JPH0517523A - α−オレフイン重合体の製造方法 - Google Patents

α−オレフイン重合体の製造方法

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JPH0517523A
JPH0517523A JP25653291A JP25653291A JPH0517523A JP H0517523 A JPH0517523 A JP H0517523A JP 25653291 A JP25653291 A JP 25653291A JP 25653291 A JP25653291 A JP 25653291A JP H0517523 A JPH0517523 A JP H0517523A
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JP
Japan
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olefin
tαγ
olefin polymer
catalyst
producing
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JP25653291A
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English (en)
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Kazuo Soga
我 和 雄 曽
Mamoru Kioka
岡 護 木
Norio Kashiwa
典 夫 柏
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 非メタロセン系の遷移金属化合物が、固体担
体に担持されてなる固体触媒と有機金属化合物とからな
るオレフィン重合用触媒の存在下で、炭素数3以上のα
-オレフィンの重合を行ない、13C−NMRにおけるピ
ーク強度で(Tβγ+Tαγ)/(Tββ+2Tβγ+
Tαγ)が0.001以上で、Tβγ/Tαγが2以上
のα-オレフィン重合体を得る。 【効果】 特異な立体構造を有するα-オレフィン重合
体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、α-オレフィン重合体の
製造方法に関し、さらに詳しくは、特異な立体構造を有
するα-オレフィン重合体の製造方法に関する。
【0002】
【発明の技術的背景】従来からα−オレフィン重合体た
とえばポリプロピレンを製造するための触媒として、チ
タン化合物と有機アルミニウムとからなるチタン系触媒
が知られているが、このような公知のチタン系触媒を用
いて得られるポリプロピレンの13C−NMRスペクトル
中に観測される(Tβγ+Tαγ)と(Tββ+2Tβ
γ+Tαγ)の強度比はほぼ0である。すなわちインバ
ージョンは殆どおこっておらず、したがって異種結合も
殆ど存在しない。またポリプロピレンの製造用触媒とし
ては、ジルコノセンやハフノセンとアルミノオキサンか
らなる触媒系も知られているが、このような公知のメタ
ロセン系触媒を用いて得られるポリプロピレンでは、約
0.01以下の割合で異種結合が存在していることが知
られている。
【0003】本発明者らはこのようなポリプロピレンの
特異構造について鋭意研究した結果、詳細は後述する
が、該ポリプロピレンの13C−NMRスペクトル中に観
測されるTβγとTαγとに由来するピーク強度比によ
り2種のインバージョン発生パターンについてその出現
割合を規定しうることを見出した。
【0004】このような解析によれば、上記公知のメタ
ロセン系触媒を用いて得られるポリプロピレンにおい
て、TβγのTαγに対する比は通常1.5以下であ
る。ポリプロピレンは、その立体構造に応じて各種の用
途に用いられており、このため特異な立体構造を有する
ポリプロピレンを提供することは、ポリプロピレンの用
途の一層の拡大につながる。
【0005】このことは、ポリプロピレンのみならず他
のα-オレフィン重合体についても同様である。
【0006】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に鑑み
てなされたものであって、特異な立体構造を有するα-
オレフィン重合体の製造方法を提供することを目的とし
ている。
【0007】
【発明の概要】本発明に係る第1のα-オレフィン重合
体の製造方法は、Ti、Zr、Hf、NbおよびTaか
ら選ばれる少なくとも1種の非メタロセン系の遷移金属
化合物が固体担体に担持されてなる固体触媒と有機金属
化合物とからなるオレフィン重合用触媒の存在下に、炭
素数3以上のα-オレフィンを重合し、下記要件を充足
するα-オレフィン重合体を製造することを特徴として
いる。
【0008】(a)該α-オレフィン重合体の13C−N
MRスペクトルにおけるTαβ、Tαγ、Tββ、Tβ
γの強度が下記式(1)または(2)を満たし;
【0009】
【数9】
【0010】
【数10】
【0011】(b)該α-オレフィン重合体の13C−N
MRスペクトルにおけるTβγのTαγに対する強度比
が2以上であるか、またはTαβのTαγに対する強度
比が2以上である。
【0012】本発明に係る第2のα-オレフィン重合体
の製造方法は、非メタロセン系のバナジウム化合物が固
体担体に担持されてなる固体触媒と有機金属化合物とか
らなるオレフィン重合用触媒の存在下に、炭素数3以上
のα-オレフィンを重合し、下記要件を充足するα-オレ
フィン重合体を製造することを特徴としている。
【0013】(a)該α-オレフィン重合体の13C−N
MRスペクトルにおけるTαβ、Tαγ、Tββ、Tβ
γの強度が下記式(1)または(2)を満たし;
【0014】
【数11】
【0015】
【数12】
【0016】(b)該α-オレフィン重合体の13C−N
MRスペクトルにおけるTβγのTαγに対する強度比
が6以上であるか、またはTαβのTαγに対する強度
比が6以上である。
【0017】本発明に係る第3のα-オレフィン重合体
の製造方法は、Ti、Zr、Hf、NbおよびTaから
選ばれる少なくとも1種の非メタロセン系の遷移金属化
合物が固体担体に担持されてなる固体触媒と有機金属化
合物とからなるオレフィン重合用触媒の存在下に、炭素
数3以上のα-オレフィンを重合し、下記要件を充足す
るα-オレフィン重合体を製造することを特徴としてい
る。
【0018】(c)該α-オレフィン重合体の13C−N
MRスペクトルにおけるTαβ、Tαγ、Tββ、Tβ
γの強度が下記式(3)または(4)を満たす。
【0019】
【数13】
【0020】
【数14】
【0021】非メタロセン系のバナジウム化合物が固体
担体に担持されてなる固体触媒と有機金属化合物とから
なるオレフィン重合用触媒の存在下に、炭素数3以上の
α-オレフィンを重合し、下記要件を充足するα-オレフ
ィン重合体を製造することを特徴としている。
【0022】(c)該α-オレフィン重合体の13C−N
MRスペクトルにおけるTαβ、Tαγ、Tββ、Tβ
γの強度が下記式(3)または(4)を満たす。
【0023】
【数15】
【0024】
【数16】
【0025】
【発明の具体的説明】以下本発明に係るα-オレフィン
重合体の製造方法について具体的に説明する。
【0026】本発明に係るα-オレフィン重合体の製造
方法においては、非メタロセン系の遷移金属化合物が固
体担体に担持されてなる固体触媒と有機金属化合物とか
らなるオレフィン重合用触媒の存在下に、炭素数3以上
のα-オレフィンの重合をおこなう。
【0027】炭素数3以上のα-オレフィンとしては、
プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、3-メ
チル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペ
ンテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ヘキセン、
4,4-ジメチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、
4-エチル-1-ヘキセン、3-エチル-1-ヘキセン、1-オクテ
ン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサ
デセン、1-オクタデセン、1-エイコセン等の直鎖ないし
分岐型の炭素数3から20のα-オレフィン;スチレン、
ジメチルスチレン類、アリルベンゼン、アリルトルエン
類、ビニルナフタレン類、アリルナフタレン類等の芳香
族ビニル化合物、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロ
ペンタン、ビニルシクロヘプタン、アリルノルボルナン
等の脂環族ビニル化合物、アリルトリメチルシラン、ア
リルトリエチルシラン、4-トリメチルシリル-1-ブテ
ン、6-トリメチルシリル-1-ヘキセン、8-トリメチルシ
リル-1-オクテン、10- トリメチルシリル-1-デセン等の
シラン系不飽和化合物、シクロペンテン、シクロヘプテ
ン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラ
シクロドデセン、2-メチル-1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,
4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレン等の環状オレフィン
等が挙げられる。
【0028】好ましくは、プロピレン、1-ブテン、1-ペ
ンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-
1-ペンテン、1-オクテン、3-メチル-1-ブテン等の炭素
数3〜8のオレフィンが挙げられ、特に好ましくはプロ
ピレンが挙げられる。
【0029】好ましくは、プロピレン、1-ブテン、1-ペ
ンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-
1-ペンテン、1-オクテン、3-メチル-1-ブテン等の炭素
数3〜8のオレフィンが挙げられ、特に好ましくはプロ
ピレンが挙げられる。
【0030】本発明に係るα-オレフィン重合体の製造
方法に用いられるオレフィン重合用触媒は、非メタロセ
ン系の遷移金属化合物が固体担体に担持されてなる固体
触媒と有機金属化合物とからなる(以下、単に「触媒」
と略記することがある)。
【0031】本発明で用いる触媒の調製に用いられる非
メタロセン系遷移金属化合物としては、具体的には、た
とえば、次式で示される4価のチタン化合物を挙げるこ
とができる。
【0032】Ti(OR)g4-g Rは炭化水素基、Xはハロゲン原子、0≦g≦4このよ
うな化合物として、具体的には、TiCl4 、TiBr4
TiI4 などのテトラハロゲン化チタン、Ti(OCH3)
Cl3 、Ti(OC25)Cl3 、Ti(On-C49)Cl3
Ti(OC25)Br3 、Ti(O-iso-C49)Br3 などの
トリハロゲン化アルコキシチタン、Ti(OCH3)2Cl
2 、Ti(OC25)2Cl2 、Ti(On-C49)2Cl2 、T
i(OC25)2Br2などのジハロゲン化ジアルコキシチタ
ン、Ti(OCH3)3Cl 、Ti(OC25)3Cl 、Ti(On
-C49)3Cl 、Ti(OC25)3Brなどのモノハロゲン
化トリアルコキシチタン、Ti(OCH3)4 、Ti(OC2
5)4 、Ti(On-C49)4 、Ti(O-iso-C49)4
Ti(O-2-エチルヘキシル)4 などのテトラアルコキシチ
タンなどを例示することができる。
【0033】また上記チタン化合物のチタン原子をジル
コニウムあるいはハフニウムで置き換えた化合物も同様
に使用することができ、また上記チタン化合物と類似の
ニオブ化合物あるいはタンタル化合物も同様に使用する
ことができる。
【0034】さらにバナジウム化合物としては、上記チ
タン化合物のチタン原子をバナジウム原子で置き換えた
化合物および、 式 VO(OR)abもしくは 式 V(OR)cdで表わされる化合物を挙げることが
できる。
【0035】ただし、上記の式において、Rは炭化水素
基であり、0≦a≦3、0≦b≦3、2≦a+b≦3、
0≦c≦4、0≦d≦4、3≦c+d≦4の関係を有す
る。このバナジウム化合物の例としては、 VOCl3、VO(OC25)Cl2、VO(OC25
2Cl、VO(O−iso−C37)Cl2、VO(O−
n−C49)Cl2、VO(OC253、VOBr2
VCl4、VOCl2、VO(O−n−C493、VC
3・2(OC817OH)等のバナジウム化合物を挙げ
ることができる。
【0036】上記のような非メタロセン系の遷移金属化
合物は、後述するような電子供与体と予め接触させて用
いてもよい。本発明で使用されうる触媒は、上記のよう
な非メタロセン系の遷移金属化合物を以下のような担体
化合物に担持させてなる固体触媒と有機金属化合物とか
らなる。
【0037】このような担体化合物としては、Al
23、SiO2、B23、MgO、CaO、TiO2、Zn
O、ZnO2、SnO2、BaO、ThOおよびスチレン−ジ
ビニルベンゼン共重合体などの樹脂やMgCl2、Mg(O
H)2、MgCO3、Mg(OEt)2、ステアリン酸Mgな
どを挙げることができる。これら担体化合物の中でも、
好ましくはSiO2、Al23、MgO、ZnO、ZnO2
どを挙げることができる。
【0038】本発明で使用されうる触媒の調製に用いら
れる有機金属化合物としては、周期律表第I族〜第III
族金属の有機金属化合物が用いられ、具体的には、下記
のような化合物が用いられる。 (1) R1 mAl(OR2npq (式中、R1およびR2は炭素原子を通常1〜15個、好
ましくは1〜4個含む炭化水素基であり、これらは互い
に同一でも異なってもよい。Xはハロゲン原子を表わ
し、0<m≦3、nは0≦n<3、pは0≦p<3、q
は0≦q<3の数であって、しかもm+n+p+q=3
である)で表わされる有機アルミニウム化合物。 (2) M1AlR1 4 (式中、M1 はLi 、Na 、Kであり、R1は前記と同
じ)で表わされる第I族金属とアルミニウムとの錯アル
キル化物。 (3) R122 (式中、R1およびR2は上記と同様である。M2 はM
g、ZnまたはCdである)で表わされる第II族または
第III族のジアルキル化合物。
【0039】前記の(1) に属する有機アルミニウム化合
物としては、次のような化合物を例示できる。 一般式 R1 mAl(OR23-m (式中、R1およびR2は前記と同じ。mは好ましくは
1.5≦m≦3の数である)、 一般式 R1 mAlX3-m (式中、R1 は前記と同じ。Xはハロゲン、mは好まし
くは0<m<3である)、 一般式 R1 mAlH3-m (式中、R1 は前記と同じ。mは好ましくは2≦m<3
である)、 一般式 R1 mAl(OR2nq (式中、R1 およびR2 は前記と同じ。Xはハロゲン、
0<m≦3、0≦n<3、0≦q<3で、m+n+q=
3である)で表わされる化合物などを挙げることができ
る。
【0040】(1) に属するアルミニウム化合物として
は、より具体的には、トリエチルアルミニウム、トリブ
チルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムなどの
トリアルキルアルミニウム、トリイソプレニルアルミニ
ウムなどのトリアルケニルアルミニウム、ジエチルアル
ミニウムエトキシド、ジブチルアルミニウムブトキシド
などのジアルキルアルミニウムアルコキシド、エチルア
ルミニウムセスキエトキシド、ブチルアルミニウムセス
キブトキシドなどのアルキルアルミニウムセスキアルコ
キシド、R1 2.5Al(OR20.5 などで表わされる平均
組成を有する部分的にアルコキシ化されたアルキルアル
ミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、ジブチルア
ルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミドな
どのジアルキルアルミニウムハライド、エチルアルミニ
ウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリ
ド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキル
アルミニウムセスキハライド、エチルアルミニウムジク
ロリド、プロピルアルミニウムジクロリド、ブチルアル
ミニウムジブロミド等のアルキルアルミニウムジハライ
ドなどの部分的にハロゲン化されたアルキルアルミニウ
ム、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジブチルアルミニ
ウムヒドリドなどのジアルキルアルミニウムヒドリド、
エチルアルミニウムジヒドリド、プロピルアルミニウム
ジヒドリド等のアルキルアルミニウムジヒドリドなどそ
の他の部分的に水素化されたアルキルアルミニウム、エ
チルアルミニウムエトキシクロリド、ブチルアルミニウ
ムブトキシクロリド、エチルアルミニウムエトキシブロ
ミドなどの部分的にアルコキシ化およびハロゲン化され
たアルキルアルミニウムを挙げることができる。
【0041】また(1) に類似する化合物としては、酸素
原子や窒素原子を介して2以上のアルミニウムが結合し
た有機アルミニウム化合物を挙げることができる。この
ような化合物としては、例えば、 (C252AlOAl(C252 、(C492AlO
Al(C492
【0042】
【化1】
【0043】などの他に、メチルアルミノオキサンなど
のアルミノオキサン類を挙げることができる。前記(2)
に属する化合物としては、 LiAl(C254 、LiAl(C7154 などを挙げ
ることができる。
【0044】これらの中では有機アルミニウム化合物が
好ましく用いられ、特にハロゲン含有アルキルアルミニ
ウムを用いることが好ましい。このような有機金属化合
物と、前述したような遷移金属化合物および担体化合物
とからなる触媒には、必要に応じて電子供与体を添加し
て用いてもよい。
【0045】触媒に必要に応じて添加される電子供与体
としては、具体的には下記のような化合物が挙げられ
る。 メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチ
ルアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミ
ン、ヘキサメチレンジアミン、トリブチルアミン、トリ
ベンジルアミンなどのアミン類、ピロール、メチルピロ
ール、ジメチルピロールなどのピロール類、ピロリン、
ピロリジン、インドール、ピリジン、メチルピリジン、
エチルピリジン、プロピルピリジン、ジメチルピリジ
ン、エチルメチルピリジン、トリメチルピリジン、フェ
ニルピリジン、ベンジルピリジン、塩化ピリジンなどの
ピリジン類、ピペリジン類、キノリン類、イソキノリン
類、などの含窒素環状化合物、テトラヒドロフラン、1,
4-シネオール、1,8-シネオール、ピノールフラン、メチ
ルフラン、ジメチルフラン、ジフェニルフラン、ベンゾ
フラン、クマラン、フタラン、テトラヒドロピラン、ピ
ラン、ジテドロピランなどの環状含酸素化合物、メタノ
ール、エタノール、プロパノール、ペンタノール、ヘキ
サノール、オクタノール、2-エチルヘキサノール、ドデ
カノール、オクタデシルアルコール、オレイルアルコー
ル、ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコール、
クミルアルコール、イソプロピルアルコール、イソプロ
ピルベンジルアルコールなどの炭素数1〜18のアルコ
ール類、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチ
ルフェノール、プロピルフェノール、ノニルフェノー
ル、クミルフェノール、ナフトールなどの低級アルキル
基を有してもよい炭素数6〜20のフェノール類、アセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
アセトフェノン、ベンゾフェノン、アセチルアセトン、
ベンゾキノンなどの炭素数3〜15のケトン類、アセト
アルデヒド、プロピオンアルデヒド、オクチルアルデヒ
ド、ベンズアルデヒド、トルアルデヒド、ナフトアルデ
ヒドなどの炭素数2〜15のアルデヒド類、ギ酸メチ
ル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ビニル、酢酸プロピ
ル、酢酸オクチル、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸
エチル、酪酸メチル、吉草酸エチル、クロル酢酸メチ
ル、ジクロル酢酸エチル、メタクリル酸メチル、クロト
ン酸エチル、シクロヘキサンカルボン酸エチル、安息香
酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香
酸ブチル、安息香酸オクチル、安息香酸シクロヘキシ
ル、安息香酸フェニル、安息香酸ベンジル、トルイル酸
メチル、トルイル酸エチル、トルイル酸アミル、エチル
安息香酸エチル、アニス酸メチル、マレイン酸n-ブチ
ル、メチルマロン酸ジイソブチル、シクロヘキセンカル
ボン酸ジn-ヘキシル、ナジック酸ジエチル、テトラヒド
ロフタル酸ジイソプロピル、フタル酸ジエチル、フタル
酸ジイソブチル、フタル酸ジn-ブチル、フタル酸ジ2-エ
チルヘキシル、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクト
ン、クマリン、フタリド、炭酸エチルなどの炭素数2〜
30の有機酸エステル、アセチルクロリド、ベンゾイル
クロリド、トルイル酸クロリド、アニス酸クロリドなど
の炭素数2〜15の酸ハライド類、メチルエーテル、エ
チルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテ
ル、アミルエーテル、アニソール、ジフェニルエーテル
エポキシ-p- メンタンなどの炭素数2〜20のエーテル
類、2-イソペンチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプ
ロパン、2,2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2
-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2-シクロヘキ
シルメチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-イソペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-イソブ
チル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2-シク
ロヘキシル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-シクロペンチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロ
パン、2,2-ジシクロペンチル-1,3-ジメトキシプロパ
ン、1,2-ビス-メトキシメチル-ビシクロ- 2,2,1 -ヘプ
タン、ジフェニルジメトキシシラン、イソプロピル-t-
ブチルジメトキシシラン、2,2-ジイソブチル-1,3-ジメ
トキシシクロヘキサン、2-イソペンチル-2-イソプロピ
ル-1,3-ジメトキシシクロヘキサンなどのジエーテル
類、酢酸アミド、安息香酸アミド、トルイル酸アミドな
どの酸アミド類、アセトニトリル、ベンゾニトリル、ト
ルニトリルなどのニトリル類、無水酢酸、無水フタル
酸、無水安息香酸などの酸無水物などが用いられる。
【0046】また電子供与体として、下記のような一般
式[Ia]で示される有機ケイ素化合物を用いることも
できる。 RnSi(OR’)4-n …[Ia] [式中、RおよびR’は炭化水素基であり、0<n<4
である]上記のような一般式[Ia]で示される有機ケ
イ素化合物としては、具体的には、トリメチルメトキシ
シラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキ
シシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジイソプロピル
ジメトキシシラン、t-ブチルメチルジメトキシシラン、
t-ブチルメチルジエトキシシラン、t-アミルメチルジエ
トキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニル
メチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラ
ン、ビスo-トリルジメトキシシラン、ビスm-トリルジメ
トキシシラン、ビスp-トリルジメトキシシラン、ビスp-
トリルジエトキシシラン、ビスエチルフェニルジメトキ
シシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロ
ヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチ
ルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メ
チルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラ
ン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシ
ラン、フェニルトリメトキシシラン、γ−クロルプロピ
ルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エ
チルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、
t-ブチルトリエトキシシラン、n-ブチルトリエトキシシ
ラン、iso-ブチルトリエトキシシラン、フェニルトリエ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、クロルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポ
キシシラン、ビニルトリブトキシシラン、シクロヘキシ
ルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシ
ラン、2-ノルボルナントリメトキシシラン、2-ノルボル
ナントリエトキシシラン、2-ノルボルナンメチルジメト
キシシラン、ケイ酸エチル、ケイ酸ブチル、トリメチル
フェノキシシラン、メチルトリアリロキシ(allyloxy)シ
ラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシシラン)、
ビニルトリアセトキシシラン、ジメチルテトラエトキシ
ジシロキサンなどが用いられる。
【0047】さらに電子供与体として、下記のような一
般式[IIa]で示される有機ケイ素化合物を用いること
もできる。 SiR12 m(OR33-m …[IIa] [式中、R1 はシクロペンチル基もしくはアルキル基を
有するシクロペンチル基であり、R2 はアルキル基、シ
クロペンチル基およびアルキル基を有するシクロペンチ
ル基からなる群より選ばれる基であり、R3 は炭化水素
基であり、mは0≦m≦2である。]上記式[IIa]に
おいて、R1 はシクロペンチル基もしくはアルキル基を
有するシクロペンチル基であり、R1 としては、シクロ
ペンチル基以外に、2-メチルシクロペンチル基、3-メチ
ルシクロペンチル基、2-エチルシクロペンチル基、2,3-
ジメチルシクロペンチル基などのアルキル基を有するシ
クロペンチル基を挙げることができる。
【0048】また、式[IIa]において、R2 はアルキ
ル基、シクロペンチル基もしくはアルキル基を有するシ
クロペンチル基のいずれかの基であり、R2 としては、
たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピ
ル基、ブチル基、ヘキシル基などのアルキル基、または
1 として例示したシクロペンチル基およびアルキル基
を有するシクロペンチル基を同様に挙げることができ
る。
【0049】また、式[IIa]において、R3 は炭化水
素基であり、R3 としては、たとえばアルキル基、シク
ロアルキル基、アリール基、アラルキル基などの炭化水
素基を挙げることができる。
【0050】このような有機ケイ素化合物として、具体
的には、シクロペンチルトリメトキシシラン、2-メチル
シクロペンチルトリメトキシシラン、2,3-ジメチルシク
ロペンチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリエ
トキシシランなどのトリアルコキシシラン類、ジシクロ
ペンチルジメトキシシラン、ビス(2-メチルシクロペン
チル)ジメトキシシラン、ビス(2,3-ジメチルシクロペ
ンチル)ジメトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキ
シシランなどのジアルコキシシラン類、トリシクロペン
チルメトキシシラン、トリシクロペンチルエトキシシラ
ン、ジシクロペンチルメチルメトキシシラン、ジシクロ
ペンチルエチルメトキシシラン、ジシクロペンチルメチ
ルエトキシシラン、シクロペンチルジメチルメトキシシ
ラン、シクロペンチルジエチルメトキシシラン、シクロ
ペンチルジメチルエトキシシランなどのモノアルコキシ
シラン類などを挙げることができる。
【0051】次に、上記のような担体化合物と、該担体
化合物に担持されてなる非メタロセン系遷移金属化合物
と、有機金属化合物とからなる触媒の調製方法について
説明する。
【0052】該非メタロセン系遷移金属化合物を、該担
体化合物に担持させる方法としては、単に接触させる方
法や、加熱下に混合する方法、担体化合物を前もって有
機金属化合物や、電子供与体、ハロゲン化剤等によって
接触処理した後に担体化合物に該非メタロセン系遷移金
属化合物を担持させる方法等を挙げられる。
【0053】またこのようにして得られた担体担持非メ
タロセン系遷移金属化合物は、重合に先立ち有機金属化
合物と接触処理することができる。その際0〜−200
℃、好ましくは−40〜−90℃の温度範囲で接触すること
が好ましい。
【0054】該担体化合物1グラム当りに担持される該
非メタロセン系遷移金属化合物の量は、一般に0.01〜10
0 ミリモル、好ましくは0.01〜50ミリモル、特に好まし
くは0.05〜20ミリモルである。
【0055】上記のような触媒において、非メタロセン
系遷移金属化合物と有機金属化合物とは、原子比(遷移
金属原子/有機金属化合物に含まれる金属原子)で1〜
1000、好ましくは1〜200 の量比で含まれている。所望
に応じて添加される電子供与体の使用量は特に制限はな
いが、遷移金属原子1モルに対して、0.1 〜100 モル、
好ましくは1〜10モル程度であることが望ましい。
【0056】本発明に係るα-オレフィン重合体の製造
方法においては、上記のような触媒の存在下において、
プロピレン等の炭素数3以上のα-オレフィンを重合を
行なう。
【0057】上記のような触媒を用いてのα-オレフィ
ンの重合は、通常、気相あるいは溶解重合、スラリー状
態で行なわれる。重合がスラリー重合あるいは溶解重合
の反応形態を採る場合、反応溶媒としては、不活性炭化
水素を用いることもできるし、反応温度において液状の
オレフィンを用いることもできる。
【0058】この際用いられる不活性炭化水素媒体とし
ては、具体的には、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油な
どの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサ
ン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素、ベン
ゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、エチ
レンクロリド、クロルベンゼンなどのハロゲン化炭化水
素、あるいはこれらの接触物などを挙げることができ
る。これらの不活性炭化水素媒体のうちでは、とくに脂
肪族炭化水素を用いることが好ましい。
【0059】重合系内においては、触媒は、重合容積1
リットル当り遷移金属原子に換算して、通常は約0.001
〜50ミリモル、好ましくは約0.01〜10ミリモルの量で用
いられる。また、有機金属化合物は、重合系中の遷移金
属原子1モルに対し、有機金属化合物に含まれる金属原
子が、通常約1〜1000モル、好ましくは約2〜200 モル
となるような量で用いられる。
【0060】重合時に、水素を用いれば、得られる重合
体の分子量を調節することができ、メルトフローレート
の大きい重合体が得られる。オレフィンの重合温度は、
通常、約−50〜200 ℃、好ましくは約20〜100℃に、圧
力は、通常、常圧〜100kg/cm2 、好ましくは約2〜
50kg/cm2 に設定される。重合は回分式、半連続式、
連続式の何れの方法においても行なうことができる。さ
らに重合を、反応条件を変えて2段以上に分けて行なう
こともできる。
【0061】このような重合系内において、上記触媒
は、該非メタロセン系遷移金属化合物の担体担持固体触
媒が該有機金属化合物との接触においてクラスターを形
成し難いことが好ましい。なお、クラスターを形成し難
いとは、たとえばチタン系触媒成分の場合、ESRによ
って測定されるTi3+の全Tiに対する比すなわちTi
3+(ESR)/Ti(total) の値と、該触媒成分にピリジン蒸
気を吸着させた後のTi 3+(ESR)/Ti(total) の値との
比が0.2〜1、好ましくは0.5〜1であることによ
り評価することができる。
【0062】ESRの測定は、たとえばVarian E-12 型
ESR測定装置を用い、内径3mmの石英製チューブ中室温
にて変調周波数100KHzで行なわれる。このとき3価のチ
タン原子の定量と、g値の決定のための基準物質とし
て、1,1-ジフェニル-2-ピクリルヒドラジン(DPPH)と2
価のMnイオンをドープしたMnOがそれぞれ用いられ
る。
【0063】従来の触媒系では、重合系内においてクラ
スターが多量に形成されていることが確認されている
が、上記のような触媒を用いての触媒系ではクラスター
が形成されていないか、あるいは形成されているとして
もごく僅かである。このようなクラスターが形成し難い
触媒系でα-オレフィンの重合を行なうと、理由は定か
ではないが、特異な立体構造を有するα-オレフィン重
合体が得られる。
【0064】なお、重合に先立って触媒に予備重合処理
を施しておいてもよい。上記のような触媒を用いて、上
記のような条件でα-オレフィンの重合を行なうことに
より得られるα-オレフィン重合体は、上記要件(a)
および(b)を満たすか、あるいは要件(c)を満た
す。
【0065】上記要件(a)、(b)、(c)は次のよ
うな方法に従った13C核磁気共鳴スペクトルの測定結果
に基づき算出する。すなわちポリマー濃度10重量%以
下、好ましくは5重量%の1,2,4-トリクロロベンゼン/d
6-ベンゼン=9/1 重量比の混合溶液を用い、67.20MHz、
120 ℃にて測定することによって求める。測定装置とし
ては、たとえば日本電子製JEOL−GX270NMR
測定装置が用いられる。
【0066】NMRスペクトルの解析は、リンデンマン
アダムスの提案(Analysis Chemistry 43, p1245 (197
1) )に基本的に従い帰属した。次に各要件に関し、ポ
リプロピレンの場合を例に述べる。
【0067】30〜32ppm に現れるピークをTβγに、28
〜30ppm に現れるピークをTββにそれぞれ帰属した。
また35〜38ppm に現れるピークをTαβに、38〜40ppm
に現れるピークをTαγにそれぞれ帰属した。
【0068】要件(a)において、(Tβγ+Tαγ)
の(Tββ+2Tβγ+Tαγ)に対する強度比あるい
は、(Tαβ+Tαγ)の(Tββ+2Tαβ+Tα
γ)に対する強度比は、一般に異種結合(1,2付加反
応に続き2,1付加反応が起こった場合や、2,1付加
反応に続き1,2付加反応が起こった場合に形成され
る。)存在割合を示す。本発明においては(Tβγ+T
αγ)の(Tββ+2Tαβ+Tαγ)に対する強度比
が0.001 以上であり、好ましくは0.01以上であり、より
好ましくは0.05以上であり、さらに好ましくは0.10以上
であり、特に好ましくは0.15以上である。
【0069】前述したように公知のチタン系触媒によっ
て得られるポリプロピレンでは、(Tβγ+Tαγ)の
(Tββ+2Tαβ+Tαγ)に対する強度比は、通常
0.001未満である。すなわちインバージョンがほぼ
おこっておらず異種結合も存在しない。
【0070】また、TβγのTαγに対する強度比(T
βγ/Tαγ)は、α-オレフィン重合体の特殊な構造
を規定するために本発明者らが提案したパラメーターで
あり、1,2(2,1)付加反応に続き2,1(1,
2)付加反応が起こった後にさらに続けて2,1(1,
2)付加反応が起こる回数と、1,2(2,1)付加反
応に続き、2,1(1,2)付加反応が起こった後に、
また1,2(2,1)付加反応が起こる回数の比を示す
パラメーターである。
【0071】前述した固体触媒として、「Ti、Zr、
Hf、NbおよびTaから選ばれる少なくとも1種の非
メタロセン系の遷移金属化合物が固体担体に担持されて
なる固体触媒」を用いる場合には、TβγのTαγに対
する強度比(Tβγ/Tαγ)およびTαβのTαγに
対する強度比(Tαβ/Tαγ)は、2以上であり、好
ましくは4以上であり、より好ましくは5以上であり、
さらに好ましくは6以上であり、特に好ましくは10以
上である。
【0072】また、固体触媒として、「非メタロセン系
のバナジウム化合物が固体担体に担持されてなる固体触
媒」を用いる場合には、TβγのTαγに対する強度比
(Tβγ/Tαγ)およびTαβのTαγに対する強度
比(Tαβ/Tαγ)は、6以上であり、好ましくは7
以上であり、より好ましくは8以上であり、さらに好ま
しくは9以上であり、特に好ましくは10以上である。
【0073】なお、TβγやTαβに帰属されるピーク
が明らかに存在するのに対し、Tαγに帰属されるべき
ピークがノイズ内に隠れるなどして識別できないことも
あるが、この場合、TβγのTαγに対する強度比ある
いはTαβのTαγに対する強度比は、∞とみなされ
る。
【0074】なおTαβのピーク強度は、理論上Tβγ
とほぼ同値であるので、(Tβγ+Tαγ)/(Tββ
+2Tαβ+Tαγ)値と(Tαβ+Tαγ)/(Tβ
β+2Tαβ+Tαγ)値、およびTβγのTαγに対
する強度比とTαβのTαγに対する強度比とは同値で
あり、また(Tβγ+Tαγ)/(Tββ+2Tαβ+
Tαγ)値は(Tαβ+2Tαγ+Tβγ)/2(Tβ
β++Tβγ+Tαβ+Tαγ)値等で評価することも
可能である。
【0075】公知のチタン系触媒によって得られるポリ
プロピレンでは、(Tβγ+Tαγ)の(Tββ+2T
αβ+Tαγ)に対する強度比が0.001 未満である。ま
た前述したジルコノセンやハフノセン系の触媒では、T
βγのTαγに対する強度比が1.5 以下であり、したが
って1,2付加反応に続き2,1付加反応が起こった
後、再び1,2付加反応に戻る確率は、2,1付加反応
が起こる確率に比べて高いと考えられる。またバナジウ
ム系触媒で得られるポリプロピレンについても、2,1
付加反応に続き1,2付加反応が起こった後に再び2,
1付加反応に戻る確率は、1,2付加反応に戻る確率に
比べて高いと考えられる。
【0076】また上記α-オレフィン重合体の135℃のデ
カリン中で測定される全ポリマーの極限粘度[η]は0.
001〜30dl/gであり、好ましくは0.01〜10dl/gであ
り、特に好ましくは0.05〜5dl/gである。特にα-オ
レフィン重合体がポリプロピレンである場合にも上記と
同様である。
【0077】また上記α-オレフィン重合体の沸騰ヘプ
タン抽出残渣で示されるアイソタクチックインデックス
(II)は特に制限はされないが好ましくは40%以下、
さらに好ましくは25〜0%である。特にα-オレフィン
重合体がポリプロピレンである場合も上記と同様であ
る。
【0078】また本発明に係るα-オレフィン重合体の
分子量分布は、GPC測定によるMw/Mnの値におい
て、2以上であり、好ましくは3以上であり、より好ま
しくは4以上であり、特に好ましくは5以上である。G
PCの測定は混合ポリスチレンゲルカラム(106−103
pore size)を用い、たとえばWater Associates の
モデルALC/GPC 150Cを使用して、オルソ−
ジクロロベンゼンを溶媒として135 ℃で行なうことがで
きる。
【0079】このような特異な立体構造を有するα-オ
レフィン重合体は、従来のα-オレフィン重合体に比べ
て透明性に優れ、破断点伸びに優れるなどエラストマー
としての用途が期待できる。
【0080】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、特異な立体構造を有するα-オレフィン重合体の製
造方法を提供することが可能になり、α-オレフィン重
合体の用途を一層拡大できる。
【0081】
【実施例】以下本発明を実施例によって説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0082】
【実施例1】 [触媒の調製]800 ℃で3時間焼成したシリカゲル(富
士デビソン社製F952)3gを20ミリモルの四塩化チ
タンを含む20mlのヘプタン溶液中に投入し、3時間室温
下で混合した。ろ過にて固体部を採取し、ヘプタンにて
数回洗浄した後、固体部を60℃減圧下で3時間乾燥し、
TiCl4/SiO2触媒を得た。
【0083】Ti含有量は2.2 重量%であった。 [触媒の前処理]トリイソブチルアルミニウム0.2 ミリ
モルを含むヘプタン溶液10mlを−78℃に冷却しつつ、T
iCl4/SiO2触媒をTi原子換算で0.1 ミリモル添
加した後、ヘプタンで洗浄し、トリイソブチルアルミニ
ウム処理触媒を得た。 [重 合]内容積100 mlの反応器にヘプタン25mlおよび
プロピレン0.3 モルを仕込んだ後、上記TiCl4/S
iO2触媒処理物をTi原子換算で0.1 ミリモル添加
し、40℃で1時間重合を行なった。重合は10%の塩酸メ
タノール液を加えることにより停止した。
【0084】得られたポリマーをSiO2担体から分離
するために沸騰o-ジクロロベンゼンにて10時間にわた
って抽出を行なった。 [分 析]ポリマーの13C−NMRは、JEOL GX
−270を用い、67.20MHz、120℃にて測定した。NM
R測定用サンプルは、1,2,4-トリクロロベンゼン/d6-ベ
ンゼン=9/1 重量比の混合溶媒の溶液としポリマー濃度
は10重量%以下とした。
【0085】測定結果を表1に示す。また、クラスター
の形成性を、ピリジンベーパーの吸着前後において、E
SRによって測定されるTi3+の全Tiに対する比Ti
3+(ESR)/Ti(total) の変化を求めることにより評価し
た。
【0086】評価結果を表1に示す。
【0087】
【表1】

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ti、Zr、Hf、NbおよびTaから
    選ばれる少なくとも1種の非メタロセン系の遷移金属化
    合物が固体担体に担持されてなる固体触媒と有機金属化
    合物とからなるオレフィン重合用触媒の存在下に、 炭素数3以上のα-オレフィンを重合し、 下記要件を充足するα-オレフィン重合体を製造するこ
    とを特徴とするα-オレフィン重合体の製造方法; (a)該α-オレフィン重合体の13C−NMRスペクト
    ルにおけるTαβ、Tαγ、Tββ、Tβγの強度が下
    記式(1)または(2)を満たし; 【数1】 【数2】 (b)該α-オレフィン重合体の13C−NMRスペクト
    ルにおけるTβγのTαγに対する強度比が2以上であ
    るか、またはTαβのTαγに対する強度比が2以上で
    ある。
  2. 【請求項2】 非メタロセン系のバナジウム化合物が固
    体担体に担持されてなる固体触媒と有機金属化合物とか
    らなるオレフィン重合用触媒の存在下に、 炭素数3以上のα-オレフィンを重合し、 下記要件を充足するα-オレフィン重合体を製造するこ
    とを特徴とするα-オレフィン重合体の製造方法; (a)該α-オレフィン重合体の13C−NMRスペクト
    ルにおけるTαβ、Tαγ、Tββ、Tβγの強度が下
    記式(1)または(2)を満たし; 【数3】 【数4】 (b)該α-オレフィン重合体の13C−NMRスペクト
    ルにおけるTβγのTαγに対する強度比が6以上であ
    るか、またはTαβのTαγに対する強度比が6以上で
    ある。
  3. 【請求項3】 前記炭素数3以上のα-オレフィンがプ
    ロピレンであることを特徴とする請求項1または2に記
    載のα-オレフィン重合体の製造方法。
  4. 【請求項4】 Ti、Zr、Hf、NbおよびTaから
    選ばれる少なくとも1種の非メタロセン系の遷移金属化
    合物が固体担体に担持されてなる固体触媒と有機金属化
    合物とからなるオレフィン重合用触媒の存在下に、 炭素数3以上のα-オレフィンを重合し、 下記要件を充足するα-オレフィン重合体を製造するこ
    とを特徴とするα-オレフィン重合体の製造方法; (c)該α-オレフィン重合体の13C−NMRスペクト
    ルにおけるTαβ、Tαγ、Tββ、Tβγの強度が下
    記式(3)または(4)を満たす。 【数5】 【数6】
  5. 【請求項5】 非メタロセン系のバナジウム化合物が固
    体担体に担持されてなる固体触媒と有機金属化合物とか
    らなるオレフィン重合用触媒の存在下に、 炭素数3以上のα-オレフィンを重合し、 下記要件を充足するα-オレフィン重合体を製造するこ
    とを特徴とするα-オレフィン重合体の製造方法; (c)該α-オレフィン重合体の13C−NMRスペクト
    ルにおけるTαβ、Tαγ、Tββ、Tβγの強度が下
    記式(3)または(4)を満たす。 【数7】 【数8】
  6. 【請求項6】 前記炭素数3以上のα-オレフィンがプ
    ロピレンであることを特徴とする請求項4または5に記
    載のα-オレフィン重合体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104610479A (zh) * 2013-11-05 2015-05-13 中国石油化工股份有限公司 用于乙烯聚合的负载化茂金属催化剂及其制备方法和应用

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