JP6829884B2 - Ziegler-Natta catalyst with cyclobutane dicarboxylic acid esters as electron donors - Google Patents

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

Description

本発明はチーグラーナッタ触媒における新規なノンフタレート系電子供与体、これを用いた重合用触媒に関する。 The present invention relates to a novel non-phthalate electron donor in a Ziegler-Natta catalyst, and a polymerization catalyst using the present invention.

ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンは多種多様な工業製品に利用されている汎用樹脂である。工業製品には欠かせない材料である。ポリオレフィンはエチレンやプロピレン等のオレフィン類を各種触媒の存在下に重合して得られ、このような触媒としてチーグラーナッタ触媒が代表的である。 Polyolefins such as polyethylene and polypropylene are general-purpose resins used in a wide variety of industrial products. It is an indispensable material for industrial products. Polyolefins are obtained by polymerizing olefins such as ethylene and propylene in the presence of various catalysts, and Ziegler-Natta catalysts are typical such catalysts.

非特許文献1に記載されているように、現在、工業的に普及しているチーグラーナッタ触媒は、1970年代に開発されたMgCl担持型TiCl型チーグラーナッタ触媒(以下「Mg/Ti触媒」)を基本形としている。現在特にプロピレン重合に用いられるMg/Ti触媒は、電子供与体としてフタル酸エステル類を使用することによって高活性・高立体特異性を実現したものである。現在では、高活性Mg/Ti触媒の電子供与体として、触媒調製時に添加するいわゆる内部ドナーとしてのフタル酸エステル類と、重合系内に直接添加するいわゆる外部ドナーとしてのアルコキシシラン類の組み合わせが最も効果的であることが判明している。 As described in Non-Patent Document 1, the Ziegler-Natta catalyst currently widely used industrially is the MgCl 2- supported TiCl type 4 Ziegler-Natta catalyst (hereinafter referred to as "Mg / Ti catalyst") developed in the 1970s. ) Is the basic form. The Mg / Ti catalysts currently used especially for propylene polymerization have achieved high activity and high stereospecificity by using phthalates as electron donors. At present, as an electron donor of a highly active Mg / Ti catalyst, a combination of phthalates as so-called internal donors added at the time of catalyst preparation and alkoxysilanes as so-called external donors added directly into the polymerization system is the most suitable. It has proven to be effective.

このような電子供与体を用いた高活性Mg/Ti触媒は、特許文献1、特許文献2、特許文献3などの多数の刊行物に記載されている。 Highly active Mg / Ti catalysts using such electron donors are described in many publications such as Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3.

本発明者自身も、非特許文献2にて、工業的に利用されている、内部ドナーとしてフタル酸ジブチル(DBP)、外部ドナーとしてシクロへキシルメチルジメトキシシラン(CMDMS)を用いた高活性Mg/Ti触媒と、これを用いて製造されたエチレン・1−ヘキサン共重合体について考察している。 The present inventor himself also uses highly active Mg / using dibutyl phthalate (DBP) as an internal donor and cyclohexylmethyldimethoxysilane (CMDMS) as an external donor, which are industrially used in Non-Patent Document 2. The Ti catalyst and the ethylene / 1-hexane copolymer produced by using the Ti catalyst are considered.

しかしながら、近年、フタル酸エステル類をはじめとする可塑剤の安全性が疑問視されるようになり、各種可塑剤の使用が各国で規制される傾向にある。例えば欧州の規則であるREACH(Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals)は2013年までに、フタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジイソブチル(DIBP)、フタル酸ジペンチル(DPP)、フタル酸n−ペンチルイソペンチル(PIPP)、フタル酸ジペンチル(DIPP)、1,2−ベンゼンジカルボン酸ジペンチルエステル(分岐、直鎖)、フタル酸ベンジルブチル(BBP)、フタル酸ジヘキシル(DHP)、1,2−ベンゼンジカルボン酸ジC6ー8分岐アルキルエステル(Cリッチ)、フタル酸ビス(2 ーエチルヘキシル)(DEHP)、1,2−ベンゼンジカルボン酸ジC7ー11分岐及び直鎖アルキルエステルの玩具への使用を制限しており、これらのフタル酸エステル類が成形品に含まれる場合には、その含有量を制限値以内とすること、成形品の届け出等の様々な義務が課せられている。このためこうした規制や義務を回避するため、近年はフタル酸エステルを含まない樹脂成形品が求められている。 However, in recent years, the safety of plasticizers such as phthalates has been questioned, and the use of various plasticizers tends to be regulated in each country. For example, the European regulation REACH (Registration, Evolution, Autrationation and Restriction of Chemicals) by 2013 is dibutyl phthalate (DBP), diisobutyl phthalate (DIBP), dipentyl phthalate (DPP), n-pentyl phthalate. Isopentyl (PIPP), Dipentyl phthalate (DIPP), 1,2-benzenedicarboxylic acid dipentyl ester (branched, linear), benzylbutyl phthalate (BBP), dihexyl phthalate (DHP), 1,2-benzenedicarboxylic di C 6 over 8 branched alkyl ester (C 7 rich), the use of phthalic acid bis (2-ethylhexyl) (DEHP), 1,2-benzene dicarboxylic acid di C 7 over 11 branched and straight chain alkyl ester to toys When these phthalates are contained in a molded product, various obligations such as keeping the content within the limit value and notifying the molded product are imposed. Therefore, in order to avoid such regulations and obligations, resin molded products containing no phthalate ester have been required in recent years.

高活性Mg/Ti触媒の存在下でオレフィンを重合する場合、得られたポリオレフィンに残留する触媒の量は極めて微量であるため、現行のポリオレフィンの製造工程では得られたポリオレフィンから触媒残渣を除去する工程を設けない。したがって、フタル酸エステル類を電子供与体とするMg/Ti触媒を用いて製造されたポリオレフィン類には理論上はフタル酸エステル類が含まれていることになる。このようなポリオレフィン製品は各国の規制に照らして潜在的なリスクを有しているから、その市場価値は低下している。 When olefins are polymerized in the presence of a highly active Mg / Ti catalyst, the amount of catalyst remaining in the obtained polyolefin is extremely small, so the catalyst residue is removed from the obtained polyolefin in the current polyolefin manufacturing process. No process is provided. Therefore, the polyolefins produced by using the Mg / Ti catalyst using the phthalates as the electron donor theoretically contain the phthalates. The market value of such polyolefin products is declining because they carry potential risks in the light of national regulations.

そこで、フタル酸エステル類を全く含有しないポリオレフィンを製造するためのオレフィン重合触媒、すなわち、電子供与体をフタル酸エステル類以外の化合物で代替した新たなMg/Ti触媒の開発が盛んに行なわれている。 Therefore, olefin polymerization catalysts for producing polyolefins containing no phthalates, that is, new Mg / Ti catalysts in which the electron donor is replaced with a compound other than phthalates has been actively developed. There is.

Mg/Ti触媒の電子供与体として有効なフタル酸エステル以外の電子供与体(以下、「ノンフタレート系ドナー」)として、これまでに、マロン酸エステル(特許文献4)、β−置換グルタル酸エステル(特許文献5)、置換マレイン酸エステル(特許文献6)、β−ケト−エステル誘導体(特許文献7)、コハク酸エステル(特許文献8)、ポリオールエステル(特許文献9)、二塩基性エステル化合物(特許文献10)、特殊な環状エステル化合物(特許文献11、12)などが報告されている。フタル酸エステル類の使用規制が進む中で、工業的に有利なノンフタレート系ドナーの開発は今後ますます盛んになると思われる。 As electron donors other than phthalates that are effective as electron donors for Mg / Ti catalysts (hereinafter, "non-phthalate donors"), malonic acid esters (Patent Document 4) and β-substituted glutarates have been used. (Patent Document 5), substituted maleic acid ester (Patent Document 6), β-keto-ester derivative (Patent Document 7), succinic acid ester (Patent Document 8), polyol ester (Patent Document 9), dibasic ester compound. (Patent Document 10), special cyclic ester compounds (Patent Documents 11 and 12) and the like have been reported. As the use of phthalates is regulated, the development of industrially advantageous non-phthalate donors is expected to become more active in the future.

ところで、非特許文献3には、ポリイミドの原料として有効な生物由来の芳香族基含有カルボン酸のジエステルとして、桂皮酸誘導体の光二量体が記載されている。非特許文献3には上記桂皮酸誘導体の光二量体の製造例として、以下の4,4−ジアミノ−α−トルキシル酸ジエステルの合成経路が記載されている。 By the way, Non-Patent Document 3 describes a photodimer of a cinnamic acid derivative as a diester of a biologically-derived aromatic group-containing carboxylic acid effective as a raw material for polyimide. Non-Patent Document 3 describes the following synthetic route of 4,4-diamino-α-torxylate diester as an example of producing a photodimer of the cinnamic acid derivative.

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「ポリオレフィン これまで、そしてこれから」2006 高分子学会中国四国支部 第32回高分子講座要旨集"Polyolefins so far and in the future" 2006 Chugoku-Shikoku Branch of the Society of Polymer Science, Japan 32nd Polymer Course Abstracts “Multilateral characterization for industrial Ziegler−Natta catalysts toward elucidation of structure−performance relationship”T.Taniike, T.Funako, M.Terano, Journal of Catalysis 311 (2014) 33−40"Multilateral characterization for industrial Ziegler-Natta catalysts toward characterization of structure-performance reservation ship" T.K. Taniike, T.M. Funako, M.M. Terrano, Journal of Catalysis 311 (2014) 33-40 ”Biobased Polyamides from 4−Aminocinnamic Acid Photodimer”P.Suvannasara, S.Tateyama, A.Miyasato, K.Matsumira, T.Shimoda, T.Ito, Y.Yamagata, T.fujita, N.Takaya, T.Kaneko, Macromolecules 2014, 47, 1586−1593"Biobased Polyamides from 4-Aminocinnamic Acid Photodimer" P.I. Subannasara, S.A. Tateyama, A. Miyasato, K.K. Matsumira, T.M. Shimoda, T.K. Ito, Y. Yamagata, T.M. Fujita, N.K. Takaya, T.M. Kaneko, Macromolecules 2014, 47, 1586-1393

特開平10−218932号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-21893 特開2001−151816号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-151816 特開2000−297104号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-297104 国際公開第98/56830号(WO98/56830A2)International Publication No. 98/56830 (WO98 / 56830A2) 国際公開第00/55215号(WO00/55215 A1)International Publication No. 00/55215 (WO00 / 55215 A1) 国際公開第03/022894号(WO03/022894 A1)International Publication No. 03/022894 (WO03 / 022894 A1) 国際公開第2005/097841号(WO2005/097841 A1)International Publication No. 2005/097841 (WO2005 / 097841 A1) 国際公開第00/63261号(WO00/63261A1)International Publication No. 00/63261 (WO00 / 63261A1) 国際公開第03/068828号(WO03/068828 A1)International Publication No. 03/06828A (WO03 / 068828 A1) 国際公開第2005/105858号(WO2005/105858 A1)International Publication No. 2005/108588 (WO2005 / 105858 A1) 国際公開第2006/077945号(WO2006/077946 A1)International Publication No. 2006/077945 (WO2006 / 077946 A1) 国際公開第2006/077946号(WO 2006/077945 A1)International Publication No. 2006/077946 (WO 2006/077945 A1)

非特許文献3に記載されたシクロブタンジカルボン酸エステル類の用途はポリイミドの原料に限られる。上述の非特許文献1、2や特許文献1〜12をはじめとして、これまでにポリイミドの原料としてのシクロブタンジカルボン酸エステル類をオレフィン重合用触媒に関連づけて検討した例は皆無である。 The applications of cyclobutanedicarboxylic acid esters described in Non-Patent Document 3 are limited to polyimide raw materials. Including the above-mentioned Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Documents 1 to 12, there have been no examples of examining cyclobutanedicarboxylic acid esters as a raw material for polyimide in relation to a catalyst for olefin polymerization.

しかしながら本発明者は、従来の知見から離れて、上記シクロブタンジカルボン酸エステル類が従来のチーグラーナッタ触媒のフタル酸エステル系電子供与体を代替し得る可能性を想起した。そこで本発明者はシクロブタンジカルボン酸エステル類のMg/Ti触媒の電子供与体としての有効性を検証した。 However, the present inventor, apart from the conventional knowledge, recalled the possibility that the cyclobutane dicarboxylic acid esters could replace the phthalate electron donor of the conventional Ziegler-Natta catalyst. Therefore, the present inventor has verified the effectiveness of cyclobutanedicarboxylic acid esters as an electron donor for Mg / Ti catalysts.

その結果、驚くべきことに、シクロブタンジカルボン酸エステル類がMg/Ti触媒の電子供与体として有効であり、近年工業的に求められている新規のノンフタレート系ドナーに属することを発見した。すなわち本発明は以下のものである。 As a result, it was surprisingly discovered that cyclobutanedicarboxylic acid esters are effective as electron donors for Mg / Ti catalysts and belong to a novel non-phthalate donor that has been industrially sought after in recent years. That is, the present invention is as follows.

(発明1)(A)マグネシウム化合物、チタン化合物及び電子供与体としてのシクロブタンジカルボン酸エステル類を接触させて得られる、オレフィン類重合用触媒の固体触媒成分。
(発明2)上記(A)固体触媒成分、(B)有機アルミニウム化合物、および(C)外部電子供与体を含有する、オレフィン類重合用触媒。
(発明3)発明2のオレフィン類重合用触媒の存在下にオレフィン類の重合を行う、ポリオレフィンの製造方法。
(発明4)発明3のポリオレフィンの製造方法により得られるポリオレフィン。
(Invention 1) (A) A solid catalyst component of a catalyst for olefin polymerization, which is obtained by contacting a magnesium compound, a titanium compound, and cyclobutanedicarboxylic acid esters as electron donors.
(Invention 2) A catalyst for olefin polymerization, which comprises the above (A) solid catalyst component, (B) organoaluminum compound, and (C) external electron donor.
(Invention 3) A method for producing a polyolefin, wherein the olefins are polymerized in the presence of the olefin polymerization catalyst of the invention 2.
(Invention 4) A polyolefin obtained by the method for producing a polyolefin according to Invention 3.

本発明のオレフィン類重合用触媒の調製方法を模式的に示すフローチャート。The flowchart which shows typically the method of preparing the catalyst for olefin polymerization of this invention. 実施例1で得られた固体触媒成分(A)のSEM像(40倍)。SEM image (40 times) of the solid catalyst component (A) obtained in Example 1. 実施例1で得られた固体触媒成分(A)のSEM像(100倍)。SEM image (100 times) of the solid catalyst component (A) obtained in Example 1. 実施例1で得られた固体触媒成分(A)のSEM像(1000倍)。SEM image (1000 times) of the solid catalyst component (A) obtained in Example 1. 実施例1で得られた固体触媒成分(A)のSEM像(10000倍)。SEM image (10000 times) of the solid catalyst component (A) obtained in Example 1.

[(A)固体触媒成分]
本発明のオレフィン類重合用触媒の固体触媒成分(A)(以下、「(A)固体触媒成分」)は、マグネシウム化合物、チタン化合物及び電子供与体としてのシクロブタンジカルボン酸エステル類を接触させることによって調製される。本発明の(A)固体触媒成分は従来電子供与体として使用されていなかったシクロブタンジカルボン酸エステル類を含有する点で、新規なオレフィン類重合用触媒の固体触媒成分である。
[(A) Solid catalyst component]
The solid catalyst component (A) (hereinafter, "(A) solid catalyst component") of the catalyst for olefin polymerization of the present invention is brought into contact with a magnesium compound, a titanium compound, and cyclobutanedicarboxylic acid esters as electron donors. Prepared. The solid catalyst component (A) of the present invention is a novel solid catalyst component of an olefin polymerization catalyst in that it contains cyclobutane dicarboxylic acid esters that have not been conventionally used as electron donors.

オレフィン重合用触媒の固体触媒成分はマグネシウム化合物、チタン化合物及び電子供与体を接触させることによって調製され、マグネシウム化合物、チタン化合物及び電子供与体に由来する原子が固体触媒成分の内部および表層を構成する様子を化学式や組成式などの一律な形式で表現することは現在のところ不可能である。 The solid catalyst component of the olefin polymerization catalyst is prepared by contacting the magnesium compound, the titanium compound and the electron donor, and the atoms derived from the magnesium compound, the titanium compound and the electron donor constitute the inside and the surface layer of the solid catalyst component. At present, it is impossible to express the situation in a uniform form such as a chemical formula or a composition formula.

本発明の固体触媒成分(A)の調製に用いられるマグネシウム化合物としては、例えば、ハロゲン化マグネシウム、ジアルキルマグネシウム、ハロゲン化アルキルマグネシウム、ジアルコキシマグネシウム、ジアリールオキシマグネシウム、ハロゲン化アルコキシマグネシウムおよび脂肪酸マグネシウム等を用いることができる。 Examples of the magnesium compound used for the preparation of the solid catalyst component (A) of the present invention include magnesium halide, dialkylmagnesium, alkylmagnesium halide, dialkoxymagnesium, diallyloxymagnesium, alkoxymagnesium halide and magnesium fatty acid. Can be used.

上記ハロゲン化マグネシウムとしては、例えば、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、沃化マグネシウムおよび弗化マグネシウムを使用することができる。 As the magnesium halide, for example, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide and magnesium fluoride can be used.

上記ジアルキルマグネシウムとしては、例えば、ジメチルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、エチルメチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウム、メチルプロピルマグネシウム、エチルプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ブチルメチルマグネシウムおよびブチルエチルマグネシウム等を使用することができる。これらのジアルキルマグネシウムは、金属マグネシウムをハロゲン含有化合物の存在下にアルコールと反応させて得られるものでもよい。 As the dialkylmagnesium, for example, dimethylmagnesium, diethylmagnesium, ethylmethylmagnesium, dipropylmagnesium, methylpropylmagnesium, ethylpropylmagnesium, dibutylmagnesium, butylmethylmagnesium, butylethylmagnesium and the like can be used. These dialkylmagnesiums may be obtained by reacting metallic magnesium with an alcohol in the presence of a halogen-containing compound.

上記ハロゲン化アルキルマグネシウムとしては、例えば、エチル塩化マグネシウム、プロピル塩化マグネシウムおよびブチル塩化マグネシウム等を使用することができる。これらのハロゲン化アルキルマグネシウムは、金属マグネシウムをハロゲン化炭化水素あるいはアルコールと反応させて得られるものでもよい。 As the above-mentioned alkyl magnesium halide, for example, ethyl magnesium chloride, propyl magnesium chloride, butyl magnesium chloride and the like can be used. These alkyl magnesium halides may be obtained by reacting metallic magnesium with a halogenated hydrocarbon or an alcohol.

上記ジアルコキシマグネシウムあるいはジアリールオキシマグネシウムとしては、例えば、ジメトキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウム、ジプロポキシマグネシウム、ジブトキシマグネシウム、ジフェノキシマグネシウム、エトキシメトキシマグネシウム、エトキシプロポキシマグネシウムおよびブトキシエトキシマグネシウム等を使用することができる。上記ハロゲン化アルコキシマグネシウムとしては、例えば、メトキシ塩化マグネシウム、エトキシ塩化マグネシウム、プロポキシ塩化マグネシウムおよびブトキシ塩化マグネシウム等を使用することができる。上記脂肪酸マグネシウムとしては、例えば、ラウリル酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、オクタン酸マグネシウムおよびデカン酸マグネシウム等を使用することができる。 As the dialkoxymagnesium or diaryloxymagnesium, for example, dimethoxymagnesium, diethoxymagnesium, dipropoxymagnesium, dibutoxymagnesium, diphenoxymagnesium, ethoxymethoxymagnesium, ethoxypropoxymagnesium, butoxyethoxymagnesium and the like can be used. .. As the halogenated alkoxymagnesium, for example, methoxymagnesium chloride, ethoxymagnesium chloride, propoxymagnesium chloride, butoxymagnesium chloride and the like can be used. As the fatty acid magnesium, for example, magnesium laurate, magnesium stearate, magnesium octanate, magnesium decanoate and the like can be used.

本発明の固体触媒成分(A)の調製に用いられるマグネシウム化合物としては、ハロゲン化マグネシウムまたはジアルコキシマグネシウムが好ましく、塩化マグネシウム、ジエトキシマグネシウムまたはジプロポキシマグネシウムが特に好ましい。 As the magnesium compound used for the preparation of the solid catalyst component (A) of the present invention, magnesium halide or dialkoxymagnesium is preferable, and magnesium chloride, diethoxymagnesium or dipropoxymagnesium is particularly preferable.

前記マグネシウム化合物は、固体触媒成分(A)の調製の際、1種もしくは2種以上を組み合わせて用いることができる。 The magnesium compound can be used alone or in combination of two or more when preparing the solid catalyst component (A).

また、(A)固体触媒成分の調製では上記のマグネシウム化合物を必ずしも出発物質として使用する必要はない。例えば、固体触媒成分(A)の調製時に金属マグネシウムとアルコールとを沃素等の触媒の存在下に反応させて得られたものを使用してもよい。 Further, in the preparation of (A) solid catalyst component, it is not always necessary to use the above magnesium compound as a starting material. For example, those obtained by reacting metallic magnesium and alcohol in the presence of a catalyst such as iodine at the time of preparing the solid catalyst component (A) may be used.

本発明の固体触媒成分(A)の調製に用いられるチタン化合物は、チタンテトラハライドまたはアルコキシチタンハライドなどの四価のハロゲン含有チタン化合物である。上記チタンテトラハライドとしては、例えば、TiCl、TiBr、TiIを使用することができる。上記アルコキシチタンハライドとしては、例えば、Ti(OCH)Cl、Ti(OC)Cl、Ti(OC)Cl、Ti(OC)Cl、Ti(OCHCl、Ti(OCCl、Ti(OCCl、Ti(OCCl、Ti(OCHCl、Ti(OCCl、Ti(OCCl、Ti(OCCl等を使用することができる。これらの中でも、チタンテトラハライドが好ましく、TiClが特に好ましい。上記チタン化合物は1種もしくは2種以上使用することができる。上記チタン化合物は、トルエンやキシレンのような芳香族炭化水素またはヘキサンやヘプタンのような脂肪族炭化水素等の有機溶媒によって希釈して使用してもよい。 The titanium compound used for the preparation of the solid catalyst component (A) of the present invention is a tetravalent halogen-containing titanium compound such as titanium tetrahalide or alkoxy titanium halide. As the titanium tetrahalide, for example, TiCl 4 , TiBr 4 , and TiI 4 can be used. Examples of the alkoxytitanium halide include Ti (OCH 3 ) Cl 3 , Ti (OC 2 H 5 ) Cl 3 , Ti (OC 3 H 7 ) Cl 3 , Ti (OC 4 H 9 ) Cl 3 , and Ti (OCH). 3 ) 2 Cl 2 , Ti (OC 2 H 5 ) 2 Cl 2 , Ti (OC 3 H 7 ) 2 Cl 2 , Ti (OC 4 H 9 ) 2 Cl 2 , Ti (OCH 3 ) 3 Cl, Ti (OC) 2 H 5 ) 3 Cl, Ti (OC 3 H 7 ) 3 Cl, Ti (OC 4 H 9 ) 3 Cl and the like can be used. Among these, titanium tetrahalide is preferable, and TiCl 4 is particularly preferable. One or more of the above titanium compounds can be used. The titanium compound may be diluted with an organic solvent such as an aromatic hydrocarbon such as toluene or xylene or an aliphatic hydrocarbon such as hexane or heptane.

本発明の固体触媒成分(A)の調製では、上記四価のハロゲン含有チタン化合物にテトラアルコキシチタン化合物を併用することができる。このようなテトラアルコキシチタン化合物としては、例えば、テトラエトキシチタンおよびテトラブトキシチタン等を使用することができる。 In the preparation of the solid catalyst component (A) of the present invention, a tetraalkoxytitanium compound can be used in combination with the tetravalent halogen-containing titanium compound. As such a tetraalkoxytitanium compound, for example, tetraethoxytitanium, tetrabutoxytitanium and the like can be used.

本発明の固体触媒成分(A)の調製で電子供与体(いわゆる内部ドナー)として用いるシクロブタンジカルボン酸エステル類は、具体的には、以下の光エネルギー存在下の[2+2]環化付加反応で生成する、シクロブタン−α−ジカルボン酸(上段)とシクロブタン−β−ジカルボン酸(下段)をエスエル化したものである。 Specifically, the cyclobutanedicarboxylic acid esters used as an electron donor (so-called internal donor) in the preparation of the solid catalyst component (A) of the present invention are produced by the [2 + 2] cycloaddition reaction in the presence of the following photoenergy. Cyclobutane-α-dicarboxylic acid (upper row) and cyclobutane-β-dicarboxylic acid (lower row) are silylated.

Figure 0006829884
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このようなシクロブタン−α−ジカルボン酸類、シクロブタン−β−ジカルボン酸類には、以下の16種の異性体が含まれ、それぞれの誘導体あるいは異性体を単独または2種類以上混合して使用することができる。 Such cyclobutane-α-dicarboxylic acids and cyclobutane-β-dicarboxylic acids include the following 16 isomers, and each derivative or isomer can be used alone or in combination of two or more. ..

Figure 0006829884
Figure 0006829884

本発明の固体触媒成分(A)は、上述のマグネシウム化合物、チタン化合物、および電子供与体としてのシクロブタンジカルボン酸エステル類を接触させることにより調製することができる。この調製方法として、公知の方法を制限なく採用することができる。 The solid catalyst component (A) of the present invention can be prepared by contacting the above-mentioned magnesium compound, titanium compound, and cyclobutanedicarboxylic acid esters as electron donors. As this preparation method, a known method can be adopted without limitation.

この接触は、操作の容易性を考慮すると適切な有機溶媒の存在下で処理することが好ましい。用いられる有機溶媒としては、ヘキサン、ヘプタンおよびシクロヘキサン等の飽和炭化水素化合物、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびエチルベンゼン等の芳香族炭化水素化合物、オルトジクロルベンゼン、塩化メチレン、四塩化炭素およびジクロルエタン等のハロゲン化炭化水素化合物などが挙げられるが、このうち、沸点が90〜150℃程度の常温で液状状態の芳香族炭化水素化合物、具体的にはヘプタン、トルエン、キシレンまたは、エチルベンゼンが好ましく用いられる。 This contact is preferably treated in the presence of a suitable organic solvent in view of ease of operation. Examples of the organic solvent used include saturated hydrocarbon compounds such as hexane, heptane and cyclohexane, aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene, and halogens such as orthodichlorobenzene, methylene chloride, carbon tetrachloride and dichloroethane. Examples thereof include chemical hydrocarbon compounds, and among them, aromatic hydrocarbon compounds having a boiling point of about 90 to 150 ° C. in a liquid state at room temperature, specifically, heptane, toluene, xylene, or ethylbenzene are preferably used.

各成分の接触は、不活性ガス雰囲気下、水分等を除去した状況下で、攪拌機を備えた容器中で攪拌しながら行われる。接触温度は、単に接触させて攪拌混合する場合や分散あるいは懸濁させて変成処理する場合には室温付近の比較的低温域であっても差し支えないが、接触後に反応させて生成物を得る場合には40〜130℃の温度域が好ましい。反応時の温度が40℃未満の場合は、十分な反応が進行せず、結果として調製された固体触媒成分の性能が不十分となり、130℃を超えると使用したカルボン酸エステルが分解する、溶媒の蒸発が顕著になるなどの悪影響がある。なお、反応時間は1分以上、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上である。 The contact of each component is carried out while stirring in a container equipped with a stirrer in an inert gas atmosphere and in a state where water and the like are removed. The contact temperature may be in a relatively low temperature range near room temperature in the case of simply contacting and stirring and mixing, or in the case of dispersion or suspension for transformation treatment, but in the case of reacting after contact to obtain a product. The temperature range of 40 to 130 ° C. is preferable. If the temperature during the reaction is less than 40 ° C, the reaction does not proceed sufficiently, and as a result, the performance of the prepared solid catalyst component becomes insufficient, and if it exceeds 130 ° C, the carboxylic acid ester used is decomposed. There is an adverse effect such as remarkable evaporation of the solvent. The reaction time is 1 minute or longer, preferably 10 minutes or longer, and more preferably 30 minutes or longer.

典型的な本発明の固体触媒成分(A)の調製方法では、まず、ジアルコキシマグネシウム不活性有機溶媒中に懸濁させ、その懸濁液を四塩化チタンと反応させた後、上記シクロブタンジカルボン酸エステル類から選ばれる化合物を添加し、さらに反応させることで固体成分を得る。該固体成分を不活性有機溶媒で洗浄した後、不活性有機溶媒の存在下、再度四塩化チタンと接触させ、固体触媒成分を調製する。こうして本発明の固体触媒成分(A)が得られる。 In a typical method for preparing the solid catalyst component (A) of the present invention, first, the suspension is suspended in a dialkoxymagnesium-inert organic solvent, the suspension is reacted with titanium tetrachloride, and then the cyclobutanedicarboxylic acid is described. A compound selected from the esters is added and further reacted to obtain a solid component. After washing the solid component with an inert organic solvent, the solid catalyst component is prepared by contacting with titanium tetrachloride again in the presence of the inert organic solvent. In this way, the solid catalyst component (A) of the present invention is obtained.

本発明の固体触媒成分(A)を調製するに際し、マグネシウム化合物、チタン化合物および電子供与体の使用量は、調製方法により異なるため、一概には規定できないが、例えば、マグネシウム化合物1モル当たり、チタン化合物は0.5〜100モル、好ましくは1〜10モル、電子供与体は0.01〜10モル、好ましくは0.1〜3モルである。 When preparing the solid catalyst component (A) of the present invention, the amounts of the magnesium compound, titanium compound and electron donor used differ depending on the preparation method and cannot be unconditionally specified. For example, titanium per mol of magnesium compound. The compound is 0.5 to 100 mol, preferably 1 to 10 mol, and the electron donor is 0.01 to 10 mol, preferably 0.1 to 3 mol.

以上のようにして調製された固体触媒成分(A)を、後述の成分(B)および成分(C)と組み合わせて本発明のオレフィン類重合用触媒を形成する。 The solid catalyst component (A) prepared as described above is combined with the components (B) and (C) described later to form the catalyst for olefin polymerization of the present invention.

[(B)有機アルミニウム化合物]
本発明において用いられる(B)有機アルミニウム化合物(以下「成分(B)」)は、従来からMg/Ti触媒の調製に用いられてきた有機アルミニウム化合物を制限なく使用することができる。このような有機アルミニウム化合物は典型的には以下の一般式で表されるものである。
[(B) Organoaluminium compound]
As the (B) organoaluminum compound used in the present invention (hereinafter, “component (B)”), the organoaluminum compound conventionally used for preparing the Mg / Ti catalyst can be used without limitation. Such an organoaluminum compound is typically represented by the following general formula.

Figure 0006829884
Figure 0006829884

上記式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基、好ましくはエチル基またはイソブチル基を表し、Xは水素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を示し、mは0<m≦3の実数を示す。 In the above formula, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably an ethyl group or an isobutyl group, X represents a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and m is 0 <m ≦ 3. Indicates a real number.

上記式で表される化合物は例えばトリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、トリイソブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムブロマイドおよびジエチルアルミニウムヒドリド等である。このうち、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムが好ましい。また、本発明の(B)成分として上記有機アルミニウム化合物を2種以上混合して使用することもできる。 The compounds represented by the above formula are, for example, triethylaluminum, diethylaluminum chloride, triisobutylaluminum, diethylaluminum bromide, diethylaluminum hydride and the like. Of these, triethylaluminum and triisobutylaluminum are preferable. Further, as the component (B) of the present invention, two or more kinds of the above-mentioned organoaluminum compounds can be mixed and used.

[(C)外部電子供与体]
本発明において用いられる(C)外部電子供与体(以下「成分(C)」)は、従来からMg/Ti触媒の調製に用いられてきた外部電子供与体(外部ドナー)を制限なく使用することができる。このような本発明の成分(C)として好ましい化合物は、従来から高性能Mg/Ti触媒の調製に用いられている以下の一般式で表される有機ケイ素化合物である。
[(C) External electron donor]
As the (C) external electron donor (hereinafter referred to as “component (C)”) used in the present invention, the external electron donor (external donor) conventionally used for the preparation of Mg / Ti catalysts shall be used without limitation. Can be done. Such a preferable compound as the component (C) of the present invention is an organosilicon compound represented by the following general formula, which has been conventionally used for preparing a high-performance Mg / Ti catalyst.

Figure 0006829884
Figure 0006829884

上記式中、Rは同一または異なる炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基またはアラルキル基を示し、Rは同一または異なって、炭素数1〜4のアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基またはアラルキル基を示し、nは0または1〜4の整数を示す。 In the above formula, R 2 represents an alkyl group having the same or different carbon atoms 1 to 12, a cycloalkyl group, a phenyl group, a vinyl group, an allyl group or an aralkyl group, and R 3 has the same or different carbon atoms 1 to 4 carbon atoms. Alkyl group, cycloalkyl group, phenyl group, vinyl group, allyl group or aralkyl group, and n represents an integer of 0 or 1 to 4.

上記Rは好ましくは炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基またはフェニル基であり、該シクロアルキル基としては炭素数3〜6のシクロアルキル基が好ましく、特にシクロペンチル基またはシクロヘキシル基が好ましい。また、Rの好ましい基は、炭素数1〜4のアルキル基であり、メチル基、エチル基が特に好ましい。
このような成分(C)として、フェニルアルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン、フェニルアルキルアルコキシシラン、シクロアルキルアルコキシシラン、シクロアルキルアルキルアルコキシシランおよびアルコキシシランなどを用いることができる。このような化合物として例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリ−n−プロピルメトキシシラン、トリ−n−プロピルエトキシシラン、トリ−n−ブチルメトキシシラン、トリイソブチルメトキシシラン、トリ−t−ブチルメトキシシラン、トリn−ブチルエトキシシラン、トリシクロヘキシルメトキシシラン、トリシクロヘキシルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジ−t−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、n−ブチルメチルジメトキシシラン、ビス(2−エチルヘキシル)ジメトキシシラン、ビス(2−エチルヘキシル)ジエトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジエトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシル(イソプロピル)ジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジエトキシシラン、シクロペンチルメチルジメトキシシラン、シクロペンチルメチルジエトキシシラン、シクロペンチルエチルジエトキシシラン、シクロペンチル(イソプロピル)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(n−ペンチル)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(n−ペンチル)ジエトキシシラン、シクロペンチル(イソブチル)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(n−プロピル)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(n−プロピル)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(イソプロピル)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(n−ブチル)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(n−ブチル)ジエトキシシラン、シクロヘキシル(イソブチル)ジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、フェニルエチルジメトキシシラン、フェニルエチルジエトキシシラン、シクロヘキシルジメチルメトキシシラン、シクロヘキシルジメチルエトキシシラン、シクロヘキシルジエチルメトキシシラン、シクロヘキシルジエチルエトキシシラン、2−エチルヘキシルトリメトキシシラン、2−エチルヘキシルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、t−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2−エチルヘキシルトリメトキシシラン、2−エチルヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジエトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジプロポキシシラン、3−メチルシクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、4−メチルシクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、3、5−ジメチルシクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、3−メチルシクロヘキシルシクロヘキシルジメトキシシラン、ビス(3−メチルシクロヘキシル)ジメトキシシラン、4−メチルシクロヘキシルシクロヘキシルジメトキシシラン、ビス(4−メチルシクロヘキシル)ジメトキシシラン、3、5−ジメトキシシクロヘキシルシクロヘキシルジメトキシシランおよびビス(3、5−ジメチルシクロヘキシル)ジメトキシシラン等が挙げられる。
The R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group or a phenyl group, and the cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, particularly preferably a cyclopentyl group or a cyclohexyl group. .. The preferred group of R 3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a methyl group and an ethyl group are particularly preferable.
As such a component (C), phenylalkoxysilane, alkylalkoxysilane, phenylalkylalkoxysilane, cycloalkylalkoxysilane, cycloalkylalkylalkoxysilane, alkoxysilane and the like can be used. Examples of such compounds include trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, tri-n-propylmethoxysilane, tri-n-propylethoxysilane, tri-n-butylmethoxysilane, triisobutylmethoxysilane, and tri-t-butylmethoxy. Silane, tri-n-butylethoxysilane, tricyclohexylmethoxysilane, tricyclohexylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, diisopropyl Diethoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, diisobutyldimethoxysilane, di-t-butyldimethoxysilane, di-n-butyldiethoxysilane, n-butylmethyldimethoxysilane, bis (2-ethylhexyl) dimethoxysilane, bis (2-Ethylhexyl) diethoxysilane, dicyclohexyldimethoxysilane, dicyclohexyldiethoxysilane, dicyclopentyldimethoxysilane, dicyclopentyldiethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, cyclohexylmethyldiethoxysilane, cyclohexylethyldimethoxysilane, cyclohexyl (isopropyl) dimethoxy Silane, cyclohexylethyldiethoxysilane, cyclopentylmethyldimethoxysilane, cyclopentylmethyldiethoxysilane, cyclopentylethyldiethoxysilane, cyclopentyl (isopropyl) dimethoxysilane, cyclohexyl (n-pentyl) dimethoxysilane, cyclohexyl (n-pentyl) diethoxysilane , Cyclopentyl (isobutyl) dimethoxysilane, cyclohexyl (n-propyl) dimethoxysilane, cyclohexyl (n-propyl) diethoxysilane, cyclohexyl (isopropyl) diethoxysilane, cyclohexyl (n-butyl) dimethoxysilane, cyclohexyl (n-butyl) Diethoxysilane, cyclohexyl (isobutyl) dimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, phenylethyldimethoxysilane, phenylethyldiethoxysilane, cyclohexyldimethylmethoxysilane, cyclohexyldimethylethoxy Silane, cyclohexyldiethylmethoxysilane, cyclo Hexyldiethylethoxysilane, 2-ethylhexyltrimethoxysilane, 2-ethylhexyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltri Ethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, t-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, cyclopentyl Trimethoxysilane, cyclopentyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2-ethylhexyltrimethoxysilane, 2-ethylhexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane , Cyclohexylcyclopentyldimethoxysilane, cyclohexylcyclopentyldiethoxysilane, cyclohexylcyclopentyldipropoxysilane, 3-methylcyclohexylcyclopentyldimethoxysilane, 4-methylcyclohexylcyclopentyldimethoxysilane, 3,5-dimethylcyclohexylcyclopentyldimethoxysilane, 3-methylcyclohexylcyclohexyldimethoxy. Silane, bis (3-methylcyclohexyl) dimethoxysilane, 4-methylcyclohexylcyclohexyldimethoxysilane, bis (4-methylcyclohexyl) dimethoxysilane, 3,5-dimethoxycyclohexylcyclohexyldimethoxysilane and bis (3,5-dimethylcyclohexyl) dimethoxy Examples include silane.

これらのうち、エチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシランなどのトリエトキシシラン類、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジ−t−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、t−ブチルトリメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジエトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、シクロペンチルメチルジメトキシシラン、シクロペンチルメチルジエトキシシラン、シクロペンチルエチルジエトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジエトキシシラン、3−メチルシクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、4−メチルシクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン、3、5−ジメチルシクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシランが好ましく用いられる。このような(C)成分として上述の化合物から選ばれる2種以上を使用することもできる。 Of these, triethoxysilanes such as ethyltriethoxysilane and cyclohexyltriethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, diisobutyldimethoxysilane, and di-t-butyldimethoxy Silane, di-n-butyldiethoxysilane, t-butyltrimethoxysilane, dicyclohexyldimethoxysilane, dicyclohexyldiethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, cyclohexylmethyldiethoxysilane, cyclohexylethyldimethoxysilane, cyclohexylethyldiethoxysilane, di Cyclopentyldimethoxysilane, dicyclopentyldiethoxysilane, cyclopentylmethyldimethoxysilane, cyclopentylmethyldiethoxysilane, cyclopentylethyldiethoxysilane, cyclohexylcyclopentyldimethoxysilane, cyclohexylcyclopentyldiethoxysilane, 3-methylcyclohexylcyclopentyldimethoxysilane, 4-methylcyclohexyl Cyclopentyldimethoxysilane, 3,5-dimethylcyclohexylcyclopentyldimethoxysilane is preferably used. As such a component (C), two or more kinds selected from the above-mentioned compounds can also be used.

[オレフィン類重合用触媒]
本発明のオレフィン類重合用触媒は、上記新規の(A)固体触媒成分、成分(B)、成分(C)を含む、新規なオレフィン類重合用触媒である。各成分の使用量比は、本発明の効果に影響を及ぼすことのない限り任意であり、特に限定されるものではないが、通常成分(B)は成分(A)中のチタン原子1モル当たり、1〜2000モル、好ましくは50〜1000モルの範囲で用いられる。成分(C)は、成分(B)1モル当たり、0.001〜10モル、好ましくは0.002〜2モル、特に好ましくは0.002〜0.5モルの範囲で用いられる。
[Catalyst for olefin polymerization]
The olefin polymerization catalyst of the present invention is a novel olefin polymerization catalyst containing the above-mentioned novel (A) solid catalyst component, component (B), and component (C). The ratio of the amount of each component used is arbitrary as long as it does not affect the effect of the present invention, and is not particularly limited. , 1-2000 mol, preferably 50-1000 mol. The component (C) is used in the range of 0.001 to 10 mol, preferably 0.002 to 2 mol, particularly preferably 0.002 to 0.5 mol, per 1 mol of the component (B).

各成分の接触順序は任意であるが、重合系内にまず(B)有機アルミニウム化合物を添加し、その後に(A)オレフィン類重合用固体触媒成分を接触させることが望ましい。典型的には、重合系内にまず(B)有機アルミニウム化合物を挿入し、次いで(C)外部電子供与体成分を接触させ、更にオレフィン類重合用固体触媒成分(A)を接触させる。 Although the contact order of each component is arbitrary, it is desirable that (B) an organoaluminum compound is first added to the polymerization system, and then (A) a solid catalyst component for olefin polymerization is brought into contact. Typically, (B) an organoaluminum compound is first inserted into the polymerization system, then (C) an external electron donor component is contacted, and then a solid catalyst component (A) for olefin polymerization is contacted.

[重合]
本発明のオレフィン類重合用触媒の存在下にオレフィン類の重合もしくは共重合を行う。本発明のオレフィン類重合用触媒は、ほぼ均一な球状の形態を有しているため、粒子形態の均一性が高いポリオレフィンを製造することができる。オレフィン類としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン等であり、これらのオレフィン類は1種あるいは2種以上併用することができる。とりわけ、エチレン、プロピレン及び1−ブテンが好適に用いられる。特に好ましくはプロピレンである。プロピレンの場合、他のオレフィン類との共重合を行うこともできる。共重合されるオレフィン類としては、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン等であり、これらのオレフィン類は1種あるいは2種以上併用することができる。とりわけ、エチレン及び1−ブテンが好適に用いられる。プロピレンと他のオレフィン類の単量体との共重合としては、プロピレンと少量のエチレンをコモノマーとして、1段で重合するランダム共重合と、第一段階(第一重合槽)でプロピレンの単独重合を行い、第二段階(第二重合槽)あるいはそれ以上の多段階(多段重合槽)でプロピレンとエチレンの共重合を行う、いわゆるプロピレン−エチレンブロック共重合が代表的である。この様なランダム共重合やブロック共重合においても、上記の(A)成分および(B)成分、または(C)成分からなる本発明の触媒は有効であり、触媒活性、立体規則性が良好であるばかりでなく、分子量分布の広い重合体もしくは共重合体を与える。
[polymerization]
Polymerization or copolymerization of olefins is carried out in the presence of the catalyst for polymerization of olefins of the present invention. Since the catalyst for olefin polymerization of the present invention has a substantially uniform spherical morphology, it is possible to produce a polyolefin having high particle morphology uniformity. Examples of the olefins include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, vinylcyclohexane and the like, and these olefins can be used alone or in combination of two or more. In particular, ethylene, propylene and 1-butene are preferably used. Particularly preferred is propylene. In the case of propylene, copolymerization with other olefins can also be performed. Examples of the olefins to be copolymerized include ethylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, vinylcyclohexane and the like, and these olefins can be used alone or in combination of two or more. In particular, ethylene and 1-butene are preferably used. The copolymerization of propylene and other olefin monomers includes random copolymerization in which propylene and a small amount of ethylene are used as comonomer in one stage and propylene homopolymerization in the first stage (first polymerization tank). A typical example is so-called propylene-ethylene block copolymerization in which propylene and ethylene are copolymerized in a second stage (second polymerization tank) or a higher number of stages (multi-stage polymerization tank). Even in such random copolymerization and block copolymerization, the catalyst of the present invention composed of the above-mentioned components (A), (B), or (C) is effective, and has good catalytic activity and stereoregularity. Not only does it give a polymer or copolymer with a wide molecular weight distribution.

本発明における重合方法は、有機溶媒の存在下でも不存在下でも行うことができ、またプロピレン等のオレフィン単量体は、気体及び液体のいずれの状態でも用いることができる。重合温度は200℃以下、好ましくは100℃以下であり、重合圧力は10MPa以下、好ましくは6MPa以下である。また、連続重合法、バッチ式重合法のいずれでも可能である。更に重合反応を1段で行ってもよいし、2段以上で行ってもよい。 The polymerization method in the present invention can be carried out in the presence or absence of an organic solvent, and an olefin monomer such as propylene can be used in either a gas or liquid state. The polymerization temperature is 200 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or lower, and the polymerization pressure is 10 MPa or less, preferably 6 MPa or less. Further, either a continuous polymerization method or a batch type polymerization method is possible. Further, the polymerization reaction may be carried out in one stage or in two or more stages.

更に、本発明においてオレフィン類重合用固体触媒成分(A)、(B)成分、及び(C)成分を含有する触媒を用いてオレフィンを重合するにあたり(本重合ともいう。)、触媒活性、立体規則性及び生成する重合体の粒子性状等を一層改善させるために、本重合に先立ち予備重合を行うことが望ましい。予備重合の際には、本重合と同様のオレフィン類あるいはスチレン等のモノマーを用いることができる。 Further, in the present invention, when polymerizing an olefin using a catalyst containing the solid catalyst components (A), (B), and (C) for olefin polymerization (also referred to as main polymerization), the catalytic activity and three-dimensionality. In order to further improve the regularity and the particle properties of the polymer to be produced, it is desirable to perform prepolymerization prior to the main polymerization. In the prepolymerization, the same monomers as in the main polymerization, such as olefins or styrene, can be used.

予備重合を行うに際して、各成分及びモノマーの接触順序は任意であるが、好ましくは、不活性ガス雰囲気あるいはオレフィンガス雰囲気に設定した予備重合系内にまず(B)成分を装入し、次いでオレフィン類重合用固体触媒成分(A)を接触させた後、プロピレン等のオレフィン及び/または1種あるいは2種以上の他のオレフィン類を接触させる。典型的には、不活性ガス雰囲気あるいはオレフィンガス雰囲気に設定した予備重合系内にまず(B)成分を装入し、次いで(C)成分を接触させ、更にオレフィン類重合用固体触媒成分(A)を接触させた後、プロピレン等のオレフィン及び/または1種あるいはその他の2種以上のオレフィン類を接触させる方法が望ましい。 When performing the prepolymerization, the contact order of each component and the monomer is arbitrary, but preferably, the component (B) is first charged into the prepolymerization system set to an inert gas atmosphere or an olefin gas atmosphere, and then the olefin. After contacting the solid catalyst component (A) for polymerization, an olefin such as propylene and / or one or more other olefins are contacted. Typically, the component (B) is first charged into the prepolymerization system set to an inert gas atmosphere or an olefin gas atmosphere, then the component (C) is brought into contact with the component (C), and then the solid catalyst component for olefin polymerization (A). ), And then contacting an olefin such as propylene and / or one or two or more other olefins is desirable.

[ポリオレフィン]
本発明のオレフィン類重合用触媒を用いた重合によって、従来の高性能Mg/Ti触媒を使用した場合と同等かそれ以上の高い収率で、立体規則性が高く、かつ粒子形状が良好なポリオレフィンが製造される。本発明のポリオレフィンは、新規なオレフィン類重合用触媒の残渣を含有する点で新規なポリオレフィンである。本発明のポリオレフィンは化学物質として新規であるが、その構造を化学式や一般式で表現することが技術上不可能であるので、本発明のポリオレフィンをその製造方法で定義せざるを得ない。
[Polyolefin]
Polyolefins with high stereoregularity and good particle shape in high yields equal to or higher than those using conventional high-performance Mg / Ti catalysts by polymerization using the olefin polymerization catalyst of the present invention. Is manufactured. The polyolefin of the present invention is a novel polyolefin in that it contains a residue of a novel catalyst for olefin polymerization. Although the polyolefin of the present invention is novel as a chemical substance, it is technically impossible to express its structure by a chemical formula or a general formula, so that the polyolefin of the present invention must be defined by its production method.

本発明のポリオレフィンは、各種成形材料として広範な工業製品に利用される。特に本発明のオレフィン類重合用触媒の存在下にプロピレンを(共)重合して得られるポリプロピレン類は、高い立体規則性を有し、しかも均一な粒径を示すため、機械的強度や加工性に優れる。 The polyolefin of the present invention is used in a wide range of industrial products as various molding materials. In particular, polypropylenes obtained by (co) polymerizing propylene in the presence of the olefin polymerization catalyst of the present invention have high stereoregularity and exhibit a uniform particle size, so that they have mechanical strength and processability. Excellent for.

[α−トルキシル酸ジブチルエステルの合成]
以下の反応経路でα−トルキシル酸ジブチルエステルを合成した。
[Synthesis of α-torxyl acid dibutyl ester]
The α-torxylate dibutyl ester was synthesized by the following reaction route.

Figure 0006829884
Figure 0006829884

(工程a)ヘプタン20mlに分散させたトランスー桂皮酸(1)1.0gに100Wの水銀ランプを用いて紫外線を48時間照射することで、トランスー桂皮酸を光二量化した。生成物をエタノール中で再結晶して、α−トルキシル酸(2)を得た。(工程b)クロロトリメチルシラン275mgの存在下、n−ブタノール6.6ml中でα−トルキシル酸(2)500mgを110℃で20分間マイクロウェーブ加熱し、その後、室温で結晶化させた。こうして目的物のα−トルキシル酸ジブチルエステル(3)を得た。 (Step a) Trans-cinnamic acid was photodimerized by irradiating 1.0 g of trans-cinnamic acid dispersed in 20 ml of heptane with ultraviolet rays using a 100 W mercury lamp for 48 hours. The product was recrystallized in ethanol to give α-torxylic acid (2). (Step b) In the presence of 275 mg of chlorotrimethylsilane, 500 mg of α-torxylic acid (2) was microwave-heated at 110 ° C. for 20 minutes in 6.6 ml of n-butanol, and then crystallized at room temperature. In this way, the desired α-torxylate dibutyl ester (3) was obtained.

[固体触媒成分(A)の調製]
Mg(OC粒子2.0gを分散させた脱水トルエン16mlに、0℃〜5℃を保持した状態でTiCl/トルエン溶液(体積比1:1混合溶液)8mlを滴下した。得られた分散液を90℃まで昇温し、ここにα−トルキシル酸ジブチルエステル(3)0.845gを溶解させたトルエン溶液2.5mlを加えた。液温を110℃まで加熱し、2時間反応させた。得られた粉末を、90℃に加熱したトルエン16mlで2回デカンテーション洗浄した後、さらに、TiCl/トルエン溶液(体積比1:1混合溶液)8mlを加え110℃で2時間反応させた。反応終了後、110℃に加熱したトルエン20mlで3回、さらに室温のヘプタン16〜20mlで4回デカンテーション洗浄し、真空乾燥した。こうして本発明の固体触媒成分(A−1)を得た。
[Preparation of solid catalyst component (A)]
To 16 ml of dehydrated toluene in which 2.0 g of 2 particles of Mg (OC 2 H 5 ) were dispersed, 8 ml of a TiCl 4 / toluene solution (volume ratio 1: 1 mixed solution) was added dropwise while maintaining 0 ° C. to 5 ° C. The temperature of the obtained dispersion was raised to 90 ° C., and 2.5 ml of a toluene solution in which 0.845 g of α-torxylate dibutyl ester (3) was dissolved was added thereto. The liquid temperature was heated to 110 ° C. and reacted for 2 hours. The obtained powder was decantated twice with 16 ml of toluene heated to 90 ° C., and further 8 ml of a TiCl 4 / toluene solution (volume ratio 1: 1 mixed solution) was added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, the mixture was decanted 3 times with 20 ml of toluene heated to 110 ° C. and 4 times with 16 to 20 ml of heptane at room temperature, and vacuum dried. In this way, the solid catalyst component (A-1) of the present invention was obtained.

図2〜5に、得られた固体触媒成分(A−1)のSEM(Hitachi S−4100,20kV)像を示す。観察される粒子形態は原料のMg(OC粒子の形態に類似した亜球状である。このことから、本発明で電子供与体(内部ドナー)として用いたα−トルキシル酸ジブチルエステル(3)は従来用いられてきたフタル酸ジブチル(DBP)と同様に良好な形態の固体触媒成分を与えることが分かる。 FIGS. 2 to 5 show SEM (Hitachi S-4100, 20 kV) images of the obtained solid catalyst component (A-1). The observed particle morphology is subspherical, similar to the morphology of the raw material Mg (OC 2 H 5 ) 2 particles. For this reason, the α-torxylate dibutyl ester (3) used as the electron donor (internal donor) in the present invention provides a solid catalyst component in a good form similar to the conventionally used dibutyl phthalate (DBP). You can see that.

固体触媒成分(A−1)のメジアン系(D50)は43.9μmであった。固体触媒成分(A−1)のR.S.F(Relativr Span Factor):(D90−D10)/D50(D90は累積粒度分布の小粒子側からの累積90体積%に該当する径、D10は累積10体積%に該当する径、D50はメジアン径を表す。)は0.43であった。このことから固体触媒成分(A−1)は比較的均一な粒径を有することが分かる。 The median system (D 50 ) of the solid catalyst component (A-1) was 43.9 μm. R. of the solid catalyst component (A-1). S. F (Relativr Span Factor): (D 90- D 10 ) / D 50 (D 90 is the diameter corresponding to the cumulative 90% by volume from the small particle side of the cumulative particle size distribution, and D 10 is the diameter corresponding to the cumulative 10% by volume. , D 50 represents the median diameter.) Was 0.43. From this, it can be seen that the solid catalyst component (A-1) has a relatively uniform particle size.

固体触媒成分(A−1)のα−トルキシル酸ジブチルエステル(3)含有量は14.7重量%であった。なおフタル酸ジブチル(DBP)を用いた一般的な固体触媒成分のDBP含有量は14重量%程度であり、このことからもα−トルキシル酸ジブチルエステル(3)がDBPに相当する電子供与体機能を発揮したことが推測される。 The α-torxylate dibutyl ester (3) content of the solid catalyst component (A-1) was 14.7% by weight. The DBP content of a general solid catalyst component using dibutyl phthalate (DBP) is about 14% by weight, and from this as well, the α-torxylate dibutyl ester (3) has an electron donor function corresponding to DBP. It is presumed that it exerted.

[オレフィン重合用触媒の調製、プロピレン重合]
窒素雰囲気下、350rpmの機械撹拌下、50℃に維持された1Lのステンレス製容器に充填したヘプタン200mlを0.5MPaのプロピレンで飽和させた。ここにトリエチルアルミニウム(B−1)3.0mmol、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン(C−1)0.2mmol、固体触媒成分(A−1)、追加のヘプタン100mlをこの順で添加して重合を開始した。重合中のプロピレン圧力を0.5MPaに保持した。重合開始から60分後にプロピレンの供給を停止して重合を終了した。こうしてポリプロピレンが得られた。
[Preparation of catalyst for olefin polymerization, propylene polymerization]
Under a nitrogen atmosphere and mechanical stirring at 350 rpm, 200 ml of heptane filled in a 1 L stainless steel container maintained at 50 ° C. was saturated with 0.5 MPa of propylene. To this, 3.0 mmol of triethylaluminum (B-1), 0.2 mmol of cyclohexylmethyldimethoxysilane (C-1), a solid catalyst component (A-1), and 100 ml of additional heptane were added in this order to initiate polymerization. .. The propylene pressure during the polymerization was maintained at 0.5 MPa. After 60 minutes from the start of the polymerization, the supply of propylene was stopped to complete the polymerization. Thus polypropylene was obtained.

生成したポリプロピレンの重量から求めた重合触媒活性は0.51kg−PP/g−cat・hであり、この値は同一の重合条件においてフタル酸ジブチル(DBP)を内部ドナーとして用いた一般的な重合触媒の活性に匹敵する。 The polymerization catalytic activity determined from the weight of the produced polypropylene is 0.51 kg-PP / g-cat · h, and this value is a general polymerization using dibutyl phthalate (DBP) as an internal donor under the same polymerization conditions. It is comparable to the activity of the catalyst.

得られたポリプロピレンの立体規則性(mmmm)(13CNMR,100MHzで測定)は85.7mol%であり、アイソタクチックポリプロピレンの合成に成功したことが確認された。 The stereoregularity (mm mm) (measured at 13 CNMR, 100 MHz) of the obtained polypropylene was 85.7 mol%, and it was confirmed that the synthesis of isotactic polypropylene was successful.

このように、α−トルキシル酸ジブチルエステルのような、ポリイミドの原料として有効な生物由来化合物であるシクロブタンジカルボン酸エステル類が、ポリオレフィンの製造に用いるチーグラーナッタ触媒のノンフタレート系電子供与体(内部ドナー)として有効であることが、初めて確認された。また実際にα−トルキシル酸ジブチルエステルを電子供与体として用いたチーグラーナッタ触媒の存在下で、実用に耐える高立体規則性ポリプロピレンを製造できることが確認された。 As described above, cyclobutanedicarboxylic acid esters, which are biological compounds effective as raw materials for polyimide, such as α-torxylate dibutyl ester, are non-phthalate electron donors (internal donors) of Ziegler-Natta catalysts used in the production of polyolefins. ) Was confirmed to be effective for the first time. It was also confirmed that a highly stereoregular polypropylene that can withstand practical use can be produced in the presence of a Ziegler-Natta catalyst that actually uses α-torxylate dibutyl ester as an electron donor.

本発明により、ノンフタレート系電子供与体を用いた新規で高性能のオレフィン重合用触媒を提供することができた。近年の化合物規制に適合したポリオレフィン製造法を拡大できる点で、本発明は優れた工業的価値を有する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a novel and high-performance catalyst for olefin polymerization using a non-phthalate electron donor can be provided. The present invention has excellent industrial value in that it can expand a polyolefin production method that complies with recent compound regulations.

Claims (4)

マグネシウム化合物、チタン化合物 及び
電子供与体としての、シクロブタン構造を有する桂皮酸二量体のエステル化合物
を接触させて得られる、オレフィン類重合用触媒の(A)固体触媒成分。
(A) Solid catalyst component of a catalyst for olefin polymerization, which is obtained by contacting a magnesium compound, a titanium compound, and an ester compound of a silicate dimer having a cyclobutane structure as an electron donor.
請求項1に記載の(A)固体触媒成分、(B)有機アルミニウム化合物、および(C)外部電子供与体を含有する、オレフィン類重合用触媒。 A catalyst for olefin polymerization, which comprises (A) a solid catalyst component, (B) an organoaluminum compound, and (C) an external electron donor according to claim 1. 請求項2に記載のオレフィン類重合用触媒の存在下にオレフィン類の重合を行う、ポリオレフィンの製造方法。 A method for producing a polyolefin, wherein the olefins are polymerized in the presence of the olefin polymerization catalyst according to claim 2. 請求項3に記載のポリオレフィンの製造方法により得られるポリオレフィン。 A polyolefin obtained by the method for producing a polyolefin according to claim 3.
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