JPH0153284B2 - - Google Patents

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JPH0153284B2
JPH0153284B2 JP9468181A JP9468181A JPH0153284B2 JP H0153284 B2 JPH0153284 B2 JP H0153284B2 JP 9468181 A JP9468181 A JP 9468181A JP 9468181 A JP9468181 A JP 9468181A JP H0153284 B2 JPH0153284 B2 JP H0153284B2
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JP
Japan
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polypropylene
titanium trichloride
trichloride composition
polymerization
propylene
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JP9468181A
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Japanese (ja)
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JPS57209904A (en
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Takeshi Suzuki
Nobutoshi Komori
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JNC Corp
Original Assignee
Chisso Corp
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Publication date
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Publication of JPH0153284B2 publication Critical patent/JPH0153284B2/ja
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は気相重合による改良されたポリプロピ
レンの製造方法に関する。 三塩化チタン組成物と有機アルミニウム化合物
を含む触媒系の存在下でポリプロピレンを製造す
ることは知られている。不活性炭化水素または、
液化プロピレン中のスラリー重合で製造する場
合、ポリプロピレンと同時に生成する無定形の低
分子量ポリプロピレンと残存している触媒残留物
とは後処理工程で生成するポリプロピレンから分
離されるのが通常である。一方、プロセス機械技
術の進歩により気相重合法によるポリプロピレン
の製造が行なわれるようになつた。しかし、この
気相重合法によると、無定形の低分子量ポリプロ
ピレンと触媒残留物が生成するポリプロピレン製
品中に含有される。これらの問題点は、高活性触
媒の使用する重合によつて、ポリプロピレンの実
用物性に影響を与えない程度に、低分子量ポリプ
ロピレンの含量を低下させることができる。しか
しながら気相重合法によるポリプロピレンを成型
品、フイルム、繊維などに加工してみると、いち
じるしい煙が発生する。同時に加工品の耐熱、耐
候安定性が著しく低下する。本発明者らの検討の
結果、この原因は通常無定形の低分子量ポリプロ
ピレンと言われるものよりかなり分子量の低い
(たとえば、分子量1000以下)プロピレンのオリ
ゴマーによることが判明した。一方、触媒残留物
の混入は高活性触媒の使用により低減することが
可能になつたが、工業的には十分とは言えない。
たとえば気相重合法によるポリプロピレンの色相
および耐熱、耐候安定性は非常に悪く、市販に耐
えるものではない。 本発明は気相重合法によるポリプロピレンの製
造方法における前記の問題点を解決することを目
的とするものであり、オリゴマーが少なく色相お
よび耐熱、耐候安定性が改良された気相重合法に
よるポリプロピレンの製造方法を提供することで
ある。 本発明のポリプロピレンの製造方法は、三塩化
チタン組成物および有機アルミニウム化合物を含
む触媒系の存在下において気相重合でポリプロピ
レンを製造するに際し、四塩化チタンと一般式
AlRoX3-o(こゝでRは炭素数1〜8のアルキル
基、Xはハロゲン基、2≦n≦3である)で示さ
れる有機アルミニウム化合物と有機エーテルとを
反応させ、さらに四塩化チタンおよび/または有
機エーテルと反応させて得られる三塩化チタン組
成物、生成ポリプロピレン10000gあたり0.7〜20
mmolの有機アルミニウム、および電子供与性化
合物からなる触媒を60℃以下の温度において、三
塩化チタン組成物1gあたり0.01g以上のプロピ
レンで重合前処理をしてプロピレン重合物を生成
させた系を触媒系とすることを特徴とする。 本発明に使用される重合触媒は、三塩化チタン
組成物、有機アルミニウム、および電子供与性化
合物からなる。これらの成分がどのような形態で
この触媒系に存在しているかは問わない。 三塩化チタン組成物としては、四塩化チタン
を金属アルミニウムまたは有機アルミニウム化合
物で還元して得られた三塩化チタン、このの
三塩化チタン組成物を粉砕して活性化したもの、
,もしくはの三塩化チタンと電子供与性化
合物との粉砕処理物、四塩化チタンを有機エー
テル化合物の存在下にて還元し液状化した三塩化
チタンから析出させて得られるもの、,を錯
化剤で処理し得られた固体を四塩化チタンと反応
させたものなどがあげられる。 具体的に説明するならば好ましい三塩化チタン
組成物としては四塩化チタン、有機アルミニウム
化合物、および有機エーテルを反応させ、つづい
て四塩化チタン、エーテル化合物、もしくは四塩
化チタンとエーテル化合物との反応生成物で処理
して得られた三塩化チタン組成物をあげることが
できる。さらに具体的にのべると、 a 四塩化チタンを有機アルミニウム化合物で還
元し、過剰の四塩化チタンを除去した後得られ
た還元固体生成物と有機エーテル化合物とを反
応させ、未反応の有機エーテルを除去し、四塩
化チタン、もしくは四塩化チタンと有機エーテ
ルで処理して得られたもの、(たとえば実施例
における三塩化チタン組成物A) b 有機アルミニウム化合物と有機エーテルとの
反応生成物と、四塩化チタンとを反応させて得
られた固体生成物に、さらに有機エーテル化合
物と四塩化チタンとを反応させて得られたも
の、(たとえば、実施例における三塩化チタン
組成物B) c 四塩化チタンと有機エーテルとの反応混合物
に有機アルミニウム化合物を反応させ、ついで
有機エーテル化合物を反応させたもの、(たと
えば実施例における三塩化チタン組成物C) などがあげられる。 本発明において重要なことは、三塩化チタン組
成物の平均粒径(湿式法により測定した粒度の重
量平均値)が10ないし100μ、好ましくは約30な
いし80μの範囲にあることである。粒度分布はで
きるだけ狭いものが好ましく、超微粉や、粗大粒
子は含まないか、含んでいても非常に少ないこと
が望ましい(たとえば1μ以下のものが1重量%
以下、300μ以上のものが10重量%以下)。平均粒
径が前記範囲より小さいものを用いると、気相重
合器からのリサイクル・ガス配管に微粉の触媒や
重合体粉末が蓄積し、長期間の連続運転が不可能
になるので適していない。 また平均粒径が前記範囲より大きいものを用い
ると、重合活性のいちじるしい低下のみならず、
炭化水素可溶性成分の多いポリプロピレンが生成
するので好ましくない。 また、本発明の製造法によつて得られたポリプ
ロピレンは、通常生きた触媒残留物を含むため、
通常安定化工程に送り込み触媒残留物を安定化さ
せるが、平均粒径が本発明の範囲より大きいもの
は、該安定化工程で触媒残留物を安定化させるこ
とが困難である。 本発明の有機アルミニウム化合物としては、一
般式AlRnX3=m(R=炭素数1〜6の炭化水素
基、特にアルキル基、Xはハロゲン、(2≦m≦
3)であらわされる。具体的には、トリエチルア
ルミニウム、トリ―n―プロピルアルミニウム、
トリ―iso―プロピルアルミニウム、トリ―iso―
ブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロ
ライド、ジ―iso―ブチルアルミニウムクロライ
ド、ジエチルアルミニウムアイオダイドなどがあ
げられる。また、これらから選ばれたものの混合
物を用いることができる。有機アルミニウム化合
物の使用量は、生成ポリプロピレン1000Kg当り
0.7〜20mmol、好ましくは1〜15mmol、さらに
好ましくは2〜5mmolに制御することが重要で
ある。0.7mmol未満ではオリゴマーの生成量は
低いが、重合速度が低いので好ましくない。20m
molを越えるとオリゴマーの生成量はいちじるし
く高くなるばかりか生成ポリプロピレンの色相お
よび耐熱、耐候安定性が著しく悪くなるので好ま
しくない。 本発明における電子供与性化合物としては、(イ)
エーテル類、たとえばジエチルエーテル、ジノル
マルブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、テ
トラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル、ジフエニルエーテル
類、(ロ)カルボン酸エステル類、たとえばギ酸メチ
ル、酢酸エチル、安息香酸エチル、トルイル酸メ
チル、トルイル酸エチル、メタクリル酸メチルな
ど、(ハ)ケトン類、たとえばメチルエチルケトン、
アセトフエノンなど、(ニ)アルデヒド類、たとえば
アセトアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ベン
ズアルデヒドなど、(ホ)アミン、ニトリル、酸アミ
ド類、たとえばジエチルアミン、アニリン、アセ
トニトリル、アクリルアミド、テトラメチル尿素
など、(ヘ)リン化合物、たとえばトリフエニルホス
フイン、トリフエニルホスフアイト、トリフエニ
ルホスフエートなど、(ト)イオウ化合物、たとえば
二硫化炭素、メチルフエニルスルホンなど、をあ
げることができる。 電子供与性化合物の使用量は、その種類によつ
て異なるが前記三塩化チタン組成物(1)を使用する
場合、三塩化チタン組成物1gあたり、1.95×
10-3〜9×10-2mmol、好ましくは5×10-3〜5
×10-2mmolが用いられる。三塩化チタン組成物
1g当り1.95×10-3mmol未満では重合活性は高
いが、オリゴマーの生成量が高くなるので好まし
くない。また、生成ポリプロピレンの耐熱、耐候
安定性が悪い。また、三塩化チタン組成物1g当
り9×10-2mmolを越えると重合活性が著しく低
下するので好ましくない。前記範囲外ではオリゴ
マーの生成量が著しく増加したり、重合活性が著
しく低下したり、あるいは生成ポリプロピレンの
耐熱、耐候安定性が低下するので好ましくない。 本発明の触媒系は、三塩化チタン組成物、生成
ポリプロピレン1000gあたり0.7〜20mmolの有
機アルミニウム、および電子供与性化合物からな
る触媒を、60℃以下の温度において、三塩化チタ
ン組成物1gあたり0.01g以上(好ましくは0.01
〜500g、最も好ましくは0.01〜100g)で重合前
処理をしてプロピレン重合物を生成させた系であ
る。 この重合前処理に用いられるプロピレンは、プ
ロピレンのみが好ましいが、3mol%以下のエチ
レン、10mol%以下のブテン―1などのα―オレ
フインを含有すプロピレンを使用してもよい。こ
の前処理におけるプロピレンの供給速度は臨界的
でないが0.01〜30g/g(三塩化チタン組成
物)・hrである。また、処理時間は1分〜8時間、
好ましくは30分〜4時間の範囲を選択することが
できる。この重合前処理はバツチ式あるいは連続
式で液相で行なう。プロパン、n―ペンタン、n
―ヘキサン、n―ヘプタンなどの不活性炭化水
素、あるいは液化プロピレン中にて行ない懸濁状
の触媒系にするのが好ましい。 重合前処理後の懸濁された触媒系のスラリー
(触媒と前処理で生成した重合物)濃度は、臨界
的でないが0.1〜10重量%の範囲である。重合前
処理は水素の共存、または非共存下で行なうが、
水素の共存は生成するプロピレン重合物の分子量
を制御することができる。重合前処理を行なう反
応器は工業的な面から小さい方がよい。触媒の重
合前処理は、つぎの気相重合における重合器内の
微粉の吹上げを防止する効果がある。 本発明の気相重合はプロピレンのホモ重合のみ
でなく、プロピレンとエチレン、プロピレンとα
―オレフイン(ブテン―1、ヘキセン―1など)、
およびプロピレン、エチレンおよびα―オレフイ
ンのランダム共重合、プロピレンとエチレンのブ
ロツク共重合(たとえば特願昭55―175523)に適
用される。気相重合濃度は生成ポリプロピレン粉
体の焼結温度より低い温度を選択する必要があ
る。具体的な気相重合温度は35℃〜90℃、好まし
くは40〜80℃、さらに好ましくは50℃〜75℃の範
囲である。重合圧力は一般に1〜40℃Kg/cm2G、
好ましくは10〜30Kg/cm2Gの範囲が使用される。
気相重合温度は重合器内のガスの露点より高いこ
とが必要である。重合圧力の上昇は露点を高くす
る。重合時間は一般に10分〜10時間、好ましくは
30分〜5時間の範囲である。 本発明で生成するポリプロピレンの分子量は気
相重合器に水素を共存させることによつて制御さ
れ、MFR(230℃、2.16Kg荷重、ASTM―D1238、
g/10分)は一般に0.05〜200の範囲のものが得
られる。 本発明の重合前処理および気相重合において使
用する単量体(プロピレン、もしくはプロピレン
とα―オレフイン)、重合期間中、液状もしくは
ガス状で任意に供給することができる。 本発明の製造方法に使用される重合器として
は、撹拌機付反応器(たとえば特開昭51―86584、
特願昭56―23309)、流動床式反応器、公知の気相
重合反応器を使用することができる。 本発明の気相重合によるポリプロピレンの製造
方法は、従来の気相重合の問題点が解消される。
すなわち、オリゴマーの生成が少なく、かつ色相
および耐熱、耐候安定性の改良されたバランスの
とれたポリプロピレンが製造できる。その結果、
成型品、フイルム、繊維などに加工された場合、
スラリー重合法で得られるポリプロピレンを加工
するとき同様に加工時のfume(煙)の発生を非常
に少なくすることができる。 本発明を実施することにより品質がスラリー法
と同程度ないしそれ以上のポリプロピレンが得ら
れ、スラリー法より省資源、省エネルギーとな
る。このような気相重合法ポリプロピレン製造プ
ロセスが提供できることは工業的に重要なことで
ある。 以下、実施例、比較例にて本発明を説明する。
実施例、比較例にて使用する三塩化チタン組成物
の調製はつぎのように行なつた。 三塩化チタン組成物(A)の調製 容量15のかくはん機つき反応器(回転数
200rpm)の内部を窒素雰囲気に保ち、ノルマル
ヘキサン2.7と四塩化チタン0.69を投入し、
0℃に冷却した。つづいてヘキサン3.4とジエ
チルアルミニウムクロライド(以下DEACと略
す)0.78を0℃で4時間にわたり添加した。そ
の後1時間かきまぜ、さらに65℃で1時間かくは
んして反応を行つた後、室温まで冷却して静置し
た。上層の液相部を分離し沈降層の固体をヘキサ
ンで5回洗浄した。つぎに該固体にヘキサン9.8
およびジイソアミルエーテル1.37を35℃で
100分間かくはんして反応させた。反応後静置し
て上澄液を分離して残つた沈降層の固体生成物を
ヘキサンで洗浄した後、ヘキサン3.9および四
塩化チタン1.0を60分間にわたり加え、65℃で
2時間かくはんし、静置後上澄液を除き、得られ
た沈澱物をヘキサンで洗浄し、減圧下に乾燥させ
て三塩化チタン組成物(A)1Kgを得た。 三塩化チタン組成物(B)の調製 窒素置換されたガラス製2反応器に四塩化チ
タン0.4グラムモル(以下単にモルであらわす)
を入れ加熱して35℃に保持した。この四塩化チタ
ンに、つぎの反応液すなわちn―ヘキサン60ml、
DEAC0.05モルおよびジイソアミルエーテル0.12
モルの混合物を25℃で1分間で混合し、さらに5
分間反応させた反応生成物(ジイソアミルエーテ
ル/DEACモル比:2.4/1)を35℃で30分間滴
下しながら添加した。この四塩化チタンの反応混
合物は、その後30分35℃に保ち、ついで75℃に昇
温させて1時間反応させ、固体の沈澱物を生じ
た。該混合物を室温(20℃)まで冷却して静置
し、沈澱物と上澄液に分離させ、反応器を傾斜さ
せて上澄液を除去した。ついで上澄液除去後の沈
澱物にn―ヘキサン400mlを加えて10分間撹拌混
合後デカンテーシヨンと傾斜により上澄液を除く
操作を4回繰り返した。かかる処理後の該沈澱物
は、共存するn―ヘキサンを減圧蒸発乾固させて
固体生成物19gを得た。ついで、この固体生成物
の全量をガラス製2反応器に入れ、n―ヘキサ
ン300mlを加えて撹拌して懸濁させ、20℃でジイ
ソアミルエーテル16gと四塩化チタン35gを加え
て65℃で1時間反応させた。この反応後室温まで
冷却し、静置して沈澱物(以下第2沈澱物)を分
離させた上澄液を傾斜させて除去した。ついで上
澄液除去後の第2沈澱物にn―ヘキサン400mlを
加えて10分間撹拌混合後デカンテーシヨン(斜
瀉)により上澄液を除く操作を4回繰返した。つ
いで、この固体生成物を減圧下で乾燥させ三塩化
チタン組成物(B)15gを得た。 三塩化チタン組成物(C)の製造 撹拌機を備えた50反応器にモノクロル・ベン
ゼン濃度43〜60vol%のモノクロル・ベンゼン―
n―ヘプタン混合溶媒25を導入し、四塩化チタ
ン2.4を加えた。撹拌下にジノルマルブチルエ
ーテル4.6を10分間に滴下した。温度は20℃に
保持した。次にジエチルアルミニウムクロライド
1.4を40分間に滴下した。その後1℃/3分の
割合で加熱し、55℃になつたときにさらにジn―
ブチル・エーテル1.0を30分間に滴下した。滴
下終了時の温度は65℃であつた。その後90℃まで
昇温し、固体成分を析出させ、さらに30分間保存
した。固体成分をモノクロル・ベンゼン10で2
回、n―ヘプタン20で3回洗浄し、室温下で減
圧乾燥し、粒径10〜120μの三塩化チタニウム組
成物(C)3.5Kgを得た。 実施例、比較例における測定値はつぎの方法で
測定した。 収率:三塩化チタン組成物1g当りの生成ポリプ
ロピレンの収量(g) 共重合体のエチレン、ブテン―1の含量:赤外分
光光度法によつて測定した。 ヘキサンまたはペンタン抽出率:安定化処理され
たポリプロピレン粉体を190℃でプレスフイル
ムを作り、フイルムを粉砕し20メツシユ以下の
サンプル3gをクマガワ式抽出器で、6時間、
ヘキサンまたはペンタンの還流下で抽出した。
抽出前後の重量変化より抽出率を求めた。 オリゴマー含量:安定化処理されたポリプロピレ
ン粉体20mgを260℃で40分加熱し、蒸発物を80
℃以下に冷却後トラツプする。トラツプされた
物質はガスクロマトグラフ(Flame
Ionization Detector、カラム:クロモソーブ
W―HPに10%Dexil300含浸、1m、条件70℃
に1分保持、昇温速度:330℃まで16℃/1分、
検出器温度300℃)にかけ、クロマトグラムチ
ヤートの面積から求めた。 Al,Ti,Cl含量:安定化処理後のポリプロピレ
ン粉体を螢光X線法により測定した。 Y.I.(Yellow Index):安定化処理後のポリプロ
ピレン粉体に0.1%のBHT、0.1%のカルシウム
ステアレートを添加し、230℃で造粒した。ペ
レツトを色差計〔スガ試験機(株)製〕で測定し
た。 耐熱、耐候安定性試験:安定化処理後のポリプロ
ピレン粉体に0.1%のBHT、0.05%のカルシウ
ムステアレートおよび0.05%のイルガノツクス
1010(チバガイギー製)を添加し、230℃で造粒
した。ペレツトから試験片を製作し、耐熱安定
性はギヤー式熱老化試験機を用いて温度150℃
で評価した。また、耐候安定性はサンシヤイン
ウエザロメーター(ブラツクパネル温度63℃)
で評価し、クラツチが発生するまでの時間を測
定した。 表に示す有機アルミニウム化合物は、DEACが
ジエチルアルミニウムクロライド、TEAがトリ
エチルアルミニウムである。また、電子供与性化
合物は、Eがジエチレングリコールジメチルエー
テル、Fがメタアクリル酸メチル、Gがパラトル
イル酸メチルである。 実施例 1〜4 1 触媒系の調製 窒素ガスで置換された内容積3のかくはん機
付重合器に、所定量の精製されたノルマルヘキサ
ン(以下n―ヘキサン)を入れ、ジエチルアルミ
ニウムクロライド、三塩化チタン組成物、電子供
与性化合物の順に所定量を供給して触媒液とし、
水素を加え、または加えないでかくはんしながら
所定量のプロピレンガスを供給し、所定時間の処
理を行ないプロピレン重合物を生成させてスラリ
ー状の触媒系を調製した。n―ヘキサンの量はス
ラリー濃度が1重量%になるように制御した。条
件を表1に示す。 2 気相重合 撹拌羽根を有する撹拌機付横型重合器(L/D
=6、内容積10、回転数40r.p.m)を十分に乾
燥し、内部をチツソガスで置換した。生成ポリプ
ロピレンの粉体床の存在下、重合器の前部にスラ
リー状の触媒系を連続的にスプレーした。同時に
十分に精製して乾燥されたプロピレンを連続的に
供給し気相連続重合を行つた。生成ポリプロピレ
ンの分子量は重合器の気相部の水素濃度によつて
制御した。重合時間は生成ポリプロピレン粉末床
のレベルによつて制御した。重合器内で発生した
重合熱は重合器内に液化プロピレンもしくは液化
オレフインを加えて除去した。重合器内で気化し
た反応ガス混合物は重合器からリサイクルガス配
管によつて引抜かれ熱交換装置で冷却し液化させ
た。条件と結果を表1に示す。 3 安定化処理 重合器から連続的に900g/hrの速度で排出さ
れる生成重合体の粉体の大部分は流動床(1)により
水20mol%、窒素80mol%からなるガスで流動
(線速度は空塔基準で10cm/secに保つた)させ
た。ひき続き、流動床(2)によつて、水15mol%、
プロピレンオキシド0.5mol%、窒素84.5mol%か
らなるガスで(線速度は空塔基準で15cm/sec)
流動させ安定化処理を行なつた。いずれの流動床
も温度120℃で行なつた。安定化処理後ポリプロ
ピレン粉体のAl,Ti,Cl含量とY.I.を表1に示
す。
This invention relates to an improved method for producing polypropylene by gas phase polymerization. It is known to produce polypropylene in the presence of a catalyst system comprising a titanium trichloride composition and an organoaluminium compound. Inert hydrocarbon or
When produced by slurry polymerization in liquefied propylene, the amorphous low molecular weight polypropylene produced simultaneously with the polypropylene and the remaining catalyst residue are usually separated from the polypropylene produced in a post-treatment step. On the other hand, advances in process machinery technology have led to the production of polypropylene by gas phase polymerization. However, according to this gas phase polymerization method, amorphous low molecular weight polypropylene and catalyst residues are contained in the produced polypropylene product. These problems can be solved by polymerization using a highly active catalyst to reduce the content of low molecular weight polypropylene to an extent that does not affect the practical physical properties of polypropylene. However, when polypropylene produced by gas phase polymerization is processed into molded products, films, fibers, etc., a noticeable smoke is generated. At the same time, the heat resistance and weather resistance of the processed product are significantly reduced. As a result of studies conducted by the present inventors, it has been found that the cause of this is propylene oligomers having a considerably lower molecular weight (for example, a molecular weight of 1000 or less) than what is normally referred to as amorphous low-molecular-weight polypropylene. On the other hand, although it has become possible to reduce the contamination of catalyst residues by using a highly active catalyst, this is not sufficient for industrial use.
For example, polypropylene obtained by gas phase polymerization has very poor hue, heat resistance, and weather resistance, and is not suitable for commercial use. The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the method for producing polypropylene using the gas phase polymerization method. An object of the present invention is to provide a manufacturing method. The method for producing polypropylene of the present invention involves the production of polypropylene by gas phase polymerization in the presence of a titanium trichloride composition and a catalyst system containing an organoaluminum compound.
An organoaluminum compound represented by AlR o Titanium trichloride composition obtained by reacting with titanium chloride and/or organic ether, 0.7 to 20 per 10,000 g of polypropylene produced
A system in which a catalyst consisting of mmol of organoaluminum and an electron-donating compound is prepolymerized with 0.01 g or more of propylene per 1 g of titanium trichloride composition at a temperature of 60°C or lower to produce a propylene polymer is used as a catalyst. It is characterized by being a system. The polymerization catalyst used in the present invention consists of a titanium trichloride composition, an organoaluminum, and an electron-donating compound. It does not matter in what form these components are present in this catalyst system. The titanium trichloride composition includes titanium trichloride obtained by reducing titanium tetrachloride with metal aluminum or an organoaluminium compound, a titanium trichloride composition obtained by pulverizing and activating the titanium trichloride composition,
, or a pulverized product of titanium trichloride and an electron-donating compound, which is obtained by reducing titanium tetrachloride in the presence of an organic ether compound and precipitating it from liquefied titanium trichloride, as a complexing agent. Examples include those obtained by reacting the solid obtained by treating with titanium tetrachloride. Specifically, a preferred titanium trichloride composition is produced by reacting titanium tetrachloride, an organic aluminum compound, and an organic ether, and then reacting titanium tetrachloride, an ether compound, or titanium tetrachloride and an ether compound. Examples include titanium trichloride compositions obtained by treatment with More specifically, a titanium tetrachloride is reduced with an organoaluminum compound, the reduced solid product obtained after removing excess titanium tetrachloride is reacted with an organic ether compound, and the unreacted organic ether is removed. b) a reaction product of an organoaluminum compound and an organic ether; A solid product obtained by reacting titanium chloride with an organic ether compound and titanium tetrachloride (for example, titanium trichloride composition B in Examples) c Titanium tetrachloride and an organic ether, reacted with an organoaluminum compound, and then reacted with an organic ether compound (for example, titanium trichloride composition C in Examples). What is important in the present invention is that the titanium trichloride composition has an average particle size (weight average particle size measured by wet method) in the range of 10 to 100μ, preferably about 30 to 80μ. It is preferable that the particle size distribution be as narrow as possible, and it is preferable that it does not contain ultrafine powder or coarse particles, or even if it does contain them, it should be very small (for example, 1% by weight of particles smaller than 1μ).
Below, 10% by weight or less of 300μ or larger). If the average particle size is smaller than the above range, fine catalyst and polymer powder will accumulate in the recycled gas piping from the gas phase polymerizer, making long-term continuous operation impossible, so it is not suitable. Furthermore, if particles with an average particle size larger than the above range are used, not only will the polymerization activity be markedly reduced, but also
This is not preferred because polypropylene containing a large amount of hydrocarbon-soluble components is produced. In addition, since the polypropylene obtained by the production method of the present invention usually contains live catalyst residues,
Usually, the catalyst residue is stabilized by feeding it into a stabilization step, but if the average particle size is larger than the range of the present invention, it is difficult to stabilize the catalyst residue in the stabilization step. The organoaluminum compound of the present invention has the general formula AlR n
3). Specifically, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum,
Tri-iso-propyl aluminum, tri-iso-
Examples include butylaluminum, diethylaluminium chloride, di-iso-butylaluminum chloride, diethylaluminium iodide, and the like. Moreover, a mixture of those selected from these can be used. The amount of organic aluminum compound used is per 1000 kg of polypropylene produced.
It is important to control the amount to 0.7 to 20 mmol, preferably 1 to 15 mmol, and more preferably 2 to 5 mmol. If it is less than 0.7 mmol, the amount of oligomer produced will be low, but the polymerization rate will be low, which is not preferable. 20m
If the amount exceeds mol, the amount of oligomer produced will not only increase significantly, but also the hue, heat resistance, and weather stability of the polypropylene produced will deteriorate significantly, which is not preferable. As the electron donating compound in the present invention, (a)
Ethers such as diethyl ether, di-n-butyl ether, diisoamyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol dimethyl ether, diphenyl ethers, (b)carboxylic acid esters such as methyl formate, ethyl acetate, ethyl benzoate, methyl toluate, (iii) Ketones such as ethyl toluate and methyl methacrylate, such as methyl ethyl ketone,
(d)aldehydes such as acetophenone, such as acetaldehyde, isobutyraldehyde, benzaldehyde, (f)amines, nitriles, acid amides such as diethylamine, aniline, acetonitrile, acrylamide, tetramethylurea, (h)phosphorus compounds, e.g. Examples include triphenylphosphine, triphenylphosphite, triphenylphosphate, and (tri)sulfur compounds such as carbon disulfide and methylphenylsulfone. The amount of the electron-donating compound used varies depending on the type, but when using the titanium trichloride composition (1), it is 1.95× per 1 g of the titanium trichloride composition.
10 −3 to 9×10 −2 mmol, preferably 5×10 −3 to 5
×10 −2 mmol is used. If the amount is less than 1.95×10 −3 mmol per gram of the titanium trichloride composition, the polymerization activity is high, but the amount of oligomers produced increases, which is not preferable. In addition, the heat resistance and weather resistance of the produced polypropylene are poor. Moreover, if the amount exceeds 9×10 −2 mmol per gram of the titanium trichloride composition, the polymerization activity will be significantly lowered, which is not preferable. If it is outside the above range, the amount of oligomer produced will increase significantly, the polymerization activity will decrease significantly, or the heat resistance and weather stability of the polypropylene produced will decrease, which is not preferable. The catalyst system of the present invention comprises a titanium trichloride composition, 0.7 to 20 mmol of organoaluminium per 1000 g of produced polypropylene, and a catalyst consisting of an electron-donating compound at a temperature of 60°C or lower, at a temperature of 0.01 g per 1 g of the titanium trichloride composition. or more (preferably 0.01
~500g, most preferably 0.01~100g) to produce a propylene polymer. The propylene used in this prepolymerization treatment is preferably propylene alone, but propylene containing 3 mol% or less of ethylene or 10 mol% or less of α-olefin such as butene-1 may also be used. The feed rate of propylene in this pretreatment is not critical, but is 0.01 to 30 g/g (titanium trichloride composition).hr. In addition, the processing time is 1 minute to 8 hours.
Preferably, a range of 30 minutes to 4 hours can be selected. This prepolymerization treatment is carried out in a liquid phase in a batch or continuous manner. propane, n-pentane, n
- It is preferable to carry out the reaction in an inert hydrocarbon such as hexane or n-heptane, or in liquefied propylene to form a suspended catalyst system. The concentration of the suspended catalyst system slurry (catalyst and polymer produced in the pretreatment) after polymerization pretreatment is non-critical, but is in the range of 0.1 to 10% by weight. Polymerization pretreatment is performed in the presence or absence of hydrogen, but
The coexistence of hydrogen can control the molecular weight of the produced propylene polymer. From an industrial standpoint, the smaller the reactor for the polymerization pretreatment, the better. Pre-polymerization treatment of the catalyst has the effect of preventing fine powder from blowing up inside the polymerization vessel during the next gas phase polymerization. The gas phase polymerization of the present invention involves not only propylene homopolymerization, but also propylene and ethylene, propylene and α
-Olefins (butene-1, hexene-1, etc.),
It is also applied to random copolymerization of propylene, ethylene and α-olefin, and block copolymerization of propylene and ethylene (for example, Japanese Patent Application No. 175523/1982). It is necessary to select a gas phase polymerization concentration lower than the sintering temperature of the polypropylene powder produced. A specific gas phase polymerization temperature ranges from 35°C to 90°C, preferably from 40°C to 80°C, and more preferably from 50°C to 75°C. Polymerization pressure is generally 1 to 40℃ Kg/cm 2 G,
Preferably a range of 10 to 30 kg/cm 2 G is used.
The gas phase polymerization temperature needs to be higher than the dew point of the gas in the polymerization vessel. An increase in polymerization pressure increases the dew point. Polymerization time is generally 10 minutes to 10 hours, preferably
The duration ranges from 30 minutes to 5 hours. The molecular weight of the polypropylene produced in the present invention is controlled by coexisting hydrogen in the gas phase polymerization vessel, and MFR (230°C, 2.16 kg load, ASTM-D1238,
g/10 min) is generally in the range of 0.05 to 200. The monomer (propylene or propylene and α-olefin) used in the polymerization pretreatment and gas phase polymerization of the present invention can be optionally supplied in liquid or gaseous form during the polymerization period. As the polymerization vessel used in the production method of the present invention, a reactor equipped with a stirrer (for example, JP-A-51-86584,
A fluidized bed reactor or a known gas phase polymerization reactor can be used. The method for producing polypropylene by gas phase polymerization of the present invention solves the problems of conventional gas phase polymerization.
In other words, a well-balanced polypropylene with less oligomer formation and improved hue, heat resistance, and weather resistance stability can be produced. the result,
When processed into molded products, films, fibers, etc.
Similarly to when processing polypropylene obtained by slurry polymerization, the generation of fume during processing can be greatly reduced. By carrying out the present invention, polypropylene with a quality comparable to or higher than that of the slurry method can be obtained, and resources and energy can be saved compared to the slurry method. It is industrially important that such a process for producing polypropylene by gas phase polymerization can be provided. The present invention will be explained below with reference to Examples and Comparative Examples.
Titanium trichloride compositions used in Examples and Comparative Examples were prepared as follows. Preparation of titanium trichloride composition (A) Reactor with a stirrer of capacity 15 (rotation speed
200rpm), maintain a nitrogen atmosphere inside, add 2.7% of normal hexane and 0.69% of titanium tetrachloride,
Cooled to 0°C. Subsequently, 3.4 g of hexane and 0.78 g of diethyl aluminum chloride (hereinafter abbreviated as DEAC) were added at 0° C. over 4 hours. Thereafter, the mixture was stirred for 1 hour, and further stirred at 65°C for 1 hour to carry out the reaction, and then cooled to room temperature and allowed to stand still. The upper liquid phase was separated, and the solid in the sediment layer was washed five times with hexane. Next, add 9.8% hexane to the solid.
and diisoamyl ether 1.37 at 35°C
The reaction mixture was stirred for 100 minutes. After the reaction was allowed to stand, the supernatant liquid was separated and the solid product in the remaining sediment layer was washed with hexane. 3.9% hexane and 1.0% titanium tetrachloride were added over 60 minutes, stirred at 65°C for 2 hours, and allowed to stand still. After standing, the supernatant was removed, and the resulting precipitate was washed with hexane and dried under reduced pressure to obtain 1 kg of titanium trichloride composition (A). Preparation of titanium trichloride composition (B) 0.4 g mol of titanium tetrachloride (hereinafter simply expressed as mole) was placed in two glass reactors purged with nitrogen.
was heated and maintained at 35°C. To this titanium tetrachloride, add the following reaction solution: 60 ml of n-hexane,
DEAC 0.05 mol and diisoamyl ether 0.12
The molar mixture was mixed for 1 min at 25°C and then
The reaction product (diisoamyl ether/DEAC molar ratio: 2.4/1) reacted for 30 minutes was added dropwise at 35° C. for 30 minutes. The titanium tetrachloride reaction mixture was then kept at 35°C for 30 minutes, then raised to 75°C and reacted for 1 hour, resulting in a solid precipitate. The mixture was cooled to room temperature (20° C.) and allowed to stand to separate into a precipitate and a supernatant, and the reactor was tilted to remove the supernatant. Next, 400 ml of n-hexane was added to the precipitate after removing the supernatant, and after stirring and mixing for 10 minutes, the operation of removing the supernatant by decantation and decantation was repeated four times. After this treatment, the precipitate was evaporated to dryness under reduced pressure to remove coexisting n-hexane, yielding 19 g of a solid product. Next, the entire amount of this solid product was put into two glass reactors, 300 ml of n-hexane was added thereto, stirred and suspended, and 16 g of diisoamyl ether and 35 g of titanium tetrachloride were added at 20°C, and the mixture was heated at 65°C. Allowed time to react. After this reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature and left to stand to separate a precipitate (hereinafter referred to as second precipitate), and the supernatant liquid was decanted and removed. Next, 400 ml of n-hexane was added to the second precipitate after removing the supernatant, and the operation of stirring and mixing for 10 minutes and removing the supernatant by decantation was repeated four times. This solid product was then dried under reduced pressure to obtain 15 g of titanium trichloride composition (B). Production of titanium trichloride composition (C) Monochlorobenzene with a monochlorobenzene concentration of 43 to 60 vol% in a 50 reactor equipped with a stirrer.
25 of n-heptane mixed solvent was introduced, and 2.4 of titanium tetrachloride was added. While stirring, 4.6 g of di-n-butyl ether was added dropwise over 10 minutes. The temperature was maintained at 20°C. Then diethyl aluminum chloride
1.4 was added dropwise over 40 minutes. After that, heat at a rate of 1℃/3 minutes, and when the temperature reaches 55℃, add more heat.
Butyl ether 1.0 was added dropwise over 30 minutes. The temperature at the end of the dropping was 65°C. Thereafter, the temperature was raised to 90°C to precipitate solid components, and the mixture was further stored for 30 minutes. The solid component was mixed with 10% of monochlorobenzene.
The mixture was washed three times with n-heptane 20 times and dried under reduced pressure at room temperature to obtain 3.5 kg of titanium trichloride composition (C) with a particle size of 10 to 120 μm. Measured values in Examples and Comparative Examples were determined by the following method. Yield: Yield (g) of polypropylene produced per gram of titanium trichloride composition Content of ethylene and butene-1 in copolymer: Measured by infrared spectrophotometry. Hexane or pentane extraction rate: Press the stabilized polypropylene powder at 190℃ to make a film, crush the film, and add 3g of sample (less than 20 mesh) to a Kumagawa extractor for 6 hours.
Extracted under refluxing hexane or pentane.
The extraction rate was determined from the weight change before and after extraction. Oligomer content: 20mg of stabilized polypropylene powder was heated at 260°C for 40 minutes to reduce the evaporated matter to 80%.
After cooling to below ℃, trap. Trapped substances are collected using a gas chromatograph (Flame).
Ionization Detector, column: Chromosorb W-HP impregnated with 10% Dexil300, 1m, condition 70℃
Hold for 1 minute, heating rate: 16℃/1 minute up to 330℃,
(detector temperature: 300°C) and determined from the area of the chromatogram chart. Al, Ti, Cl content: The polypropylene powder after stabilization treatment was measured by fluorescent X-ray method. YI (Yellow Index): 0.1% BHT and 0.1% calcium stearate were added to polypropylene powder after stabilization treatment, and granulated at 230°C. The pellets were measured using a color difference meter (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). Heat resistance, weather resistance stability test: 0.1% BHT, 0.05% calcium stearate and 0.05% Irganox in polypropylene powder after stabilization treatment
1010 (manufactured by Ciba Geigy) was added and granulated at 230°C. A test piece was made from the pellet, and the heat resistance stability was tested at a temperature of 150℃ using a gear type heat aging tester.
It was evaluated by In addition, the weather stability is confirmed by Sunshine Weatherometer (black panel temperature 63℃).
The time required for clutch to occur was measured. Regarding the organoaluminum compounds shown in the table, DEAC is diethylaluminum chloride, and TEA is triethylaluminum. Further, in the electron-donating compound, E is diethylene glycol dimethyl ether, F is methyl methacrylate, and G is methyl p-toluate. Examples 1 to 4 1 Preparation of catalyst system A predetermined amount of purified normal hexane (hereinafter referred to as n-hexane) was put into a polymerization vessel with a stirrer and an internal volume of 3, which was purged with nitrogen gas, and diethylaluminum chloride, trichloride A titanium composition and an electron-donating compound are supplied in predetermined amounts in this order to form a catalyst liquid,
A predetermined amount of propylene gas was supplied while stirring with or without addition of hydrogen, and the treatment was carried out for a predetermined period of time to produce a propylene polymer to prepare a slurry-like catalyst system. The amount of n-hexane was controlled so that the slurry concentration was 1% by weight. The conditions are shown in Table 1. 2 Gas phase polymerization Horizontal polymerization vessel with stirring blade (L/D
= 6, internal volume 10, rotation speed 40 rpm) was thoroughly dried, and the inside was replaced with Chituso gas. The catalyst system in slurry form was continuously sprayed into the front of the polymerizer in the presence of a powder bed of the product polypropylene. At the same time, sufficiently purified and dried propylene was continuously supplied to carry out gas phase continuous polymerization. The molecular weight of the polypropylene produced was controlled by the hydrogen concentration in the gas phase of the polymerization vessel. Polymerization time was controlled by the level of the resulting polypropylene powder bed. The polymerization heat generated in the polymerization vessel was removed by adding liquefied propylene or liquefied olefin to the polymerization vessel. The reaction gas mixture vaporized in the polymerization vessel was extracted from the polymerization vessel through a recycle gas pipe, cooled by a heat exchanger, and liquefied. The conditions and results are shown in Table 1. 3 Stabilization treatment Most of the produced polymer powder, which is continuously discharged from the polymerization vessel at a rate of 900 g/hr, is fluidized (linear velocity was maintained at 10 cm/sec based on the sky tower standard. Subsequently, in a fluidized bed (2), 15 mol% of water,
A gas consisting of 0.5 mol% propylene oxide and 84.5 mol% nitrogen (linear velocity is 15 cm/sec based on the sky column)
It was fluidized and stabilized. Both fluidized beds were conducted at a temperature of 120°C. Table 1 shows the Al, Ti, Cl contents and YI of the polypropylene powder after stabilization treatment.

【表】【table】

〔耐熱、耐侯安定性試験〕[Heat resistance, weather resistance stability test]

実施例1、比較例1、実施例6,7,8,9の
安定化ポリプロピレン粉末の耐熱、耐候安定性試
験を実施した。その結果を表4に示す。
Heat resistance and weather resistance stability tests were conducted on the stabilized polypropylene powders of Example 1, Comparative Example 1, and Examples 6, 7, 8, and 9. The results are shown in Table 4.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

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

第1図は本発明の製造方法を示すフローシート
である。
FIG. 1 is a flow sheet showing the manufacturing method of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 三塩化チタン組成物および有機アルミニウム
化合物を含む触媒系の存在下において気相重合で
ポリプロピレンを製造するに際し、四塩化チタン
と一般式AlRoX3-o(こゝでRは炭素数1〜8のア
ルキル基、Xはハロゲン基、2≦n≦3である)
で示される有機アルミニウム化合物と有機エーテ
ルとを反応させ、さらに四塩化チタンおよび/ま
たは有機エーテルと反応させて得られる三塩化チ
タン組成物、生成ポリプロピレン1000gあたり
0.7〜20mmolの有機アルミニウム、および電子供
与性化合物からなる触媒を60℃以下の温度におい
て、三塩化チタン組成物1gあたり0.01g以上の
プロピレンで重合前処理をしてプロピレン重合物
を生成させた系を触媒系とすることを特徴とする
ポリプロピレンの製造方法。 2 三塩化チタン組成物1gあたり0.01以上、
500g以下のプロピレンで処理する特許請求の範
囲第1項記載の製造方法。 3 三塩化チタン組成物の粒径が10ないし100μ
である特許請求の範囲第1項または第2項記載の
製造方法。 4 電子供与性化合物が有機エーテル類またはカ
ルボン酸エステル類である特許請求の範囲第1な
いし3項記載の製造方法。
[Claims] 1. When producing polypropylene by gas phase polymerization in the presence of a titanium trichloride composition and a catalyst system containing an organoaluminum compound, titanium tetrachloride and the general formula AlR o R is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, X is a halogen group, and 2≦n≦3)
A titanium trichloride composition obtained by reacting the organoaluminum compound represented by the formula with an organic ether and further reacting it with titanium tetrachloride and/or an organic ether, per 1000 g of polypropylene produced.
A system in which a propylene polymer is produced by prepolymerizing a catalyst consisting of 0.7 to 20 mmol of organoaluminum and an electron-donating compound at a temperature of 60°C or lower with 0.01 g or more of propylene per 1 g of titanium trichloride composition. A method for producing polypropylene, the method comprising using as a catalyst system. 2 0.01 or more per 1 g of titanium trichloride composition,
The manufacturing method according to claim 1, wherein the process is performed using 500 g or less of propylene. 3 The particle size of the titanium trichloride composition is 10 to 100μ
The manufacturing method according to claim 1 or 2. 4. The manufacturing method according to claims 1 to 3, wherein the electron-donating compound is an organic ether or a carboxylic acid ester.
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