JP6948948B2 - 低レベルの長鎖分岐を有する高分子量エチレン/α−オレフィン/非共役インターポリマーの生成方法 - Google Patents

低レベルの長鎖分岐を有する高分子量エチレン/α−オレフィン/非共役インターポリマーの生成方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2015年3月31日出願の米国仮出願第62/141,110号の利益を主張し、参照により本明細書に組み込まれる。
レオロジー特性(例えば、タンデルタV0.1、V100)によって示される、低レベルの長鎖分岐(LCB)を有する高分子量(例えば、150,000g/モル超のMw)エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマー(例えば、EPDMターポリマー)は、TPV(熱可塑性加硫物)及び高充填剤化合物などの多くの用途に有用である。しかしながら、かかる高分子量インターポリマーの生成は、溶液方法において、2つの主な理由:a)溶液反応槽を通して、及びその外に高粘度溶融ポリマーを輸送することに関連する問題、ならびにb)商業的に実現可能な操作条件でかかる高分子量インターポリマーを生成することができる触媒の必要性のため、困難であった。したがって、低レベルの長鎖分岐(LCB)を有する高分子量エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを形成するための新しい重合方法が必要である。この必要性は以下の発明により満たされた。
本発明は、少なくとも1つのエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを含むポリマー組成物を形成するための方法を提供し、このポリマー組成物は少なくとも次の特性:
a)1.80(g/mol)/(Pa・s)以上のMw/V0.1比を有し、
該方法は、式(I)の金属−配位子錯体を含む触媒系の存在下で、エチレン、α−オレフィン、及び非共役ポリエンを含む1つ以上の混合物を重合することを含み、
式中、
Figure 0006948948
Mは、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムであり、それぞれ独立して、+2、+3、または+4の形式的酸化状態にあり、nは、0〜3の整数であり、nが0である場合、Xは不在であり、
各Xは独立して、(C−C40)ヒドロカルビル、(C−C40)ヘテロヒドロカルビル、もしくはハロゲン化物であり、各Xは独立して、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である単座配位子であるか、または
2つのXが一緒に、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である二座配位子を形成し、
X及びnは、式Iの金属−配位子錯体が全体的に中性であるように選択され、
各Zは独立して、酸素原子、硫黄原子、−N[(C−C40)ヒドロカルビル]−、または−P[(C−C40)ヒドロカルビル]−であり、
Lは、置換もしくは非置換(C−C40)ヒドロカルビレン、または置換もしくは非置換(C−C40)ヘテロヒドロカルビレンであり、
Lに関して、(C−C40)ヒドロカルビレンが、式IにおいてR21及びR22(Lが結合する)を連結する1炭素原子〜10炭素原子のリンカー主鎖を含む一部分を有するか、または
Lに関して、(C−C40)ヘテロヒドロカルビレンが、式IにおいてR21及びR22を連結する1原子〜10原子のリンカー主鎖を含む一部分を有し、(C−C40)ヘテロヒドロカルビレンの1原子〜10原子のリンカー主鎖の1〜10個の原子のそれぞれが独立して、i)炭素原子、ii)ヘテロ原子(ここで、各ヘテロ原子は独立して、−O−もしくは−S−である)、またはiii)−S(O)−、−S(O)−、−Si(R−、−Ge(R−、−P(R)−、もしくは−N(R)−から選択される置換基のうちの1つであり、式中、各Rは独立して、置換もしくは非置換(C1−30)ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C1−30)ヘテロヒドロカルビルであり、
21及びR22はそれぞれ、独立して、CまたはSiであり、
〜R20はそれぞれ、独立して、置換もしくは非置換(C−C40)ヒドロカルビル、置換もしくは非置換(C−C40)ヘテロヒドロカルビル、−Si(R、−Ge(R、−P(R、−N(R、−OR、−SR、−NO、−CN、−CF、−S(O)R、−S(O)、−N=C(R、−OC(O)R、−C(O)OR、−N(R)C(O)R、−C(O)N(R、ハロゲン原子、及び水素原子からなる群から選択され、式中、各Rは独立して、置換もしくは非置換(C1−30)ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C1−30)ヘテロヒドロカルビルであり、
17が水素原子である場合、R18は、置換もしくは非置換(C−C40)ヒドロカルビル、置換もしくは非置換(C−C40)ヘテロヒドロカルビル、−Si(R、−Ge(R、−P(R、−N(R、−OR、−SR、−NO、−CN、−CF、−S(O)R、−S(O)、−N=C(R、−OC(O)R、−C(O)OR、−N(R)C(O)R、−C(O)N(R、ハロゲン原子であり、式中、各Rは独立して、置換もしくは非置換(C1−30)ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C−C30)ヘテロヒドロカルビルであるか、あるいは
18が水素原子である場合、R17は、置換もしくは非置換(C−C40)ヒドロカルビル、置換もしくは非置換(C−C40)ヘテロヒドロカルビル、−Si(R、−Ge(R、−P(R、−N(R、−OR、−SR、−NO、−CN、−CF、−S(O)R、−S(O)、−N=C(R、−OC(O)R、−C(O)OR、−N(R)C(O)R、−C(O)N(R、ハロゲン原子であり、式中、各Rは独立して、置換もしくは非置換(C1−30)ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C1−30)ヘテロヒドロカルビルであり、かつ/あるいは
19が水素原子である場合、R20は、置換もしくは非置換(C−C40)ヒドロカルビル、置換もしくは非置換(C−C40)ヘテロヒドロカルビル、−Si(R、−Ge(R、−P(R、−N(R、−OR、−SR、−NO、−CN、−CF、−S(O)R、−S(O)、−N=C(R、−OC(O)R、−C(O)OR、−N(R)C(O)R、−C(O)N(R、ハロゲン原子であり、式中、各Rは独立して、置換もしくは非置換(C1−30)ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C1−30)ヘテロヒドロカルビルであるか、あるいは
20が水素原子である場合、R19は、置換もしくは非置換(C−C40)ヒドロカルビル、置換もしくは非置換(C−C40)ヘテロヒドロカルビル、−Si(R、−Ge(R、−P(R、−N(R、−OR、−SR、−NO、−CN、−CF、−S(O)R、−S(O)、−N=C(R、−OC(O)R、−C(O)OR、−N(R)C(O)R、−C(O)N(R、ハロゲン原子であり、式中、各Rは独立して、置換もしくは非置換(C1−30)ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C1−30)ヘテロヒドロカルビルであり、
式Iに関して、R〜R22のうちの2つ以上が、任意選択で、1つ以上の環構造を形成してもよく、各環構造は、いずれの水素原子も除いて、環に3〜50個の原子を有する。
本方法を使用して、低レベルの長鎖分岐(LCB)を有するエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマー(例えば、EPDMターポリマー)を形成することができることが発見された。得られたインターポリマーは、かかるインターポリマーを生成し、溶液重合方法において典型的に使用される脱蔵ユニット及びギアポンプを通して輸送することを可能にする、固有のレオロジー挙動(すなわち、高タンデルタ及び低V0.1/V100)を呈した。これらの高分子量インターポリマーは、改善されたTPV配合物及び高充填剤配合物を形成するために使用することができ、これらの配合物はそれぞれ、改善された機械特性を有するより高性能なポリマー及び良好な加工性(例えば、より迅速な化合物の混合または改善された押出加工性)を必要とする。
上述のように、本発明は、少なくとも1つのエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを含むポリマー組成物を形成するための方法を提供し、このポリマー組成物は少なくとも次の特性:
a)1.80(g/mol)/(Pa・s)以上、または1.85(g/mol)/(Pa・s)以上、または1.90(g/mol)/(Pa・s)以上、または1.95(g/mol)/(Pa・s)以上、または2.00(g/mol)/(Pa・s)以上のMw/V0.1比を有し、
該方法は、本明細書に記載される、式(I)の金属−配位子錯体を含む触媒系の存在下で、エチレン、α−オレフィン、及び非共役ポリエンを含む1つ以上の混合物を重合することを含む
Figure 0006948948
ここで、MwはMw(conv gpc)である。
本発明の方法は、本明細書に記載されるように、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
式Iの金属−配位子錯体は、本明細書に記載されるように、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
ポリマー組成物は、本明細書に記載されるように、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
本明細書で使用されるように、R1=R、R2=R、R3=Rなどである。当該技術分野において公知であるように、Oは酸素であり、Sは硫黄であり、Siはケイ素などである。
一実施形態では、10.00(g/mol)/(Pa・s)以下、または9.50(g/mol)/(Pa・s)以下、または9.00(g/mol)/(Pa・s)以下、または8.50(g/mol)/(Pa・s)以下のMw/V0.1比。ここで、MwはMw(conv gpc)である。
一実施形態では、ポリマー組成物は、1.50以上、または1.55以上、または1.60以上、または1.65以上、または1.70以上のタンデルタ(0.1ラジアン/秒、190℃)を有する。
一実施形態では、ポリマー組成物は、6.00以下、または5.50以下、または5.00以下、または4.50以下、または4.00以下のタンデルタ(0.1ラジアン/秒、190℃)を有する。
一実施形態では、本方法は、1つ以上の反応槽内で1つ以上の混合物を重合することを含み、少なくとも1つの反応槽内のエチレン転化率は90.0%未満である。更なる実施形態では、エチレン転化率は、89.0%未満または88.0%未満である。一実施形態では、少なくとも1つの反応槽内のエチレン転化率は、50.0%超、または55.0%超、または60.0%超である。
一実施形態では、本方法は、1つ以上の反応槽内で1つ以上の混合物を重合することを含み、少なくとも1つの反応槽内の反応槽温度は、150℃未満、140℃未満、または145℃未満である。
一実施形態では、本方法は、1つ以上の反応槽内で1つ以上の混合物を重合することを含み、少なくとも1つの反応槽内の反応槽温度は、90℃超、100℃超、または110℃超である。
一実施形態では、ポリマー組成物は、35.0以下、または32.0以下、または30.0以下のV0.1/V100を有する。
一実施形態では、ポリマー組成物は、120,000g/モル以上、または130,000g/モル以上、または140,000g/モル以上、または150,000g/モル以上の重量平均分子量(Mw)を有する。
一実施形態では、ポリマー組成物は、500,000g/モル以下、または400,000g/モル以下、または300,000g/モル以下の重量平均分子量(Mw)を有する。
一実施形態では、ポリマー組成物は、1.80〜3.50、または1.85〜3.20、または1.90〜3.10の分子量分布(MWD)を有する。
一実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、2つのエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを含み、インターポリマーは、次の特性:Mw、Mn、MWD、V0.1、V100、V0.1/V100、密度、及び/またはムーニー粘度のうちの1つ以上が異なる。更なる実施形態では、各エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、本方法は、1つの反応槽または2つの反応槽内で1つ以上の混合物を重合することを含む。例えば、1つ以上の重合反応槽は、並列、直列、またはこれらの組み合わせで接続される。
一実施形態では、先行請求項のいずれか1項に記載の方法であって、この方法は、溶液重合である、1つ以上の反応槽内で1つ以上の混合物を重合することを含む。本明細書で使用されるとき、「溶液重合」は、形成されたポリマーが反応媒体(例えば、ISOPAR Eのような炭化水素系溶媒)が可溶性である重合方法を指す。ポリマーの溶解度は主に重合温度及びポリマー濃度に依存する。
一実施形態では、重合は、90℃〜200℃、更には95℃〜180℃、更には100℃〜160℃の温度で行われる。
一実施形態では、2つ以上の共溶媒が本発明の方法で使用される。使用するのに好適な共触媒は、ポリマーまたはオリゴマーアルミノキサン、特にメチルアルミノキサン、ならびに不活性で相溶性の非配位イオン形成化合物を含む。例示的な好適な共触媒としては、変性メチルアルミノキサン(MMAO)、ビス(水素化牛脂アルキル)メチル、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(1−)アミン、トリエチルアルミニウム(TEA)、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
一実施形態では、触媒系は、ボレート、アルキルアルミニウム、アルミノキサン、またはこれらの組み合わせから選択される少なくとも1つの共触媒を更に含む。
一実施形態では、前述の活性化共触媒のうちの1つ以上は、互いに組み合わせて使用される。特に好ましい組み合わせは、トリ((C−C)ヒドロカルビル)アルミニウム、トリ((C−C)ヒドロカルビル)ボラン、またはホウ酸アンモニウムとオリゴマーまたはポリマーアルモキサン化合物との混合物である。
一実施形態では、式Iの1つ以上の金属−配位子錯体の総モル数と活性化共触媒のうちの1つ以上の総モル数との比率は1:10,000〜100:1である。いくつかの実施形態では、比率は少なくとも1:5000、いくつかの他の実施形態では少なくとも1:1000及び10:1以下、いくつかの他の実施形態では1:1以下である。
一実施形態では、式Iに関して、各(C1−C40)ヒドロカルビルは置換されず、各(C1−C40)ヘテロヒドロカルビルは置換されない。
一実施形態では、式Iに関して、少なくとも1つの(C−C40)ヒドロカルビル、及び/または少なくとも1つの(C−C40)ヘテロヒドロカルビルは独立して、少なくとも1つの(on)R置換基で置換され、各R置換基は独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換基、ペルフルオロ置換基、FC−、FCHO−、FHCO−、FCO−、(RSi−、(RGe、(R)O−、(R)S−、(R)S(O)−、(R)S(O)−、(RP−、(RN−、(RC=N−、NC−、(R)C(O)O−、(R)OC(O)−、(R)C(O)N(R)−、または(RNC(O)−から選択され、式中、各Rは独立して、置換もしくは非置換(C−C30)ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C−C30)ヘテロヒドロカルビルであるか、あるいは各(C−C40)ヒドロカルビル及び各(C−C40)ヘテロヒドロカルビルは独立して、非置換(C1−18)−アルキレンで置換される。
一実施形態では、R〜R22のうちの2つ以上は1つ以上の環構造を形成しない。
一実施形態では、式Iに関して、R及びR16は、それぞれ独立して、i)〜vii):
Figure 0006948948
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から選択される。上記の構造i)〜vii)において、各破線(−−−)は、式Iの残りの金属配位子錯体への結合(共有結合)点を表す。
Mは、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムである。一実施形態では、Mはジルコニウムまたはハフニウムであり、別の実施形態では、Mはジルコニウムである。いくつかの実施形態では、Mは、+2、+3、または+4の形式的酸化状態にある。いくつかの実施形態では、nは、0、1、2、または3である。各Xは独立して、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である単座配位子であるか、または2つのXは一緒に、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である二座配位子を形成する。X及びnは、式(I)の金属−配位子錯体が全体的に中性であるように選択される。いくつかの実施形態では、各Xは独立して、単座配位子である。一実施形態では、2つ以上のX単座配位子が存在する場合、各Xは同一である。いくつかの実施形態では、単座配位子は、モノアニオン性配位子である。単座配位子は、−1の正味の形式的酸化状態を有する。各単座配位子は独立して、水素化物、(C−C40)ヒドロカルビルカルバニオン、(C−C40)ヘテロヒドロカルビルカルバニオン、ハロゲン化物、ニトレート、HC(O)O−、(C−C40)ヒドロカルビルC(O)O−、HC(O)N(H)−、(C−C40)ヒドロ−カルビルC(O)N(H)−、(C−C40)ヒドロカルビルC(O)N((C1−20)ヒドロカルビル)−、RB−、RN−、RO−、RS−、RP−、またはRSi−であってよく、式中、各R、R、及びRは独立して、水素、(C−C40)ヒドロカルビル、もしくは(C−C40)ヘテロヒドロカルビルであるか、またはR及びRは、一緒に(C2−40)ヒドロカルビレンまたは(C−C40)ヘテロカルビレンを形成し、Rは上記に定義される通りである。
一実施形態では、各Xは同一であり、各Xは、メチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル、1−ブチル、2,2,−ジメチルプロピル、トリメチルシリルメチル、フェニル、ベンジル、またはクロロである。いくつかの実施形態では、nは2であり、各Xは同一である。
一実施形態では、少なくとも2つのXは異なる。いくつかの実施形態では、nは2であり、各Xは、メチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル、1−ブチル、2,2,−ジメチルプロピル、トリメチルシリルメチル、フェニル、ベンジル、及びクロロのうちの異なるものである。
整数nはXの数を示す。一実施形態では、nは2または3であり、少なくとも2つのXは独立して、モノアニオン性単座配位子であり、第3のXは、存在する場合、中性単座配位子である。いくつかの実施形態では、nは2であり、2つのXが一緒に二座配位子を形成する。いくつかの実施形態では、二座配位子は、2,2−ジメチル−2−シラプロパン−1,3−ジイルまたは1,3−ブタジエンである。
一実施形態では、式Iに関して、Mはジルコニウムである。
一実施形態では、式Iに関して、Mはジルコニウムであり、各Zは酸素原子である。
一実施形態では、式Iに関して、Mはジルコニウムまたはハフニウムであり、更にはジルコニウムであり、nは2であり、各Xは独立して、(C−C40)ヒドロカルビル、(C−C40)ヘテロ−ヒドロカルビル、またはハロゲン化物であり、R、R、R、R、R、R、R10、R12、R13、及びR15はそれぞれ、水素である。
一実施形態では、各Xは独立して、(C−C40)ヒドロカルビル、(C−C40)−ヘテロヒドロカルビル、またはハロゲン化物である。更なる実施形態では、両方のXは同一である。
一実施形態では、各Xは独立して、(C−C40)ヒドロカルビルまたはハロゲン化物である。更なる実施形態では、両方のXは同一である。
一実施形態では、各Xは独立して、(C−C40)ヒドロカルビルである。更なる実施形態では、両方のXは同一である。
一実施形態では、各Xは独立して、(C−C)アルキル、更にはエチルまたはメチル、更にはメチルである。更なる実施形態では、両方のXは同一である。
一実施形態では、Lは、−CH−、−CHCH−、−CHCHCH2−;−CH(CH)CHCH(CH)−;−CH(CH)CH(CH)CH(CH)−;−CHC(CHCH2−;1,3−シクロペンタン−ジイル;または1,3−シクロヘキサン−ジイルから選択される。いくつかの実施形態では、Lは、4−炭素原子のリンカー主鎖(例えば、Lは、−CHCHCHCH2−、−CHC(CHC(CHCH2−、1,2−ビス(メチレン)シクロヘキサン、または2,3−ビス(メチレン)−ビシクロ[2.2.2]オクタン)を含む。いくつかの実施形態では、Lは、5−炭素原子のリンカー主鎖(例えば、Lは、−CHCHCHCHCH2−または1,3−ビス(メチレン)シクロヘキサン)を含む。いくつかの実施形態では、Lは、6−炭素原子のリンカー主鎖(例えば、Lは、−CHCHCHCHCHCH2−または1,2−ビス(エチレン)シクロヘキサン)を含む。
一実施形態では、式Iに関して、Lは、−CHCHCH−、−CHCH−、または−CH−、更には−CHCH−または−CH−、更には−CH−から選択される。
一実施形態では、式Iに関して、R、R、R、R、R、R、R10、R12、R13、及びR15はそれぞれ、水素である。
一実施形態では、式Iに関して、R21及びR22はそれぞれ、C(炭素)である。
一実施形態では、R17またはR18は水素であり、他は非置換ヒドロカルビルである。更なる実施形態では、R19またはR20は水素であり、他は非置換ヒドロカルビルである。
一実施形態では、R19またはR20は水素であり、他は非置換ヒドロカルビルである。更なる実施形態では、R17またはR18は水素であり、他は非置換ヒドロカルビルである。
一実施形態では、式Iに関して、R17、R18、R19、及びR20はそれぞれ、独立して、非置換(C−C40)ヒドロカルビルである。更なる実施形態では、R17、R18、R19、及びR20はそれぞれ、独立して、非置換(C1−30)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−20)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−10)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−)ヒドロカルビルである。
一実施形態では、式Iに関して、R及びR14はそれぞれ、独立して、非置換(C−C40)ヒドロカルビルである。更なる実施形態では、R及びR14はそれぞれ、独立して、非置換(C1−30)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−20)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−10)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−)ヒドロカルビルである。
一実施形態では、式Iに関して、R及びR11はそれぞれ、独立して、非置換(C−C40)ヒドロカルビルまたはハロゲンである。更なる実施形態では、R及びR11はそれぞれ、独立して、非置換(C1−30)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−20)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−10)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−)ヒドロカルビル、更には非置換(C1−)ヒドロカルビルである。一実施形態では、式Iに関して、R及びR11はそれぞれ、独立して、ハロゲン、更にはClまたはF、更にはFである。
一実施形態では、式Iは、次のI1〜I12:
Figure 0006948948
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から選択される。
式(I)の金属−配位子錯体は、本明細書において、従来の化学基用語を使用して記載される。ある特定の炭素原子含有化学基(例えば、(C−C40)アルキル)を記載するために使用される場合、括弧内表示(C−C40)は、「(C−C)」の形態で表され、化学基の非置換形態が数x炭素原子から数y炭素原子までを含むことを意味し、各x及びyは独立して、化学基に関して記載されるように、整数である。
化学化合物に対して、本明細書で使用される場合、用語「置換」は、少なくとも1つのヘテロ原子(例えば、O、S、N、P等)を含む置換基を指す。置換基は、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換基、ペルフルオロ置換基、FC−、FCHO−、FHCO−、FCO−、(RSi−、(RGe−、(R)O−、(R)S−、(R)S(O)−、(R)S(O)−、(RP−、(RN−、(RC=N−、NC−、(R)C(O)O−、(R)OC(O)−、(R)C(O)N(R)−、及び(RNC(O)−(式中、Rは上述される)のように、上述のように、R置換基を含むが、これに限定されない。
化学化合物に対して、本明細書で使用される場合、用語「非置換」は、少なくとも1つのヘテロ原子(例えば、O、S、N、P等)を含む置換基の欠如を指す。
本明細書で使用される、用語「ヒドロカルビル」は、水素及び炭素原子のみを含有する一価(モノラジカルまたはラジカル)の化学基を指す。
本明細書で使用される、用語「置換ヒドロカルビル」は、少なくとも1個の水素原子が少なくとも1個のヘテロ原子を含む置換基で置換されるヒドロカルビルを指す。ヘテロ原子は、O、N、P、及びSを含むが、これらに限定されない。
本明細書で使用される、用語「ヘテロヒドロカルビル」は、少なくとも1個の炭素原子、またはCH基、またはCH2基がヘテロ原子または少なくとも1個のヘテロ原子を含有する化学基で置換されるヒドロカルビルを指す。ヘテロ原子は、O、N、P、及びSを含むが、これらに限定されない。
本明細書で使用される、用語「置換ヘテロヒドロカルビル」は、少なくとも1個の水素原子が少なくとも1個のヘテロ原子を含む置換基で置換されるヘテロヒドロ−カルビルを指す。ヘテロ原子は、O、N、P、及びSを含むが、これらに限定されない。
本明細書で使用される、用語「ヒドロカルビレン」は、水素及び炭素原子のみを含有する二価(ジラジカル)の化学基を指す。
本明細書で使用される、用語「置換ヒドロカルビレン」は、少なくとも1個の水素原子が少なくとも1個のヘテロ原子を含む置換基で置換されるヒドロカルビレンを指す。ヘテロ原子は、O、N、P、及びSを含むが、これらに限定されない。
本明細書で使用される、用語「ヘテロヒドロカルビレン」は、少なくとも1個の炭素原子、またはCH基、またはCH2基がヘテロ原子または少なくとも1個のヘテロ原子を含有する化学基で置換されるヒドロカルビレンを指す。ヘテロ原子は、O、N、P、及びSを含むが、これらに限定されない。
本明細書で使用される、用語「置換ヘテロヒドロカルビレン」は、少なくとも1個の水素原子が少なくとも1個のヘテロ原子を含む置換基で置換されるヘテロヒドロカルビレンを指す。ヘテロ原子は、O、N、P、及びSを含むが、これらに限定されない。
用語「ハロゲン原子」は、フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)、またはヨウ素原子(I)ラジカルを意味する。好ましくは、各ハロゲン原子は独立して、Br、F、またはClラジカルであり、より好ましくはFまたはClラジカルである。用語「ハロゲン化物」は、フッ化物(F−)、塩化物(Cl−)、臭化物(Br−)、またはヨウ化物(I−)アニオンを意味する。
好ましくは、式(I)の金属−配位子錯体において、S(O)またはS(O)ジラジカル官能基にO−S結合以外のO−O、S−S、またはO−S結合は存在しない。より好ましくは、式(I)の金属−配位子錯体において、S(O)またはS(O)ジラジカル官能基にO−S結合以外のO−O、N−N、P−P、N−P、S−S、またはO−S結合は存在しない。
ポリマー組成物
本発明は、少なくとも1つのエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを含むポリマー組成物も提供し、該組成物は、本明細書に記載される、本発明の方法によって形成される。
ポリマー組成物は、本明細書に記載されるように、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
一実施形態では、ポリマー組成物は、1.80〜10.00、または1.85〜9.50、または1.90〜9.00のMw/V0.1((g/mol)/(Pa・s))を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、1.50〜5.50、または1.50〜5.00、または1.50〜4.50のタンデルタ(0.1ラジアン/秒、190℃)を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、0.1ラジアン/秒、190℃で、10,000Pa・s以上、または12,000Pa・s以上、または15,000Pa・s以上の粘度を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、0.1ラジアン/秒、190℃で、130,000Pa・s以下、または125,000Pa・s以下、または120,000Pa・s以下、または110,000Pa・s以下、または100,000Pa・s以下の粘度を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、2.0以上、または2.5以上、または3.0以上のレオロジー比(190℃でV0.1/V100)を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、35.0以下、または32.0以下、または30.0以下のレオロジー比(190℃でV0.1/V100)を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、120,000g/モル以上、または150,000g/モル以上、または180,000g/モル以上の重量平均分子量(Mw)を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、400,000g/モル以下、または350,000g/モル以下、または300,000g/モル以下の重量平均分子量(Mw)を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、3.50以下、更には3.20以下、更には3.00以下のMWDを有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、1.80以上、または1.90以上、または2.00以上のMWDを有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、13C NMRにより決定される場合、{[(21.3ppm〜21.8ppmの13C NMRピーク面積)/(19.5ppm〜22.0ppmの総積分面積)]x100}である、3.0パーセント以上、または4.0パーセント以上、5.0パーセント以上の「13C NMR%ピーク面積」を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、13C NMRにより決定される場合、{[(21.3ppm〜21.8ppmの13C NMRピーク面積)/(19.5ppm〜22.0ppmの総積分面積)]x100}である、3.0〜30.0パーセント、または4.0〜30.0パーセント、5.0〜30.0パーセントの「13C NMR%ピーク面積」を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の重量に基づき、90重量パーセント以上、または95重量パーセント以上、または98重量パーセント以上のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを含む。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、第2のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを更に含み、インターポリマー及び第2のインターポリマーは、次の特性:Mw、Mn、MWD、V0.1、V100、V0.1/V100、密度、及び/またはムーニー粘度のうちの1つ以上が異なる。更なる実施形態では、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の重量に基づき、90重量パーセント以上、または95重量パーセント以上、または98重量パーセント以上の第2のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーとエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーの合計重量を含む。更なる実施形態では、各エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、各インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、15以上、または20以上、または30以上、または40以上、または50以上、または60以上、または70以上のムーニー粘度(ML 1+4、125℃)を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、150以下、または140以下、または130以下、または120以下のムーニー粘度(ML 1+4、125℃)を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
ムーニー粘度は、充填剤を含まない、及び油を含まないポリマー組成物のものである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の重量に基づき、40〜80重量パーセントのエチレン、または45〜75重量パーセントのエチレンを含む。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の重量に基づき、2.0〜7.0重量パーセント、または2.5〜6.5重量パーセント、または3.0〜6.0重量パーセント、または3.5〜5.5重量パーセントを含む。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、ポリマー組成物は、0.860〜0.920g/cc、または0.860〜0.910g/cc、または0.860〜0.900g/cc、または0.860〜0.890g/cc(1cc=1cm)の密度を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマー
本明細書に記載されるポリマー組成物のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマー(第2のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを含む)は、重合形態で、エチレン、α−オレフィン、及び非共役ポリエンを含む。α−オレフィンの好適な例としては、C3−C20 α−オレフィン、更にはC3−C10 α−オレフィン、好ましくはプロピレンが挙げられる。非共役ポリエンの好適な例としては、C4−C40非共役ジエンが挙げられる。
α−オレフィンは、脂肪族または芳香族化合物のいずれかであってよい。α−オレフィンは、好ましくはC3−C20脂肪族化合物、好ましくはC3−C16脂肪族化合物、より好ましくはC3−C10脂肪族化合物である。好ましいC3−C10脂肪族α−オレフィンは、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、及び1−オクテンからなる群から選択され、より好ましくはプロピレンである。更なる実施形態では、インターポリマーは、エチレン/プロピレン/−ジエン(EPDM)ターポリマーである。更なる実施形態では、ジエンは、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)である。
例示的な非共役ポリエンとしては、1,4−ヘキサジエン及び1,5−ヘプタジエンなどの直鎖非環式ジエン;5−メチル−1,4−ヘキサジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン、3,7−ジメチル−1,6−オクタジエン、3,7−ジメチル−1,7−オクタジエン、5,7−ジメチル−1,7−オクタジエン、1,9−デカジエン、及びジヒドロミルセンの混合異性体などの分岐鎖非環式ジエン;1,4−シクロヘキサジエン、1,5−シクロオクタジエン、及び1,5−シクロドデカジエンなどの単環脂環式ジエン;テトラヒドロインデン、メチルテトラヒドロインデンなどの多環脂環式縮合及び架橋環ジエン;アルキレン、アルキリデン、シクロアルケニル、及びシクロアルキリデンノルボルネン(5−メチレン−2−ノルボルネン(MNB)、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−プロペニル−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、5−(4−シクロペンテニル)−2−ノルボルネン、及び5−シクロヘキシリデン−2−ノルボルネンなど)が挙げられる。ポリエンは、好ましくは、ENB、ジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン、好ましくはENB、ジシクロペンタジエン、及び1,4−ヘキサジエン、より好ましくはENB及びジシクロペンタジエン、更により好ましくはENBからなる群から選択される非共役ジエンである。
一実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、インターポリマーの重量に基づき、大半量の重合エチレンを含む。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマーである。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、第2のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、インターポリマーの重量に基づき、大半量の重合エチレンを含む。更なる実施形態では、第2のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマーである。更なる実施形態では、第2のインターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、1.8〜3.50、または1.85〜3.20、または1.90〜3.00の分子量分布(Mw/Mn)を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、第2のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、1.8〜3.50、または1.85〜3.20、または1.90〜3.00の分子量分布(Mw/Mn)を有する。更なる実施形態では、第2のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、第2のインターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、70以上、更には75以上、更には80以上のムーニー粘度(125℃でML(1+4))を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマーである。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、120未満、または110以下、または100以下のムーニー粘度(125℃でML(1+4))を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマーである。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
ムーニー粘度は純インターポリマーの粘度である。純インターポリマーは、充填剤を含まない、及び油を含まないインターポリマーを指す。
一実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、0.860〜0.920g/cc、または0.860〜0.910g/cc、または0.860〜0.900g/cc、または0.860〜0.890g/cc(1cc=1cm)の密度を有する。更なる実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
一実施形態では、第2のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、0.860〜0.920g/cc、または0.860〜0.910g/cc、または0.860〜0.900g/cc、または0.860〜0.890g/cc(1cc=1cm)の密度を有する。更なる実施形態では、第2のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、本明細書に記載されるように、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマーは、本明細書に記載されるように、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
EPDMターポリマーは、本明細書に記載されるように、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
組成物及び用途
本発明は、本発明の方法によって形成されたポリマー組成物を含む組成物も提供する。
組成物は、本明細書に記載されるように、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
本発明の組成物は1つ以上の追加の添加剤を含み得る。好適な添加剤としては、充填剤、酸化防止剤、UV安定化剤、難燃剤、着色剤または顔料、架橋剤、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
一実施形態では、組成物は、架橋剤を更に含む。架橋剤には、元素硫黄、4,4’−ジチオジモルホリン、チウラムジ−及びポリスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド、及び2−モルホリノ−ジチオベンゾチアゾールなどの硫黄含有化合物、ならびにジ−tertブチルペルオキシド、tertブチルクミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tertブチルペルオキシ)ヘキサン、ジ−(tertブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、tertブチルペルオキシベンゾエート、及び1,1−ジ−(tertブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンが含まれるが、これらに限定されない。
本発明は、本明細書に記載される1つ以上の実施形態の本発明の組成物から形成された架橋組成物も提供する。
一実施形態では、組成物は、油を更に含む。油には、芳香油及びナフテン油などの石油、ポリアルキルベンゼン油、及び有機酸モノエステルが含まれるが、これらに限定されない。
一実施形態では、本発明の組成物は、充填剤を更に含む。好適な充填剤には、粘土、CaCO3、タルク、カーボンブラック、及び鉱物繊維が含まれるが、これらに限定されない。
一実施形態では、本発明の組成物は、熱可塑性ポリマーを更に含む。ポリマーには、プロピレン系ポリマー、エチレン系ポリマー、及びオレフィンマルチブロックインターポリマーが含まれるが、これらに限定されない。好適なエチレン系ポリマーには、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、非常に低密度のポリエチレン(VLDPE)、超低密度ポリエチレン(ULDPE)、均一に分岐した直鎖状エチレン/α−オレフィンインターポリマー、及び均一に分岐した実質的に直鎖状のエチレン/α−オレフィンインターポリマー(つまり、均一に分岐した長鎖分岐エチレン/α−オレフィンインターポリマー)が含まれるが、これらに限定されない。
一実施形態では、組成物は、組成物の重量に基づき、90重量パーセント以上、または95重量パーセント以上、または99重量パーセント以上のポリマー組成物を含む。更なる実施形態では、ポリマー組成物は、それぞれポリマー組成物の重量に基づき、90重量パーセント以上、もしくは95重量パーセント以上、もしくは98重量パーセント以上のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマー、またはこのインターポリマーと第2のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーとの合計を含む。更なる実施形態では、各エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー(EAODM)である。更なる実施形態では、各インターポリマーはEPDMである。更なる実施形態では、ジエンはENBである。
本発明は、本明細書に記載される1つ以上の実施形態の本発明の組成物から形成された少なくとも1つの構成成分を含む物品も提供する。物品には、シーツ、発泡体、型製品、及び押出品が含まれるが、これらに限定されない。更なる物品には、自動車部品、ウェザーストリップ、ベルト、ホース、ワイヤ及びケーブル外被、床材、ガスケット、タイヤ、コンピュータ部品、建材、及び履物構成部品が含まれる。当業者は、過度の実験をすることなくこのリストを容易に拡大することができる。一実施形態では、物品は自動車部品である。
本発明の物品は、本明細書に記載される2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
定義
逆が記述されない限り、文脈から暗黙に、または当該技術分野において慣習的に、全ての部及びパーセントは重量に基づき、全ての試験方法は本開示の出願日付け時点で最新のものである。
本明細書で使用される、用語「組成物」は、組成物を含む材料(複数可)、ならびに組成物の材料から形成された反応生成物及び分解生成物を含む。任意の反応生成物または分解生成物は典型的に、微量または残存量で存在する。
本明細書で使用される、用語「ポリマー組成物」は、ポリマー組成物を含む材料(複数可)、ならびにポリマー組成物の材料から形成された反応生成物及び分解生成物を含む。任意の反応生成物または分解生成物は典型的に、微量または残存量で存在する。ポリマー組成物は、例えば、1つのエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを含有し得るか、または1つのかかるインターポリマー及び1つ以上添加剤を含有し得る。ポリマー組成物は、2つ以上の異なるエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを含有し得るか、またはかかるインターポリマー及び1つ以上添加剤を含有し得る。
本明細書で使用される、用語「ポリマー」は、同じまたは異なる種類のものにかかわらず、モノマーを重合することにより調製されたポリマー化合物を指す。したがって、総称ポリマーは、用語ホモポリマー(1種類のみのモノマーから調製されたポリマーを指すように使用され、微量の不純物がポリマー構造に組み込まれ得ることが理解される)、及び以下に定義される用語インターポリマーを包含する。触媒残留物などの微量の不純物は、ポリマー中に、及び/またはポリマー内に組み込まれ得る。
本明細書で使用される、用語「インターポリマー」は、少なくとも2つの異なる種類のモノマーの重合により調製されたポリマーを指す。したがって、用語インターポリマーは、用語コポリマー(2つの異なる種類のモノマーから調製されたポリマーを指すように使用される)及び3つ以上の異なる種類のモノマーから調製されたポリマーを含む。
本明細書で使用される、用語「オレフィン系ポリマー」は、重合形態で、大半量のオレフィンモノマー、例えば、エチレンまたはプロピレン(ポリマーの重量に基づく)を含み、任意選択で、1つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。
本明細書で使用される、用語「エチレン系ポリマー」は、重合形態で、大半の重量パーセントのエチレン(ポリマーの重量に基づく)を含み、任意選択で、1つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。
本明細書で使用される、用語「エチレン系インターポリマー」は、重合形態で、大半の重量パーセントのエチレン(インターポリマーの重量に基づく)、及び少なくとも1つのコモノマーを含むポリマーを指す。
本明細書で使用される、用語「エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマー」は、重合形態で、エチレン、α−オレフィン、及び非共役ポリエンを含むポリマーを指す。一実施形態では、エチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーは、大半の重量パーセントのエチレン(インターポリマーの重量に基づく)を含む。
本明細書で使用される、用語「エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー」は、重合形態で、エチレン、α−オレフィン、及びジエンを含むポリマーを指す。一実施形態では、「エチレン/α−オレフィン/ジエンインターポリマー」は、大半の重量パーセントのエチレン(インターポリマーの重量に基づく)を含む。
本明細書で使用される、用語「エチレン/α−オレフィンコポリマー」は、重合形態で、2つのみのモノマー種として、大半量のエチレンモノマー(コポリマーの重量に基づく)及びα−オレフィンを含むコポリマーを指す。
本明細書で使用される、用語「プロピレン系ポリマー」は、重合形態で、大半量のプロピレンモノマー(ポリマーの重量に基づく)を含み、任意選択で、1つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。
用語「含む(comprising)」、「含む(including)」、「有する(having)、及びそれらの派生語は、任意の追加の構成要素、ステップ、または手順が具体的に開示されるか否かにかかわらず、それらの存在を除外することを意図しない。疑義を回避するために、用語「含む(comprising)」の使用を通して特許請求される全ての組成物は、ポリマーまたは別様にかかわらず、逆が記述されない限り、任意の追加の添加剤、アジュバント、または化合物を含み得る。対照的に、用語「から本質的になる(consisting essentially of)」は、操作性に必須ではないものを除いて、任意の後続の列挙である任意の他の構成要素、ステップ、または手順の範囲から除外される。用語「からなる(consisting of)」は、具体的に詳述または列記されない任意の構成要素、ステップ、または手順を除外する。
試験方法
密度
密度測定用のサンプルは、ASTM D 4703−10(方法B、毎分15℃の冷却)に従って調製された。約7gのサンプルを「2インチ×2インチ×135ミル厚」の型に入れ、これを374°F(190℃)で6分間、3,000lbで押圧した。次に、圧力を4分間30,000lbに上げた。この次に、30,000lbで毎分15℃で約40℃の温度まで冷却した。次に、「2インチ×2インチ×135ミル」のポリマーサンプル(プラーク)を型から外し、3つのサンプルを1/2インチ×1インチのダイカッターでプラークから切り取った。ASTM D792−13、方法Bを用いて、サンプル押圧から1時間以内に密度測定を行った。3回の測定の平均として密度を報告した。
メルトインデックス
メルトインデックス(I)は、ASTM−D 1238(条件190℃/2.16kg)に従って測定され、10分毎に溶出されたグラムで報告される。メルトフローレート(I10)は、ASTM−D 1238(条件190℃/10kg)に従って測定され、10分毎に溶出されたグラムで報告される。
従来のゲル浸透クロマトグラフィー(conv.GPC)
PolymerChAR(Valencia,Spain)のGPC−IR高温クロマトグラフ系には、高精度検出器(Amherst,MA)、2角度レーザー光散乱検出器モデル2040、IR5赤外線検出器、及び4毛細管粘度計(両方ともPolymerChar)が装備された。データ収集はPolymerChAR InstrumentControlソフトウェア及びデータ収集インターフェースを使用して行われた。系には、Agilent Technologies(Santa Clara,CA)のオンラインの溶媒脱気装置及びポンプ系が装備された。
注入温度は摂氏150度に制御された。使用されたカラムは、Polymer Laboratories(Shropshire,UK)の3つの10ミクロン「Mixed−B」カラムであった。使用された溶媒は1,2,4トリクロロベンゼンであった。サンプルは「溶媒の50ミリリットル中0.1グラムのポリマー」の濃度に調製された。クロマトグラフ溶媒及びサンプル調製溶媒はそれぞれ「200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)」を含有した。両溶媒源は窒素散布された。エチレン系ポリマーサンプルを摂氏160度で3時間穏やかに攪拌した。注入量は200マイクロリットルであり、流速は1ミリリットル/分であった。GPCカラムセットは、21の「分子量分布が狭い」ポリスチレン標品を流すことにより較正された。標品の分子量(MW)は580〜8,400,000g/モルの範囲であり、標品は6つの「カクテル」混合物に含有された。各標品混合物は、個々の分子量間で少なくとも10離れていた。標品混合物はPolymer Laboratoriesから購入した。ポリスチレン標品は、1,000,000g/モル以上の分子量に関しては「50mLの溶媒中0.025g」、そして1,000,000g/モル未満の分子量に関しては「50mLの溶媒中0.050g」に調製された。
30分間穏やかに攪拌しながらポリスチレン標品を80℃で溶解した。最初に、及び「最高分子量構成成分」を減少させるために、狭い標品混合物を流して、分解を最小限に抑えた。ポリスチレン標品ピーク分子量を、方程式1(Williams and Ward,J.Polym.Sci.,Polym.Letters,6,621(1968)に記載されるように):
Figure 0006948948
(式中、Mは分子量であり、Aは0.4316に等しく、Bは1.0に等しい)を使用して、ポリエチレン分子量に変換した。
数平均分子量(Mn(conv gpc))、重量平均分子量(Mw−conv gpc)、及びz平均分子量(Mz(conv gpc))を以下の方程式2〜4に従って計算した。
Figure 0006948948
Figure 0006948948
Figure 0006948948
方程式2〜4において、RVは「毎秒1ポイント」で収集されたカラム保持容積(等間隔で分割された)であり、IRは、GPC機器のIR5測定チャネルからの、ボルトでのベースライン減算されたIR検出器シグナルであり、LogMPEは、方程式1から決定されたポリエチレン当量MWである。データの計算はPolymerCharの「GPC Oneソフトウェア(バージョン2.013H)」を使用して行われた。
動的粘弾性測定(DMS)
「25mm平行板」を装備したTA Instruments ARESを使用して、窒素パージ下で小角振動剪断(メルトDMS)を行った。サンプル装填と試験開始との間の時間は、全てのサンプルにおいて5分に設定された。実験は0.1〜100ラジアン/秒の周波数範囲にわたって190℃で行われた。1〜3%のサンプルの応答に基づき、歪振幅を調節した。振幅及び位相に関してストレス応答を分析し、それから、貯蔵弾性率(G’)、損失弾性率(G”)、動粘性率η*、タンデルタ、及び位相角を決定した。動的粘弾性測定の試料は、5分間180℃及び10MPa成形圧力で形成され、次いで冷却したプラテン(15〜20℃)の間で2分間急冷した、「25mm直径×3.3mm厚」の圧縮成形ディスクであった。レオロジー比(190℃でV0.1/V100、「RR」とも称される)を記録した。
ムーニー粘度
ASTM 1646に従って、1分の余熱時間及び4分のローター動作時間で、ムーニー粘度(125℃でML1+4)を測定した。機器はAlpha Technologiesのムーニー粘度計2000である。
EPDM組成分析のための13C NMR方法
約「2.6gのテトラクロロエタン−d2/クロムアセチルアセトネート(緩和剤)中0.025Mを含有するオルトジクロロベンゼンの50/50混合物」を「10mm」NMRチューブ内の「0.2gのサンプル」に添加することにより、サンプルを調製した。チューブ及びその内容物を150℃に加熱することにより、サンプルを溶解し、均質化した。Bruker Dual DUL高温CryoProbeを装備したBruker 400 MHz分光計を使用してデータを収集した。120℃のサンプル温度で、データファイル当たり160走査、6秒のパルス繰返し遅延を使用してデータを取得した。取得は25,000Hzのスペクトル幅及び32Kデータ点のファイルサイズを使用して行われた。
実施例の組成物のNMRスペクトル分析は以下の分析方法を使用して行われた。EPDM中に存在するモノマーの定量は以下の方程式(1A〜9A)を使用して計算することができる。
モルエチレンの計算は、1000積分単位に対して55.0〜5.0ppmのスペクトル範囲を正規化する。正規化した積分面積下の寄与はENB炭素の7に相当するのみである。111及び147ppmでのENBジエンピークは、2重結合が高温で反応し得る懸念があるため、計算から除外される。
Figure 0006948948
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いくつかの本発明のインターポリマーの更なるNMRスペクトル分析は、19.5ppm〜22.0ppmの総積分面積の3.0%超(更には4.0%超)である、21.3ppm〜21.8ppm(%PP立体規則性マーカー)のピーク面積を示す。いくつかの比較例の類似するスペクトル分析は、19.5ppm〜22.0ppmの総積分面積の3.0%未満を示す(実施例C及びDを参照されたい)。スペクトルデータは30ppmでのEEE主鎖を基準にする。この領域のピーク応答は典型的には、ポリマーに組み込まれたポリエチレン立体規則性の相違に関連した。別の種類のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーに関して類似する分析を行うことができる。
いくつかの本発明のEPDMの更なるNMRスペクトル分析は、化学シフト領域14.0〜14.3ppmからのピーク面積(脂肪族鎖末端のCHに対応する)を示し、これは、総積分面積(化学シフト領域1〜55ppm)が1000の値に設定される場合、0.5超(1000炭素当たり>0.5鎖末端、ACE)のピーク面積となる。比較EPDMの類似するスペクトル分析は、0.5 ACE未満の10〜55ppmの総積分面積を示すか、または検出されなかった。スペクトルデータは30ppmでのEEE主鎖を基準にした。この領域のピーク応答は典型的には、EPDM内に組み込まれた鎖末端の相違に関連する。別の種類のエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーに関して類似する分析を行うことができる。
実験
以下の実施例は本発明を図示するが、本発明の範囲を制限することを意図しない。
3,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)−9H−カルバゾールの調製
Figure 0006948948
オーバーヘッド攪拌機、窒素ガスバブラー、及び添加漏斗を装備した500mLの3つ首丸底フラスコに、20.02g(120.8mmol)のカルバゾール、49.82g(365.5mmol)のZnCl、及び室温の300mLのニトロメタンを入れた。得られた暗褐色のスラリーに、49.82g(365.5mmol)の2−クロロ−2−メチルプロパン(塩化tert−ブチルとしても知られる)を添加漏斗から2.5時間にわたって滴加した。添加完了後、得られたスラリーを更に18時間攪拌し、反応混合物を800mLの氷冷水中に注ぎ、塩化メチレン(3×500mL)で抽出した。混合抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、最初に回転蒸発、次に高真空下での蒸発により濃縮し、ニトロメタンを除去した。得られた残留物を温塩化メチレン(70mL)、続いて温ヘキサン(50mL)に溶解し、得られた溶液を室温に冷却し、次いで一晩冷蔵庫に入れた。形成した得られた固体を単離し、冷ヘキサンで洗浄し、次いで高真空下で乾燥させて、オフホワイト色の結晶として10.80g(32.0%)の所望の生成物を得た。H NMR(400MHz,CDCl)δ8.11(d,J=1.6Hz,2H),7.75(s,1H),7.48(dd,J=8.5,1.9Hz,2H),7.31(d,J=8.5Hz,2H),1.48(s,18H)。13C{H}NMR(101MHz,CDCl)δ142.17(s),137.96(s),123.45(s),123.28(s),116.11(s),109.97(s),34.73(s),32.09(s)。
2−ヨード−4−(2,4,4−トリメチルペンタン−2−イル)フェノールの調製
Figure 0006948948
0℃で、125mLのメタノール中10.30g(50.00mmol)の4−(2,4,4−トリメチルペンタン−2−イル)フェノールの攪拌溶液に、7.48g(50.00mmol)のNaI及び2.00g(50.0mmol)のNaOHを添加した。得られた混合物に1時間にわたって86mLの5%水性NaOCl溶液(市販漂白剤)を添加した。得られたスラリーを0℃で更に1時間攪拌し、次に30mLの水性10% Na溶液を添加し、得られた反応混合物を希塩酸で酸性化した。得られた混合物を塩化メチレンで抽出し、得られた有機層を鹹水で洗浄し、次いで無水硫酸マグネシウム上で乾燥させた。揮発性物質を真空下で除去し、得られた残留物をシリカゲル上でフラッシュクロマトグラフィーにより精製し、ヘキサン中5容積パーセント(vol%)の酢酸エチルで溶出して、粘性の油状物として11.00g(66%)の所望の生成物を得た。H NMR(CDCl)δ7.60(d,J=2.5Hz,1H),7.25(dd,J=8.5及び2.2Hz,1H),6.90(d,J=8.5Hz,1H),5.13(s,1H),1.69(s,2H),1.32(s,6H)及び0.74(s,9H)。13C{H}NMR(CDCl)δ152.21,144.52,135.56,128.03,114.17,85.36,56.92,38.01,32.43,31.90及び31.64.GC/MS(m/e):332(M)。
2−(2−ヨード−4−(2,4,4−トリメチルペンタン−2−イル)フェノキシ)テトラヒドロ−2H−の調製。
Figure 0006948948
0℃で、5mLの塩化メチレン中4.91g(14.8mmol)の4−(2,4,4−トリメチルペンタン−2−イル)フェノール及び1.50g(17.8mmol)の3,4−ジヒドロピランの攪拌溶液に、0.039g(0.205mmol)のパラ−トルエンスルホン酸一水和物を添加した。得られた溶液を室温に温め、その温度で約10分間攪拌した。トリエチルアミン(0.018g、0.178mmol)を添加し、得られた混合物を50mLの塩化メチレンで希釈し、引き続き、それぞれ50mLの1M NaOH、水、及び鹹水で洗浄した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、濃縮して、粗材料を得、これをヘキサン中5容積%酢酸エチルを使用してシリカゲル上でフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、金色の油状物として5.18g(93.12%)の所望の生成物を得た。H NMR(CDCl)δ7.74(d,J=2.3Hz,1H),7.27(dd,J=2.3及び8.6 Hz,1H),6.99(d,J=8.6Hz,1H),5.49(m,1H),3.91(m,1H),3.61(m,1H),2.20−1.60(m,6H),1.69(s,2H),1.34(s,6H)及び0.75(s,9H)。13C{H}NMR(CDCl)δ153.27,145.49,136.98,127.08,114.44,96.72,87.09,61.69,56.91,37.95,32.33,31.81,31.52,31.44,30.26,25.27,18.36。
3,6−ジ−tert−ブチル−9−(2−(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イルオキシ)−5−(2,4,4−トリメチル−ペンタン−2−イル)フェニル)−9H−カルバゾールの調製。
Figure 0006948948
雰囲気下で、攪拌棒及び冷却器を装備した50mLの3つ首丸底フラスコに、20mLの乾燥トルエン、5.00g(12.01mmol)の2−(2−ヨード−4−(2,4,4−トリメチルペンタン−2−イル)フェノキシ)テトラヒドロ−2H−ピラン;3.56g(12.01mmol)の3,6−ジ−tert−ブチルカルバゾール、0.488g(2.56mmol)のCuI、7.71g(36.2mmol)のKPO、及び0.338g(3.84mmol)のN,N`−ジメチルエチレンジアミンを添加した。得られた溶液混合物を還流下で48時間加熱し、冷却し、シリカゲル床を通して濾過した。シリカゲルをテトラヒドロフラン(THF)ですすぎ、得られた溶液を濃縮して粗残留物を得た。精製はアセトニトリルから再結晶することによって達成され、白色の固体として4.57g(67.0%)の所望の生成物を得た。H NMR(CDCl)δ8.13(t,J=1.71Hz,1H),7.48(d,J=2.4Hz,1H),7.40(m,3H),7.31(d,J=8.68Hz,1H),7.14(d,J=8.68Hz,1H),7.08(d,J=8.56Hz,1H),5.22(t,J=2.81Hz,1H),3.72(td,J=11.12及び2.8Hz,1H),3.47(dt,J=11.12及び3.47Hz,1H),1.75(s,2H),1.474(s,9H),1.472(s,9H),1.394(s,3H),1.391(s,3H),1.37−1.12(m,6H),0.82(s,9H)。13C{H}NMR(CDCl)δ150.96,144.22,142.07,140.02,127.49,126.60,126.56,123.14,123.12,122.96,116.37,115.88,115.72,110.18,109.52,97.02,61.56,57.03,38.23,34.69,32.41,32.07,31.86,31.72,31.50,29.98,25.06,17.61。
3,6−ジ−tert−ブチル−9−(2−((テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ)−3−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−5−(2,4,4−トリメチルペンタン−2−イル)フェニル)−9H−カルバゾールの調製。
Figure 0006948948
窒素雰囲気下、0℃で、40mLのTHF中2.5g(4.4mmol)のカルバゾール誘導体の攪拌溶液に、2.8mL(7.0mmol)のn−ブチルリチウム(ヘキサン中2.5M溶液)を5分間にわたって添加した。溶液を0℃で更に3時間攪拌した。2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(1.44mL、7.0mmol)をこれに添加し、0℃で更に1時間攪拌を続けた。反応混合物をゆっくり室温に温め、18時間攪拌した。反応混合物を乾燥状態及び回転蒸発により濃縮し、100mLの氷冷水を添加した。混合物を塩化メチレンで抽出した。有機層を鹹水で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させた。溶媒の除去、続いてアセトニトリルからの再結晶により、白色の固体として2.4g(78.6%)の標記生成物を得た。H NMR(CDCl)δ8.30−7.96(m,2H),7.81(d,J=2.5Hz,1H),7.58−7.32(m,3H),7.14(d,J=8.6Hz,2H),4.85(d,J=2.8Hz,1H),2.76(td,J=11.0,2.7Hz,1H),2.59(dd,J=7.9,3.5Hz,1H),1.73(s,2H),1.67−0.87(m,6H),1.46(s,9H),1.45(s,9H),1.38(s,9H),1.37(s,9H),0.78(s,9H);13C{H}NMR(CDCl)δ156.25,145.86,142.05,142.01,139.79,139.78,133.82,130.61,129.72,123.39,123.37,123.05,115.59,115.55,110.20,110.11,101.41,83.64,61.20,56.95,38.37,34.68,32.42,32.08,31.90,31.45,29.97,25.06,25.04,24.79,18.16。MS m/e 716.38(M+Na)。
メソ−4,4’−ペンタン−2,4−ジイルビス(オキシ))ビス(3−ブロモ−1−フルオロベンゼン)の調製。
Figure 0006948948
温度計、磁気攪拌機、添加漏斗、及び窒素パッドを装備した2−Lの3つ首丸底フラスコに、2,4−ペンタンジオール(30.46g、292.5mmol、1当量)、2−ブロモ−4−フルオロフェノール(114.39g、598.9mmol、2.04当量)、トリフェニルホスフィン(157.12g、599.0mmol、2.04当量)、及びTHF(600mL)を入れ、内容物を氷水浴中で2℃に冷却した。添加漏斗中の、THF(130mL)中のDIAD(121.11g、598.9mmol、2.04当量)の溶液を、反応物を5℃より下に維持する速度で(添加には約4時間かかった)添加した。得られた混合物を更に1時間2℃で攪拌し、サンプルをGC−MS分析用に取り、これは反応がほぼ完了していることを示した。一晩攪拌した後、周囲温度で、揮発性物質を減圧下で除去した。シクロヘキサン(700mL)を残留物に添加し、スラリーを室温で30分間攪拌した。不溶性固体を濾過し、シクロヘキサン(100mL×3)ですすいだ。シクロヘキサン溶液を1N NaOH(200mL)、水(200mL)、1N HCl(200mL)、水(500mL×2)で洗浄し、次いで、減圧下で濃縮して油状残留物を得た。油状残留物をヘキサン(100mL)に溶解し、次いで、シリカゲル(315g)のパッドを通過させ、ヘキサン(300mL)及びヘキサン−EtOAc(容積で20:1、ヘキサン2L+EtOAc100mL)で溶出し、濃縮し、乾燥させて、所望の下の基(123.8グラム、94%収率)を得た。H NMR(400 MHz,C)δ7.14(dd,J=8.4,3.9Hz,2H),6.64(dt,J=9.1,3.9Hz,2H),6.48(dd,J=9.0,3.7Hz,2H),4.22(m,2H),2.17(dt,J=13.6,6.5Hz,1H),1.45(dt,J=13.6,5.6Hz,1H)及び0.98(d,J=6.1Hz,6H)。13C NMR(101MHz,CDCl)δ156.9(d,J=235.8Hz),150.9(d,J=2.8Hz),120.9(d,J=25.8Hz),115.62(d,J=7.7Hz),114.9(d,J=21.5Hz),113.7(d,J=10.1Hz),72.8,42.7及び19.6。19F NMR(376MHz,C)δ−121.33。
配位子の調製。
Figure 0006948948
方法1:2Lの反応槽に、窒素雰囲気下、800mLのトルエンに溶解したメソ−4,4’−ペンタン−2,4−ジイルビス(オキシ))ビス(3−ブロモ−1−フルオロベンゼン)(80g、177.7mmol)及び3,6−ジ−tert−ブチル−9−(2−((テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ)−3−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−5−(2,4,4−トリメチルペンタン−2−イル)フェニル)−9H−カルバゾール(271.3g、391.0mmol)を攪拌しながら添加した。これにNaOH(42.7gを100mLの水に溶解、1.0mol)を添加し、続いてPd(PPh(8.21g、7.11mmol)を素早く添加し、反応物を88℃に加熱した。5時間の時点で完了と見なされるまで、反応過程をLCを介して監視した。この時点で、反応槽をrt(室温)に冷却し、苛性層を除去し、200mLの20%HCl溶液を添加し、反応物を再度5時間88℃に加熱した。反応槽を周囲温度に冷却し、水層を除去し、有機層を鹹水で洗浄し、MgSO上で乾燥させた。濾過してMgSOを除去し、続いて回転蒸発を介して濃縮し、オフホワイト色の固体を得、これをアセトニトリルで洗浄し、残りの固体を真空下で乾燥させて、純粋な配位子錯体(199.5グラム、89%収率)を得た。
方法2(2工程手順)
PhP(1.05g、4mmol)、メソ−4,4’−ペンタン−2,4−ジイルビス(オキシ))ビス(3−ブロモ−1−フルオロベンゼン)(45.01g、100.0mmol)、アリコート336(0.326g)、及びトルエン(500mL)を、冷水冷却器、磁気攪拌機、温度計、及び窒素パッドを装備した、油浴中の2Lの3つ首丸底フラスコに添加した。混合物を窒素で30分間散布した。Pd(OAc)(449.02mg、2.0mmol、0.02当量)を添加し、固体Pd(OAc)が溶解するまで、窒素で散布しながら混合物を5〜10分間攪拌した。次いで、2N NaOH(300mL、窒素で予め散布した)を窒素下で添加し、混合物を窒素で5分間散布した。反応混合物を75〜78℃に加熱し、シリンジポンプを介して、400mLのトルエン(窒素で30分間散布された)中の3,6−ジ−tert−ブチル−9−(2−((テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ)−3−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−5−(2,4,4−トリメチルペンタン−2−イル)フェニル)−9H−カルバゾール(156.64g、220mmol)の溶液を3時間にわたって添加した。反応混合物を、105℃の油浴中で、窒素雰囲気下で一晩80〜86℃に加熱し(反応はLCにより監視さるように、4〜6時間で完了した)、これにより暗色の混合物が得られた。50℃に冷却した後、1時間空気を反応混合物に泡入し、触媒を破壊した。次いで、反応混合物を相分離(phase−cut)のために沈降させた。下の水層を除去し、トルエン(100mL)で抽出した。トルエン相を水(500mL×2)で洗浄した。次に、2N HCl(300mL、100mLの6N HCl+200mLのHOから調製)をトルエン溶液に添加した。得られた混合物を窒素下で一晩、105〜108℃の油浴中で80〜86℃で攪拌した。
反応混合物のLC分析は、THP基の脱保護が完了したことを示した。反応混合物を周囲温度に冷却した。下の水層を除去し、これを続いてトルエン(100mL)で抽出した。黄色から褐色のトルエン相を水(500mL×2)で洗浄した。トルエン溶液をシリカゲルのパッド(60〜100g)を通して濾過した。シリカゲルの湿ったケークをトルエン(100mL)ですすいだ。淡黄色のトルエン溶液を減圧下でrotovapにより濃縮し、濃い残留物(〜185.5g)を得た。アセトニトリル(500mL)を残留物に添加し、混合物を60℃でroto−vap上で回転させた。濃い残留物を徐々に溶解し、透明な淡黄色の溶液を形成した。しばらくして白色の固体が溶液から沈殿した。一晩周囲温度に冷却した後、固体を濾過により収集し、アセトニトリル(200mL×2)で洗浄/すすぎ、吸引乾燥させ、真空炉中で乾燥させて、所望の生成物(115.5グラム、92.0%収率)を得た。H NMR(400MHz,C)δ8.45(t,J=2.4Hz,4H),7.50−7.56(m,6H),7.41(d,J=8.8Hz,2H),7.16(CDHにより不明慮),6.32(s,2H),6.30(dd,J=9.3,4.7Hz,2H),6.23(s,2H),4.16(m,2H),2.01(dt,J=14.3,6.9Hz,1H),1.55(s,4H),1.37(dt,J=14.2,5.0Hz,1H),1.44(s,18H),1.43(s,18H),1.20(s,12H),0.83(d,J=6.0Hz,6H)及び0.80(s,18H)。13C{H}NMR(101MHz,C)δ158.2(d,J=241.2Hz),149.8(d,J=1.7Hz),148.9,143.2,143.0,143.0,140.7(d,J=5.5Hz),131.1(d,J=7.5Hz),129.4,127.2,126.1,124.2(d,J=2.7Hz),118.9(d,J=23.4Hz),117.3(d,J=9.2Hz),116.8,115.8(d,J=22.8Hz),110.2(d,J=10.0Hz),73.7,57.1,42.66,38.3,34.9,32.5,32.2,32.1,31.7,31.6及び19.5。19F NMR(376MHz,C)δ−120.95。
前駆触媒(I1)の調製
Figure 0006948948
5Lの反応槽に4.5Lのトルエンを入れ、−30℃に冷却した。これに、ZrCl(38.8lg、166.8mmol)、続いてMeMgBr(211.8mLの3M溶液、635.5mmol)を添加した。得られた混合物を5分間攪拌し、その後、配位子L3(199.5g、158.9mmol)を添加した。懸濁液を徐々に室温に温め、更に3時間攪拌し、次いで濾過した。次いで、トルエンを真空下で除去して、良好な純度のオフホワイト色の固体としてI3を得た(定量的、234グラム)。H NMR(400MHz,C)δ8.53(m,2H),8.41(dd,J=2.0,12.0Hz,2H),7.72(m,2H),7.67(d,J=3.0Hz,1H),7.57−7.61(m,6H),7.44(ddd,J=2.9,8.1,9.4Hz,2H),7.24(dd,J=2.0,14Hz,2H),7.01(dd,J=3.7,8.9Hz,2H),6.95(dd,4.0,7.3Hz,1H),6.60(m,2H),4.95(dd,J=4.4,8.2Hz,2H),4.82(dd,J=4.4,8.2Hz,2H),4.21(m,2H),3.78(m,2H),1.64(s,3H),1.58(s,3H),1.48(s,9H),1.46(s,9H),1.32(s,9H),1.30(s,9H),0.77−0.90(m,8H),1.20−1.28(m,8H),0.60(d,J=7.3Hz,3H),0.41(d,J=7.3Hz,3H),−0.72(s,3H)及び−0.88(s,3H)。19F NMR(376MHz,C)δ−114.83。
一般に、他の金属−配位子錯体(式1の)を含む他の発明の触媒系は、異なる化学前駆体を使用することにより、I3(上に示される)に類似して調製することができる。具体的には、本発明の配位子は、配位子に所望される変化により、様々な合成経路を使用して調製され得る。一般に、I3に関して記載されるのと同じシーケンスで一緒にひいては連結される基本要素(building block)が調製される。R基の置換基の変化は基本要素の合成に導入され得る。架橋における変化は、架橋基の合成により導入され得る。基本要素を連結するためのいくつかの異なる方法がある。一実施形態では、一般的に、任意選択で置換されたフェニル環のそれぞれが別個の基本要素として調製される。次いで、所望の任意選択で置換されたフェニルがビ−フェニル基本要素に組み合わされ、次いでこれを一緒に架橋する。別の実施形態では、任意選択で置換されたフェニル基本要素が一緒に架橋され、次いで追加の任意選択で置換されたフェニル基本要素が付加されて、架橋されたビ−アリール構造を形成する。使用される出発材料または試薬は一般的に市販されているか、または日常的な合成手段を介して調製される。配位子からの「金属−配位子錯体」の形成は典型的には、I3に類似して、好適な金属前駆体及び/または好適なアルキル化剤と反応させることにより行われる。
以下に記載される重合に使用された金属配位子錯体及び共触媒を以下に列記する。
Figure 0006948948
Figure 0006948948
Figure 0006948948
Figure 0006948948
共触媒−1は、後にUSP 5,919,988に開示されるように、長鎖トリアルキルアミン(ARMEEN M2HT、Akzo−Nobel,Inc.から入手可能)の反応により調製されたテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートのメチルジ(C14−18アルキル)アンモニウム塩、HCl、及びLi[B(C6F5)4]の混合物である(実施例2)。共触媒−1はBoulder Scientificから購入し、更に精製することなく使用した。
共触媒−2(変性メチルアルモキサン(MMAO))はAkzo Nobelから購入し、更に精製することなく使用した。
連続重合
米国特許第5,977,251号及び第6,545,088号に説明される条件下で、本発明のポリマーを生成することが望ましい。ポリマー生成物は、連続的に混合されるループ型反応槽を使用して、溶液重合方法において生成された。エチレンを、ISOPAR E(ExxonMobilから入手可能なC8−C10飽和炭化水素の混合物)の溶媒、プロピレン、及び5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)の混合物に導入した。触媒は別に反応槽に供給され、共触媒1及び共触媒2を使用して、インシツで活性化された。反応槽の出口は、したがって、ポリマー、溶媒、及び減少したレベルの初期モノマー流の混合物である。ポリマーの分子量は、反応槽温度、モノマー転化率を調節すること、及び/または水素などの連鎖停止剤の添加により制御することができる。重合反応は、定常状態、つまり、一定の反応物濃度、ならびに溶媒、モノマー、及び触媒の継続的入力、ならびに未反応モノマー、溶媒、及びポリマーの離脱の下で行われた。反応槽系を冷却及び加圧して、気相の形成を防止した。
重合後、触媒失活剤として少量の水を反応槽退出流内に導入し、反応槽退出流をフラッシュ室に導入し、ここで固体濃度が少なくとも100パーセント増加された。次いで、未反応モノマー、つまり、ENB、エチレン、及びプロピレンの一部、ならびに未使用の希釈剤を収集し、必要な場合、反応槽フィードに戻して再利用する。
表1〜4は、本発明及び比較EPDM重合をもたらすために使用された反応条件を列記する。EPDMポリマーは、単一反応槽ループもしくはCSTR、または2つの連続する反応槽(第1の反応槽:ループ、第2(最終)反応槽:ループ、または第1の反応槽:ループ、第2(最終)反応槽:CSTR)、または第1の反応槽:CSTR、第2(最終)反応槽ループを選択)を使用して調製された。各実施例に使用された反応槽の構成は表1に列記される。
「R1」で示される実施例は、EPDMポリマーを収集し、続いてそれを回収するために真空乾燥された、第1の単一反応槽からのポリマーサンプルである。他のポリマー実施例は直列の2つの反応槽で調製され、それぞれの場合に関して、第1の反応槽で生成されたポリマーは第2の反応槽に移され、最終EPDMポリマーは、ポリマーがバックエンド動作に通され、ペレット化された、単一動作から収集された。
重合条件は表1〜4に示され、ポリマー特性は表5〜7に示される。
Figure 0006948948
Figure 0006948948
Figure 0006948948
;**第2の反応槽へのエチレンフィードは、フィード流中にエチレン、加えて第1の反応槽を退出する未反応エチレンからなる。
Figure 0006948948
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Figure 0006948948
Figure 0006948948
表5〜6に見られるように、本発明の方法(実施例1〜11)は、全体的に、比較重合(実施例A〜E)と比較して、より高いMw/V0.1値、より高いタンデルタ値、及びより低いV0.1/V100値により示されるように、低レベルの長鎖分岐を有する高分子量(Mw、ムーニー)EPDMをもたらす。
本発明は、その趣旨及び本質的属性から逸脱することなく、他の形態で具体化され得、したがって、前述の明細書ではなく、本発明の範囲を示す、添付の特許請求の範囲を参照されたい。
本発明は、以下の態様を含み得る。
[1]
少なくとも1つのエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを含むポリマー組成物を形成するための方法であって、前記ポリマー組成物は、少なくとも次の特性:
a)1.80(g/mol)/(Pa・s)以上のMw/V0.1比を有し、
前記方法は、式(I)の金属−配位子錯体を含む触媒系の存在下で、エチレン、α−オレフィン、及び非共役ポリエンを含む1つ以上の混合物を重合することを含み、
式中、
Figure 0006948948

Mは、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムであり、それぞれ独立して、+2、+3、または+4の形式的酸化状態にあり、nは、0〜3の整数であり、nが0である場合、Xは不在であり、
各Xは独立して、(C −C 40 )ヒドロカルビル、(C −C 40 )ヘテロヒドロカルビル、もしくはハロゲン化物であり、各Xは独立して、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である単座配位子であるか、または
2つのXが一緒に、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である二座配位子を形成し、
X及びnは、前記式Iの金属−配位子錯体が全体的に中性であるように選択され、
各Zは独立して、酸素原子、硫黄原子、−N[(C −C 40 )ヒドロカルビル]−、または−P[(C −C 40 )ヒドロカルビル]−であり、
Lは、置換もしくは非置換(C −C 40 )ヒドロカルビレン、または置換もしくは非置換(C −C 40 )ヘテロヒドロカルビレンであり、
Lに関して、前記(C −C 40 )ヒドロカルビレンが、式IにおいてR 21 及びR 22 (Lが結合する)を連結する1炭素原子〜10炭素原子のリンカー主鎖を含む一部分を有するか、または
Lに関して、前記(C −C 40 )ヘテロヒドロカルビレンが、式IにおいてR 21 及びR 22 を連結する1原子〜10原子のリンカー主鎖を含む一部分を有し、前記(C −C 40 )ヘテロヒドロカルビレンの前記1原子〜10原子のリンカー主鎖の前記1〜10個の原子のそれぞれが独立して、i)炭素原子、ii)ヘテロ原子(ここで、各ヘテロ原子は独立して、−O−もしくは−S−である)、またはiii)−S(O)−、−S(O) −、−Si(R −、−Ge(R −、−P(R )−、もしくは−N(R )−から選択される置換基のうちの1つであり、式中、各R は独立して、置換もしくは非置換(C −C 30 )ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C −C 30 )ヘテロヒドロカルビルであり、
21 及びR 22 はそれぞれ、独立して、CまたはSiであり、
〜R 20 はそれぞれ、独立して、置換もしくは非置換(C −C 40 )ヒドロカルビル、置換もしくは非置換(C −C 40 )ヘテロヒドロカルビル、−Si(R 、−Ge(R 、−P(R 、−N(R 、−OR 、−SR 、−NO 、−CN、−CF 、−S(O)R 、−S(O) 、−N=C(R 、−OC(O)R 、−C(O)OR 、−N(R)C(O)R 、−C(O)N(R 、ハロゲン原子、及び水素原子からなる群から選択され、式中、各R は独立して、置換もしくは非置換(C −C 30 )ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C −C 30 )ヘテロヒドロカルビルであり、
17 が水素原子である場合、R 18 は、置換もしくは非置換(C −C 40 )ヒドロカルビル、置換もしくは非置換(C −C 40 )ヘテロヒドロカルビル、−Si(R 、−Ge(R 、−P(R 、−N(R 、−OR 、−SR 、−NO 、−CN、−CF 、−S(O)R 、−S(O) 、−N=C(R 、−OC(O)R 、−C(O)OR 、−N(R)C(O)R 、−C(O)N(R 、ハロゲン原子であり、式中、各R は独立して、置換もしくは非置換(C −C 30 )ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C −C 30 )ヘテロヒドロカルビルであるか、あるいは
18 が水素原子である場合、R 17 は、置換もしくは非置換(C −C 30 )ヒドロカルビル、置換もしくは非置換(C −C 40 )ヘテロヒドロカルビル、−Si(R 、−Ge(R 、−P(R 、−N(R 、−OR 、−SR 、−NO 、−CN、−CF 、−S(O)R 、−S(O) 、−N=C(R 、−OC(O)R 、−C(O)OR 、−N(R)C(O)R 、−C(O)N(R 、ハロゲン原子であり、式中、各R は独立して、置換もしくは非置換(C −C 30 )ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C −C 30 )ヘテロヒドロカルビルであり、かつ/あるいは
19 が水素原子である場合、R 20 は、置換もしくは非置換(C −C 40 )ヒドロカルビル、置換もしくは非置換(C −C 40 )ヘテロヒドロカルビル、−Si(R 、−Ge(R 、−P(R 、−N(R 、−OR 、−SR 、−NO 、−CN、−CF 、−S(O)R 、−S(O) 、−N=C(R 、−OC(O)R 、−C(O)OR 、−N(R)C(O)R 、−C(O)N(R 、ハロゲン原子であり、式中、各R は独立して、置換もしくは非置換(C −C 30 )ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C −C 30 )ヘテロヒドロカルビルであるか、あるいは
20 が水素原子である場合、R 19 は、置換もしくは非置換(C −C 40 )ヒドロカルビル、置換もしくは非置換(C −C 40 )ヘテロヒドロカルビル、−Si(R 、−Ge(R 、−P(R 、−N(R 、−OR 、−SR 、−NO 、−CN、−CF 、−S(O)R 、−S(O) 、−N=C(R 、−OC(O)R 、−C(O)OR 、−N(R)C(O)R 、−C(O)N(R 、ハロゲン原子であり、式中、各R は独立して、置換もしくは非置換(C −C 30 )ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C −C 30 )ヘテロヒドロカルビルであり、
式Iに関して、R 〜R 22 のうちの2つ以上が、任意選択で、1つ以上の環構造を形成してもよく、各環構造は、いずれの水素原子も除いて、前記環に3〜50個の原子を有する、方法。
[2]
前記ポリマー組成物が、1.50以上のタンデルタ(0.1ラジアン/秒、190℃)を有する、[1]に記載の方法。
[3]
前記方法が、1つ以上の反応槽内で前記1つ以上の混合物を重合することを含み、少なくとも1つの反応槽内の反応槽温度が150℃未満である、[1]または[2]のいずれか1項に記載の方法。
[4]
前記ポリマー組成物が、1.80〜3.50の分子量分布(MWD)を有する、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の方法。
[5]
前記方法が、1つの反応槽または2つの反応槽内で前記1つ以上の混合物を重合することを含む、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の方法。
[6]
前記ポリマー組成物が、2つのエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを含む、[1]〜[5]のいずれか1項に記載の方法。
[7]
式Iに関して、各Zが酸素原子である、[1]〜[6]のいずれか1項に記載の方法。
[8]
式Iに関して、R 21 及びR 22 が、それぞれC(炭素)である、[1]〜[7]のいずれか1項に記載の方法。
[9]
式Iに関して、Lが、−CH CH CH −、−CH CH −、または−CH −から選択される、[1]〜[8]のいずれか1項に記載の方法。
[10]
式Iに関して、Mがジルコニウムである、[1]〜[9]のいずれか1項に記載の方法。
[11]
式Iに関して、R 及びR 16 が、それぞれ独立して、i)〜vii):
Figure 0006948948

Figure 0006948948

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Figure 0006948948

から選択される、[1]〜[10]のいずれか1項に記載の方法。
[12]
式Iが、I1〜I12:
Figure 0006948948

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Figure 0006948948

から選択される、[1]〜[11]のいずれか1項に記載の方法。
[13]
請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法によって形成された、ポリマー組成物。
[14]
[13]に記載のポリマー組成物を含む、組成物。
[15]
[14]に記載の組成物から形成された少なくとも1つの構成成分を含む、物品。

Claims (7)

  1. 少なくとも1つのエチレン/α−オレフィン/非共役ポリエンインターポリマーを含むポリマー組成物を形成するための方法であって、前記ポリマー組成物は、少なくとも次の特性:
    a)1.80(g/mol)/(Pa・s)以上のMw/V0.1比を有し、V0.1は0.1ラジアン/秒、190℃で測定されたものであり、
    前記方法は、式(I)の金属−配位子錯体を含む触媒系の存在下で、エチレン、α−オレフィン、及び非共役ポリエンを含む1つ以上の混合物を重合することを含み、
    式中、
    Figure 0006948948

    Mは、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムであり、それぞれ独立して、+2、+3、または+4の形式的酸化状態にあり、nは、0〜3の整数であり、nが0である場合、Xは不在であり、
    各Xは独立して、(C−C40)ヒドロカルビル、(C−C40)ヘテロヒドロカルビル、もしくはハロゲン化物であり、各Xは独立して、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である単座配位子であるか、または
    2つのXが一緒に、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である二座配位子を形成し、
    X及びnは、前記式Iの金属−配位子錯体が全体的に中性であるように選択され、
    各Zは独立して、酸素原子、硫黄原子、−N[(C−C40)ヒドロカルビル]−、または−P[(C−C40)ヒドロカルビル]−であり、
    Lは、非置換(C−C40)ヒドロカルビレン、または置換もしくは非置換(C−C40)ヘテロヒドロカルビレンであり、
    Lに関して、前記(C−C40)ヒドロカルビレンが、式IにおいてR21及びR22(Lが結合する)を連結する1炭素原子〜10炭素原子のリンカー主鎖を含む一部分を有するか、または
    Lに関して、前記(C −C 40 )ヘテロヒドロカルビレンが、式IにおいてR 21 及びR 22 を連結する1原子〜10原子のリンカー主鎖を含む一部分を有し、前記(C −C 40 )ヘテロヒドロカルビレンの前記1原子〜10原子のリンカー主鎖の前記1〜10個の原子のそれぞれが独立して、i)炭素原子、ii)ヘテロ原子(ここで、各ヘテロ原子は独立して、−O−もしくは−S−である)、またはiii)−S(O)−、−S(O) −、−Si(R −、−Ge(R −、−P(R )−、もしくは−N(R )−から選択される置換基のうちの1つであり、式中、各R は独立して、置換もしくは非置換(C −C 30 )ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C −C 30 )ヘテロヒドロカルビルであり、
    21及びR22はそれぞれ、独立して、CまたはSiであり、
    〜R 16 はそれぞれ、独立して、置換もしくは非置換(C−C40)ヒドロカルビル、置換もしくは非置換(C−C40)ヘテロヒドロカルビル、−Si(R、−Ge(R、−P(R、−N(R、−OR、−SR、−NO、−CN、−CF、−S(O)R、−S(O)、−N=C(R、−OC(O)R、−C(O)OR、−N(R)C(O)R、−C(O)N(R、ハロゲン原子、及び水素原子からなる群から選択され、式中、各Rは独立して、置換もしくは非置換(C−C30)ヒドロカルビル、または置換もしくは非置換(C−C30)ヘテロヒドロカルビルであり、
    17 、R 18 、R 19 およびR 20 は、水素原子または(C −C )ヒドロカルビルであり、
    17が水素原子である場合、R18は、(C −C )ヒドロカルビルであるか、あるいは
    18が水素原子である場合、R17は、(C −C )ヒドロカルビルであり、かつ/あるいは
    19が水素原子である場合、R20は、(C −C )ヒドロカルビルであるか、あるいは
    20が水素原子である場合、R19は、(C −C )ヒドロカルビルであり、
    式Iに関して、R〜R22のうちの2つ以上が、任意選択で、1つ以上の環構造を形成してもよく、各環構造は、いずれの水素原子も除いて、環に3〜50個の原子を有する、方法。
  2. 前記方法が、1つの反応槽または2つの反応槽内で前記1つ以上の混合物を重合することを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 式Iに関して、各Zが酸素原子である、請求項1または2のいずれか1項に記載の方法。
  4. 式Iに関して、Lが、−CHCHCH−、−CHCH−、または−CH−から選択される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 式Iに関して、Mがジルコニウムである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 式Iに関して、R及びR16が、それぞれ独立して、i)〜vii):
    Figure 0006948948
    Figure 0006948948

    Figure 0006948948
    Figure 0006948948
    Figure 0006948948
    Figure 0006948948
    Figure 0006948948
    から選択される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 式Iが、I1〜I12:
    Figure 0006948948

    Figure 0006948948

    Figure 0006948948

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    Figure 0006948948

    から選択される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
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