JPH03115312A - エチレン―プロピレン共重合体ゴム合成用触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は、エチレン−プロピレンの共重合に供した際、
高活性に作用し、しかもエチレンとプロピレンがランダ
ム状に重合し結晶性の少ない共重合体ゴムを高収率で得
ることのできる高性能触媒に係り、更に詳しくはジアル
コキシマグネシウムを常温で液体の芳香族炭（ｈ水素中
に懸濁させしかる後に、芳香族カルボン峻モノエステル
及びジメチルポリシロキサン及びハロゲン化チタンを接
触させて得られた組成物を常温で液体の芳香族炭化水素
で洗浄しさらにハロゲン化チタンを接触させて得られる
固体触媒成分、芳香族カルボン酸エステル化合物及び有
機アルミニウム化合物よりなるエチレン−プロピレン共
重合体ゴム合成用触媒に間するものである。

［従来の技術とその課題］ 従来、エチレン−プロピレン共重合体ゴムの合成用触媒
としては、重合時溶媒に可溶なバナジウムハロゲン化物
やバナジウムオキシハロゲン化物に有機アルミニウム化
合物な組合せた均一系触媒が周知であり広く用いられて
いるが、金属（バナジウム）成分当りの重合体の収ｆｌ
ｉ（以下金属成分当りの重合活性という）が低いため、
触媒残渣を除去し脱色するための所謂脱灰工程が不可避
であった。この脱灰工程は多量のアルコールまたはキレ
ート剤を使用するために、それ等の回収装萱または再生
ｖｉ萱が必要不可欠であり、資源、エネルギーその他付
随する問題が多く、また、バナジウムは毒性が高いため
に共重合体に含まれるバナジウムが人体へ悪影響を及ぼ
したり、あるいは重合端廃液の処置が複雑であるなど、
バナジウム化合物を用いた触媒は当業者にとって早急に
解決を望まれる重要な課題を多く含んでいた。

これらの問題点を解決する方法の１つとして、金属成分
当りの重合活性を高めることが試みられ、数多くの研究
がなされ提案されている。

近年、エチレンあるいはプロピレンの単独重合に間して
は、活性成分であるハロゲン化チタン等の遷移金属化合
物をハロゲン化マグネシウム等の担体物質に担持させ、
チタン成分肖りの重合活性を飛躍的に高めたという提案
が数多くなされている。しかし、こうしたチタン系の触
媒をエチレンとプロピレンの共重合に用いた場合には、
エチレンどプロピレンのランダム共重合体な高収率で得
ることは非常に難しい、ところが、最近の傾向としてエ
チレンとプロピレンのランダム共重合においても活性成
分として、従来のバナジウム化合物に代わりハロゲン化
マグネシウム等に担持させたハロゲン化チタン等を用い
て、金属成分当りの重合活性を飛躍的に向上させたとい
う提案が数多く見かけられる。

例えば、特開昭５３−１０４６８７号公報においては、
担体物質である塩化マグネシウムを芳香族カルボン酸モ
ノエステルと機械的手段によって接触させ、得られた固
体組成物に四ハロゲン化チタンを液相中で接触させて触
媒成分を得る方法が開示されている。

しかしながら、塩化マグネシウムに含有される塩素はハ
ロゲン化チタン中のハロゲン元素と同様、生成重合体の
劣化・黄変等の原因となるばかりか成形などの工程に用
いる機器の腐食の原因ともなり、そのために事実上塩素
の影響を無視し得る程の高活性が要求されたり、あるい
はまた塩化マグネシウムそのものの濃度を低く抑えなけ
ればならない。また、前記公報等に開示されている塩化
マグネシウムな担体物質として用いた触媒成分を使用し
た触媒においては、生成ポリマーのランダム性という点
でも現在に至るまで充分な性能を示すものは得られてい
ない。

本発明者らは、この様な従来技術に残された４頚を解決
し、なおかつより一層、生成重合体の品質を向上させる
べく鋭意研究の結果、本発明に達し、鼓に提案するもの
である。

［課題を解決するための手段］ ＋４０ち、本発明の特色とするところは、（Ａ）（ａ）
ジアルコキシマグネシウムを（ｂ）常温で液体の芳香族
炭化水素中に懸濁させ、しかる後に該（ａ）ジアルコキ
シマグネシウムに対し、重量比で１／１０〜】／２の節
回の（Ｃ）芳香族カルボン酸モノエステルおよび該（ａ
）ジアルコキシマグネシウムに対し重量比で１７４０〜
１／４のｇ、＋ｍの（ｄ）ジメチルポリシロキサン（粘
度１０〜５０ｃＳｔ／２５℃）と接触させ、次いで８０
℃〜１３５℃の温度域で（ｅ）ハロゲン化チタンと反応
させて得られる固体物質を（ｂ）常温で液体の芳香族炭
化水素を用いて８０℃〜１２０℃の温度域で洗浄し、し
かる後に（ｂ）常温で液体の芳香族炭化水素の存在下で
（ｅ）ハロゲン化チタンと８０℃〜１３５℃の温度域で
反応させて得られる固体触媒成分；（Ｂ）芳香族カルボ
ン酸エステル化合物および （Ｃ）有機アルミニウム化合物 よりなるエチレン−プロピレン共重合体ゴム合成用触媒
を提供するところにある。

本発明において使用される（ａ）ジアルコキシマグネシ
ウム（以下、単に（ａ）物質ということがある。）とし
てはジェトキシマグネシウム、ジフェノキシマグネシウ
ム、ジブトキシマグネシウム、ジプロポキシマグネシウ
ム、ジー５ｅｃ−ブトキシマグネシウム、ジーｔｅｒｔ
−ブトキシマグネシウム、ジイソプロポキシマグネシウ
ム等があげられるが、中でもジェトキシマグネシウムが
好ましい。

本発明において使用される（ｂ）常温で液体の芳香族炭
化水嚢（以下、車に（ｂ）物質ということがある。）と
してはベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン
、プロピルベンゼン、　トリメチルベンゼン等があげら
れるが、中でもトルエンが好ましい。

本発明において使用される（Ｃ）芳香族カルボン酸モノ
エステル（以下、朧に（Ｃ）物質ということがある。）
としては安息香酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸ブ
チル、安息香酸プロピル等があげられる。

本発明において使用される（ｅ）ハロゲン化チタン（以
下、単に（ｅ）物質ということがある。）としてはＴ　
ｉ　Ｃｌ　ａ、ＴｉＢｒ−１Ｔ１１ａ等があげられるが
、・中でもＴｉＣｚが好ましい。

本発明において使用される芳香族カルボン酸エステル化
合物としては安息香酸エチル、ｐ−アニス駿エチル等が
あげられる。

本発明において使用される有機アルミニウム化合物とし
てはトリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウ
ムハライド、アルキルアルミニウムシバライド、及びこ
れらの混合物があげられる。

本発明における（ｅ）物質の使用割合は生成する触媒の
性能に悪影響を及ぼすことの無い限り任意であり、特に
限定するものではないが通常（ａ）物質１ｇに対し０．
１ｇ以上、好ましくは１ｇ以上の範囲である。

また、　（ｂ）物質は懸濁液を形成し得る量であれば任
意の割合で用いられる。

本発明における（ａ）物質の（ｂ）物質への懸濁は、通
電室温ないし用いられる（ｂ）物質の沸点までの温度で
、　１００時間以下、好ましくは１０時間以下の範囲で
行なわれる。この際、該懸濁液が均一な溶液にならない
ことが必要である。また、該！！！濁液と（ｅ）物質の
反応および該接触で得られた固体物等を洗浄した後の（
ｂ）物質の存在下での（ｅ）物質との反応は、通常１０
分ｉ。

し１０時間の範囲で行なわれる。

本発明における各成分の接触および反応手段は各成分が
充分に接触及び反応し得る方法であれば特に制限は無い
が、通常攪拌機を具備した容器を用いて攪拌しながら行
なわれる。

本発明において（ｅ）物質は前記（ｂ）物質で希釈して
用いることも可能であり、また必要に応じてｎ−へブタ
ン等の有８１溶媒での洗浄工程を追加することも可師で
ある。

本発明において使用される有機アルミニウム（Ｐ合物は
同体触媒成分中のチタン原子のモル当すモル比で１〜１
０００、トルイル酸エステル化合物は該有機アルミニウ
ム化合物のモル当りモル比で０．０１〜０．６の範囲で
用いられる０重合は炭化水嚢ないしはハロゲン化炭化水
素なとの有機溶媒の存在下でもあるいは不存在下でも行
なうことができ、またオレフィン単量体は気体および液
体のいずれの状部でも用いることができる。ｔＬ合湿温
度２００℃以下好ましくは１００℃以下であり、−Ｂ圧
力は１００　ｋｇ／口２・Ｇ以下、好ましくは５０Ｊ／
ｅ＋ｓ２・Ｇ以下である。エチレン及びプロピレンの分
圧は、得られる共重合体中のプロピレン含有量が３０〜
９０　ｗ　ｔ％になる様に任意に調節される。

エチレン−プロピレンの共重合には必要に応じて非共役
ポリエン類のｉ量体を添加することも可静であり、また
、共重合体の分子量を調節するために必要に応じて水素
を用いることもできる。

［実施例］ 以下本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例１ 〈固体触媒成分の調製〉 窒素ガスで充分にｒｌｒ１９１され、撹拌機を具備した
容量　５００　ｍ　ｌの丸底フラスコにジェトキシマグ
ネシウムＩＱｇ、）ルエン７０ｍ１を装入し、懸濁液と
する０次いでこの懸濁液に安息香酸エチル１．９ｍｌ及
びジメチルポリシロキサン（粘度２０ｃＳｔ／２５℃）
１．２５ｍ１を装入し、さらに、ＴｉＣ１１３０ｍ１を
加え、９０℃に昇温して１時間攪拌しながら反応させた
０反応終了後、沸点下のトルエン１００　ｍ　ｌで２回
洗浄し新たにトルエン７０ｍ１Ｓ　ＴｉＣ１，３０ｍ１
を加えて１１２℃で２時間撹拌しながら反応させた０反
応終了後、４０℃のｎ−へブタン１００ｍ１で１０回洗
浄して固体触媒成分とした。なお、この際該固体触媒成
分中のチタン含有量、及びケイ素含有量を測定したとこ
ろそれぞれ３．３２重量％、０゜２３重量％であった。

〈重合〉 エチレン及びプロピレンの混合ガスで完全に！喚された
内容量５００ｍ１の攪拌装置付丸底フラスコにｎ−へブ
タン２００ｍ１を装入し、エチレン及びプロピレンの混
合ガス雰囲気下に保ちつつトリイソブチルアルミニウム
１．７ｍｍｏｌ及び安息香酸エチル０．２８ｍｍｏｌを
装入した。エチレンおよびプロピレンの流量をそれぞれ
０．　５１／ｍｉｎ、０．７１／ｍｉｎとし、系内の温
度を６０℃に昇温した後、前記固体触媒成分をチタン原
子として０．　０１７ｍｍｏｌｉ人し、６０℃に温度を
保ちつつ１５分間重合を行なった。ｙＬ合の停止はエタ
ノール２ｍｌを添加することにより行ない、得られた共
重合体の懸Ａ液は、ざらにエタノール６００　ｍ　Ｉ中
に装入され、次いで塩酸１０ｍ１を加えて一昼夜攪拌し
た。

得られた固体共重合体を決別し６０℃に加温して減圧乾
燥し、その重量を（Ａ）で表す０重合時間１５分におけ
るチタン原子１ｇ当りの重合活性は（Ｂ）で表す、また
、上記共重合体をＩＲにより解析し得られたプロピレン
含有量を（Ｃ）、ランダム性を（Ｄ）で表す、尚、固体
触媒成分中のチタン含有量を（Ｅ）で表す、得られた結
果は、第１表に示す通りである。

実施例２ １回目のＴ　ｉ　ＣＩ　ａ処理温度を１１２℃で行なっ
た以外は実施例１と同様にして実験を行なった。

得られた結果は第１表に示す通りである。

実施例３ ジメチルポリシロキサンを１．０ｍｌ使用した以外は実
施例１と同様にして実験を行なった。

得られた結果は第１表に示す通りである。

［発明の作用と効果］ 本発明によって得られた触媒成分を用いてエチレン−プ
ロピレンの共重合を行なった場合、触媒が非常に高活性
であるため生成共重合体中の触媒残渣を極めて低く抑え
ることができ、しかも塩（ｈマグネシウムを用いないた
めに、生成共重合体中の残留塩素が微量であり、脱灰工
程を全く必要としない程度まで生成共重合体に及ぼす塩
素の影響を低減することができる。また、触媒成分とし
てバナジウム化合物を使用しないため、得られる共重合
体の毒性を懸念する必要がほとんどなくなる。

さらに、本発明によって得られた触媒を用いると、バナ
ジウム化合物を用いた触媒と異なり、高温で重合しても
高活性でゴム状の共重合体を得ることができる。それに
加えて、本発明の特徴とするところは、ランダム重合性
の極めて高いゴム状の共重合体、特に生成共重合体中の
プロピレン含有量が高い場合（６０ｗｔ％以上）におい
ても、ランダム重合性の高いゴム状の共重合体が得られ
る触媒成分を提供することである。

〈赤外吸収スペクトル（ＩＲ）測定方法〉本実施例にお
いては、該固体触媒成分を用いて得られたエチレンーブ
ｑピレン共重合体の組成及びランダム性をＩＨにより解
析した。測定には■日立製作断裂、赤外分光光度計２７
０−３０型装置を用いた。共重合体のプロピレン含有量
は、ＡＳＴＭ、Ｄ３９００−８６に従い、　１１５６ｅ
＋ｓ−’及び７２２ｃｍ−’の吸光度比からプロピレン
含有量既知サンプルを用いて作成した検＃、＆Ｉにより
求めた。また共重合体のランダム性は、Ｌｕｏｎｇ。

らの方法（Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｏｌｙｍ、Ｓｃ＋、。

３、　３０２（１９６０））により、　９９５ｅｗ−’
と９７４（！ｍｌ−’の吸光度比から、プロピレンのメ
チル基の非結晶性部分の割合（％）で示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を例示するフローチャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）（ａ）ジアルコキシマグネシウムを（ｂ）
   常温で液体の芳香族炭化水素中に懸濁させ、しかる後に
   、該（ａ）ジアルコキシマグネシウムに対し重量比で１
   ／１０〜１／２の範囲の（ｃ）芳香族カルボン酸モノエ
   ステルおよび該（ａ）ジアルコキシマグネシウムに対し
   重量比で１／４０〜１／４の範囲の（ｄ）ジメチルポリ
   シロキサン（粘度１０〜５０ｃＳｔ／２５℃）と接触さ
   せ、次いで８０℃〜１３５℃の温度域で（ｅ）ハロゲン
   化チタンと反応させて得られた同体物質を（ｂ）常温で
   液体の芳香族炭化水素を用いて８０℃〜１２０℃の温度
   域で洗浄し、しかる後に（ｂ）常温で液体の芳香族炭化
   水素の存在下で（ｅ）ハロゲン化チタンと８０℃〜１３
   ５℃の温度域で反応させて得られる固体触媒成分； （Ｂ）芳香族カルボン酸エステル化合物 および （Ｃ）有機アルミニウム化合物 よりなることを特徴とするエチレン−プロピレン共重合
   体ゴム合成用触媒