JP7044710B2 - オレフィン類重合用固体触媒成分、オレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、オレフィン類重合用触媒、オレフィン類重合体の製造方法、プロピレン系共重合体の製造方法およびプロピレン系共重合体 - Google Patents
オレフィン類重合用固体触媒成分、オレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、オレフィン類重合用触媒、オレフィン類重合体の製造方法、プロピレン系共重合体の製造方法およびプロピレン系共重合体 Download PDFInfo
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Description
(1)チタン、マグネシウム、ハロゲン原子および内部電子供与体を含み、
水銀圧入法により測定される細孔容積分布が多峰性で、細孔半径0.002μm~1μmの範囲および細孔半径1μmを超え30μm以下の範囲に、それぞれ1以上のピークトップを有し、
半径0.002μm~1μmの範囲の細孔に由来する細孔容積V1/半径1μmを超え30μm以下の範囲の細孔に由来する細孔容積V2で表わされる比が0.30~0.65である
ことを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分、
(2)水銀圧入法により測定される全細孔容積が0.65~2.00cm3/gである上記(1)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分、
(3)前記半径0.002μm~1μmの範囲の細孔に由来する細孔容積V1が0.1~0.8cm3/gである上記(1)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分、
(4)前記半径1μmを超え30μm以下の範囲の細孔に由来する細孔容積V2が0.3~1.5cm3/gである上記(1)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分、
(5)BET法により測定される比表面積が1~500m2/gである上記(1)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分、
(6)前記内部電子供与体が、エステル化合物、エーテル化合物およびカーボネート化合物から選ばれる一種以上である上記(1)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分、
(7)上記(1)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分を製造する方法であって、
アルコキシ基を有するマグネシウム化合物、ハロゲン化チタン化合物および内部電子供与体を接触させる工程を有し、
前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物およびハロゲン化チタン化合物を接触させる際に、前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物およびハロゲン化チタン化合物のいずれか一方を、他方に対して、15℃以下の温度を保持しながら、2時間以上をかけて、連続的あるいは断続的に添加する
ことを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(8)前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物が、ジアルコキシマグネシウムである上記(7)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(9)前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物が、球状又は楕円体状の粒子形状を有し、水銀圧入法により規定される細孔容積分布が多峰性で、細孔半径0.002μm~1μmの範囲および細孔半径1μmを超え30μm以下の範囲に、それぞれ1以上のピークトップを有する上記(7)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(10)前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物の水銀圧入法により規定される全細孔容積が1.3~3.0cm3/gである、上記(7)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(11)前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物は、水銀圧入法により規定される細孔半径0.002μm~1μmの範囲の細孔に由来する細孔容積が0.3cm3/g以上である上記(7)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(12)前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物は、水銀圧入法により規定される細孔半径1μmを超え30μm以下の範囲の細孔に由来する細孔容積が0.5~2.0cm3/gである上記(7)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(13)前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物が、アルコキシ基を有するマグネシウム化合物100質量部あたり0.1~1.5質量部のアルコールを含むものである上記(7)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(14)前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物とハロゲン化チタン化合物を接触させる工程において、ハロゲン化チタン化合物に、アルコキシ基を有するマグネシウム化合物を、15℃以下の温度を保持しながら、2時間以上をかけて連続的あるいは断続的に添加する、上記(7)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(15)アルコキシ基を有するマグネシウム化合物、ハロゲン化チタン化合物またはアルコキシ基を有するマグネシウム化合物とハロゲン化チタン化合物の混合物に対し、内部電子供与体を2回以上接触させる上記(7)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(16)上記(1)に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分、下記一般式(I)
R1 pAlQ3-p (I)
(式中、R1は炭素数1~6のアルキル基であり、Qは水素原子またはハロゲン原子であり、pは0<p≦3の実数であり、R1が複数存在する場合、各R1は互いに同一であっても異なっていてもよく、Qが複数存在する場合、各Qは同一であっても異なっていてもよい。)
で表される有機アルミニウム化合物および外部電子供与性化合物の接触物からなることを特徴とするオレフィン類重合用触媒、
(17)外部電子供与性化合物が、下記一般式(II)
R2 qSi(OR3)4-q (II)
(式中、R2は炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基またはアラルキル基であり、同一または異なっていてもよい。R3は炭素数1~4のアルキル基、炭素数3~6のシクロアルキル基、フェニル基、炭素数1~12のアルキルアミノ基、炭素数1~12のジアルキルアミノ基、ビニル基、アリル基またはアラルキル基であり、同一または異なっていてもよい。qは0≦q≦3の整数である。)および下記一般式(III)
(R4R5N)sSiR6 4-s (III)
(式中、R4とR5は水素原子、炭素数1~20の直鎖状または炭素数3~20の分岐状アルキル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、アリール基であり、同一でも異なってもよく、またR4とR5が互いに結合して環を形成してもよい。R6は炭素数1~20の直鎖状または炭素数3~20の分岐状アルキル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基またはアリール基であり、R6が複数ある場合、複数のR6は同一でも異なってもよい。sは1から3の整数である。)から選ばれる一種以上の有機ケイ素化合物である上記(16)に記載のオレフィン類重合用触媒、
(18)上記(16)に記載のオレフィン重合用触媒の存在下にオレフィン類の重合を行うことを特徴とするオレフィン類重合体の製造方法、
(19)上記(16)に記載のオレフィン類重合用触媒を用いてプロピレンを重合させた後、引き続き2種以上のオレフィン類を共重合させることを特徴とするプロピレン系共重合体の製造方法、
を提供するものである。
ハロゲン原子として、具体的には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子から選ばれる一種以上を挙げることができ、塩素原子、臭素原子おおよびヨウ素原子から選ばれる一種以上が好ましく、塩素原子およびヨウ素原子から選ばれる一種以上がより好ましい。
内部電子供与体としては、モノエーテル類、ジエーテル類、エーテルカーボネート類等のエーテル化合物や、モノカルボン酸エステル類、ポリカルボン酸エステル類などのエステル類が好ましく、芳香族ジカルボン酸ジエステル等の芳香族ポリカルボン酸エステル類、脂肪族ポリカルボン酸エステル類、脂環族ポリカルボン酸エステル類、ジエーテル類、およびエーテルカーボネート類から選ばれる一種以上がより好ましい。
上記電子供与性化合物として、具体的には、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチルなどのフタル酸ジエステル類、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチルなどのマロン酸ジエステル、ジイソブチルマロン酸ジメチル、ジイソブチルマロン酸ジエチル、ベンジリデンマロン酸ジエチルなどの炭化水素置換マロン酸ジエステル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジ-n-ブチルなどのマレイン酸ジエステル、炭酸(2-エトキシエチル)メチル、炭酸(2-エトキシエチル)メチル等のエーテル基を有する炭酸エステル化合物、シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジメチル、1,1-ノルボルニルジカルボン酸ジエステルなどのシクロアルカンジカルボン酸ジエステルおよび、2-イソプロピル-2-イソペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレン等の1,3-ジエーテルから選ばれる一種以上を挙げることができる。
上記電子供与性化合物の詳細については、後述する本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法の説明で述べるとおりである。
固体触媒成分中のマグネシウム(マグネシウム原子)の含有量は、10~40質量%であることが好ましく、10~30質量%であることがより好ましく、13~25質量%であることがさらに好ましい。
固体触媒成分中のチタン(チタン原子)の含有量は、0.1~10質量%であることが好ましく、0.5~8.0質量%であることがより好ましく、1.0~5.0質量%であることがさらに好ましい。
固体触媒成分中のハロゲン原子の含有量は、20~89質量%であることが好ましく、30~85質量%であることがより好ましく、40~75質量%であることがさらに好ましい。
固体触媒成分中の内部電子供与体の含有量は、0.5~40質量%であることが好ましく、1~30質量%であることがより好ましく、2~25質量%であることがさらに好ましい。
なお、本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分は、上記各成分の他、さらに、ケイ素やリン、アルミニウム等の金属を含む反応試剤を含有するものであってもよい。
このような反応試剤を含む固体触媒成分は、プロピレンやプロピレンと他のオレフィンとの重合に供した際に、重合活性や立体規則性を容易に向上させることができる。
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分は、細孔半径0.002μm~1μmの範囲に、1~4本のピークトップを有するものであることが好ましく、1~3本のピークトップを有するものであることがより好ましく、1~2本のピークトップを有するものであることがさらに好ましい。
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分は、細孔半径1μmを超え30μm以下の範囲に1~3本のピークトップを有するものであることが好ましく、1~2本のピークトップを有するものであることがより好ましく、1本のピークトップを有するものであることがさらに好ましい。
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法は、本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分を製造する方法であって、
アルコキシ基を有するマグネシウム化合物、ハロゲン化チタン化合物および内部電子供与体を接触させる工程を有し、
前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物およびハロゲン化チタン化合物を接触させる際に、前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物およびハロゲン化チタン化合物のいずれか一方を、他方に対して、15℃以下の温度を保持しながら、2時間以上をかけて、連続的あるいは断続的に添加する
ことを特徴とするものである。
ジアルコキシマグネシウムとしては、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、ジペントキシマグネシウム、ジイソオクトキシマグネシウム、エトキシブトキシマグネシウムおよびエトキシイソオクトキシマグネシウム等から選ばれる一種以上を挙げることができ、ジエトキシマグネシウムであることが好ましい。
なお、上記ジアルコキシマグネシウムは1種単独で用いても、2種以上併用してもよい。
具体的には、アルコキシ基を有するマグネシウム化合物は、二次粒子の長軸径lと短軸径wとの比(l/w)が3以下であるものが好ましく、1~2であるものがより好ましく、1~1.5であるものがさらに好ましい。
アルコキシ基を有するマグネシウム化合物は、細孔半径0.002μm~1μmの範囲に、1~4本のピークトップを有するものであることが好ましく、1~3本のピークトップを有するものであることがより好ましく、1~2本のピークトップを有するものであることがさらに好ましい。
アルコキシ基を有するマグネシウム化合物は、細孔半径1μmを超え30μm以下の範囲に1~3本のピークトップを有するものであることが好ましく、1~2本のピークトップを有するものであることがより好ましく、1本のピークトップを有するものであることがさらに好ましい。
TiYi(OR7)4-i (IV)
(式中Yはハロゲン原子、R7は炭素数1~7の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基、iは1~4の整数であり、R7が複数存在する場合、各R1は同一であっても異なっていてもよく、またYが複数存在する場合、各Yは同一であっても異なっていてもよい。)
で表される四価のチタン化合物を挙げることができる。
さらに、一般式(IV)で表わされるチタン化合物は、炭化水素化合物あるいはハロゲン化炭化水素化合物で希釈されてなるものであってもよい。
内部電子供与体としては、モノエーテル類、ジエーテル類、エーテルカーボネート類等のエーテル化合物や、モノカルボン酸エステル類、ポリカルボン酸エステル類などのエステル類が好ましく、芳香族ジカルボン酸ジエステル等の芳香族ポリカルボン酸エステル類、脂肪族ポリカルボン酸エステル類、脂環族ポリカルボン酸エステル類、ジエーテル類、およびエーテルカーボネート類から選ばれる一種以上がより好ましい。
この場合、不活性有機溶媒としては、特に制限されないが、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、1,2-ジエチルシクロヘキサン、メチルシクロヘキセン、デカリン、ミネラルオイル等の飽和炭化水素化合物、ベンゼン、トルエン、キシレン、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、1,2-ジクロロベンゼン、四塩化炭素、ジクロルエタン等のハロゲン化炭化水素化合物等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
上記不活性有機溶媒としては、沸点が50~200℃程度の、常温で液状の飽和炭化水素化合物あるいは芳香族炭化水素化合物が好ましく用いられ、中でも、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、エチルシクロヘキサン、ミネラルオイル、トルエン、キシレン、エチルベンゼンから選ばれる一種以上が好ましく、ヘキサン、ヘプタン、エチルシクロヘキサンおよびトルエンから選ばれるいずれか一種以上がより好ましい。
また、(iii)アルコキシ基を有するマグネシウム化合物および内部電子供与体を連続的あるいは断続的にハロゲン化チタン化合物に添加してもよいし、(iv)ハロゲン化チタン化合物および内部電子供与体を連続的あるいは断続的にアルコキシ基を有するマグネシウム化合物に添加してもよい。
さらに、(v)内部電子供与体の一部をアルコキシ基を有するマグネシウム化合物に添加し、次いでハロゲン化チタン化合物と接触させた後、残りの内部電子供与体を添加してもよい。このように内部電子供与体をアルコキシ基を有するマグネシウム化合物とハロゲン化チタン化合物とを接触させる前後に分割して添加した場合には、細孔容積の大きな固体触媒成分を容易に得ることができる。
アルコキシ基を有するマグネシウム化合物とハロゲン化チタン化合物とを接触させた後、内部電子供与体を少量ずつ分割して断続的に添加する場合、すなわち、アルコキシ基を有するマグネシウム化合物とハロゲン化チタン化合物との混合物に対し、内部電子供与体を2回以上接触させる場合、内部電子供与体の接触回数は、2~8回が好ましく、2~6回がより好ましく、2~4回がさらに好ましい。
なお、本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法においては、上記接触は、例えば、ケイ素、リン、アルミニウム等の他の反応試剤や界面活性剤の共存下に行ってもよい。
なおこの際、上記固体成分を、炭化水素溶媒の存在下又は不存在下で加熱処理することもできる。
なおこの際、上記固体成分とハロゲン化チタン化合物とを2回以上接触させることもできる。
上記添加時の温度(接触温度)が15℃よりも高くなると、得られるオレフィン類重合用固体触媒成分の細孔容積と嵩比重のバランスが低下し易くなり、得られる固体触媒成分中の微粉量も増加し易くなる。
上記添加時間が2時間より短くなると、得られるオレフィン類重合用固体触媒成分の細孔容積が小さくなり過ぎ、また、得られる固体触媒成分中の粗粉量が増加し易くなるとともに、粒度分布が悪化し易くなって、嵩比重が小さくなり易くなる。
なお、上記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物およびハロゲン化チタン化合物のいずれか一方を他方に対して断続的に添加する場合、上記添加時間は、アルコキシ基を有するマグネシウム化合物およびハロゲン化チタン化合物のいずれか一方を実際に添加する時間の合計を意味する。
本発明に係るオレフィン類重合用触媒は、本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分、下記一般式(I)
R1 pAlQ3-p (I)
(式中、R1は炭素数1~6のアルキル基であり、Qは水素原子またはハロゲン原子であり、pは0<p≦3の実数であり、R1が複数存在する場合、各R1は互いに同一であっても異なっていてもよく、Qが複数存在する場合、各Qは同一であっても異なっていてもよい。)
で表される有機アルミニウム化合物および外部電子供与性化合物の接触物からなることを特徴とするものである。
R2 qSi(OR3)4-q (II)
(式中、R2は炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基またはアラルキル基であり、同一または異なっていてもよい。R3は炭素数1~4のアルキル基、炭素数3~6のシクロアルキル基、フェニル基、炭素数1~12のアルキルアミノ基、炭素数1~12のジアルキルアミノ基、ビニル基、アリル基またはアラルキル基であり、同一または異なっていてもよい。qは0≦q≦3の整数である。)で表される有機ケイ素化合物から選ばれる一種以上を挙げることができる。
(R4R5N)sSiR6 4-s (III)
(式中、R4とR5は水素原子、炭素数1~20の直鎖状または炭素数3~20の分岐状アルキル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、アリール基であり、同一でも異なってもよく、またR4とR5が互いに結合して環を形成してもよい。R6は炭素数1~20の直鎖状または炭素数3~20の分岐状アルキル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基またはアリール基であり、R6が複数ある場合、複数のR6は同一でも異なってもよい。sは1から3の整数である。)で表される有機ケイ素化合物(アミノシラン化合物)から選ばれる一種以上を挙げることができる。
オレフィン類の重合は、単独重合であってもよいし共重合であってもよい。
重合に供され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-ペンテンおよびビニルシクロヘキサン等から選ばれる一種以上を挙げることができ、エチレン、プロピレンおよび1-ブテンから選ばれる一種以上が好適であり、エチレンおよびプロピレンがより好適である。
なお、重合熱を除去するために液状の易揮発性炭化水素、たとえばプロパンやブタンを供給し、重合帯域中で気化させてもよい。
重合圧力は、常圧~10MPaが好ましく、常圧~5MPaがより好ましく、1~4MPaがさらに好ましい。
なお、共重合反応として、例えばプロピレンとその他のコモノマーとの共重合を行なう際、プロピレンとコモノマーの分圧が1:99~99:1となるように調節することが好ましく、プロピレンとコモノマーの分圧が50:50~99:1となるように調節することがより好ましい。
上記2種以上のオレフィン類の組み合わせとしては、プロピレンとプロピレン以外のオレフィン類との組合せが好ましく、プロピレン以外の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-ペンテンおよびビニルシクロヘキサン等から選ばれる一種以上を挙げることができ、エチレンまたは1-ブテンが好適である。
なお、本出願書類において、プロピレン重合体等の重合体およびプロピレン系共重合体は、オレフィン類の重合反応にて得られた重合体粒子、すなわちペレタイズなどの加工を施す前のリアクターパウダーを意味する。
本発明に係るプロピレン系共重合体は、2段階以上の多段重合によって得られるものが好ましく、1段目の重合においてプロピレンを重合させ、次いで後段の(2段目以降の)重合においてプロピレンおよびプロピレン以外のオレフィン類から選択される一種以上のオレフィン類を共重合させてなるものがより好ましく、1段目の重合においてプロピレンを単独重合させ(ホモ段)、次いで後段の(2段目以降の)重合においてプロピレンおよびプロピレン以外のオレフィン類から選択される一種以上のオレフィン類を共重合させてなるものがさらに好ましく、1段目の重合においてプロピレンを単独重合させ(ホモ段)、次いでプロピレンとエチレンまたは1-ブテンから選択される1種以上のオレフィン類とを共重合させてなるものが一層好ましい。
なお、上記プロピレン単独重合体の細孔容積は、水銀圧入法により測定した値を意味する。
1段目(ホモ段)重合後に得られるオレフィン重合体および2段目以降の重合後に得られるオレフィン重合体の細孔容積分布が、それぞれ上記の範囲にあることにより、得られるプロピレン系共重合体の粒子表面のべたつきの原因となる成分が重合体粒子の細孔内部に留まりやすなり、共重合体粒子の流れ性が向上する。
本発明に係るプロピレン系共重合体は、上記細孔半径を有する細孔を多数有することにより、2段目以降の重合工程で生成する重合体が1段目の重合で得られる重合体(例えばプロピレンの単独重合体)の細孔内に取り込まれ易くなり、得られる共重合体表面のべたつきが抑制され、優れた流動性を容易に発揮することができる。
上記細孔容積分布ピークの半値幅(μm)/細孔容積分布のピークトップ細孔半径(μm)で表される比が2.0以下であることにより、重合体粒子全体に分散した適度な孔径と容積を有する細孔内部にプロピレン系共重合体が留まりやすくなり、粒子表面のべたつきが少なく、共重合体粒子の流れ性が向上し易くなる。
重合体流動性(1秒あたりの重合体落下量(g/sec))=50÷T1
粒度分布指数(SPAN)=(体積基準積算粒度で90%の粒径(D90)-体積基準積算粒度で10%の粒径(D10))/体積基準積算粒度で50%の粒径(D50)
プロピレンを単独重合した段階(ホモ段)で得られるプロピレン重合体(ホモPP)の立体規則性が上記の範囲にあることにより、高剛性でかつ耐衝撃性に優れたプロピレン系共重合体が得られる。
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら制限されるものではない。
<ジエトキシマグネシウムの調製>
窒素ガスで十分置換され、攪拌器および還流冷却器を具備した容量10リットルの円筒形フラスコ内に、無水エタノール1000mlおよびヨウ素30gを装入し、加熱して沸騰還流させた。この中に、金属マグネシウム合計500gおよび無水エタノール7600mlのスラリーを1時間かけて連続的に添加し、還流下で反応させた。
その後、水素発生が停止するまで還流下、3時間熟成反応させ、得られた固形物を無水エタノールで洗浄し、減圧乾燥して球状のジエトキシマグネシウム粉末を得た。
得られたジエトキシマグネシウムについて、エタノール含有率、嵩比重、平均粒径、半径0.002μm~1μmの範囲と半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップの有無、上記各半径範囲にピークを有する細孔の細孔容積および全細孔容積を測定した。
その結果、エタノール含有率が0質量%、嵩比重が0.27g/ml、平均粒径が27.8μm、水銀圧入法により測定した半径0.002μm~1μmの範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が0.15μm、係る範囲における細孔容積v1が0.78cm3/g、半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が3.8μm、係る範囲における細孔容積v2が1.21cm3/g、半径0.002μm~30μmの細孔の全細孔容積が1.99cm3/gであった。
また、上記細孔容積v1/細孔容積v2で表される容積比が、0.64であった。
結果を表1に示す。
ジエトキシマグネシウムのエタノール含有量は、ナス型フラスコに20gの試料を充填し、室温で1時間、更に50℃で2時間、減圧度0.02~0.05mmHgで減圧乾燥した時の質量減少分から求めた。
ジエトキシマグネシウムおよび固体触媒成分の嵩密度(BD)は、乾燥窒素ガス雰囲気下、JIS K-6721:1997に従って測定した。
アルコキシマグネシウムの平均粒径として、積算体積粒度50%に該当する粒径を、分散溶媒としてエタノールを用い、レーザー回折式粒度分布測定装置(MICROTRAC HRA Model No.9320-X100 日機装(株)製)を用いて測定した。
また、固体触媒成分の平均粒径として、積算体積粒度50%に該当する粒径を、分散溶媒としてn-ヘプタンを用い、レーザー回折式粒度分布測定装置(MICROTRAC MT3300EXII 日機装(株)製)を用いて測定した。
アルコキシマグネシウムおよび固体触媒成分の細孔容積は、水銀圧入法ポロシメーター(マイクロメリティックス社製、オートポアIII9420)を用い、5ml粉体用サンプルに、試料0.1~0.2gを充填して自動測定することにより求めた。
この時、測定範囲は、細孔半径0.002~30μmの間とした。
<ジエトキシマグネシウムの調製>
ヨウ素30gに代えて、ヨウ素100gを使用した以外は、製造例1と同様にして、球状のジエトキシマグネシウム粉末を調製した。
得られたジエトキシマグネシウムについて、製造例1と同様の方法で物性を測定した結果、エタノール含有率が0質量%、嵩比重が0.29g/ml、平均粒径が26.6μm、水銀圧入法により測定した半径0.002μm~1μmの範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が0.10μm、係る範囲における細孔容積v1が0.69cm3/g、半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が3.8μm、係る範囲における細孔容積v2が1.09cm3/g、半径0.002μm~30μmの細孔の全細孔容積が1.78cm3/gであった。
また、上記細孔容積v1/細孔容積v2で表される容積比が、0.63であった。結果を表1に示す。
<固体触媒成分の調製>
攪拌機を具備し窒素ガスで充分に置換された容量200mlの丸底フラスコに、製造例1で得られた球状のジエトキシマグネシウム粉末10g、トルエン50mlおよびジ-n-ブチルフタレート3.6mlを装入し、懸濁状態とした。次いで、該懸濁溶液を、撹拌機を装備し内部を窒素ガスで充分に置換された容量500mlの丸底フラスコ中に予め装入されたトルエン26ml及び四塩化チタン24mlの混合溶液中に、4時間を費やして添加した。その際、反応系の温度を-7~-2℃の範囲で保持した。添加終了後、90℃に昇温して撹拌しながら1時間かけて接触反応させた。反応終了後、反応生成物を100℃のトルエン100mlで2回洗浄し、更に四塩化チタン24mlおよびトルエン76mlを加え、110℃で2時間撹拌しながら接触反応させた。生成した固体成分を40℃のn-ヘプタン200mlで10回洗浄処理したのち、ヘプタン残存率が20質量%以下になるまで乾燥して粉末状固体触媒成分を得た。
得られた固体触媒成分について、BET比表面積(BET法N2SA)、平均粒径、半径0.002μm~1μmの範囲のピークトップおよび半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップの有無並びに上記各半径範囲にピークを有する細孔の細孔容積および全細孔容積を製造例1と同様の方法で、また、BET比表面積(BET法N2SA)を以下の方法により測定した。
その結果、BET法による比表面積(N2SA)が113m2/g、平均粒径が31.2μm、水銀圧入法により測定した半径0.002μm~1μmの範囲におけるピークトップ数が2つ、ピークトップ位置が0.007μmおよび0.15μm、係る範囲における細孔容積V1が0.28cm3/g、半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が5.1μm、係る範囲における細孔容積V2が0.75cm3/g、半径0.002μm~30μmの細孔の全細孔容積が1.03cm3/gであった。また、上記細孔容積V1/細孔容積V2で表される容積比が、0.37であった。
結果を表2に示す。
なお、BET比表面積の測定は以下の方法で行った。
固体触媒成分のBET比表面積は、比表面積測定機(QUANTA CHROME社製QUANTASORB QS-17)を用い、サンプルセルに0.05~0.1g充填した試料を自動測定することにより求めた。
窒素ガスで完全に置換された内容積2.0リットルの撹拌機付オートクレーブに、トリエチルアルミニウム0.92ミリモル、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.092ミリモルおよび上記で得た固体触媒成分をチタン原子換算で0.0018ミリモル装入し、オレフィン類重合用触媒を調製した。
上記で調製したオレフィン類重合用触媒を含む攪拌機付オートクレーブに対し、水素ガス1.6リットルと液化プロピレン1.0リットルを装入し、20℃で5分間予備重合を行なった後に昇温し、70℃で1時間重合反応を行うことにより、プロピレン重合体(PP)を製造した。
得られた重合体において、以下の方法により、固体触媒成分1g当たりの重合活性(PP重合活性)、得られた重合体のキシレン可溶分(XS)、得られた重合体の細孔容積、平均粒径、微粉量、粗粉量、粒度分布指数(SPAN)、嵩密度を測定した。結果を表3に示す。
固体触媒成分1g当たりのPP重合活性(g-pp/g-触媒)は、下記計算式により求めた。
PP重合活性(g-pp/g-触媒)=得られたプロピレン重合体(PP)の質量(g)/オレフィン類重合用触媒に含まれる固体触媒成分の質量(g)
攪拌装置を具備したフラスコ内に、得られた重合体4.0gと、200mlのp-キシレンを装入し、外部温度をキシレンの沸点以上(約150℃)とすることにより、フラスコ内部のp-キシレンの温度を沸点下(137~138℃)に維持しつつ、2時間かけて重合体を溶解した。
その後23℃まで冷却し、不溶解成分と溶解成分とを濾過分別した。上記溶解成分の溶液を採取し、加熱減圧乾燥によりp-キシレンを留去して得た残留物をキシレン可溶分(XS)とし、その質量から、重合体(ポリプロピレン)に対する相対値(質量%)を求めた。
ホモ段重合体(PP)の細孔容積は、水銀ポロシメーター(マイクロメリティックス社製、オートポアIV9505)を用い、5ml粉体用サンプルに、試料0.4~0.6gを充填し、水銀圧入法による自動測定を行うことにより重合体の細孔容積を求めた。この時、測定範囲は、細孔半径0.1~40μmの間とした。
デジタル画像解析式粒子径分布測定装置(カムサイザー、(株)堀場製作所製)を用い、得られた重合体の体積基準積算粒度分布の自動測定を下記の測定条件において行い、粒径75μm未満の微粉量(質量(wt)%)、粒径1700μmを超える粗粉量(質量(wt)%)、体積基準積算粒度で50%の粒径(平均粒径D50)および粒度分布指数(SPAN)を測定した。
(測定条件)
ファネル位置 :6mm
カメラのカバーエリア :ベーシックカメラ3%未満、ズームカメラ10%未満
目標カバーエリア :0.5%
フィーダ幅 :40mm
フィーダコントロールレベル:57、40秒
測定開始レベル :47
最大コントロールレベル :80
コントロールの基準 :20
画像レート :50%(1:2)
粒子径定義 :粒子1粒ごとにn回測定したマーチン径の最小値
SPHT(球形性)フィッティング:1
クラス上限値 :対数目盛とし32μm~4000μmの範囲で50点を選択
なお、粒度分布指数(SPAN)は、以下の算出式により算出した。
粒度分布指数(SPAN)=(体積基準積算粒度で90%の粒径-体積基準積算粒度で10%の粒径)/体積基準積算粒度で50%の粒径(平均粒径D50)
得られた重合体の嵩密度(BD)は、JIS K-6721:1997に従って測定した。
窒素ガスで完全に置換された内容積2.0リットルの撹拌機付オートクレーブに、トリエチルアルミニウム2.4ミリモル、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.24ミリモルおよび上記で得た固体触媒成分6mgを装入し、エチレン-プロピレン共重合触媒を調製した。
上記で調製したエチレン-プロピレン共重合触媒を含む攪拌機付オートクレーブに、液化プロピレン15モル(1.2リットル)および水素ガス0.20MPa(分圧)を装入し、20℃で5分間予備重合を行なった後に昇温し、70℃で45分間、1段目のプロピレンホモ重合反応(ホモ段重合)を行なった後、常圧に戻し、次いでオートクレーブ内(リアクター内)を窒素置換してからオートクレーブの計量を行ない、オートクレーブの風袋質量を差し引いてホモ段(1段目)の重合活性(ホモ活性、g-PP/g-cat)を算出した。
重合性能及びポリマー物性(細孔容積)の評価用として、生成した一部のポリマーを分取した。
次に、エチレン/プロピレンを、それぞれモル比が1.0/1.0となるように上記オートクレーブ内(リアクター内)に投入した後、70℃まで昇温し、エチレン/プロピレン/水素を、それぞれ1分あたりのガス供給量(リットル/分)が2/2/0.086の割合となるように導入しつつ、1.2MPa、70℃、60分間の条件で反応させることにより、エチレン-プロピレン共重合体を得た。
得られたエチレン-プロピレン共重合体において、共重合(ICP)活性(g-ICP/g-cat・時間)、EPR含有率(質量%)、細孔容積、エチレン・プロピレンブロック共重合体の流動性、重合体の細孔容積、細孔容積分布のピークトップ細孔半径および細孔容積分布ピークの半値幅を、以下の方法により測定した。
結果を表4および表5に示す(対比のために、上記ホモ段重合体(PP)についても細孔容積分布のピークトップ細孔半径および細孔容積分布ピークの半値幅同様の方法で求めた結果を、表5に併記する)。
なお、得られたエチレン-プロピレン共重合体は、細孔半径0.1μm~40μmの範囲に1つのピークトップを有するものであった。
エチレン・プロピレンブロック共重合体形成時における共重合(ICP)活性は、以下の式により算出した。
共重合(ICP)活性(g-ICP/g-cat・時間)=((I(g)-G(g))/オレフィン類重合用触媒に含まれる固体触媒成分の質量(g))/反応時間(時間)
ここで、I(g)は共重合反応終了後のオートクレーブ質量(g)、G(g)はホモPP重合反応終了後、未反応モノマーを除去した後のオートクレーブ質量(g)である。
攪拌機および冷却管を具備した1リッターのフラスコに、共重合体を約2.5g 、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール8mg、p-キシレン250mlを投入し、沸点下で、共重合体が完全に溶解するまで攪拌した。次に、フラスコを室温まで冷却し、15時間放置し、固形物を析出させ、これを遠心分離機により固形物と液相部分とに分離した後、分離した固形物をビーカーにとり、アセトン500mlを注入して室温で15時間攪拌後、固形物を濾過して乾燥させ、乾燥質量を測定した(この質量をB(g)とする)。また分離した液相部分についても同様の操作を行い、固形物を析出後に乾燥させ、その乾燥質量を測定し(この質量をC(g)とする)、以下の式により、共重合体中のエチレン-プロピレンゴム成分(EPR)含有率を算出した。
EPR含有率(質量%)=[C(g)/{B(g)+C(g)}]×100
図1に示すように、出口位置にダンパー2を介設した漏斗1(上部口径;91mm、ダンパー位置口径;8mm、傾斜角;20°、ダンパー位置までの高さ;114mm)を上部にセットし、前記ダンパー2の下部に38mmの間隔を置いて容器状の受器3(内径;40mm、高さ;81mm)を設置した装置を用い、先ず上部の漏斗1に重合体50gを投入後、室温(20℃)下において、ダンパー2を開口して重合体を受器3に落下させ、全ての重合体が落下する時間を計測した。
上記操作により計測した、エチレン・プロピレンブロック共重合体50gの落下時間T1(秒間)から、下記の式により1秒あたりの重合体落下量(g/sec)を算出し、重合体流動性の評価指標とした。
重合体流動性(1秒あたりの重合体落下量(g/sec))=50÷T1
ホモ段重合体(PP)および共重合体(ICP)の細孔容積は、水銀ポロシメーター(マイクロメリティックス社製、オートポアIV9505)を用い、5ml粉体用サンプルに、試料0.4~0.6gを充填し、水銀圧入法による自動測定を行うことにより求めた。この時、測定範囲は、細孔半径0.1~40μmの間とした。
得られたホモ段重合体(PP)および共重合体(ICP)の細孔半径0.1μm~40μmの範囲における細孔容積を各々上記水銀圧入法により自動測定し、各細孔半径に対する細孔容積分布においてピークトップを示す細孔半径(μm)を細孔容積分布のピークトップ細孔半径とした。
また、細孔容積分布ピークの半値幅は、上記共重合体の細孔容積分布においてピークトップを示すピークの半分の高さにおける2点の細孔半径の差分の絶対値とした。
トルエンと四塩化チタンの混合溶液に、ジエトキシマグネシウム、トルエンおよびジ-n-ブチルフタレートの懸濁液を添加する際、反応系の保持温度を、-7~-2℃の範囲から3~8℃の範囲に変更した以外は、実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。
得られた固体触媒成分の各種物性について、実施例1と同様の方法で測定した結果、BET法による比表面積(N2SA)が66m2/g、平均粒径が28.2μm、水銀圧入法により測定した半径0.002μm~1μmの範囲におけるピークトップ数が2つ、ピークトップ位置が0.008μmおよび0.24μm、係る範囲における細孔容積V1が0.30cm3/g、半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が5.1μm、係る範囲における細孔容積V2が0.75cm3/g、半径0.002μm~30μmの細孔の全細孔容積が1.05cm3/gであった。また、上記細孔容積V1/細孔容積V2で表される容積比が、0.40であった。結果を表2に示す。
上記固体触媒成分を用いた以外は実施例1と同様にして、オレフィン類重合用触媒およびエチレン・プロピレンブロック共重合用触媒の調製、プロピレン重合およびエチレン・プロピレンブロック共重合を行い各種物性を測定した。結果を表3、表4および表5に示す。
なお、得られたエチレン-プロピレン共重合体は、細孔半径0.1μm~40μmの範囲に1つのピークトップを有するものであった。
トルエンと四塩化チタンの混合溶液に、ジエトキシマグネシウム、トルエンおよびジ-n-ブチルフタレートの懸濁液を添加する際、反応系の保持温度を、-7~-2℃の範囲から20~25℃の範囲に変更した以外は実施例1と同様にして、固体触媒成分を調製した。
得られた固体触媒成分の各種物性について、実施例1と同様の方法で測定した結果、BET法による比表面積(N2SA)が18m2/g、平均粒径が23.4μm、水銀圧入法により測定した半径0.002μm~1μmの範囲におけるピークトップ数が2つ、ピークトップ位置が0.007μmおよび0.15μm、係る範囲における細孔容積V1が0.44cm3/g、半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が3.8μm、係る範囲における細孔容積V2が0.64cm3/g、半径0.002μm~30μmの細孔の全細孔容積が1.08cm3/gであった。また、上記細孔容積V1/細孔容積V2で表される容積比が、0.69であった。結果を表2に示す。
上記固体触媒成分を用いた以外は実施例1と同様にして、オレフィン類重合用触媒およびエチレン・プロピレンブロック共重合用触媒の調製、プロピレン重合およびエチレン・プロピレンブロック共重合を行い、各種物性を測定した。結果を表3、表4および表5に示す。
なお、得られたエチレン-プロピレン共重合体は、細孔半径0.1μm~40μmの範囲に1つのピークトップを有するものであった。
<固体触媒成分の調製>
攪拌機を具備し窒素ガスで充分に置換された容量200mlの丸底フラスコに、前記製造例2で調整した球状のジエトキシマグネシウム粉末10g 、トルエン50ml及びフタル酸ジ-n-ブチル3.6mlを装入し、懸濁状態とした。
次いで、該懸濁溶液を、攪拌機を具備し窒素ガスで充分に置換された容量500mlの丸底フラスコ中に予め装入されたトルエン26ml及び四塩化チタン24mlの溶液中に4時間かけて添加した。その際、反応系の温度を-7~-2℃の範囲で保持した。上記混合溶液を-5℃に保持したまま1時間攪拌した後、100℃まで4時間かけて昇温し、攪拌しながら2時間反応させた。
反応終了後、生成物を100℃のトルエン100mlで4回洗浄し、更に四塩化チタン24mlおよびトルエン76mlを加え、80℃の温度を維持して攪拌しながら2時間接触反応させた。次いで、生成物を40℃のヘプタンで7回洗浄し、濾過、乾燥して粉末状の固体触媒成分を得た。
得られた固体触媒成分の各種物性について、実施例1と同様の方法で測定した結果、平均粒径が23.3μm、水銀圧入法により測定した半径0.002μm~1μmの範囲におけるピークトップ数が2つ、ピークトップ位置が0.006μmおよび0.10μm、係る範囲における細孔容積V1が0.21cm3/g、半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が4.2μm、係る範囲における細孔容積V2が0.61cm3/g、半径0.002μm~30μmの細孔の全細孔容積が0.82cm3/gであった。また、上記細孔容積V1/細孔容積V2で表される容積比が、0.34であった。結果を表2に示す。
上記固体触媒成分を用いた以外は実施例1と同様にして、オレフィン類重合用触媒およびエチレン・プロピレンブロック共重合用触媒の調製、プロピレン重合およびエチレン・プロピレンブロック共重合を行い、各種物性を測定した。結果を表3、表4および表5に示す。
なお、得られたエチレン-プロピレン共重合体は、細孔半径0.1μm~40μmの範囲に1つのピークトップを有するものであった。
トルエンと四塩化チタンの混合溶液に、ジエトキシマグネシウム、トルエンおよびフタル酸ジ-n-ブチルの懸濁液を添加する際、懸濁液の添加時間を4時間から1時間に変更した以外は、実施例3と同様にして、固体触媒成分を調製した。
得られた固体触媒成分の各種物性について、実施例1と同様の方法で測定した結果、BET法による比表面積(N2SA)が2.0m2/g、平均粒径が23.3μm、水銀圧入法により測定した半径0.002μm~1μmの範囲におけるピークトップ数が2つ、ピークトップ位置が0.006μmおよび0.10μm、係る範囲における細孔容積V1が0.19cm3/g、半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が5.1μm、係る範囲における細孔容積V2が0.65cm3/g、半径0.002μm~30μmの細孔の全細孔容積が0.84cm3/gであった。また、上記細孔容積V1/細孔容積V2で表される容積比が、0.29であった。結果を表2に示す。
上記固体触媒成分を用いた以外は実施例1と同様にして、オレフィン類重合用触媒およびエチレン・プロピレンブロック共重合用触媒の調製、プロピレン重合およびエチレン・プロピレンブロック共重合を行い、各種物性を測定した。結果を表3、表4および表5に示す。
ジエトキシマグネシウム粉末、トルエンおよびジ-n-ブチルフタレートを接触させる際、ジエトキシマグネシウム10gに対し、エタノール75マイクロリットルを添加した以外は、実施例3と同様にして、固体触媒成分を調製した。
得られた固体触媒成分の各種物性について実施例1と同様の方法で測定した結果、平均粒径が27.2μm、水銀圧入法により測定した半径0.002μm~1μmの範囲におけるピークトップ数が2つ、ピークトップ位置が0.006μmおよび0.10μm、係る範囲における細孔容積V1が0.23cm3/g、半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が5.1μm、係る範囲における細孔容積V2が0.69cm3/g、半径0.002μm~30μmの細孔の全細孔容積が0.92cm3/gであった。また、上記細孔容積V1/細孔容積V2で表される容積比は、0.33であった。結果を表2に示す。
上記固体触媒成分を用いた以外は実施例1と同様にして、オレフィン類重合用触媒およびエチレン・プロピレンブロック共重合用触媒の調製、プロピレン重合およびエチレン・プロピレンブロック共重合を行い、各種物性を測定した。結果を表3、表4および表5に示す。
なお、得られたエチレン-プロピレン共重合体は、細孔半径0.1μm~40μmの範囲に1つのピークトップを有するものであった。
球状のジエトキシマグネシウム粉末10g 、トルエン50ml及びフタル酸ジ-n-ブチル3.6mlを装入し、懸濁状態とする事に代えて球状のジエトキシマグネシウム粉末10g 、トルエン50ml及びフタル酸ジ-n-ブチル1.8mlを装入し、また、混合溶液を100℃まで4時間かけて昇温する際、60℃においてフタル酸ジ-n-ブチル1.8mlを添加した以外は、実施例3と同様にして、固体触媒成分を調製した。
得られた固体触媒成分の各種物性について、実施例1と同様の方法で測定した結果、平均粒径が25.4μm、水銀圧入法により測定した半径0.002μm~1μmの範囲におけるピークトップ数が2つ、ピークトップ位置が0.006μmおよび0.08μm、係る範囲における細孔容積V1が0.27cm3/g、半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が4.2μm、係る範囲における細孔容積V2が0.67cm3/g、半径0.002μm~30μmの細孔の全細孔容積が0.94cm3/gであった。また、上記細孔容積V1/細孔容積V2で表される容積比は、0.40であった。結果を表2に示す。
上記固体触媒成分を用いた以外は実施例1と同様にして、オレフィン類重合用触媒およびエチレン・プロピレンブロック共重合用触媒の調製、プロピレン重合およびエチレン・プロピレンブロック共重合を行い、各種物性を測定した。結果を表3、表4および表5に示す。
なお、得られたエチレン-プロピレン共重合体は、細孔半径0.1μm~40μmの範囲に1つのピークトップを有するものであった。
実施例5で得られた固体触媒成分を用い、さらに、1.2MPa、70℃、60分間の条件で共重合反応させる代わりに1.2MPa、70℃、100分間の条件で共重合反応させた以外は実施例1と同様にして、エチレン・プロピレンブロック共重合用触媒の調製およびエチレン・プロピレンブロック共重合を行い、各種物性を測定した。
結果を表4および表5に示す。
なお、得られたエチレン-プロピレン共重合体は、細孔半径0.1μm~40μmの範囲に1つのピークトップを有するものであった。
実施例1記載の固体触媒成分の調製において、製造例1で得られた球状ジエトキシマグネシウム粉末10gに代えて製造例2で得られた球状ジエトキシマグネシウム粉末10gを用い、フタル酸ジ-n-ブチル3.6mlを装入することに代えて無水エタノール150μlおよびフタル酸ジ-n-ブチル1.8mlを装入し、懸濁溶液の添加終了後、90℃に昇温して撹拌しながら1時間かけて接触反応させることに代えて、3~7℃の範囲で保持したまま1時間攪拌した後、110℃まで4時間かけて昇温し、昇温途中でフタル酸ジ-n-ブチル1.8mlを添加後、110℃で攪拌しながら2時間かけて接触反応させた以外は、実施例1と同様にして粉末状の固体触媒成分を得た。
得られた固体触媒成分の各種物性について、実施例1と同様の方法で測定した。
また、上記固体触媒成分を用いた以外は実施例1と同様にしてオレフィン類重合用触媒の形成およびプロピレン重合を行い、さらに、上記固体触媒成分を用い、かつ、シクロヘキシルメチルジメトキシシランに代えてジエチルアミノトリエトキシシランを用いた以外は実施例6と同様にしてエチレン・プロピレンブロック共重合用触媒の調製およびエチレン・プロピレンブロック共重合を行い、各種物性を測定した。
結果を表2、表3、表4および表5に示す。
なお、得られた固体触媒成分は、平均粒径が27.4μm、水銀圧入法により測定した半径0.002μm~1μmの範囲におけるピークトップ数が2つ、ピークトップ位置が0.006μmおよび0.09μm、係る範囲における細孔容積V1が0.33cm3/g、半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が5.1μm、係る範囲における細孔容積V2が0.70cm3/g、半径0.002μm~30μmの細孔の全細孔容積が1.03cm3/gであるものであった。また、上記細孔容積V1/細孔容積V2で表される容積比は、0.47であった。さらに、得られたエチレン-プロピレン共重合体は、細孔半径0.1μm~40μmの範囲に1つのピークトップを有するものであった。
実施例1記載の固体触媒成分の調製において、製造例1で得られた球状ジエトキシマグネシウム粉末10g、トルエン50mlおよびジ-n-ブチルフタレート3.6mlを装入することに代えて製造例2で得られた球状ジエトキシマグネシウム粉末10gおよびトルエン30mlを装入し、反応系の温度を-7~-2℃の範囲で保持しつつ、懸濁液をトルエン26ml及び四塩化チタン24mlの混合溶液中に4時間を費やし添加することに代えて反応系の温度を-8~-4℃の範囲で保持しつつ、該懸濁液をトルエン26ml及び四塩化チタン24mlの混合溶液中に2時間を費やして添加し、該懸濁溶液の添加終了後、90℃に昇温して撹拌しながら1時間かけて接触反応させることに代えて、-8~-4℃の範囲で保持したまま1時間攪拌し、2-エトキシエチル-1-エチルカーボネート3.2mlおよび2-イソプロピル2-イソペンチル-1,3-ジメトキシプロパン1.4mlを添加後に100℃まで昇温し、100℃で攪拌しながら2時間かけて接触反応させた以外は、実施例1と同様にして粉末状の固体触媒成分を得た。
得られた固体触媒成分の各種物性について、実施例1と同様の方法で測定した。
また、上記固体触媒成分を用いる以外は実施例1と同様にしてオレフィン類重合用触媒の形成およびプロピレン重合を行い、さらに、上記で得られた固体触媒成分を用いた以外は実施例6と同様にしてエチレン・プロピレンブロック共重合用触媒の調製およびエチレン・プロピレンブロック共重合を行い、各種物性を測定した。
結果を表2、表3、表4および表5に示す。
なお、得られた固体触媒成分は、平均粒径が27.8μm、水銀圧入法により測定した半径0.002μm~1μmの範囲におけるピークトップ数が2つ、ピークトップ位置が0.01μmおよび0.06μm、係る範囲における細孔容積V1が0.40cm3/g、半径1μmを超え30μm以下の範囲におけるピークトップ数が1つ、ピークトップ位置が5.1μm、係る範囲における細孔容積V2が0.77cm3/g、半径0.002μm~30μmの細孔の全細孔容積が1.17cm3/gであるものであった。また、上記細孔容積V1/細孔容積V2で表される容積比は、0.52であった。さらに、得られたエチレン-プロピレン共重合体は、細孔半径0.1μm~40μmの範囲に1つのピークトップを有するものであった。
本発明に係るプロピレン系共重合体が、特に、プロピレン・エチレン共重合体(EPR)含有率が高いプロピレン系ブロック共重合体(ICP)である場合、剛性および耐衝撃性に優れる大型成形品を高品質かつ安価に提供することができるため、高剛性・高耐衝撃性が必要とされる自動車部品や家電部品などの分野において、非常に有益である。
Claims (19)
- チタン、マグネシウム、ハロゲン原子および内部電子供与体を含み、
水銀圧入法により測定される細孔容積分布が多峰性で、細孔半径0.002μm~1μmの範囲および細孔半径1μmを超え30μm以下の範囲に、それぞれ1以上のピークトップを有し、
半径0.002μm~1μmの範囲の細孔に由来する細孔容積V1/半径1μmを超え30μm以下の範囲の細孔に由来する細孔容積V2で表わされる比が0.30~0.65であることを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分。 - 水銀圧入法により測定される全細孔容積が0.65~2.00cm3/gである請求項1に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分。
- 前記半径0.002μm~1μmの範囲の細孔に由来する細孔容積V1が0.1~0.8cm3/gである請求項1に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分。
- 前記半径1μmを超え30μm以下の範囲の細孔に由来する細孔容積V2が0.3~1.5cm3/gである請求項1に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分。
- BET法により測定される比表面積が1~500m2/gである請求項1に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分。
- 前記内部電子供与体が、エステル化合物、エーテル化合物およびカーボネート化合物から選ばれる一種以上である請求項1に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分。
- 請求項1に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分を製造する方法であって、
アルコキシ基を有するマグネシウム化合物、ハロゲン化チタン化合物および内部電子供与体を接触させる工程を有し、
前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物およびハロゲン化チタン化合物を接触させる際に、前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物およびハロゲン化チタン化合物のいずれか一方を、他方に対して、15℃以下の温度を保持しながら、2時間以上をかけて、連続的あるいは断続的に添加する
ことを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。 - 前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物が、ジアルコキシマグネシウムである請求項7に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
- 前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物が、球状又は楕円体状の粒子形状を有し、水銀圧入法により規定される細孔容積分布が多峰性で、細孔半径0.002μm~1μmの範囲および細孔半径1μmを超え30μm以下の範囲に、それぞれ1以上のピークトップを有する請求項7に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
- 前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物の水銀圧入法により規定される全細孔容積が1.3~3.0cm3/gである、請求項7に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
- 前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物は、水銀圧入法により規定される細孔半径0.002μm~1μmの範囲の細孔に由来する細孔容積が0.3cm3/g以上である請求項7に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
- 前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物は、水銀圧入法により規定される細孔半径1μmを超え30μm以下の範囲の細孔に由来する細孔容積が0.5~2.0cm3/gである請求項7に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
- 前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物が、アルコキシ基を有するマグネシウム化合物100質量部あたり0.1~1.5質量部のアルコールを含むものである請求項7に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
- 前記アルコキシ基を有するマグネシウム化合物とハロゲン化チタン化合物を接触させる工程において、ハロゲン化チタン化合物に、アルコキシ基を有するマグネシウム化合物を、15℃以下の温度を保持しながら、2時間以上をかけて連続的あるいは断続的に添加する、請求項7に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
- アルコキシ基を有するマグネシウム化合物、ハロゲン化チタン化合物またはアルコキシ基を有するマグネシウム化合物とハロゲン化チタン化合物の混合物に対し、内部電子供与体を2回以上接触させる請求項7に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
- 請求項1に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分、下記一般式(I)
R1 pAlQ3-p (I)
(式中、R1は炭素数1~6のアルキル基であり、Qは水素原子またはハロゲン原子であり、pは0<p≦3の実数であり、R1が複数存在する場合、各R1は互いに同一であっても異なっていてもよく、Qが複数存在する場合、各Qは同一であっても異なっていてもよい。)で表される有機アルミニウム化合物および外部電子供与性化合物の接触物からなることを特徴とするオレフィン類重合用触媒。 - 外部電子供与性化合物が、下記一般式(II)
R2 qSi(OR3)4-q (II)
(式中、R2は炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基またはアラルキル基であり、同一または異なっていてもよい。R3は炭素数1~4のアルキル基、炭素数3~6のシクロアルキル基、フェニル基、炭素数1~12のアルキルアミノ基、炭素数1~12のジアルキルアミノ基、ビニル基、アリル基またはアラルキル基であり、同一または異なっていてもよい。qは0≦q≦3の整数である。)および下記一般式(III)
(R4R5N)sSiR6 4-s (III)
(式中、R4とR5は水素原子、炭素数1~20の直鎖状または炭素数3~20の分岐状アルキル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、アリール基であり、同一でも異なってもよく、またR4とR5が互いに結合して環を形成してもよい。R6は炭素数1~20の直鎖状または炭素数3~20の分岐状アルキル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基またはアリール基であり、R6が複数ある場合、複数のR6は同一でも異なってもよい。sは1から3の整数である。)から選ばれる一種以上の有機ケイ素化合物である請求項16に記載のオレフィン類重合用触媒。 - 請求項16に記載のオレフィン重合用触媒の存在下にオレフィン類の重合を行うことを特徴とするオレフィン類重合体の製造方法。
- 請求項16に記載のオレフィン類重合用触媒を用いてプロピレンを重合させた後、引き続き2種以上のオレフィン類を共重合させることを特徴とするプロピレン系共重合体の製造方法。
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