JP6290304B2 - 固体触媒成分、前記固体成分を含む触媒、及びα−オレフィン類の(共)重合のためのプロセス - Google Patents

固体触媒成分、前記固体成分を含む触媒、及びα−オレフィン類の(共)重合のためのプロセス Download PDF

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Description

本発明は、α−オレフィン類の(共)重合用の固体触媒成分に関する。
より具体的には、本発明は、少なくとも1つのジルコニウムアレーンを、少なくとも1つの金属化合物と、そして場合によっては少なくとも1つのマグネシウムの化合物と接触した状態に置くことを含むプロセスによって得られるα−オレフィン類の(共)重合用の固体触媒成分に関する。
本発明はまた、前記固体成分を含むα−オレフィン類の(共)重合用の触媒に関する。
更に、本発明は、前記触媒を使用することを特徴とするα−オレフィン類の(共)重合のためのプロセスに関する。
加えて、本発明は、後に示す一般式(III)及び(IIIa)を有するジルコニウムアルキルアレーン、並びにそれの調製のためのプロセスに関する。
α−オレフィン類の(共)重合用の触媒のための固体成分については、当技術分野において記述されている。
例えば、米国特許第4,987,111号は、式VTiCl4n(式中、nは、1から3までの範囲である)を有するエチレンの重合及びエチレンのC〜C10α−オレフィンとの共重合用の固体触媒成分について記載しており、前記固体触媒成分は、次の化学反応式:
(アレーン)+nTiCl → VTiCl4n+2アレーン
(式中、前記アレーンは、非置換のベンゼン又は少なくとも1つのC〜Cアルキル基により置換されているベンゼンから選択される)
に従って四塩化チタンをバナジウム−アレーン[V(アレーン)]と反応させることによって調製され、そして5から20μmまでの範囲の粒径を有しており、前記粒子は、10m/gから70m/gの範囲の表面積及び10,000Åから20,000Åまでの範囲の平均孔径を有する。
米国特許第4,980,491号は、金属の形態の亜鉛、マンガン若しくは鉄又はジシクロペンタジエニルコバルトからなる群から選択される化合物が還元剤として使用されることを特徴とする、バナジウム−アレーンヨウ化物[V(アレーン)I](但し、「アレーン」はベンゼン又はモノ−、ジ−若しくはポリアルキル置換ベンゼンを意味する)の還元によってバナジウム−アレーン[V(アレーン)]を調製するためのプロセスについて記載している。
前記バナジウム−アレーンは、エチレンの重合において、又はエチレンのα−オレフィン類との共重合において活性な触媒成分の調製のために有用である。
米国特許第5,093,508号は、バナジウム−アレーン[V(アレーン)](但し、アレーンはベンゼン又はモノ−、ジ−若しくはポリ−アルキルC〜C置換ベンゼンを意味する)の調製のための、
(a)錯体[V(アレーン)](+)AlCl(−)が、選択されたアレーンの存在下での三塩化バナジウム、金属アルミニウム及び三塩化アルミニウムの反応から得られ、
(b)そのようにして得られた錯体が、環式、非環式又は脂肪族エーテルにより処理されて、[V(アレーン)](+)が[V(アレーン)]へ還元され、
(c)そのようにして得られたバナジウム−アレーンが回収される、
ことを特徴とするプロセスについて記載している。
前記バナジウム−アレーンは、オレフィン類の重合において活性な触媒の調製に有用である。
米国特許第5,210,244号は、バナジウムオキシクロライド(oxychloride:オキシクロリド)、アルミニウム金属、三塩化アルミニウム及びアレーンを発端とするバナジウム−ビスアレーン[V(アレーン)]を調製するためのプロセスについて記載しており、前記プロセスは、
(a)バナジウムオキシクロライド(VOCl)、アルミニウム金属及び三塩化アルミニウムを、バナジウムオキシクロライドを次の反応生成物:[V(アレーン)](+)AlCl(−)に変換するために液体のアレーンと接触した状態にするステップ、
(b)ステップ(a)で得られた反応生成物に環式又は非環式液体エーテルを加えて[V(アレーン)](+)を[V(アレーン)]に還元するステップ、及び
(c)ステップ(b)で得られた反応生成物からバナジウムビス−アレーン[V(アレーン)]を回収するステップ、
を含む。
前記バナジウムビス−アレーンは、オレフィン類の重合において活性な触媒の調製に役立つ。
米国特許第5,821,189号は、以下の成分(A)、(B)並びに場合によって(C)及び(D)を、次のモル比(A):(B):(C):(D)=(1):(0.5〜2):(0〜25):(0〜15)で接触した状態にするステップを含むプロセスを用いて得られるエチレンの(共)重合用の触媒について記載しており、前記成分は、
(A)式Ti(η−アレーン)(AlR4−xを有する二価のチタン−アレーン、
(B)チタン、ジルコニウム、バナジウム、ハフニウム、スズ、ゲルマニウム、セリウム及びオスミウムのハロゲン化物の酸化状態(+4)並びにアンチモン又はバナジウムの酸化状態(+5);並びに酸素化配位子を有する前記酸化状態のこれら金属の誘導体(前記配位子の酸素原子の少なくとも1つが該金属に結合しているか又は配位している)からなる群から選択される化合物又は化合物の混合物、
(C)場合によって、式AlR’3−zを有するアルミニウムの有機化合物、
(D)場合によって、
(a)ジ−及びポリ−クロロアルカン、
(b)カルボキシルに対してα位の炭素においてジ−及びトリ−クロロ置換されている脂肪族カルボン酸のアルキルエステル、及び
(c)フェニル環の少なくとも1つのパラ位にカルボキシアルキル基を有するクロロトリフェニルメタン及びジクロロジフェニルメタンの誘導体、
からなる群から選択される有機クロロ誘導体、
であり、但し、上の式において、
−アレーンは、ベンゼン又は1個から6個までのC〜Cアルキル基により置換されているベンゼンを表し、
−Xは、塩素、臭素又はフッ素原子を表し、
−Zは、塩素又は臭素原子を表し、
−Rは、線状の又は枝分かれしたC〜C10アルキル基を表し、
−R’は、線状の又は枝分かれしたC〜C10アルキル基を表し、
−xは、1から2まで変化する数であり、
−zは、1から3まで変化する数である。
本出願人は、α−オレフィン類の(共)重合用バイメタル触媒を提供することができるジルコニウムと、チタン、バナジウム又はそれらの混合物から選択される別の金属とを含有する固体触媒成分を見出すことという課題に取り組んだ。
本出願人は、二価状態にあるジルコニウムを含む少なくとも1つのジルコニウムアレーンを、金属がチタン、バナジウム又はそれらの混合物から選択される少なくとも1つの金属化合物と、及び、場合によって、少なくとも1つのマグネシウム化合物と接触した状態に置くことによって、α−オレフィン類の(共)重合用のバイメタル触媒を提供することができる固体触媒成分を得ることが可能であることを、今般見出した。
前記触媒は、良好な活性により、さまざまな密度及び分子量を有するα−オレフィン類、特にエチレンの(共)重合体を製造することができる。その上、前記触媒は、高温でのα−オレフィン類、特にエチレンの(共)重合において良好な性能を有する。
本発明の目的は、それ故、α−オレフィン類の(共)重合用の固体触媒成分において、一般式(I)
ZrMAlClMg (I)
(式中、
−Mは、チタン(Ti)、バナジウム(V)、又はそれらの混合物を表し、
−nは、0.01から2までの範囲の数であり、
−xは、0.1から4までの範囲の数であり、
−yは、5から53までの範囲の数であり、
−pは、0から15までの範囲の数である)
を有しており、以下の成分:
(A)一般式(II)若しくは(IIa)を有する少なくとも1つのジルコニウムアレーン又は一般式(III)若しくは(IIIa)を有する少なくとも1つのジルコニウムアルキル−アレーン:
Zr(η−アレーン)Al (II)
Zr(η−アレーン)Al (IIa)
Zr(η−アレーン)Alq’r’s’ (III)
Zr(η−アレーン)Alq’r’s’ (IIIa)
(式中、
−アレーンは、ベンゼン、又は1個から6個までの線状の若しくは枝分かれしたC〜Cアルキル基により置換されているベンゼン、或いはそれらの混合物を表し、
−Xは、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されるハロゲン原子、好ましくは塩素を表し、
−Rは、線状の又は枝分かれしたC〜C10アルキル基を表し、
−qは、2から6までの範囲の数で、好ましくは、一般式(II)を有するジルコニウムアレーンの場合は3、一般式(IIa)を有するジルコニウムアレーンの場合は2であり、
−rは、8から20までの範囲の数で、好ましくは、一般式(II)を有するジルコニウムアレーンの場合は11、一般式(IIa)を有するジルコニウムアレーンの場合は8であり、
−q’は、2から6までの範囲の数で、好ましくは、一般式(III)を有するジルコニウムアルキルアレーンの場合は3、一般式(IIIa)を有するジルコニウムアルキルアレーンの場合は2であり、
−r’は、2から20までの範囲の数で、好ましくは、一般式(III)を有するジルコニウムアルキルアレーンの場合は9、一般式(IIIa)を有するジルコニウムアルキルアレーンの場合は6であり、
−s’は、2から6までの範囲の数で、好ましくは2である);
(B)−一般式MClを有しており、式中、Mが、チタン、バナジウム、又はそれらの混合物を表す四塩化物、
−一般式M(ORCl4−tを有しており、式中、Mが、チタン、バナジウム、又はそれらの混合物を表し、Rが、線状の又は枝分かれしたC〜C10アルキル基を表し、tが、1から4までの範囲の数であるアルコキシド又はクロロアルコキシド、
−一般式(IV):
M(OOCRCl4−t (IV)
(式中、Mは、チタン、バナジウム、又はそれらの混合物を表し、Rは、線状の又は枝分かれしたC〜C10アルキル基を表し、tは、1から4までの範囲の数であり;或いは一般式(IV)の中のカルボキシレート基OOCRは:
−一般式(V):

(式中、R’、R’、R’、R’及びR’は、それぞれ独立して、水素原子;塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されるハロゲン原子、好ましくは塩素;単官能性ヒドロカルビル基そのもの又はその水素原子の少なくとも1つが塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されるハロゲン原子、好ましくは塩素により置換されている単官能性ヒドロカルビル基を表し;但し、R’からR’までの置換基の少なくとも1つは、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素、好ましくは塩素、又はその水素原子の少なくとも1つが塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されたハロゲン原子、好ましくは塩素により置換されている単官能性ヒドロカルビル基を表すことを条件とし;t’及びu’は、0から10までの範囲の数である)
を有するカルボキシレート基、
−一般式(VI):

(式中、R’、R’、R’、及びR’は、それぞれ独立して、水素原子;塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されるハロゲン原子、好ましくは塩素;単官能性ヒドロカルビル基そのもの又はその水素原子の少なくとも1つが塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されるハロゲン原子、好ましくは塩素により置換されている単官能性ヒドロカルビル基を表し;但し、R’からR’までの置換基の少なくとも1つは、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素、好ましくは塩素、又はその水素原子の少なくとも1つが塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されたハロゲン原子、好ましくは塩素により置換されている単官能性ヒドロカルビル基を表すことを条件とし;r’及びs’は、それぞれ独立して、0から10までの範囲の数であり、但し、r’+s’は、1から5までの範囲であることを条件とする)
を有するカルボキシレート基、
−一般式(VII):

(式中、R’、R’、R’、R’、R’、R’及びZ’は、それぞれ独立して、水素原子;塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されるハロゲン原子、好ましくは塩素;単官能性ヒドロカルビル基そのもの又はその水素原子の少なくとも1つが塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されるハロゲン原子、好ましくは塩素により置換されている単官能性ヒドロカルビル基を表し;但し、R’からR’まで及びZの置換基の少なくとも1つは、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素、好ましくは塩素、又はその水素原子の少なくとも1つが塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されたハロゲン原子、好ましくは塩素により置換されている単官能性ヒドロカルビル基を表すことを条件とし;t’及びu’は、それぞれ独立して、0から10までの範囲である数、好ましくは0と2の間である)
を有するカルボキシレート基、
−一般式(VIII):
R’−COO (VIII)
(式中、R’は、その水素原子の少なくとも1つが、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されるハロゲン原子、好ましくは塩素により置換されている3個から20個までの炭素原子を有するシクロアルキル、ポリシクロアルキル、シクロアルケニル、ポリシクロアルケニルから選択される単官能性ヒドロカルビル基を表す)
を有するカルボキシレート基から選択される)
を有するカルボキシレート又はクロロカルボキシレート、
から選択される少なくとも1つの化合物;並びに、場合によって、
(C)−塩化マグネシウム(MgCl)、
−一般式MgRを有しており、式中、R及びRが、それぞれ独立して、線状の又は枝分かれしたC〜C10アルキル基を表すジアルキルマグネシウム、
−一般式MgClを有しており、式中、Lがテトラヒドロフラン(THF)、1,2−ジメトキシエタン(DME)を表し、uが、1から4までの範囲の数である塩化マグネシウムの錯体、
から選択される少なくとも1つのマグネシウム化合物、
を接触した状態に置くことを含むプロセスによって得られた上記固体触媒成分に関する。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、数値範囲の定義づけは、他に特に規定がなければ、常に極値を含む。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、用語「(共)重合」とは、α−オレフィンの、例えば、高密度結晶性ポリエチレンを形成するエチレンの、又はポリプロピレンを形成するプロピレンの単独重合、及び、同様に、例えば、架橋性ポリエチレンを形成するエチレンのエチリデン−ノルボルネンとの共重合、又は線状低密度ポリエチレンを形成するエチレンの1−ブテンとの若しくは1−ヘキセンとの共重合等、α−オレフィンの、共重合可能な少なくとも1つの異なる不飽和化合物(当然、異なるα−オレフィンを含む)との共重合の、両方を意味する。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、用語「モル」及び「モル比」は、分子で構成される化合物に関して使用され、そして原子及びイオンに関しても使用され、後者については、用語グラム原子又は原子比率は、例え科学的により正確であっても省略している。
本発明の好ましい実施形態によれば、化合物(A)、(B)、及び場合によって(C)は、それぞれ、次のモル比(0.5〜2):(1):(0〜12)で使用することができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、一般式(II)若しくは(IIa)を有するジルコニウムアレーン中の及び/又は一般式(III)若しくは(IIIa)を有するジルコニウムアルキルアレーン中の前記アレーンは、ベンゼン、トルエン、オルト−キシレン、メタ−キシレン、パラ−キシレン、1,2,3−トリメチルベンゼン、1,2,4−トリメチルベンゼン、1,3,5−トリメチルベンゼン(メシチレン)、ヘキサメチルベンゼン、又はそれらの混合物から選択することができる。ベンゼン、トルエン、1,3,5−トリメチルベンゼン(メシチレン)が好ましい。
本発明の好ましい実施形態によれば、一般式(III)又は(IIIa)を有するジルコニウムアルキル−アレーンにおいて、前記基Rは、エチル、ブチル、イソブチル、n−オクチルから選択することができる。エチル、ブチル、n−オクチルが好ましい。
本発明のために特に役立つ一般式(II)又は(IIa)を有するジルコニウムアレーンの具体例は:
− Zr(η−ベンゼン)AlCl11
− Zr(η−ベンゼン)AlBr11
− Zr(η−メシチレン)AlBr11
− Zr(η−メシチレン)AlCl11
− Zr(η−ベンゼン)AlCl
− Zr(η−トルエン)AlCl
− Zr(η−メシチレン)AlCl
− Zr(η−ベンゼン)AlBr
− Zr(η−トルエン)AlBr
− Zr(η−メシチレン)AlBr
である。
本発明のために特に役立つ一般式(III)又は(IIIa)を有するジルコニウムアルキル−アレーンの具体例は:
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(エチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(エチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(エチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(n−オクチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(ブチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(エチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(エチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(エチル)
− Zr(η−ベンゼン)AlCl(エチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(エチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(エチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(エチル)
− Zr(η−トルエン)AlCl(エチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(エチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(エチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(エチル)
− Zr(η−メシチレン)AlCl(エチル)
である。
本発明の好ましい実施形態によれば、一般式MClを有する前記四塩化物は、四塩化チタン、四塩化バナジウム、又はそれらの混合物から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、一般式M(ORCl4−tを有する前記アルコキシド又はクロロアルコキシドは、チタン若しくはバナジウムテトラ−エトキシド、チタン若しくはバナジウムテトラ−プロポキシド、チタン若しくはバナジウムテトラ−n−ブトキシド、チタン若しくはバナジウムテトラ−イソ−ブトキシド、又はそれらの誘導体塩化物、或いはそれらの混合物から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、一般式(V)を有する前記カルボキシレート基は、CClCOO、CClCHCOO、CCl(CHCOO、CHClCOO、CHCClCOO、CCClCHCOO、(CCClCOO、CHCHCClCOO、C(CHCHClCOO、ClCCHClCOO、ClCCHCOO、2−シクロプロピル−2,2−ジクロロアセテート、又はそれらの混合物から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、一般式(VI)を有する前記カルボキシレート基は、ClCCCOO、ClCHCOO、ClCHClCOO、CClCOO、又はそれらの混合物から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、一般式(VII)を有する前記カルボキシレート基は、CClCH=COO、CClCCl=CClCOO、CCl=CClCClCOO、又はそれらの混合物から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、一般式(VIII)を有する前記カルボキシレート基は、2−クロロ−シクロヘキサン−カルボキシレート、2,2−ジクロロシクロプロパン−カルボキシレート、2,2,3,3−テトラクロロプロパン−カルボキシレート、ペルクロロ−シクロヘキサン−カルボキシレート、シクロ−ヘキサ−2−エン−2−トリクロロ−メチル−カルボキシレート、又はそれらの混合物から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、一般式(IV)を有する前記カルボキシレート又はクロロカルボキシレートは、チタン若しくはバナジウムテトラ−n−デカノエート、チタン若しくはバナジウムテトラ−n−ウンデカノエート、チタン若しくはバナジウムテトラ−イソ−ブチレート、チタン若しくはバナジウムテトラ−2−エチル−ヘキサノエート、チタン若しくはバナジウムテトラ−2,2−ジメチルプロパノエート、チタン若しくはバナジウムテトラ−ベルサテート、チタン若しくはバナジウムテトラ−3−エチル−ペンタノエート、チタン若しくはバナジウムテトラ−シトロネレート、チタン若しくはバナジウムテトラ−ナフテネート、チタン若しくはバナジウムテトラ−2−フェニル−ブチレート、又はそれらの誘導体塩化物、或いはそれらの混合物から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、一般式MgRを有する前記ジアルキルマグネシウムは、ブチル−オクチルマグネシウム[(n−C1.5(n−C170.5Mg]、エチル−ブチルマグネシウム[(n−C)(n−C)Mg]、ジ−ブチルマグネシウム[n−(CMg]、又はそれらの混合物から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、一般式MgClを有する前記塩化マグネシウム錯体は、塩化マグネシウムテトラヒドロフラン錯体、塩化マグネシウム1,2−ジメトキシエタン錯体、塩化マグネシウムピラン錯体、塩化マグネシウムエチルエーテル錯体、塩化マグネシウムジ−オクチルエーテル錯体、塩化マグネシウムジ−ブチルエーテル錯体、又はそれらの混合物から選択することができる。
本発明の対象である固体触媒成分を含む触媒の触媒活性を改良するために、前記プロセスは、活性剤として有機クロロ誘導体の使用を含めることができる。
本発明の更なる実施形態によれば、前記プロセスは、成分(A)、(B)、及び場合によって(C)を、
(a)ジ−又はポリ−クロロアルカン、
(b)カルボキシルに対してα位にある炭素にジ−又はトリ−クロロ置換されている脂肪族カルボン酸のアルキルエステル、
(c)フェニル環の少なくとも1つのパラ位にカルボキシアルキル基を持っているモノクロロトリフェニルメタン又はジクロロジフェニルメタン、
から選択することができる少なくとも1つの有機クロロ誘導体(D)と接触した状態に置くことを含む。
本発明の好ましい実施形態によれば、前記ジ−又はポリ−クロロアルカン(a)は、
−ジクロロメタン、
−一般式:

(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、又は線状の若しくは枝分かれしたC〜C10、好ましくはC〜Cアルキル基を表す)
を有するα,β−ジクロロアルカン、
−一般式:
Cl−CH−(CH−CH−Cl
(式中、vは、1から10までの範囲、好ましくは1から5までの範囲の整数である)
を有するα,ω−ジクロロアルカン、
−一般式:

(式中、Rは、ハロゲン原子、好ましくは塩素を表し、zは、1から10までの範囲、好ましくは1から5までの範囲の整数である)
を有する2つの末端炭素上に塩素原子を持っているトリクロロアルカン及びテトラクロロアルカン、
−一般式:

(式中、Rは、線状の又は枝分かれしたC〜C10、好ましくはC〜Cアルキル基を表す)
を有する末端炭素上に塩素原子を持っているトリクロロアルカン、
から選択することができる。
本発明のために特に役立つジ−及びポリ−クロロアルカン(a)の具体例は、1,2−ジクロロエタン、1,3−トリクロロプロパン、1,4−ジクロロブタン、2,3−ジクロロブタン、1,4−ジクロロペンタン、1,6−ジクロロへキサン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、又はそれらの混合物である。1,2−ジクロロエタン、2,3−ジクロロブタン、又はそれらの混合物が好ましい。
本発明の好ましい実施形態によれば、カルボキシルに対してα位にある炭素にジ−若しくはトリ−クロロ置換されている脂肪族カルボン酸の前記アルキルエステル(b)は、次の一般式:

(式中、Rは、水素原子、塩素原子、又は線状の若しくは枝分かれしたC〜C10、好ましくはC〜Cアルキル基を表し、R10は、線状の若しくは枝分かれしたC〜C10、好ましくはC〜Cアルキル基を表す)
を有するものから選択される。
本発明のために特に役立つカルボキシルに対してα位にある炭素にジ−又はトリ−クロロ置換されている脂肪族カルボン酸のアルキルエステル(b)の具体例は、1,1−ジクロロ酢酸及び1,1,1−トリクロロ酢酸のメチル及びエチルエステル、又はそれらの混合物である。
本発明の好ましい実施形態によれば、フェニル環の少なくとも1つのパラ位にカルボキシアルキル基を持っている前記モノクロロトリフェニルメタン又はジクロロジフェニルメタン(c)は、一般式:

(式中、R11及びR12は、それぞれ独立して、線状の又は枝分かれしたC〜C10、好ましくはC〜Cアルキル基を表す)
を有するものから選択することができる。
本発明のために特に役立つフェニル環の少なくとも1つのパラ位にカルボキシアルキル基を持っている前記モノクロロトリフェニルメタン又はジクロロジフェニルメタン(c)の具体例は、R11及びR12が、それぞれ独立して、メチル又はエチル基を表す上記した式に相当するものである。
本発明の好ましい実施形態によれば、化合物(A)、(B)、並びに場合によって(C)及び/又は(D)は、それぞれ次のモル比(0.5〜2):(1):(0〜12):(0〜40)で使用することができる。
本発明の対象である固体触媒成分を含む触媒の触媒活性を改良するために、前記プロセスは、更に、活性剤としてアルキルアルミニウムの使用を含めることができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、前記プロセスは、成分(A)、(B)、並びに場合によって(C)及び/又は(D)を、一般式
Al(R13Cl3−w
(式中、R13は、線状の又は枝分かれしたC〜C20、好ましくはC〜C18アルキル基を表し、wは、1又は2である)
を有するものから選択される少なくとも1つのアルキルアルミニウムクロライド(E)と接触した状態に置くことを含む。
本発明のために特に役立つアルキルアルミニウムクロライド(E)の具体例は、ジ−エチル−アルミニウムクロライド、モノ−エチル−アルミニウムジクロライド、ジ−メチル−アルミニウムクロライド、ジ−イソブチル−アルミニウムクロライド、イソ−ブチル−アルミニウムジクロライド、エチル−アルミニウムセスキクロライド、又はそれらの混合物である。
本発明の好ましい実施形態によれば、化合物(A)、(B)、並びに場合によって(C)及び/又は(D)及び/又は(E)は、それぞれ次のモル比(0.5〜2):(1):(0〜12):(0〜40):(0〜40)で使用することができる。
本発明の対象である一般式(I)を有する固体触媒成分は、当技術分野で公知のプロセスに従って得ることができる。
一般に、反応物原料から予め単離された一般式(II)若しくは(IIa)を有するジルコニウムアレーン又は一般式(III)若しくは(IIIa)を有するジルコニウムアルキル−アレーン、或いは、一般式(II)若しくは(IIa)を有するジルコニウムアレーン又は一般式(III)若しくは(IIIa)を有するジルコニウムアルキル−アレーンを含有する反応物原料(二相系)の溶液(A)は、溶液中又は懸濁液中で、成分(B)並びに場合によって(C)及び/又は(D)及び/又は(E)と接触した状態に置かれる。この目的のために適する溶媒は、不活性な非反応性有機溶媒、好ましくは脂肪族又は芳香族炭化水素溶媒、例えば、n−ペンタン、n−へキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、n−ウンデカン、n−ドデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、1,3,5−トリメチルベンゼン(メシチレン)など、より好ましくは、一般式(II)、(IIa)、(III)又は(IIIa)の化合物中に存在するアレーンに相当する溶媒の中から選択することができる。その反応は、撹拌下で、室温、又は室温より高い、例えば、最高で使用される溶媒のほぼ沸点までの温度若しくは上記した成分を接触した状態に置くことによって得られた混合物の還流温度で、2時間から15時間までの範囲の時間、好ましくは室温で約15時間、通常は行われて、粒状固体の形をした固体触媒成分の沈殿が生じる。かくして得られた関連溶媒中の固体触媒成分の分散液又は溶液は、α−オレフィンの(例えばエチレンの)(共)重合プロセスにおいて直接使用することができる。別法では、この固体触媒成分は、その分散液から前もって分離し、有機炭化水素溶媒(例えば、n−ペンタン、n−へキサン、n−ヘプタン)による洗浄に供し、乾燥させることができる。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、用語「室温」は、20℃から25℃までの範囲の温度を意味する。
本発明の更なる実施形態によれば、一般式(I)を有する前記固体触媒成分は、好ましくは制御された狭い粒径分布を有する不活性固体に担持された形態をしていることもできる。適切な不活性固体は、上で述べた触媒部分の特性、存在する異なる元素の間の割合、及びジルコニウムの特定の配位特性を変更しないものである。これらの固体の例は、無機固体、例えば、ケイ素及びアルミニウムの酸化物、混合されたシリカ−アルミナ酸化物、酸化チタン、ケイ酸塩、シリコアルミネート、ゼオライト、並びに類似品などである。有機ポリマーの固体、例えば、特定タイプの官能化ポリスチレンなども、担体として使用することができる。好ましい固体は、シリカ、アルミナ(そのさまざまな形をしたもの)、非晶質又は結晶質のシリコアルミネート(ゼオライト)である。不活性担体の量は、結果として生じる担持された固体成分の50重量%から90重量%までを形成するように通常は選択される。これらの担持された固体成分は、気相重合プロセスに対して特に適する。
この不活性な固体の担体は、本発明に照らして望ましい量で、上記の成分(A)、(B)、並びに場合によって(C)及び/又は(D)及び/又は(E)と共に、該固体触媒成分がその後、不活性担体の表面にその均一な分布で沈殿するのに有利に働くように、溶液又は懸濁液中に導入することができる。別法では、前記担体に、一般式(I)を有する固体触媒成分の溶液を含浸させて、不活性担体上により均一な分布を有する前記固体成分の沈殿を生じさせることができる。
本発明の更なる態様は、上記の固体成分を含むα−オレフィンの(共)重合用の触媒に関する。
更なる態様によれば、本発明は、
−一般式(I):
ZrMAlClMg (I)
(式中、
−Mは、チタン(Ti)、バナジウム(V)、又はそれらの混合物を表し、
−nは、0.01から2までの範囲の数であり、
−xは、0.1から4までの範囲の数であり、
−yは、5から53までの範囲の数であり、
−pは、0から15までの範囲の数である)
を有する固体触媒成分、
−一般式:
Al(R13Cl3−w
(式中、R13は、線状の又は枝分かれしたC〜C20、好ましくはC〜C18アルキル基を表し、wは、1、2又は3である)
を有するアルキルアルミニウムから選択される共触媒、
を含むα−オレフィンの(共)重合用の触媒に関する。
本発明のために特に適する共触媒の具体例は、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、トリ−ヘキシル−アルミニウム、ジ−エチル−アルミニウムクロライド、モノ−エチル−アルミニウムジクロライド、ジ−メチル−アルミニウムクロライド、ジ−イソブチル−アルミニウムクロライド、イソブチル−アルミニウムジクロライド、エチル−アルミニウムセスキクロライド、又はそれらの混合物である。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、トリ−ヘキシル−アルミニウム、又はそれらの混合物が特に好ましい。トリ−エチル−アルミニウム、トリ−イソ−ブチル−アルミニウムが特に好ましい。
本発明の好ましい実施形態によれば、前記触媒において、共触媒中に存在するアルミニウムと一般式(I)を有する固体触媒成分中に存在するチタン及び/又はバナジウムとの間のモル比は、0.5から200までの範囲であり得る。
前記触媒は、既知の技術によって得ることができる。例として、好ましくは、(共)重合されるべきα−オレフィンの一つ又は複数からなることができ、又はそれを含有することができる適切な液状媒体、通常は炭化水素中で、一般式(I)を有する固体触媒成分と共触媒とを接触させることによって前記触媒を得ることができる。本発明の触媒が使用される(共)重合プロセスの特徴によって、その触媒は別々に調製し、重合反応器中に後から導入することができ、又はそれは諸成分を別々に反応器中に供給することによって現場で(in situで)調製することができる。その触媒が調製される温度は特に重要ではなく、それは広い範囲内で変化することができ、通常は0℃から(共)重合プロセスにおける触媒の使用温度まで及ぶ。ある場合には成分間の接触が、(共)重合を開始する前に、温度に応じて10秒から30分までの範囲内の時間維持され得るとしても、その触媒の形成は、通常は室温で既に殆ど即刻である。
特定の実際的要求を満足させるのに適する触媒系を得るために、一つ又は複数の添加剤又は更なる成分を、本発明の上記した触媒に、場合によって添加することができる。そのようにして得られた触媒系は、本発明の範囲に包含されると見なされるべきである。本発明の触媒の調製品及び/又は調合物に含むことができる添加物又は成分は、不活性溶媒、例えば、脂肪族及び/又は芳香族炭化水素、脂肪族及び芳香族エーテル;弱配位した添加物(ルイス塩基)、例えば、非重合性オレフィン、エーテル、第三級アミン及びアルコールから選択されるもの;ハロゲン化剤、例えば、ハロゲン化ケイ素、ハロゲン化炭化水素、好ましくは塩素化物、及び類似品;並びに、エチレン及びその他のα−オレフィンの両方の(共)重合用の従来型の触媒の調製のために当技術分野で通常使用される全てのその他の任意選択の成分である。
本発明はまた、前記触媒を使用することを特徴とするα−オレフィンの(共)重合プロセスにも関する。
本発明の触媒は、α−オレフィンの実質的に全ての既知の(共)重合プロセスにおいて、例えば、場合によって不活性希釈剤の存在下での低圧(0.1MPa〜1.0MPa)、中圧(1.0MPa〜10MPa)、又は高圧(10MPa〜150MPa)での、20℃から300℃までの範囲の温度でのプロセスにおけるような、一つ又は複数のステップの連続式又はバッチ式のいずれにおいても優れた結果と共に使用することができる。水素が、分子量調整剤として適切に使用され得る。
前記プロセスは、例えば、3個から12個まで、好ましくは6個から10個までの炭素原子を有する脂肪族又は脂環式飽和炭化水素から選択することができるが、それはモノマー、例えば、液体プロピレン中でのエチレンとプロピレンの既知の共重合プロセスにおけるようなモノマーであることもできる液体希釈剤中の溶液中又は懸濁液中で行うことができる。その(共)重合混合物中に導入される触媒の量は、その触媒中に存在するチタン及び/又はバナジウム濃度が10−4モル/リットルから10−8モル/リットルまでの範囲であるように好ましくは選択される。
別法では、その(共)重合は、気相中で、例えば、流動床反応器中で、通常は、0.5MPaから5MPaまでの範囲の圧力で、及び50℃から150℃までの範囲の温度で行うことができ、この場合は、本発明の対象である一般式(I)を有する固体触媒成分については、前述の通り不活性な担体に担持されているタイプのものであることが好ましい。
上記したプロセスにおいて使用することができるα−オレフィンは、好ましくは2個から20個まで、より好ましくは2個から8個までの炭素原子を含有している、脂肪族、脂環式又は芳香族であるもの、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチルペンタ−1−エン、1−ヘキセン、1−オクテン、エチリデン−ノルボルネン、スチレン、又はそれらの混合物である。エチレンが、単独重合及び共重合の両方に対して特に好ましく、エチレンは、いかなる場合も有効なモノマーである。
本発明の対象である触媒はまた、線状のポリエチレンを生じるためのエチレンの重合において、並びに、エチレンの、プロピレンとの又はより高級な好ましくは4個から10個の炭素原子を有するα−オレフィンとの共重合において、優れた結果を伴って使用することができ、特定の重合条件並びにそのα−オレフィンの量及び構造に依存してさまざまな特徴を有するコポリマーを生じる。線状ポリエチレンは、例えば、0.880から0.940までの範囲の密度を有しており、平均分子量が好ましくは100,000から2,000,000までの範囲のものを得ることができる。線状の低密度及び中密度ポリエチレン(密度によって、ULDPE、VLDPE及びLLDPEとして知られる)の製造においてエチレンのコモノマーとして好んで使用されるα−オレフィンは、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンである。
本発明の対象である触媒はまた、老化及び劣化に著しく耐性のある過酸化物によって加硫することができる飽和エラストマー状ポリマーを生じさせるエチレンとプロピレンの共重合プロセスにおいて、又は、エチレン、プロピレン及び5個から20個までの炭素原子を有する非共役ジエンの三元共重合でEPDMタイプの加硫ゴムを得るために適切に使用することができる。
これらのコポリマーを調製するために一般的に使用される非共役ジエンの例は、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)、1,4−ヘキサジエン、1,6−オクタジエンである。
本発明の対象である触媒は、又、α−オレフィンの、特にエチレンの、溶液中の高温での(共)重合プロセスにおいて適切に使用することができる。これらのプロセスは、130℃から300℃までの範囲の温度で及び1MPaから25MPaまでの範囲、好ましくは5MPaから20MPaまでの範囲の圧力で、そのプロセス温度で形成されたポリマーを溶液状態に維持できる不活性液体の存在下で通常は行われる。このようにして、短い滞留時間及び高い生産力を可能にする均一な反応混合物(触媒を除く)及び容易に制御可能であり順応性のあるプロセスが得られる。それらのポリオレフィンの溶媒和特性に対するのとそれらの比較的低い毒性に対する両方に好ましい液体は、6個から10個までの炭素原子を有する脂肪族又は脂環式炭化水素、例えば、ヘプタン、デカン、シクロヘキサン、デカリンなどである。そのポリマーはその後沈殿又は溶媒の蒸発除去(devolatization)によって分離される。このタイプの既知のプロセスに関する一般的な情報については、多数の出版物が入手可能な中でも、Encyclopaedia of Polymer Science and Engineering、2版(1986)、Vol.6、471〜472頁、John Wiley & Sons Ed.を参照すべきである。
ポリオレフィンは、特に半結晶性の場合、溶媒中への低い溶解性を有しているので、好ましくは150℃から230℃の範囲の比較的高温での使用が、これらのプロセスを行うには重要である。このプロセスは、使用される技術によって、断熱又は等温反応器中で行われる。然しながら、そのような高温での(共)重合プロセスにおいては得られるポリマーの平均分子量が著しく低下し、通常の変換プロセス(transformation process)にとって受け入れられない高さの「メルトフローインデックス」(MFI)のレベルを引き起こすことが知られている。溶液プロセスで通常使用される触媒は、バナジウムに基づいており、とはいえ、それらは広い範囲の用途のための満足できる分子量を有するポリオレフィンを製造することが可能ではなく、このことが上記した利点にもかかわらずこのプロセスの普及を制限している。その上、これらの触媒の活性に関しても更なる改良の余地がある。他方では、通常懸濁プロセスにおいて使用されるチタンに基づく既知のチーグラーナッタ触媒は、高温で使用されるとき、殆どの通常の用途には適さない特に低い分子量を有するポリエチレンを生成して、前のものよりさらにより適さないことが分かっている。
本発明の触媒は、同じプロセス条件下で使用される従来の触媒に対して、エチレンのポリマー及びコポリマーの高い平均分子量が得られることと、上記した高温で操作しながらもずっと低い「メルトフローインデックス」(MFI)値(一桁分さえも)を得ることをも、意外なことに可能にする。
一般式(II)又は(IIa)を有するジルコニウムアレーンは、例えば、Troyanovらによって、「アレーンTi及びZr錯体の合成並びにそれらの空気に対する反応性:[(CMeZr(AlCl)](AlCl)及びTiCl(OPh)の結晶構造(Synthesis of arene Ti and Zr complexes and their reactivity towards air: crystal structure of [(CMeZr(AlCl)](AlCl) and TiCl(OPh))」、Journal of Organometallic Chemistry (1995)、Vol.494、C4〜C7中に;又は「π−ベンゼンジルコニウム(III)ブロモアルミネート錯体{(μ−Br)[(η−C)Zr(μ−Br)・AlBr}(AlBr)・2.5C及びπ−ベンゼンジルコニウム(II)ヨードアルミネート錯体[(η−CZr(μ−I)AlI](Al10)・0.5Cの合成及び結晶構造(The synthesis and crystal structure of the π−benzenezirconium(III) bromoaluminate complex {(μ−Br)[(η−C)Zr(μ−Br)・AlBr}(AlBr)・2.5C and the π−benzene−zirconium(II) iodoaluminate complex [(η−CZr(μ−I)AlI](Al10)・0.5C)」、Organometallic Chemistry in the USSR (1989)、Vol.2(6)、732〜736頁の中に;又は「π−メシチレンジルコニウム(II)ブロミド錯体[(η−CMeZr(μ−Br)AlBr]・(AlBr)及び[{η−CMeZr(μ−Br)・AlBr](AlOBr)の合成及び結晶構造(The synthesis and crystal structure of the π−mesitylenezirconium(II) bromide complexes [(η−CMeZr(μ−Br)AlBr]・(AlBr) and [{η−CMeZr(μ−Br)・AlBr](AlOBr))」、Organometallic Chemistry in the USSR (1992)、Vol.5(5)、527〜530頁;「低酸化状態のチタン及びジルコニウムのアレーン錯体:β−(η−C)Ti(AlI、[η−(CMeZrBr](AlOBr)(AlBr)・(C)、[η−CMeZrBr](AlOBr、及び[(η−CZr(AlBr)](AlBr)・2(C)の結晶構造(Arene Complexes of Titanium and Zirconium in Low Oxidation States: Crystal Structures of β−(η−C)Ti(AlI,[η−(CMeZrBr](AlOBr)(AlBr)・(C),[η−CMeZrBr](AlOBr, and [(η−CZr(AlBr)](AlBr)・2(C))」、Russian Journal of Coordination Chemistry (1997)、Vol.23、No.12、836〜843頁に記載されているような当技術分野で公知のプロセスによって得ることができる。
一般式(II)又は(IIa)を有する前記ジルコニウムアレーンは、例えば、次の成分:アルミニウム金属、三塩化アルミニウム、四塩化ジルコニウム及び選択されたアレーンを反応条件下で接触した状態に置くことによって得ることができる。反応が終わると二相系が得られ(反応物原料)、それを、変化していない過剰のアルミニウム金属を除去するために濾過すると溶液を得ることができ、そこから固体の形態の前記ジルコニウムアレーンが、例えば、好ましくは脂肪族の炭化水素溶媒(例えばn−ヘプタン)中での沈殿によって分離される。
本発明及び添付の特許請求の範囲において、表現「一般式(II)又は(IIa)を有する少なくとも1つのジルコニウムアレーン」とは、一般式(II)又は(IIa)を有する前記ジルコニウムアレーンを含有する、固体の形態のジルコニウムアレーンか又は過剰のアルミニウム金属を除去するために濾過され得る若しくは濾過されない一般式(II)若しくは(IIa)を有する前記ジルコニウムアレーンの調製プロセスにおいて得られる二相系(反応物原料)のいずれかを使用することが可能であることを意味する。
注目すべきは、式:
Zr(η−ベンゼン)(AlCl11
を有するジルコニウムアレーンが当技術分野では記載されてこなかったことである。
本発明の更なる目的は、それ故、式
Zr(η−ベンゼン)(AlCl11
を有するジルコニウムアレーンに関する。
更なる態様において、本発明は、一般式(III)又は(IIIa):
Zr(η−アレーン)Alq’r’s’ (III)
Zr(η−アレーン)Alq’r’s’ (IIIa)
(式中、
−アレーンは、ベンゼン、又は1個から6個までの線状の若しくは枝分かれしたC〜Cアルキル基により置換されているベンゼン、或いはそれらの混合物を表し、
−Xは、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されるハロゲン原子、好ましくは塩素を表し、
−Rは、線状の又は枝分かれしたC〜C10アルキル基を表し、
−q’は、2から6までの範囲である数、好ましくは、ジルコニウムアルキルアレーンが一般式(III)を有する場合は3であり、ジルコニウムアルキルアレーンが一般式(IIIa)を有する場合は2であり、
−r’は、2から20までの範囲である数、好ましくは、ジルコニウムアルキルアレーンが一般式(III)を有する場合は9であり、ジルコニウムアルキルアレーンが一般式(IIIa)を有する場合は6であり、
−s’は、2から6までの範囲である数、好ましくは2である)
を有するジルコニウムアルキル−アレーンに関する。
更なる実施形態において、本発明は、又、一般式(III)又は(IIIa)を有するジルコニウムアルキル−アレーンを調製するためのプロセスであって、次の成分:
(i)一般式(II)又は(IIa):
Zr(η−アレーン)AlCl (II)
Zr(η−アレーン)AlCl (IIa)
(式中、
−アレーンは、ベンゼン、又は1個から6個までの線状の若しくは枝分かれしたC〜Cアルキル基により置換されているベンゼン、或いはそれらの混合物を表し、
−Xは、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されるハロゲン原子、好ましくは塩素を表し、
−qは、2から6までの範囲である数、好ましくは、ジルコニウムアレーンが一般式(II)を有する場合は3であり、ジルコニウムアレーンが一般式(IIa)を有する場合は2であり、
−rは、8から20までの範囲である数、好ましくは、ジルコニウムアレーンが一般式(II)を有する場合は11であり、ジルコニウムアレーンが一般式(IIa)を有する場合は8である)
を有する少なくとも1つのジルコニウムアレーン、
(ii)−一般式
M(R16
(式中、Mは、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、リチウムを表し、R16は、線状の又は枝分かれしたC〜C12、好ましくはC〜C10アルキル基を表し、bは、1、2又は3である)
を有するアルキル金属類、
−一般式:
Al(R13Cl3−w
(式中、R13は、線状の又は枝分かれしたC〜C20、好ましくはC〜C18アルキル基を表し、wは、1又は2である)
を有するアルキルアルミニウムクロライド、
から選択される少なくとも1つのアルキル化剤、
を接触した状態に置くことを含む上記プロセスに関する。
上記のプロセスのために特に役立つアルキル金属類の具体例は、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、n−ペンチルリチウム、トリ−エチルアルミニウム、トリ−イソ−ブチルアルミニウム、トリ−オクチルアルミニウム、ブチル−オクチル−マグネシウム、ジ−ブチル−マグネシウム、ブチル−へキシル−マグネシウム、又はそれらの混合物である。
上記のプロセスのために特に役立つアルキルアルミニウムクロライドの具体例は、ジ−エチル−アルミニウムクロライド、モノ−エチル−アルミニウムジクロライド、ジ−メチル−アルミニウムクロライド、ジ−イソブチル−アルミニウムクロライド、イソ−ブチル−アルミニウムジクロライド、エチル−アルミニウムセスキクロライド、又はそれらの混合物である。
本発明の好ましい実施形態によれば、前記反応は、有機溶媒、好ましくは脂肪族又は芳香族炭化水素溶媒、例えば、n−ペンタン、n−へキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、n−ウンデカン、n−ドデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、1,3,5−トリメチルベンゼン(メシチレン)の存在下で行うことができる。その反応は、撹拌下で室温、又は室温より高い、例えば、最高で使用される溶媒のほぼ沸点までの温度若しくは上記した成分を接触した状態に置くことによって得られた混合物の還流温度で、2時間から24時間までの範囲の時間、好ましくは、室温で約24時間又は前記混合物の還流温度で2時間から6時間までの範囲の時間通常は行われて、粒状固体の形態をしたジルコニウムアルキル−アレーンの沈殿が生じるか、又は前記ジルコニウムアルキル−アレーンを含む溶液が得られる。
本発明及び添付の特許請求の範囲において、表現「一般式(III)又は(IIIa)を有する少なくとも1つのジルコニウムアルキル−アレーン」とは、一般式(III)又は(IIIa)を有する前記ジルコニウムアルキル−アレーンを含有する、固体の形態のジルコニウムアルキル−アレーンか、又は過剰のアルミニウム金属を除去するために濾過され得る若しくは濾過されない一般式(III)若しくは(IIIa)を有する前記ジルコニウムアルキル−アレーンの調製プロセスにおいて得られる溶液(反応物原料)のいずれかを使用することが可能であることを意味する。
説明のための及び非限定のいくつかの実施例を、本発明のより良い理解のため及びその実施形態として、以下に提示する。
試薬及び材料
以下の本発明の実施例で使用される試薬及び材料を、それらの任意的な前処理及びそれらの製造業者と共に下に記載する:
− 四塩化ジルコニウム(ZrCl)(Aldrich、99.9%):そのまま使用;
− 無水三塩化アルミニウム(AlCl)(Fluka):そのまま使用;
− ベンゼン(Aldrich):純粋、≧99%、不活性雰囲気中ナトリウム(Na)を用いて蒸留;
− メシチレン(Aldrich):純粋、≧99%、不活性雰囲気中ナトリウム(Na)を用いて蒸留;
− トルエン(Aldrich):純粋、≧99%、不活性雰囲気中水素化アルミニウムリチウム(LiAlH)を用いて蒸留;
− アルミニウム金属(Carlo Erba RPE):粉末、そのまま使用;
− トリ−オクチルアルミニウム[Al(オクチル)](Aldrich):そのまま使用;
− 四塩化チタン(TiCl)(Fluka):純粋、≧99%、不活性雰囲気中で蒸留;
− 四塩化バナジウム(VCl)(Fluka):純粋、≧99%、そのまま使用;
− 無水塩化マグネシウム(MgCl)(Cezus−Areva):>99%、グレードT.202、そのまま使用;
− 「エチレン重合のためのジルコセン触媒の担体としての有機アルミニウム化合物により変性された塩化マグネシウム(Magnesium chloride modified with organoaluminium compounds as a support of the zircocene catalyst for ethylene polymerization)」、European Polymer Journal (2004)、Vol.40、839〜846頁の、Ochedzan−Siodlakらの記述に従って調製された塩化マグネシウム−テトラヒドロフラン錯体[MgCl(THF)];
− 「MgCl(1,2−ジメトキシエタン)の結晶構造(Crystal structure of MgCl(1,2−dimethoxyethane))」、Zeitschrift fur Naturforschung. B (1993)、Vol.48、No.8、1151〜1153頁の、Neumuellerらの記述に従って調製された塩化マグネシウム−1,2−ジメトキシエタン錯体[MgCl(DME)];
− ブチル−オクチルマグネシウム[(n−C1.5(n−C170.5Mg](Chemtura):そのまま使用;
− n−デカン:純粋、≧95%、(Synthesis−Parma)、Grace Davisonの分子篩の4Å及び10Åにより処理;
− n−ヘプタン(Carlo Erba、RPE):不活性雰囲気中でナトリウム(Na)を用いて蒸留することにより無水物化;
− n−ペンタン(Carlo Erba、RPE):不活性雰囲気中でナトリウム(Na)を用いて蒸留することにより無水物化;
− n−ヘキサン(Carlo Erba、RPE):不活性雰囲気中でナトリウム(Na)を用いて蒸留することにより無水物化;
− 塩化tert−ブチル(Acros):そのまま使用;
− トリ−イソ−ブチルアルミニウム(TIBAL)(Chemtura):そのまま使用;
− エチレン:Rivoiraグレード3.5、純度≧99.95%;
− 1−ヘキセン:97%、Aldrich、水素化カルシウムを用いて蒸留;
− ジ−エチル−アルミニウムクロライド(DEAC)(Chemtura、純粋):そのまま使用;
− 2,3−ジクロロブタン(Acros):そのまま使用;
− メタノール(Acros):37%の塩酸(HCl)水溶液の添加により酸性化;
− テトラヒドロフラン(THF)(Carlo ERBA、RPE):不活性雰囲気中、水素化リチウムアルミニウム(LiAlH)を用いて蒸留することにより無水物化。
以下に記載した分析及び特性決定法が使用された。
元素分析
a)Mg、Al、Zr、Ti及びVの測定
本発明の対象である固体触媒成分中の金属Mg、Al、Zr、Ti及びVの重量の測定のため、窒素気流下のドライボックス中で操作して正確に計量した約30mg〜50mgの試料のアリコート(aliquot)を、約30mlの白金るつぼに、1mlの40%のフッ化水素酸(HF)、0.25mlの96%の硫酸(HSO)及び1mlの70%の硝酸(HNO)の混合物と共に入れた。そのるつぼを次にプレート上で加熱して、温度を白色の硫黄蒸気が現れるまで上昇させた(約200℃)。そのようにして得られた混合物を室温まで冷却した。1mlの70%の硝酸(HNO)を加え、その混合物を次に蒸気が現れるまで加熱した。上記した連続作業を更に2回繰り返した後、透明な、殆ど無色の溶液が得られた。1mlの硝酸(HNO)及び約15mlの水を次に冷たいまま加え、その混合物を次に80℃に約30分間加熱した。そのようにして調製した試料を、MilliQ純度を有する水により約50gの重量に至るまで希釈し、正確に計量し、溶液を得て、それについての分析のための計器による測定を、ICP−OES(プラズマ光検出方式)Thermo Optek IRIS Advantage Duoスペクトロメーターを用いて既知濃度の溶液と比較することにより行った。このために、認定された溶液の重量希釈によって得られた既知の滴定量(titre)を有する溶液を測定して、各検体に対して0〜10ppmの範囲内で較正曲線を準備した。
上記のようにして準備した試料の溶液は、分光学的分析を行う前に、基準として使用されるものに近い濃度を得るように重量により再び希釈した。試料の全ては、重複して準備した。その結果は、重複した試験の単一のデータがそれらの平均値に対して2%を超えて異ならない場合に受け入れられるものと見なした。
b)塩素の測定
前記目的のために、本発明の対象である固体触媒成分の試料、約30mg〜50mgを、窒素の気流下のドライボックス中の100mlのガラス中に正確に計量した。ドライボックスの外側から、2gの炭酸ナトリウム(NaCO)を加え、50mlのMillQ水を加えた。それを、磁気撹拌の下で約30分間プレート上で沸点まで持っていった。それをそのまま冷却し、希釈したHSO1/5を反応物が酸性になるまで加え、その混合物を電位差計滴定装置により硝酸銀(AgNO)0.1Nで滴定した。
UV−可視スペクトロスコピー
UV−可視分析は、300nm〜850nmの範囲の走査及び0.5nmの分解能によるPerkin−Elmer Λ−19複光束分光光度計を用いて行われた。前記目的のために、本発明の対象である固体触媒成分の試料は、適切な溶媒中に所望のモル濃度で溶解され、それらは、厳密に不活性な雰囲気(アルゴン雰囲気中のドライボックス)の下で動いているスプラシル(Suprasil)石英キュベットに入れられ、充満されて栓で塞がれ、そして積分球(integrating sphere)を用いる拡散反射率での分析がなされた。試験されるその溶液(約3ml)は、不活性雰囲気中の溶液の装填を可能にするため、そしてまた、より良いシールを確保し、その結果酸化及び/又は加水分解による劣化現象を最小にするために、脱水したアルゴン又は窒素雰囲気中でのシュレンク(Schlenk)技術により、回転式フローストップコック(rota−flow stopcock)によって特異的に変更された1cmの光路を有するセル中に導入された。
ポリマー及びコポリマーの特性決定
エチレン−1−ヘキセンコポリマー中の1−ヘキセンに由来するモノマー単位の含量を、標準的な技法のASTM D6645−01に従って測定した。
ポリマーの重量平均分子量と関連するメルトフローインデックス(MFI)は、標準的な技法のASTM−D1238−10に従って測定した。以下の表は、190℃における2.16kgの重量で測定した10分間の溶融ポリマーのグラム数(g/10分)で表されるメルトフローインデックス(MFI)を示す。
密度(g/cm)は、標準的な技法であるASTM D2839−10に従って測定した。
(例1)
Zr(η −ベンゼン) (Al Cl 11 )の合成
ベンゼン(430ml)中の粉末の形のアルミニウム(5.06g、187.5mmol)の懸濁液を新たに昇華したAlCl(8.60g、64.5mmol)及びZrCl(7.16g、30.7mmol)と共に処理した。その混合物を還流温度(120℃)で24時間放置した。時間の経過と共に、その懸濁液は、色が黄色からピンクにゆっくりと変化し、最後には暗紫色になった。その懸濁液を加熱下でG3フィルターによって濾過し、その固体を分離した(4.3g)。ICP元素分析から、前記固体は以下の金属含量(重量%):Al82.4%、Zr2.6%、を有することが分かり、一方で、電位差滴定法で測定したCl含量は8.9%に相当した。その固体の分離後、その溶液の堆積を真空下での溶媒の蒸発によって約100mlに減少させた。150mlの無水のn−ヘプタンをその残留物に加え、その混合物を激しい撹拌下に約1時間置き、その後約4℃の冷蔵庫に24時間置いた。その黒ずんだ沈殿した固体をその冷たい懸濁液の素早い濾過によって回収し、ベンゼンで洗浄し、真空下で乾燥させて10.5gを得た。ICPを用いる元素分析により、前記固体は、以下の金属含量(重量%):Zr11.7%、Al12.8%、を有することが分かり、一方で、電位差滴定法で測定したCl含量は55%に相当した。
上記の固体の残りの20.5重量%は、実質的に有機の残留物及び性質が現在の例又はその後の例のいずれにおいてもそれ以上に確定はされなかった最小部分(<0.5重量%)の不純物からなる。
UV−可視分析(ベンゼン)により、次の3つのバンドが明らかになった:366nm(弱い)、416nm(強い)、492nm(弱い)。
(例2)
Zr(ベンゼン)Al Cl (n−オクチル) の合成及びその固体成分の単離
ベンゼン/メシチレン混合物(40/10ml)中のZrCl(527mg、2.26mmol)、Al(92.0mg、3.41mmol)、AlCl(905mg、6.79mmol)の懸濁液を、還流温度に3時間加熱した。その系を、Al(オクチル)(n−へキサン中の25重量比%、4.78mmolの10.0mlの溶液)により処理した。得られた溶液は、多孔質の隔膜により濾過して過剰のアルミニウム金属を除去した。溶媒の量を減圧蒸留によって減少させ、20mlの冷たいn−ペンタンを加えた。その懸濁液を撹拌下、約10℃で60時間置き、溶媒を、その後真空下の蒸発によって除去した。冷たいn−ペンタンの二度目の添加を繰り返し、得られた沈殿物を濾過後、640mg(43%)の暗褐色固体が単離された。その固体について行われた元素分析、塩素、炭素及び水素の測定は、次の元素の原子比率:C2240ZrAlClを与えた。
炭素及び水素の測定は、Carlo Erba自動分析器Mod.1106によって行われた。
UV−可視分析(ジクロロエタン)は、次の結果を与えた:524nmに弱いバンド。
その固体は、IRスペクトル(ヌジョール法)によっても特性化され、以下のバンドを示した:3083m、1525m、1324m、1157m、999vw、884m、880vw、788m、706m、674w、550m、507w、494w、438m、386m、320w。
(例3)
Zr(メシチレン)−Al Cl (n−オクチル) を含有する溶液の調製
メシチレン(40ml)中のZrCl(527mg、2.26mmol)、Al(92.0mg、3.41mmol)、AlCl(905mg、6.79mmol)の懸濁液を、還流温度に3時間加熱した。その系をAl(オクチル)(n−へキサン中の25重量比%、4.78mmolの10.0mlの溶液)により処理した。得られた溶液は、多孔質の隔膜により濾過して過剰のアルミニウム金属を除去した。濾過後、得られた溶液(反応物原料品)は、それ自体を、本発明の対象である固体触媒成分の調製において使用することができる。
UV−可視分析(ベンゼン/メシチレン:4/1)は、次の結果を与えた:370nm及び540nmに2つの強いバンド。
(例4)
例1で得られたZr(η −ベンゼン) (Al Cl 11 )とTiCl との間のモル比1:1での反応(SYNZrTi1)
例1に記載されているようにして得られたZr(η−ベンゼン)(AlCl11)(0.99mmol)の30mlのベンゼン中の溶液を、TiCl(0.99mmol)により処理したところ、褐色の固体の急速な形成が見られた。室温で3時間及び60℃で30分間の撹拌の後、その懸濁液を濾過し、その固体をベンゼンで洗浄し、真空下の室温で乾燥して0.5gの固体を得た。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:Zr1.38TiAl0.75Cl10.7(SYNZrTi1)。
(例5)
例1で得られたZr(η −ベンゼン) (Al Cl 11 )とTiCl との間のモル比1:2での反応(SYNZrTi2)
例1に記載されているようにして得られたZr(η−ベンゼン)(AlCl11)(1.10mmol)の30mlのベンゼン中の溶液を、TiCl(2.21mmol)により処理したところ、褐色の固体の急速な形成が見られた。室温で3時間及び60℃で30分間の撹拌の後、その懸濁液を濾過し、その固体をベンゼンで洗浄し、真空下の室温で乾燥して0.89gの固体を得た。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:Zr0.55TiAl1.21Cl(SYNZrTi2)。
(例6)
例1で得られたZr(η −ベンゼン) (Al Cl 11 )とVCl との間のモル比1:1での反応
例1に記載されているようにして得られたZr(η−ベンゼン)(AlCl11)(1.20mmol)の30mlのベンゼン中の溶液を、VCl(1.20mmol)により処理した。その懸濁液を室温で15時間及び還流温度まで加熱して5時間撹拌下に置いた。得られた固体を濾過し、室温で減圧して乾燥して0.82gの固体を得た。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:ZrVAl3.1Cl13.9
(例7)
例1で得られたZr(η −ベンゼン) (Al Cl 11 )とTiCl との間(モル比Ti/Zr=2:1)のMgCl の存在下(モル比Mg/Ti=5)の98℃での反応(SYNZrTi3)
例1に記載されているようにして得られたZr(η−ベンゼン)(AlCl11)(0.98mmol)の30mlのベンゼン中の溶液を、無水MgCl(9.8mmol)が加えられているn−ヘプタン(90ml)中のTiCl(1.96mmol)の懸濁液中に滴下方式でゆっくり加えた。その懸濁液を還流温度に6時間加熱し、褐色の固体を得て、それを濾過によって回収し、n−ヘプタンで洗浄して真空下の室温で乾燥した。1.7gの固体が得られた。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZr0.58Al1.5Mg4.8Cl19(SYNZrTi3)。
(例8)
例1で得られたZr(η −ベンゼン) (Al Cl 11 )とTiCl との間(モル比Ti/Zr=1:1)のMgCl (THF) (モル比Mg/Ti=10)、tert−ブチルクロライドの存在下の98℃での反応(SYNZrTi4)
例1に記載されているようにして得られたZr(η−ベンゼン)(AlCl11)(2.79mmol)の30mlのベンゼン中の溶液を、MgCl(THF)(27.9mmol)が加えられているn−ヘプタン(100ml)中のTiCl(2.79mmol)の懸濁液中に滴下方式でゆっくり加えた。その懸濁液を撹拌下に1時間置いた後、tert−ブチルクロライド(16.8mmol)の溶液を加えた。その懸濁液をその後還流温度に6時間加熱し、褐色の固体を得て、それを濾過によって回収し、n−ヘプタンで洗浄して真空下の室温で乾燥した。3.6gの固体が得られた。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZrAl3.1MgCl27(SYNZrTi4)。
(例9)
例1で得られたZr(η −ベンゼン) (Al Cl 11 )とTiCl との間(モル比Ti/Zr=3:1)の(n−C 1.5 (n−C 17 0.5 Mg(モル比Mg/Ti=1)及び2,3−ジクロロブタンの存在下の60℃での反応(SYNZrTi5)
(n−C1.5(n−C170.5Mg(2.3mmol)のn−ヘプタン中の溶液(20重量比%)を、例1に記載されているようにして得られたZr(η−ベンゼン)(AlCl11)(2.3mmol)の30mlのベンゼン中の溶液に加え、TiCl(6.9mmol)のn−ヘプタン(35ml)中の溶液を、滴下方式でゆっくり加えた。その懸濁液を撹拌下で30分間置いた後、2,3−ジクロロブタン(2.3mmol)の溶液を加えた。その懸濁液を60℃に1時間加熱し、褐色の固体を得て、それを濾過によって回収し、n−ヘプタンで洗浄して真空下の室温で乾燥した。2.1gの固体が得られた。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZr0.4Al0.6Mg0.4Cl(SYNZrTi5)。
(例10)
Zr(メシチレン)−Al Cl (n−オクチル) 及びTiCl (モル比Ti/Zr=2)を含有する溶液の間の反応(SYNZrTi6)
メシチレン(40ml)中のZrCl(323mg、1.39mmol)、Al(56mg、2.08mmol)、AlCl(555mg、4.16mmol)の懸濁液を160℃に3時間加熱した。その系を、Al(オクチル)(25重量比%でのn−へキサン中の5.1mlの溶液、2.60mmol)で処理した。得られたその溶液を多孔質隔膜により濾過して過剰のアルミニウム金属を除去し、次いでn−ヘプタン(20ml)の溶液のTiCl(0.38ml、2.81mmol)により滴下方式で処理した。添加の終了したところで、その褐色の懸濁液を室温で15時間撹拌下に置き、1.01gの褐色固体を得た。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZr0.5AlCl14(SYNZrTi6)。
(例11)
Zr(メシチレン)−Al Cl (n−オクチル) を含有する溶液及びTiCl (モル比Ti/Zr=1.3)の間のMgCl (THF) (モル比Mg/Ti=3.4)の存在下の室温での反応(SYNZrTi7)
メシチレン(40ml)中のZrCl(380mg、1.63mmol)、Al(66.0mg、2.45mmol)、AlCl(652mg、4.89mmol)の懸濁液を160℃に3時間加熱した。その系を、Al(オクチル)(25重量比%でのn−へキサン中の5.1mlの溶液、2.44mmol)で処理した。得られたその溶液を多孔質隔膜により濾過して過剰のアルミニウム金属を除去した。固体のMgCl(THF)(2.82g、11.8mmol)で処理した後、得られた懸濁液をn−ヘプタン(20ml)の溶液のTiCl(0.38ml、3.47mmol)により滴下方式で処理した。添加の終了したところで、その懸濁液を室温で15時間撹拌下に置き、3.82gの灰色がかった緑色の固体を得た。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZr0.5Al0.7Mg4.14Cl14.7(SYNZrTi7)。
(例12)
Zr(メシチレン)−Al Cl (n−オクチル) を含有する溶液及びTiCl (モル比Ti/Zr=2)の間のMgCl (THF) (モル比Mg/Ti=3)の存在下の120℃での反応(SYNZrTi8)
メシチレン(40ml)中のZrCl(223mg、0.96mmol)、Al(39.0mg、1.44mmol)、AlCl(383mg、2.87mmol)の懸濁液を160℃に3時間加熱した。その系を、Al(オクチル)(25重量比%でのn−へキサン中の3.0mlの溶液、1.43mmol)で処理した。得られたその溶液を多孔質隔膜により濾過して過剰のアルミニウム金属を除去した。固体のMgCl(THF)(1.48g、6.18mmol)で処理した後、得られた懸濁液をn−ヘプタン(20ml)の溶液のTiCl(0.22ml、2.01mmol)により滴下方式で処理した。添加の終了したところで、その懸濁液を120℃に8時間にわたって加熱し、4.50gの灰色の固体を得た。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZr0.5MgAlCl10(SYNZrTi8)。
(例13)
Zr(メシチレン)−Al Cl (n−オクチル) を含有する溶液及びTiCl (モル比Ti/Zr=1)の間のMgCl (DME) (モル比Mg/Ti=9)及び2,3−ジクロロブタン(DCB/Zr=40)の存在下の120℃での反応(SYNZrTi9)
メシチレン(40ml)中のZrCl(229mg、0.983mmol)、Al(40mg、1.48mmol)、AlCl(400mg、3.00mmol)の懸濁液を160℃に3時間加熱した。その系を、Al(オクチル)(25重量比%でのn−へキサン中の3.1mlの溶液、1.48mmol)で処理した。得られたその溶液を多孔質隔膜により濾過して過剰のアルミニウム金属を除去した。MgCl(DME)(5.01g、18.2mmol)で処理した後、得られた懸濁液を順次n−ヘプタン(10.0ml)の溶液のTiCl(0.22ml、2.01mmol)及び2,3−ジクロロブタン(4.5ml、39.3mmol)により滴下方式で処理した。添加の終了したところで、その懸濁液を120℃に15時間にわたって加熱し、4.25gの均一な外観を有する灰色の固体を得た。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZr0.3Mg7.7Al1.9Cl20.5(SYNZrTi9)。
(例14)
Zr(メシチレン)−Al Cl (n−オクチル) を含有する溶液及びTiCl (モル比Ti/Zr=1)の間のMgCl (THF) (モル比Mg/Ti=10)及び2,3−ジクロロブタン(DCB/Zr=20)の存在下の120℃での反応(SYNZrTi10)
メシチレン(40ml)中のZrCl(396mg、1.70mmol)、Al(69.0mg、2.56mmol)、AlCl(680mg、5.10mmol)の懸濁液を160℃に3時間加熱した。その系を、Al(オクチル)(25重量比%でのn−へキサン中の7.1mlの溶液、3.40mmol)で処理した。得られたその溶液を多孔質隔膜により濾過して過剰のアルミニウム金属を除去した。MgCl(THF)(4.06g、16.9mmol)で処理した後、得られた懸濁液を順次n−ヘプタン(10.0ml)の溶液のTiCl(0.19ml、1.70mmol)及び2,3−ジクロロブタン(4.0ml、34.9mmol)により滴下方式で処理した。添加の終了したところで、その懸濁液を120℃に15時間にわたって加熱し、3.74gの均一な外観を有する灰色の固体を得た。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZrMg11.4Al1.6Cl32.3(SYNZrTi10)。
(例15)
例10において得られた固体触媒成分のMgCl (THF) (モル比Mg/Ti=10)とのn−ヘプタン中の還流温度での反応(SYNZrTi11)
MgCl(THF)(1.48g、6.18mmol)のn−ヘプタン(50ml)中の懸濁液を、10.0%に等しいチタン含量(30.5mgのTi、0.637mmol)を有する例10に記載されているようにして得られた固体触媒成分の試料で処理した。その懸濁液をその溶媒の還流温度に15時間加熱して、1.10gの均一な外観を有する灰色の固体を得た。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZrMg10.6Al1.2Cl26(SYNZrTi11)。
(例16)
固体触媒成分SYNZrTi1〜SYNZrTi5による(共)重合試験
表1(試験1〜2)、表2(試験3〜4)及び表3(試験5〜9)に報告されている試験を、プロペラ撹拌器及びサーモスタット加熱のための二重ジャケットを装備した300mlの容量を有するBuchiのスチールオートクレーブ中で行った。真空−窒素フラッシングをオートクレーブ中で少なくとも3回操作し、前記オートクレーブを全体で約2時間の持続時間100℃〜110℃での真空下に置いた。そのオートクレーブを次に40℃に冷却し、140mlのn−ヘプタン(共重合の場合は、130mlのn−ヘプタン及び10mlの1−ヘキセン)並びに共触媒としての0.2ml(0.75mmol)のTIBALを含有する溶液を、バルブを通過するサイフォンによって注入した。そのオートクレーブの内側の温度を65℃に持って行き、その時点で、10mlのn−ヘプタン、0.2ml(0.75mmol)のTIBAL(25重量比%のトルエン中の溶液)及び固体触媒成分(SYNZrTi1〜SYNZrTi5)(Ti=0.015mmol)(モル比Al/Ti=100)を含有する溶液を再びサイフォンによって導入した。そのオートクレーブは、その後エチレンにより加圧され(0.6MPa)、80℃に加熱され、混合物全体をエチレンの連続流の中で10分間80℃で重合させた。そのエチレンの供給を次に閉じ、オートクレーブを室温まで冷却し、残留ガスを放出し、そのオートクレーブ中に入っている懸濁液を排出してエタノール中に注いだ。そのポリマーは、濾過によって回収し、真空下の60℃で数時間乾燥させた。
(例17)
固体触媒成分SYNZrTi6、SYNZrTi7、SYNZrTi10、SYNZrTi11による重合試験
表4に報告されている試験(試験10〜13)は、磁気撹拌及び場合によってサーモスタット制御されるオイルバスを備えている150mlの容量を有するスチールオートクレーブ中で行われた。固体触媒成分(SYNZrTi6、SYNZrTi7、SYNZrTi10及びSYNZrTi11)は、60mlのn−ヘプタン中に懸濁され、25重量比%でのトルエン中のTIBALの一定量の溶液が、次にモル比Al/Ti=100が得られるように加えられ、そして得られた混合物はオートクレーブに移された。そのオートクレーブは、その後エチレンにより加圧され(1MPa)、所望の反応温度(80℃)でサーモスタット制御されているオイルバス中に導入された。反応の終点(15分)でエチレンの供給は閉じられ、オートクレーブは室温まで冷却され、残留ガスが放出され、そのオートクレーブ中に入っている懸濁液は排出されて酸性化したメタノール中に注がれた。沈殿したポリマーをメタノールで洗浄し、濾過し、真空下の60℃で数時間乾燥させた。
(例18)
例11において得られた固体触媒成分(SYNZrTi7)によるエチレンの重合
真空−窒素フラッシングを、触媒の添加のためのビュレット、プロペラ撹拌器及び温度制御のためのサーモスタットに接続されている加熱用測温抵抗体を備えたBrignoleタイプの5リットルのスチールオートクレーブ中で少なくとも3回、全体で約2時間の持続時間で操作した。1,900mlのn−デカン、共触媒としてのn−デカン中のTIBAL(1.5mmol)(モル比Al/Ti=23)の1Mの溶液の1.5mlを含有する溶液を、次にそのオートクレーブ中に導入した。オートクレーブの内側の温度を190℃に持って行き、例11に記載されているようにして得られた86mgの固体触媒成分(SYNZrTi7)(65μmolのTi)を、約10mlのn−デカン中の懸濁液としてエチレンのわずかな超過圧力の下でビュレットにより導入した。そのオートクレーブは、撹拌状態を保ちながら、全体圧力がオートクレーブ中で1.5MPaに等しくなるまでエチレンにより加圧した。この時点で、測温抵抗体の加熱を遮断し、重合反応の発熱による温度上昇を観測した。エンタルピー変化(ΔH)の実体は、転化されるエチレンの活性と直接関連付けることができ、得られた触媒活性に比例する。ポリマーに転化したエチレンに置き換わるために必要なエチレンの流れは、アナログ体積流量計により検量されるASA流量計によって同様に記録される。その重合は、その系を1.5MPaの一定圧力に維持しながら5分間続けた。終点では、重合反応は、オートクレーブ中への約10mlのエタノールの導入によって遮断した。オートクレーブをそのまま室温まで冷却し、その後、オートクレーブの中身を、約3リットルのエタノール中に排出した。そのポリマーを濾過によって分離し、アセトンで洗浄し、そして真空下(約100Pa)のオーブン中90℃で約12時間かけて乾燥した。終わりに、37gのポリエチレンホモポリマーが得られ、それはメルトフローインデックス(MFI)及び密度を測定することによって特性化した。得られたその結果は、表5に報告されている。
(例19)
共触媒としてTIBALとDEACとの1:1の混合物を使用する例11において得られた固体触媒成分(SYNZrTi7)によるエチレンの重合
モル比が1:1の1MのTIBAL及び1MのDEACのn−デカン中の溶液の1.5mlの混合物(1.5mmol)が共触媒(モル比Al/Ti=28.7)としてオートクレーブ中に仕込まれたこと以外は、例18に記載されているものと同じ手順が使用された。
オートクレーブを160℃の温度に加熱し、例11に記載されているようにして得られた69.6mgの固体触媒成分(SYNZrTi7)(52.2μmolのTi)を、約15mlのn−デカン中の懸濁液として加え、そして重合反応を、例18で上に記載されているのと同じ手順により10分間行った。その終わりには、得られたポリマーを回収し、例18において上に記載されているのと同じように処理した。48gのポリエチレンホモポリマーが得られ、それはメルトフローインデックス(MFI)及び密度を測定することによって特性化した。得られたその結果は、表6に報告されている。
(例20)
例12において得られた固体触媒成分(SYNZrTi8)によるエチレンの重合
共触媒としてのn−デカン中の1MのTIBAL(1.5mmol)の1.5mlの溶液(モル比Al/Ti=30)、及び、190℃の出発温度で、例12で記載されているようにして得られた41.1mgの固体触媒成分(SYNZrTi8)(50μmolのTi)を約15mlのn−デカン中の懸濁液としてオートクレーブ中に仕込んだこと以外は、例18に記載されているのと同じ手順が使用された。重合反応は、例18において上で記載されているのと同じ手順により5分間行われた。その終わりには、得られたポリマーを回収し、例18において上に記載されているのと同じように処理した。28gのポリエチレンホモポリマーが得られ、それはメルトフローインデックス(MFI)及び密度を測定することによって特性化した。得られたその結果は、表5に報告されている。
(例21)
例14において得られた固体触媒成分(SYNZrTi10)によるエチレンの重合
共触媒としてのn−デカン中の1MのTIBAL(1.5mmol)の1.5mlの溶液(モル比Al/Ti=30)、及び、190℃の出発温度で、例14で記載されているようにして得られた73.2mgの固体触媒成分(SYNZrTi10)(50μmolのTi)を約15mlのn−デカン中の懸濁液としてオートクレーブ中に仕込んだこと以外は、例18に記載されているのと同じ手順が使用された。重合反応は、例18において上で記載されているのと同じ手順により5分間行われた。その終わりには、得られたポリマーを回収し、例18において上に記載されているのと同じように処理した。20gのポリエチレンホモポリマーが得られ、それはメルトフローインデックス(MFI)及び密度を測定することによって特性化した。得られたその結果は、表5に報告されている。
(例22)
例14において得られた固体触媒成分(SYNZrTi10)によるエチレンの重合
共触媒としてのn−デカン中の1MのTIBAL(1.5mmol)の1.5mlの溶液(モル比Al/Ti=30)がオートクレーブ中に仕込まれたこと以外は、例18に記載されているのと同じ手順が使用された。オートクレーブを160℃に加熱し、73.2mgの例14に記載されているようにして得られた固体触媒成分(SYNZrTi10)(50μmolのTi)を約15mlのn−デカン中の懸濁液として加えた。重合反応は、例18において上で記載されているのと同じ手順により5分間行われた。その終わりには、得られたポリマーを回収し、例18において上に記載されているのと同じように処理した。40gのポリエチレンホモポリマーが得られ、それはメルトフローインデックス(MFI)及び密度を測定することによって特性化した。得られたその結果は、表6に報告されている。
(例23)
共触媒としてTIBALとDEACの1:1の混合物を使用する例14において得られた固体触媒成分(SYNZrTi10)によるエチレンの重合
共触媒としてモル比が1:1の1MのTIBAL及び1MのDEACのn−デカン中の溶液の1.5mlの混合物(1.5mmol)(モル比Al/Ti=37.5)がオートクレーブ中に仕込まれたこと以外は、例18に記載されているものと同じ手順が使用された。オートクレーブを160℃の温度に加熱し、例14に記載されているようにして得られた58.5mgの固体触媒成分(SYNZrTi10)(40μmolのTi)を、約15mlのn−デカン中の懸濁液として加え、そして重合反応を、例18で上に記載されているのと同じ手順により10分間行った。その終わりには、得られたポリマーを回収し、例18において上に記載されているのと同じように処理した。50gのポリエチレンホモポリマーが得られ、それはメルトフローインデックス(MFI)及び密度を測定することによって特性化した。得られたその結果は、表6に報告されている。
(例24)
DEACにより処理された比率Al(DEAC)/Ti=20の例14で得られた固体触媒成分(SYNZrTi10)によるエチレンの重合
例14に記載されているようにして得られた278mgの固体触媒成分(SYNZrTi10)(4.79mgのチタン=0.1mmolを含む)及び15mlのn−デカンを、窒素気流下で、ガラスの尾部をつけた100mlの試験管に入れ、20mlのn−デカン中の1MのDEACの溶液をその後、モル比Al(DEAC)/Ti=20(Al/Ti=20)となるように撹拌下の室温で加えた。混合物全体を室温で60分間撹拌下に置き、濾過して、n−デカンで洗浄し、乾燥させた265mgの固体を得た。
得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZrMg11.4Al1.6Cl32.1(SYNZrTi10)。前記固体を約10mlのn−デカンにより再懸濁させ、その後の重合試験のために、懸濁液の状態で保った。
得られた原子比率から認めることができるように、DEACによる処理は、例14で記載されているようにして得られた固体触媒成分の組成を、その活性度がかなり増大されるとしても著しく変えることはない。この挙動は、さまざまな実験室試験中に系統的に観察され、そのため、以下の例においては上に述べたように調製された固体触媒成分の組成は、毎回元素分析に進むことなくDEACによる処理無しで得られた固体触媒成分と同じと見なされる。
その後の重合反応は、1MのTIBAL(1.5mmol)のn−デカン中の1.5mlの溶液(モル比Al/Ti=30)、及び、190℃の出発温度で、上で記載されているようにして調製された約15mlのn−デカン中の懸濁液としての111.4mgの固体触媒成分(40μmolのTi)が、オートクレーブ中に仕込まれたこと以外は、例18に記載されているのと同じ手順を使用して行われた。その重合反応は、例18において上で記載されているのと同じ手順により5分間行われた。その終わりには、得られたポリマーを回収し、例18において上に記載されているのと同じように処理した。40gのポリエチレンホモポリマーが得られ、それはメルトフローインデックス(MFI)及び密度を測定することによって特性化した。得られたその結果は、表7に報告されている。
(例25)
DEACにより処理された比率Al(DEAC)/Ti=20の例14で得られた固体触媒成分(SYNZrTi10)によるエチレンの重合
DEACの室温での添加後、濾過される前に予め形成された懸濁液が60℃に60分間加熱されたことのみ以外は、例24に記載されているのと同じ手順が採用された。前の例24におけるように、その処理は例14において記載されているようにして得られた固体触媒成分(SYNZrTi10)の化学組成に何らの重大な変化も生じなかった。
その後の重合反応は、n−デカンと共に75gの1−ヘキセンの添加を含めたことを除いては例24に記載されている手順に従って行われた。
共触媒としてのn−デカン中の1MのTIBAL(1.5mmol)の1.5mlの溶液(モル比Al/Ti=30)及び190℃の出発温度で、上で記載されているようにして調製した111.4mgの固体触媒成分(40μmolのTi)を約15mlのn−デカン中の懸濁液としてオートクレーブ中に仕込んだ。その重合反応は、例18において上に記載されているのと同じ手順により5分間行われた。その終わりには、得られたポリマーを回収し、例18において上に記載されているのと同じように処理した。55gのコポリマーが得られ、それはメルトフローインデックス(MFI)及び密度を測定することによって特性化した。得られたその結果は、表7に報告されている。
(例26)
例15において得られた固体触媒成分(SYNZrTi11)によるエチレンの重合
共触媒としてのn−デカン中の1MのTIBAL(1.5mmol)の1.5mlの溶液(モル比Al/Ti=30)及び、190℃の出発温度で、例15で記載されているようにして得られた102.50mgの固体触媒成分(SYNZrTi11)(50μmolのTi)を約15mlのn−デカン中の懸濁液としてオートクレーブ中に仕込んだこと以外は、例18に記載されているのと同じ手順が使用された。重合反応は、例18において上で記載されているのと同じ手順により5分間行われた。その終わりには、得られたポリマーを回収し、例18において上に記載されているのと同じように処理した。17gのポリエチレンホモポリマーが得られ、それはメルトフローインデックス(MFI)及び密度を測定することによって特性化した。得られたその結果は、表5に報告されている。
(例27)
Zr(η −トルエン)(AlCl 及びTiCl をモル比1:2で含有する二相系(反応物原料品)の間の反応(SYNZrTi12)
トルエン(100ml)中のZrCl(1.4g、6.01mmol)、粉体形状のアルミニウム(1.0g、37.1mmol)及びAlCl(1.75g、13.2mmol)の懸濁液を、還流温度に24時間加熱し、上層の紫色の相及び下層の非常に暗紫色の相からなる非常に高粘度の二相系(反応物原料品)を得た。前記二相系を約100℃に加熱し、加熱下で濾過した。そのフィルターと反応器の壁を沸点のトルエンにより洗浄した。濾過後、その二相系をTiCl(13mmol)で処理し、得られた懸濁液を50℃〜60℃に15時間加熱した。沈殿した褐色の固体を、その懸濁液を室温まで冷却した後その同じものを濾過することによって回収し、室温で減圧乾燥した。3.9gの固体が得られた。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZrAl2.5Cl18(SYNZrTi12)。
(例28)
Zr(η −トルエン)(AlCl 及びVCl をモル比1:1で含有する二相系(反応物原料品)の間の反応
トルエン(100ml)中のZrCl(0.70g、3.0mmol)、粉体形状のアルミニウム(0.50g、18.5mmol)及びAlCl(0.81g、6.07mmol)の懸濁液を、還流温度に24時間加熱し、上層の紫色の相及び下層の非常に濃い紫色の相からなる非常に高粘度の二相系(反応物原料品)を得た。前記二相系を約50℃〜60℃に加熱し、加熱下で濾過した。そのフィルターと反応器の壁を沸点のトルエンにより洗浄した。濾過後、その二相系をVCl(3.1mmol)で処理し、得られた懸濁液を室温で15時間撹拌下に置き、そして還流温度に5時間加熱した。沈殿した固体を、その懸濁液を室温まで冷却した後その同じものを濾過することによって回収し、室温で減圧乾燥した。0.82gの固体が得られた。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:VZrAl2.2Cl11.9
(例29)
過剰のアルミニウムの存在下でのZr(η −トルエン)(AlCl 及びTiCl (モル比Ti/Zr=16)を含有する二相系(反応物原料品)の間の反応(SYNZrTi13)
トルエン(100ml)中のZrCl(0.70g、3.0mmol)、粉体形状のアルミニウム(0.30g、11.2mmol)及びAlCl(1.31g、9.82mmol)の懸濁液を、還流温度に15時間加熱し、上層の紫色の相及び下層の非常に濃い紫色の相からなる非常に高粘度の二相系(反応物原料品)を得た。前記二相系を、n−ヘプタン(20ml)中でTiCl(48mmol)により処理し、得られたその混合物を丸一晩還流温度に加熱した。沈殿したその褐色の固体を、その懸濁液を室温まで冷却した後その同じものを濾過することによって回収し、室温で減圧乾燥した。1.5gの褐色の固体が得られた。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZr0.31Al0.46Cl5.5(SYNZrTi13)。
(例30)
過剰のアルミニウムの存在下でのZr(η −トルエン)(AlCl 及びTiCl (モル比Zr/Ti=10)を含有する二相系(反応物原料品)の間の反応(SYNZrTi14)
例29で上に記載されているのと同じ手順が、得られた二相系を、n−ヘプタン(20ml)中でTiCl(30mmol)により処理し、そして得られたその混合物を還流温度に丸一晩加熱したことの違いと共に採用された。沈殿したその褐色の固体を、その懸濁液を室温まで冷却した後その同じものを濾過することによって回収し、室温で減圧乾燥した。0.95gの褐色の固体が得られた。得られたその固体について行った元素分析及び塩素測定は、以下の元素の原子比率を与えた:TiZr0.12Al0.2Cl(SYNZrTi14)。注目すべきは、分析は未反応のアルミニウムの存在をはっきりと示しているが、前記固体触媒成分はエチレンの重合において活性であることを証明したことである(表9参照)。
(例31)
固体触媒成分SYNZrTi12〜SYNZrTi14による重合試験
表8(試験1〜2)及び表9(試験3〜6)に報告されている試験は、磁気撹拌及び場合によってサーモスタット制御されるオイルバスを備えている150mlの容量を有するスチールオートクレーブ中で行われた。固体触媒成分(SYNZrTi12、SYNZrTi13及びSYNZrTi14)は、10mlのn−ヘプタン中に懸濁され、25重量比%でのトルエン中のTIBALの一定量の溶液が、次にモル比Al/Ti=100が得られるように加えられ、そして得られた混合物はオートクレーブに移された。そのオートクレーブは、その後エチレンにより加圧され(試験1〜2においては0.6MPa、試験3〜6においては1MPa)、所望の反応温度(80℃)でサーモスタット制御されているオイルバス中に導入された。反応の終点(試験1〜2においては30分、試験3〜6においては15分)で、その反応混合物はオートクレーブから排出されて酸性化したメタノール中に注がれ、沈殿したポリマーはメタノールで洗浄し、濾過した。

Claims (16)

  1. α−オレフィン類の(共)重合用の固体触媒成分を製造する方法であって、上記固体触媒成分が、一般式(I):
    ZrMAlClMg (I)
    (式中、
    −Mは、チタン(Ti)、バナジウム(V)、又はそれらの混合物を表し、
    −nは、0.01から2までの範囲の数であり、
    −xは、0.1から4までの範囲の数であり、
    −yは、5から53までの範囲の数であり、
    −pは、0から15までの範囲の数である)
    を有しており、以下の諸成分:
    成分(A)−一般式(II)又は(IIa)を有する少なくとも1つのジルコニウムアレーン:
    Zr(η−アレーン)Al (II)
    Zr(η−アレーン)Al (IIa)
    (式中、
    −アレーンは、ベンゼン、又は1個から6個までの線状の若しくは枝分かれしたC〜Cアルキル基により置換されているベンゼン、或いはそれらの混合物を表し、
    −Xは、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素から選択されるハロゲン原子を表し、
    −qは、2から6までの範囲の数であり、
    −rは、8から20までの範囲の数であり;
    成分(B)−一般式MClを有しており、式中、Mが、チタン、バナジウム、又はそれらの混合物を表す四塩化物、
    −一般式M(ORCl4−tを有しており、式中、Mが、チタン、バナジウム、又はそれらの混合物を表し、Rが、線状の又は枝分かれしたC〜C10アルキル基を表し、tが、1から4までの範囲の数であるアルコキシド又はクロロアルコキシド、
    から選択される少なくとも1つの化合物;並びに、
    成分(C)−塩化マグネシウム(MgCl)、
    −一般式MgRを有しており、式中、R及びRが、それぞれ独立して、線状の又は枝分かれしたC〜C10アルキル基を表すジアルキルマグネシウムであって、ブチル−オクチルマグネシウム[(n−C 1.5 (n−C 17 0.5 Mg]、エチル−ブチルマグネシウム[(n−C )(n−C )Mg]、ジ−ブチルマグネシウム[n−(C Mg]、又はそれらの混合物から選択される前記ジアルキルマグネシウム
    −一般式MgClを有しており、式中、Lがテトラヒドロフラン(THF)、1,2−ジメトキシエタン(DME)を表し、uが、1から4までの範囲の数である塩化マグネシウム錯体、
    から選択される少なくとも1つのマグネシウム化合物、
    を接触した状態に置く工程を含む上記固体触媒成分の製造方法。
  2. Xが、塩素原子を表す請求項1に記載の固体触媒成分の製造方法。
  3. qが、ジルコニウムアレーンが一般式(II)を有する場合に3であり、ジルコニウムアレーンが一般式(IIa)を有する場合に2である請求項1又は2に記載の固体触媒成分の製造方法。
  4. rが、ジルコニウムアレーンが一般式(II)を有する場合に11であり、ジルコニウムアレーンが一般式(IIa)を有する場合に8である請求項1から3までのいずれか一項に記載の固体触媒成分の製造方法。
  5. 化合物(A)、(B)及び(C)が、それぞれ次のモル比(0.5〜2):(1):(0〜12)で使用される請求項1から4までのいずれか一項に記載の固体触媒成分の製造方法。
  6. 一般式(II)又は(IIa)を有するジルコニウムアレーンにおいて、前記アレーンが、ベンゼン、トルエン、オルト−キシレン、メタ−キシレン、パラ−キシレン、1,2,3−トリメチルベンゼン、1,2,4−トリメチルベンゼン、1,3,5−トリメチルベンゼン(メシチレン)、ヘキサメチルベンゼン、又はそれらの混合物から選択される請求項1から5までのいずれか一項に記載の固体触媒成分の製造方法。
  7. 一般式MClを有する前記四塩化物が、四塩化チタン、四塩化バナジウム、又はそれらの混合物から選択される請求項1から6までのいずれか一項に記載の固体触媒成分の製造方法。
  8. 一般式M(ORCl4−tを有する前記アルコキシド若しくはクロロアルコキシドが、チタン若しくはバナジウムテトラ−エトキシド、チタン若しくはバナジウムテトラ−プロポキシド、チタン若しくはバナジウムテトラ−n−ブトキシド、チタン若しくはバナジウムテトラ−イソ−ブトキシド、又はそれらの誘導体塩化物、或いはそれらの混合物から選択される請求項1から7までのいずれか一項に記載の固体触媒成分の製造方法。
  9. 一般式MgClを有する前記塩化マグネシウム錯体が、塩化マグネシウムテトラヒドロフラン錯体、塩化マグネシウム1,2−ジメトキシエタン錯体、塩化マグネシウムピラン錯体、塩化マグネシウムエチルエーテル錯体、塩化マグネシウムジ−オクチルエーテル錯体、塩化マグネシウムジ−ブチルエーテル錯体、又はそれらの混合物から選択される請求項1からまでのいずれか一項に記載の固体触媒成分の製造方法。
  10. 前記プロセスが、成分(A)、(B)及び、(C)を、
    (a)ジ−又はポリ−クロロアルカン、
    (b)カルボキシルに対してα位にある炭素でジ−又はトリ−クロロ置換されている脂肪族カルボン酸のアルキルエステル、
    (c)フェニル環の少なくとも1つのパラ位にカルボキシアルキル基を持っているモノクロロトリフェニルメタン又はジクロロジフェニルメタン、
    から選択される少なくとも1つの有機クロロ誘導体(D)と接触した状態に置くことを含む請求項1からまでのいずれか一項に記載の固体触媒成分の製造方法。
  11. 化合物(A)、(B)、並びに(C)及び/又は(D)が、それぞれ次のモル比(0.5〜2):(1):(0〜12):(0〜40)で使用される請求項1から10までのいずれか一項に記載の固体触媒成分の製造方法。
  12. 前記プロセスが、成分(A)、(B)、並びに(C)及び/又は(D)を、一般式
    Al(R13Cl3−w
    (式中、R13は、線状の又は枝分かれしたC〜C20アルキル基を表し、wは、1又は2である)
    を有するものから選択される少なくとも1つのアルキルアルミニウムクロライド(E)と接触した状態に置くことを含む請求項1から11までのいずれか一項に記載の固体触媒成分の製造方法。
  13. 化合物(A)、(B)、並びに(C)及び/又は(D)及び/又は(E)が、それぞれ次のモル比(0.5〜2):(1):(0〜12):(0〜40):(0〜40)で使用される請求項1から12までのいずれか一項に記載の固体触媒成分の製造方法。
  14. 請求項1から13までのいずれか一項に記載の固体触媒成分を含む、α−オレフィン類の(共)重合用触媒の製造方法。
  15. −一般式(I):
    ZrMAlClMg (I)
    (式中、
    −Mは、チタン(Ti)、バナジウム(V)、又はそれらの混合物を表し、
    −nは、0.01から2までの範囲の数であり、
    −xは、0.1から4までの範囲の数であり、
    −yは、5から53までの範囲の数であり、
    −pは、0から15までの範囲の数である)
    を有する固体触媒成分、
    −一般式:
    Al(R13Cl3−w
    (式中、R13は、線状の又は枝分かれしたC〜C20アルキル基を表し、wは、1、2又は3である)
    を有するアルキルアルミニウムから選択される共触媒、
    を含む請求項14に記載のα−オレフィン類の(共)重合用触媒の製造方法
  16. 共触媒中に存在するアルミニウムと一般式(I)を有する固体触媒成分中に存在するチタン及び/又はバナジウムとの間のモル比が、0.5から200までの範囲である請求項14又は15に記載のα−オレフィン類の(共)重合用触媒の製造方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20159429A1 (it) * 2015-12-24 2017-06-24 Versalis Spa Procedimento per la preparazione di (co)polimeri di dieni coniugati in presenza di un sistema catalitico comprendente un complesso bis-imminico di vanadio.
CN106932528A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 中国石油天然气股份有限公司 乙氧基改性的氯氧钒催化剂分子式的分析方法
US11214633B2 (en) * 2019-09-10 2022-01-04 Braskem America, Inc. Ziegler-Natta catalyst systems and methods of controlling particle size
CN113788736A (zh) * 2021-10-25 2021-12-14 电子科技大学长三角研究院(湖州) 一种高效转化co2成乙醇的催化剂
CN115806314B (zh) * 2022-12-05 2023-06-16 达高工业技术研究院(广州)有限公司 一种三氯氧钒的制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1582141A (en) * 1977-05-25 1980-12-31 Ici Ltd Production of transition metal composition useful as an olefine polymerisation catalyst or component thereof
EP0019312B1 (en) * 1979-04-30 1983-08-17 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Olefin polymerization catalyst compositions and a process for the polymerization of olefins employing such compositions
GB8525954D0 (en) * 1985-10-21 1985-11-27 Mcneilab Inc Chlorination of carbohydrates &c alcohols
IT1227053B (it) 1988-09-09 1991-03-14 Enichem Anic Spa Componente di catalizzatore e gatalizzatore per la polimerizzazione di etilene e per la copolimerizzazione di etilene con alfa olefine.
IT1229737B (it) 1989-05-16 1991-09-07 Enichem Anic Spa Procedimento per la produzione di vanadio areni.
IT1238071B (it) 1990-01-19 1993-07-03 Enichem Anic Srl Procedimento perfezionato per la produzione di vanadio areni
AU647296B2 (en) 1991-07-12 1994-03-17 Ecp Enichem Polimeri S.R.L. Procedure for the producing of vanadium bis-arenes from vanadium oxychloride
BE1005982A3 (fr) * 1992-06-09 1994-04-12 Solvay Procede de fabrication d'un solide catalytique, solide catalytique et procede de (co)polymerisation d'olefines au moyen de ce solide catalytique.
IT1256665B (it) * 1992-12-28 1995-12-12 Himont Inc Componenti e catalizzatori per la polimerizzazione di olefine
IT1269805B (it) * 1994-05-20 1997-04-15 Enichem Spa Catalizzatore per la (co)polimerizzazione dell'etilene e procedimento per il suo ottenimento
IT1397080B1 (it) * 2009-11-23 2012-12-28 Polimeri Europa Spa Catalizzatore di tipo ziegler-natta per la (co)polimerizzazione delle alfa-olefine con elevata produttivita'

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