JPH0117489B2 - - Google Patents

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JPH0117489B2
JPH0117489B2 JP3769181A JP3769181A JPH0117489B2 JP H0117489 B2 JPH0117489 B2 JP H0117489B2 JP 3769181 A JP3769181 A JP 3769181A JP 3769181 A JP3769181 A JP 3769181A JP H0117489 B2 JPH0117489 B2 JP H0117489B2
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JP
Japan
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catalyst
polymerization
compound
same conditions
propylene
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Application number
JP3769181A
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Japanese (ja)
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JPS57151604A (en
Inventor
Kazuo Aiga
Isao Sano
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Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Publication date
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【発明の詳細な説明】 〔〕 発明の背景 技術分野 本発明は新規なチタン化合物を用いるオレフイ
ン重合用触媒に関する。 オレフイン、特にα−オレフインの立体特異性
重合は通常チーグラー触媒、或いはコンプレクス
触媒と称される一連の触媒系によつて製造され
る。即ち、触媒の必須成分として周期律表の第
〜族の遷移金属元素の最高原子価より低い原子
価状態にある化合物と、周期律表第〜族の金
属の水素化合物ないし有機金属化合物を含む多元
系複合触媒を用いて初めて高活性に立体規則性重
合体が得られるのである。この様な多元系複合触
媒の活性中心論に関しては、遷移金属を中心とす
る説、典型金属を中心とする説等解釈はさまざま
であるが、事実としては両成分を併用しなけれ
ば、工業的に意味のある程度にまで高活性・高立
体特異性の触媒を製造することができなかつた。 先行技術 しかし近年に至り、チーグラー触媒によるオレ
フインの重合機構を研究する過程において本発明
者らは、特殊な調製法によつて得た触媒は例えそ
れが遷移金属成分のみからなるものであつてもオ
レフイン、特にα−オレフインの立体特異性重合
に対して高い活性を有することを見出し二件の発
明として特許出願した。 即ち、特開昭56−5805号の発明はゼオライトの
交換性カチオンが、最高原子価より低い原子価状
態にあるチタンまたはバナジウムイオンであるよ
うなゼオライト触媒を用いることにより、エチレ
ンの高重合ならびにプロピレンの様なα−オレフ
インの高立体特異性重合を高活性で実施しようと
するものである。 一方特開昭56−5806号の発明はシリカ、アルミ
ナまたはシリカ・アルミナ担体に酸素原子を介し
て結合した最高原子価より低い原子価状態にある
チタンまたはバナジウムのハロゲン化物を触媒と
して、同じくオレフイン類の(立体特異性)重合
を行なわせるものである。 これら両触媒はいずれも遷移金属化合物成分し
か含まないにもかかわらず、遷移金属当りの重合
体収率を高く得ることができた最初の例といえ
る。 〔〕 発明の概要 要 旨 本発明者らはこれら触媒の性能では未だ不十分
であると考え更に研究を推し進めた結果、有機金
属化合物成分を必要としない触媒系で、更に一層
性能の向上した触媒を開発するのに成功した。 即ち、本発明によるオレフイン重合用触媒は、 一般式() R3M−O−TiX2 () (但し、式中Rは水素または炭化水素残基、Mは
ケイ素、Xはハロゲン原子を表わす。)で表わさ
れるものであることを特徴とする。 効 果 前記二発明における一元系触媒に比べて本発明
の触媒は立体特異性が優れる。 また、特に前記触媒をさらに担体に担持した担
持型触媒の場合は立体特異性と共に重合活性をも
向上する。 この理由は必ずしも明確にされていないが、高
活性の原因は次の様に推測している。 (イ) 前記ゼオライト触媒の場合、ゼオライトの外
殻は中心の遷移金属に対してゼオライトの種類
によつて決まる数と大きさの細孔を有し、重合
はこの細孔を通してモノマーが遷移金属に接近
することによつて進むと考えられるが、モノマ
ーのサイズに比べてこの細孔の断面積がわずか
しか大きくないので、モノマーの遷移金属への
接近速度が小さく、重合活性を十分に高め得な
いものと思われる。 (ロ) 前記シリカ(またはアルミナ、またはシリ
カ・アルミナ)担持触媒の場合、遷移金属化合
物はシリカの全表面積に分布する水酸基を介し
て担持されるが、シリカ表面を構成する多くの
細孔の内、細孔径の小さい表面に担持された遷
移金属は、前記ゼオライト触媒の場合と同様モ
ノマーの遷移金属への接近が遅いため、高活性
触媒の活性中心として十分機能しえないものと
思われる。 しかるに本発明の触媒においては、遷移金属
は一般式()で示される様に嵩高い置換基を
有するため、該化合物は担体表面の細孔のうち
でも断面積の小さいものの中には入り込めず、
従つてモノマー接近のしやすい比較的孔径の大
きい細孔にだけ担持される。このため担持され
た遷移金属のうち重合中心として利用されるも
のの割合が高められ、結果として重合活性が増
大するものと考えられる。 さらに、前記二発明に係る一元系触媒におい
ては、遷移金属はそれぞれ特定の化学結合によ
つて担体に支持されていた。このため担体は極
めて限定された範囲からしか選ぶことができな
かつた。しかるに本発明の触媒においては、担
体は一般式()の化合物とは何ら化学結合を
していない、換言すれば物理吸着によつて後者
を担持する。したがつて但体の選択の自由度が
高い。このため活性、立体特異性はもとより、
粒度分布、嵩比重等各種の特性を最大限に発揮
させうる様な担体を選ぶことができる。 〔〕 発明の具体的説明 1 触媒 化合物R3M−O−TiX2 本発明のオレフイン重合触媒は一般式R3M
−O−TiX2(式中Rは水素原子または炭化水素
残基、Mはケイ素、Xはハロゲン原子を表わ
す。)で表わされる化合物であるが、これは一
般式R3M−OHで表わされる化合物とTiX3
の縮合化合物として理解することができる。事
実、両者を縮合させて得ることもできるが、よ
り効率のよい調製法はR3M−OHをTiX4と反
応させて予め式R3M−O−TiX3で表わされる
化合物とTiX3を得て、次いで適当な還元剤を
用いてハロゲン原子を一個脱離させて目的の化
合物とする方法である。ここで使用する還元剤
としては特に制約はないが、通常はアルミニウ
ム、マグネシウム等の有機金属化合物が用いら
れる。 前記一般式におけるMはケイ素である。ま
た、置換基Rは水素または炭素数1〜12好まし
くは1〜7程度の炭化水素残基であつて、一化
合物中複数個存在するRは同一であつても異な
る種類であつてもよい。Xはハロゲン原子を表
わすが、具体的には弗素、塩素、臭素、沃素の
各原子から選ばれる。最も好ましいのは塩素で
ある。 具体的には(CH33SiOTiCl2
(C2H53SiOTiCl2、(C6H53SiOTiCl2
(CH32C6H5SiOTiCl2、CH3
(C6H52SiOTiCl2、(C2H52C6H5SiOTiCl2
(o−CH3C6H53SiOTiCl2、(m−
CH3C6H53SiOTiCl2、(p−
CH3C6H53SiOTiCl2、(C6H5CH23SiOTiCl2
(α−C10H73SiOTiCl2、(C6H53SiOTiBr2
(C6H53SiOTiI2が挙げられる。 担 体 前記チタン化合物はそのままでもオレフイン
重合能を有するが、さらに担体上に担持させる
ことによつてさらに高度の触媒性能を発揮す
る。このために使用する担体としては適度の粒
径をもつた粉末状固体であり、担持される前記
チタン化合物と著しく反応するような官能基を
有しない限りにおいては任意の固体物質から選
択してよい。通常この目的に使用しうる固体物
質としては、各種金属の無機酸化物、塩化物、
水酸化物、無機酸塩、あるいは有機重合体粒子
等が等げられる。 具体的には、シリカ、アルミナ、シリカ・ア
ルミナ、マグネシア、酸化亜鉛、チタニア、ジ
ルコニア、クロミア、塩化マグネシウム、塩化
カルシウム、ヒドロキシ塩化マグネシウム
(Mg(OH)Cl)、水酸化マグネシウム、水酸化
カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウ
ム、ハイドロタルサイト、カオリン、ハロイサ
イト、滑石などの無機担体、あるいはポリプロ
ピレン粉末、ポリエチレン粉末などの重合体粉
末担体などがある。これら担体の中では、シリ
カ、アルミナ、シリカ・アルミナ、マグネシ
ア、塩化マグネシウム、ヒドロキシ塩化マグネ
シウムが好ましい。 これら担体は、比表面積が高く非晶性に富ん
だものが好ましい。また表面の吸着水や水酸基
は極力少いことが好ましく、そのためには焼成
したり有機アルミニウムや有機マグネシウム化
合物等によつて予め処理してから用いることが
好ましい。 担持方法 既に述べた通り、一般式()で表わされる
化合物は一般式R3M−OHで表わされる水酸化
物とTiX3との縮合反応によつても調製可能で
あるが、反応のしやすさの点からは一般式
R3M−OHとTiX4とから予めR3M−O−TiX3
を調製し、次いで有機金属化合物等で還元して
一般式()の化合物とする方が好ましい。 前者の方法をとる場合には化合物()を担
体に担持するためには、()が通常は固体で
あることから、両者をミル中共粉砕する等の機
械的接触手段を用いる必要がある。 一方、後者の方法をとる場合には、担体と
R3M−O−TiX3の化合物とを好ましくはヘキ
サン、ヘプタン等の炭化水素や1,2−ジクロ
ロエタン等のハロ炭化水素の不活性媒質中に分
散させておき、ここに適当な還元剤を加えて
R3M−O−TiX3を化合物()に還元すると
同時に担体上に担持することができる。この場
合、担持操作を終えたあとの固体触媒は前記不
活性媒質で十分洗浄して、還元反応に併なう副
生成物を除去しておく必要がある。 量 比 担持量は担体の種類や化合物()の種類に
よつてその適正範囲は変るが、最終触媒中に占
めるチタン原子の割合が0.1〜10重量%(好ま
しくは0.3〜7重量%、更に好ましくは0.5〜5
重量%の間から選ぶとよい。これはこの範囲外
では活性、高体特異性の双方またはいずれか一
方が損われるためである。 活性向上剤 前記触媒のみでもオレフイン重合能を有する
が、さらに他の触媒成分を添加することによつ
て活性の向上を行なうことができる。 具体的にはチーグラー型触媒に用いた有機ア
ルミニウム化合物と同じものを用いることによ
つて上記目的を達成できる。 有機アルミニウム化合物としては、一般式
AlRoX3-oであらわされる有機アルミニウム化
合物が用いられる。ここでRは水素、炭素数1
〜20の炭化水素残基、特にアルキル基、アラル
キル基、又はアリール基であり、Xはハロゲン
特に塩素又は臭素であり、nは0<n≦3を満
す範囲内の数である。具体的には、(イ)トリメチ
ルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、ト
リイソブチルアルミニウム、トリオクチルアル
ミニウム、トリデシルアルミニウムなどのトリ
アルキルアルミニウム、(ロ)ジエチルアルミニウ
ムモノクロライド、ジイソブチルアルミニウム
モノクロライド、エチルアルミニウムセスキク
ロライド、エチルアルミニウムジクロライドな
どのジアルキルアルミニウムハライド、(ハ)ジイ
ソブチルアルミニウムハイドライドなどのアル
キルアルミニウムハイドライドなどがある。有
機アルミニウム化合物の使用量は、化合物
()に対して重量比で0.01〜200、好ましくは
0.03〜100である。 2 オレフインの重合 触媒が前記の通りであることを除けば、本触
媒によるオレフイン重合法は通常のチーグラー
型触媒によるものと本質的に変らない。 (1) オレフイン 本発明の触媒系で重合するオレフインは一
般式R−CH=CH2(ここでRは水素原子また
は炭素数1〜10の炭化水素残基であり、置換
基を有しても良い)で表わされるα−オレフ
インである。具体的には、たとえばエチレ
ン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−
1、4−メチル−ペンテン−1、3−メチル
ブテン−1などのオレフイン類がある。好ま
しくは、エチレンまたはプロピレン、特に好
ましくはプロピレンである。 またα−オレフインの混合物を使用するこ
ともできる。たとえばプロピレンの重合の場
合にプロピレンに対して20重量%迄の他の上
記α−オレフインとの共重合をおこなうこと
ができる。又上記α−オレフイン以外の共重
合性モノマー(たとえば酢酸ビニル、ジオレ
フイン)との共重合をおこなうこともでき
る。 (2) 重合 重合は通常のスラリー重合あるいは溶液重
合に適用できるのは勿論であるが、実質的に
溶媒を用いない無溶媒重合にも適用できる。
さらに連続式重合にも回分式重合にもまた予
備重合を行なう方式にも適用できる。 重合溶剤としては、ヘキサン、ヘプタン、
シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、メチ
ルシクロヘキサン等の飽和脂肪族、芳香族、
または脂環族炭化水素の単独または混合物が
用いられる。 重合温度は室温〜200℃までの温度、好ま
しくは50〜180℃である。 重合圧力は単量体の高重合体への重合を開
始するのに十分な任意の圧力にすることがで
き、一般には常圧〜500Kg/cm2、好ましくは
4〜100Kg/cm2の圧力で実施される。 また、重合の際に分子量調節剤として水素
を添加することができる。 実施例 1 触媒の製造 トルエン中等モルのTiCl4と(C6H53SiOH
(Aldrich Co.Ltd.製)を撹拌下90℃で20時間に亘
つて反応させた。反応生成物は常温でトルエンを
真空除去して回収した。 次に、上記生成物2gとγ−アルミナ(BET
法によるN2ガス吸着より求めた比表面積140m2
g)5gをトルエン10ml中に加えよく撹拌したの
ち、90℃で3時間真空処理してトルエンを除去し
た。得られた生成物はジエチルアルミニウム
(DEAC)濃度0.5mol/のヘプタン溶液10mlで
常温にて20時間処理することによつて還元した後
ヘプタンで洗浄し、更に常温で3時間真空乾燥し
て最終触媒とした。 赤外線(IR)吸収スペクトル測定によると、
原料の(C6H53SiOHはSi−OHの伸縮振動に起
因する強い吸収が3590cm-1に認められたが、
TiCl4との反応生成物ではその吸収が消失し、代
りにTi−O−Si結合に帰属される広巾の吸収が
920cm-1に出現した。 上記生成物((C6H53Si−O−TiCl3と考えら
れる)ならびに、このものをγ−アルミナに担持
したものを直径3mmのパイレツクスガラス管に入
れ、JEOL JES−PE−IX ESRスペクトロメー
ターを使用し、−196℃、フイールドモジユレーシ
ヨン100×103C/SでESR吸収スペクトルをしら
べたが何ら吸収は認められなかつた。しかし、こ
の担持生成物をDEACで処理して得られた最終触
媒はg値1.942に吸収を示した。このシグナルは
K.Sogaら、Polym.Bull.、、817(1980)に記載
されるようにTiCl3とγ−アルミナとの共粉砕物
のもつESRシグナルに非常に類似しているが、
Yu.Yermakov、Adv.Catal.、24、173(1976)に
記載されるところのTi()−R(但し、Rはアル
キル基)やTi()−Hの示すシグナルとは明ら
かに異なるものであつた。 最終触媒中に担持されたTi原子の量は原子吸
光スペクトル法によつて求めた。 プロピレン重合 マグネチツクスターラーを備えた内容積100ml
のステンレス鋼製反応器にヘプタン5ml、上記触
媒約0.3gならびにプロピレン0.3モルを入れ、65
℃で15分間にわたりプロピレン重合を行なつた。
重合は反応生成物を多量の稀塩酸のメタノール溶
液中に加えて停止した。生成ポリマーは熱O−ジ
クロロベンゼンに一度すべて溶解させ、更に多量
のメタノール中に析出させ、その後常温で真空乾
燥して回収した。ポリマーの立体規則性(I.I.)
はJ.P.Luongo、J.Appl.Polym.Sci.、、302
(1960)の方法に従つてIR吸収スペクトル分析に
よつて測定した。 結果を表1に示す。 実施例 2 実施例1と同じ条件で調製した触媒を用い、重
合時にDEAC2.50mmolを加えたこと以外は実施
例1と同じ条件でプロピレン重合を行なつた。 結果を表1に示す。 比較例 1 触媒としてDEACのヘプタン溶液で還元処理し
なかつたこと以外は実施例1と同じ条件で調製し
たものを用いて、実施例1と同じ条件でプロピレ
ン重合を行なつた。 結果を表1に示す。 実施例 3 γ−アルミナの代りにシリカ(比表面積270
m2/g)を用いたこと以外は実施例1と同様の条
件で調製した触媒を用い、実施例1と同様の条件
でプロピレン重合を行なつた。 結果を表1に示す。 実施例 4 実施例3と同じ条件で調製した触媒を用い、重
合時にDEAC2.50mmolを加えたこと以外は実施
例3と同じ条件でプロピレン重合を行なつた。 結果を表1に示す。 実施例 5 γ−アルミナの代りに塩化マグネシウム(比表
面積43m2/g)を用いたこと以外は実施例1と同
様の条件で調製した触媒を用い、実施例1と同様
の条件でプロピレン重合を行なつた。 結果を表1に示す。 実施例 6 実施例5と同じ条件で調製した触媒を用い、重
合時にDEAC2.50mmolを加えたこと以外は実施
例5と同じ条件でプロピレン重合を行なつた。 結果を表1に示す。 実施例 7 γ−アルミナの代りに酸化マグネシウム(比表
面積23m2/g)を用いたこと以外は実施例1と同
様の条件で調製した触媒を用い、実施例1と同様
の条件でプロピレン重合を行なつた。 結果を表1に示す。 実施例 8 実施例7と同じ条件で調製した触媒を用い、重
合時にDEAC2.50mmolを加えたこと以外は実施
例7と同じ条件でプロピレン重合を行なつた。 結果を表1に示す。 実施例 9 γ−アルミナの代りにヒドロキシ塩化マグネシ
ウム(Mg(OH)Cl;比表面積8.4m2/g)を用い
たこと以外は実施例1と同様の条件で調製した触
媒を用い、実施例1と同様の条件でプロピレン重
合を行なつた。 結果を表1に示す。 実施例 10 実施例9と同じ条件で調製した触媒を用い、重
合時にDEAC2.50mmolを加えたこと以外は実施
例9と同じ条件でプロピレン重合を行なつた。 結果を表1に示す。 実施例 11 担体を使用することなく、TiCl4
(C6H53SiOHとの反応生成物をDEACで還元し
たものを触媒として用いた以外は実施例1と同じ
条件でプロピレン重合を行なつた。 結果を表1に示す。 参考例 1 実施例9で調製した触媒を常温で20気圧の二酸
化炭素で17時間処理したものを触媒として用い、
実施例9と同様の条件でプロピレン重合を行なつ
た。 結果を表1に示す。 〔本参考例は、本発明の触媒が真の意味で一金属
型の触媒であることを証明するための実験であ
る。すなわち、実施例9の触媒(本質的には他の
すべての実施例にも当てはまる)はTiCl4
(C6H53SiOHとTiCl4との反応生成物を還元する
ためにDEACを使用する工程を含むが、本工程は
Ti原子の環元(即ちCl原子の脱離)にその本質
的な意味を持つものであつて、本工程で生成して
いるかも知れないTi−C2H5(C2H5基はDEACに
由来する)結合が重合活性発現に本質的に寄与し
ているのではないことを証明するものである。こ
れは、仮に実施例9の触媒がTi−C2H5結合を有
していたとしても、これに二酸化炭素を作用させ
ると の反応が定量的におこり、重合反応には不活性な
物質に変ることに基ずいている。 *:V.Zucchinni et al.、J.Organometal
Chem.、26、357(1971)〕 参考例 2 公知の触媒系としてTiCl3(AA型)0.032gおよ
びトリエチルアルミニウム(TEA)0.5mmolを
使用したこと以外は実施例1と同じ条件でプロピ
レン重合を行なつた。 結果を表1に示す。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [] BACKGROUND TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a catalyst for olefin polymerization using a novel titanium compound. Stereospecific polymerization of olefins, especially α-olefins, is usually produced using a series of catalyst systems called Ziegler catalysts or complex catalysts. That is, as essential components of the catalyst, a multi-element compound containing a compound in a valence state lower than the highest valence of a transition metal element in Groups ~ of the Periodic Table, and a hydride compound or an organometallic compound of a metal in Groups ~ of the Periodic Table. Highly active stereoregular polymers can be obtained for the first time using composite catalysts. Regarding the active center theory of such multi-component composite catalysts, there are various interpretations, such as theories centering on transition metals and theories centering on typical metals, but the fact is that unless both components are used together, industrial However, it has not been possible to produce catalysts with high activity and high stereospecificity to a meaningful extent. Prior Art However, in recent years, in the process of researching the polymerization mechanism of olefins using Ziegler catalysts, the present inventors have discovered that catalysts obtained by a special preparation method, even if they are composed only of transition metal components. They discovered that they have high activity for the stereospecific polymerization of olefins, especially α-olefins, and filed two patent applications for this invention. That is, the invention of JP-A No. 56-5805 uses a zeolite catalyst in which the exchangeable cation of the zeolite is titanium or vanadium ion in a valence state lower than the highest valence, thereby achieving high polymerization of ethylene and propylene. The aim is to carry out highly stereospecific polymerization of α-olefins with high activity. On the other hand, the invention of JP-A No. 56-5806 uses a titanium or vanadium halide in a valence state lower than the highest valence bonded to a silica, alumina, or silica/alumina support via an oxygen atom as a catalyst, and also uses an olefin as a catalyst. (stereospecific) polymerization. Although both of these catalysts contain only transition metal compound components, this can be said to be the first example in which a high polymer yield per transition metal could be obtained. [] Summary of the Invention The present inventors believed that the performance of these catalysts was still insufficient, and as a result of further research, they developed a catalyst system that does not require an organometallic compound component and has even further improved performance. was successfully developed. That is, the catalyst for olefin polymerization according to the present invention has the general formula () R 3 M-O-TiX 2 () (wherein R represents hydrogen or a hydrocarbon residue, M represents silicon, and X represents a halogen atom. ). Effects The catalyst of the present invention has superior stereospecificity compared to the one-component catalysts of the two inventions. In addition, particularly in the case of a supported catalyst in which the catalyst is further supported on a carrier, stereospecificity and polymerization activity are improved. Although the reason for this is not necessarily clear, the cause of the high activity is presumed to be as follows. (b) In the case of the above-mentioned zeolite catalyst, the outer shell of the zeolite has pores with a number and size determined by the type of zeolite relative to the transition metal in the center, and polymerization occurs through these pores when the monomer converts to the transition metal. It is thought that the process proceeds by approaching the transition metal, but since the cross-sectional area of this pore is only slightly larger than the size of the monomer, the speed at which the monomer approaches the transition metal is slow, and the polymerization activity cannot be sufficiently increased. It seems to be. (b) In the case of the silica (or alumina, or silica/alumina) supported catalyst, the transition metal compound is supported via the hydroxyl groups distributed over the entire surface area of the silica, but within the many pores that make up the silica surface. It is thought that the transition metal supported on the surface with a small pore size cannot sufficiently function as an active center of a highly active catalyst because the approach of the monomer to the transition metal is slow, as in the case of the zeolite catalyst described above. However, in the catalyst of the present invention, since the transition metal has a bulky substituent as shown in the general formula (), the compound cannot enter into the pores with a small cross-sectional area on the surface of the carrier. ,
Therefore, it is supported only in pores with relatively large pores that allow easy access to the monomer. Therefore, it is thought that the proportion of supported transition metals that can be used as polymerization centers is increased, resulting in an increase in polymerization activity. Furthermore, in the one-component catalysts according to the two inventions, each transition metal was supported on the carrier by a specific chemical bond. For this reason, carriers could only be selected from a very limited range. However, in the catalyst of the present invention, the carrier has no chemical bond with the compound of general formula (); in other words, it supports the latter by physical adsorption. Therefore, there is a high degree of freedom in selecting the body. Therefore, in addition to the activity and stereospecificity,
It is possible to select a carrier that can maximize various properties such as particle size distribution and bulk specific gravity. [] Detailed description of the invention 1 Catalyst compound R 3 M-O-TiX 2 The olefin polymerization catalyst of the present invention has the general formula R 3 M
-O-TiX 2 (wherein R represents a hydrogen atom or a hydrocarbon residue, M represents silicon, and X represents a halogen atom), which is represented by the general formula R 3 M-OH. It can be understood as a condensation compound of the compound and TiX3 . In fact, it can be obtained by condensing both, but a more efficient preparation method is to react R 3 M-OH with TiX 4 and pre-mix TiX 3 with the compound represented by the formula R 3 M-O-TiX 3 . In this method, one halogen atom is removed using a suitable reducing agent to obtain the desired compound. Although there are no particular restrictions on the reducing agent used here, organometallic compounds such as aluminum and magnesium are usually used. M in the above general formula is silicon. Further, the substituent R is hydrogen or a hydrocarbon residue having 1 to 12 carbon atoms, preferably about 1 to 7 carbon atoms, and a plurality of R's in one compound may be the same or different types. X represents a halogen atom, specifically selected from fluorine, chlorine, bromine, and iodine atoms. Most preferred is chlorine. Specifically, ( CH3 ) 3SiOTiCl2 ,
(C 2 H 5 ) 3 SiOTiCl 2 , (C 6 H 5 ) 3 SiOTiCl 2 ,
( CH3 ) 2C6H5SiOTiCl2 , CH3
(C 6 H 5 ) 2 SiOTiCl 2 , (C 2 H 5 ) 2 C 6 H 5 SiOTiCl 2 ,
(o-CH 3 C 6 H 5 ) 3 SiOTiCl 2 , (m-
CH 3 C 6 H 5 ) 3 SiOTiCl 2 , (p-
CH 3 C 6 H 5 ) 3 SiOTiCl 2 , (C 6 H 5 CH 2 ) 3 SiOTiCl 2 ,
(α−C 10 H 7 ) 3 SiOTiCl 2 , (C 6 H 5 ) 3 SiOTiBr 2 ,
(C 6 H 5 ) 3 SiOTiI 2 is mentioned. Support Although the titanium compound has olefin polymerization ability as it is, it exhibits even higher catalytic performance by supporting it on a support. The carrier used for this purpose is a powdery solid with an appropriate particle size, and may be selected from any solid substance as long as it does not have a functional group that significantly reacts with the titanium compound being supported. . Solid substances that can normally be used for this purpose include inorganic oxides and chlorides of various metals,
Examples include hydroxides, inorganic acid salts, and organic polymer particles. Specifically, silica, alumina, silica/alumina, magnesia, zinc oxide, titania, zirconia, chromia, magnesium chloride, calcium chloride, magnesium hydroxychloride (Mg(OH)Cl), magnesium hydroxide, calcium hydroxide, carbonate. Examples include inorganic carriers such as calcium, magnesium sulfate, hydrotalcite, kaolin, halloysite, and talc, and polymeric powder carriers such as polypropylene powder and polyethylene powder. Among these carriers, silica, alumina, silica-alumina, magnesia, magnesium chloride, and magnesium hydroxychloride are preferred. These carriers preferably have a high specific surface area and are highly amorphous. Further, it is preferable that the amount of adsorbed water and hydroxyl groups on the surface be as small as possible, and for this purpose, it is preferable to use the material after baking it or pre-treating it with an organoaluminium, organomagnesium compound, or the like. Supporting method As already mentioned, the compound represented by the general formula () can also be prepared by the condensation reaction of the hydroxide represented by the general formula R 3 M-OH and TiX 3 , but the ease of reaction From the point of view of the general formula
R 3 M−O−TiX 3 is prepared in advance from R 3 M−OH and TiX 4 .
It is preferable to prepare and then reduce with an organometallic compound or the like to obtain a compound of general formula (). When using the former method, in order to support the compound () on the carrier, it is necessary to use mechanical contact means such as co-pulverizing both in a mill, since () is usually a solid. On the other hand, when taking the latter method, the carrier and
A compound of R 3 M-O-TiX 3 is dispersed in an inert medium, preferably a hydrocarbon such as hexane or heptane or a halohydrocarbon such as 1,2-dichloroethane, and a suitable reducing agent is added thereto. In addition
R3M -O- TiX3 can be reduced to the compound () and simultaneously supported on the carrier. In this case, it is necessary to thoroughly wash the solid catalyst after the supporting operation with the inert medium to remove by-products accompanying the reduction reaction. Amount Ratio The appropriate range of supported amount varies depending on the type of carrier and the type of compound (), but it is preferable that the proportion of titanium atoms in the final catalyst is 0.1 to 10% by weight (preferably 0.3 to 7% by weight, more preferably 0.3 to 7% by weight). is 0.5~5
It is best to choose between weight percentages. This is because outside this range, the activity and/or high body specificity will be impaired. Activity Improver Although the above catalyst alone has olefin polymerization ability, the activity can be improved by further adding other catalyst components. Specifically, the above object can be achieved by using the same organoaluminum compound used in the Ziegler type catalyst. As an organoaluminum compound, the general formula
An organoaluminum compound represented by AlR o X 3-o is used. Here R is hydrogen, carbon number 1
~20 hydrocarbon residues, especially alkyl, aralkyl or aryl groups, X is halogen, especially chlorine or bromine, and n is a number in the range satisfying 0<n≦3. Specifically, (a) trialkyl aluminum such as trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, trioctylaluminum, and tridecylaluminum, (b) diethylaluminum monochloride, diisobutylaluminum monochloride, ethylaluminum sesquichloride, ethyl Examples include dialkyl aluminum halides such as aluminum dichloride, and alkyl aluminum hydrides such as (iii) diisobutyl aluminum hydride. The amount of organoaluminum compound used is 0.01 to 200 in weight ratio to the compound (), preferably
It is between 0.03 and 100. 2 Olefin Polymerization The olefin polymerization method using this catalyst is essentially the same as that using a normal Ziegler type catalyst, except that the catalyst is as described above. (1) Olefin Olefin polymerized with the catalyst system of the present invention has the general formula R-CH=CH 2 (where R is a hydrogen atom or a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms, even if it has a substituent. It is an α-olefin represented by Specifically, for example, ethylene, propylene, butene-1, pentene-1
There are olefins such as 1,4-methyl-pentene-1, 3-methylbutene-1. Preference is given to ethylene or propylene, particularly preferably propylene. It is also possible to use mixtures of α-olefins. For example, in the case of propylene polymerization, it is possible to copolymerize propylene with up to 20% by weight of the other α-olefins mentioned above. It is also possible to carry out copolymerization with copolymerizable monomers other than the above-mentioned α-olefins (eg, vinyl acetate, diolefins). (2) Polymerization It goes without saying that polymerization can be applied to ordinary slurry polymerization or solution polymerization, but it can also be applied to solvent-free polymerization in which substantially no solvent is used.
Furthermore, it can be applied to continuous polymerization, batch polymerization, and prepolymerization. Polymerization solvents include hexane, heptane,
Saturated aliphatic, aromatic, such as cyclohexane, benzene, toluene, methylcyclohexane,
Alternatively, alicyclic hydrocarbons may be used alone or in mixtures. The polymerization temperature is from room temperature to 200°C, preferably from 50 to 180°C. The polymerization pressure can be any pressure sufficient to initiate the polymerization of the monomers into a high polymer, generally between normal pressure and 500 Kg/cm 2 , preferably between 4 and 100 Kg/cm 2 . Implemented. Furthermore, hydrogen can be added as a molecular weight regulator during polymerization. Example 1 Preparation of catalyst Equimolar moles of TiCl 4 and (C 6 H 5 ) 3 SiOH in toluene
(manufactured by Aldrich Co. Ltd.) was reacted at 90° C. for 20 hours with stirring. The reaction product was recovered by removing toluene under vacuum at room temperature. Next, 2 g of the above product and γ-alumina (BET
Specific surface area 140m 2 / determined by N 2 gas adsorption method
g) 5 g was added to 10 ml of toluene and stirred thoroughly, followed by vacuum treatment at 90°C for 3 hours to remove toluene. The obtained product was reduced by treatment with 10 ml of a heptane solution containing diethylaluminium (DEAC) at a concentration of 0.5 mol/at room temperature for 20 hours, washed with heptane, and further vacuum-dried at room temperature for 3 hours to obtain the final catalyst. And so. According to infrared (IR) absorption spectrum measurements,
In the raw material (C 6 H 5 ) 3 SiOH, strong absorption was observed at 3590 cm -1 due to the stretching vibration of Si-OH.
In the reaction product with TiCl 4 , this absorption disappears, and instead a broad absorption attributed to the Ti-O-Si bond appears.
It appeared at 920cm -1 . The above product (considered to be (C 6 H 5 ) 3 Si-O-TiCl 3 ) and this product supported on γ-alumina were placed in a Pyrex glass tube with a diameter of 3 mm, and the JEOL JES-PE-IX The ESR absorption spectrum was examined using an ESR spectrometer at -196°C and a field modulation of 100×10 3 C/S, but no absorption was observed. However, the final catalyst obtained by treating this supported product with DEAC showed absorption at a g value of 1.942. This signal is
Although it is very similar to the ESR signal of co-pulverized TiCl 3 and γ-alumina as described in K. Soga et al., Polym. Bull., 2 , 817 (1980),
It is clearly different from the signal shown by Ti()-R (where R is an alkyl group) and Ti()-H described in Yu. Yermakov, Adv. Catal., 24 , 173 (1976). It was hot. The amount of Ti atoms supported in the final catalyst was determined by atomic absorption spectroscopy. Propylene polymerization 100ml internal volume with magnetic stirrer
5 ml of heptane, about 0.3 g of the above catalyst, and 0.3 mole of propylene were placed in a stainless steel reactor of 65
Propylene polymerization was carried out for 15 minutes at °C.
Polymerization was stopped by adding the reaction product to a large amount of dilute hydrochloric acid in methanol solution. The resulting polymer was completely dissolved in hot O-dichlorobenzene, precipitated in a large amount of methanol, and then vacuum-dried at room temperature and recovered. Stereoregularity of polymers (II)
JPLuongo, J.Appl.Polym.Sci., 3 , 302
(1960) by IR absorption spectroscopy. The results are shown in Table 1. Example 2 Using a catalyst prepared under the same conditions as in Example 1, propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 2.50 mmol of DEAC was added during polymerization. The results are shown in Table 1. Comparative Example 1 Propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 1 using a catalyst prepared under the same conditions as in Example 1 except that the reduction treatment with a heptane solution of DEAC was not performed. The results are shown in Table 1. Example 3 Silica (specific surface area 270
Propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 1 using a catalyst prepared under the same conditions as in Example 1 except that m 2 /g) was used. The results are shown in Table 1. Example 4 Using a catalyst prepared under the same conditions as in Example 3, propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 3 except that 2.50 mmol of DEAC was added during polymerization. The results are shown in Table 1. Example 5 Propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 1 using a catalyst prepared under the same conditions as in Example 1 except that magnesium chloride (specific surface area: 43 m 2 /g) was used instead of γ-alumina. I did it. The results are shown in Table 1. Example 6 Using a catalyst prepared under the same conditions as in Example 5, propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 5 except that 2.50 mmol of DEAC was added during polymerization. The results are shown in Table 1. Example 7 Propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 1 using a catalyst prepared under the same conditions as in Example 1 except that magnesium oxide (specific surface area: 23 m 2 /g) was used instead of γ-alumina. I did it. The results are shown in Table 1. Example 8 Using a catalyst prepared under the same conditions as in Example 7, propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 7 except that 2.50 mmol of DEAC was added during polymerization. The results are shown in Table 1. Example 9 Example 1 was carried out using a catalyst prepared under the same conditions as in Example 1 except that magnesium hydroxychloride (Mg(OH)Cl; specific surface area: 8.4 m 2 /g) was used instead of γ-alumina. Propylene polymerization was carried out under the same conditions. The results are shown in Table 1. Example 10 Using a catalyst prepared under the same conditions as in Example 9, propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 9 except that 2.50 mmol of DEAC was added during polymerization. The results are shown in Table 1. Example 11 Propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 1, except that a reaction product of TiCl 4 and (C 6 H 5 ) 3 SiOH reduced with DEAC was used as a catalyst without using a carrier. Summer. The results are shown in Table 1. Reference Example 1 The catalyst prepared in Example 9 was treated with carbon dioxide at 20 atmospheres at room temperature for 17 hours, and the catalyst was used as a catalyst.
Propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 9. The results are shown in Table 1. [This reference example is an experiment to prove that the catalyst of the present invention is a monometallic catalyst in the true sense. That is, the catalyst of Example 9 (which applies essentially to all other examples) uses DEAC to reduce the reaction product of TiCl4 , ( C6H5 ) 3SiOH , and TiCl4 . This process includes the process of
Ti−C 2 H 5 (C 2 H 5 group is DEAC This proves that the bonds (derived from the above) do not essentially contribute to the expression of polymerization activity. This means that even if the catalyst of Example 9 had a Ti-C 2 H 5 bond, if carbon dioxide was applied to it, It is based on the fact that the reaction occurs quantitatively and the substance changes into a substance that is inert to the polymerization reaction. *: V. Zucchinni et al., J. Organometal
Chem., 26 , 357 (1971)] Reference Example 2 Propylene polymerization was carried out under the same conditions as in Example 1, except that 0.032 g of TiCl 3 (AA type) and 0.5 mmol of triethylaluminum (TEA) were used as a known catalyst system. I did it. The results are shown in Table 1. 【table】

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、チーグラー触媒に関する本発明の技
術内容の理解を助けるためのものである。
FIG. 1 is intended to assist in understanding the technical content of the present invention regarding Ziegler catalysts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式 R3M−O−TiX2 (但し、式中Rは水素原子または炭化水素残基
を、Mはケイ素原子を、Xはハロゲン原子を表わ
す。)で表わされるオレフイン重合用触媒。
[Claims] 1 Represented by the general formula R 3 M-O-TiX 2 (wherein R represents a hydrogen atom or a hydrocarbon residue, M represents a silicon atom, and X represents a halogen atom) Catalyst for olefin polymerization.
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