が特に好ましい。
一般にアルキル基の炭素数を増やすと炭化水素溶媒に溶けやすくなるが、溶液の粘性が高くなる傾向にあり、適切な長さの長鎖のアルキル基を用いることが、取り扱い上好ましい。なお、上記有機マグネシウム化合物は炭化水素溶液に溶解して用いられるが、該溶液中に微量のエーテル、エステル、アミン等のコンプレックス化剤がわずかに含有され、あるいは残存していても差し支えなく用いることができる。
次に、上記の式(6)のアルコキシ基(OR10)について説明する。R10で表される炭化水素基としては、炭素数3以上10以下のアルキル基又はアリール基が好ましい。このようなR10としては、特に限定されないが、例えば、プロピル基、ブチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1,1−ジメチルエチル基、ペンチル基、ヘキシル基、2−メチルペンチル基、2−エチルブチル基、2−エチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2−エチル−4−メチルペンチル基、2−プロピルヘプチル基、2−エチル−5−メチルオクチル基、n−オクチル基、n−デシル基、フェニル基、等が挙げられ、ブチル基、1−メチルプロピル、2−メチルペンチル基及び2−エチルヘキシル基が好ましい。
これらの有機マグネシウム化合物(有機マグネシウム錯体)は、下記一般式(7)又は一般式(8)で表される有機マグネシウム化合物と、下記一般式(9)又は一般式(10)で表される有機金属化合物とを、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の不活性炭化水素媒体中、10℃以上150℃以下の範囲で反応させ、必要な場合には続いてR10で表される炭化水素基を有するアルコール又は炭化水素溶媒に可溶な上記R10で表される炭化水素基を有するヒドロカルビルオキシマグネシウム化合物、及び/又はヒドロカルビルオキシアルミニウム化合物と反応させる方法により合成することができる。
MgX、 (7)
(一般式(7)中、Rは、上記一般式(6)の定義のとおりであり、Xはハロゲンである。)
(RMg (8)
(一般式(8)中、Rは、上記一般式(6)の定義のとおりである。)
(R (9)
(一般式(9)中、M、R、uは、前記一般式(6)の定義のとおりである。)
(R(u−1)H (10)
(一般式(10)中、M、R、uは、前記一般式(6)の定義のとおりである。)
炭化水素に可溶な有機マグネシウム成分とアルコールとを反応させる場合、反応の順序については特に限定はなく、有機マグネシウム成分中にアルコールを添加する方法、アルコール中に有機マグネシウム成分を添加する方法、又は両者を同時に添加する方法のいずれの方法も好ましい。本実施形態において炭化水素に可溶な有機マグネシウム成分とアルコールとの反応比率については特に限定されないが、反応の結果、得られるアルコキシ基含有有機マグネシウム成分における、全金属原子に対するアルコキシ基のモル組成比t/(p+q)の範囲は、0≦t/(p+q)≦2であることが好ましく、0≦t/(p+q)<1であることがより好ましい。
遷移金属化合物(B−1)と有機マグネシウム化合物(B−2)とを混合する方法には特に限定はなく、遷移金属化合物(B−1)に有機マグネシウム化合物(B−2)を添加する方法、あるいは有機マグネシウム化合物(B−2)に遷移金属化合物(B−1)を添加する方法又は両者を同時に添加する方法、これらのいずれの方法も好ましい。
有機マグネシウム化合物(B−2)/遷移金属化合物(B−1)のモル比は、特に限定されないが、0.005以上5以下であることが好ましく、0.01以上2以下であることがさらに好ましい。有機マグネシウム化合物(B−2)/遷移金属化合物(B−1)のモル比が0.005以上であることにより、有機マグネシウム化合物(B−2)が不足して活性が下がる恐れがあるという問題を回避するうえで好ましく、5以下であることにより、有機マグネシウム化合物(B−2)が過剰であり、遷移金属化合物成分[B]や活性化剤[C]が溶出するために触媒調製工程や触媒使用前に触媒洗浄工程が必要になる恐れがあるという問題を回避するうえで好ましい。
遷移金属化合物(B−1)の含有量は、シリカ担体[A]1gに対して、5.0×10−6モル以上1.0×10−2モル以下の量で用いられることが好ましく、1.0×10−5モル以上1.0×10−3モル以下の量で用いられることがさらに好ましい。遷移金属化合物(B−1)の含有量が5×10−6モル以上であることにより、ポリオレフィン重合触媒1gあたりの活性がより向上する傾向にある。また、遷移金属化合物(B−1)の含有量が10−2モル以下であることにより、ポリオレフィン重合触媒から遷移金属化合物(B−1)が溶出することを抑制でき、触媒調製工程や触媒使用前の触媒洗浄工程を省くことができる。
〔活性化剤[C]〕
次に、活性化剤[C]について説明する。活性化剤[C]は、遷移金属化合物成分[B]と反応して触媒活性を有する金属錯体を形成する下記一般式(2)で示されるボレート化合物(C−1)を含む。
[A−H][BQ (2)
(一般式(2)中、
[A−H]は、1価のプロトン供与性のブレンステッド酸を表し、
Aは、中性のルイス塩基を表し、
[BQ は、相溶性の非配位性アニオンを表し、
Bは、硼素元素を表し、
は、炭素数6以上20以下の置換アリール基を表す。)
一般式(2)中、[BQ で表される相溶性の非配位性アニオンとしては、特に限定されないが、例えば、テトラキスフェニルボレート、トリ(p−トリル)(フェニル)ボレート、トリス(ペンタフルオロフェニル)(フェニル)ボレート、トリス(2,4−ジメチルフェニル)(ヒドフェニル)ボレート、トリス(3,5−ジメチルフェニル)(フェニル)ボレート、トリス(3,5−ジ−トリフルオリメチルフェニル)(フェニル)ボレート、トリス(ペンタフルオロフェニル)(シクロヘキシル)ボレート、トリス(ペンタフルオロフェニル)(ナフチル)ボレート、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(ヒドロキシフェニル)ボレート、ジフェニル−ジ(ヒドロキシフェニル)ボレート、トリフェニル(2,4−ジヒドロキシフェニル)ボレート、トリ(p−トリル)(ヒドロキシフェニル)ボレート、トリス(ペンタフルオロフェニル)(ヒドロキシフェニル)ボレート、トリス(2,4−ジメチルフェニル)(ヒドロキシフェニル)ボレート、トリス(3,5−ジメチルフェニル)(ヒドロキシフェニル)ボレート、トリス(3,5−ジ−トリフルオリメチルフェニル)(ヒドロキシフェニル)ボレート、トリス(ペンタフルオロフェニル)(2−ヒドロキシエチル)ボレート、トリス(ペンタフルオロフェニル)(4−ヒドロキシブチル)ボレート、トリス(ペンタフルオロフェニル)(4−ヒドロキシ−シクロヘキシル)ボレート、トリス(ペンタフルオロフェニル)(4−(4’−ヒドロキシフェニル)フェニル)ボレート、トリス(ペンタフルオロフェニル)(6−ヒドロキシ−2−ナフチル)ボレート、トリス(ペンタフルオロフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)ボレートが挙げられる。このなかでも、トリス(ペンタフルオロフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)ボレートが好ましい。
また、一般式(2)中、[A−H]で表される1価のプロトン付与性のブレンステッド酸としては、特に限定されないが、例えば、ビス(水素化タロウアルキル)メチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム及びトリオクチルアンモニウム等のようなトリアルキル基置換型アンモニウムカチオン;N,N−ジメチルアニリニウム、N,N−ジエチルアニリニウム、N,N−2,4,6−ペンタメチルアニリニウム、N,N−ジメチルベンジルアニリニウム等のようなN,N−ジアルキルアニリニウムカチオン;ビス−(1−メチルエチル)アンモニウム、ジシクロヘキシルアンモニウム等のようなジアルキルアンモニウムカチオン;トリフェニルフォスフォニウム、トリ(メチルフェニル)フォスフォニウム、トリ(ジメチルフェニル)フォスフォニウム等のようなトリアリールフォスフォニウムカチオン;及びジメチルスルフォニウム、ジエチルフルフォニウム、ジフェニルスルフォニウム等が挙げられる。
これらボレート化合物(C−1)は、単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。
また、ボレート化合物(C−1)と有機アルミニウム化合物(C−2)とを混合して使用することが好ましい。有機アルミニウム化合物(C−2)としては、特に限定されないが、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミニウム、等のトリアルキルアルミニウム化合物;これらのトリアルキルアルミニウム化合物とメタノール、エタノール、1−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−オクタノール、1−デカノール等のアルコール類との反応生成物が挙げられる。ここで、反応生成物としては、特に限定されないが、例えば、ジメチルメトキシアルミニウム、ジエチルエトキシアルミニウム、ジブチルブトキシアルミニウムも好ましい。該反応生成物を生成する際のアルキルアルミニウムと上記アルコール類とのモル比はAl/OHが0.3〜20が好ましく、0.5〜5がより好ましく、0.8〜3がさらに好ましい。
本発明においては、有機アルミニウム化合物(C−2)の使用量は、ボレート化合物(C−1)の使用量に対して、0.01〜1000モル倍が好ましく、0.1〜100モル倍がより好ましく、0.5〜10モル倍がさらに好ましい。
ボレート化合物(C−1)と有機アルミニウム化合物(C−2)との反応方法は、特に限定されず、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素等の不活性反応媒体中、室温〜150℃の間で反応させることができる。反応の順序については特に限定はなく、ボレート化合物(C−1)中に有機アルミニウム化合物(C−2)を添加する方法、有機アルミニウム化合物(C−2)にボレート化合物(C−1)を添加する方法、又は両者を同時に添加する方法のいずれの方法も用いることができる。
〔オレフィン重合用固体触媒を製造する方法〕
次に、シリカ担体[A]、遷移金属化合物成分[B]、活性化剤[C]からオレフィン重合用固体触媒を製造する方法について説明する。
シリカ担体[A]の存在下、遷移金属化合物成分[B]と活性化剤[C]とを同時に添加することによりオレフィン重合用固体触媒を製造する。より詳しくは、十分に窒素置換された反応器に不活性反応溶媒を添加し、ここにシリカ担体[A]を添加してスラリー化し、スラリーを得る。得られたスラリーに、遷移金属化合物成分[B]と活性化剤[C]とをそれぞれ別々に、同時に反応器に添加することにより、ポリオレフィン重合触媒を製造する。これにより、シリカ担体[A]に、等量の遷移金属化合物成分[B]と活性化剤[C]とが反応し、担持される。
なお、不活性反応溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。このなかでも、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油等の直鎖状又は分岐状の炭化水素化合物が好ましい。
「遷移金属化合物成分[B]と活性化剤[C]とを同時に添加する」とは、遷移金属化合物成分[B]の添加開始時刻と活性化剤[C]の添加開始時刻との時間差、及び遷移金属化合物成分[B]の添加終了時刻と活性化剤[C]の添加終了時刻との時間差が、遷移金属化合物成分[B]及び活性化剤[C]の両添加時間を平均したときの平均値に対して、10%以内であることをいう。これらの添加開始時刻及び添加終了時刻の時間差が、遷移金属化合物成分[B]及び活性化剤[C]の両添加時間の平均値に対して5%以内であることが好ましく、3%以内であることがさらに好ましく、両者の添加は、同時に開始又は終了することが最も好ましい。遷移金属化合物成分[B]の添加開始時刻と活性化剤[C]の添加開始時刻との時間差、及び遷移金属化合物成分[B]の添加終了時刻と活性化剤[C]の添加終了時刻との時間差が、遷移金属化合物成分[B]及び活性化剤[C]の両添加時間の平均値に対して10%以内であることにより、反応器への遷移金属化合物成分[B]、活性化剤[C]、又は遷移金属化合物成分[B]と活性化剤[C]との反応生成物の付着が防止でき、オレフィン重合用固体触媒が凝集することによる粗粒の発生が抑制される傾向にある。なお、遷移金属化合物成分[B]又は活性化剤[C]が単独で反応器に存在する場合には、その単独成分が反応器壁へ付着し、これによりオレフィン重合用固体触媒成分が反応器壁へ付着すると考えられる。
遷移金属化合物成分[B]の含有量は、シリカ担体[A]1gに対して、好ましくは5×10−6〜1.0×10−2モルであり、より好ましくは1.0×10−5〜1.0×10−3モルである。
〔液体成分[D]〕
次に、液体成分[D]について説明する。液体成分[D]は下記一般式(3)で示される有機マグネシウム化合物[E]と、アミン化合物、アルコール化合物、シロキサン化合物から選ばれる化合物[F]と、を反応させることによって合成されるものである。液体成分[D]としては、特に限定されないが、例えば、炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物が溶解した炭化水素溶液であることが好ましい。
(M(Mg)(R(R (3)
(上記一般式(3)中、
は、周期律表第1族、第2族、第12族、及び第13族に属する金属原子を表し、
及びRは、炭素数2以上20以下の炭化水素基を表し、
a、b、c、及びdは、次の関係を満たす実数である。0≦a、0<b、0≦c、0≦d、c+d>0、e×a+2b=c+d(ここで、eはMの原子価))
有機マグネシウム化合物[E]と化合物[F]との反応は、特に限定されないが、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素等の不活性反応媒体中、室温〜150℃の間で反応させることによって行われることが好ましい。また、反応の順序については、特に限定されないが、有機マグネシウム化合物[E]中に化合物[F]を添加する方法、化合物[F]に有機マグネシウム化合物[E]を添加する方法、又は両者を同時に添加する方法のいずれの方法も好ましい。さらに、有機マグネシウム化合物[E]と化合物[F]との反応比率については、特に限定されないが、反応により合成される液体成分[D]に含まれる全金属原子に対する化合物[F]のモル比は0.01〜2であることが好ましく、0.1〜1であることがさらに好ましい。
液体成分[D]は単独で使用してもよいし、二種類以上混合して使用してもよい。
液体成分[D]は、不純物のスカベンジャーとして用いることができる。この液体成分[D]は、高濃度であっても重合活性を低下させることが少ないため、広い濃度範囲で高い重合活性を発現させることができる。このため、液体成分[D]を含むポリオレフィン重合触媒は、重合活性の制御が容易となる。
重合に使用する際の液体成分[D]に含まれる全金属原子のモル濃度は、好ましくは0.001mmol/L以上10mmol/L以下であり、より好ましくは0.01mmol/L以上5mmol/L以下である。液体成分[D]に含まれる全金属原子のモル濃度が0.001mmol/L以上であることにより、不純物のスカベンジャーとしての作用がより向上する傾向にある。また、液体成分[D]に含まれる全金属原子のモル濃度が10mmol/L以下であることにより、重合活性がより向上する傾向にある。
〔有機マグネシウム化合物[E]〕
次に、有機マグネシウム化合物[E]について説明する。有機マグネシウム化合物[E]は上記一般式(3)で表される。なお、上記一般式(3)中では炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウムの錯化合物の形として示されているが、(RMg及びこれらと他の金属化合物との錯体の全てを包含するものである。記号a、b、c、dの関係式e×a+2b=c+dは、金属原子の原子価と置換基との化学量論性を示している。
上記一般式(3)中、R及びRで表される炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基が挙げられる。こような炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、1−メチルエチル基、ブチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1,1−ジメチルエチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニル基、トリル基が挙げられる。このなかでも、アルキル基が好ましく、一級のアルキル基がより好ましい。
一般式(3)中、a>0の場合、金属原子Mとしては、特に限定されないが、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、亜鉛、ホウ素、アルミニウム等が挙げられる。このなかでも、特にアルミニウム、ホウ素、ベリリウム、亜鉛が好ましい。金属原子Mに対するマグネシウムのモル比b/aは、特に限定されないが、0.1以上50以下が好ましく、0.5以上10以下がさらに好ましい。
また、一般式(3)中、a=0の場合には、有機マグネシウム化合物[E]が炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物であることが好ましく、上記の式(3)のR及びRが次に示す三つの群(1)、(2)、(3)のいずれか一つであることがさらに好ましい。
群(1)R及びRの少なくとも一方が炭素数4〜6である二級又は三級のアルキル基であること、好ましくはR及びRがともに炭素数4〜6であり、少なくとも一方が二級又は三級のアルキル基であること。
群(2)R及びRが炭素数の互いに相異なるアルキル基であること、好ましくはRが炭素数2又は3のアルキル基であり、Rが炭素数4以上のアルキル基であること。
群(3)R及びRの少なくとも一方が炭素数6以上の炭化水素基であること、好ましくはR及びRが共に炭素数6以上のアルキル基であること。
以下これらの基を具体的に示す。
群(1)において炭素数4〜6である二級又は三級のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、1−メチルプロピル基、1,1−ジメチルエチル基、1−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、1,1−ジメチルプロピル基、1−メチルペンチル基、1−エチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、1−メチル−1−エチルプロピル基、等が挙げられ、1−メチルプロピル基が特に好ましい。
群(2)において、炭素数2又は3のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基が挙げられ、エチル基が特に好ましい。また炭素数4以上のアルキル基としては、ブチル基、アミル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられ、ブチル基、ヘキシル基は特に好ましい。
群(3)において、炭素数6以上のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニル基等が挙げられ、アルキル基が好ましく、ヘキシル基が特に好ましい。
一般にアルキル基の炭素数を増やすと炭化水素溶媒に溶けやすくなるが、溶液の粘性が高くなる傾向にあり、適切な長さのアルキル基を用いることが取り扱い上好ましい。なお、上記有機マグネシウム化合物は炭化水素溶液として用いられるが、該溶液中に微量のエーテル、エステル、アミン等のコンプレックス化剤がわずかに含有されあるいは残存していても差し支えなく用いることができる。
〔化合物[F]〕
次に化合物[F]について説明する。化合物[F]は、アミン化合物、アルコール化合物、及びシロキサン化合物からなる群に属する化合物である。
アミン化合物としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族、脂環式ないし芳香族アミンが好ましい。具体的には、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、トリヘキシルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、アニリン、N−メチルアニリン、N、N−ジメチルアニリン、トルイジン等が挙げられる。
アルコール化合物としては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1,1−ジメチルエタノール、ペンタノール、ヘキサノール、2−メチルペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、2−エチル−1−ペンタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2−エチル−4−メチル−1−ペンタノール、2−プロピル−1−ヘプタノール、2−エチル−5−メチル−1−オクタノール、1−オクタノール、1−デカノール、シクロヘキサノール、フェノールが挙げられる。このなかでも、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−ペンタノール及び2−エチル−1−ヘキサノールが好ましい。
シロキサン化合物としては、特に限定されないが、例えば、下記一般式(11)で表される構成単位を有するシロキサン化合物が好ましい。
(上記一般式(11)中、R11及びR12は、水素、及び炭素数1〜40の置換又は無置換の炭化水素基なる群より選ばれる基である。)
一般式(11)中、R11及びR12で表される無置換の炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、1−メチルエチル基、ブチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1,1−ジメチルエチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニル基、トリル基、ビニル基が好ましい。また、一般式(11)中、R11及びR12で表される置換された炭化水素基としては特に限定されないが、トリフルオロプロピル基が好ましい。
シロキサン化合物は1種類又は2種類以上の構成単位から成る2量体以上の鎖状又は環状の化合物の形で用いることができる。
シロキサン化合物としては、特に限定されないが、例えば、対称ジヒドロテトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルトリシロキサン、ペンタメチルトリヒドロトリシロキサン、環状メチルヒドロテトラシロキサン、環状メチルヒドロペンタシロキサン、環状ジメチルテトラシロキサン、環状メチルトリフルオロプロピルテトラシロキサン、環状メチルフェニルテトラシロキサン、環状ジフェニルテトラシロキサン、(末端メチル封塞)メチルヒドロポリシロキサン、ジメチルポリシロキサン、(末端メチル封塞)フェニルヒドロポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサンが挙げられる。
〔ポリオレフィン重合触媒の製造方法〕
ポリオレフィン重合触媒は、シリカ担体[A]と、遷移金属化合物成分[B]と、活性化剤[C]と、を構成成分として有する成分をオレフィン重合用固体触媒と、液体成分[D]と、混合することにより製造することができる。
なお、ポリオレフィン重合触媒は、上記のような各成分以外にもオレフィン重合に有用な他の成分を含むことができる。
〔重合工程〕
次に、重合工程について説明する。重合工程は、ポリオレフィン重合触媒を用いて、エチレンを単独重合、又は、エチレン及びオレフィンを共重合させて、ポリエチレンを得る工程である。本実施形態においてポリエチレンは、エチレン単独重合体及びエチレン共重合体を含む。エチレンと上記オレフィン(コモノマー)との共重合により、ポリエチレンの密度や物性を制御することができる。
オレフィンとしては、特に限定されないが、例えば、炭素数3以上20以下のα−オレフィン、炭素数3以上20以下の環状オレフィン、一般式CH=CHR13(ここで、R13は炭素数6以上20以下のアリール基である。)で表される化合物、及び炭素数4以上20以下の直鎖状、分岐状又は環状のジエンからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
炭素数3以上20以下のα−オレフィンとしては、特に限定されないが、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、及び1−エイコセンが挙げられる。
また、炭素数3以上20以下の環状オレフィンとしては、特に限定されないが、例えば、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、テトラシクロドデセン、及び2−メチル−1.4,5.8−ジメタノ−1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロナフタレンが挙げられる。
さらに、一般式CH=CHR13(式中R13は炭素数6以上20以下のアリール基である。)で表わされる化合物としては、特に限定されないが、例えば、スチレン、ビニルシクロヘキサン等が挙げられる。
その上、炭素数4以上20以下の直鎖状、分岐状又は環状のジエンとしては、特に限定されないが、例えば、1,3−ブタジエン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,4−ヘキサジエン、及びシクロヘキサジエンが挙げられる。
重合方法は、特に限定されないが、例えば、懸濁重合法及び気相重合法が挙げられる。懸濁重合法においては、懸濁重合の媒体として不活性炭化水素溶媒を用いることができ、さらにオレフィン自身を溶媒として用いることもできる。この不活性炭化水素溶媒としては、特に限定されないが、例えば、プロパン、ブタン、2−メチルプロパン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;エチルクロライド、クロルベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素が挙げられる。このなかでも、プロパン、ブタン、2−メチルプロパン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンが特に好ましい。また、不活性炭化水素溶媒は、単独で用いても、二種類以上を混合して使用することもできる。
ポリオレフィン重合触媒を重合器に添加する方法としては、特に限定されないが、上記の不活性炭化水素溶媒のスラリーとしてとして重合器に添加する方法が好ましい。用いる不活性炭化水素溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ブタン、2−メチルプロパン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンが好ましい。
重合工程における触媒の添加量は、特に限定されないが、1時間当たりに得られるポリエチレンの重量に対する触媒の重量が、0.001wt%以上1wt%以下となるように調整することが好ましい。重合温度は、特に限定されないが、0℃以上が好ましく、より好ましくは50℃以上、さらに好ましくは60℃以上である。また、重合温度は、150℃以下が好ましく、より好ましくは110℃以下、さらに好ましくは100℃以下である。重合圧力は、特に限定されないが、0.1MPa以上10MPa以下が好ましく、0.2MPa以上5MPaがより好ましく、0.3MPa以上3MPa以下がさらに好ましい。この重合反応の形式については特に限定はなく、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法も好ましく行うことができる。また、重合を反応条件の異なる2段以上に分けて行うことも可能である。
本実施形態において得られるポリエチレンの分子量は、DE3127133.2号公報等に記載されているように、重合器内の水素の濃度、あるいは重合温度を変化させることによって調節することもできる。
次に、実施例などに基づき、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。
本発明において、実施例及び比較例で使用したエチレン、ヘキサンはMS−3A(昭和ユニオン製)を用いて脱水し、ヘキサンはさらに真空ポンプを用いた減圧脱気を行うことにより脱酸素した後に使用した。
(平均粒径D50)
実施例中のシリカ担体[A]の前駆体及びシリカ担体[A]の平均粒径D50はレーザー式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所製SALD−2100)を用いて測定した。なお、シリカ担体[A]の前駆体の平均粒径D50と、シリカ担体[A]の平均粒径D50とは一致していた。
(比表面積及び細孔容積)
実施例中のシリカ担体[A]の前駆体及びシリカ担体[A]の比表面積及び細孔容積は、BET法(Brunauer−Emmett−Teller)により、ユアサ・アイオニクス社製オートソーブ3MP装置を用いて、吸着ガスとして窒素を用いて測定した。
(細孔直径)
実施例中のシリカ担体[A]の細孔直径は、下記式により算出した。
シリカ担体[A]の細孔直径=シリカ担体[A]の細孔容積/シリカ担体[A]の比表面積×40000
(シリカ担体[A]の前駆体の表面水酸基のモル量)
実施例中のシリカ担体[A]の前駆体の表面水酸基のモル量(mol/g)は、ニートのエトキシジエチルアルミニウム10mLを0.5gのシリカ担体[A]の前駆体の表面水酸基と反応させてエタンガスを発生させ、このエタンガスの発生量を、ガスビュレットを用いて定量することにより算出した。
(シリカ担体[A]の前駆体に対するルイス酸性化合物の飽和吸着量の測定)
実施例中のルイス酸性化合物の飽和吸着量は、窒素雰囲気下において、シリカ担体[A]の前駆体の50g/Lヘキサンスラリー80mLに、攪拌下、20℃において、シリカ担体[A]の前駆体の表面水酸基量から算出される該スラリー全体に含まれる表面水酸基の総モル量に対して1.4倍のモル数のルイス酸性化合物を添加し、2時間反応させた後、該スラリーの上澄み中のルイス酸性化合物のモル減少量から算出した。
(重合活性)
実施例中の重合活性とは、固体触媒成分1g当たり、1時間当たりのポリマー生成量(g)を表す。実施例中の嵩密度は、得られたポリエチレンパウダーを90℃で1時間乾燥させた後に、JIS K−6721に従って測定した。
(安定運転性:反応器へのポリマーの付着評価)
反応器へのポリマーの付着の評価はスケールアップ時の安定運転性の尺度であり、反応器にポリマーの付着が全くなかった場合には○、少しでも付着があった場合には×とした。
(安定運転性:塊状ポリマーの生成評価)
塊状ポリマーの評価はスケールアップ時の安定運転性の尺度であり、重合器内に塊状ポリマーが全くなかった場合には○、少しでもあった場合には×とした。
[実施例1]
(シリカ担体[A]の前駆体に対するルイス酸性化合物の飽和吸着量の測定)
シリカ担体[A]の前駆体として、シリカM202[AGCエスアイテック製]を使用した。ルイス酸性化合物として、トリエチルアルミニウムを使用した。
シリカM202を窒素雰囲気下、600℃で4時間加熱処理した。加熱処理後のシリカM202の比表面積は537m/gであり、平均粒径D50は22.2μmであり、細孔容積は1.80mL/gであった。
加熱処理後のシリカM202の表面水酸基量を、エトキシジエチルアルミニウムをシリカ担体[A]の前駆体の表面水酸基と反応させてエタンガスを発生させ、このエタンガスの発生量を定量することにより算出した。加熱処理後のシリカの表面水酸基量は、1.42mmol/gであった。
窒素雰囲気下、容量0.2Lガラス容器にこの加熱処理後のシリカM202(4g)を添加し、ヘキサン80mLを添加して分散させることにより、シリカスラリーを得た。得られたスラリーに、攪拌下20℃にて、トリエチルアルミニウムのヘキサン溶液(濃度1M)を8mL加えた。その後、2時間攪拌し、トリエチルアルミニウムとシリカM202の表面水酸基と、を反応させた。反応後のヘキサンスラリーの上澄み中のトリエチルアルミニウム量を定量し、モル減少量を算出した結果、シリカM202に対するトリエチルアルミニウムの飽和吸着量は1.58mmol/gであった。
(シリカ担体[A]の調製)
窒素置換した容量8Lオートクレーブに加熱処理後のシリカM202(130g)をヘキサン2500mL中に分散させ、スラリーを得た。得られたスラリーに、攪拌下20℃にて、トリエチルアルミニウムのヘキサン溶液(濃度1M)を195mL加えた。その後、2時間攪拌し、トリエチルアルミニウムとシリカM202の表面水酸基と、を反応させて、トリエチルアルミニウムを吸着させたシリカ担体[A]のヘキサンスラリー2695mLを調製した。
シリカ担体[A]のシリカM202の比表面積は537m/gであり、平均粒径D50は22.2μmであり、細孔容積は1.80mL/gであり、細孔直径は134.1Åであった。また、トリエチルアルミニウムの吸着量は1.50mmol/gであった。
(遷移金属化合物成分[B]の調製)
遷移金属化合物(B−1)として、[(N−t−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジメチルシラン]チタニウム−1,3−ペンタジエン(以下、「錯体1」と略称する)を使用した。また、有機マグネシウム化合物(B−2)として、組成式Mg(C)(C)(以下、「Mg1」と略称する)を使用した。
200mmolの錯体1をアイソパーE 1000mLに溶解し、Mg1のヘキサン溶液(濃度1M)を40mL加え、更にヘキサンを加えて錯体1の濃度を0.1Mに調整し、遷移金属化合物成分[B]を得た。
(活性化剤[C]の調製)
ボレート化合物(C−1)として、ビス(水素化タロウアルキル)メチルアンモニウム−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(以下、「ボレート1」と略称する)を使用した。17.8gのボレート1をトルエン156mLに添加して溶解し、さらにヘキサンを加えてトルエン溶液中のボレート1の濃度を80mMに調節し、活性化剤[C]を調製した。
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
上記操作により得られたシリカ担体[A]のスラリー2695mLに、25℃にて撹拌しながら、上記操作により得られた活性化剤[C]219mLと、遷移金属化合物成分[B]175mLと、を別のラインから定量ポンプを用い同時に添加し、その後、3時間反応を継続することにより、固体成分[A]を調製した。この時の添加時間は活性化剤[C]及び遷移金属化合物成分[B]共に30分間であり、攪拌数は400rpmであった。
(液体成分[D]の調製)
有機マグネシウム化合物[E]として、組成式AlMg6(C2H5)3(C4H9)12(以下、「Mg2」と略称する)を使用した。化合物[F]として、メチルヒドロポリシロキサン(25℃における粘度20センチストークス、以下、「シロキサン化合物1」と略称する)を使用した。
200mLのフラスコに、ヘキサン40mLとMg1を、MgとAlの総量として38.0mmolを攪拌しながら添加し、20℃でメチルヒドロポリシロキサン2.27g(37.8mmol)を含有するヘキサン40mLを攪拌しながら添加し、その後80℃に温度を上げて3時間、攪拌下で反応させることにより、液体成分[D]を調製した。
(エチレンの重合)
容量1.5Lのオートクレーブにヘキサン800mLを入れ、上記の液体成分[D]をMgとAlの総量として0.25mmol加えた。このオートクレーブに加圧されたエチレンを入れてオートクレーブの内圧を0.8MPaGに高めた。次いで、オートクレーブの内温を75℃に高め、上記のオレフィン重合用固体触媒のスラリーを、オレフィン重合用固体触媒の重量が10mgとなるようにオートクレーブに添加することにより、エチレンの重合を開始した。オートクレーブの内圧が0.8MPaGに維持されるようにエチレンをオートクレーブに加えながら、1時間重合を行った。重合終了後、オートクレーブから反応混合物(ポリマーのスラリー)を抜き出し、メタノールでオレフィン重合触媒を失活させた。その後、反応混合物を濾過、洗浄、乾燥し、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物と塊状ポリマーは全く観察されなかった。オレフィン重合触媒の重合活性は6000g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.32g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[実施例2]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
ボレート化合物(C−1)として、ボレート1の代わりに、ビス(水素化タロウアルキル)メチルアンモニウム−トリス(ペンタフルオロフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)ボレート(以下、「ボレート2」と略称する)を使用し、有機アルミニウム化合物(C−2)として、エトキシジエチルアルミニウム(以下、「アルミ1」と略称する)を使用した。17.8gのボレート2をトルエン156mLに添加して溶解し、ボレート2の100mMトルエン溶液を得た。このボレート2のトルエン溶液にアルミ1のヘキサン溶液(濃度1M)15.6mLを25℃で加え、さらにヘキサンを加えてトルエン溶液中のボレート2の濃度を80mMに調節した。その後、25℃で1時間攪拌することにより活性化剤[C]を調製した。それ以外は、実施例1と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物と塊状ポリマーは全く観察されなかった。触媒の重合活性は6900g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.34g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[実施例3]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の実施例3に示すシリカを使用した以外は、実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。なお、トリエチルアルミニウムの吸着量は1.50mmol/gであった。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物と塊状ポリマーは全く観察されなかった。触媒の重合活性は4520g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.35g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[実施例4]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の実施例4に示すシリカを使用した以外は、実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。なお、トリエチルアルミニウムの吸着量は1.60mmol/gであった。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物と塊状ポリマーは全く観察されなかった。触媒の重合活性は3370g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.22g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[実施例5]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の実施例5に示すシリカを使用した以外は、実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。なお、トリエチルアルミニウムの吸着量は3.69mmol/gであった。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物と塊状ポリマーは全く観察されなかった。触媒の重合活性は6300g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.31g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[実施例6]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の実施例6に示すシリカを使用した以外は、実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。なお、トリエチルアルミニウムの吸着量は1.48mmol/gであった。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物と塊状ポリマーは全く観察されなかった。触媒の重合活性は4880g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.30g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[比較例1]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の比較例1に示すシリカを使用した以外は、実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。なお、トリエチルアルミニウムの吸着量は1.80mmol/gであった。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物が観察され、塊状ポリマーが観察された。触媒の重合活性は6460g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.29g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[比較例2]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の比較例2に示すシリカを使用した以外は、実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。なお、トリエチルアルミニウムの吸着量は3.00mmol/gであった。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物が観察され、塊状ポリマーは観察されなかった。触媒の重合活性は5250g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.30g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[比較例3]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の比較例3に示すシリカを使用した以外は、実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。なお、トリエチルアルミニウムの吸着量は1.39mmol/gであった。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物が観察され、塊状ポリマーが観察された。触媒の重合活性は3500g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.38g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[比較例4]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の比較例4に示すシリカを使用した以外は、実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。なお、トリエチルアルミニウムの吸着量は1.80mmol/gであった。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物が観察され、塊状ポリマーが観察された。触媒の重合活性は7690g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.25g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[比較例5]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の比較例5に示すシリカを使用した以外は、実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。なお、トリエチルアルミニウムの吸着量は2.38mmol/gであった。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物が観察され、塊状ポリマーが観察された。触媒の重合活性は4000g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.25g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[比較例6]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の比較例6に示すシリカを使用した以外は、実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。なお、トリエチルアルミニウムの吸着量は2.30mmol/gであった。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物が観察され、塊状ポリマーは観察されなかった。触媒の重合活性は10000g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.23g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[比較例7]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の比較例7に示すシリカを使用した以外は、実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。なお、トリエチルアルミニウムの吸着量は1.80mmol/gであった。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物が観察されず、塊状ポリマーは観察された。触媒の重合活性は8000g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.30g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[比較例8]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の実施例1に示すシリカを使用し、遷移金属化合物(B−1)として、ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル(以下、「錯体2」と略称する)を使用した以外は実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物が観察され、塊状ポリマーが観察された。触媒の重合活性は3200g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.28g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
[比較例9]
(オレフィン重合用固体触媒の調製)
表1の実施例1に示すシリカを使用し、遷移金属化合物(B−1)として、ビス(シクロペンタジエニル)チタニウムジメチル(以下、「錯体3」と略称する)を使用した以外は実施例2と同一の条件でオレフィン重合用固体触媒を調製した。
(エチレンの重合)
実施例1と同様の方法でエチレンの重合を行い、ポリマーの乾燥粉末を得た。オートクレーブの内部を検査したところ、オートクレーブの内壁等にポリマーの付着物が観察され、塊状ポリマーが観察された。触媒の重合活性は5000g/g/hであった。得られたポリマーの粉末の嵩密度は0.30g/cmであった。これらの結果を表1に示す。
本発明のポリエチレンの製造方法は、粉体性状に優れた重合体を反応器への付着等を生ずることなく、また塊状のポリマーが生成することなく重合できるため、連続運転による生産効率が向上することから、工業的に極めて効果があり広く利用され得る。

Claims (2)

  1. ポリオレフィン重合触媒を用いて、エチレンを単独重合、又は、エチレン及びオレフィンを共重合させて、ポリエチレンを得る重合工程を有し、
    前記ポリオレフィン重合触媒が、シリカ担体[A]と、遷移金属化合物成分[B]と、活性化剤[C]と、液体成分[D]と、を構成成分として有し、
    前記シリカ担体[A]が、5μm以上50μm以下の平均粒径D50、00m2/g以上700m2/g以下の比表面積1.5mL/g以上2.0mL/g以下の細孔容積、かつ120Å以上210Å以下の下記式で求められる細孔直径を有し、
    細孔直径=細孔容積/比表面積×40000
    前記遷移金属化合物成分[B]が、下記一般式(1)で示される遷移金属化合物(B−1)を含み、
    活性化剤[C]が、前記遷移金属化合物成分[B]と反応して触媒活性を有する金属錯体を形成する下記一般式(2)で示されるボレート化合物(C−1)を含み、
    液体成分[D]が、下記一般式(3)で示される有機マグネシウム化合物[E]とアミン化合物、アルコール化合物、シロキサン化合物から選ばれる化合物[F]とを反応させることによって合成される、
    ポリエチレンの製造方法。
    (上記一般式(1)中、
    1は、チタン、ジルコニウム、及びハフニウムからなる群より選ばれる遷移金属であって、形式酸化数が+2、+3、又は+4である遷移金属を表し、
    1は、各々独立して、水素原子、炭素数1以上8以下の炭化水素基、シリル基、ゲルミル基、シアノ基、ハロゲン原子、及びこれらの複合基からなる群より選ばれる、1個以上20個以下の非水素原子を有する置換基を表し、ここで、前記置換基Rが炭素数1以上8以下の炭化水素基、シリル基、又はゲルミル基である場合、2つの隣接する前記置換基R1が互いに結合して2価の基を形成し、これにより前記2つの隣接する置換基R1にそれぞれ結合するシクロペンタジエニル環の2つの炭素原子間の結合と共働して環を形成してもよく、
    1は、各々独立して、ハライド、炭素数1以上20以下の炭化水素基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルオキシ基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルアミノ基、シリル基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルアミド基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルフォスフィド基、炭素数1以上18以下のヒドロカルビルスルフィド基、及びこれらの複合基からなる群より選ばれる、1個以上20個以下の非水素原子を有する置換基を表し、ここで、2つの前記置換基X1が共働して炭素数4以上30以下の中性共役ジエン又は2価の基を形成してもよく、
    Yは、−O−、−S−、−NR2−、又は−PR2−を表し、ここで、R2は、水素原子、炭素数1以上12以下の炭化水素基、炭素数1以上8以下のヒドロカルビルオキシ基、シリル基、炭素数1以上8以下のハロゲン化アルキル基、炭素数6以上20以下のハロゲン化アリール基、又はこれらの複合基を表し、
    Zは、Si(R32、C(R32、Si(R32−Si(R32、C(R3)−C(R32、C(R3)=C(R3)、C(R32−Si(R32、Si(R32−C(R32、又はGe(R32を表し、ここで、R3は、水素原子、炭素数1以上12以下の炭化水素基、炭素数1以上8以下のヒドロカルビルオキシ基、シリル基、炭素数1以上8以下のハロゲン化アルキル基、炭素数6以上20以下のハロゲン化アリール基、又はこれらの複合基を表し、
    xは、1、2、又は3である)。
    [A−H]+[BQ1 4- (2)
    (上記一般式(2)中、
    [A−H]+は、1価のプロトン供与性のブレンステッド酸を表し、
    Aは、中性のルイス塩基を表し、
    [BQ1 4-は、相溶性の非配位性アニオンを表し、
    Bは、硼素元素を表し、
    1は、炭素数6以上20以下の置換アリール基を表す。)
    (M2a(Mg)b(R4c(R5d (3)
    (上記一般式(3)中、
    2は、周期律表第1族、第2族、第12族、及び第13族に属する金属原子を表し、
    4及びR5は、炭素数2以上20以下の炭化水素基を表し、
    a、b、c、及びdは、次の関係を満たす実数である。0≦a、0<b、0≦c、0≦d、c+d>0、e×a+2b=c+d(ここで、eはM2の原子価))
  2. 前記シリカ担体[A]の平均粒径D50が、9μm以上41μm以下である、請求項1に記載のポリエチレンの製造方法。
JP2013269366A 2013-12-26 2013-12-26 ポリエチレンの製造方法 Active JP6199731B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013269366A JP6199731B2 (ja) 2013-12-26 2013-12-26 ポリエチレンの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013269366A JP6199731B2 (ja) 2013-12-26 2013-12-26 ポリエチレンの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015124285A JP2015124285A (ja) 2015-07-06
JP6199731B2 true JP6199731B2 (ja) 2017-09-20

Family

ID=53535241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013269366A Active JP6199731B2 (ja) 2013-12-26 2013-12-26 ポリエチレンの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6199731B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111183299B (zh) * 2017-10-10 2021-12-07 株式会社普利司通 主动阻尼器用上支座

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113754798A (zh) * 2020-06-05 2021-12-07 中国石油化工股份有限公司 类球形超大孔介孔材料和聚烯烃催化剂及其制备方法以及烯烃聚合方法
CN116251728B (zh) * 2023-01-03 2023-09-19 万华化学集团股份有限公司 一种减少乙烯齐聚反应器中聚合物粘附的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1129615C (zh) * 1996-06-11 2003-12-03 Basf公司 以无机氧化物作为载体的金属茂催化剂体系
JP4610130B2 (ja) * 2000-07-07 2011-01-12 日本ポリオレフィン株式会社 エチレン系重合体およびその製造方法
WO2003035704A1 (en) * 2001-10-19 2003-05-01 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Process for polymerization of olefins
US6855783B2 (en) * 2003-04-11 2005-02-15 Fina Technology, Inc. Supported metallocene catalysts
JP4596951B2 (ja) * 2005-03-29 2010-12-15 旭化成ケミカルズ株式会社 オレフィン重合用触媒およびオレフィンの重合方法
JP5906702B2 (ja) * 2010-12-14 2016-04-20 日本ポリエチレン株式会社 オレフィン重合触媒の製造方法、オレフィン重合触媒およびオレフィンの重合方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111183299B (zh) * 2017-10-10 2021-12-07 株式会社普利司通 主动阻尼器用上支座

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015124285A (ja) 2015-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2570437B1 (en) Solid support-polymethylaluminoxane complex, method for producing same, olefin polymerization catalyst, and method for producing polyolefin
JP4275727B2 (ja) オレフィンの重合用成分と触媒
JP4596951B2 (ja) オレフィン重合用触媒およびオレフィンの重合方法
JP5561886B2 (ja) マグネシウム化合物、固体触媒成分、エチレン系重合触媒、及びエチレン系重合体の製造方法
JP6199731B2 (ja) ポリエチレンの製造方法
SE412242B (sv) Forfarande for polymerisation eller sampolymerisation av olefiner samt en katalysator derfor
JPS58162607A (ja) α−オレフインの重合方法
CN111072803B (zh) 烯烃聚合催化剂载体及其制备方法和应用
TWI229087B (en) Process for polymerization of olefins
JP2005526175A (ja) 固体粒状で不均質の噴霧乾燥された触媒組成物
JP2017071741A (ja) オレフィン重合触媒
CN107915793B (zh) 烯烃聚合催化剂组分和烯烃聚合催化剂以及它们的应用和烯烃聚合的方法
CN107915792B (zh) 烯烃聚合催化剂载体及制备方法及烯烃聚合催化剂组分和烯烃聚合催化剂以及它们的应用
KR101793670B1 (ko) 폴리올레핀 중합용 촉매, 폴리올레핀 중합용 촉매의 제조방법 및 이를 이용한 폴리올레핀의 제조방법
CN101519463A (zh) 乙烯聚合和共聚反应催化剂的制备方法
TW200302235A (en) Metal complex compositions and their use as catalysts for olefin polymerization and copolymerization
JP2008144148A (ja) オレフィン重合触媒およびポリオレフィンパウダーの製造方法
JP2008144149A (ja) オレフィン重合触媒およびポリオレフィンパウダーの製造方法
CN107840911B (zh) 用于乙烯聚合反应的催化剂组分及其制备方法、催化剂及其应用
CN1476455A (zh) 载体催化剂体系
EP3059261B1 (en) Process for preparing a catalyst for olefin polymerization and polymerization
JP5562682B2 (ja) オレフィン重合用固体触媒の製造方法およびポリオレフィンの製造方法
CN115975077B (zh) 一种用于烯烃聚合的催化剂组分及催化剂和应用
KR102632852B1 (ko) 메탈로센 담지 촉매의 제조방법
JP7445722B2 (ja) オレフィン重合用触媒の調製方法

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20160401

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160523

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160926

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170526

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170531

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170713

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170803

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170824

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6199731

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350