JP6695341B2 - SiO2層状複水酸化物微小球、およびエチレン重合用の触媒担体としてのその使用 - Google Patents

SiO2層状複水酸化物微小球、およびエチレン重合用の触媒担体としてのその使用 Download PDF

Info

Publication number
JP6695341B2
JP6695341B2 JP2017535735A JP2017535735A JP6695341B2 JP 6695341 B2 JP6695341 B2 JP 6695341B2 JP 2017535735 A JP2017535735 A JP 2017535735A JP 2017535735 A JP2017535735 A JP 2017535735A JP 6695341 B2 JP6695341 B2 JP 6695341B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amo
ldh
sio
catalyst system
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017535735A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018504485A (ja
Inventor
オヘア,ダーモット
ビュッフェ,ジャン‐シャルル
チェン,チュンピン
Original Assignee
エスシージー ケミカルズ カンパニー,リミテッド
エスシージー ケミカルズ カンパニー,リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エスシージー ケミカルズ カンパニー,リミテッド, エスシージー ケミカルズ カンパニー,リミテッド filed Critical エスシージー ケミカルズ カンパニー,リミテッド
Publication of JP2018504485A publication Critical patent/JP2018504485A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6695341B2 publication Critical patent/JP6695341B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/02Ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/02Ethene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/08Silica
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/20Carbon compounds
    • B01J27/232Carbonates
    • B01J27/236Hydroxy carbonates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/20Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
    • B01J35/23Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/396Distribution of the active metal ingredient
    • B01J35/397Egg shell like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/396Distribution of the active metal ingredient
    • B01J35/398Egg yolk like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/51Spheres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61Surface area
    • B01J35/61310-100 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61Surface area
    • B01J35/615100-500 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031Precipitation
    • B01J37/035Precipitation on carriers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/06Washing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/34Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation
    • B01J37/341Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation making use of electric or magnetic fields, wave energy or particle radiation
    • B01J37/343Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation making use of electric or magnetic fields, wave energy or particle radiation of ultrasonic wave energy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/02Carriers therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/642Component covered by group C08F4/64 with an organo-aluminium compound
    • C08F4/6428Component covered by group C08F4/64 with an organo-aluminium compound with an aluminoxane, i.e. a compound containing an Al-O-Al- group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65916Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond supported on a carrier, e.g. silica, MgCl2, polymer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/1608Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes the ligands containing silicon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/1616Coordination complexes, e.g. organometallic complexes, immobilised on an inorganic support, e.g. ship-in-a-bottle type catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22Organic complexes
    • B01J31/2282Unsaturated compounds used as ligands
    • B01J31/2295Cyclic compounds, e.g. cyclopentadienyls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65912Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an organoaluminium compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6592Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring
    • C08F4/65922Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not
    • C08F4/65925Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not two cyclopentadienyl rings being mutually non-bridged
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6592Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring
    • C08F4/65922Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not
    • C08F4/65927Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not two cyclopentadienyl rings being mutually bridged

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)

Description

本発明は、SiO層状複水酸化物(LDH)コアシェル微小球、およびエチレン重合用の触媒担体としてのその使用に関する。
コアシェル粒子は、文献において、「コア@シェル」(例えば、Tengらによる、Nano Letters、2003、3、261〜264)または「コア/シェル」(例えば、J.Am.Chem Soc.、2001、123、7961〜7962頁)で示されている。より一般に許容される略記法として新たに台頭しつつある「コア@シェル」命名法を採用した。
シリカ層状複水酸化物微小球は、その表面に固体LDHを付着させたシリカ微小球を含むことが知られている。SiO@LDHと示される、このような材料は、SiO微小球が固体球であるコアシェル材料、SiO微小球が、外殻、および外殻内に含有されるSiO小球を含み、そこで、小球と外殻内面との間に中空部分が存在する卵黄シェル材料、またはSiO微小球が中空内部を有する中空シェル材料であり得る。
層状複水酸化物(LDH)は、2つ以上の金属カチオンを含み、層状構造を有する化合物の一類である。LDHは、Structure and Bonding;第119巻、2005 Layered Double Hydroxides、X DuanおよびD.G. Evans編に概説されている。おそらく最も周知のLDHの例であるハイドロタルサイトについて長年にわたって研究されてきた。LDHは、構造の層間にアニオンを挿入できる。
LDHは、触媒作用、光学、医療科学および無機有機ナノ複合体を含む、広範な用途にわたるその影響により、最近注目を集めている。水混和性有機溶媒処理(AMOST)法を用いた新しい分散性疎水性LDHが合成された。これら、いわゆるAMO−LDHは、従来のLDHよりもほぼ2桁大きい、400m−1を超える表面積および2.15ccg−1を超える細孔容積を示し得る。AMO−LDHは、式A
[Mz+ 1−xM’y+ (OH)a+(An−a/n・bHO・c(AMO−溶媒)(A)
[式中、Mz+およびM’y+は、金属カチオン、または金属カチオンの混合物であり、zは1または2であり、yは3または4であり、0<x<1、b=0〜10、c=0.01〜10、Aは電荷補償アニオン、nであり、n>0(典型的には1〜5)であり、a=z(1−x)+xy−2]で定義され得る、独特の化学組成を有する。AMO−溶媒は、100%水混和性のものである。典型的には、AMO−溶媒は、エタノール、アセトンまたはメタノールである。
SiO@LDH微小球は、Shaoら、Chem.Mater.2012、24、1192〜1197頁に記載されている。金属前駆体溶液での処理前に、SiO微小球を、激しく撹拌しながら、Al OOHプライマーゾルに2時間分散させ、次いで、遠心分離し、エタノールで洗浄し、30分間風乾することにより、前処理する。SiO微小球のこの前処理を10回繰り返した後、このようにしてAl(OOH)薄膜で被覆されたSiO球を、Ni(NO・6HO溶液および尿素中で100℃にて48時間オートクレーブした(autoclaved)。この方法で得られた中空SiO@NiAl−LDH微小球は、優れた疑似容量性を示すことが報告された。
Chenら、J.Mater.Chem.A、1、3877〜3880は、水からの医薬汚染物質の除去で用いられる、SiO@MgAl−LDHの合成について記載している。
ポリエチレンは、最も広範に用いられているポリオレフィンであり、2011年の世界的生産量は、年間7500万トンを超える。ポリエチレンの合成とその特性の両方における革新は、依然として産学両方で注目を浴びている。現在、オレフィン重合用の高活性均一触媒が最初に発見されてから30年以上経っている。それ以降、重合活性およびポリマー構造に対して、原型の不均一チーグラーナッタ触媒で一般に得られるよりも優れた制御につながる集中的な研究が行われてきた。多くの異なる担体(例えば、SiO、Al、MgClおよび粘土)および固定化手順が調査された。
本発明の目的は、特に、不均一エチレン重合用の新規な担体を含む、先行技術の欠点を克服する新規な触媒系、および担持触媒を含む新規なエチレン重合触媒系を提供することである。
この目的は、1つまたは複数の触媒遷移金属錯体をその表面に有する固体担体材料を含む触媒系であって、固体担体材料が、式I
(SiO@{[Mz+ (1−x)M’y+ (OH)a+(Xn−a/n・bHO・c(AMO−溶媒)}(I)
[式中、Mz+およびM’y+は、2つの異なる荷電金属カチオンであり、
z=1または2、
y=3または4、
0<x<0.9、
bは0〜10であり、
cは0.01〜10であり、
p>0、
q>0、
n−は、アニオンであり、n>0、好ましくは1〜5であり、
a=z(1−x)+xy−2、
AMO−溶媒は、100%水混和性有機溶媒である]
を有する、SiO@AMO−LDH微小球を含む、触媒系により達成される。
固体担体材料は、M’がAlである、式Iを有することが好ましい。
固体担体材料は、MがLi、MgまたはCaである、式Iを有することがさらに好ましい。
固体担体材料は、Xn−がCO 2−、OH、F、Cl、Br、I、SO 2−、NO およびPO 3−、好ましくはCO 2−、ClおよびNO 、またはそれらの混合物から選択される、式Iを有することが最も好ましい。
固体担体材料は、MがMgであり、M’がAlであり、Xn−がCO である、式Iを有することも好ましい。
好ましくは、固体担体材料は、AMO−溶媒が、エタノール、アセトンおよび/またはメタノール、好ましくはエタノールまたはアセトンである、式Iを有する。
より好ましくは、触媒遷移金属錯体は、ジルコニウム、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、チタンおよびハフニウムから選択される金属の少なくとも1つの錯体であり、錯体は、1つまたは複数の芳香族またはヘテロ芳香族配位子を含有する。
触媒遷移金属錯体は、ジルコニウムまたはハフニウムを含有するメタロセンであることがさらに好ましい。
触媒遷移金属錯体は、
から選択される少なくとも1種の化合物であることが最も好ましい。
好ましい実施形態において、系は、固体担体材料を、アルキルアルミノキサン、またはトリイソブチルアルミニウム(TIBA)、トリエチルアルミニウム(TEA)もしくは塩化ジエチルアルミニウム(DEAC)で活性化するステップを含む方法により得られる。
さらに好ましい実施形態において、アルキルアルミノキサンは、メチルアルミノキサン(MAO)または修飾メチルアルミノキサン(MMAO)である。
更なる目的は、
(a)式(I)
(SiO@{[Mz+ (1−x)M’y+ (OH)a+(Xn−a/n・bHO・c(AMO−溶媒)}(I)
[式中、Mz+およびM’y+は、2つの異なる荷電金属カチオンであり、
z=1または2、
y=3または4、
0<x<0.9、
bは0〜10であり、
cは0.01〜10であり、
p>0、
q>0、
n−は、アニオンであり、n>0、好ましくは1〜5であり、
a=z(1−x)+xy−2、
AMO−溶媒は、100%水混和性有機溶媒である]
を有する、SiO@AMO−LDH微小球を含む、固体担体材料を得るステップと、
(b)SiO@AMO−LDH微小球を、オレフィン重合触媒活性を有する少なくとも1つの触媒遷移金属錯体で処理するステップと
を含む、触媒系を製造する方法により達成される。
好ましくは、固体担体材料は、M’がAlである式Iを有する。
より好ましくは、固体担体材料は、MがLi、MgもしくはCaまたはそれらの混合物である式Iを有する。
最も好ましくは、固体担体材料は、Xn−がCO 2−、OH、F、Cl、Br、I、SO 2−、NO およびPO 3−、好ましくはCO 2−、ClおよびNO 、またはそれらの混合物から選択される、式Iを有する。
固体担体材料は、MがMgであり、M’がAlであり、Xn−がCO である、式Iを有することが好ましい。
固体担体材料の式Iのcが、>0であり、AMO−溶媒がアセトンおよび/またはエタノール、好ましくはアセトンまたはエタノールであることがさらに好ましい。
より好ましい実施形態において、触媒遷移金属錯体は、ジルコニウム、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、チタンおよびハフニウムから選択される金属の少なくとも1つの錯体であり、錯体は、1つまたは複数の芳香族またはヘテロ芳香族配位子を含有する。
触媒遷移金属錯体は、ジルコニウムまたはハフニウムを含有するメタロセンであることが好ましい。
触媒遷移金属錯体は、
から選択される少なくとも1種の化合物であることがさらに好ましい。
更なる実施形態において、方法は、処理ステップ(b)の前に、SiO@AMO−LDH微小球を焼成するステップをさらに含む。
更なる実施形態において、方法は、処理ステップ(b)の前に、焼成したSiO@AMO−LDHをアルキルアルミノキサンで処理するステップをさらに含む。
アルキルアルミノキサンは、メチルアルミノキサン(MAO)または修飾メチルアルミノキサン(MMAO)であることが好ましい。
本発明の更なる態様によれば、本明細書に定義した方法により得られた、直接得られた、または得られる、本明細書に定義した触媒系が提供される。
目的は、ホモポリマーおよび/またはコポリマーを製造するための少なくとも1種のオレフィンの重合および/または共重合での触媒としての本発明の触媒系の使用によりさらに達成される。
好ましくは、オレフィンはエチレンである。
より好ましくは、コポリマーは、(4〜8C)αオレフィンを1〜10重量%含む。
さらに、目的は、本発明の触媒系の存在下で、オレフィンモノマーを反応させることを含む、ポリエチレンホモポリマーまたはポリエチレンコポリマーを形成する方法により達成される。
目的は、オレフィンを本発明の固体触媒系と接触させることを含む、オレフィンポリマーを製造する方法によっても達成される。
最も好ましくは、オレフィンはエチレンである。
最後に、方法は、60〜100℃、好ましくは70〜80℃の温度で行われることが好ましい。
シリカ層状複水酸化物微小球は、固体AMO−LDHをその表面に付着させたシリカ微小球を含むことが知られている。SiO@AMO−LDHと示される、このような材料は、SiO微小球が固体球であるコアシェル材料、SiO微小球が、外殻、および外殻内に含有されるSiO小球を含み、小球と外殻内面との間に中空部分が存在する卵黄シェル材料、またはSiO微小球が中空内部を有する中空シェル材料であり得る。
固体担体材料として用いられるSiO@AMO−LDH微小球の調製で用いられるSiO微小球は、固体、卵黄シェルまたは中空微小球であってよく、様々な大きさ(直径)で市販されている。それらは、簡単かつ迅速、そして比較的低コストで調製できる。さらに、シリカ微小球は、負に帯電し、それはAMO−LDHの正電荷表面を補い、静電相互作用によるAMO−LDHの添加剤なしでの結合を可能にする。最も重要なことには、シリカ球を単分散させるように調製してもよく、それによりAMO−LDHナノシートの凝集が防がれる。SiO微小球をストーバー法または種子成長(seeded growth)により調製してもよく、それにより粒径が様々なレベルで調整される。本明細書に提供される実施例では、300nm、550nmおよび800nmの3つの大きさのシリカ球を合成した。
一実施形態において、シリカ微小球は、鉄を全く含有しない。
一実施形態において、シリカ微小球は、SiOを75w/w%超含む。好適には、シリカ微小球は、SiOを85w/w%超含む。より好適には、シリカ微小球は、SiOを95w/w%超含む。最も好適には、シリカ微小球は、SiOを98w/w%超含む。
別の実施形態において、シリカ微小球は、SiOから本質的になる。
別の実施形態において、シリカ微小球は、SiOからなる。
別の実施形態において、SiO微小球は、0.15μm〜8μmの直径を有する。好適には、SiO微小球は、0.15μm〜2μmの直径を有する。より好適には、SiO微小球は、0.15μm〜1μmの直径を有する。最も好適には、SiO微小球は、0.2μm〜0.8μmの直径を有する。
本発明の触媒系で固体担体材料として用いられるSiO@AMO−LDHは、式I
(SiO@{[Mz+ (1−x)M’y+ (OH)a+(Xn−a/n・bHO・c(AMO−溶媒)}(I)
[式中、Mz+およびM’y+は、2つの異なる荷電金属カチオンであり、
z=1または2、
y=3または4、
0<x<0.9、
bは0〜10であり、
cは0.01〜10、好ましくはc>0.01および<10であり、
p>0、
q>0、
n−は、アニオンであり、
nはアニオン上の電荷であり、n>0(典型的には1〜5)であり、
a=z(1−x)+xy−2、
AMO−溶媒は、水混和性有機溶媒である]
を有する。
これらの材料は、
(a)塩基の存在下で、金属イオンMz+およびM’y+を含有する金属イオン含有溶液ならびにアニオンXn+にシリカ微小球を接触させるステップと、
(b)生成物を回収するステップと、
(c)生成物をAMO−溶媒で処理し、溶媒で処理した材料を回収するステップと
を含む方法により製造される。
上記のように、Mz+およびM’y+は異なる荷電金属カチオンである。z=1または2であるという事実を考慮すると、Mは一価の金属カチオンまたは二価の金属カチオンのいずれかであろう。z=1のとき、Mは単一の一価の金属カチオンまたは2つ以上の異なる一価の金属カチオンのいずれかである。z=2のとき、Mは単一の二価の金属カチオンまたは2つ以上の異なる二価の金属カチオンのいずれかである。一実施形態において、z=2、即ち、Mは1つまたは複数の二価の金属カチオンである。y=3または4という事実を考慮して、M’は、三価の金属カチオンまたは四価の金属カチオンである。z=3のとき、M’は、単一の三価の金属カチオンまたは2つ以上の異なる三価の金属カチオンのいずれかである。z=4のとき、M’は、単一の四価の金属カチオンまたは2つ以上の異なる四価の金属カチオンのいずれかである。一実施形態において、y=3、即ち、M’は1つまたは複数の三価の金属カチオンである。
Mの一価の金属の好ましい例としては、Liがある。Mの二価の金属の例としては、Ca、Mg、Zn、FeおよびNiならびにこれらの2種以上の混合物が挙げられる。好ましくは、二価の金属は、存在する場合、CaまたはMgである。M’の金属の例としては、Al、GaおよびFeが挙げられる。好ましくは、M’は三価のカチオン、例えば、Alである。好ましくは、LDHは、Li−Al、Mg−AlまたはCa−AlのAMO−LDHである。
LDHのアニオンXn+は、任意の適切な無機または有機のアニオンである。AMO−LDHでXn+として使用できるアニオンの例としては、カーボネート、ニトレート、ボレート、サルフェート、ホスフェートおよびハライド(F、Cl、Br、I)のアニオンが挙げられる。好ましくは、アニオンXn+は、CO 2−、NO およびClから選択される。
AMO−溶媒は、任意の水混和性有機溶媒、好ましくは100%水混和性の溶媒である。本発明での使用に好適な水混和性有機溶媒の例としては、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、エタノール、メタノール、n−プロパノール、イソプロパノールまたはテトラヒドロフランの1つまたは複数が挙げられる。好ましくは、AMO−溶媒は、アセトン、メタノールおよびエタノールから選択され、エタノールまたはアセトンが最も好ましい溶媒である。
一つの好ましい実施形態によれば、層状複水酸化物は、
Mが二価の金属カチオンであり、
M’が三価の金属カチオンであり、
cが0.01〜10、好ましくは>0.01および<10の数であり、化学量論量または非化学量論量の水および/または水混和性有機溶媒(AMO−溶媒)、例えば、エタノールもしくはアセトンで場合により水和した化合物が得られる、上の一般式Iを有するものである。
好ましくは、上の式のAMO−LDHにおいて、MはMgまたはCaであり、M’はAlである。対アニオンXnーは、典型的にはCO 2−、OH、F、Cl、Br、I、SO 2ー、NO およびPO 3−から選択される。好ましくは、LDHは、MがMgであり、M’がAlであり、XnーがCO 2−であるものである。
SiO@AMO−LDHを調製する方法を行う上で、典型的には、SiO微小球を、所望のアニオン塩、例えば、NaCOを含有する水溶液中に分散させる。次いで、金属前駆体溶液、即ち、必要な一価または二価の金属カチオンと必要な三価のカチオンとを結合させる溶液をSiO微小球の分散液に添加してもよく、好ましくは滴下してもよい。好ましくは、金属前駆体溶液の添加は撹拌しながら行われる。反応溶液のpHは、好ましくは8〜11、より好ましくは9〜10の範囲のpH内で調整される。AMO−LDHナノシートを、pH9でSiO微小球の表面に付着させる。pHを10に調整したとき、LDHナノシートの均一層が、階層的なテクスチャを有する微小球の表面に均一に成長していることが明らかに認められる。pH10で得られたAMO−LDH層の厚さは、典型的には80〜110nmである。また、pHを11まで上昇させると、表面がAMO−LDHナノシートで完全に覆われることが示される。さらに、pHを9から11まで上昇させると、SiO微小球が溶解し始め、pH9での固体SiO微小球(コアシェル)から、pH10では卵黄シェル球、pH11では中空シェル球へと進展することが示される。典型的には、溶液のpHを調整するのに、NaOHが用いられ得る。
一実施形態において、本発明の方法は、アンモニアを含まない。
好ましい実施形態において、シリカ層状複水酸化物微小球は、少なくとも100m/g、好ましくは少なくとも177m/g、好ましくは少なくとも177m/g、より好ましくは少なくとも200m/g、さらにより好ましくは少なくとも250m/gの比表面積を有する。
好適には、固体シリカ層状複水酸化物微小球は、少なくとも100m/gの比表面積を有する。
好適には、卵黄シェルシリカ層状複水酸化物微小球は、少なくとも110m/gの比表面積を有する。
好適には、中空シェルシリカ層状複水酸化物微小球は、少なくとも130m/gの比表面積を有する。
反応中、金属前駆体溶液反応から生じたAMO−LDHは、ナノシートとしてSiO微小球の表面に形成される。
得られた固体生成物を、遠心分離により水性媒体から回収してもよい。典型的には、遠心分離した固体を、水中に再分散させ、次いで、遠心分離により再び回収してもよい。好ましくは、回収および再分散のステップを2回繰り返す。AMO−溶媒を含有する生成物を得るために、上記の遠心分離/再分散の手順後に得られた材料を洗浄し、好ましくは、所望の溶媒、例えば、エタノールまたはアセトン中に再分散もさせる。再分散を利用する場合、好ましくは分散液を撹拌する。溶媒中で2時間超撹拌するのが好ましい。次いで、最終生成物を溶媒から回収した後、典型的には数時間オーブン乾燥してもよい。
一実施形態において、LDHはin situで形成される。好適にはLDHはin situでシリカ微小球上に形成され、被覆される。
SiO微小球表面でのAMO−LDHナノシートの成長は、「調整可能」である。即ち、前駆体溶液の化学的性質およびプロセス条件、例えば、反応媒体のpH、反応温度および前駆体溶液のSiO微小球分散液への添加速度を変更することにより、SiO表面に形成されるAMO−LDHナノシートの範囲、長さおよび/または厚さを変更できる。
本発明によるSiO@AMO−LDH微小球の製造は、バッチ法として、または反応物の適切な補充を含む連続法として行われ得る。
本発明の触媒系は、1つまたは複数の触媒遷移金属錯体を含む。「遷移金属」という用語は、d−ブロック金属を意味し、その例としては、これらに限定されないが、ジルコニウム、クロム、チタンおよびハフニウムが挙げられる。遷移金属は、1つもしくは複数の配位子、または芳香族もしくはヘテロ芳香族環状化合物と錯体を形成し、メタロセンという用語で要約され得る錯体が好ましくは得られる。遷移金属と錯体を形成するのに有用なこのような芳香族化合物としては、場合により置換されているシクロペンタジエン、場合により置換されているインデン、および場合により置換されているペンタレンが挙げられる。遷移金属と錯体を形成するのに用いられる芳香族化合物は、2つの連結した、場合により置換されているシクロペンタジエン基、または2つの連結した、場合により置換されているインデン基および場合により置換されているペンタレン基をさらに含有し得る。このような連結部分において、連結基(linking group)は低級アルキレン基により提供され得る。
触媒の例としては、公知の重合触媒、例えば、メタロセン、束縛構造、FI錯体およびジイミノ錯体が挙げられる。
本発明の一実施形態によれば、触媒系で用いられる遷移金属錯体は、
から選択される。
上に示した式において、EBIは、エチレン架橋インデンであり、2−Me,4−PhSBIは、ジメチルシリル架橋2−メチル,4−フェニリデンであり、nBuCpは、n−ブチルシクロペンタジエンである。
上記のように、本発明の触媒系は、1つを超える触媒遷移金属錯体を含有し得る。
本発明の触媒系は、上記のSiO@AMO−LDHを、オレフィン重合で触媒活性を有する、上記の少なくとも1つの遷移金属錯体で処理することを含む方法により製造できる。典型的には、処理は、有機溶媒、例えば、トルエン中のSiO@AMO−LDHスラリー中で行われる。このスラリー法によれば、例えば、トルエン中のSiO@AMO−LDHスラリーを調製する。これとは別に、例えば、トルエン中の触媒遷移金属錯体溶液を調製し、次いで、SiO@AMO−LDH含有スラリーに添加する。次いで、得られた合わせた混合物を、例えば、80℃で一定時間加熱する。次いで、固体生成物を溶媒から濾過し、真空乾燥してもよい。
好ましくは、SiO@AMO−LDHを、例えば、110〜250℃で一定時間熱処理した後、有機溶媒中でスラリー化する。
好ましくは、SiO@AMO−LDHを、触媒遷移金属錯体で処理する前またはその後に、活性剤、例えば、メチルアルミノキサンなどのアルキルアルミニウム活性剤と接触させる。典型的には、メチルアルミノキサンを溶媒、例えば、トルエンに溶解し、得られた溶液を、焼成したSiO@AMO−LDHスラリーに添加する。次いで、スラリーを、例えば、80℃で1〜3時間加熱した後、溶媒から濾過し乾燥してもよい。好ましい実施形態によれば、SiO@AMO−LDHを、メチルアルミノキサンで処理した後、触媒材料溶液で処理する。
触媒化合物は、固体担体材料の表面に存在する。例えば、それらは、吸着、吸収または化学的相互作用の結果として表面に存在し得る。
本発明は、上記のように、オレフィンと本発明による触媒系とを接触させることを含む、オレフィンポリマーを製造する方法も提供する。
したがって、先に考察したように、本発明は、重合触媒、特にポリエチレン重合触媒としての本明細書で定義した組成物の使用も提供する。
一実施形態において、ポリエチレンは、重合エテンモノマーからなるホモポリマーである。
別の実施形態において、ポリエチレンは、(4〜8C)α−オレフィンを(モノマーの全重量に対して)1〜10重量%含む、重合エテンモノマーからなるコポリマーである。好適には、(4〜8C)α−オレフィンは、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンまたはそれらの混合物である。
先に考察したように、本発明は、本明細書で定義した組成物の存在下でオレフィンモノマーを反応させることを含む、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン)を形成する方法も提供する。
別の実施形態において、オレフィンモノマーはエテンモノマーである。
別の実施形態において、オレフィンモノマーは、(4〜8C)α−オレフィンを(モノマーの全重量に対して)1〜10重量%含む、エテンモノマーである。好適には(4〜8C)α−オレフィンは、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンまたはそれらの混合物である。
オレフィン重合の当業者は、このような重合反応に適した反応条件(例えば、温度、圧力、反応時間など)を選択することができるであろう。当業者は、プロセスパラメータを操作して、特定の特性を有するポリオレフィンを製造することもできるであろう。
特定の実施形態において、ポリオレフィンはポリエチレンである。
[特定の好ましい実施形態]
以下は、シリカ層状複水酸化物の特定の実施形態を示す。
1.1 シリカ層状複水酸化物微小球は、一般式I
(SiO@{[Mz+ (1−x)M’y+ (OH)a+(Xn−a/n・bHO・c(AMO−溶媒)}(I)
[式中、Mz+は、Li、Ca2+、Ni2+またはMg2+から選択され、M’y+はAl3+またはFe3+であり、
0<x<0.9、
bは0〜10であり、
cは0〜10であり、
p>0、
q>0、
n−は、カーボネート、ヒドロキシド、ニトレート、ボレート、サルフェート、ホスフェートおよびハライド(F、Cl、Br、I)のアニオンから選択され、n>0(好ましくは、1〜5)であり、
a=z(1−x)+xy−2、
AMO−溶媒は、メタノール、エタノールまたはアセトンから選択される]
を有する。
1.2 シリカ層状複水酸化物微小球は、一般式I
(SiO@{[Mz+ (1−x)M’y+ (OH)a+(Xn−a/n・bHO・c(AMO−溶媒)}(I)
[式中、Mz+は、Li、Ca2+、Ni2+またはMg2+から選択され、M’y+はAl3+であり、
0<x<0.9、
bは0〜10であり、
cは0〜10であり、
p>0、
q>0、
n−は、CO 2−、NO またはClから選択され、n>0(好ましくは、1〜5)であり、
a=z(1−x)+xy−2、
AMO−溶媒は、エタノールまたはアセトンである]
を有する。
1.3 シリカ層状複水酸化物微小球は、一般式Ia
(SiO@{[Mz+ (1−x)Al3+ (OH)a+(Xn−a/n・bHO・c(AMO−溶媒)}(Ia)
[式中、Mz+は、Li、Ca2+、Ni2+またはMg2+から選択され、
0<x<0.9、
bは0〜10であり、
cは0〜10であり、
p>0、
q>0、
n−は、CO 2−、NO またはClから選択され、n>0(好ましくは、1〜5)であり、
a=z(1−x)+xy−2、
AMO−溶媒は、エタノールまたはアセトンである]
を有する。
1.4 シリカ層状複水酸化物微小球は、一般式Ia
(SiO@{[Mg2+ (1−x)Al3+ (OH)a+(Xn−a/n・bHO・c(AMO−溶媒)}(Ia)
[式中、0<x<0.9、
bは0〜10であり、
cは0〜10であり、
p>0、
q>0、
n−は、CO 2−、NO またはClであり、n>0(好ましくは、1〜5)であり、
a=z(1−x)+xy−2、
AMO−溶媒は、エタノールまたはアセトンである]
を有する。
1.5 シリカ層状複水酸化物微小球は、一般式Ib
(SiO@{[Mg2+ (1−x)Al3+ (OH)a+(CO a/n・bHO・c(エタノール/アセトン)}(Ib)
[式中、0<x<0.9、
bは0〜10であり、
cは0〜10であり、
p>0、
q>0、
a=z(1−x)+xy−2]
を有する。
以下は、触媒系の特定の実施形態を示す:
2.1 触媒系は、
から選択される1つまたは複数の触媒遷移金属錯体をその表面に有する固体担体材料を含み、
そこで、固体担体材料は、式I
(SiO@{[Mz+ (1−x)M’y+ (OH)a+(Xn−a/n・bHO・c(AMO−溶媒)}(I)
[式中、Mz+は、Li、Ca2+、Ni2+またはMg2+から選択され、M’y+はAl3+またはFe3+であり、
0<x<0.9、
bは0〜10であり、
cは0〜10であり、
p>0、
q>0、
n−は、カーボネート、ヒドロキシド、ニトレート、ボレート、サルフェート、ホスフェートおよびハライド(F、Cl、Br、I)のアニオンから選択され、n>0(好ましくは、1〜5)であり、
a=z(1−x)+xy−2、
AMO−溶媒は、メタノール、エタノールまたはアセトンから選択される]
を有する、SiO@AMO−LDH微小球を含む。
2.2 触媒系は、
から選択される1つまたは複数の触媒遷移金属錯体をその表面に有する固体担体材料を含み、
そこで、固体担体材料は、式I
(SiO@{[Mz+ (1−x)Al3+ (OH)a+(Xn−a/n・bHO・c(AMO−溶媒)}(Ia)
[式中、Mz+は、Li、Ca2+、Ni2+またはMg2+から選択され、
0<x<0.9、
bは0〜10であり、
cは0〜10であり、
p>0、
q>0、
n−は、CO 2−、NO またはClから選択され、n>0(好ましくは、1〜5)であり、
a=z(1−x)+xy−2、
AMO−溶媒は、エタノールまたはアセトンである]
を有する、SiO@AMO−LDH微小球を含む。
本発明の任意の1つの特定の態様の好ましく、好適な任意選択の特徴は、任意の他の態様の好ましく、好適な任意選択の特徴でもある。
[実験の詳細]
〔シリカ(SiO)ナノ粒子の調製〕
(ストーバー法)
単分散させたシリカ球を、ストーバー法により合成した。オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)(以下に示す量)を、アンモニア(35重量%)、脱イオン水およびエタノールの混合溶液に添加した。白色懸濁液を、17時間激しく撹拌した。脱イオン水およびエタノールの量は一定を保った(各々30mLおよび50mL)。TEOSおよびアンモニアの量を変えて、所望の大きさのシリカ球を得た(800nm、550nmおよび300nmのシリカ球各々に対して、TEOSを13.7mL、9.15mLおよび3mLとアンモニアを15mL、10mLおよび5mL)。洗浄液がpH7になるまで、最終固体をエタノールおよび水で洗浄し、次いで終夜真空乾燥した。
(種子成長法)
種子成長は2段階合成である。第1段階は、「種子(seed)」を調製する。エタノール(4mL)中で希釈したTEOS(1mL)を、アンモニア(10mL、35重量%)およびエタノール(46mL)の混合溶液に添加し、2時間激しく撹拌した。第2段階の合成でも同じ反応条件を維持しながら、4倍量のエタノール中で希釈した、計算量のTEOSを、種子懸濁液に6mL/時の速度で添加した。TEOSをすべて添加した後、反応物をさらに2時間撹拌して、粒子が最終的な大きさに到達したことを確認した。最終固体をエタノール(240mL)で洗浄し、終夜真空乾燥した。
(シリカ@LDHナノ粒子(SiO@AMO−LDH)の調製)
シリカ@LDH粒子を、共沈法により合成した。シリカ球(100mg)を、超音波処理により脱イオン水(20mL)中に分散させた。30分後、所望のアニオン塩NaCO(0.96mmol)を溶液に添加し、超音波処理をさらに5分間行って、溶液Aを形成した。次いで、M2+(NO・6HO(0.96mmol)(M2+=Mg、Ni)およびM3+(NO・9HO(0.48mmol)(M3+=Al、Fe)を含有する水溶液(19.2mL)を、激しく撹拌しながら、溶液に60mL/時の速度で添加した。反応溶液のpHは、自動滴定装置により1M NaOHを添加して調整するか、またはアンモニア(0.8mL、35重量%)を反応開始時に添加する、「アンモニア法」によりあらかじめ調整した。得られた固体を、4000rpmで5分間の遠心分離により回収し、次いで脱イオン水(40mL)中に再分散させ、1時間撹拌した。回収および再分散を2回繰り返した。次いで、懸濁液を材料特性評価のために真空乾燥した。
(水混和性有機溶媒処理)
AMOST法では、シリカ@AMO−LDHを先の手順を用いて最初に形成する。しかし、最後の分離の前に、固体をアセトン(40mL)で洗浄し、次いで、アセトン(40mL)中に再分散させ、終夜撹拌した。次いで、懸濁液を材料特性評価のために真空乾燥した。
(シリカ@AMO−LDH(SiO@AMO−LDH)の特性評価)
様々なpHで室温にて合成したシリカ@AMO−LDH。Si NMR:pH10:δ(ppm)−108(s)、−99(s)、−86(s);pH11:δ(ppm)−135−−75。Al NMR:pH10:δ(ppm)9.6(s)、61(s);pH11:9.2(s)、56(s)。pH10で様々な温度にて合成したシリカ@AMO−LDH。SI NMR:室温:δ(ppm)−108(s)、−99(s)、−86(s);40℃:δ(ppm)−135−−75。Al NMR:室温:δ(ppm)9.6(s)、61(s);40℃:9.2(s)、56(s)。AMOST法で、室温およびpH10で合成したシリカ@AMO−LDH。Si NMR:δ(ppm)−110(s)、−101(s)、−87(s)。Al NMR:δ(ppm)9.4(s)、55(s)。
(触媒担体としてのシリカ@AMO−LDHおよびAMO−LDH)
シリカコア(SiO)(550nm)を含有する触媒担体として用いられるシリカ@AMO−LDHを、種子成長法で調製し、LDH層(Mg/Al 2:1、CO 2−アニオンを含む)をpH10で室温にて成長させ、それをAMOST法で処理した。比較のために使用したAMO−LDHは、同じ条件下で合成したLDH(Mg/Al 2:1、CO 2−アニオンを含む)であり、AMOST法で処理した。シリカ@AMO−LDHおよびAMO−LDH試料を、150℃にて6時間真空(10−2mbar)熱処理した。熱処理したシリカ@AMO−LDH(750mg)2等量およびメチルアルミノキサン(375mg)1等量をトルエン(40mL)中で、反応物を10分毎に回転させながら、80℃にて2時間加熱した。次いで、溶媒を真空除去し、無色の固体を4時間真空乾燥し、シリカ@AMO−LDH/MAOを得た。収率:89%。同様のプロセスをAMO−LDHで行った。収率:84%。最後に、シリカ@AMO−LDH/MAO(500mg)1等量および黄色[(EBI)ZrCl](12mg)0.01等量をトルエン(25mL)中で、反応物を10分毎に回転させながら、80℃にて2時間加熱した。次いで、反応混合物を放置して冷却し、固体を沈殿させた。固体の色は無色からオレンジになり、溶液は無色のままだった。次いで、溶媒を真空除去し、4時間真空乾燥し、シリカ@AMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl]を得た。収率:89%。同じ方法をAMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl]でも行った。収率:93%。
(エチレン重合試験)
触媒を、TIBA([TIBA]/[Zr]=1000)の存在下でのスラリー条件下でのエチレン重合のための触媒として作用する能力について試験した。反応を、200mLアンプル中のエチレン(2bar)で行い、触媒前駆体(10mg)をヘキサン(50mL)中に懸濁させた。油浴中で加熱することにより調整した50〜90℃にて15〜120分間反応を行った。ポリエチレン生成物をペンタン(3×50mL)で洗浄し、得られたポリエチレンを焼結ガラスフリットを通して濾過した。
温度に対してプロットした、触媒担持メタロセン錯体の重合活性を図1に示す。
50〜90℃の温度での触媒担持メタロセン錯体の重合活性を示すグラフである。(a)はAMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl]および(b)はシリカ@AMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl]である。重合条件:ヘキサン50mL、エチレン2bar、1時間、[TIBA]/[Zr]=1000。 AMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl](a)は、固定化(immobilised)[EBI(ZrCl)]に特有の鐘形の活性曲線を示し、重合に最適な温度は70〜80℃(80℃で702kgPE/molZr/時/barの活性)であることが分かる(図1)。曲線は、温度と共に成長速度が上昇し、次いで最適な温度の後、停止速度が上昇することにより説明できる。シリカ@AMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl]を80℃で使用したとき、活性は、AMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl]の活性よりも、3.5倍高く、2494kgPE/molZr/時/barである。この触媒の活性は、Gibsonスケール上で非常に高い。これらの温度を超えると、失活速度が上昇するので、予想通り、錯体の活性が急激に低下することが分かる。この顕著な結果は、階層構造の利点、即ち、シリカ球表面でのLDHの成長により、高活性触媒担体が得られることを示している。 0〜120分時の触媒担持メタロセン錯体の重合活性を示すグラフである。(a)はAMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl]および(b)はシリカ@AMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl]である。重合条件:ヘキサン50mL、エチレン2bar、1時間、[TIBA]/[Zr]。 シリカ@AMO−LDHおよびAMO−LDH担持メタロセン錯体を、0〜120分の時間スケールで、70℃でのエチレン重合について評価した(図2)。AMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl](a)は、活性の最初の増加を示し、それは15分で最高値の899kgPE/molZr/時/barに達する(図2)。この時間以降、活性は低下し、AMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl]は、活性のピークを過ぎて、拡散律速限界でほぼ安定したことが分かる。これは、触媒担体とエチレンとの相互作用を妨害し得る、重合媒体中のポリエチレンの量の急速な増加により説明できる。シリカ@AMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl](b)は、AMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl]と同様のパターンを示す(図2)。重合に最適な時間は、やはり15分であり、活性は、同じ時間でAMO−LDHより2.5倍高い、2406kgPE/molZr/時/barに達する。曲線は、拡散律速限界に達すると、完全に水平になることが予想される。 15分の重合後(a)、0.6〜1.4μmの範囲内の小さな球状粒子が試料内に存在する。これらの粒子は、一緒に凝集しているようである。成長ポリマーのストリングが見られる。1時間後、ポリマーの大きさおよび形態は、依然として均一ではない(2.8〜3.4μm)。
シリカ@AMO−LDHメタロセン触媒担体錯体を用いて製造したポリマーの(a)15分後および(b)1時間後のSEM像、(c)シリカ@LDHのSEM像である。 図3において、シリカ@AMO−LDHメタロセン触媒は、シリカ@AMO−LDH/MAO−[(EBI)ZrCl]である。画像(a)は、15分後に製造されたポリエチレン粒子を示している。1.3〜1.9μmの球状ポリマー粒子が、6.3〜10.3μmのより大きい粒子と共に試料中に存在する。ポリマーは、触媒担体の形態をある程度反映している。元のシリカ@AMO−LDHは画像(c)に示されている。1時間後(b)、個々のポリマー粒子は成長し、一緒に凝集して、27μmの非常に大きなポリマー粒子が形成された。 実施例1に従って調製し、(a)従来の水で洗浄した場合、及び(b)アセトンで洗浄した場合の、SiO@LDH微小球のXRDパターンである。 様々な形態である、(a)固体(実施例1)、(b)卵黄シェル(実施例1、40℃)および(c)中空(実施例1、pH11)のSiO@LDH微小球のTEM像である。 pH10および室温での実施例5および7によるSiO@AMO−LDH微小球の(a)Mg:Al=3:1、及び(b)Mg:Al:Fe=3:0.9:0.1のTEM像である。 実施例6による、様々な形態のMg:Ni:Al=2.7:0.3:1のSiO@AMO−LDH微小球の(a)pH=10および室温、(b)pH=10および40℃、ならびに(c)pH=11および40℃のTEM像である。
さらに、本発明での使用に適したSiO@AMO−LDHの非限定的例を以下に詳述する。
[実施例1]
シリカ球(100mg、550nm)を、超音波処理により脱イオン水(20mL)中に分散させた。30分後、NaCO(0.96mmol)を溶液に添加し、さらに5分間超音波処理を行って、溶液Aを形成した。次いで、Mg(NO・6HO(0.96mmol)およびAl(NO・9HO(0.48mmol)を含有する水溶液(19.2mL)を、室温で激しく撹拌しながら、溶液Aに60mL/時の速度で添加した。1M NaOHを添加して、反応溶液のpHが10になるように調整した。得られた固体を、4000rpmで5分間の遠心分離により回収し、次いで、脱イオン水(40mL)中に再分散させて、1時間撹拌した。回収および再分散を2回繰り返した。その後、固体をアセトン(40mL)で洗浄し、次いで、アセトン(40mL)中に再分散させ、終夜撹拌した。次いで、固体を真空乾燥した。
アセトンでの処理前に、この実施例で得られたSiO@LDHは、次式
(SiO0.04@{[Mg0.75Al0.25(OH)](CO0.125・1.34(HO)}0.05
を有する。
アセトンでの処理後に得られたSiO@AMO−LDHは、次式
(SiO0.04@{[Mg0.75Al0.25(OH)](CO0.125・0.29(HO・0.15(アセトン)]}0.05
を有する。
Mg(NO・6HOおよびAl(NO・9HOを含有する水溶液を40℃およびpH10で添加することにより、卵黄シェル粒子を得た。
Mg(NO・6HOおよびAl(NO・9HOを含有する水溶液を室温だがpH11で添加することにより、中空シェル粒子を得た。
[表面積分析]
上記のように調製したが、アセトン処理をしなかった固体SiO@LDH、卵黄シェルSiO@LDHおよび中空シェルSiO@LDHに、Brunauer−Emmett−Teller(BET)表面積分析を行った。
生成物のNBET表面積は以下の通りである:
BET表面積(m−1)において、
固体(即ち、コアシェル)SiO@LDHは107、
卵黄シェルSiO@LDHは118、
中空シェルSiO@LDHは177である。
上で報告されたBET表面積は、(A)Shaoら、Chem.Mater.2012、24、1192〜1197頁に従って調製したSiO@LDHのものおよび(B)Chenら、J.Mater.Chem.A、1、3877〜3880頁に従って調製したSiO@LDHのものと比べてそん色がないであろう。
(A)Al(OOH)で前処理したSiO微小球。
生成物はSiO@NiAl LDHである。
BET表面積(m−1)において、
固体(即ち、コアシェル)SiO微小球は42.3、
卵黄シェルSiO@LDH微小球は68、
中空シェルSiO@LDH微小球は124である。
(B)SiO微小球−前処理なし−アンモニア法。
生成物はSiO@LDHである。
BET表面積(m−1)において、
固体(即ち、コアシェル)SiO@LDH微小球は61である。
様々な厚さのLDH層を有するコアシェルSiO@LDHを、実施例1ならびに以下の実施例2および3に記載の手順に従って調製した。Mg/Alの比を変えて、LDH層の厚さを調整した。1:1のMg:Al比により、65nmの厚さのLDH層が得られることが判明し、2:1の比では、110nmの厚さのLDH層が得られることが判明し、160nmの厚さの層は、3:1のMg:Al比で得られた。TEM像を図15に示す。コアシェルSiO@LDHも、300nm、550nmおよび800nmの様々な大きさのSiO微小球を用いて、上の実施例1に記載の手順に従って調製した。TEM像を図16に示す。上記のように、(a)固体(実施例1)、(b)卵黄シェル(実施例1、40℃)および(c)中空(実施例1、pH11)の様々な形態で製造したSiO@LDHのTEM像を図17に示す。
[実施例2]
1:1のMg:AlのLDHを得るために、Mg(NO・6HO(0.72mmol)およびAl(NO・9HO(0.72mmol)を含有する水溶液(19.2mL)を、激しく撹拌しながら、溶液Aに60mL/時の速度で添加したことを除いては、実施例1の上記手順を繰り返した。
[実施例3]
3:1のMg:AlのLDHを得るために、Mg(NO・6HO(1.08mmol)およびAl(NO・9HO(0.36mmol)を含有する水溶液(19.2mL)を、激しく撹拌しながら、溶液Aに60mL/時の速度で添加したことを除いては、実施例1の上記手順を繰り返した。
1:1(実施例2)および3:1(実施例3)のMg:Al比で調製したSiO@LDH試料のXRDパターンを図12に示す。
[実施例4]
シリカ@LDH粒子を、共沈法により合成した。シリカ球(100mg、550nm)を超音波処理により脱イオン水(20mL)中に分散させた。30分後、アニオン塩NaCO(0.96mmol)をアンモニア(0.8mL、35%)含有溶液に添加し、さらに5分間超音波処理を行って、溶液Aを形成した。次いで、Mg(NO・6HO(0.96mmol)およびAl(NO・9HO(0.48mmol)を含有する水溶液(19.2mL)を、激しく撹拌しながら、溶液Aに60mL/時の速度で添加した。得られた固体を、4000rpmで5分間の遠心分離により回収し、次いで脱イオン水(40mL)中に再分散させ、1時間撹拌した。回収および再分散を2回繰り返した。その後、固体をアセトン(40mL)で洗浄し、次いで、アセトン(40mL)中に再分散させ、終夜撹拌した。次いで、固体を真空乾燥した。次いで、懸濁液を材料特性評価のために真空乾燥した。
前述の説明、特許請求の範囲および添付の図面で開示した特徴は、別個におよびそれらの任意の組合せの両方で、本発明をそれらの多様な形態で実現させるために重要であり得る。
[実施例5]
Mg:Al=3:1のシリカ@AMO−LDHを得るために、シリカ@LDH粒子を共沈法により合成し、シリカ球(100mg)を、30分間の超音波処理により脱イオン水(20mL)中に分散させ、アニオン塩NaCO(0.96mmol)を溶液に添加し、さらに5分間超音波処理を行う。最終溶液はAと称される。次いで、Mg2+(1.08mmol)およびAl3+(0.36mmol)を含有する水溶液(19.2mL)を、激しく撹拌しながら、溶液Aに60mL/時の速度で添加する。反応溶液のpHを、自動滴定装置により1M NaOHを添加して調整する。シリカ@LDHの形態をpHおよび温度により調整する。得られた固体を、5000rpmで5分間の遠心分離により回収し、次いで脱イオン水(40mL)中に再分散させ、1時間撹拌する。洗浄は2回繰り返す必要がある。最後の分離の前に、固体をアセトン(40mL)で洗浄し、終夜撹拌し、次いで、懸濁液を真空乾燥する。
[実施例6]
Mg:Ni:Al=2.7:0.3:1のシリカ@AMO−LDHを得るために、シリカ@LDH粒子を共沈法により合成し、シリカ球(100mg)を、30分間の超音波処理により脱イオン水(20mL)中に分散させ、アニオン塩NaCO(0.96mmol)を溶液に添加し、さらに5分間超音波処理を行う。最終溶液はAと称される。次いで、Mg2+(0.972mmol)、Ni2+(0.108mmol)およびAl3+(0.36mmol)を含有する水溶液(19.2mL)を、激しく撹拌しながら、溶液Aに60mL/時の速度で添加する。反応溶液のpHを、自動滴定装置により1M NaOHを添加して調整する。シリカ@LDHの形態をpHおよび温度により調整する。得られた固体を、5000rpmで5分間の遠心分離により回収し、次いで脱イオン水(40mL)中に再分散させ、1時間撹拌する。洗浄は2回繰り返す必要がある。最後の分離の前に、固体をアセトン(40mL)で洗浄し、終夜撹拌し、次いで、懸濁液を真空乾燥する。
[実施例7]
Mg:Al:Fe=3:0.9:0.1のシリカ@AMO−LDHを得るために、シリカ@LDH粒子を共沈法により合成し、シリカ球(100mg)を、30分間の超音波処理により脱イオン水(20mL)中に分散させ、アニオン塩NaCO(0.96mmol)を溶液に添加し、さらに5分間超音波処理を行う。最終溶液はAと称される。次いで、Mg2+(1.08mmol)、Al3+(0.324mmol)およびFe3+(0.036mmol)を含有する水溶液(19.2mL)を、激しく撹拌しながら、溶液Aに60mL/時の速度で添加する。反応溶液のpHを、自動滴定装置により1M NaOHを添加して調整する。続いて、シリカ@LDHの形態をpHおよび温度により調整する。得られた固体を、5000rpmで5分間の遠心分離により回収し、次いで脱イオン水(40mL)中に再分散させ、1時間撹拌する。洗浄は2回繰り返す必要がある。最後の分離の前に、固体をアセトン(40mL)で洗浄し、終夜撹拌し、次いで、懸濁液を真空乾燥する。
前述の説明、特許請求の範囲および添付の図面で開示した特徴は、別個におよびそれらの任意の組合せの両方で、本発明をそれらの多様な形態で実現させるために重要であり得る。

Claims (29)

  1. オレフィン重合触媒活性を有する少なくとも種の触媒遷移金属錯体をその表面に有する固体担体材料を含む、触媒系であって、前記固体担体材料が、式I、
    (SiO@{[Mz+ (1−x)M’y+ (OH)a+(Xn−a/n
    bHO・c(AMO−溶媒)}(I)
    [式中、Mz+およびM’y+は、2つの異なる荷電金属カチオンであり、
    Mは、Mgである、または、Mは、MgとCa、Zn、FeおよびNiから選択される1種以上の金属との混合物であり、
    M’は、Alである、または、M’は、AlとGaおよびFeから選択される1種以上の金属との混合物であり、
    =2
    y=3、
    0<x<0.9、
    bは0〜10であり、
    cは0.01〜10であり、
    p>0、
    q>0、
    n−は、アニオンであり、n>0であり、
    a=z(1−x)+xy−2、
    AMO−溶媒は、100%水混和性有機溶媒である]
    を有し、前記触媒遷移金属錯体がメタロセンである、SiO@AMO−LDH(層状複水酸化物)微小球を含む、触媒系。
  2. 前記固体担体材料が、M’がAlである、式Iを有する、請求項1に記載の触媒系。
  3. 前記固体担体材料が、MがMgである、式Iを有する、請求項1または2に記載の触媒系。
  4. 前記固体担体材料が、Xn−が、CO 2−、OH、F、Cl、Br、I、SO 2−、NO およびPO たはそれらの混合物から選択される、式Iを有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の触媒系。
  5. 前記固体担体材料が、MがMgであり、M’がAlであり、Xn−がCO である、式Iを有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の触媒系。
  6. 前記固体担体材料が、AMO−溶媒が、エタノール、アセトンおよび/またはメタノールである、式Iを有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の触媒系。
  7. 前記触媒遷移金属錯体が、ジルコニウム、チタンおよびハフニウムから選択される金属の少なくとも1つの錯体であり、前記錯体が、1つまたは複数の芳香族またはヘテロ芳香族配位子を含有する、請求項1から6のいずれか1項に記載の触媒系。
  8. 前記触媒遷移金属錯体が、ジルコニウムまたはハフニウムを含有するメタロセンである、請求項1から7のいずれか1項に記載の触媒系。
  9. 前記触媒遷移金属錯体が、
    から選択される、少なくとも1種の化合物である、請求項1から8のいずれか1項に記載の触媒系。
  10. 前記固体担体材料アルキルアルミノキサン、またはトリイソブチルアルミニウム(TIBA)、トリエチルアルミニウム(TEA)もしくは塩化ジエチルアルミニウム(DEAC)で処理された材料である、請求項1から9のいずれか1項に記載の触媒系。
  11. 前記アルキルアルミノキサンが、メチルアルミノキサン(MAO)または修飾メチルアルミノキサン(MMAO)である、請求項10に記載の触媒系。
  12. (a)式(I)
    (SiO@{[Mz+ (1−x)M’y+ (OH)a+(Xn−a/n・bHO・
    c(AMO−溶媒)}(I)
    [式中、Mz+およびM’y+は、2つの異なる荷電金属カチオンであり、
    Mは、Mgである、または、Mは、MgとCa、Zn、FeおよびNiから選択される1種以上の金属との混合物であり、
    M’は、Alである、または、M’は、AlとGaおよびFeから選択される1種以上の金属との混合物であり、
    =2
    y=3、
    0<x<0.9、
    bは0〜10であり、
    cは0.01〜10であり、
    p>0、
    q>0、
    n−はアニオンであり、n>0であり、
    a=z(1−x)+xy−2、
    AMO−溶媒は、水混和性有機溶媒である]
    を有する、SiO@AMO−LDH微小球を含む固体担体材料を得るステップと、
    (b)前記SiO@AMO−LDH微小球を、オレフィン重合触媒活性を有する少なくとも1種の触媒遷移金属錯体で処理するステップと
    を含み、前記触媒遷移金属錯体がメタロセンである、請求項1に記載の触媒系を製造する方法。
  13. 前記固体担体材料が、M’がAlである、式Iを有する、請求項12に記載の方法。
  14. 前記固体担体材料が、MがMgである、式Iを有する、請求項12または13に記載の方法。
  15. 前記固体担体材料が、Xn−が、CO 2−、OH、F、Cl、Br、I、SO 2−、NO およびPO たはそれらの混合物から選択される、式Iを有する、請求項12から14のいずれか1項に記載の方法。
  16. 前記固体担体材料が、MがMgであり、M’がAlであり、Xn−がCO である、式Iを有する、請求項12から15のいずれか1項に記載の方法。
  17. 前記固体担体材料が、AMO−溶媒が、エタノール、アセトンおよび/またはメタノールである、式Iを有する、請求項12から16のいずれか1項に記載の方法。
  18. 前記触媒遷移金属錯体が、ジルコニウム、チタンおよびハフニウムから選択される金属の少なくとも1つの錯体であり、前記錯体が、1つまたは複数の芳香族またはヘテロ芳香族配位子を含有する、請求項12から17のいずれか1項に記載の方法。
  19. 前記触媒遷移金属錯体が、ジルコニウムまたはハフニウムを含有するメタロセンである、請求項12から18のいずれか1項に記載の方法。
  20. 前記触媒遷移金属錯体が、
    から選択される、少なくとも1種の化合物である、請求項12から19のいずれか1項に記載の方法。
  21. 前記処理ステップ(b)の前に、前記SiO@AMO−LDH微小球を焼成するステップをさらに含む、請求項12から20のいずれか1項に記載の方法。
  22. 前記処理ステップ(b)の前に、前記焼成したSiO@AMO−LDHをアルキルアルミノキサンで処理するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
  23. 前記アルキルアルミノキサンが、メチルアルミノキサン(MAO)または修飾メチルアルミノキサン(MMAO)である、請求項22に記載の方法。
  24. ホモポリマーおよび/またはコポリマーを製造するための少なくとも1種のオレフィンの重合および/または共重合における触媒としての、請求項1から11のいずれか1項に記載の触媒系の使用。
  25. 前記コポリマーが、(4〜8C)αオレフィンを1〜10重量%含む、請求項24に記載の使用。
  26. 請求項1から11のいずれか1項に記載の触媒系の存在下で、オレフィンモノマーを反応させることを含む、ポリエチレンホモポリマーまたはポリエチレンコポリマーを形成する方法。
  27. オレフィンを請求項1から11のいずれか1項に記載の触媒系と接触させることを含む、オレフィンポリマーを製造する方法。
  28. 前記オレフィンがエチレンである、請求項27に記載の方法。
  29. 50〜100℃の温度で行われる、請求項27または28に記載の方法。
JP2017535735A 2015-01-06 2016-01-06 SiO2層状複水酸化物微小球、およびエチレン重合用の触媒担体としてのその使用 Active JP6695341B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1500111.8 2015-01-06
GB201500111 2015-01-06
PCT/GB2016/050025 WO2016110699A2 (en) 2015-01-06 2016-01-06 Sio2-layered double hydroxide microspheres and their use as catalyst supports in ethylene polymerisation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018504485A JP2018504485A (ja) 2018-02-15
JP6695341B2 true JP6695341B2 (ja) 2020-05-20

Family

ID=55129990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017535735A Active JP6695341B2 (ja) 2015-01-06 2016-01-06 SiO2層状複水酸化物微小球、およびエチレン重合用の触媒担体としてのその使用

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10221259B2 (ja)
EP (1) EP3245235B1 (ja)
JP (1) JP6695341B2 (ja)
KR (1) KR20170102956A (ja)
CN (1) CN107108799B (ja)
SG (1) SG11201705079RA (ja)
WO (1) WO2016110699A2 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201407000D0 (en) 2014-04-17 2014-06-04 Isis Innovation Catalysts
SG11201705078TA (en) 2015-01-06 2017-07-28 Scg Chemicals Co Ltd SIO<sb>2</sb>-LAYERED DOUBLE HYDROXIDE MICROSPHERES AND METHODS OF MAKING THEM
GB201512452D0 (en) * 2015-07-16 2015-08-19 Scg Chemicals Co Ltd Inorganic porous framework -layered double hydroxide core-shell materials as catalyst supports in ethylene polymerisation
GB201608384D0 (en) 2016-05-12 2016-06-29 Scg Chemicals Co Ltd Unsymmetrical metallocene catalysts and uses thereof
US20190383712A9 (en) * 2017-07-31 2019-12-19 Abbvie Inc. High Throughput Methods for Screening Chemical Reactions Using Reagent-Coated Bulking Agents
CN109836517B (zh) * 2017-11-28 2021-07-02 中国石油天然气股份有限公司 烯烃催化用硅胶载体的制备方法
CN109833858B (zh) * 2017-11-28 2022-01-25 中国石油天然气股份有限公司 烯烃催化剂用载体硅胶的制备方法
GB202106951D0 (en) * 2021-05-14 2021-06-30 Scg Chemicals Co Ltd Catalyst supports and uses thereof
US11746164B1 (en) 2022-07-29 2023-09-05 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Method of making a polyolefin nanocomposite
TWI833410B (zh) * 2022-10-31 2024-02-21 中原大學 奈米複合材料及其合成方法

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI85981C (fi) 1989-12-28 1992-06-25 Neste Oy Foerfarande foer framstaellning av en prokatalytkomposition avsedd foer polymerisering av olefiner samt anvaendning av kompositionen.
JP3110526B2 (ja) * 1991-11-08 2000-11-20 水澤化学工業株式会社 ハイドロタルサイト被覆粒子、その製法及び樹脂用配合剤
ATE177436T1 (de) 1992-08-15 1999-03-15 Targor Gmbh Verfahren zur herstellung von polyolefinen
DE4333128A1 (de) 1993-09-29 1995-03-30 Hoechst Ag Verfahren zur Herstellung von Polyolefinen
DE4333569A1 (de) 1993-10-01 1995-04-06 Hoechst Ag Verfahren zur Olefinpolymerisation
US6143686A (en) 1994-08-03 2000-11-07 Exxon Chemical Patents, Inc. Supported ionic catalyst compositions
MY112177A (en) 1994-09-30 2001-04-30 Mitsui Chemicals Inc Olefin polymerization catalyst and process for olefin polymerization
DE69500763T2 (de) 1994-10-13 1998-03-26 Japan Polyolefins Co Ltd Katalysatorkomponent zur Olefinpolymerisation, dieses enthaltenden Katalysator und Verfahren zur Olefinpolymerisation in Gegenwart dieses Katalysators
FI971565A (fi) 1997-04-14 1998-10-15 Borealis As Olefiinien polymerointiin tarkoitettujen katalysaattorisysteemien substituoituja metalloseeniyhdisteitä, niiden välituotteet ja valmistusmenetelmä
EP0914323B1 (en) 1997-03-29 2003-08-06 Basell Polyolefine GmbH Metallocenes and catalysts for polymerization of olefins
NL1008003C2 (nl) * 1998-01-09 1999-07-12 Tno Nanocomposiet-materiaal.
ES2188047T3 (es) 1998-03-09 2003-06-16 Basell Polyolefine Gmbh Compuestos de circonoceno puenteados, procedimiento para su preparacion y su empleo como componentes catalizadores en la polimerizacion de olefinas.
DE19813656A1 (de) 1998-03-27 1999-09-30 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Übergangsmetallverbindung
DE19813657A1 (de) 1998-03-27 1999-09-30 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Katalysatorsystem, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung zur Polymerisation von Olefinen
JP4195138B2 (ja) 1998-12-10 2008-12-10 出光興産株式会社 アルミニウムオキシ化合物、オレフィン重合用触媒成分及びポリオレフィンの製造方法
US6469188B1 (en) 1999-01-20 2002-10-22 California Institute Of Technology Catalyst system for the polymerization of alkenes to polyolefins
US6833945B2 (en) 2000-01-06 2004-12-21 Raytheon Company Rubidium titanyl arsenate-silver gallium selenide tandem optical parametric oscillator
DE10028432A1 (de) * 2000-06-13 2001-12-20 Basell Polyolefine Gmbh Auf calciniertes Hydrotalcit geträgerter Katalysatorfeststoff zur Olefinpolymerisation
US20050182266A1 (en) 2002-06-12 2005-08-18 Schulte Jorg L. Transition metal componds their preparation and their use in catalyst systems for the polymerization and copolymerization of olefins
US7964679B2 (en) 2005-05-03 2011-06-21 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Process for the polymerization of alpha olefins
US7598329B2 (en) 2005-11-04 2009-10-06 Ticona Gmbh Process for manufacturing ultra high molecular weight polymers using novel bridged metallocene catalysts
US7576163B2 (en) 2006-03-31 2009-08-18 Chevron Phillips Chemical Company, Lp Polymerization catalysts for producing polymers with low levels of long chain branching
CN100554288C (zh) * 2007-10-30 2009-10-28 中山大学 有机改性LDHs负载苊二亚胺镍催化剂原位制备聚乙烯-LDHs纳米复合材料的方法
WO2009069822A1 (ja) 2007-11-30 2009-06-04 Sumitomo Chemical Company, Limited オレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造方法
EP2220101B1 (en) 2007-12-18 2018-09-19 Basell Polyolefine GmbH Transition metal compounds
EP2360191B2 (en) 2008-11-11 2020-01-22 Tosoh Finechem Corporation Solid polymethylaluminoxane composition and process for producing same
ZA201000350B (en) * 2009-02-05 2010-12-29 Univ Pretoria A degradable polymeric material
GB0918736D0 (en) 2009-10-26 2009-12-09 Isis Innovation Catalysts
CN102869684B (zh) 2010-05-11 2015-12-02 东曹精细化工株式会社 固体状载体-聚甲基铝氧烷复合体、其制造方法、烯烃类的聚合催化剂和聚烯烃类的制造方法
US8629292B2 (en) 2010-10-07 2014-01-14 Chevron Phillips Chemical Company Lp Stereoselective synthesis of bridged metallocene complexes
CN102294209B (zh) 2011-06-13 2012-10-17 北京化工大学 一种水滑石空心微球的制备方法
US9340630B2 (en) 2012-03-28 2016-05-17 Tosoh Finechem Corporation Method for manufacturing a small particle diameter product of solid polymethylaluminoxane composition
EP2706040A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-12 Baden-Württemberg Stiftung gGmbH Particle for recovering an anion from an aqueous solution
GB201217351D0 (en) * 2012-09-28 2012-11-14 Scg Chemicals Co Ltd Catalyst systems
CN103525363B (zh) * 2013-09-30 2015-01-28 东南大学 一种核壳型红外复合材料及其制备方法
GB201407000D0 (en) 2014-04-17 2014-06-04 Isis Innovation Catalysts
JP2017535647A (ja) 2014-11-13 2017-11-30 エスシージー ケミカルズ カンパニー,リミテッド 触媒
EP3218385B1 (en) 2014-11-13 2019-01-23 SCG Chemicals Co., Ltd. Metallocenes and their use as polymerization catalysts
GB201420215D0 (en) 2014-11-13 2014-12-31 Scg Chemicals Co Ltd Catalysts
SG11201705078TA (en) 2015-01-06 2017-07-28 Scg Chemicals Co Ltd SIO<sb>2</sb>-LAYERED DOUBLE HYDROXIDE MICROSPHERES AND METHODS OF MAKING THEM

Also Published As

Publication number Publication date
US20180022839A1 (en) 2018-01-25
US10221259B2 (en) 2019-03-05
JP2018504485A (ja) 2018-02-15
CN107108799B (zh) 2020-07-21
EP3245235B1 (en) 2022-08-03
WO2016110699A3 (en) 2016-09-01
CN107108799A (zh) 2017-08-29
WO2016110699A2 (en) 2016-07-14
SG11201705079RA (en) 2017-07-28
KR20170102956A (ko) 2017-09-12
EP3245235A2 (en) 2017-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6695341B2 (ja) SiO2層状複水酸化物微小球、およびエチレン重合用の触媒担体としてのその使用
JP6600722B2 (ja) 触媒システム
EP3322738B1 (en) Inorganic porous framework - layered double hydroxide core-shell materials as catalyst supports in ethylene polymerisation
JP4767416B2 (ja) 砕けやすい噴霧乾燥した凝集担体およびその上に担持されたオレフィン重合触媒の製造方法
BR112014013159B1 (pt) Polímeros com cadeia longa ramificada e métodos de produção do mesmo
JPH09500663A (ja) 触媒用支持体、触媒用支持体の前駆体ゲルの製造方法、触媒用支持体の調製方法、オレフィン重合用触媒及び該触媒によるオレフィンの重合方法
PT1401890E (pt) Catalisadores de polimerização de metal de transiçãoaglomerado- suporte de crómio e processos para utilização dos mesmos
Buffet et al. Ethylene polymerisation using solid catalysts based on layered double hydroxides
CN111278870A (zh) 固体载体材料
Sachse et al. Improved silica–titania catalysts by chitin biotemplating
CN102731687B (zh) 一种负载型茂金属催化剂及其制备方法
KR20120120178A (ko) 이염화마그네슘-물 부가물 및 그로부터 수득되는 촉매 성분
MXPA99011760A (es) Compuestos naftopiranos substituidos fotocromicos.
CN105524193B (zh) 一种负载型茂金属催化剂及其制备方法
WO2004101630A1 (fr) Composant de pro-catalyseur destine a la polymerisation d&#39;ethylene, procede de fabrication correspondant et catalyseur le contenant
CN111100223A (zh) 利用喷雾干燥法制备的聚烯烃催化剂和及其制备方法和应用
BR112014002801B1 (pt) Produtos de adução de dicloreto-etanol magnésio, seu processo de preparação e processo para a polimerização de olefinas utilizando os referidos produtos
Cheng et al. Preparation of P (St-co-MAA)/CeO 2 composite microspheres via surface carboxyl oxidation followed by in situ chemical deposition of CeO 2 and their catalytic application on oxidative degradation of methyl orange
TW202146471A (zh) 觸媒之製法及觸媒組成物
EP4097153A1 (en) Process for preparing catalysts and catalyst compositions
CN106467587B (zh) 用于乙烯聚合制备聚乙烯的催化剂的制备方法
WO2012174691A1 (zh) 一种乙烯聚合催化剂及制备和应用
RU2557661C2 (ru) Способ полимеризации олефинов
US20230399420A1 (en) Clay composite support-activators and catalyst compositions
CN111100224B (zh) 乙烯聚合的方法和聚乙烯

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181213

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190925

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191017

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200107

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200324

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200421

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6695341

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250