JP7131931B2 - オレフィン重合体の製造方法 - Google Patents
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Description
下記一般式(I)で表される6-クロマノール化合物(B)の存在下、
エチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィンよりなる群から選ばれる一種以上のオレフィンを、重合器内で(共)重合することを特徴とするオレフィン重合体の製造方法。
(A-1)シクロペンタジエニル骨格を有する周期表第4族の遷移金属化合物と、
(A-2)(a)有機金属化合物、
(b)有機アルミニウムオキシ化合物、および
(c)(A-1)と反応してイオン対を形成する化合物
から選ばれる少なくとも1種の化合物と、
(A-3)微粒子状担体と
からなる[1]~[4]の何れかに記載のオレフィン重合体の製造方法。
本発明に用いるオレフィン重合用固体状触媒成分(A)としては、例えば周期表第3族ないし第12族から選ばれる遷移金属の化合物を含む固体状の触媒成分が好ましい。その具体例としては、周期表第4~6族遷移金属化合物が粒子状担体に担持された担体担持型の遷移金属錯体系触媒成分、固体状チタン触媒成分と有機アルミニウム化合物とからなる固体状のチタン系触媒成分、三酸化クロムに酸化し得る任意のクロム化合物をシリカ等の無機酸化物固体に担持させたフィリップス触媒成分が挙げられる。
(A-1)シクロペンタジエニル骨格を有する周期表第4族の遷移金属化合物、
(A-2)(a)有機金属化合物、
(b)有機アルミニウムオキシ化合物、および
(c)(A-1)と反応してイオン対を形成する化合物
から選ばれる少なくとも1種の化合物と、
(A-3)微粒子状担体
(式(IV)中、ReおよびRfは互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1~15、好ましくは1~4の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、mは0<m≦3、nは0≦n<3、pは0≦p<3、qは0≦q<3の数であり、m+n+p+q=3である。)
(式(V)中、M2はLi、NaまたはKを示し、Rgは炭素原子数が1~15、好ましくは1~4の炭化水素基を示す。)
(式(VI)中、RhおよびRiは互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1~15、好ましくは1~4の炭化水素基を示し、M3はMg、ZnまたはCdである。)
で表される周期表第2族または第12族金属のジアルキル化合物。
(式(IX)中、x、y、zは正の数であり、z≧2xである)
[6-クロマノール化合物(B)]
本発明に用いる6-クロマノール化合物(B)は、下記一般式(I)で表される化合物である。
本発明のオレフィン重合体の製造方法では、以上説明したオレフィン重合用固体状触媒成分(A)および6-クロマノール化合物(B)の存在下、エチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィンよりなる群から選ばれる一種以上のオレフィンを重合器内で(共)重合する。本発明において「(共)重合」の語は、重合および共重合の両方を包含した意味で用いている。また本発明において「重合」および「重合体」は、単独重合および単独重合体だけでなく共重合および共重合体をも包含した意味で用いることがある。
実施例および比較例で使用した安定化剤(成分(B))は、以下の通りである。
「B-1」:トコフェロール(CAS番号10191-41-0、和光純薬株式会社製)
「B-2」:2,2,5,7,8-ペンタメチルクロマン-6-オール(CAS番号950-99-2、アルドリッチジャパン合同会社製)
「DMP」:2,5-ジメチルフェノール(CAS番号95-87-4、東京化成工業株式会社製)
内容積270Lの攪拌機付き反応器を用い、窒素雰囲気下、シリカゲル(富士シリシア化学株式会社製、平均粒径70μm、比表面積340m2/g、細孔容積1.3cm3/g、250℃で10時間乾燥)10kgを77Lのトルエンに懸濁させ、その後0~5℃に冷却した。系内温度を0~5℃に保持しつつ、この懸濁液にメチルアルミノキサンのトルエン溶液(Al原子換算で3.5mol/L)19.4Lを30分間かけて滴下した。そして各添加成分を30分間接触させた後、系内温度を1.5時間かけて95℃まで昇温し、引き続き93~97℃で4時間接触させた。その後、常温まで降温して、上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンで2回洗浄し、全量115Lの固体状担体のトルエンスラリーを得た。このスラリーの一部を採取し分析したところ、固体分濃度は123g/Lであった。
調製例1で得られた固体触媒成分のヘキサンスラリー30Lを10℃まで冷却し、これにジイソブチルアルミニウムヒドリド(DiBAl-H)2.89molを添加した。系内温度を10~15℃に保持しつつ、常圧下でエチレンを系内に連続的に数分間供給し、次いで1-ヘキセン70mlを添加した。その後1.46kg/hでエチレン供給を開始し、系内温度32~37℃にて予備重合を行った。予備重合を開始してから30分毎に計5回、1-ヘキセン70mlを添加し、予備重合開始から180分後にエチレン供給が4.37kgに到達したところで、エチレン供給を停止した。その後、上澄み液をデカンテーションにより除去し、ヘキサンを用いて4回洗浄した。その後さらにヘキサンを加えて全量を30Lとし、予備重合固体触媒成分(XP-1)のヘキサンスラリーを得た。
(重合評価(i):重合時のオートクレーブ器壁状態評価)
充分に窒素置換した1Lのステンレス製オートクレーブにn-ヘプタン500mlを装入し、系内をエチレンで置換し、1-へキセン10ml、調製例2で得た予備重合固体触媒成分(XP-1)250mgを投入し、55℃まで昇温した。この予備重合固体触媒成分(XP-1)の添加から55℃になるまでには、約10分程度の時間がかかった。その後、成分(B)としてトコフェロール(B-1)のトルエン溶液(10g/L)0.30ml(B-1の量:3.0mg)と予備重合固体触媒成分(XP-1)200mgを投入し、系内の温度を73℃に昇温した。次いで、エチレンを導入することにより重合を開始し、連続的にエチレンを供給しながら圧力を8.0kg/cm2-Gに保ち、90分間重合を行った。重合終了後、脱圧し、重合体を除去し、オートクレーブの状況を確認したところ、オートクレーブの器壁や攪拌羽根へのポリマーの付着は認められなかった。
充分に窒素置換した1Lのステンレス製オートクレーブにn-ヘプタン500mlを装入し、系内をエチレンで置換し、1-へキセン20ml、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(1.0mol/L)0.06mlを投入し、5分間室温で保持した。その後、成分(B)としてトコフェロール(B-1)のトルエン溶液(10g/L)0.30ml(B-1の量:3.0mg)と予備重合固体触媒成分(XP-1)180mgを投入し、系内の温度を73℃に昇温した。次いで、エチレンを導入することにより重合を開始し、連続的にエチレンを供給しながら圧力を8.0kg/cm2-Gに保ち、90分間重合を行った。重合終了後、脱圧し、重合体を濾過、洗浄し、減圧下80℃で10時間乾燥することにより重合体105.3gを得た。重合体収量(g)に対する成分(B-1)の量は28質量ppmであり、触媒1g当りの重合体収量(重合活性)は585(g-PE/g-cat)であった。
表1に示すように、安定化剤(成分(B))の種類および/または添加量を変更したこと以外は、実施例1と同様にして重合評価(i)および重合評価(ii)を実施した。結果を表1に示す。
内容積200mlの攪拌機付き反応器に、窒素雰囲気下、調製例2で得た予備重合固体触媒成分(XP-1)10.0gを装入し、全量が50mlになるようヘキサンを添加した。次に、系内の温度を35℃に昇温し、その後成分(B)として、トコフェロール(B-1)のヘキサン溶液(10g/L)5.0ml(B-1の量:50mg)を投入し、引き続き32~37℃で2時間接触させて、予備重合固体触媒成分(XP-2)のヘキサンスラリーを得た。このヘキサンスラリーを、内容積100mlのガラス製シュレンク管に移し、減圧下25℃にてヘキサンを減圧留去させて、予備重合固体触媒成分(XP-2)10.1gを得た。
(重合評価(i):重合時のオートクレーブ器壁状態評価)
充分に窒素置換した1Lのステンレス製オートクレーブにn-ヘプタン500mlを装入し、系内をエチレンで置換し、1-へキセン10ml、調製例3で得た予備重合固体触媒成分(XP-2)250mgを投入し、55℃まで昇温した。この予備重合固体触媒成分(XP-2)の添加から55℃になるまでには、約10分程度の時間がかかった。その後、さらに予備重合固体触媒成分(XP-2)200mgを投入し、系内の温度を73℃に昇温した。次いで、エチレンを導入することにより重合を開始し、連続的にエチレンを供給しながら圧力を8.0kg/cm2-Gに保ち、90分間重合を行った。重合終了後、脱圧し、重合体を除去し、オートクレーブの状況を確認したところ、オートクレーブの器壁や攪拌羽根へのポリマーの付着は認められなかった。
充分に窒素置換した1Lのステンレス製オートクレーブにn-ヘプタン500mlを装入し、系内をエチレンで置換し、1-へキセン20ml、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(1.0mol/L)0.06mlを投入し、5分間室温で保持した。その後、予備重合固体触媒成分(XP-2)180mgを投入し、系内の温度を73℃に昇温した。次いで、エチレンを導入することにより重合を開始し、連続的にエチレンを供給しながら圧力を8.0kg/cm2-Gに保ち、90分間重合を行った。重合終了後、脱圧し、重合体を濾過、洗浄し、減圧下80℃で10時間乾燥することにより、重合体102.2gを得た。
(重合評価(iii):気相重合による運転性評価)
気相流動床重合装置を用いて、エチレンと1-ヘキセンとの共重合を行った。重合圧力を1.7MPaG、重合温度を80℃とした。調製例2で調製した予備重合固体触媒成分(XP-1)を4.9g/hrで重合反応器中に供給した。循環ガスライン中に、成分(B)としてトコフェロール(B-1)を重合体の質量に対して30質量ppmの量で存在するように供給した。気相重合器内のガス組成は、エチレン分圧=1.0MPa、水素/エチレン=4.8×10-4モル比、1-ヘキセン/エチレン=0.022モル比となるようにエチレン、水素、1-ヘキセンおよびイソペンタンを連続的に供給し、6.0kg/hrの割合で重合体を生成した。滞留時間は4時間であった。このときの重合体密度は916kg/m3、メルトフローレートは3.8g/10minであった。なお、メルトフローレートは、ASTMD1238-65Tに従い190℃、2.16kg加重の条件下で測定した。
予備重合固体触媒成分(XP-1)の供給量を4.8g/hrとし、成分(B-1)を供給しなかったこと以外は実施例6と同様にして、6.0kg/hrの割合で重合体を生成した。この条件で運転した結果、重合器等にヒートスポットが発生し4時間で運転が継続できなくなった。
Claims (5)
- 重合器に、オレフィン重合用固体状触媒成分(A)を添加した後に下記一般式(I)で表される6-クロマノール化合物(B)を添加するか、前記6-クロマノール化合物(B)を添加した後に前記オレフィン重合用固体状触媒成分(A)を添加するか、または、前記オレフィン重合用固体状触媒成分(A)と前記6-クロマノール化合物(B)とを混合接触させた後に添加し、
前記重合器内で、エチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィンよりなる群から選ばれる一種以上のオレフィンの(共)重合を開始することを特徴とし、
前記オレフィン重合用固体状触媒成分(A)が、
(A-1)シクロペンタジエニル骨格を有する周期表第4族の遷移金属化合物と、
(A-2)(a)有機金属化合物、(b)有機アルミニウムオキシ化合物、および(c)(A-1)と反応してイオン対を形成する化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物と、
(A-3)微粒子状担体とからなる
オレフィン重合体の製造方法。
- 成分(B)をオレフィン重合体収量に対して0.1質量ppm以上500質量ppm以下の量を供給する請求項1に記載のオレフィン重合体の製造方法。
- オレフィンが、エチレン単独またはエチレンと炭素原子数3以上20以下のα-オレフィンである請求項1または2に記載のオレフィン重合体の製造方法。
- オレフィン(共)重合を、懸濁液中または気相中で行う請求項1~3の何れかに記載のオレフィン重合体の製造方法。
- 前記オレフィン重合用固体状触媒成分(A)は、オレフィンが予備重合された予備重合触媒成分である請求項1~4の何れかに記載のオレフィン重合体の製造方法。
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