JPH03290408A - オレフィン重合用のジルコニウムをベースとする触媒組成物 - Google Patents
オレフィン重合用のジルコニウムをベースとする触媒組成物Info
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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。
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Description
[0001]
本発明は、2種類の化合物の混合物からなる活性剤(助
触媒としても知られている)で活性化したジルコニウム
ベースの触媒先駆体;得られる触媒組成物;およびオレ
フィン特にアルファーオレフィンの重合および共重合を
行う方法に関する。 [0002] パイ結合有機配位子を含むある種のジルコニウム錯体、
例えばビス(シクロペンタジェニル)ジルコニウム錯体
であってアルミノキサン(aluminoxane)タ
イプのアルミニウム化合物で活性化されたものは、オレ
フィンポリマーおよびコポリマー、例えばエチレンホモ
ポリマー、プロピレンホモポリマー エチレン−ブテン
コポリマーおよびエチレン−ヘキセンコポリマー等を作
ることは知られている。米国特許第4,542,199
号および米国特許第4,404゜344号を参照された
い。しかしながら、このような触媒は非常に効果的であ
るけれども、アルミノキサン助触媒は高価でありそして
芳香族溶媒中で重合を行うときにのみ効率的に利用でき
るのである。従って、このようなジルコニウムベースの
触媒の代替活性剤のニーズがある。 [0003] 本発明は、ジルコニウムベースの触媒先駆体と2成分の
混合物からなる活性剤とからなるジルコニウムベースの
触媒からなるジルコニウムベースのオレフィン重合触媒
組成物を提供することである。 [0004] 本発明によれば、 以下の式: %式% [式中、Cpは未置換または置換されたシクロペンタジ
ェニル基であり;mは1または2または3であり;Aは
ハロゲンまたはハロゲン原子またはC1−06アルキル
基、金属アルキル基または以下の式:%式%]
触媒としても知られている)で活性化したジルコニウム
ベースの触媒先駆体;得られる触媒組成物;およびオレ
フィン特にアルファーオレフィンの重合および共重合を
行う方法に関する。 [0002] パイ結合有機配位子を含むある種のジルコニウム錯体、
例えばビス(シクロペンタジェニル)ジルコニウム錯体
であってアルミノキサン(aluminoxane)タ
イプのアルミニウム化合物で活性化されたものは、オレ
フィンポリマーおよびコポリマー、例えばエチレンホモ
ポリマー、プロピレンホモポリマー エチレン−ブテン
コポリマーおよびエチレン−ヘキセンコポリマー等を作
ることは知られている。米国特許第4,542,199
号および米国特許第4,404゜344号を参照された
い。しかしながら、このような触媒は非常に効果的であ
るけれども、アルミノキサン助触媒は高価でありそして
芳香族溶媒中で重合を行うときにのみ効率的に利用でき
るのである。従って、このようなジルコニウムベースの
触媒の代替活性剤のニーズがある。 [0003] 本発明は、ジルコニウムベースの触媒先駆体と2成分の
混合物からなる活性剤とからなるジルコニウムベースの
触媒からなるジルコニウムベースのオレフィン重合触媒
組成物を提供することである。 [0004] 本発明によれば、 以下の式: %式% [式中、Cpは未置換または置換されたシクロペンタジ
ェニル基であり;mは1または2または3であり;Aは
ハロゲンまたはハロゲン原子またはC1−06アルキル
基、金属アルキル基または以下の式:%式%]
【7】
]
(式中、RはCないしCアルキル基、水素、またはハロ
ゲン原子または金属10 アルキル基である)で表される基であり;Xはハロゲン
またはハロゲン原子またはCないしC6アルキル基であ
り;nは0,1または2であり:そしてqはO11また
は2であり;ただし、p+m+nはシルコニガムの原子
価に等しνすで表され、そしてパイ結合の有機配位子を
含むジルコニウム化合物と;(2)(i)以下の式: %式%]
ゲン原子または金属10 アルキル基である)で表される基であり;Xはハロゲン
またはハロゲン原子またはCないしC6アルキル基であ
り;nは0,1または2であり:そしてqはO11また
は2であり;ただし、p+m+nはシルコニガムの原子
価に等しνすで表され、そしてパイ結合の有機配位子を
含むジルコニウム化合物と;(2)(i)以下の式: %式%]
【8】
]
(式中、R′はCないしC6アルキル基であり;pは1
または2であり;Xt はハロゲン原子であり;そして
kはアルミニウムの原子価を表す)で表される有機アル
ミニウム化合物と; (ii)以下の式: [0009]
または2であり;Xt はハロゲン原子であり;そして
kはアルミニウムの原子価を表す)で表される有機アル
ミニウム化合物と; (ii)以下の式: [0009]
【化9】
[00103
(式中、R1l はCないしCアルキル基であり;R
″ はRf + とは異なり8 そしてC2ないしC8アルキル基を表し;tはマグネシ
ウムの原子価を表し;そしてrは0.01ないし1を表
す)で表されるジアルキルマグネシウム化合物;との混
合物からなる触媒活性剤; とからなるオレフィン重合触媒組成物を提供する。 [0011] 本発明の触媒組成物はオレフィン、例えばアルファオレ
フィン、例えばエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセ
ンまたはこれらの混合物を重合して、密度が0850な
いし0.970g/ccのホモポリマーまたはコポリマ
ーにする。オレフィン重合反応けこの触媒組成物でもっ
て芳香族炭化水素媒体および脂肪族炭化水素媒体のどち
らでも行われる。 [0012] 触媒先駆体としても知られているジルコニウム化合物に
おいて、Cpは適当には未置換のシクロペンタジェニル
基であり;mは望ましくは1または2であり、そして好
ましくは2である。置換基AおよびX中のC1−C6ア
ルキル基は同じでも異なってもよく、そして好ましくは
直鎖のノルマルアルキル基、例えばメチルエチル、n−
ブチル、n−ペンチルまたはn−ヘキシルであり;置換
基AおよびX中のハロゲン原子は同じでも異なってもよ
く、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素などであり;そし
て置換基AおよびX中の適当な金属アルキル基は同じで
も異なってもよく、そしてCpTi−CH2またはCp
2Zr−CH2−CH2などであり、Cpは前に定義し
たとおりである。Aは望ましくは水素またはハロゲン原
子、好ましくはハロゲン原子であり、最も好ましくは塩
素原子であり;nは好ルコニウム化合物はビス(シクロ
ペンタジェニル)ジルコニウムシバライドおよびビス(
シクロペンタジェニル)ジルコニウムモノアルキルモノ
ハライドなどであり、ここでハライドは好ましくは塩素
原子であり、そしてアルキル基はC1−は本発明におい
て特に好ましい。ジルコニウム化合物の混合物も使用で
きる。 [0013] 触媒促進剤または助触媒としても知られている活性剤は
2種類の化合物の混合物からなる。 [0014] 有機アルミニウム化合物においてR′ は適当には短鎖
のC1ないしC6アルキル基、例えばメチル、エチル、
n−プロピル、n−ヘキシルまたはイソブチル基、好ま
しくはCないしC3アルキル基であり;XI はF、
Br、C1、またはIの原子、好ましくはBrまたはC
1であり;pは好ましくは2である。本発明の一例にお
いては、ジエチルアルミニウムクロリド、ジメチルアル
ミニウムクロリドおよびエチルアルミニウムセスキクロ
リドは好ましいアルミニウム化合物である。有機アルミ
ニウム化合物の混合物も使用できる。 [0015] 好ましいジアルキルマグネシウム化合物は、アルカンま
たは芳香族等の炭化水素、例えばヘプタン、ヘキサンお
よびトルエンに可溶性のものである。ジアルキルマグネ
シウム化合物において、R′ とR′ は好まし
くはCないしC8アルキル基、例えばエチル、n−プロ
ピル、n−ブチル、第ニブチル、第三ブチル、n−ヘキ
シルまたはn−オクチル、特にメチル、エチル、n−プ
ロピルまたはn−ブチル基である。こうして、適当なジ
アルキルマグネシウム化合物はn−ブチルエチルマグネ
シウム、ブチルプロピルマグネシウム、ジ−n−ブチル
マグネシウム、ジー第ニブチルマグネシウム、n−ブチ
ル、第ニブチルマグネシウム、ジー第三ブチルマグネシ
ウム、ジ−n−ヘキシルマグネシウム、ジ−n−オクチ
ルマグネシウム、ブチル、n−オクチルマグネシウムで
ある。最も好ましいジアルキルマグネシウム化合物はn
−ブチル、第ニブチルマグネシウム(一般にはジ特開平
3−290408(9) 合物も使用できる。 [0016] 有機アルミニウム化合物とジアルキルマグネシウム化合
物との相対的な量は触媒先駆体の活性化には臨界的では
ないが、活性触媒組成物の重合活性には臨界的であるか
もしれない。こうして、有機アルミニウム化合物とジア
ルキルマグネシウム化合物との相対的な量は、A1:M
gが0.1:1ないし10:1、好ましくは3:1ない
し5:1である。逆に、AI:Mgのモル比が小さいと
、例えば1:1以下であると、比較的活性度の低い触媒
組成物となる。有機アルミニウム化合物もジアルキルマ
グネシウム化合物も、別々に使用するならば、ジルコニ
ウム化合物を活性触媒組成物に活性化することはできな
い。 [0017] 例えば炭化水素溶媒(例えばハロゲン化炭化水素または
芳香族溶媒、例えばクロロホルムまたはトルエン)中の
先駆体の溶液を炭化水素溶媒中の活性剤溶液に加えるこ
とによる等の慣用的方法で、触媒先駆体を触媒活性剤と
一緒にする。 [0018] 別法として、活性剤の成分のうちの一つ(例えば、有機
アルミニウム化合物)の溶媒溶液を先駆体の溶媒溶液に
加え、そして活性剤の第二成分の溶媒溶液を加えること
ができる。 [0019] 先駆体と活性剤混合物とをその場で別々に重合媒体に加
えることにより先駆体を活性化させてもよい。触媒先駆
体と活性剤成分との混合の順序は重要ではない。例えば
、活性剤の成分を、触媒先駆体の導入直前に混合しても
よく、あるいは触媒先駆体と活性剤成分の一つとを最初
に混合し、そして活性剤の残りの成分を後に加えてもよ
い。また、重合媒体への導入前に、例えば−40ないし
100℃で重合媒体への導入前約2時間以内に活性剤の
両成分を一緒にすることもできる[00201 慣用的な重合条件下でいずれの適当な方法で、好ましく
はスラリー条件下で撹拌反応器内で本発明により作られ
る触媒でもってオレフィン、特にアルファオレフ85− インを重合する。スラリー条件下での反応は、適当な液
体反応媒体、例えば芳香族炭化水素または脂肪族炭化水
素、例えばそれぞれトルエンまたはヘキサン中で実施さ
れる。触媒活性度とポリマー生成物の構造は、モノマー
またはコモノマーの性質、反応媒体のタイプおよびAI
:Mgのモル比により影響される。 [00213 本発明により作られる線状ポリエチレンポリマーはエチ
レンのホモポリマーまたはエチレンと1種類以上のCな
いしC1oアルフアオレフインとのコポリマーである。 こうして、2種類のモノマー単位を有するコポリマー並
びに3種類のモノマー単位を有するターポリマーが可能
である。このようなポリマーの特定の例はエチレン/プ
ロピレンコポリマー エチレン/1−ブテンコポリマー
エチレン/1−ヘキセンコポリマー エチレン/1−
オクテンコポリマー、エチレン/4−メチル−1−ペン
テンコポリマー エチレン/1−ブテン/1−ヘキセン
ターポリマー エチレン/プロピレン/1−ヘキセンタ
ーポリマー、およびエチレン/プロピレン/1−ブテン
ターポリマー等である。エチレン/1−ヘキセンは、本
発明の方法でそして本発明の触媒で重合される最も好ま
しいコポリマーである。 [0022] 本発明により作られる線状低密度ポリエチレンポリマー
は好ましくは少なくとも80重量%のエチレンを含む。 [0023] 以下の実施例は本発明を解説している。これらの実施例
で得られるポリマーの性質およびいずれの計算されたプ
ロセス変数は以下の方法により求めた。 [0024] メルトインデックス(M I )、■2:ASTM D
二1238−一条件E−一190℃で測定−一グラム/
10分で示す。 [0025] 高負荷メルトインデックス(HLMI)、I21:AS
TM D−1238−一条[0026] 重合生成物の融点はDSC(示差熱)法で測定した。試
料の加熱速度は2℃/分であった。T、E、Nowl
in、Y、V、Ki ss inおよびに、P、Wag
ner著の「エチレンコポリマー製造用の高活性チーグ
ラーナツタ触媒」、1988年発行、ジャーナルオブポ
リマーサイエンス、26巻、755−764頁の記事に
記載されているように赤外スペクトル法でコポリマー組
成物を測定した[0027] 実施例上 (エチレンの重合) 100ミリリツトルの無水トルエンを、磁気撹拌機を備
えたステンレススチール製0. 5リットル反応器に窒
素下で入れた。触媒成分を以下の順序で反応器に加えた
: (a)7.5ミリモルのジエチルアルミニウムク
ロリド(ヘキサンの25重量%溶液として入れた)、そ
の後に反応器を60℃に加熱した: (b)o。 006ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)ジルコ
ニウムジクロリド(トルエンの1g/l溶液);そして
(c)2.0ミリモルのジブチルマグネシウム(ヘプタ
ンの20重量%溶液として)。エチレンを反応器に導入
して総圧力を180psigに維持した。重合反応を3
時間実施し、そしてエチレンの供給を止め反応器を冷却
した。この反応により工。が3.0g710分で融点が
134゜2℃の線状高結晶性ポリエチレンができた。 [0028] 実施例ス (エチレンの重合) エチレンの単独重合を実施例1と同様にして実施したが
、ビス(シクロペンタジェニル)ジルコニウムジクロリ
ドの量を0.0015ミリモルとした。重合反応を80
℃で2時間実施し、そして低分子量(I2−107g/
10分)のポリエチレン15.9gを得た。 [0029] 実施伝主 (エチレン/1−ヘキセンの共重合) 100ミリリツトルの無水トルエンと20ミリリツトル
の無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトル反応器
に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた:
(a)15.0ミリモルのジエチルアルミニウムクロリ
ドを加え、その後反応器を60℃に加熱した: (b
)0.009ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)
ジルコニウムジクロリド;および(c)4.0ミリモル
のジブチルマグネシウム。エチレンを反応器に導入して
全圧力を180psigに維持した。重合反応を3時間
実施し、I2が31g/10分のエチレン/1−ヘキセ
ンコポリマー22.5gを得た。このコポリマーは5.
2重量%の1−ヘキセンを含み、融点は126.8℃で
あった。 [0030] 実施N土 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 100ミリリツトルの無水トルエンと40ミリリツトル
の無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの反応
器に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた:
(a)1.5ミリモルのジエチルアルミニウムクロリ
ド: (b)o、sミリモルのジブチルマグネシウム
、その後反応器を60℃に加熱した;そして(C)0.
0041グラム(0,0123モル)の固体のビス(シ
クロペンタジェニル)ジルコニウムクロリド。エチレン
を反応器に導入して全圧力を120psigに維持した
。共重合反応を2時間実施しそしてI2が228のエチ
レン/1−ヘキセンコポリマー52.0グラムを得た。 コポリマーは12.4重量%の1−ヘキセンを含み、そ
して融点は115.3℃であった。 [0031] 実施N旦 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 100ミリリツトルの無水トルエンと40ミリリツトル
の無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの反応
器に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた:
(a)7.5ミリモルのジメチルアルミニウムクロリ
ド(25重量%のへブタン溶液として): (b)2
.0ミリモルのジブチルマグネシウム、その後反名器を
80℃に加熱した;そして(c)0.006のビス(シ
クロペンタジェニル)ジルコニウムジクロリドのトルエ
ン溶液。エチレンを反応器に導入して全圧力を180p
sigに維持した。共重合反応を1時間実施しそして工
。が900グラム/10分で融点が122.5℃の低分
子量エチレン/1−ヘキセンコポリマー23.1グラム
を得た。 [0032] 実施例立 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 200ミリリツトルの無水n−ヘキサンと50ミリリツ
トルの無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの
反応器に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた
: (a)7.5ミリモルのジエチルアルミニウムク
ロリド; (b)2゜0ミリモルのジブチルマグネシ
ウム、その後反応器を80℃に加熱した: (C)0.
009ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)ジルコ
ニウムクロリドのトルエン溶液。エチレンを反応器に導
入して全圧力を150psigに維持した。 共重合反応を2時間実施しそして工 が11.1のエチ
レン/1−ヘキセンコボ1 リフ−22,2グラムを得た。コポリマーは10.6重
量%の1−ヘキセンを含み、そして融点は125.2℃
であった。 [0033] 実施例1 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 200ミリリツトルの無水n−ヘキサンと50ミリリツ
トルの無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの
反応器に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた
: (a)7.5ミリモルのジエチルアルミニウムク
ロリド: (b)2゜0ミリモルのジブチルマグネシ
ウム、その後反応器を80℃に加熱した; (C)0.
009ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)ジルコ
ニウムクロリドのトルエン溶液。反応器を6psiaの
水素で加圧して分子量を制御した。エチレンを反応器に
導入して全圧力を150psigに維持した。共重合反
応を2時間実施し、そしてI2が0.61で融点が12
5.7℃のエチレン/1−ヘキセンコポリマー26.9
グラムを得た。 [0034] 実施伝旦 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 200ミリリツトルの無水n−ヘキサンと50ミリリツ
トルの無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの
反応器に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた
: (a)7.5ミリモルのジメチルアルミニウムク
ロリド: (b)2゜0ミリモルのジブチルマグネシ
ウム、その後反応器を80℃に加熱した; (C)0.
009ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)ジルコ
ニウムクロリドのトルエン溶液。エチレンを反応器に導
入して全圧力を180psigに維持した。 共重合反応を2時間実施し、そしてI2が1.1のエチ
レン/1−ヘキセンコポリマー26.2グラムを得た。 このコポリマーは3.2重量%の1−ヘキセンを含み、
融点は127.8℃であった。 [0035] 実施伝旦 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 100ミリリツトルの無水トルエンと40ミリリツトル
の無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの反応
器に移した。触媒成分を次の順序で加えた: (a)4
.5ミリモルのジメチルアルミニウムクロリド(25重
量%のへブタン溶液として導入した): (b)0.
006ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)ジルコ
ニウムジクロリド溶液(1グラム/リツトルのトルエン
溶液);(C)1.0ミリモルのジブチルマグネシウム
(20重量%のへブタン溶液)。エチレンを反応器に十
分な量で導入して全圧力を180psigに維持した。 [0036] 共重合反応を2時間実施して、エチレン/1−ヘキセン
コポリマー15.6グラムを得た。このコポリマーは2
.4重量%1−ヘキセンコポリマーを含んでいた。この
コポリマーは2.4重量%の1−ヘキセンを含み、そし
てI2は0.74グラム710分で融点は118.6℃
であった。
″ はRf + とは異なり8 そしてC2ないしC8アルキル基を表し;tはマグネシ
ウムの原子価を表し;そしてrは0.01ないし1を表
す)で表されるジアルキルマグネシウム化合物;との混
合物からなる触媒活性剤; とからなるオレフィン重合触媒組成物を提供する。 [0011] 本発明の触媒組成物はオレフィン、例えばアルファオレ
フィン、例えばエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセ
ンまたはこれらの混合物を重合して、密度が0850な
いし0.970g/ccのホモポリマーまたはコポリマ
ーにする。オレフィン重合反応けこの触媒組成物でもっ
て芳香族炭化水素媒体および脂肪族炭化水素媒体のどち
らでも行われる。 [0012] 触媒先駆体としても知られているジルコニウム化合物に
おいて、Cpは適当には未置換のシクロペンタジェニル
基であり;mは望ましくは1または2であり、そして好
ましくは2である。置換基AおよびX中のC1−C6ア
ルキル基は同じでも異なってもよく、そして好ましくは
直鎖のノルマルアルキル基、例えばメチルエチル、n−
ブチル、n−ペンチルまたはn−ヘキシルであり;置換
基AおよびX中のハロゲン原子は同じでも異なってもよ
く、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素などであり;そし
て置換基AおよびX中の適当な金属アルキル基は同じで
も異なってもよく、そしてCpTi−CH2またはCp
2Zr−CH2−CH2などであり、Cpは前に定義し
たとおりである。Aは望ましくは水素またはハロゲン原
子、好ましくはハロゲン原子であり、最も好ましくは塩
素原子であり;nは好ルコニウム化合物はビス(シクロ
ペンタジェニル)ジルコニウムシバライドおよびビス(
シクロペンタジェニル)ジルコニウムモノアルキルモノ
ハライドなどであり、ここでハライドは好ましくは塩素
原子であり、そしてアルキル基はC1−は本発明におい
て特に好ましい。ジルコニウム化合物の混合物も使用で
きる。 [0013] 触媒促進剤または助触媒としても知られている活性剤は
2種類の化合物の混合物からなる。 [0014] 有機アルミニウム化合物においてR′ は適当には短鎖
のC1ないしC6アルキル基、例えばメチル、エチル、
n−プロピル、n−ヘキシルまたはイソブチル基、好ま
しくはCないしC3アルキル基であり;XI はF、
Br、C1、またはIの原子、好ましくはBrまたはC
1であり;pは好ましくは2である。本発明の一例にお
いては、ジエチルアルミニウムクロリド、ジメチルアル
ミニウムクロリドおよびエチルアルミニウムセスキクロ
リドは好ましいアルミニウム化合物である。有機アルミ
ニウム化合物の混合物も使用できる。 [0015] 好ましいジアルキルマグネシウム化合物は、アルカンま
たは芳香族等の炭化水素、例えばヘプタン、ヘキサンお
よびトルエンに可溶性のものである。ジアルキルマグネ
シウム化合物において、R′ とR′ は好まし
くはCないしC8アルキル基、例えばエチル、n−プロ
ピル、n−ブチル、第ニブチル、第三ブチル、n−ヘキ
シルまたはn−オクチル、特にメチル、エチル、n−プ
ロピルまたはn−ブチル基である。こうして、適当なジ
アルキルマグネシウム化合物はn−ブチルエチルマグネ
シウム、ブチルプロピルマグネシウム、ジ−n−ブチル
マグネシウム、ジー第ニブチルマグネシウム、n−ブチ
ル、第ニブチルマグネシウム、ジー第三ブチルマグネシ
ウム、ジ−n−ヘキシルマグネシウム、ジ−n−オクチ
ルマグネシウム、ブチル、n−オクチルマグネシウムで
ある。最も好ましいジアルキルマグネシウム化合物はn
−ブチル、第ニブチルマグネシウム(一般にはジ特開平
3−290408(9) 合物も使用できる。 [0016] 有機アルミニウム化合物とジアルキルマグネシウム化合
物との相対的な量は触媒先駆体の活性化には臨界的では
ないが、活性触媒組成物の重合活性には臨界的であるか
もしれない。こうして、有機アルミニウム化合物とジア
ルキルマグネシウム化合物との相対的な量は、A1:M
gが0.1:1ないし10:1、好ましくは3:1ない
し5:1である。逆に、AI:Mgのモル比が小さいと
、例えば1:1以下であると、比較的活性度の低い触媒
組成物となる。有機アルミニウム化合物もジアルキルマ
グネシウム化合物も、別々に使用するならば、ジルコニ
ウム化合物を活性触媒組成物に活性化することはできな
い。 [0017] 例えば炭化水素溶媒(例えばハロゲン化炭化水素または
芳香族溶媒、例えばクロロホルムまたはトルエン)中の
先駆体の溶液を炭化水素溶媒中の活性剤溶液に加えるこ
とによる等の慣用的方法で、触媒先駆体を触媒活性剤と
一緒にする。 [0018] 別法として、活性剤の成分のうちの一つ(例えば、有機
アルミニウム化合物)の溶媒溶液を先駆体の溶媒溶液に
加え、そして活性剤の第二成分の溶媒溶液を加えること
ができる。 [0019] 先駆体と活性剤混合物とをその場で別々に重合媒体に加
えることにより先駆体を活性化させてもよい。触媒先駆
体と活性剤成分との混合の順序は重要ではない。例えば
、活性剤の成分を、触媒先駆体の導入直前に混合しても
よく、あるいは触媒先駆体と活性剤成分の一つとを最初
に混合し、そして活性剤の残りの成分を後に加えてもよ
い。また、重合媒体への導入前に、例えば−40ないし
100℃で重合媒体への導入前約2時間以内に活性剤の
両成分を一緒にすることもできる[00201 慣用的な重合条件下でいずれの適当な方法で、好ましく
はスラリー条件下で撹拌反応器内で本発明により作られ
る触媒でもってオレフィン、特にアルファオレフ85− インを重合する。スラリー条件下での反応は、適当な液
体反応媒体、例えば芳香族炭化水素または脂肪族炭化水
素、例えばそれぞれトルエンまたはヘキサン中で実施さ
れる。触媒活性度とポリマー生成物の構造は、モノマー
またはコモノマーの性質、反応媒体のタイプおよびAI
:Mgのモル比により影響される。 [00213 本発明により作られる線状ポリエチレンポリマーはエチ
レンのホモポリマーまたはエチレンと1種類以上のCな
いしC1oアルフアオレフインとのコポリマーである。 こうして、2種類のモノマー単位を有するコポリマー並
びに3種類のモノマー単位を有するターポリマーが可能
である。このようなポリマーの特定の例はエチレン/プ
ロピレンコポリマー エチレン/1−ブテンコポリマー
エチレン/1−ヘキセンコポリマー エチレン/1−
オクテンコポリマー、エチレン/4−メチル−1−ペン
テンコポリマー エチレン/1−ブテン/1−ヘキセン
ターポリマー エチレン/プロピレン/1−ヘキセンタ
ーポリマー、およびエチレン/プロピレン/1−ブテン
ターポリマー等である。エチレン/1−ヘキセンは、本
発明の方法でそして本発明の触媒で重合される最も好ま
しいコポリマーである。 [0022] 本発明により作られる線状低密度ポリエチレンポリマー
は好ましくは少なくとも80重量%のエチレンを含む。 [0023] 以下の実施例は本発明を解説している。これらの実施例
で得られるポリマーの性質およびいずれの計算されたプ
ロセス変数は以下の方法により求めた。 [0024] メルトインデックス(M I )、■2:ASTM D
二1238−一条件E−一190℃で測定−一グラム/
10分で示す。 [0025] 高負荷メルトインデックス(HLMI)、I21:AS
TM D−1238−一条[0026] 重合生成物の融点はDSC(示差熱)法で測定した。試
料の加熱速度は2℃/分であった。T、E、Nowl
in、Y、V、Ki ss inおよびに、P、Wag
ner著の「エチレンコポリマー製造用の高活性チーグ
ラーナツタ触媒」、1988年発行、ジャーナルオブポ
リマーサイエンス、26巻、755−764頁の記事に
記載されているように赤外スペクトル法でコポリマー組
成物を測定した[0027] 実施例上 (エチレンの重合) 100ミリリツトルの無水トルエンを、磁気撹拌機を備
えたステンレススチール製0. 5リットル反応器に窒
素下で入れた。触媒成分を以下の順序で反応器に加えた
: (a)7.5ミリモルのジエチルアルミニウムク
ロリド(ヘキサンの25重量%溶液として入れた)、そ
の後に反応器を60℃に加熱した: (b)o。 006ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)ジルコ
ニウムジクロリド(トルエンの1g/l溶液);そして
(c)2.0ミリモルのジブチルマグネシウム(ヘプタ
ンの20重量%溶液として)。エチレンを反応器に導入
して総圧力を180psigに維持した。重合反応を3
時間実施し、そしてエチレンの供給を止め反応器を冷却
した。この反応により工。が3.0g710分で融点が
134゜2℃の線状高結晶性ポリエチレンができた。 [0028] 実施例ス (エチレンの重合) エチレンの単独重合を実施例1と同様にして実施したが
、ビス(シクロペンタジェニル)ジルコニウムジクロリ
ドの量を0.0015ミリモルとした。重合反応を80
℃で2時間実施し、そして低分子量(I2−107g/
10分)のポリエチレン15.9gを得た。 [0029] 実施伝主 (エチレン/1−ヘキセンの共重合) 100ミリリツトルの無水トルエンと20ミリリツトル
の無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトル反応器
に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた:
(a)15.0ミリモルのジエチルアルミニウムクロリ
ドを加え、その後反応器を60℃に加熱した: (b
)0.009ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)
ジルコニウムジクロリド;および(c)4.0ミリモル
のジブチルマグネシウム。エチレンを反応器に導入して
全圧力を180psigに維持した。重合反応を3時間
実施し、I2が31g/10分のエチレン/1−ヘキセ
ンコポリマー22.5gを得た。このコポリマーは5.
2重量%の1−ヘキセンを含み、融点は126.8℃で
あった。 [0030] 実施N土 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 100ミリリツトルの無水トルエンと40ミリリツトル
の無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの反応
器に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた:
(a)1.5ミリモルのジエチルアルミニウムクロリ
ド: (b)o、sミリモルのジブチルマグネシウム
、その後反応器を60℃に加熱した;そして(C)0.
0041グラム(0,0123モル)の固体のビス(シ
クロペンタジェニル)ジルコニウムクロリド。エチレン
を反応器に導入して全圧力を120psigに維持した
。共重合反応を2時間実施しそしてI2が228のエチ
レン/1−ヘキセンコポリマー52.0グラムを得た。 コポリマーは12.4重量%の1−ヘキセンを含み、そ
して融点は115.3℃であった。 [0031] 実施N旦 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 100ミリリツトルの無水トルエンと40ミリリツトル
の無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの反応
器に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた:
(a)7.5ミリモルのジメチルアルミニウムクロリ
ド(25重量%のへブタン溶液として): (b)2
.0ミリモルのジブチルマグネシウム、その後反名器を
80℃に加熱した;そして(c)0.006のビス(シ
クロペンタジェニル)ジルコニウムジクロリドのトルエ
ン溶液。エチレンを反応器に導入して全圧力を180p
sigに維持した。共重合反応を1時間実施しそして工
。が900グラム/10分で融点が122.5℃の低分
子量エチレン/1−ヘキセンコポリマー23.1グラム
を得た。 [0032] 実施例立 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 200ミリリツトルの無水n−ヘキサンと50ミリリツ
トルの無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの
反応器に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた
: (a)7.5ミリモルのジエチルアルミニウムク
ロリド; (b)2゜0ミリモルのジブチルマグネシ
ウム、その後反応器を80℃に加熱した: (C)0.
009ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)ジルコ
ニウムクロリドのトルエン溶液。エチレンを反応器に導
入して全圧力を150psigに維持した。 共重合反応を2時間実施しそして工 が11.1のエチ
レン/1−ヘキセンコボ1 リフ−22,2グラムを得た。コポリマーは10.6重
量%の1−ヘキセンを含み、そして融点は125.2℃
であった。 [0033] 実施例1 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 200ミリリツトルの無水n−ヘキサンと50ミリリツ
トルの無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの
反応器に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた
: (a)7.5ミリモルのジエチルアルミニウムク
ロリド: (b)2゜0ミリモルのジブチルマグネシ
ウム、その後反応器を80℃に加熱した; (C)0.
009ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)ジルコ
ニウムクロリドのトルエン溶液。反応器を6psiaの
水素で加圧して分子量を制御した。エチレンを反応器に
導入して全圧力を150psigに維持した。共重合反
応を2時間実施し、そしてI2が0.61で融点が12
5.7℃のエチレン/1−ヘキセンコポリマー26.9
グラムを得た。 [0034] 実施伝旦 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 200ミリリツトルの無水n−ヘキサンと50ミリリツ
トルの無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの
反応器に移した。触媒成分を次の順序で反応器に加えた
: (a)7.5ミリモルのジメチルアルミニウムク
ロリド: (b)2゜0ミリモルのジブチルマグネシ
ウム、その後反応器を80℃に加熱した; (C)0.
009ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)ジルコ
ニウムクロリドのトルエン溶液。エチレンを反応器に導
入して全圧力を180psigに維持した。 共重合反応を2時間実施し、そしてI2が1.1のエチ
レン/1−ヘキセンコポリマー26.2グラムを得た。 このコポリマーは3.2重量%の1−ヘキセンを含み、
融点は127.8℃であった。 [0035] 実施伝旦 (エチレン/1−ヘキセン共重合) 100ミリリツトルの無水トルエンと40ミリリツトル
の無水1−ヘキセンとを窒素下で0.5リツトルの反応
器に移した。触媒成分を次の順序で加えた: (a)4
.5ミリモルのジメチルアルミニウムクロリド(25重
量%のへブタン溶液として導入した): (b)0.
006ミリモルのビス(シクロペンタジェニル)ジルコ
ニウムジクロリド溶液(1グラム/リツトルのトルエン
溶液);(C)1.0ミリモルのジブチルマグネシウム
(20重量%のへブタン溶液)。エチレンを反応器に十
分な量で導入して全圧力を180psigに維持した。 [0036] 共重合反応を2時間実施して、エチレン/1−ヘキセン
コポリマー15.6グラムを得た。このコポリマーは2
.4重量%1−ヘキセンコポリマーを含んでいた。この
コポリマーは2.4重量%の1−ヘキセンを含み、そし
てI2は0.74グラム710分で融点は118.6℃
であった。
Claims (8)
- 【請求項1】 (1)以下の式: Cp_mZrA_nX_q [式中、Cpは未置換または置換されたシクロペンタン
エニル基であり;mは1または2または3であり;Aは
ハロゲンまたはハロゲン原子またはC_1−C_6アル
キル基、金属アルキル基または以下の式: 【化1】 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼または▲数式、化学式、表等がありま
す▼ (式中、RはC_1ないしC_1_0アルキル基、水素
、またはハロゲン原子または金属アルキル基である)で
表される基であり;Xはハロゲンまたはハロゲン原子ま
たはC_1ないしC_6アルキル基であり;nは0、1
または2であり;そしてqは0、1または2であり;た
だし、p+m+nはジルコニウムの原子価に等しい]で
表され、そしてパイ結合の有機配位子を含むジルコニウ
ム化合物と;(2)(i)以下の式: 【化2】 R′_pAlX′_(_k_−_p_)またはR′_3
Al_2X′_3(式中、R′はC_1ないしC_6ア
ルキル基であり;pは1または2であり;X′はハロゲ
ン原子であり;そしてkはアルミニウムの原子価を表す
)で表される有機アルミニウム化合物と; (ii)以下の式: 【化3】 MgR’’_tまたはMgR’’_rR’’’(t−r
)(式中、R’’はC_2ないしC_8アルキル基であ
り;R’’’はR’’とは異なりそしてC_2ないしC
_8アルキル基を表し;tはマグネシウムの原子価を表
し;そしてrは0.01ないし1を表す)で表されるジ
アルキルマグネシウム化合物;との混合物からなる触媒
活性剤; とからなるオレフィン重合触媒組成物。 - 【請求項2】mは1または2であり、Aはハロゲンまた
はハロゲン原子であり、そしてnは2である請求項1記
載の触媒組成物。 - 【請求項3】有機アルミニウム化合物においてRはC_
1ないしC_3アルキル基であり、X’はF、Br、C
l、またはIの原子であり、そしてpは2である請求項
1または2記載の触媒組成物。 - 【請求項4】有機アルミニウム化合物はジエチルアルミ
ニウムクロリド、ジメチルアルミニウムクロリド、また
はエチルアルミニウムクロリドである請求項3記載の触
媒。 - 【請求項5】ジアルキルマグネシウム化合物において、
R’’とR’’’はエチル、n−プロピル、n−ブチル
、第二ブチル、第三ブチル、n−ヘキシルまたはn−オ
クチルである前記請求項の何れかに記載の触媒。 - 【請求項6】ジアルキルマグネシウム化合物はn−ブチ
ル、第二ブチルマグネシウムである請求項5記載の触媒
。 - 【請求項7】アルミニウム化合物とマグネシウム化合物
の量はAl:Mgのモル比が0.1:1ないし10:1
である請求項6記載の触媒。 - 【請求項8】 (1)以下の式: Cp_mZrA_nX_q [式中、Cpは未置換または置換されたシクロペンタン
エニル基であり;mは1または2または3であり;Aは
ハロゲンまたはハロゲン原子またはC_1−C_6アル
キル基、金属アルキル基または以下の式: 【化4】 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼または▲数式、化学式、表等がありま
す▼ (式中、RはC_1ないしC_1_0アルキル基、水素
、またはハロゲン原子または金属アルキル基である)で
表される基であり;Xはハロゲンまたはハロゲン原子ま
たはC_1ないしC_6アルキル基であり;nは0、1
または2であり;そしてqは0、1または2であり;た
だし、p+m+nはジルコニウムの原子価に等しい]で
表され、そしてパイ結合の有機配位子を含むジルコニウ
ム化合物と;(2)(i)以下の式: 【化5】 R′_pAlX′_(_k_−_p_)またはR′_3
Al_2X′_3(式中、R′はC_1ないしC_6ア
ルキル基であり;pは1または2であり;X′はハロゲ
ン原子であり;そしてkはアルミニウムの原子価を表す
)で表される有機アルミニウム化合物と; (ii)以下の式: 【化6】 MgR’’_tまたはMgR’’_rR’’’_(_t
_−_r_)(式中、R’’はC_2ないしC_8アル
キル基であり;R’’’はR’’とは異なりそしてC_
2ないしC_8アルキル基を表し;tはマグネシウムの
原子価を表し;そしてrは0.01ないし1を表す)で
表されるジアルキルマグネシウム化合物;との混合物か
らなる触媒活性剤; とからなる触媒組成物をオレフィン重合条件下で少なく
とも1種類のオレフィンと接触させることからなるオレ
フィンの重合方法。
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US07/456,916 US5086135A (en) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | Zirconium-based catalyst composition for polymerizing olefins and polymerization therewith |
US456916 | 1989-12-26 |
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---|---|
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1990
- 1990-12-19 EP EP90313955A patent/EP0447722B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-19 DE DE69012981T patent/DE69012981T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-19 CA CA002032721A patent/CA2032721A1/en not_active Abandoned
- 1990-12-26 JP JP2407069A patent/JPH03290408A/ja active Pending
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