JP6355815B2 - エチレンプロピレンコポリマーを製造する方法 - Google Patents

エチレンプロピレンコポリマーを製造する方法 Download PDF

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Description

発明者
ビルバオ、ダニエル エル;ブライネン、ジェフリー エル;デグラシア、カルロス ユー;およびドン、ヘンリー
関連出願の相互参照
本出願は、2014年3月21日に出願された米国特許仮出願第61/968,575号の優先権およびその利益を主張し、その内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
技術分野
本発明は、エチレンプロピレンジエンモノマーコポリマーおよびかかるコポリマーをつくる方法に関する。
エチレン/α-オレフィンゴム、たとえばエチレン/プロピレンコポリマーゴム(EPR)およびエチレン/プロピレン/ジエンモノマーコポリマーゴム(EPDM)は、典型的にはこれらの分子構造の主鎖中に不飽和結合を有しない。EPRおよびEPDMはしたがって、汎用の共役ジエンゴムと比較して、耐熱老化性、耐候性および耐オゾン性に優れており、これらのゴムは自動車部品、電線材料、電気/電子部品、建物および土木材料または工業材料部品に広く使用されている。
近年、様々な部品の軽量化および長寿命化のニーズが増加し、したがってより高い性能特性が強く望まれるようになった。さらに、多くの成型または押出製品に対する品質管理基準がより厳しくなり、製造および押出上の問題をなくすために、より厳しい要求の材料設計が増加している。
従来のチーグラー-ナッタ触媒の使用によって製造されたEPDMでは、該触媒に由来する残留金属成分が、耐熱性の悪化、異物の発生または加硫反応の阻害を引き起こす恐れを有する。さらに、共重合時の触媒活性が低いので、コポリマーの分子構造の制御が困難である問題がある。
EPDMの製造処理性能および押出処理性能を高めるためには、ポリマー粘度が適度に低いことは望ましい。しかしながら、ポリマーの粘度が低すぎると、得られる架橋ゴム物品のシール特性および強さがマイナスの影響を受け、架橋ゴム物品の有用性が低下する。ポリマーの粘度を減少させるために分子量分布および/または組成分布を広げることが行われているが、低分子量物質が、自動車または部屋の窓ガラスのフォギング、物品表面の粘着性および低温での脆性を引き起こす。
EPDMの押出における形状保持性を改善する1つの方法は、ゴム化合物の粘度を増加させることであるが、粘度が増加すると、押出速度が典型的には低減し、とりわけ押出物の表面性状が損なわれる問題が生じる。
国際公開第WO 2000/59962号(特許文献1)は、混練処理性能および押出処理性能を維持することによってEPDMから得られた加硫ゴム物品のシール特性および強さを改善しようとしたが、その結果は、処理性能とシール特性または強さとのバランスの観点から満足すべきものではなかった。
米国特許第6,686,419号(特許文献2)は、マルチモーダルエチレン/アルファオレフィン/ジエンポリマーおよびかかるポリマーを直列または並列の複数の反応器を使用してつくる方法を開示している。具体的には、実施例1〜8は、ビス(p−トリエチルシリル−フェニル)メチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−ターシャリーブチル−9−フルオレニル)ハフニウムジメチルとN,N−ジメチルアニリニウム(テトラキスペンタフルオロフェニルボレート)との組み合わせを使用したエチレン/プロピレン/エチリデンノルボルネンの重合を開示している。第13欄、第23行以下によると、各反応器への水素を調節し、それとともにモノマーおよび触媒フィード流量を変えることによって、第1および第2画分の特性制御が達成されている。
米国特許第6,506,857号(特許文献3)は、2つの補助モノアニオン性配位子を含む第4族有機金属化合物であって、当該配位子のそれぞれは独立に、置換されていても置換されていなくてもよく、当該配位子は置換された単一の第14族原子を含む共有結合架橋によって結合され、当該第14族原子上の置換基はアリール基を含み、当該アリール基の少なくとも1つは少なくとも1つのヒドロカルビルシリル置換基を含む第4族有機金属化合物、たとえばビス(p−トリメチルシリルフェニル)メチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−ターシャリーブチル−9−フルオレニル)ハフニウムジメチルを開示している。
米国特許第6,255,427号(特許文献4)は、第1の共触媒のアルモキサンおよび第2の共触媒のパーフルオロアリールボランと組み合わされた触媒を開示している。
米国特許出願公開第2012/0316302号(特許文献5)は、複数の非配位性アニオン活性剤を含む触媒系およびそれを用いて結晶性ポリマーを製造する方法を開示している。
他の特許文献、たとえば米国特許第6,034,022号、米国特許第6,420,507号、米国特許第5,948,873号、国際公開第WO 2012/130922号および欧州特許第0 708 117号は、EPDMまたはEPRのようなポリマーの製造にアルモキサンまたは捕捉剤またはアルミニウムアルキルを使用することに言及している。
処理性能を増加する別の方法は、ExxonMobil Chemical社のVistalon(商標)バイモーダルEPDMグレードにおけるように低分子量ポリマー(約100未満のムーニー粘度)の主画分および高分子量ポリマー(120超のムーニー粘度)の小画分を有するバイモーダルエラストマーを製造することである。しかし、これらのポリマーは、いくつかの用途に望まれるのよりも低い弾性を有する傾向を有する。良好な弾性を有する処理加工性能に優れたEPDMポリマーを、好ましくは調節可能な連続方法で製造する新規で改善された方法の必要性が当該分野において依然として存在する。
興味深い他の参考文献として以下のものが挙げられる:米国特許第5,698,651号、欧州特許第2 115 018号、米国特許第7,829,645号、米国特許第7,956,140号、欧州特許第0 751 156号、米国特許第8,058,373号、米国特許第8,101,696号、米国特許第8,013,082号、国際公開第WO 1997/032946号、国際公開第WO 2011/002199号、韓国特許出願公開第2011/059405号、米国特許第2011/065877号、国際公開第WO 2010/012587号、米国特許第7,989,565号、米国特許第3,674,754号、米国特許第4,510,303号、米国特許出願公開第2004/0220359号、国際公開第WO 1998/49212号、米国特許出願公開第2009/0209672号、英国特許出願公開第2005/001339号、米国特許第7,148,305号、米国特許第6,924,342号、米国特許第6,657,027号、米国特許第7,169,865号、米国特許第7,300,983号、米国特許第7,271,221号、米国特許第6,875,816号、日本国特許出願公開第2000/256423号、米国特許第6,410,650号、米国特許第6,420,507号、米国特許第6,680,361号、国際公開第WO 1998/006728号、米国特許第5,977,251号、欧州特許第784 062号、米国特許第6,723,794号、米国特許第5,798,427号、米国特許第5,902,867号、米国特許第6,348,555号、欧州特許第2 221 323号、米国特許第7,135,533号および国際公開第WO 2001/85839号。
また、Macromolecules、1968年、第1巻、358頁;Macromolecules、2001年、第34巻、3115頁;J.Rheology、2002年、第46巻、401頁;およびJ.Matls Proc Tech、2009年、第209巻、520頁を参照せよ。
良好な弾性を有する処理加工性能に優れたEPDMポリマーを、好ましくは調節可能な連続方法で製造する新規で改善された方法の必要性が当該分野において依然として存在する。
国際公開第WO 2000/59962号明細書 米国特許第6,686,419号明細書 米国特許第6,506,857号明細書 米国特許第6,255,427号明細書 米国特許出願公開第2012/0316302号明細書
本発明は、触媒化合物を、少なくとも2種の非配位性アニオン活性剤(NCA)、第1のC2〜C12アルファオレフィン(好ましくはエチレン)、第1のアルファオレフィンと異なる第2のC3〜C12アルファオレフィン(好ましくはプロピレン)および1種以上のジエン(たとえばエチリデンノルボルネンおよび/またはビニルノルボルネン)と接触させて以下に記載されたようなターポリマー(好ましくはEPDM)を得る工程を含むオレフィンを重合する方法であって、該触媒化合物が重合反応に導入される前に活性剤と一緒にされる方法に関する。
本発明は、2種以上の非配位性アニオン活性剤から調製された、第1のC2〜C12アルファオレフィン(たとえばエチレン)、第1のアルファオレフィンと異なる第2のC3〜C12アルファオレフィン(たとえばプロピレン)および1種以上のジエン(たとえばエチリデンノルボルネンおよび/またはビニルノルボルネン)を含むコポリマーに関し、該コポリマーは以下を有する:
a)35〜90モル%の第1のアルファオレフィン(エチレン)含有量、
b)9.8〜64.8モル%の第2のアルファオレフィン(プロピレン)含有量、
c)0.2〜5モル%のジエン含有量、
d)0.95以上の分枝指数g’ave、
e)1.1*Y超の複素粘度比(125℃でのη(0.01ラジアン/秒)/η(100ラジアン/秒))、ここでY=Y+{[(Y−Y)/(X−X)](X−X)}であり、ここでXはコポリマーを調製するために使用された第1の非配位性アニオン活性剤(NCA)の重量%(NCAとコポリマーを調製するために使用された第2の非配位性アニオン活性剤(NCA)との合計重量基準)であり、X=0、X=100、Y=100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーの複素粘度比、Yは100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーの複素粘度比であり、ここでNCAはNCAのMwよりも小さいMwを有する、
f)4.0以下、あるいは5.0以下のMw/Mn、
g)30℃以下の融点、および
h)50%以上の組成分布幅指数。
活性剤フィード分率のある範囲にわたってのポリマー組成のグラフである。 活性剤フィード分率のある範囲にわたっての、GPC−DRIによって測定されたポリマーのMwおよびPDI(Mw/Mn)のグラフである。 フィード中のB(C10の様々なモル分率に対するポリマーのムーニー粘度およびMLRAレスポンスのグラフである。 フィード中20%のB(C10に対応して、サンプル2および3が改善されたせん断減粘性挙動を示すことを例示する微小歪みレオロジースペクトルのグラフである。 実施例2で製造されたポリマーの特性データである。 実施例2で製造されたポリマーの特性データである。 実施例3で製造されたポリマーの特性データである。 実施例3で製造されたポリマーの特性データである。 実施例1〜7についての損失角対周波数のグラフである。 実施例1〜7についてのせん断減粘性指数対活性剤含有量のプロットである。 実施例1〜7についての複素粘度比(125℃でのη(0.01ラジアン/秒)/η(100ラジアン/秒))対活性剤含有量のプロットである。
本発明およびその特許請求の範囲の目的のためには、CHEMICAL AND ENGINEERING NEWS、第63巻(第5号)、27頁(1985年)に記載されているように、周期表の族の新しい番号付け方式が使用される。したがって「第4族金属」とはその周期表の第4族の元素である。
特に指定のない限り、「触媒生産性」とは、T時間にわたって、Wグラムの触媒(cat)を含む重合触媒を使用して、何グラムのポリマー(P)が生産されるかの尺度であり、以下の式:P/(T × W)によって表され、P(g)cat(g−1)時−1の単位で表されることができる。特に指定のない限り、「転化率」とはポリマー製品に転化されたモノマーの量であり、モル%として報告され、ポリマー収量および反応器に供給されたモノマーの量に基づいて計算される。特に指定のない限り、「触媒活性」とは触媒がどの程度に活性であるかの尺度であり、使用された触媒(cat)の1モル当たり生産される製品ポリマー(P)の質量(P(kg)/cat(モル))として報告される。
「オレフィン」とは、「アルケン」とも呼ばれ、少なくとも1個の二重結合を有する炭素と水素との直鎖状、分岐状または環状の化合物である。この明細書および添付された特許請求の範囲の目的のためには、ポリマーまたはコポリマーがオレフィンを含んでいると言われるときは、かかるポリマーまたはコポリマー中に存在するオレフィンは、そのオレフィンの重合された形態のものである。たとえば、コポリマーが35重量%〜55重量%の「エチレン」含有量を有すると言われるときは、コポリマー中のそのモノマー単位が重合反応においてエチレンに由来し、当該由来のモノマー単位がコポリマーの重量に基づいて35重量%〜55重量%で存在するものと理解される。「ポリマー」とは、2種以上の同じまたは異なるモノマー単位を有する。「ホモポリマー」とは、同じモノマー単位を有するポリマーである。「コポリマー」は、互いに異なる2種以上のモノマー単位を有するポリマーである。「ターポリマー」とは、互いに異なる3種のモノマー単位を有するポリマーである。「異なる」とは、モノマー単位を参照するために使用され、モノマー単位が少なくとも1種の原子だけ互いに異なりまたは異性体として異なることを示す。したがって、本明細書で使用されるコポリマーの定義は、ターポリマー等を包含する。オリゴマーは典型的には、低分子量(たとえば25,000g/モル未満、好ましくは2,500g/モル未満のMn)また少数のモノマー単位(たとえば75モノマー単位未満)を有するポリマーである。「エチレンポリマー」または「エチレンコポリマー」とは、少なくとも50モル%のエチレンに由来する単位(エチレン由来単位)を含むポリマーまたはコポリマーであり、「プロピレンポリマー」または「プロピレンコポリマー」とは、少なくとも50モル%のプロピレン由来単位を含むポリマーまたはコポリマーであり、以下等々である。
アルファオレフィンを参照するために使用される用語「異なる」とは、そのアルファオレフィンが少なくとも1種の原子だけ互いに異なりまたは異性体として異なることを示す。
非配位性アニオン活性剤を参照するために使用される用語「異なる」とは、そのNCAが少なくとも1種の原子だけ互いに異なりまたは異性体として異なることを示す。
本発明の目的のためには、エチレンはα−オレフィンと見なされる。
本発明およびその特許請求の範囲の目的のためには、用語「置換され」とは、水素基がヘテロ原子またはヘテロ原子含有基で置き換えられていることを意味する。たとえば、「置換されたヒドロカルビル」とは、少なくとも1つの水素がヘテロ原子またはヘテロ原子含有基によって置き換えられた、炭素と水素とからつくられた基であり、エチルアルコールは−OH基で置換されたエチル基である。
本明細書で使用される、Mnとは数平均分子量であり、Mwとは重量平均分子量であり、Mzとはz平均分子量であり、重量%とは重量パーセントであり、モル%とはモルパーセントである。分子量分布(MWD)は、多分散度(PDI)とも呼ばれ、MwをMnで割ったものと定義される。特に指定のない限り、すべての分子量単位(たとえばMw、Mn、Mz)はg/モルで報告される。本明細書では以下の略語が使用されることがある:Meはメチル基であり、Etはエチル基であり、Prはプロピル基であり、cPrはシクロプロピル基であり、nPrはn−プロピル基であり、iPrはイソプロピル基であり、Buはブチル基であり、nBuはノルマルブチル基であり、iBuはイソブチル基であり、sBuは2級ブチル基であり、tBuは3級ブチルであり、Octはオクチル基であり、Phはフェニル基であり、Bzはベンジル基であり、MAOはメチルアルモキサンであり、NCAは非配位性アニオンであり、MLRAはムーニー応力緩和面積であり、ENBは5−エチリデン−2−ノルボルネンである。
「触媒系」とは、少なくとも1種の触媒化合物、少なくとも1種の活性剤、任意的な共活性剤および任意的な担持物質の組み合わせである。本発明およびその特許請求の範囲の目的のためには、触媒系がその成分の中性で安定な形態を含んでいると記載される場合、その成分のイオン形態がモノマーと反応してポリマーを製造する形態であることは、当業者によって十分に理解されるだろう。重合触媒系とは、モノマーを重合してポリマーにすることができる触媒系である。
本明細書の記載では、メタロセン触媒は、触媒前駆物質、プレ触媒化合物、メタロセン触媒化合物または遷移金属化合物とも記載されることがあり、これらの用語は互換的に使用される。「アニオン配位子」とは、金属イオンに1個以上の電子対を供与する、負電荷を有する配位子である。「中性のドナー配位子」とは、金属イオンに1個以上の電子対を供与する、電荷的に中性の配位子である。
メタロセン触媒とは、少なくとも1個のπ−結合のシクロペンタジエニル部分(または置換シクロペンタジエニル部分)、より多くの場合2個のπ−結合のシクロペンタジエニル部分または置換シクロペンタジエニル部分を有する有機金属化合物と定義される。
本発明およびその特許請求の範囲の目的のためには、メタロセン触媒化合物に関して用いられる用語「置換され」とは、水素基がヒドロカルビル基、ヘテロ原子またはヘテロ原子含有基で置き換えられていることを意味する。たとえば、メチルシクロペンタジエン(Cp)とはメチル基で置換されたCp基である。
本発明およびその特許請求の範囲の目的のためには、「アルコキシド」とは、アルキル基がC1〜C10ヒドロカルビルであるようなアルコキシドを包含する。アルキル基は直鎖状、分岐状または環状であることができる。アルキル基は飽和または不飽和であることができる。いくつかの実施形態では、アルキル基は少なくとも1個の芳香族基を含んでいてもよい。
ポリマー(EPDM)製品
本発明は2種以上のNCAを使用して調製されたコポリマーに関し、当該コポリマーは第1のC2〜C12アルファオレフィン(好ましくはエチレン)、第1のアルファオレフィンと異なる第2のC3〜C12アルファオレフィン(好ましくはプロピレン)およびジエン(たとえばエチリデンノルボルネンおよび/またはビニルノルボルネン)を含み、該ポリマーは以下を有する:
a)35〜90モル%(好ましくは40〜80モル%、好ましくは50〜75モル%)の第1のアルファオレフィン(エチレン)含有量、
b)9.8〜64.8モル%(好ましくは19.8〜59.8モル%、好ましくは24.8〜49.8モル%)の第2のアルファオレフィン(プロピレン)含有量、
c)0.2〜5モル%(好ましくは0.3〜3.0モル%、好ましくは0.5〜2.5モル%)のジエン含有量、
d)0.95以上(好ましくは0.97以上、好ましくは0.99以上)の分枝指数g’ave、
e)1.1*Y超の複素粘度比(125℃でのη(0.01ラジアン/秒)/η(100ラジアン/秒))、ここでY=Y+{[(Y−Y)/(X−X)](X−X)}であり、ここでXはコポリマーを調製するために使用されたNCAの重量%(NCAおよびNCAの合計重量基準)であり、X=0、X=100、Y=100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーの複素粘度比、Yは100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーの複素粘度比であり、NCAは第1のNCAであり、ここでNCAはNCAのMwよりも小さいMwを有し、NCAはNCAと異なる第2のNCAである、
f)5.0以下(好ましくは4.0以下、好ましくは3.5以下、好ましくは1超から3.0まで、好ましくは1.1〜3.0)のMw/Mn、
g)30℃以下(好ましくは20℃以下、好ましくは0℃以下、好ましくは−10℃以下、好ましくは−15℃以下)の融点、および
h)50%以上(好ましくは60%以上、好ましくは70%以上)の組成分布幅指数。
本発明の好ましい実施形態では、本発明で製造された任意のコポリマーは以下を有する:
e)170MU*秒以上(好ましくは180MU*秒以上、好ましくは180〜280MU*秒、好ましくは185〜250MU*秒、好ましくは190〜230MU*秒)のムーニー応力緩和面積、および/または
f)60〜80MU(好ましくは65〜75MU、好ましくは70〜75MU)のムーニー粘度((1+4)@125℃)。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造されるコポリマーは、170MU*秒以上(好ましくは180MU*秒以上、好ましくは180〜280MU*秒、好ましくは185〜250MU*秒、好ましくは190〜230MU*秒)のムーニー応力緩和面積、および60〜80MU(好ましくは65〜75MU、好ましくは70〜75MU)のムーニー粘度((1+4)@125℃)を有する。
この発明の有用なポリマー組成物は、エチレン、アルファオレフィンおよびジエンに由来する単位を含み、しばしばEODMポリマーと呼ばれる(またはアルファオレフィンがプロピレンであるときはしばしば「EPDM」ポリマーと呼ばれる)。アルファオレフィンは、好ましくは1種以上のC〜Cアルファオレフィン、より好ましくはプロピレンまたはブテン、好ましくはプロピレンである。ジエンは、好ましくは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、5−メチル−1,4−ヘキサジエン、3、7−ジメチル−1,6−オクタジエン、ジシクロペンタジエン(DCPD)、ノルボルナジエン、5−ビニル−2−ノルボルネン(VNB)およびこれらの組み合わせから成る群から選ばれた非共役ジエンであり、最も好ましくはENBである。
好ましい実施形態では、エチレン由来単位の最大量は、モノマーの合計モル基準で90モルパーセント(EPDM中の85重量%に相当する)、より好ましくは80モルパーセント、最も好ましくは75モルパーセントである。エチレン由来単位の好ましい最小量は、モノマーの合計モル基準で35モルパーセント、より好ましくは40モルパーセント、さらにより好ましくは50モルパーセントである。ジエン含有量の最大量は、好ましくは5.0モルパーセント(15重量%)、より好ましくは3.0モルパーセント、さらにより好ましくは2.5モルパーセントであり、好ましい最小量は0.2モルパーセント(0.7 重量%)、より好ましくは0.3モルパーセント、さらにより好ましくは0.5モルパーセントである。ポリマー単位の残余は好ましくは、アルファオレフィン(好ましくはプロピレン)から構成され、典型的には9.8〜64.8モル%、好ましくは19.8〜59.8、好ましくは24.8〜49.8モル%で存在する。
エチレン含有量はFTIR、ASTM D3900によって測定される。ENB含有量はFTIR、ASTM D6047によって測定される。他のジエンはH NMRによって測定されることができる。特に指定のない限り、H NMRデータはBruker社のAVANCE III 400MHz分光器によって収集され、これは室温(ほぼ23℃)でTopspin(商標)ソフトウェアによって操作される。すべての物質に対してテトラクロロエタン−dが溶媒(5.98ppmの化学シフトが基準として使用される)として使用される。
本発明の好ましい実施形態では、本発明のポリマー組成物は、少なくとも60MU、好ましくは少なくとも65MU、さらにより好ましくは少なくとも70MUのムーニー粘度を有し、好ましい最大のムーニー粘度は80MU、さらにより好ましくは75MUである。特に指定のない限り、ムーニー粘度は、125℃でのML(1+4)としてASTM D−1646によるムーニー単位で測定される。しかし、約100より大きいムーニー粘度値は、これらの条件の下では一般に測定されることができない。この場合には、より高い温度(すなわち150℃)が使用され、その結果、より長いせん断時間(すなわち150℃での1+8)がかかるが、より好ましくは、ムーニーの測定は、米国特許第6,686,419号、第6欄、59行以下に記載された標準外の小ローターを使用して実施され、同文献は参照として本明細書に引用される。
標準外のローター構造物はムーニーの尺度を変えて使用され、これはより大きいムーニーのポリマーにムーニー測定器の同じ器具類が使用されることを可能にする。このローターはMST(Mooney(ムーニー)、Small(小さい)、Thin(薄い))と名付けられる。MSTが(200℃での5+4)で測定され、MLが((1+4)@125℃)で測定される場合、1MSTの点はおよそ5MLの点である。ASTM D1646は、ムーニー測定器の空洞内で使用されるべきローターの寸法を規定している。この規定は、直径のみが異なる大きいローターおよび小さいローターを許容している。これらはML(ムーニー、大きい)およびMS(ムーニー、小さい)と呼ばれる。しかし、EPDMは、非常に大きいMWで製造されるので、これらの標準規定のローターを使用したのではムーニー測定器のトルクの限界を超えてしまうことがある。このような場合には、試験は、米国特許第6,686,419号、第6欄、59行以下に記載されたように実施され、同文献は参照として本明細書に引用される。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造されるポリマーは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC−DRI)によって測定されたマルチモーダルの分子量分布(Mw/Mn、MWD)を有する。「マルチモーダル」とは、GPC測定曲線が少なくとも2つのピークまたは変曲点を有することを意味する。変曲点とは、曲線の二次微分係数の符号が変わる(たとえば、負から正へまたはその逆の)点である。本発明の別の好ましい実施形態では、本発明によって製造されるポリマーは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC−DRI)によって測定されたユニモーダルの分子量分布(Mw/Mn、MWD)を有する。「ユニモーダル」とは、GPC測定曲線が1つのピークまたは変曲点を有することを意味する。
特に指定のない限り、Mw、Mn、MzおよびMWDは、以下の実験の部に記載されるようにGPC−DRIによって測定される。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造されるコポリマーは、50%以上、好ましくは60%以上、好ましくは70%以上の組成分布幅指数(CDBI)を有する。CDBIは、ポリマー鎖中のモノマーの組成分布の尺度であり、1993年2月18日に公開された国際出願第WO 93/03093号、特に第7および8欄、それとともにWildら、J.Poly.Sci.、Poly.Phys.Ed.、第20巻、441頁(1982年)および米国特許第5,008,204号に記載された手順によって決定され、これらの文献には、15,000g/モル未満の重量平均分子量(Mw)を有する画分はCDBIを決定する際には無視されることも記載されている。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造されるコポリマーは、0.95以上(好ましくは0.96以上、好ましくは0.97以上、好ましくは0.98以上、好ましくは0.99以上)の分枝指数g’ave(g’(vis ave)とも呼ばれる)を有する。分枝指数g’aveは以下の実験の部に記載されるようにGPC−DRI−SEC−LSによって測定される。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造される任意のコポリマーは、0.93以上(好ましくは0.94以上、好ましくは0.95以上、好ましくは0.96以上、好ましくは0.97以上、好ましくは0.98以上、好ましくは0.99以上)の分枝指数g’(Zave)を有する。分枝指数(g’(Zave))は、以下の実験の部に記載されるようにGPC−DRI−SEC−LSによって測定される。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造される任意のコポリマーは、170MU*秒以上(好ましくは180MU*秒以上、好ましくは190MU*秒以上、好ましくは200MU*秒以上)のムーニー応力緩和面積を有する。ムーニー応力緩和面積(MLRA)は、「緩和面積」とも呼ばれ、ローターが止められた1秒後に測定を開始し、応力緩和時間の100秒間まで測定値の収集を続けたときのムーニー応力緩和を測定することによって決定される。MLRAは「ムーニー単位×秒」の単位で表される。この値の計算はASTM D1646に説明されており、同文献は参照によって本明細書に組み込まれる。たとえば、MLRAは式:MLRA=[100(a+1)− 1]×[(k)/(a+l)]によって計算され、ここで「a」および「log(k)」は、装置に内蔵されたデータサンプリング手順を使用して、1秒間および100秒間の緩和時間の間に測定されたlog(ムーニートルク)対log(緩和時間)の最小二乗法回帰直線の、それぞれ傾きおよび切片である。「k」および「a」は、ML対時間にべき乗則モデルを当てはめることによって導かれ、すべての場合に0.997を超える回帰係数が得られた。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造される任意のコポリマーは、N,N−ジメチルアニリニウム(テトラキスペンタフルオロフェニルボレート)が唯一の非配位性アニオン活性剤として使用されたことを除いては同じ条件の下で製造された同等のポリマーよりも少なくとも10MU*秒大きい、好ましくは少なくとも20MU*秒大きい、好ましくは少なくとも25MU*秒大きい、好ましくは少なくとも30MU*秒大きい、好ましくは少なくとも40MU*秒大きい、好ましくは少なくとも50MU*秒大きいMLRAを有する。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造される任意のコポリマーは、Y MU*秒(ここでY=Y+{[(Y−Y)/(X−X)](X−X)}であり、ここでXは問題になっているコポリマーを調製するために使用されたNCAの重量%(NCAとNCAとの合計重量基準)であり、X=0、X=100、Y=100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーのMLRA、Yは100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーのMLRAであり、NCAはより小さいMwを有する非配位性アニオンであり、NCAはより大きいMwを有するNCAである。)よりも大きいMLRAを有し、好ましくは本発明によって製造される任意のコポリマーは1.1*Y MU*秒超、好ましくは1.2*Y MU*秒超、好ましくは1.3*Y MU*秒超、好ましくは1.4*Y MU*秒超、好ましくは1.5*Y MU*秒超のMLRAを有する。(問題になっているポリマーを製造するために2種よりも多いNCAが使用される場合には、2つの最大の重量%のNCAのMLRAおよびその重量%が、存在するすべてのNCAの重量%基準で使用されるものとする。)あるいは、本発明によって製造される任意のコポリマーはZ MU*秒超のMLRAを有することもでき、ここで、Z=Y+10、好ましくはZ=Y+20、好ましくはZ=Y+30、好ましくはZ=Y+40、好ましくはZ=Y+50、好ましくはZ=Y+60、好ましくはZ=Y+70である。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造される任意のコポリマーは、8未満の、好ましくは7未満の、好ましくは6未満の、好ましくは5未満の、好ましくは4未満のMLRA/MLを有し、ここでMLは((1+4)@125℃)においてASTM D 1646によって測定されたムーニー粘度である。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造される任意のコポリマーは、4.0未満の、好ましくは3.5未満の、好ましくは1超〜4.0までの、好ましくは1.5〜3.5の、好ましくは1.5〜3.0の、好ましくは1.6〜2.5のMw/Mnを有する。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造される任意のコポリマーは、示差走査熱量測定法(DSC)によって以下のように測定される30℃未満(好ましくは20℃未満、好ましくは0℃未満)の融点Tmを有する。
結晶化温度(Tc)、融解熱(Hf)および融解温度(または融点、Tm)は、市販の測定器(たとえば、TA Insrument社製2920DSC)による示差走査熱量測定法(DSC)を使用して測定される。典型的には、6〜10mgの成型されたポリマーまたは可塑化されたポリマーが、アルミニウムパン中に密閉され、室温で測定器に装填される。融解データ(第1回目の加熱)は、10℃/分の加熱速度で210℃までサンプルを加熱することによって得られる。サンプルはこの温度に3分間保持されて、その熱履歴が消される。結晶化データは、10℃/分の冷却速度でサンプルを210℃から−75℃まで冷却することによって得られる。サンプルは少なくとも3分間この温度に保持され、最後に10℃/分で加熱されて、追加の融解データ(第2回目の加熱)が得られる。吸熱の融解転移(第1回目および第2回目の加熱)および発熱の結晶化転移は、標準手順に従って分析される。報告される融解温度は、特に指定のない限り第2回目の加熱によるピーク融解温度である。
複数のピークを示すポリマーの場合、融解温度は、(最も高い温度で生じるピークではなく)最大の吸熱熱量測定応答に関する融解曲線からのピーク融解温度であると定義される。同様に、結晶化温度は、(最も高い温度で生じるピークではなく)最大の発熱熱量測定応答に関する結晶化曲線からのピーク結晶化温度であると定義される。DSC曲線の下の面積は、転移熱(融解熱、Hf)を決定するために使用される。
損失角δ(度)対測定周波数ω(ラジアン/秒)のプロットにおいて、典型的に分枝を有するポリマーはδ(ω)の関数においてプラトー(平坦域)を示し、他方、直鎖状ポリマーは典型的にはそのようなプラトーを有しない。図7は、実施例1〜7についての損失角対周波数を比較している。(触媒/活性剤1のみでつくられた)サンプル1はプラトーを示さない。混合活性剤で製造された他のすべてのサンプルは、100ラジアン/秒の近くにピークがあるとはいえないとしても、少なくともプラトーを示した。(触媒/活性剤2のみでつくられた)サンプル7は、100ラジアン/秒で小さい不連続部を示した。
損失角δはアークタンジェント(G”/G’)であり、ここでG”は損失弾性率(Pa)を表し、G’は貯蔵弾性率(Pa)を表す。Garcia−Francoら(Macromolecules、2001年、第34巻、第10号、3115−3117頁)によると、上記のプロットのプラトーは、ポリマーサンプル中に存在する長鎖分岐の量が増加すると、より小さい位相角δにシフトする。損失角δ対測定周波数ωのプロットは、動的(振動)レオメーター、たとえばAnton Parr Physica社製MCR500またはMCR501によって実施された小振幅振動せん断試験を使用して得られたデータを用いて作成される。ポリマー試験片は圧縮成形されて、直径およそ25mmおよび厚さ1.5〜2mmのウエハーにされる。このサンプルは、市販の物質(Irgaonox(商標)1076、Irgaonox(商標)168および/またはポリエチレングリコール)で安定化されて、熱的に誘起される化学変化が防止される。動的レオメーターは、角周波数を0.01から100ラジアン/秒まで変化させて、190℃の一定温度で、平行プレート配置を使用して(定常状態モードとは異なる)動的モードで使用される。試験されるポリマーメルトの線形応答が、サンプルの線形領域の事前の振幅走査から選ばれた小振幅を使用することによって保証されなければならない。
本発明の任意の実施形態では、損失角δ(度)対測定周波数ω(ラジアン/秒)のプロットにおいて、損失角は80ラジアン/秒で30度超、好ましくは32度超、好ましくは34度超、好ましくは36度超、好ましくは38度超、好ましくは30〜60度である。
本発明の任意の実施形態では、損失角δ(度)対測定周波数ω(ラジアン/秒)のプロットにおいて、30ラジアン/秒での損失角と80ラジアン/秒での損失角と差(たとえば、δ(ω=30)マイナスδ(ω=80))は、3°以下、あるいは0°以下、あるいは−0°以下、あるいは3°〜−15°である。
本発明の任意の実施形態では、損失角δ(度)対測定周波数ω(ラジアン/秒)のプロットにおいて、本発明のポリマーは、30〜80ラジアン/秒の間に、あるいは30〜100ラジアン/秒の間にプラトーを示す。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造される任意のコポリマーは、良好なせん断減粘性を有する。せん断減粘性は、剪断速度の増加とともに複素粘度が減少することによって特徴付けられる。せん断減粘性を定量する1つの方法は、0.01ラジアン/秒の周波数での複素粘度と100ラジアン/秒の周波数での複素粘度との比を使用することである。複素粘度が125℃で測定される場合、好ましくは複素粘度比は20以上、より好ましくは50以上、より好ましくは100以上、より好ましくは200以上、より好ましくは300以上、より好ましくは500以上、より好ましくは600以上である。
本発明の好ましい実施形態では、本発明によって製造される任意のコポリマーは、1.1*Y超の複素粘度比(125℃で測定されたη(0.01ラジアン/秒)/η(100ラジアン/秒))を有してもよく、ここでY=Y+{[(Y−Y)/(X−X)](X−X)}であり、ここでXは問題になっているコポリマーを調製するために使用されたNCAの重量%(NCAとNCAとの合計重量基準)であり、X=0、X=100、Y=100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーの複素粘度比、Yは100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーの複素粘度比であり、NCAはより小さいMwを有する非配位性アニオンであり、NCAはより大きいMwを有するNCAであり、好ましくは本発明によって製造される任意のコポリマーは、1.25*Y超、好ましくは1.5*Y超、好ましくは2.0*Y超、好ましくは3.0*Y超、好ましくは4.0*Y超、好ましくは4.5*Y超、好ましくは5.0*Y超の複素粘度比を有する。(問題になっているポリマーを製造するために2種より多いNCAが使用される場合には、2つの最大の重量%のNCAの複素粘度比およびその重量%が、存在するすべてのNCAの重量%基準で使用されるものとする。)
あるいは、本発明によって製造される任意のコポリマーはZ超の複素粘度比を有してもよく、ここで、Z=Y+100、好ましくはZ=Y+150、好ましくはZ=Y+200、好ましくはZ=Y+250、好ましくはZ=Y+300、好ましくはZ=Y+350、好ましくはZ=Y+400である。
せん断減粘性は、せん断減粘性指数を使用して特徴付けられることもできる。用語「せん断減粘性指数」は、動粘度の対数(底10)対周波数の対数(底10)のプロットを使用して決定される。傾きは、100ラジアン/秒の周波数でのlog(動粘度)と0.01ラジアン/秒の周波数でのlog(動粘度)との差を4で割ったものである。これらのプロットは、小角振動せん断(SAOS)実験の典型的な出力である。エチレン/プロピレンコポリマーの場合、慣用のSAOS試験温度は190℃である。ポリマー粘度は、動的機械的分光計、たとえば以下に記載されるAdvanced Rheometrics Expansion System(ARES)を使用して窒素雰囲気の下で、0〜100ラジアン/秒の範囲内のせん断速度および190℃で、ポアズ単位(ダイン・秒/平方センチメートル)で好都合に測定される。一般に、小さい値のせん断減粘性指数は、ポリマーが高度にせん断減粘性であり、ポリマーが大きいせん断のプロセスにおいて、たとえば射出成形によって容易に加工可能であることを示す。この傾きがより大きい負であればあるほど、動粘度は周波数の増加とともに、それだけ急速に減少する。好ましくは、本発明によって製造される任意のポリマーは、−0.2未満、好ましくは−0.5未満、好ましくは−0.6未満、好ましくは−0.65未満、好ましくは−0.7未満、好ましくは−0.75未満のせん断減粘性指数を有する。このようなタイプのポリマーは、大きいせん断速度の加工方法、たとえば射出成形において容易に加工される。
図8は、上記の方法を使用して計算されたせん断減粘性指数対活性剤2の含有量のプロットである。実施例2および3が最大の負の指数を示し、このことは、この実施例の一組が最大のせん断減粘性特性を示していることに注目されたい。
動的せん断メルトレオロジーデータが、清浄な圧縮成形サンプルを使用して125℃の温度で平行プレート(直径=25mm)を使用してAdvanced Rheometrics Expansion System(ARES)を用いて測定される。その測定は0.01〜500ラジアン/秒の範囲の角周波数にわたって行われた。分子量および温度に応じて、10%および15%の歪みが使用され、応答の線形性が検証された。窒素流をサンプルオーブン内に循環させて、実験中のポリマー鎖の伸長または架橋が最小限にされた。すべてのサンプルは125℃で圧縮成型され、安定剤は添加されなかった。正弦波のせん断歪みが材料に加えられ、歪み振幅が十分に小さい場合には、材料は線形挙動を示す。得られる定常状態応力も同じ周波数で正弦波振動をするが、歪み波に関して位相角δだけシフトされることが示されることができる。応力はδだけ歪みに先行する。純粋に弾性の材料の場合、δ=0°(応力が歪みと同相である。)であり、純粋に粘性の材料の場合、δ=90°(応力は90°だけ歪みに先行するが、歪み速度とは同相である。)である。粘弾性の材料の場合、0<δ<90である。せん断減粘性の傾き(STS)が、動粘度の対数(底10)対周波数の対数(底10)のプロットを使用して測定された。この傾きは、100ラジアン/秒の周波数でのlog(動粘度)と0.01ラジアン/秒の周波数でのlog(動粘度)との差を4で割ったものである。
触媒化合物、活性剤および触媒系
本発明に有用な、触媒化合物およびかかる化合物を含む触媒系は、典型的にはメタロセン、たとえば化1によって表されるものである。

Figure 0006355815
ここで、
Mは、第3、4、5または6族の遷移金属原子、ランタニド金属原子またはアクチニド金属原子であり、好ましくはHf、TiまたはZrであり、
Eは、置換もしくは非置換のインデニル配位子または置換もしくは非置換のフルオレニル配位子(すなわち、フルオレニル環の1、2、3、4、5、6、7、8または9の位置によってYに結合されたもの)であり、
Aは、置換もしくは非置換のインデニル配位子または置換もしくは非置換のシクロペンタジエニル配位子であり、ただしEが置換または非置換のインデニル配位子である場合はAも置換または非置換のインデニル配位子であり、
Yは、EおよびAに結合された置換基を含有する第15または16族の架橋ヘテロ原子であり、および
各Xは独立に1価のアニオン配位子であり、または両方のXは一緒に金属原子に結合されてメタラサイクル環を形成し、または両方のXは一緒にキレート配位子、ジエン配位子もしくはアルキリデン配位子を形成する。
本発明に有用な、触媒化合物およびそのような化合物を含む触媒系は、化2によって表されるメタロセンを含む。

Figure 0006355815
ここで、
Mは、第3、4、5または6族の遷移金属原子、またはランタニド金属原子またはアクチニド金属原子(好ましくは第4族金属(好ましくはHf、Tiおよび/またはZr、好ましくはHfまたはZr)であり、
、R、R、R、R、R、R、R、R11、R12、R13およびR14は、独立して水素またはヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロゲン、ハロカルビル、置換ハロカルビル、シリルカルビル、置換シリルカルビル、ゲルミルカルビル、置換ゲルミルカルビルであり、
Yは、第13、14、15または16族元素を含有する架橋基であり、および
各Xは1価のアニオン配位子であり、または2個のXは一緒に金属原子に結合されてメタラサイクル環を形成し、または2個のXは一緒にされてキレート配位子、ジエン配位子またはアルキリデン配位子を形成する。
本発明の好ましい実施形態では、本明細書に記載された任意の式の任意の実施形態において、R’、R、R、R、R、R、R、R、R、R11、R12、R13およびR14のそれぞれは、独立に水素、置換ヒドロカルビル基、非置換ヒドロカルビル基またはヘテロ原子(好ましくは、C1〜C20置換ヒドロカルビル基またはC1〜C20非置換ヒドロカルビル基、好ましくは水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、フェニル、置換フェニル基またはその異性体、好ましくはt−ブチル)である。
本発明の好ましい実施形態では、本明細書に記載された任意の式の任意の実施形態において、各Xは独立に、1〜20の炭素原子を有するヒドロカルビル基、水素化物、アミド、アルコキシド、硫化物、リン化物、ハライド、ジエン、アミン、ホスフィン、エーテルおよびこれらの組み合わせから成る群から選ばれ(2個のXは、縮合環または縮合環系の一部を形成してもよく)、好ましくは各Xは独立にハライドまたはC1〜C5アルキル基から選ばれ、好ましくは各Xはメチル基である。
本発明の好ましい実施形態では、本明細書に記載された任意の式の任意の実施形態において、Yは架橋基であり、Si、GeまたはCを含み、好ましくはYはジアルキルケイ素、ジアルキルゲルマニウムまたはジアルキルメチレンであり、好ましくはYはジメチルケイ素またはビス(4−トリエチルシリルフェニル)メチレンである。
本発明の好ましい実施形態では、本明細書に記載された任意の式の任意の実施形態において、Yは架橋基であり、R’C、R’Si、R’Ge、R’CCR’、R’CCR’CR’、R’CCR’CR’CR’、R’C=CR’、 R’C=CR’CR’、R’CCR’=CR’CR’、R’C=CR’CR’=CR、R’C=CR’CR’CR’、R’CSiR’、R’SiSiR’、RCSiR’CR’、R’SiCR’SiR’、R’C=CR’SiR’、R’CGeR’、R’GeGeR’、R’CGeR’CR’、R’GeCR’GeR’、 R’SiGeR’、R’C=CR’GeR’2、R’B、R’C−BR、R’C−BR’−CR’、R’C−O−CR’、R’CR’C-O-CR’CR’、R’C-O-CR’CR’、R’C-O-CR’=CR、R’C-S-CR’、R’CR’C−S−CR’CR’、R’C−S−CR’CR’、R’C−S−CR’=CR’、R’C−Se−CR’、R’CR’C−Se−CR’CR’、R’C−Se−CRCR’、R’C−Se−CR’=CR、R’C−N=CR’、R’C−NR’−CR’、R’C−NR’−CR’CR’、R’C−NR’−CR’=CR、R’CR’C−NR’−CR’CR’、R’C−P=CRまたはR’C−PR’−CR’によって表され、ここで、各R’は独立に、水素、C〜C20含有ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロカルビル、置換ハロカルビル、シリルカルビルまたはゲルミルカルビル置換基であり、任意的に2個以上の隣接R’は一緒に、置換もしくは非置換の、飽和の、部分的に不飽和のもしくは芳香族の環状または多環状の置換基を形成してもよい。好ましくは、Yは炭素またはケイ素を含む架橋基、たとえばジアルキルシリルであり、好ましくは、YはCH、CHCH、C(CH、SiMe、SiPh、SiMePh、シリルシクロブチル(Si(CH)、(Ph)C、(p − (Et)SiPh)Cおよびシリルシクロペンチル(Si(CH)から選ばれる。
本発明の好ましい実施形態では、本明細書に記載された任意の式の任意の実施形態において、Yは式R Jによって表され、ここでJはC、SiまたはGeであり、各Rは独立に、水素、ハロゲン、C〜C20ヒドロカルビルまたはC1〜C20置換ヒドロカルビルであり、2個のRは環状構造、たとえば芳香族、部分的に飽和のもしくは飽和の環状または縮合環系を形成することができる。
本発明の好ましい実施形態では、本明細書に記載された任意の式の任意の実施形態において、Yは式R Jによって表され、ここで、JはC、SiまたはGeであり、各Rは独立に、水素、ハロゲン、C〜C20ヒドロカルビルまたはC〜C20置換ヒドロカルビルであり、2個のRは環状構造、たとえば芳香族、部分的に飽和のもしくは飽和の環状または縮合環システムを形成することができ、ただし、少なくとも1個のRは少なくとも1個のヒドロカルビルシリル基を含み、好ましくは、式:R’’SiR 3−nによって表され、ここで、各Rは独立に、C〜C20の、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルシリルまたはヒドロフルオロカルビル置換基であり、R’’はSi基とアリール基との間のC〜C10連結基、およびn=0または1である。
本発明の好ましい実施形態では、本明細書に記載された任意の式の任意の実施形態において、Yはビス(4−トリエチルシリルフェニル)メチレンである。
あるいは、本発明で有用な触媒は、式:Y(Ind)MXまたはY(2−アルキル−4−PhInd)MXによって表され、ここで、Y、MおよびXは上で定義されたとおりであり、各Indは独立に、置換または非置換のインデニル化合物(好ましくは、1、2、3、4、5または6個の R基で置換されたものであり、各R基は独立に、上記のR1として定義されたとおりである。)であり、アルキルは、アルキル基、好ましくはC1〜C20アルキル基であり、好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシルまたはこれらの異性体であり、Phは置換または非置換のフェニル基(好ましくは、1、2、3、4または5個の R基、好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシルまたはこれらの異性体、たとえばt−ブチルで置換されたもの)である。
有用なメタロセン化合物はまた、式:MeSi−ビス(2−R50,4−Ph−インデニル)MXによって表されるものも含み、ここで、R50はアルキル基(たとえば、メチル)であり、Phはフェニルまたは置換フェニルであり、MはHf、ZrまたはTiであり、Xはハロゲンまたはアルキル基(たとえば、クロライドまたはメチル)である。特に有用な触媒化合物は以下のものを含む:ジメチルシリル-ビス(2−メチル,4−フェニル−インデニル)ジルコニウムジメチル(またはジクロライド)、ジメチルシリル−ビス(2−メチル,4−(3’,5’−ジ−t−ブチル−フェニル)−インデニル)ジルコニウムジメチル(またはジクロライド)、ジメチルシリル−ビス(2−メチル,4−ナフチル−インデニルジルコニウムジメチル(またはジクロライド)およびジメチルシリル−ビス(2−メチル,4−(3’,5’−ジ−t−ブチル−ナフチル)−インデニル)ジルコニウムジメチル(またはジクロライド)。
本発明の好ましい実施形態では、触媒化合物は化3によって表される。

Figure 0006355815
ここで、Mは、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデンまたはタングステン(好ましくは、ジルコニウムおよび/またはハフニウム)から選ばれ、
およびRは、同じまたは異なるものであり、水素原子、C1〜C10アルキル基、C1〜C10アルコキシ基、C6〜C10アリール基、C6〜C10アリールオキシ基、C2〜C10アルケニル基、C2〜C40アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基、C8〜C40アリールアルケニル基、OH基もしくはハロゲン原子、または1種以上のヒドロカルビル、トリ(ヒドロカルビル)シリル基もしくはヒドロカルビルトリ(ヒドロカルビル)シリルヒドロカルビル基で任意的に置換された共役ジエンであり(好ましくは、RおよびRはアルキル、たとえばメチルもしくはエチルであり、またはハライド、たとえばクロライドであり)、
、R、R、R、R、R、R、R10、R11およびR12は、同じまたは異なるものであり、水素原子、ハロゲン原子、C1〜C10ハロゲン化または非ハロゲン化アルキル基、C6〜C10ハロゲン化または非ハロゲン化アリール基、C2〜C10ハロゲン化または非ハロゲン化アルケニル基、C7〜C40ハロゲン化または非ハロゲン化アリールアルキル基、C7〜C40ハロゲン化または非ハロゲン化アルキルアリール基、C8〜C40ハロゲン化または非ハロゲン化アリールアルケニル基、−NR’、−SR’、−OR’、−OSiR’またはPR’基から選ばれ、ここで、R’はハロゲン原子、C1〜C10アルキル基およびC6〜C10アリール基のうちの1種であり;または2個以上の隣接基R〜Rは、これらを結合する原子と一緒に、1個以上の環を形成することができ(好ましくは、Rはメチル、エチルまたはブチルであり)、また、隣接基R11およびR12は1個以上の飽和または不飽和の環を形成することができ(好ましくR11およびR12はフェニル環と合体して置換または非置換のナフチル基を形成し)、有利な実施形態では、RおよびR11はC1〜C20ヒドロカルビル基またはC3〜C12アルキル基、有利にはt−ブチル基であり、
13は、化4に記載されたもの、−B(R14)−、−Al(R14)−、−Ge−、−Sn−、−O−、−S−、−SO−、−SO−、−N(R14)−、−CO−、−P(R14)−、−P(O)(R14)−、−B(NR1415)−および−B[N(SiR141516]−から選ばれ、

Figure 0006355815
14、R15およびR16はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、C1〜C20アルキル基、C6〜C30アリール基、C1〜C20アルコキシ基、C2〜C20アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C8〜C40アリールアルケニル基およびC7〜C40アルキルアリール基から選ばれ、またはR14およびR15は、これらを結合する原子と一緒に環を形成し;またMは炭素、ケイ素、ゲルマニウムまたはスズから選ばれ、またはR13は化5によって表され、

Figure 0006355815
ここで、R17〜R24は、化2に記載されたRについて定義されたとおりであり、または2つ以上の隣接基R17〜R24はR20およびR21を含めて一緒にこれらを結合する原子とともに1つ以上の環を形成し、Mは、炭素、ケイ素、ゲルマニウムまたはスズ(好ましくは、R13はジメチルシリルまたはジフェニルシリルである。)である。
本発明に有用な特定の典型的な架橋ハフニウム触媒は、以下のものに由来するものを含む:ジ(パラ−トリエチルシリル−フェニル)メチレンビス(インデニル)ハフニウムジメチル、ジ(パラ−トリメチルシリル-フェニル)メチレンビス(インデニル)ハフニウムジメチル、ジ(パラ−トリ−n−プロピルシリル−フェニル)メチレンビス(インデニル)ハフニウムジメチル、(パラ−トリエチルシリル−フェニル)(パラ−t−ブチルフェニル)メチレン(フルオレニル)(インデニル)ハフニウムジメチル、(パラ−トリエチルシリル−フェニル)(パラ−メチルフェニル)メチレン(フルオレニル)(インデニル)ハフニウムジメチル、ジ(パラ−トリエチルシリル−フェニル)メチレン(2,7−ジターシャリブチルフルオレニル)(インデニル)ハフニウムジメチル、(パラ−トリメチルシリル−フェニル)(パラ−n−ブチルフェニル)メチレン(2,7−ジターシャリブチルフルオレニル)(インデニル)ハフニウムジメチルおよび(パラ−トリエチルシリル−フェニル)(パラ−n−ブチルフェニル)メチレンビス(テトラヒドロインデニル)ハフニウムジベンジルのインデニルに基づいた錯体、たとえば異性体または混合物。そのような触媒化合物についてのさらなる情報については、米国特許第6,528,670号を参照されたい。
同様に、典型的なジルコニウム化合物は以下のものを含む:ジ(パラ−トリエチルシリル−フェニル)メチレンビス(インデニル)ジルコニウムジメチル、ジ(パラ−トリメチルシリル-フェニル)メチレンビス(インデニル)ジルコニウムジメチル、ジ(パラ−トリ−n−プロピルシリル−フェニル)メチレンビス(インデニル)ジルコニウムジメチル、(パラ−トリエチルシリル−フェニル)(パラ−t−ブチルフェニル)メチレン(フルオレニル)(インデニル)ジルコニウムジメチル、(パラ−トリエチルシリル−フェニル)(パラ−メチルフェニル)メチレン(フルオレニル)(インデニル)ジルコニウムジメチル、ジ(パラ−トリエチルシリル−フェニル)メチレン(2,7−ジターシャリブチルフルオレニル)(インデニル)ジルコニウムジメチル、ジ(パラ−トリエチルシリル−フェニル)(パラ−n - ブチルフェニル)メチレン(2,7−ジターシャリブチルフルオレニル)(インデニル)ジルコニウムジメチル、(パラ−トリメチルシリル−フェニル)(パラ−n−ブチルフェニル)メチレン(2,7−ジターシャリブチルフルオレニル) (インデニル)ジルコニウムジメチル、(パラ−トリエチルシリル−フェニル)(パラ−n−ブチルフェニル)メチレンビス(テトラヒドロインデニル) (インデニル)ジルコニウムジベンジルおよび(パラ−トリエチルシリル−フェニル)メチレンビス(テトラヒドロインデニル) (インデニル)ジルコニウムジメチル。本発明に従って可溶性架橋基とともに調製される場合に有用なさらなる好ましいジルコニウムメタロセンは、1999年2月17日に出願された同時係属中の米国特許出願第09/251,819号およびそれと同等な国際出願第WO 99/41294号に記載されたものである。これらの触媒構造およびそれらとともに記載された溶液重合プロセスは、本発明に特に適しており、参照によって本明細書に組み込まれる。そのような触媒化合物についてのさらなる情報については、米国特許第6,528,670号を参照されたい。
特に好適なシクロペンタジエニルに基づいた錯体は、以下の化合物、これらの異性体または混合物である:(パラ−トリメチルシリルフェニル)(パラ−n−ブチルフェニル)メチレン(フルオレニル)(シクロペンタジエニル)ハフニウムジメチル、ジ(パラ−トリメチルシリルフェニル)メチレン(2,7−ジ−ターシャリブチルフルオレニル)(シクロペンタジエニル)ハフニウムジメチル、ジ(パラ−トリエチルシリルフェニル)メチレン(2,7−ジ−ターシャリブチル−フルオレニル)(シクロペンタジエニル)ハフニウムジメチル、(パラ−トリエチルシリルフェニル)(パラ−t−ブチルフェニル) メチレン(2,7−ジ−ターシャリブチルフルオレニル)(シクロペンタジエニル)ハフニウムジメチルまたはジベンジル、およびジ(パラ−トリエチルシリル−フェニル)メチレン(2,7−ジメチルフルオレニル)(シクロペンタジエニル)ハフニウムジメチルまたはジベンジル。ジルコノセン同族体は、(パラ−トリメチルシリルフェニル)(パラ−n−ブチルフェニル)メチレン(フルオレニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ジ(パラ−トリメチルシリルフェニル)メチレン(2,7−ジ−ターシャリブチルフルオレニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ジ(パラ−トリエチルシリルフェニル)メチレン(2,7−ジ−ターシャリブチル−フルオレニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、(パラ−トリエチルシリルフェニル)(パラ−t−ブチルフェニル)メチレン(2,7−ジ−ターシャリブチルフルオレニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチルまたはジベンジルおよびジ(パラ−トリエチルシリル−フェニル)メチレン(2,7−ジメチルフルオレニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチルまたはジベンジルである。置換された架橋基含有化合物、たとえば上に列挙された非対称性化合物は、本発明に適合して特に有用であることが見出された。
このような触媒化合物についてのさらなる情報については、米国特許第6,528,670号を参照されたい。特に、架橋メタロセン化合物の場合、芳香族縮合環で置換された配位子Cp上の置換度を増加させると、分子量を増加させるのに有効であることがあり、たとえば2,7−ジメチル−フルオレニル、2,7−ジ−ターシャリ-ブチル−フルオレニルおよび2,7−メチル−フェニル−フルオレニル基は、そのようなものの典型例である。好ましくは、メタロセン化合物中のフルオレニルまたはインデニル基上への置換は一般に、少なくとも1つの6員縮合環の環水素を2つ以上のC〜C30ヒドロカルビルまたはヒドロカルビルシリル基で置き換え、すなわち置換することを含む。このような触媒化合物についてのさらなる情報については、米国特許第6,528,670号を参照されたい。
本明細書に記載されたプロセスのいずれにおいても好ましい実施形態では、1種の触媒化合物が使用される、たとえば触媒化合物は異なるものではない。本発明の目的のためには、1種のメタロセン触媒化合物は、他のものと、それらが少なくとも1つの原子だけでも異なるならば、異なると考えられる。たとえば、「ビスインデニルジルコニウムジクロライド」は「(インデニル)(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロライド」とは異なり、後者は「(インデニル)(2−メチルインデニル)ハフニウムジクロライド」とは異なる。異性体としてのみ異なる触媒化合物は、本発明の目的のためには同じと考えられ、たとえばラセミ−ジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニル) ハフニウムジメチルはメソ−ジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニル) ハフニウムジメチルと同じと考えられる。
いくつかの実施形態では、2種以上の異なる触媒化合物が本発明で使用される触媒系中に存在する。いくつかの実施形態では、2種以上の異なる触媒系が本発明で使用される。いくつかの実施形態では、2種以上の異なる触媒化合物が、本明細書に記載されたプロセスが行われる反応ゾーン中に存在する。2種の遷移金属化合物に基づいた触媒が混合触媒系として1つの反応器中で使用される場合、該2種の遷移金属化合物はこれら2種が互換性を有するように選ばれなければならない。当業者に知られた簡単な選別方法、たとえばHまたは13CNMRによる方法が、どの遷移金属化合物が互換性を有するかを決めるために使用されることができる。
2種の遷移金属化合物(プレ触媒)は任意の比で使用されることができる。(A)遷移金属化合物と(B)遷移金属化合物との好ましいモル比は、(A:B)1:1000〜1000:1、あるいは1:100〜500:1、あるいは1:10〜200:1、あるいは1:1〜100:1、あるいは1:1〜75:1、あるいは5:1〜50:1の範囲に入る。選ばれる特定の比は、選ばれる正確なプレ触媒、活性化の方法および所望の最終製品に依存する。特定の実施形態では、2種のプレ触媒を使用する場合で、両方とも同じ活性剤で活性化されるならば、有用なモルパーセントは、プレ触媒の分子量基準で、10〜99.9%のAおよび0.1〜90%のB、あるいは25〜99%のAおよび0.5〜50%のB、あるいは50〜99%のAおよび1〜25%のB、あるいは75〜99%のAおよび1〜10%のBである。
本発明で使用されるのに特に有用な触媒化合物は、当該技術分野で知られているように、または米国特許第6,506,857号(特に実施例1)、米国特許第5,840,644号、米国特許第5,936,053号、米国特許第6,376,408号、米国特許第6,888,017号、国際公開第WO 98/40419号および国際公開第WO 99/42497号に記載されているように調製されることができる。
本明細書に記載された触媒化合物は、活性剤(1種または複数種)と一緒にされて触媒系を形成し、本明細書に記載された重合プロセスで使用される。
活性剤
「共触媒」および「活性剤」の用語は、本明細書では互換的に使用され、中性の触媒化合物を触媒として活性な触媒化合物カチオンに変換することによって、上記の触媒化合物のうちの任意の1種を活性化することができる任意の化合物であると定義される。非限定的な活性剤は、たとえばアルモキサン、アルミニウムアルキル、中性またはイオン性であってもよいイオン化活性剤、および従来型の共触媒を含む。好ましい活性剤としては典型的には、アルモキサン化合物、変性アルモキサン化合物およびイオン化アニオン前駆体化合物が挙げられ、これらは、反応性の、σ結合された金属配位子を取り除いて、金属錯体をカチオン性にし、電荷を平衡させる非配位性または弱配位性アニオンをもたらす。
1つの実施形態では、アルモキサン活性剤は、触媒組成物中の活性剤として使用される。アルモキサンは一般に、−Al(R)−O−サブユニットを有するオリゴマー性化合物であり、ここでRはアルキル基である。アルモキサンの例としては、メチルアルモキサン(MAO)、変性メチルアルモキサン(MMAO)、エチルアルモキサンおよびイソブチルアルモキサンが挙げられる。アルキルアルモキサンおよび変性アルキルアルモキサンは触媒活性剤として適しており、特に取り除き可能な配位子を有するキル、ハライド、アルコキシドまたはアミドである場合にそうである。異なるアルモキサンおよび変性アルモキサンの混合物が使用されてもよい。視覚的に清澄なメチルアルモキサンを使用することが好ましいことがある。濁ったまたはゲル化したアルモキサンはろ過されて清澄な溶液を形成することができ、または清澄なアルモキサンが曇った溶液からデカンテーションして得られることができる。有用なアルモキサンは、変性メチルアルモキサン(MMAO)共触媒タイプ3A(Akzo Chemicals社から、米国特許第5,041,584号で保護されたModified Methylaumoxane type 3Aの商標下に市販されている。)である。
活性剤が(変性または未変性の)アルモキサンである場合、いくつかの実施形態では、活性剤の最大量は、触媒化合物に対して(金属触媒サイト基準で)5000倍のモル過剰のAl/M比であるように選択される。活性剤と触媒化合物との最小比は1:1モル比である。代わりの好ましい範囲は1:1〜500:1、あるいは1:1〜200:1、あるいは1:1〜100:1、あるいは1:1〜50:1である。
代わりの実施形態では、アルモキサンは、ほとんどまたはまったく本明細書に記載された重合プロセスで使用されない。好ましくは、アルモキサンは0モル%で存在し、あるいはアルモキサンは500:1未満、好ましくは300:1未満、好ましくは100:1未満、好ましくは1:1未満のアルミニウムと触媒化合物の遷移金属とのモル比で存在する。
用語「非配位性アニオン」(NCA)とは、カチオンに配位しないか、あるいはカチオンに弱くのみ配位して、それによって中性のルイス塩基によって置き換えられるほど十分に変わり易さを保持しているアニオンを意味する。「互換性を有する」非配位性アニオンとは、最初に形成された錯体が分解するときに、中性にまで分解しないものである。さらに、該アニオンは、アニオン性置換基または断片をカチオンに移送して、その結果該カチオンに中性の遷移金属化合物および該アニオンからの中性の副生成物を形成させることはない。本発明に適合して有用な非配位性アニオンは、互換性を有し、遷移金属カチオンをそのイオン電荷を+1に平衡させるという意味で安定させ、それにもかかわらず、重合中に置き換えを許すのに十分なほどの変わり易さを保持するものである。
中性もしくはイオン性の、イオン化するまたは化学量論量の活性剤を使用することは本発明の範囲内であり、該活性剤は、たとえばトリ(n−ブチル)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、トリスパーフルオロフェニルホウ素メタロイド前駆体またはトリスパーフルオロナフチルホウ素メタロイド前駆体、ポリハロゲン化ヘテロボランアニオン(国際公開第WO 98/43983号)、ホウ酸(米国特許第5,942,459号)またはこれらの組み合わせである。中性またはイオン性の活性剤を単独でまたはアルモキサンもしくは変性アルモキサン活性剤と組み合わせて使用することもまた、本発明の範囲内である。
中性の化学量論量の活性剤の例は、3置換されたホウ素、テルル、アルミニウム、ガリウム、インジウムまたはこれらの混合物を含む。3個の置換基は、それぞれ独立にアルキル、アルケニル、ハロゲン、置換アルキル、アリール、アリールハライド、アルコキシまたはハライドから選ばれる。好ましくは、該3個の基は独立に、ハロゲン、単環状または多環状(ハロ置換されたものを含む。)アリール、アルキル、アルケニル化合物およびこれらの混合物から選ばれ、好ましいのは、1〜20の炭素原子を有するアルケニル基、1〜20の炭素原子を有するアルキル基、1〜20の炭素原子を有するアルコキシ基および3〜20の炭素原子を有するアリール基(置換されたアリール基を含む。)である。より好ましくは、3個の基は、1〜4の炭素原子を有するアルキル、フェニル、ナフチルまたはこれらの混合物である。さらにより好ましくは、3個の基はハロゲン化、好ましくはフッ素化アリール基である。好ましい中性の化学量論量の活性剤は、トリスパーフルオロフェニルホウ素またはトリスパーフルオロナフチルホウ素である。
イオン性の化学量論の活性剤化合物は、活性なプロトン、またはイオン化する化合物の残りのイオンと会合するがそれに配位しない、または緩くのみ配位する他のカチオンを含んでいてもよい。そのような化合物および同類のものは、欧州特許出願第0570982A号、欧州特許出願第0520732A号、欧州特許出願第0495375A号、欧州特許第0500944B1号、欧州特許出願第0277003A号、欧州特許出願第0277004A号、米国特許第5,153,157号、米国特許第5,198,401号、米国特許第5,066,741号、米国特許第5,206,197号、米国特許第5,241,025号、米国特許第5,384,299号、米国特許第5,502,124号および1994年8月3日に出願された米国特許出願第08/285,380号に記載されており、これらのすべては本明細書に参照によって完全に組み込まれる。
本発明のプロセスに活性剤として有用な好ましい化合物は、カチオン(これは好ましくはプロトンを供与することができるブレンステッド酸である。)および互換性を有する非配位性アニオンを含み、このアニオンは相対的に大きく(嵩高く)、2つの化合物が組み合わせられたときに形成される活性な触媒種(第4族カチオン)を安定させることができ、かつ当該アニオンはオレフィン性、ジオレフィン性およびアセチレン性の不飽和基質または他の中性のルイス塩基、たとえばエーテル、アミン等によって置き換えられるのに十分なほどの変わり易さを有する。有用な、互換性を有する非配位性アニオンの2つの種類は、欧州特許出願第0277003号および欧州特許出願第0277004号に開示され、1)中央の電荷保有金属またはメタロイドの核に共有結合で配位しかつ遮蔽する複数の親油性基を含むアニオン性配位錯体、および2)複数のホウ素原子、たとえばカルボラン、メタラカルボランおよびボランを含むアニオンである。
好ましい実施形態では、化学量論量の活性剤は、カチオンおよびアニオン成分を含み、好ましくは以下の化6によって表される。

Figure 0006355815
ここで、Zは(L−H)または還元性ルイス酸であり、Lは中性のルイス塩基であり、Hは水素であり、(L−H)はブレンステッド酸であり、Ad−は電荷d−を有する非配位性アニオンであり、dは1〜3の整数である。
Zが、カチオン成分が(L−H) であるような(L−H)である場合、該カチオン成分はブレンステッド酸、たとえば遷移金属触媒前駆体を含有する嵩高い配位子メタロセンから、アルキルまたはアリールのような部分をプロトン化することができるプロトン化したルイス塩基を含むことができ、カチオン性遷移金属種をもたらす。好ましくは、活性化カチオン(L−H) は、遷移金属触媒前駆体にプロトンを供与して遷移金属カチオンをもたらすことができるブレンステッド酸であり、アンモニウム、オキソニウム、ホスホニウム、シリリウムおよびこれらの混合物、好ましくはメチルアミン、アニリン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルアニリン、ジフェニルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、メチルジフェニルアミン、ピリジン、p−ブロモN,N−ジメチルアニリン、p−ニトロ−N,N−ジメチルアニリンのアンモニウム;トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィンおよびジフェニルホスフィンからのホスホニウム;エーテル、たとえばジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランおよびジオキサンからのオキソニウム;チオエーテル、たとえばジエチルチオエーテルおよびテトラヒドロチオフェンからのスルホニウム;およびこれらの混合物を含む。
Zが還元性ルイス酸である場合、それは好ましくは式:(Ar)によって表され、ここでArはアリール;またはヘテロ原子、C1〜C40ヒドロカルビルもしくは置換C1〜C40ヒドロカルビルで置換されたアリールであり、好ましくは還元性ルイス酸は式:(Ph)によって表され、ここでPhはフェニル;またはヘテロ原子、C1〜C40ヒドロカルビルもしくは置換C1〜C40ヒドロカルビルで置換されたフェニルである。好ましい実施形態では、還元性ルイス酸はトリフェニルカルベニウムである。
アニオン成分Ad−は式:[Mk+d−を有するものを含み、ここでkは1、2または3であり、nは1、2、3、4、5または6、好ましくは3、4、5または6であり、n−k=dであり、Mは元素周期表の第13族から選ばれた元素、好ましくはホウ素またはアルミニウムであり、Qは独立に、水素化物、架橋または非架橋のジアルキルアミド、ハライド、アルコキシド、アリールオキシド、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロカルビル、置換ハロカルビルまたはハロ置換ヒドロカルビル基であり、当該Qは20個までの炭素原子を有し、ただし1以下の頻度でQはハライドであり、また2個のQ基は環構造を形成してもよい。好ましくは、各Qは1〜20の炭素原子を有するフッ素化ヒドロカルビル基であり、より好ましくは各Qはフッ素化アリール基であり、最も好ましくは各Qはペンタフルオリルアリール基である。好適なAd−成分としては、米国特許第5,447,895号に開示されたジボロン化合物も挙げられ、これは参照によって本明細書にすべて組み込まれる。
好ましい実施形態では、本発明は、オレフィン(好ましくはエチレン)をアミジナート触媒化合物、連鎖移動剤および化7によって表されるホウ素含有NCA活性剤と接触させる工程を含む、オレフィンを重合する方法に関し、

Figure 0006355815
ここで、Zは(L−H)または還元性ルイス酸であり、Lは(上で詳細に説明された)中性のルイス塩基であり、Hは水素であり、(L−H)は(上で詳細に説明された)ブレンステッド酸であり、Ad−は(上で詳細に説明された)電荷dを有するホウ素含有非配位性アニオンであり、dは1、2または3である。
上記の化7によって表される任意のNCAにおける好ましい実施形態では、還元性ルイス酸は式:(Ar)によって表され、ここでArはアリール;またはヘテロ原子、C1〜C40ヒドロカルビルもしくは置換C1〜C40ヒドロカルビルで置換されたアリールであり、好ましくは還元性ルイス酸は式:(Ph)によって表され、Phはフェニル;またはヘテロ原子、C1〜C40ヒドロカルビルもしくは置換C1〜C40ヒドロカルビルで置換されたフェニルである。
上記の化7によって表される任意のNCAにおける好ましい実施形態では、Z は式:(L−H) によって表され、ここでLは中性のルイス塩基であり、Hは水素であり、(L−H)はブレンステッド酸であり、dは1、2または3であり、好ましくは(L−H) はアンモニウム、オキソニウム、ホスホニウム、シリリウムおよびこれらの混合物から選ばれるブレンステッド酸である。
上記の化7によって表される任意のNCAにおける好ましい実施形態では、アニオン成分Ad−は式:[M*k*+ n*d*−によって表され、ここでkは1、2または3であり、nは1、2、3、4、5または6(好ましくは1、2、3または4)であり、n−k=dであり、Mはホウ素であり、Qは独立に、水素化物、架橋もしくは非架橋ジアルキルアミド、ハライド、アルコキシド、アリールオキシド、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロカルビル、置換ハロカルビルおよびハロ置換ヒドロカルビル基から選ばれ、当該Qは20個までの炭素原子を有し、ただし1以下の頻度でQはハライドである。
本発明はまた、オレフィン(たとえば、エチレン)を触媒化合物および以下の化8によって表されるNCA活性剤と接触させることを含むオレフィンを重合する方法にも関し、

Figure 0006355815
ここで、Rはモノアニオン性配位子であり、M**は第13族の金属またはメタロイドであり、ArNHalは、ハロゲン化された窒素含有芳香族環、多環芳香族環、または芳香族環集合体であって2個以上の環(または縮合環システム)が互いにまたは全部が直接結合したものであり、nは0、1、2または3である。典型的には、化8のアニオンを含むNCAは、遷移金属化合物とともに形成されたイオン性触媒錯体に本質的に非干渉性の適当なカチオンも含み、好ましくは該カチオンは上記のZ である。
上記の化8によって表されるアニオンを含む任意のNCAにおける好ましい実施形態では、Rは置換または非置換のC〜C30ヒドロカルビル脂肪族または芳香族基から成る群から選ばれ、ここで「置換」とは炭素原子上の少なくとも1個の水素が、以下のもので置き換えられることを意味する:ヒドロカルビル、ハライド、ハロカルビル、ヒドロカルビルもしくはハロカルビルで置換されたオルガノメタロイド、ジアルキルアミド、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、アルキルホスフィド、アリールホスフィドまたは他のアニオン性置換基;フルオライド;嵩高いアルコキシドであって、「嵩高い」とはC〜C20ヒドロカルビル基を意味するもの;−SR、−NR および−PR (ここで各R、RまたはRは独立に、上で定義された置換または非置換のヒドロカルビルである。);またはC〜C30ヒドロカルビルで置換されたオルガノメタロイド。
上記の化8によって表されるアニオンを含む任意のNCAにおける好ましい実施形態では、NCAはまた、式:(Ar)によって表される還元性ルイス酸を含むカチオンを含み、ここでArはアリール基;またはヘテロ原子、C1〜C40ヒドロカルビルもしくは置換C1〜C40ヒドロカルビルで置換されたアリールであり、好ましくは還元性ルイス酸は式:(Ph)によって表され、、Phはフェニル;またはヘテロ原子、C1〜C40ヒドロカルビルもしくは置換C1〜C40ヒドロカルビルで置換されたフェニルである。
上記の化8によって表されるアニオンを含む任意のNCAにおける好ましい実施形態では、NCAはまた、式:(L − H) によって表されるカチオンを含み、ここでLは中性のルイス塩基であり、Hは水素であり、(L − H)はブレンステッド酸であり、dは1、2または3であり、好ましくは(L − H) はアンモニウム、オキソニウム、ホスホニウム、シリリウムおよびこれらの混合物から選ばれたブレンステッド酸である。
有用な活性剤のさらなる例は、米国特許第7,297,653号および7,799,879号に開示されたものを含む。
本発明に有用な別の活性剤は、化9によって表される、カチオン性酸化剤と非配位性で互換性を有するアニオンとの塩を含む。

Figure 0006355815
ここで、OXe+はe+の電荷を有するカチオン性酸化剤であり、eは1、2または3であり、dは1、2または3であり、Ad−は(上で詳細に説明された)d−の電荷を有する非配位性アニオンである。 カチオン性酸化剤の例は以下のものを含む:フェロセニウム、ヒドロカルビル置換フェロセニウム、AgまたはPb+2。Ad−の好ましい実施形態はテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを含む。
別の実施形態では、本明細書に記載された触媒化合物は、嵩高い活性剤とともに使用されることができる。本明細書で使用される「嵩高い活性剤」とは、化10によって表されるアニオン性活性剤を言う。

Figure 0006355815
この式で、
各Rは独立に、ハライド、好ましくはフルオライドであり、
各Rは独立に、ハライド、C〜C20置換芳香族ヒドロカルビル基または式:O−Si−Rのシロキシ基であり、ここでRはC〜C20ヒドロカルビルまたはヒドロカルビルシリル基(好ましくは、Rはフルオライドまたは過フッ素化フェニル基である。)であり、
各R3は、ハライド、C〜C20置換芳香族ヒドロカルビル基または式:O−Si−Rのシロキシ基であり、ここでRはC〜C20ヒドロカルビルまたはヒドロカルビルシリル基(好ましくは、RはフルオライドまたはC過フッ素化芳香族ヒドロカルビル基である。)であり、ここでRおよびRは、1個以上の、飽和または不飽和の、置換または非置換の環を形成することができ(好ましくは、RおよびRは過フッ素化フェニル環を形成し)、
Lは中性のルイス塩基であり、(L−H)はブレンステッド酸であり、dは1、2または3であり、
ここで、該アニオンは1020g/モル超の分子量を有し、
ここで、B原子上の置換基のうちの少なくとも3個はそれぞれ、250立方Å超、あるいは300立方Å超、あるいは500立方Å超の分子体積を有する。
「分子体積」とは、本明細書では溶液中の活性剤分子が空間に占める立体的嵩高さの近似として使用される。異なる分子体積を有する置換基の比較は、より小さい分子体積を有する置換基が、より大きい分子体積を有する置換基と比較して「より少ない程度に嵩高い」と考えられることを可能にする。逆に、より大きい分子体積を有する置換基は、より小さい分子体積を有する置換基と比較して「より嵩高い」と考えられることができる。
分子体積は、「液体および固体の密度および分子体積を推定するための簡単な概算方法」、Journal of Chemical Education、第71巻、第11号、1997年11月、962〜964頁に報告されているとおりに計算されることができる。立方Å単位での分子体積(MV)は、式:MW = 8.3Vsを使用して計算され、ここでVsは見積体積である。Vsは成分原子の相対体積の合計であり、下の表の相対体積を使用して、置換基の分子式から計算される。縮合環の場合、縮合環1個当たり7.5%だけ減じられる。
Figure 0006355815
本発明に適した活性剤の典型的な嵩高い置換基およびそれらのそれぞれの見積体積および分子体積が、下の表に示される。破線の結合は、上記の一般式におけるのと同じようにホウ素への結合を示す。
Figure 0006355815
本発明の触媒系に有用な典型的な嵩高い活性剤は、以下のものを含む:トリメチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリ(t−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、N、N−ジエチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トロピリウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルホスホニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリエチルシリリウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリ(t−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、N、N−ジエチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、N、N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トロピリウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリフェニルホスホニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリエチルシリリウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、[4−tブチル−PhNMeH][(C(CB]および米国特許第7,297,653号に開示された種類のもの。
本発明のプロセスにおける活性剤として使用されることができるホウ素化合物の実例となるが非制限的である例は、以下のものである:トリメチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラフェニルボレート、トリ(t−ブチル)アンモニウムテトラフェニルボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N−ジエチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、トロピリウムテトラフェニルボレート、トリフェニルカルベニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリエチルシリリウムテトラフェニルボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラフェニルボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(ぺンタフルオロフェニル)ボレート、トリエ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、トリプロピ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、トリ(n−ブチル)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、トリ(sec−ブチル)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、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウム)テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トロピリウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリエチルシリリウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロ−フェニル)ボレート、ジメチル(t−ブチル)アンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジエチルアニリニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラキス−(2、3、4、6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トロピリウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルホスホニウムテトラキス−(2、3、4、6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリエチルシリリウムテトラキス−(2、3、4、6−テトラフルオロフェニル)ボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート)、トリエチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート)、トリプロピルアンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリ(t−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、N,N−ジエチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トロピリウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルホスホニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリエチルシリリウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリ(t−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、N、N−ジエチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トロピリウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリフェニルホスホニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリエチルシリリウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(3、5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリ(t−ブチル)アンモニウムテトラキス(3、5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウム)テトラキス(3、5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トロピリウム テトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリフェニルホスホニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリエチルシリリウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート;およびジアルキルアンモニウム塩、たとえばジ(i−プロピル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートおよびジシクロヘキシ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;およびさらなる3置換ホスホニウム塩、たとえばトリ(o−トリル)ホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートおよびトリ(2、6−ジメチルフェニル)ホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート。
好ましい活性剤は以下のものを含む:N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート、[Ph][B(C ]、[MeNH][B(C ]、1−(4−(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ピロリジウム;およびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)−2,3,5,6−テトラフルオロピリジン。
好ましい実施形態では、活性剤は、トリアリールカルボニウム(たとえば、トリフェニルカルベニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート)を含む。
別の実施形態では、活性剤は以下のもののうちの1種以上を含む:トリアルキ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、N,N−ジアルキルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリアルキルアンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジアルキルアニリニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリアルキルアンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、N,N−ジアルキルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、トリアルキルアンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、N、N−ジアルキルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、トリアルキルアンモニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、N、N−ジアルキルアニリニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、N,N−ジアルキル-(2,4,6−トリメチルアニリニウム)テトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、ジ−(i−プロピル)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(上記において、「アルキル」はメチル、エチル、プロピル、n−ブチル、sec−ブチルまたはt−ブチルである。)。
好ましい実施形態では、本明細書に記載された活性剤のうちのいずれも他のものと混合されてもよく、それは触媒化合物と組み合わされる前にまたはその後にされ、好ましくは触媒化合物と混合される前である。
いくつかの実施形態では、2種のNCA活性剤が重合に使用されてもよく、第1のNCA活性剤と第2のNCA活性剤とのモル比は、任意の比であることができる。いくつかの実施形態では、第1のNCA活性剤と第2のNCA活性剤とのモル比は、0.01:1〜10,000:1、好ましくは0.1:1〜1000:1、好ましくは1:1〜100:1である。
さらに、典型的な活性剤と触媒との比、たとえばNCA活性剤と触媒との比はすべて1:1モル比である。代わりの好ましい範囲は0.1:1〜100:1、あるいは0.5:1〜200:1、あるいは1:1〜500:1、あるいは1:1〜1000:1を含む。特に有用な範囲は0.5:1〜10:1、好ましくは1:1〜5:1である。
本発明の好ましい実施形態では、触媒化合物は、第1および第2の活性剤と別々に混合され、たとえば触媒Aの一部は活性剤Aと混合され、触媒Aの第2の一部は活性剤Bと混合される。これらの2つの混合物は別々に反応させられることが可能であり、その場合には、重合反応に別々にまたは一緒に、同時にまたは異なる時に導入されてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、触媒化合物は、第1および第2の活性剤と同時に混合され、たとえば触媒Aの一部は活性剤Aとおよび活性剤Bと混合される。この混合物はそれから重合反応に導入される。
本発明の好ましい実施形態では、2種の非配位性アニオン活性剤は、これらの活性剤が目的の条件の下に少なくとも1桁(好ましくは少なくとも2桁、好ましくは少なくとも3桁、好ましくは少なくとも4桁)異なる重量平均分子量を有するポリマーを製造するように選ばれる。この製造されたポリマーのMwは、各活性剤について他方の活性剤が存在しないことを除いては同じである反応条件で決定される。本発明の好ましい実施形態では、より小さいMwを有するポリマーは、少なくとも10,000g/モル、好ましくは少なくとも30,000g/モル、好ましくは少なくとも40,000g/モル、好ましくは少なくとも50,000g/モルのMwを有する。本発明の好ましい実施形態では、より大きいMwを有するポリマーは、少なくとも50,000g/モル、好ましくは少なくとも100,000g/モル、好ましくは少なくとも150,000g/モルのMwを有する。
あるいは、本発明の別の好ましい実施形態では、2種の非配位性アニオン活性剤は、これらの活性剤が目的の条件の下に少なくとも50,000g/モル、好ましくは少なくとも100,000g/モル、好ましくは少なくとも200,000g/モルのMwの違いを有するポリマーを製造するように選ばれる。
本発明の好ましい実施形態では、2種の非配位性アニオン活性剤は、これらの活性剤が目的の条件の下に少なくとも1桁(好ましくは少なくとも2桁、好ましくは少なくとも3桁、好ましくは少なくとも4桁)異なるムーニー粘度を有するポリマーを製造するように選ばれる。この製造されたポリマーのムーニー粘度は、各活性剤について他方の活性剤が存在しないことを除いては同じである反応条件で決定される。本発明の好ましい実施形態では、より小さいムーニー粘度を有するポリマーは、少なくとも10MU、好ましくは少なくとも20MU、好ましくは少なくとも50MUのムーニー粘度を有する。より大きいムーニー粘度を有するポリマーは、少なくとも30MU、好ましくは少なくとも50MU、好ましくは少なくとも70MUのムーニー粘度を有する。
あるいは、本発明の別の好ましい実施形態では、2種の非配位性アニオン活性剤は、これらの活性剤が目的の条件の下に少なくとも10MU、好ましくは少なくとも20MU、好ましくは少なくとも30MUのムーニー粘度の違いを有するポリマーを製造するように選ばれる。
また、触媒化合物がアルモキサンとNCAとの組み合わせと一緒にされることができることも本発明の範囲内である(たとえば、米国特許第5,153,157号、米国特許第5,453,410号、欧州特許第0573120号、国際公開第WO 94/07928号および国際公開第WO 95/14044号を参照せよ。これらはアルモキサンをイオン化活性剤と組み合わせて使用することを検討している。)。
任意的な捕捉剤および共活性剤
これらの活性剤化合物に加えて、捕捉剤または共活性剤は使用されてもよい。捕捉剤または共活性剤として使用されることができるアルミニウムアルキルまたは有機アルミニウム化合物は、たとえばトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウムまたはジエチル亜鉛を含む。
モノマー
本発明に有用なモノマーは、置換もしくは非置換のC〜C40アルファオレフィン、好ましくはC〜C20アルファオレフィン、好ましくはC〜C12アルファオレフィン、好ましくはエチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセンまたはこれらの異性体を含む。本発明の好ましい実施形態では、モノマーはエチレン、プロピレン、ジエンを含み、任意的なコモノマーはC〜C40オレフィン、好ましくはC〜C20オレフィンまたは好ましくはC〜C12オレフィンのうちの1種以上を含む。該C〜C40オレフィンモノマーは直鎖状、分枝状または環状であることができる。該C〜C40環状オレフィンは拘束型または非拘束型、単環状または多環状であることができ、任意的にヘテロ原子および/または1種以上の官能基を含んでいてもよい。
モノマーおよびコモノマーとして有用な典型的なC〜C40オレフィンは、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロドデケン、7−オキサノルボルネン、7−オキサノルボルナジエン、これらの置換誘導体またはこれらの異性体を含み、好ましくはヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、 ドデセン、シクロオクテン、1,5−シクロオクタジエン、1−ヒドロキシ−4−シクロオクテン、1−アセトキシ−4−シクロオクテン、5−メチルシクロペンテン、シクロペンテン、ジシクロペンタジエン、ノルボルネン、ノルボルナジエンまたはこれらのそれぞれの同族体または誘導体、好ましくはノルボルネン、ノルボルナジエンまたはジシクロペンタジエンを含む。
好ましい実施形態では、1種以上のジエン、好ましくは2種以上のジエンが、組成物の全重量に基づいて10重量%まで、好ましくは0.00001〜1.0重量%で、好ましくは0.002〜0.5重量%で、さらにより好ましくは0.003〜0.2%重量で、本発明において製造されるポリマー中に存在する。いくつかの実施形態では、500ppm以下、好ましくは400ppm以下、好ましくは300ppm以下のジエンが重合に加えられる。他の実施形態では、少なくとも50ppm、または100ppm以上、または150ppm以上のジエンが重合に加えられる。2種以上のジエンが存在する場合、これらのジエンは1:1〜500:1、好ましくは2:1〜250:1、好ましくは10:1〜200:1(重量/重量)の比で存在する。本発明の好ましい実施形態では、ジエンはエチリデンノルボルネン(ENB)およびビニルノルボルネン(VNB)を含み、これらは1:1〜500:1、好ましくは2:1〜250:1、好ましくは10:1〜200:1、好ましくは15:1〜150:1、好ましくは20:1〜150:1(重量/重量)の比で存在する。
本発明に有用な好ましいジオレフィンモノマーは、任意の炭化水素構造、好ましくは少なくとも2個の不飽和結合を有するC〜C30であって、該不飽和結合のうちの少なくとも2個は立体特異性の触媒あるいは非立体特異性の触媒のいずれかによってポリマー中に容易に組み入れられるものを含む。ジオレフィンモノマーはアルファ、オメガ−ジエンモノマー(すなわち、ジビニル・モノマー)から選ばれることがさらに好まれる。より好ましくは、ジオレフィンモノマーは直鎖状のジビニルモノマー、最も好ましくは4〜30個の炭素原子を含むものである。好ましいジエンの例は、ブタジエン、ペンタジエン、ヘキサジエン、ヘプタジエン、オクタジエン、ノナジエン、デカジエン、ウンデカジエン、ドデカジエン、トリデカジエン、テトラデカジエン、ペンタデカジエン、ヘキサデカジエン、ヘプタデカジエン、オクタデカジエン、ノナデカジエン、イコサジエン、ヘンエイコサジエン、ドコサジエン、トリコサジエン、テトラコサジエン、ペンタコサジエン、ヘキサコサジエン、ヘプタコサジエン、オクタコサジエン、ノナコサジエン、トリアコンタジエンを含み、特に好ましいジエンは、1,6−ヘプタジエン、1,7−オクタジエン、1,8−ノナジエン、1,9−デカジエン、1,10−ウンデカジエン、1,11−ドデカジエン、1,12−トリデカジエン、1,13−テトラデカジエンおよび低分子量のポリブタジエン(1000g/モル未満のMw)を含む。好ましい環状ジエンは、シクロペンタジエン、ビニルノルボルネン、ノルボルナジエン、エチリデンノルボルネン、ジビニルベンゼン、ジシクロペンタジエン、または様々な環の位置に置換基を有するもしくは有さないジオレフィンを含んでいる、より大きい環を含む。本発明の特に好ましい実施形態では、ジエンはENBおよびVNBを含む。
本発明の特に好ましい実施形態では、本明細書に記載された任意の触媒系を用いて本明細書に記載された任意のプロセスで使用されるモノマーは、第1のC〜C12アルファオレフィンモノマー(たとえば、エチレン)、第2のC〜C12アルファオレフィン(たとえば、プロピレン)のコモノマーおよび少なくとも2種のジエン、好ましくは環状ジエン、好ましくは環状非共役ジエン、好ましくはC〜C30環状非共役ジエン、好ましくはビニルノルボルネンまたはエチリデンノルボルネンである。
本発明の特に好ましい実施形態では、本明細書に記載された任意の触媒系を用いて本明細書に記載された任意のプロセスで使用されるモノマーは、エチレン、プロピレン、ビニルノルボルネンおよびエチリデンノルボルネンである。
本発明の特に好ましい実施形態では、本明細書に記載された任意の触媒系を用いて本明細書に記載された任意のプロセスで使用されるモノマーは、エチレン、プロピレン、ビニルノルボルネンおよびエチリデンノルボルネンであり、コポリマーは以下を有するものである:
a)35〜90モル%(好ましくは40〜80モル%、好ましくは50〜75モル%)のエチレン含有量、
b)9.8〜64.8モル%(好ましくは19.8〜59.8モル%、好ましくは24.8〜49.8モル%)のプロピレン含有量、および
c)0.2〜5モル%(好ましくは0.3〜3.0モル%、好ましくは0.5〜2.5モル%)のジエン含有量。
プロセス
本発明は、任意の実施形態では、コポリマーのMw/Mnを調節する手段として、重合反応器に触媒の調節可能な供給を施す方法を含む。最も好ましくは、Mw/Mnは、1.8〜2.0または2.5〜3.5の範囲内、または4.5、または5.5に調節される。任意の実施形態では、メタロセンおよび活性剤は、得られるコポリマーのMw/Mnを調節するように、触媒フィード比(反応器に送られる流れ中の第2の活性剤に対する触媒化合物のモル分率)を変化させて重合反応器に供給され、該触媒フィード比は5%〜40%、好ましくは10%〜30%の範囲内にある。さらに、本発明は、モノマー(たとえば、エチレン)およびコモノマー(たとえば、プロピレンおよびジエンモノマー)が、少なくとも2種のNCA活性剤および少なくとも1種のメタロセン化合物を含む触媒系と接触する、重合プロセスに関する。触媒化合物および活性剤は任意の順に一緒にされることができ、典型的にはモノマーと接触する前に一緒にされる。本発明の好ましい実施形態では、同じ触媒化合物が第1および第2の活性剤と一緒にされ、これらの2種の活性化された触媒化合物は別々に反応ゾーンに注入される。
特に、本発明はまたオレフィンを重合する方法にも関し、該方法は触媒化合物を少なくとも2種のNCA活性剤、エチレン、プロピレンおよび1種以上のジエンと接触させて、上記のEPDMコポリマーを得ることを含み、この重合プロセスは溶液プロセスであり、0〜300℃、好ましくは20〜200℃(好ましくは60〜150℃、好ましくは80〜140℃)の温度および0.1MPa超(好ましくは0.5〜30MPa、好ましくは1MPa〜10MPa、好ましくは1.2〜5MPa、好ましくは1.5〜3MPa)の圧力で行われ、重合ゾーンへの全フィード中のジエンの量は典型的には0.05〜10モル%である。
プロセス条件
本発明の重合プロセスは、当該技術分野で知られた任意の様式で行なうことができる。当該技術分野で知られた任意の均一、バルク、超臨界、超溶液(super solution)または溶液相の重合プロセスが使用されることができる。かかるプロセスは、バッチ、半バッチまたは連続様式で実施されることができる。均一重合プロセスが好ましい(均一重合プロセスとは、生成物の少なくとも90重量%が反応媒体中に溶解しているプロセスであると定義される。)。バルク均一プロセスが特に好ましい(バルクプロセスとは、反応器へのすべてのフィード中のモノマー濃度が70体積%以上であるプロセスであると定義される)。あるいは、反応媒体中に溶媒もしくは希釈剤は、存在しないまたは加えられない(触媒系もしくは他の添加物用の媒体として使用される少量、またはモノマーに付随して典型的に認められる量、たとえばプロピレン中のプロパンを除く)。
重合に適した希釈剤/溶媒は、非配位性で不活性な液体を含む。その例は、直鎖状および分枝状炭化水素、たとえばイソブタン、ブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、オクタン、ドデカンおよびこれらの混合物;環状および脂環式炭化水素、たとえばシクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘプタン、およびこれらの混合物、たとえば商業的に見出されるもの(Isopar(商標));全ハロゲン化炭化水素、たとえば全フッ素化C4−10アルカン、クロロベンゼン;ならびに芳香族およびアルキル置換芳香族化合物、たとえばベンゼン、トルエン、メシチレンおよびキシレンを含む。好適な溶媒はまた、モノマーまたはコモノマーとして作用することができる液状オレフィン、たとえばエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセンおよびこれらの混合物も含む。好ましい実施形態では、脂肪族炭化水素溶媒が溶媒として使用され、たとえばイソブタン、ブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、オクタン、ドデカンおよびこれらの混合物;メチルシクロヘプタン環状および脂環式炭化水素、たとえばシクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘプタンおよびこれらの混合物である。別の実施形態では、溶媒は芳香族化合物ではなく、好ましくは芳香族化合物は溶媒中に溶媒の重量基準で1重量%未満、好ましくは0.5重量パーセント未満、好ましくは0重量パーセント未満で存在する。
好ましい実施形態では、重合用モノマーおよびコモノマーのフィード濃度は、フィード流の全体積基準で60体積%以下、好ましくは40体積%以下または好ましくは20体積%以下である。好ましくは、重合はバルクプロセスで実施される。フィード中の第1のアルファオレフィン(たとえば、エチレン)の好ましい量は、0.5〜20体積%、好ましくは1〜10体積%、好ましくは3〜8体積%、たとえば6体積%である。フィード中の第2のアルファオレフィン(たとえば、プロピレン)の好ましい量は、0.5〜20体積%、好ましくは1〜10体積%、好ましくは3〜8体積%、たとえば6体積%である。フィード中の第1のジエン(たとえば、ENB)の好ましい量は、0.01〜20体積%、好ましくは0.1〜10体積%、好ましくは0.5〜3体積%、たとえば1体積%である。フィード中の第2のジエン(たとえば、VNB)の好ましい量は、0.01〜20体積%、好ましくは0.1〜10体積%、好ましくは0.5〜3体積%、たとえば1体積%である。
好ましい重合は、所望のエチレンポリマーを得るのに適した任意の温度および/または圧力で実施されることができる。典型的な温度および/または圧力は、約100℃〜約300℃、好ましくは約105℃〜約200℃、好ましくは約105℃〜約175℃の範囲内の温度、および約1MPa超〜約30MPa、好ましくは約1.5MPa〜約20MPaまたは好ましくは約2MPa〜約10MPaの範囲内の圧力を含む。
典型的な重合では、反応の実施時間は300分間まで、好ましくは約5〜250分間または好ましくは約10〜120分間の範囲内である。
いくつかの実施形態では、水素は0.001〜50psig(0.007〜345kPa)、好ましくは0.01〜25psig(0.07〜172 kPa)、より好ましくは0.1〜10psig(0.7〜70kPa) の分圧で重合反応器中に存在する。
代わりの実施形態では、触媒の活性は少なくとも500g/g、好ましくは1000g/g以上、好ましくは10,000g/g以上である。代わりの実施形態では、オレフィンモノマーの転化率は、ポリマー収量および反応ゾーンに入るモノマーの重量に基づいて、少なくとも10%、好ましくは20%以上、好ましくは30%以上、好ましくは50%以上、好ましくは80%以上である。
好ましい実施形態では、アルモキサンは、ポリマーを製造するプロセスに、ほとんどまたはまったく使用されない。好ましくは、アルモキサンは0モル%で存在し、あるいはアルモキサンは500:1未満、好ましくは300:1未満、好ましくは100:1未満、好ましくは1:1未満のアルミニウムと遷移金属とのモル比で存在する。
好ましい実施形態では、捕捉剤は、エチレンポリマーを製造するプロセスに、ほとんどまたはまったく使用されない。好ましくは、捕捉剤(たとえば、トリアルキルアルミニウム)は0モル%で存在し、あるいは、捕捉剤は100:1未満、好ましくは50:1未満、好ましくは15:1未満、好ましくは10:1未満の捕捉剤の金属と遷移金属とのモル比で存在する。
好ましい実施形態では、重合は、1)0〜300℃(好ましくは60〜150℃、好ましくは80〜140℃)の温度で実施され、2)1MPa超〜30MPa(好ましくは1.5〜20MPa、好ましくは2〜10MPa)の圧力で実施され、3)脂肪族炭化水素溶媒(たとえば、イソブタン、ブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、オクタン、ドデカンおよびこれらの混合物;環状および脂環式炭化水素、たとえばシクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘプタンおよびこれらの混合物;好ましくはここで、芳香族化合物は、溶媒中に溶媒の重量基準で好ましくは1重量%未満で、好ましくは0.5重量%未満で、好ましくは0重量%未満で存在する。)中で実施され、4)ここで重合に使用される触媒系は、0.5モル%未満、好ましくは0モル%のアルモキサンを含み、あるいはアルモキサンは、500:1未満、好ましくは300:1未満、好ましくは100:1未満、好ましくは1:1未満のアルミニウムと遷移金属とのモル比で存在し、5)重合は、好ましくは1個の反応ゾーン中で行われ、6)任意的に、捕捉剤(たとえば、トリアルキルアルミニウム化合物)は不存在であり(たとえば、0モル%で存在し、あるいは捕捉剤は、100:1未満、好ましくは50:1未満、好ましくは15:1未満、好ましくは10:1未満の捕捉剤金属と遷移金属とのモル比で存在する。)、および7)任意的に、水素は、0.001〜50psig(0.007〜345kPa)(好ましくは0.01〜25psig(0.07〜172kPa)より好ましくは0.1〜10psig(0.7〜70 kPa))の分圧で重合反応器中に存在する。好ましい実施形態では、重合に使用される触媒系は1種の触媒化合物だけを含む。「反応ゾーン」は、「重合ゾーン」とも呼ばれ、重合が行われる容器、たとえばバッチ反応器である。複数の反応器が直列または並列の配置のいずれかで使用される場合、各反応器は別個の重合ゾーンと見なされる。バッチ反応器および連続反応器の両方中での多段階重合の場合、各重合段階は別個の重合ゾーンと見なされる。好ましい実施形態では、重合は1個の反応ゾーンでおこなわれる。特に指定のない限り、室温とは23℃である。
他の添加物もまた、所望により重合に使用されることができ、たとえば1種以上の捕捉剤、促進剤、変性剤、連鎖移動剤(たとえば、ジエチル亜鉛)、還元剤、酸化剤、水素、アルミニウムアルキルまたはシランが挙げられる。
ブレンド
別の実施形態では、本発明で製造されるポリマーは、フィルム、成形部品または他の物品へと形成される前に1種以上の追加のポリマーと一緒にされる。他の有用なポリマーは、ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレン、高度にアイソタクチックなポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、プロピレンとエチレンとのランダムコポリマーおよび/またはブテン、および/またはヘキセン、ポリブテン、エチレン酢酸ビニル、LDPE、LLDPE、HDPE、エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリル酸メチル、アクリル酸のコポリマー、ポリメチルメタクリレートまたは高圧フリーラジカルプロセスによって重合可能な任意の他のポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリブテン−1、アイソタクチックポリブテン、ABS樹脂、エチレン−プロピレンゴム(EPR)、加硫EPR、EPDM、ブロックコポリマー、スチレンブロックコポリマー、ポリアミド、ポリカーボネート、PET樹脂、架橋ポリエチレン、エチレンとビニルアルコール(EVOH)とのコポリマー、芳香族モノマーのポリマー、たとえばポリスチレン、ポリ−1エステル、ポリアセタール、フッ化ポリビニリデン、ポリエチレングリコールおよび/またはポリイソブチレンを含む。
好ましい実施形態では、本発明で製造されるポリマー(好ましくは、EPDM)は、上記のブレンドの中に、該ブレンド中の全ポリマーの重量基準で10〜99重量%、好ましくは20〜95重量%、さらにより好ましくは少なくとも30〜90重量%、さらにより好ましくは少なくとも40〜90重量%、さらにより好ましくは少なくとも50〜90重量%、さらにより好ましくは少なくとも60〜90重量%、さらにより好ましくは少なくとも70〜90重量%で存在する。
上記のブレンドは、本発明のポリマーと1種以上のポリマー(上記のようなもの)とを混合することによって、反応器を一緒に直列に接続してリアクターブレンドをつくることによって、または複数のポリマー種を製造するために同じ反応器中で1種以上の触媒を使用することによって、製造されることができる。
特に、先のポリマーのうちのいずれか、たとえば先のEPDMまたはこれらの混合物が、様々な最終用途に使用されることができる。そのような用途は、たとえば単層もしくは多層のインフレーションフィルム、押出しフィルムおよび/または収縮性フィルムならびに成形物を含む。
本発明はさらに以下のものに関する。
項目1:第1のアルファオレフィン、第2のアルファオレフィンおよびジエンを含むコポリマーであって、該コポリマーが以下を有するコポリマー:
a)35〜90モル%の第1のアルファオレフィン含有量、
b)9.8〜64.8モル%の第2のアルファオレフィン含有量、
c)0.2〜5モル%のジエン含有量、
d)0.95以上の分枝指数g’ave、
e)4.0以下のMw/Mn、
f)30℃以下の融点、
g)50%以上の組成分布幅指数、および
h)1.1*Y超の複素粘度比(125℃で測定されたη(0.01ラジアン/秒)/η(100ラジアン/秒))、ここでY=Y+{[(Y−Y)/(X−X)](X−X)}であり、ここでXは問題になっているコポリマーを調製するために使用されたNCAの重量%(NCAおよびNCAの合計重量基準)であり、X=0、X=100、Y=100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーの複素粘度比、Yは100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーの複素粘度比であり、NCAはより小さいMwを有する非配位性アニオンであり、NCAはより大きいMwを有するNCAである。
項目2:第1のアルファオレフィンがエチレンであり、ならびに/または第2のアルファオレフィンがプロピレンであり、ならびに/またはジエンがエチリデンノルボルネンおよび/もしくはビニルノルボルネンであり、好ましくは第1のアルファオレフィンがエチレンであり、および/または第2のアルファオレフィンがプロピレンであり、および/またはジエンがエチリデンノルボルネンである、項目1に記載のコポリマー。
項目3:60〜80MUのムーニー粘度((1+4)@125℃)を有する、項目1または2に記載のコポリマー。
項目4:0.93以上のg’(Zave)を有する、項目1〜3のいずれか1項目に記載のコポリマー。
項目5:170MU*秒以上、好ましくは180MU*秒以上のムーニー応力緩和面積を有する、項目1〜4のいずれか1項目に記載のコポリマー。
項目6:−0.65未満のせん断減粘性指数を有する、項目1〜5のいずれか1項目に記載のコポリマー。
項目7:200以上の(0.01ラジアン/秒および100ラジアン/秒で測定された)複素粘度比を有する、項目1〜6のいずれか1項目に記載のコポリマー。
項目8:損失角δ(度)対測定周波数ω(ラジアン/秒)のプロットにおいて、上記コポリマーが30〜80ラジアン/秒の間にプラトーを示す、項目1〜7のいずれか1項に記載のコポリマー。
項目9:項目1〜8のいずれか1項目に記載のコポリマーを得るためにオレフィンを重合する方法であって、触媒化合物を、少なくとも2種の非配位性アニオン活性剤(NCA)、第1のアルファオレフィン、第1のアルファオレフィンとは異なる第2のアルファオレフィンおよび1種以上のジエンと接触させてポリマーを得る工程を含み、該触媒化合物が重合反応に導入される前に該活性剤と一緒にされ、該触媒化合物が上記の化1によって表され、この式で、Mは第3、4、5または6族の遷移金属原子、ランタニド金属原子またはアクチニド金属原子、好ましくはHf、TiもしくはZrであり;YはEおよびAに結合された第15または16族の架橋ヘテロ原子置換基であり;各Xは独立に1価のアニオン配位子であり、または両方のXは一緒に金属原子に結合されてメタラサイクル環を形成し、または両方のXはキレート化配位子、ジエン配位子もしくはアルキリデン配位子を一緒に形成し;および1)Eは置換または非置換のフルオレニル配位子であって、該フルオレニル配位子の1、2、3、4、5、6、7または8位の位置でYに結合されたフルオレニル配位子であり、Aは置換または非置換のシクロペンタジエニル配位子であるか、あるいは2)EおよびAは両方とも置換または非置換のインデニル配位子であり、該2種の非配位性アニオン活性剤は互いに異なり、好ましくは両者は(他方の活性剤が存在しないことを除いて)同じ条件下に1桁異なる重量平均分子量を有するポリマーを製造し、かつ、より小さいMwを有するポリマーが少なくとも10,000g/モルのMwを有するように選ばれる、方法に関する。
項目10:上記触媒が上記の化2によって表され、この式でMは、Hf、Tiおよび/またはZrであり;R、R、R、R、R、R、R、R、R11、R12、R13およびR14は、独立に水素またはヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロゲン、ハロカルビル、置換ハロカルビル、シリルカルビル、置換シリルカルビル、ゲルミルカルビル、置換ゲルミルカルビルであり;Yは、第13、14、15または16族元素を含有する架橋基であり、各環構造の任意の位置に結合され、それによってR11、R12、R13およびR14のうちの1個およびR、R、R、R、R、R、RおよびRのうちの1個を置換し;各Xは1価のアニオン配位子であり、または2個のXは一緒に金属原子に結合されてメタラサイクル環を形成し、または2個のXは一緒にされてキレート配位子、ジエン配位子またはアルキリデン配位子を形成する、項目9に記載の方法。
項目11:上記触媒が上記の化3によって表され、この式で、
はジルコニウムおよび/またはハフニウムであり;
およびRは、同じまたは異なるものであり、水素原子、C1〜C10アルキル基、C1〜C10アルコキシ基、C6〜C10アリール基、C6〜C10アリールオキシ基、C2〜C10アルケニル基、C2〜C40アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基、C8〜C40アリールアルケニル基、OH基もしくはハロゲン原子、または1種以上のヒドロカルビル、トリ(ヒドロカルビル)シリル基もしくはヒドロカルビルトリ(ヒドロカルビル)シリルヒドロカルビル基で任意的に置換された共役ジエンであり、
、R、R、R、R、R、R、R10、R11およびR12は、同じまたは異なるものであり、水素原子、ハロゲン原子、C1〜C10ハロゲン化または非ハロゲン化アルキル基、C6〜C10ハロゲン化または非ハロゲン化アリール基、C2〜C10ハロゲン化または非ハロゲン化アルケニル基、C7〜C40ハロゲン化または非ハロゲン化アリールアルキル基、C7〜C40ハロゲン化または非ハロゲン化アルキルアリール基、C8〜C40ハロゲン化または非ハロゲン化アリールアルケニル基、−NR’、−SR’、−OR’、−OSiR’またはPR’基から選ばれ、ここで、R’はハロゲン原子、C1〜C10アルキル基およびC6〜C10アリール基のうちの1種であり;または2個以上の隣接基R〜Rは、これらを結合する原子と一緒に、1個以上の環を形成することができ(好ましくは、Rはメチル、エチルまたはブチルであり)、また隣接基R11およびR12は1個以上の飽和または不飽和の環を形成することができ、
13は、化4に記載されたもの、−B(R14)−、−Al(R14)−、−Ge−、−Sn−、−O−、−S−、−SO−、−SO−、−N(R14)−、−CO−、−P(R14)−、−P(O)(R14)−、−B(NR1415)−および−B[N(SiR141516]−から選ばれ、

Figure 0006355815
14、R15およびR16はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、C1〜C20アルキル基、C6〜C30アリール基、C1〜C20アルコキシ基、C2〜C20アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C8〜C40アリールアルケニル基およびC7〜C40アルキルアリール基から選ばれ、またはR14およびR15は、これらを結合する原子と一緒に環を形成し;またMは炭素、ケイ素、ゲルマニウムまたはスズから選ばれ、またはR13は化5によって表され、ここで、R17〜R24は、独立に水素またはヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロゲン、ハロカルビル、置換ハロカルビル、シリルカルビル、置換シリルカルビル、ゲルミルカルビル、置換ゲルミルカルビルであり;または2つ以上の隣接基R17〜R24はR20およびR21を含めて一緒にこれらを結合する原子とともに1つ以上の環を形成し、Mは、炭素、ケイ素、ゲルマニウムまたはスズである、項目9に記載の方法。
項目12:上記触媒が、式:Y(Ind)MXまたはY(2−アルキル−4−PhInd)MXによって表され、この式で、MはHf、Tiおよび/またはZrであり、Yは13、14、15または16族の元素を含む架橋基であり、各Xは1価のアニオン配位子であり、または2個のXは一緒にキレート化配位子、ジエン配位子またはアルキリデン配位子を形成し、各Indは独立に、置換または非置換のインデニル化合物であり、アルキルはアルキル基であり、Phは置換または非置換のフェニル基である、項目9に記載の方法。
項目13:上記2種の非配位性アニオン活性剤が、一方が嵩高くない活性剤であり他方が嵩高い活性剤であるように選ばれ、「嵩高い活性剤」が化10で表され、

Figure 0006355815
この式で、各Rは独立に、ハライド、好ましくはフルオライドであり、
各Rは独立に、ハライド、C〜C20置換芳香族ヒドロカルビル基または式:O−Si−Rのシロキシ基であり、ここでRはC〜C20ヒドロカルビルまたはヒドロカルビルシリル基(好ましくは、Rはフルオライドまたは過フッ素化フェニル基である。)であり、
各R3は、ハライド、C〜C20置換芳香族ヒドロカルビル基または式:O−Si−Rのシロキシ基であり、ここでRはC〜C20ヒドロカルビルまたはヒドロカルビルシリル基(好ましくは、RはフルオライドまたはC過フッ素化芳香族ヒドロカルビル基である。)であり、ここでRおよびRは、1個以上の、飽和または不飽和の、置換または非置換の環を形成することができ(好ましくは、RおよびRは過フッ素化フェニル環を形成し)、
Lは中性のルイス塩基であり、(L−H)はブレンステッド酸であり、dは1、2または3であり、
ここで、該アニオンは1020g/モル超の分子量を有し、
ここで、B原子上の置換基のうちの少なくとも3個はそれぞれ、250立方Å超、あるいは300立方Å超、あるいは500立方Å超の分子体積を有する、項目9〜12のいずれか1項目に記載の方法(または項目1〜8のいずれか1項目に記載のコポリマー)。
項目14:重合プロセスが溶液プロセスである、項目9〜13のいずれか1項目に記載の方法。
項目15:重合が単一の反応ゾーンで行われる、項目9〜14のいずれか1項目に記載の方法。
項目16:上記触媒化合物が、ジ(p-トリメチルシリル−フェニル)メチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−ターシャリーブチル−9−フルオレニル)ハフニウムジメチル(またはジクロライド)、ジメチルシリル−ビス(2−メチル,4−フェニル−インデニル)ジルコニウムジメチル(またはジクロライド)、ジメチルシリル−ビス(2−メチル,4−(3’,5’−ジ−t−ブチル−フェニル)−インデニル)ジルコニウムジメチル(またはジクロライド)、ジメチルシリル−ビス(2−メチル,4−ナフチル−インデニル)ジルコニウムジメチル(またはジクロライド)およびジメチルシリル−ビス(2−メチル,4−(3’,5’−ジ−t−ブチル−ナフチル)−インデニル)ジルコニウムジメチル(またはジクロライド)から成る群から選ばれる、項目9〜15のいずれか1項目に記載の方法。
項目17:上記2種のNCAが、モノマーと一緒になる前に上記触媒と別々に接触させられる、項目9〜16のいずれか1項目に記載の方法。
項目18:活性剤がそれぞれ式:(Z) (Ad−)によって表され、この式でZは(L−H)または還元性ルイス酸であり、Lは中性のルイス塩基であり、Hは水素であり、(L−H)はブレンステッド酸であり、Ad−は電荷d−を有する非配位性アニオンであり、dは1、2または3である、項目9〜17のいずれか1項目に記載の方法(または項目1〜8のいずれか1項目に記載のコポリマー)。
項目19:少なくとも1種の活性剤が式:(Z) (Ad−)によって表され、この式でAd−は電荷d−を有する非配位性アニオンであり、dは1、2または3であり、Zは式:(Ar)によって表される還元性ルイス酸であり、ここでArはアリール、ヘテロ原子で置換されたアリール、C〜C40ヒドロカルビルまたは置換C〜C40ヒドロカルビルである、項目9〜18のいずれか1項目に記載の方法(または項目1〜8のいずれか1項目に記載のコポリマー)。
項目20:上記活性剤が、以下のものから成る群から選ばれる、項目9〜19のいずれか1項目に記載の方法(または項目1〜8のいずれか1項目に記載のコポリマー):
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリメチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
トリエチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
トリプロピルアンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
トリ(t−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
N、N−ジエチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
トロピリウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
トリフェニルホスホニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
トリエチルシリリウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
トリメチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
トリエチルアンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
トリプロピルアンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
トリ(t−ブチル)アンモニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
N、N−ジエチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウム)テトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
トロピリウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
トリフェニルホスホニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
トリエチルシリリウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
[4−tブチル−PhNMeH][(C(CB]、
トリメチルアンモニウムテトラフェニルボレート、
トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、
トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボレート、
トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラフェニルボレート、
トリ(t−ブチル)アンモニウムテトラフェニルボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、
N,N−ジエチルアニリニウムテトラフェニルボレート、
N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウム)テトラフェニルボレート、
トロピリウムテトラフェニルボレート、
トリフェニルカルベニウムテトラフェニルボレート、
トリフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、
トリエチルシリリウムテトラフェニルボレート、
ベンゼン(ジアゾニウム)テトラフェニルボレート、
トリ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、
トリエ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、
トリプロピ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、
トリ(n−ブチル)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、
トリ(sec−ブチル)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、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
N、N−ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トロピリウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリフェニルホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリエチルシリリウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリメチルアンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
トリエチルアンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
トリプロピルアンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロ-フェニル)ボレート、
ジメチル(t−ブチル)アンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
N、N−ジエチルアニリニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
トロピリウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
トリフェニルカルベニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
トリフェニルホスホニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
トリエチルシリリウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
トリメチルアンモニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
トリエチルアンモニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
トリプロピルアンモニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
トリ(t−ブチル)アンモニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
N、N−ジエチルアニリニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
トロピリウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
トリフェニルホスホニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
トリエチルシリリウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
ジ−(iプロピル)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、
ジシクロヘキシ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、
トリ(o−トリル)ホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリ(2,6−ジメチルフェニル)ホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート、
1−(4−(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ピロリジニウム、
テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
4−(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)−2,3,5,6−テトラフルオロピリジンおよび
トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート。
項目21:上記2種の活性剤が、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートおよびN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ヘプタフルオロナフチル)ボレートである、項目9〜20のいずれか1項目に記載の方法(または項目1〜8のいずれか1項目に記載のコポリマー)。
項目22:上記方法が、約80℃〜約150℃の温度、0.1MPa〜約10MPaの範囲の圧力および300分間までの時間で行われる、項目9〜21のいずれか1項目に記載の方法。
項目23:上記ジエンが、ブタジエン、ペンタジエン、ヘキサジエン、ヘプタジエン、オクタジエン、ノナジエン、デカジエン、ウンデカジエン、ドデカジエン、トリデカジエン、テトラデカジエン、ペンタデカジエン、ヘキサデカジエン、ヘプタデカジエン、オクタデカジエン、ノナデカジエン、イコサジエン、ヘンエイコサジエン、ドコサジエン、トリコサジエン、テトラコサジエン、ペンタコサジエン、ヘキサコサジエン、ヘプタコサジエン、オクタコサジエン、ノナコサジエン、トリアコンタジエン、シクロペンタジエン、ビニルノルボルネン、ノルボルナジエン、エチリデンノルボルネン、ジビニルベンゼン、ジシクロペンタジエンおよびこれらの組み合わせから成る群から選ばれる、項目9〜22のいずれか1項目に記載の方法(または項目1〜8のいずれか1項目に記載のコポリマー)。
項目24:上記ジエンが、5−エチリデン−2−ノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、1,6−オクタジエン、5−メチル−1,4−ヘキサジエン、3,7−ジメチル−1,6−オクタジエン、ジシクロペンタジエン、ノルボルナジエン、5−ビニル2−ノルボルネンおよびこれらの組み合わせから成る群から選ばれる、項目9〜23のいずれか1項目に記載の方法(または項目1〜8のいずれか1項目に記載のコポリマー)。
実験
試験方法
FTIR
エチレンおよびプロピレン含有量はFTIR、ASTM D3900によって測定され、ジエン含有量による補正はなされなかった。エチリデンノルボルネン(ENB)含有量はFTIR、ASTM D6047によって測定された。
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC−DRI)
特に指定のない限り、Mw、Mn、MzおよびMw/Mnは、示差屈折率検出器(DRI)を備えた高温ゲル浸透クロマトグラフィー(Polymer Laboratories社製)を使用することによって測定される。Polymer Laboratories社製の3個のPLゲル10μm混合B型カラムが使用される。名目流量は1.0mL/分であり、名目注入量は300μLである。様々な移送ライン、カラムおよび示差屈折率計(DRI検知器)が、160℃に維持されたオーブンに収容される。実験用の溶媒は、4リットルのAldrich社製試薬級1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)中に酸化防止剤として6グラムのブチルヒドロキシトルエンを溶解することによって調製される。TCB混合液は、次に0.1μmのテフロン(登録商標)フィルターを通してろ過される。その後、TCBはオンラインの脱ガスラインで脱ガスされ、GPC測定器に入れられる。ポリマー溶液は、ガラス瓶に乾燥したポリマーを入れ、所望量のTCBを加え、それからこの混合物を約2時間連続攪拌しながら160℃で加熱することによって調製される。すべての量は重量測定法で測定される。注入濃度は0.5〜2.0mg/mlであり、比較的低い濃度のものが比較的大きい分子量のサンプルに使用される。各サンプルを試験する前に、DRI検知器はパージされる。装置内の流量は次に1.0ml/分まで増加され、最初のサンプルを注入する前に、DRIは8時間放置安定化される。分子量は、普遍的な較正関係式を、一連の単分散ポリスチレン(PS)標準物を用いて実施されるカラム較正と組み合わせることによって測定される。MWは、以下の数11を用いて各溶出量で計算される。

Figure 0006355815
この式で、下付き文字「X」を有する変数は試験サンプルを表し、他方、下付き文字「PS」を有する変数はポリスチレン(PS)を表す。この方法では、aPS=0.67およびKPS=0.000175であり、他方、aおよびKは公表された文献から得られる。本発明の目的のためには、特に指定のない限り、エチレンポリマーについてa=0.695、プロピレンポリマーについてa=0.705、EPDMコポリマーについてa=0.699、エチレンポリマーについてK=0.000579、プロピレンポリマーについてK=0.0002288、およびEPDMコポリマーについてK=0.000395である。
クロマトグラムの各点での濃度cは、以下の数12を使用して、ベースライン補正されたDRIシグナル、IDRIから計算される。

Figure 0006355815
この式で、KDRIはDRIを較正することによって得られる定数であり、(dn/dc)はその系の屈折率増分である。本発明の目的のためには、特に指定のない限り、エチレンポリマーについてdn/dc=0.104、プロピレンポリマーについてdn/dc=0.104、およびEPDMコポリマーについてdn/dc=0.945である。
質量回収率は、溶出量全体の濃度クロマトグラフィーの統合面積と注入質量との比から計算され、該注入質量は所定の濃度に注入ループ体積を掛けたものに等しい。
サイズ排除クロマトグラフィー(GPC−DRI−SEC−LS)
分枝指数g’aveは、3個のインライン検知器、示差屈折率検出器(DRI)、光散乱(LS)検知器および粘度計を備えた市販の高温サイズ排除クロマトグラフ(たとえば、Waters社製またはPolymer Laboratories社製)を使用して測定される。以下の手法がポリオレフィンに使用される。ここに記載されない詳細、たとえば検知器の較正は、Macromecules、第34巻、6812〜6820頁(2001年)に見出されることができる。
カラムセット:3個のPolymer Laboratories社製PLゲル10μm混合B型カラム
流量:0.5 ml/分、
注入量:300マイクロリットル、
溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)、4リットルのAldrich社製試薬級TCB中に溶解された6グラムのブチルヒドロキシトルエンを含有、
温度:135℃
様々な移送ライン、カラム、DRI検知器および粘度計が、135℃に維持されたオーブンに収容される。TCB溶媒が0.7μmのガラス前置フィルター、続いて0.1μmのテフロンフィルターを通してろ過され、オンラインの脱ガスラインで脱ガスされ、SECに入れられる。ポリマー溶液は、ガラス容器に乾燥したポリマーを入れ、所望量のTCBを加え、それからこの混合物を約2時間連続攪拌しながら160℃で加熱することによって調製される。すべての量は重量測定法で測定される。ポリマー濃度を質量/体積単位で表現するために使用されるTCB密度は、室温で1.463g/mLおよび145℃で1.284g/mLである。注入濃度は1.0〜2.0mg/mLの範囲であり、比較的低い濃度のものが比較的大きい分子量のサンプルに使用される。一揃いのサンプルを試験する前に、DRI検知器および注入器はパージされ、流量が0.5ml/分まで増加され、DRIは8〜9時間放置安定化され、LSレーザーはサンプルを試験する1時間前に作動される。
クロマトグラムの各点での濃度cは、以下の数13を使用して、ベースライン補正されたDRIシグナル、IDRIから計算される。

Figure 0006355815
この式で、KDRIはDRIを較正することによって得られる定数であり、(dn/dc)は光散乱(LS)分析について以下に記載されるのと同じものである。本明細書の記載全体を通してパラメーターの単位は、濃度がg/mLで表され、分子量がg/モルで表され、固有粘度がdL/gで表されるようなものである。
LS検知器は、Wyatt Technology社製High Temperature mini−DAWNである。クロマトグラムの各点における分子量Mは、静的光散乱についての次式14のZimmモデル(M.B.Huglin、LIGHT SCATTERING FROM POLYMER SOLUTIONS、アカデミックプレス刊、1971年)を使用して、LS出力を分析することによって測定され、

Figure 0006355815
この式で、ΔR(θ)は散乱角θで測定された超過レーリー散乱強度であり、cはDRI分析から測定されたポリマー濃度であり、Aは第二ビリアル係数(本発明の目的のためには、特に指定のない限り、EPDMコポリマーについてA=0.001である。)であり、P(θ)は単分散ランダムコイルについての形状因子であり、Kはこの系の光学定数であり次式15で表され、

Figure 0006355815
この式で、Nはアボガドロ数であり、(dn/dc)はこの系の屈折率増分である。屈折率nは145℃でのTCBについてn=1.500であり、λ=657nmである。本発明およびその特許請求の範囲の目的のためには、プロピレンポリマーについて(dn/dc)=0.104、エチレンポリマーについて0.104、EPDMコポリマーについて0.945およびその他について0.1である。
高温Viscotek社製粘度計は2台の圧力変換器を備えたホイートストンブリッジ配置に配列された4本の毛細管を有し、これが比粘度を測定するために使用される。1方の変換器は検知器前後の全圧力損失を測定し、他方は該ブリッジの2つの側面間に配置され、圧力差を測定する。粘度計を通過する溶液の比粘度ηは、それらの出力から計算される。クロマトグラムの各点における固有粘度[η]は以下の数16から計算され、

Figure 0006355815
この数16で、cは濃度であり、DRI出力から測定された。
分枝指数(g’)aveは、SEC−DRI−LS−VIS方法の出力を以下のように使用して計算される。サンプルの平均固有粘度[η]avgは次式17によって計算され、
Figure 0006355815
この数17で、総和は、クロマトグラフの積分限界間のスライスiにわたってのものである。分枝指数g’はg’aveとも呼ばれ、次式18のように定義され、

Figure 0006355815
この数18で、本発明およびその特許請求の範囲の目的のためには、エチレンポリマーについてはα=0.695、プロピレンポリマーについてはα= 0.705、EPDMコポリマーについてはα=0.699、エチレンポリマーについてはk=0.000579、プロピレンポリマーについてはk=0.0002288、EPDMコポリマーについてはk=0.000395であり、MvはLS分析によって測定された分子量に基づく粘度平均分子量である。
Z平均分枝指数(g’Zave)は、Ci=ポリマーピークのスライスi中のポリマー濃度にスライスの質量の2乗を掛けたもの、すなわちMiを使用して計算される。
特に指定のない限り、分子量はすべてg/モル単位で報告される。
ムーニー粘度は、ASTM D−1646に従ってムーニー単位で125℃でのML(1+4)として測定される。
ムーニー応力緩和面積(緩和面積とも呼ばれる。)は、ASTM D 1646に説明されているように計算され、同文献は参照によって本明細書に組み込まれる。たとえば、MLRAは、式:MLRA=[100(a+1)− 1]×[(k)/(a+l)]によって計算され、この式で「a」および「log(k)」は、1〜100秒間の緩和時間の間、装置に内蔵のデータサンプリング手順を使用して測定されたlog(ムーニートルク)対log(緩和時間)の最小二乗法回帰線のそれぞれ傾きおよび切片である。「k」および「a」は、ML対時間にべき乗則モデルを当てはめて誘導され、全ての場合に回帰係数は0.997超である。
実施例
全ての実施例は、1リットルの溶液相連続攪拌槽反応器で実施された。反応器温度は反応器ジャケットへの冷水とスチームとの混合物を計量することによって120℃に制御され、反応器圧力は反応器下流の流出物ライン上の背圧によって320psig(2206kPa)近くに維持された。原料物質(エチレン、プロピレン、イソヘキサンおよびトルエン)は統合パイプライン源から得られた。イソヘキサンおよびトルエンは、これらの原料物質を3Aモレキュラーシーブまたは13Xモレキュラーシーブのいずれかを含有する一連の吸着カラムおよび引き続くアルミナによる処理を通すことによってさらに精製された。エチレンおよびプロピレンモノマーは、これらのフィード流を3Aモレキュラーシーブ床を通すことによってオンラインで精製された。ジエンモノマーは、使用前にアルミナを通してろ過することによって精製された。
それぞれのモノマーフィードは、マスフローコントローラ(ブルックス社製)によって計量されて共通の混合連結管に送られ、イソヘキサン溶媒と一緒にされ、それから反応器に入れられた。捕捉剤(イソヘキサン中のトリn−オクチルアルミニウム)および触媒を導入するためには反応器の別途の供給ポートが使用され、これらはHPLCポンプ(ISCO社製)によって計量され、反応器の別々の注入ポートに送られた。名目的な反応器滞留時間はおよそ10分間であり、その後、連続反応器流出物が収集され、1000ppmのIRGANOXTM 1076で安定化され、次に80℃で12時間真空オーブン中で乾燥されて、全ての残留溶媒およびモノマーが除かれた。真空オーブンで乾燥されたサンプルは次に収集され、秤量され、さらなる化学的および物理的特性解析のために分配された。
以下の実施例では、2種の別個の触媒系フィードが、ポリマーのMw/Mnを広げる手段として、反応器にマルチサイト触媒の調節可能な供給量を供給するために使用された。それぞれの触媒溶液は、ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート(活性剤1)またはジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート(活性剤2)のいずれかによって活性化された同じ触媒前駆物質(ジ(p−トリメチルシリル−フェニル)メチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−ターシャリ-ブチル−9−フルオレニル)ハフニウムジメチル)を使用してトルエン中で調製された。表3の実験計画は、他のすべてのプロセス条件を一定に保持しながら試験された一連の変化させた触媒フィード比を示す。個々の触媒供給量は、試験範囲全体にわたって一定のモノマー濃度および転化率を維持するように注意深く選ばれ、全てのポリマーが同じプロセス条件下でつくられ、したがってその性能特性が直接比較できることを確実にした。表4は、各ポリマーの組成、分子量およびムーニー粘度の分析結果を示す。フィード中10〜30%の触媒/活性剤1で生成されたポリマーが、MLRA特性に顕著に見られるように、特有の、改善されたレオロジー性能を示しており、このことがこの特定の範囲で並外れて高められていることに注目されたい。図4に示された微小歪みレオロジースペクトルは、サンプル2および3がはっきりと異なるせん断減粘性挙動を示しているように、この結論を支持している。

Figure 0006355815
Figure 0006355815
全ての本明細書に記載された文献は、任意の優先権書類および/または試験手順を含めてこれらが本明細書の記載と矛盾しない限り、参照によって本明細書に組み込まれる。用語「含んでいる(comprising)」は、用語「含んでいる(including)」と同義であると考えられる。同様に組成物、要素または一群の要素の前に移行句「含んでいる(comprising)」がある場合は常に、本発明者らは、組成物、要素または一群の要素の記載の前に移行句「から本質的に成る(consisting essentially of)」、「から成る群から選ばれた(selected from the group consisting of)」または「である(is)」がある場合のその組成物、要素または一群の要素と同じものも考慮に入れていると理解されたい。

Claims (9)

  1. 2種以上の非配位性アニオン活性剤を使用して調製されたコポリマーであって、前記コポリマーが第1のアルファオレフィン、第2のアルファオレフィンおよびジエンを含み、前記コポリマーが
    a)35〜90モル%の第1のアルファオレフィン含有量、
    b)9.8〜64.8モル%の第2のアルファオレフィン含有量、
    c)0.2〜5モル%のジエン含有量、
    d)0.95以上の分枝指数g’ave、
    e)1.1*Y超の複素粘度比(125℃でのη(0.01ラジアン/秒)/η(100ラジアン/秒))(ここでY=Y+{[(Y−Y)/(X−X)](X−X)}であり、ここでXは前記コポリマーを調製するために使用された第1の非配位性アニオン活性剤NCAの重量%(NCAの重量および前記コポリマーを調製するために使用された第2の非配位性アニオン活性剤NCAの重量の合計基準)であり、X=0、X=100、Y=100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーの複素粘度比、Yは100%のNCAおよび0%のNCAでつくられたポリマーの複素粘度比であり、ここでNCAはNCAのMwよりも小さいMwを有する。)、
    f)5.0以下のMw/Mn、
    g)30℃以下の融点、および
    h)50%以上の組成分布幅指数
    を有する、コポリマー。
  2. 前記第1のアルファオレフィンがエチレンであり、前記第2のアルファオレフィンがプロピレンであり、ならびに前記ジエンがエチリデンノルボルネンおよび/またはビニルノルボルネンである、請求項1に記載のコポリマー。
  3. 前記コポリマーが以下の特性
    (a)170MU*秒以上のムーニー応力緩和面積、
    (b)60〜80MUのムーニー粘度((1+4)@125℃)、
    (c)2*Y超、好ましくは3*Y超の複素粘度比(125℃でのη(0.01ラジアン/秒)/η(100ラジアン/秒))、
    (d)0.93以上のg’(Zave)、および
    (e)−0.65未満のせん断減粘性指数
    のうちの1つ以上を有する、請求項1に記載のコポリマー。
  4. 損失角δ(度)対測定周波数ω(ラジアン/秒)のプロットにおいて、前記コポリマーが30〜80ラジアン/秒の間にプラトーを示す、請求項1に記載のコポリマー。
  5. 請求項1に記載のコポリマーを得る方法であって、触媒化合物を重合反応器中で少なくとも2種の非配位性アニオン活性剤(NCA)と接触させ、前記触媒化合物を前記重合反応器中で第1のアルファオレフィン、第1のアルファオレフィンと異なる第2のアルファオレフィンおよびジエンと接触させてコポリマーを得る工程を含み、ここで前記触媒化合
    物は前記重合反応に導入される前に前記活性剤と一緒にされ、前記触媒化合物が化1によって表され、
    Figure 0006355815
    この式で、Mは、第3、4、5もしくは6族の遷移金属原子、ランタニド金属原子またはアクチニド金属原子であり;
    Yは、EおよびAに結合された第13、14、15または16族の架橋ヘテロ原子含有置換基であり;
    各Xは、独立に1価のアニオン配位子であり、または両方のXは一緒に前記金属原子に結合されてメタラサイクル環を形成し、または両方のXはキレート化配位子、ジエン配位子もしくはアルキリデン配位子を一緒に形成し;
    および
    1)Eは置換または非置換のフルオレニル配位子であり、かつAは置換または非置換のシクロペンタジエニル配位子であり、かつEおよびAは置換または非置換のインデニル配位子ではなく、あるいは2)EおよびAは両方とも置換または非置換のインデニル配位子であり;
    前記2種の非配位性アニオン活性剤は異なるものである、方法。
  6. 前記触媒化合物が化2によって表され、
    Figure 0006355815
    この式で、
    Mは、Hf、Tiおよび/またはZrであり;
    、R、R、R、R、R、R、R、R11、R12、R13およびR14は、独立に水素またはヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロゲン、ハロカルビル、置換ハロカルビル、シリルカルビル、置換シリルカルビル、ゲルミルカルビル、置換ゲルミルカルビルであり;
    Yは、第13、14、15または16族元素を含有する架橋基であり;および
    各Xは、独立に1価のアニオン配位子であり、または両方のXは一緒に前記金属原子に結合されてメタラサイクル環を形成し、または両方のXは一緒にされてキレート配位子、ジエン配位子またはアルキリデン配位子を形成する、請求項5に記載の方法。
  7. 前記2種の非配位性アニオン活性剤が、これらの活性剤が(他方の活性剤が存在しないことを除いて)同じ条件の下に少なくとも1桁異なる重量平均分子量を有するポリマーを製造するように選ばれ、より小さいMwを有するポリマーが少なくとも10,000g/モルのMwを有する、請求項5に記載の方法。
  8. 前記触媒化合物が、ジ(p-トリメチルシリル−フェニル)メチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−ターシャリーブチル−9−フルオレニル)ハフニウムジメチル(またはジクロライド)、ジメチルシリル−ビス(2−メチル,4−フェニル−インデニル)ジルコニウムジメチル(またはジクロライド)、ジメチルシリル−ビス(2−メチル,4−(3’,5’−ジ−t−ブチル−フェニル)−インデニル)ジルコニウムジメチル(またはジクロライド)、ジメチルシリル−ビス(2−メチル,4−ナフチル−インデニル)ジルコニウムジメチル(またはジクロライド)およびジメチルシリル−ビス(2−メチル,4−(3’,5’−ジ−t−ブチル−ナフチル)−インデニル)ジルコニウムジメチル(またはジクロライド)から成る群から選ばれる、請求項5に記載の方法。
  9. 前記触媒が、式:Y(Ind)MXまたはY(2−アルキル−4−PhInd)MXによって表され、
    これらの式で、MはHf、Tiおよび/またはZrであり、Yは第13、14、15または16族の元素を含有する架橋基であり、各Xは1価のアニオン配位子であり、または2個のXは一緒に前記金属原子に結合されてメタラサイクル環を形成し、または2個のXはキレート化配位子、ジエン配位子もしくはアルキリデン配位子を一緒に形成し、各Indは独立に、置換または非置換のインデニル化合物であり、アルキルはアルキル基であり、Phは置換または非置換のフェニル基である、請求項5に記載の方法。
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