JPH05255438A - α−オレフィン重合用担体触媒の製造方法 - Google Patents
α−オレフィン重合用担体触媒の製造方法Info
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- JPH05255438A JPH05255438A JP4265116A JP26511692A JPH05255438A JP H05255438 A JPH05255438 A JP H05255438A JP 4265116 A JP4265116 A JP 4265116A JP 26511692 A JP26511692 A JP 26511692A JP H05255438 A JPH05255438 A JP H05255438A
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Abstract
る、好ましい粒体形状を示すエチレン単独重合体、共重
合体を製造するための担体触媒を提供する。 【構成】 (1)鉱酸水溶液流中に、ナトリウムもしく
はカリウム水ガラス溶液を導入し、生成するシリカヒド
ロゾルを液滴状となるように気相媒体中に噴霧し、固化
ヒドロゲル化させ、生成ヒドロゲルを事前エージングな
しに洗浄して塩から遊離し、生成ヒドロゲルを乾燥して
担体ゲルを形成、粉砕、分別してシリカ含有担体ゲルを
まず調製し、(2)担体ゲル(1)に三酸化クロムもし
くは次工程(3)の条件下に三酸化クロムに転化し得る
クロム化合物を負荷させ、(3)クロム分含有担体ゲル
(2)を10容量%以上の割合の酸素を含有するた無水
気体流中において400から1100℃の温度で10か
ら1000分間にわたって加熱する、α−オレフィン重
合用担体触媒の製造方法。
Description
しめられている鉱酸水溶液流中に、液流長手方向および
接線方向においてナトリウムもしくはカリウム水ガラス
溶液を導入し、生成するシリカヒドロゾルを液滴状とな
るように気相媒体中に噴霧し、固化ヒドロゲル化させ、
生成ヒドロゲルを事前エージングなしに洗浄して塩から
遊離し、(1.2)必要に応じてヒドロゲル中に存在す
る30重量%を超えない水分を、少なくとも1種類のC
1 −C4 アルコールあるいはC3 −C5 ケトンでヒドロ
ゲル(1.1)から抽出し、(1.3)生成ヒドロゲル
(1.1)もしくは(1.2)を乾燥して担体ゲルの形
成をもたらし、(1.4)生成する担体ゲル(1.3)
を粉砕し、粒度に応じて分別することによりシリカ含有
担体ゲルをまず調製し、 (2)担体ゲル(1)に三酸化クロムもしくは次工程
(3)の条件下に三酸化クロムに転化し得るクロム化合
物を負荷させ、クロム分含有担体ゲルを得、 (3)クロム分含有担体ゲル(2)を10容量%以上の
割合の酸素を含有するた無水気体流中において400か
ら1100℃の温度で10から1000分間にわたって
加熱する、α−オレフィン重合用担体触媒の製造方法に
関するものである。
れる、高分子量エチレン単独重合体および共重合体製造
用の新規担体触媒ならびにこの新規触媒により製造され
るエチレン単独重合体および共重合体に関する。
触媒は、新規改良部分を除いてヨーロッパ特許出願公開
429937号公報に記載されている。この公知方法で
は、工程(1.1)もしくは(1.2)において得られ
るヒドロゲル粒子を180℃を超えない温度、13.3
ミリバールの減圧下に、最早重量損失をもたらさなくな
る迄乾燥することが必要である。この乾燥には一般に数
時間を必要とする。
重合用担体触媒は、少量のC3 −C12−α−オレフィン
重合体を含有するエチレン単独重合体および共重合体を
もたらし、これは良好な低温衝撃強さ、良好な処理特性
および好ましいポリマー粒体形状を示す。しかしなが
ら、市場はさらに担体触媒およびエチレン単独、共重合
体の改善を求めて止まない、この市場の要求にかんがみ
て、良好な処理特性に悪影響をもたらすことなく、適当
な分子量のエチレン単独、共重合体の低温衝撃強さをさ
らに増大させる必要が認められた。その目的は例えばロ
ールミルないし押出し処理による重合体の均質化を経た
後にのみもたらされ得る耐衝撃性を有する成形体を、重
合体製造時に得られる重合体粒から製造し得るようにす
ることであった。また重合体粒の好ましい形態をそのま
ま保持することも意図された。また経済的理由から、担
体触媒の生産性の増大も必要であるとされた。
高分子量の、特に強靭で容易に加工処理し得る、好まし
い粒体形状を示すエチレン単独重合体、共重合体を製造
するために、ことに適当な新たな担体触媒を、特に簡単
に信頼し得る態様で製造し得る方法を提供することであ
る。
パ特許出願公開429937号の公知方法から出発し
て、担体触媒の製造に必要なヒドロゲルの乾燥態様を、
予想し得なかった態様に変更することにより達成され得
ることが本発明者らにより見出された。従来技術にかん
がみて、本発明方法において採用されるような高い乾燥
温度が、全く不利な結果をもたらさず、有利な結果をも
たらすのみであったことはまことに意外なことである。
溶液流中に、液流長手方向および接線方向においてナト
リウムもしくはカリウム水ガラス溶液を導入し、生成す
るシリカヒドロゾルを液滴状となるように気相媒体中に
噴霧し、固化ヒドロゲル化させ、生成ヒドロゲルを事前
エージングなしに洗浄して塩から遊離し、(1.2)必
要に応じてヒドロゲル中に存在する30重量%を超えな
い水分を、少なくとも1種類のC1 −C4 アルコールあ
るいはC3 −C5 ケトンでヒドロゲル(1.1)から抽
出し、(1.3)生成ヒドロゲル(1.1)もしくは
(1.2)を乾燥して担体ゲルの形成をもたらし、
(1.4)生成する担体ゲル(1.3)を粉砕し、粒度
に応じて分別することによりシリカ含有担体ゲルをまず
調製し、 (2)担体ゲル(1)に三酸化クロムもしくは次工程
(3)の条件下に三酸化クロムに転化し得るクロム化合
物を負荷させ、クロム分含有担体ゲルを得、 (3)クロム分含有担体ゲル(2)を10容量%以上の
割合の酸素を含有するた無水気体流中において400か
ら1100℃の温度で10から1000分間にわたって
加熱する、α−オレフィン重合用担体触媒の製造方法で
あって、工程(1.1)もしくは(1.2)において生
成するヒドロゲルを、工程(1.3)において入口温度
200から600℃のファストドライヤーにより300
秒を超えない時間で乾燥することを特徴とする方法であ
る。
−オレフィン重合用の新規担体触媒も本発明の対象であ
る。
するが、α−オレフィン重合用の担体触媒を製造する新
規方法を、以降単に新規方法と略称する。また同じ理由
からα−オレフィン重合用の新規担体触媒を以降新規担
体触媒と略称する。
(工程1)から出発する。
278号公報に開示されているシリカヒドロゲルがまず
調製される(工程1.1)。この公知のシリカヒドロゲ
ルは、一般的に10から25重量%(シリカもしくは酸
化アルミニウム珪素として計算)の固体分を含有する。
概して球状をなし、粒径は1から8mmであって、角運
動量に服せしめられている鉱酸水溶液流中に、液流長手
方向、接線方向においてナトリウムもしくはカリウム水
ガラスを導入し、生成するシリカヒドロゾルを液滴状と
なるように気相媒体中に噴霧し、固化ヒドロゲル化さ
せ、生成ヒドロゲルを事前エージングなしに洗浄して塩
から遊離して得られる。
いてもよい。アルミニウムイオンが鉱酸中に在る場合に
は、担体ゲル(1)のAl2 O3 分が1から15重量%
となるような量で使用される。
%を超えないように抽出され得る。この目的のためには
有機溶媒を使用するのが好ましく、ことにメタノール、
エタノール、イソプロパノール、t−ブタノールのよう
なC1 −C4 アルコール、アセトン、ブタノンのような
C3 −C5 ケトンあるいはこれら溶媒の混合物が好まし
い。抽出によりヒドロゲル中の水分が0.1から30重
量%、ことに1から20重量%抽出されるのが好まし
い。水の抽出は方法に関して特徴がなく、カラム抽出装
置のような公知慣用装置で抽出される。なお、分離する
ことなく行われ得るのであれば、50容量%までの水を
抽出前に溶媒に添加するのが抽出上有利である。ヒドロ
ゲル中の水分の30重量%を超えない抽出限度は、液
量、抽出温度、抽出時間などの方法パラメータにより制
御され得る。
られるヒドロゲルは、本発明方法により200から60
0℃の入口温度のファストドライヤーにより300秒を
超えない時間で乾燥される(工程1.3)。
は300秒を超えてはならない。これより長い乾燥時間
を採用することも可能ではあるが、これによりヒドロゲ
ル粒体に予測し難い態様で恒久的損傷を与え、使用不能
の担体ゲル粒体をもたらす。従って300秒は方法的に
可能であっても、超えてはならない上限である。本発明
においては、60秒以下の乾燥時間を使用するのが好ま
しい。これによりことに信頼し得る態様で、秀れた挙動
特性を有する担体ゲル粒体をもたらし得るからである。
10秒より短い乾燥時間がさらに有利である。このよう
な短い乾燥時間で形成される担体ゲル粒体が本発明の目
的にことに適するからである。
口温度は200から600℃である。一般的にこれ以上
の高温を使用するのは好ましくない。これにより乾燥時
間を短くすることもできず、また担体ゲル粒体の挙動特
性をさらに良好ならしめることもないからである。逆に
これ以上の高温は好ましくない焼結を開始する。しかし
ながら200℃以下の温度は推奨し得ない。これにより
可変的含水分を有する担体ゲル粒体をもたらすからであ
る。従って、乾燥温度は200から600℃の範囲が好
ましく、この範囲内で適宜選択して、他の特定方法パラ
メータに適合させ得る。この範囲内でも、ことに350
から450℃の温度がことに好ましい。この範囲の入口
温度が本発明方法の結果に特に有利な効果を与えるから
である。
ドライヤーが使用される。これは公知慣用の、ニューマ
チックないしチューブドライヤーでも、流動床ドライヤ
ーでもあるいはマイクロウェーブドライヤーでもよい
が、チューブドライヤーを使用するのが特に有利であ
る。これは一般的に5メートルあるいはそれ以上の長
さ、40から150mmの管径を有する。これらチュー
ブドライヤーは、燃焼ガスないし高熱空気100から3
000kg/h、ことに800から2000kg/hの
スループットで稼働する。乾燥されるべきヒドロゲル
は、チューブドライヤーの管中に横方向から導入される
のが有利であって、貫流する気体により引込まれる。気
体はチューブドライヤー中を直線的にあるいは接線状に
流れて滞留時間が調整され得る。乾燥処理の間に生成す
る担体ゲル(1)は、サイクロンのような公知慣用の分
離装置により、チューブドライヤー流温度に分離され
る。
は、公知慣用の粉砕装置で粉砕され、次いで篩により分
級される(工程1.4)。
μm、ことに1から300μmの粒径を有するのが好ま
しい。担体ゲルはまた100から1000m2 /g、こ
とに200から600m2 /gの表面積、0.5から
1.5cm3 /g、ことに0.8から1.3cm3 /g
の孔隙容積を有するのが好ましい。一般的に孔隙半径は
40から80Å、ことに45から65Åである。
は、新規触媒を製造するために極めて有用である。
ル粒体に、工程(2)において、例えば西独特許出願公
告2540278号あるいは公開3640802号に記
載されているような公知方法により、三酸化クロムある
いはその後の工程(3)の条件下(後に詳述する)にお
いて三酸化クロム転化されるようなクロム化合物を負荷
させる。これは担体ゲル(1)対クロムの重量割合が1
00:0.1対100:10、ことに100:0.3か
ら100:3となるように行われる。
もしくは工程(3)の条件下に三酸化クロムに転化され
得るクロム化合物溶液中に懸濁せしめられ、懸濁液の液
状組成分、例えばアルコールおよび/あるいはケトン、
さらに必要に応じて水を懸濁液の均質化混合と共に蒸発
させることにより負荷させるのが好ましい。この場合温
度は20から150℃、圧力は10ミリバールから1バ
ールに維持するのが好ましい。クロム含有担体ゲル
(2)が、若干の残留水分を含有しているのが好ましい
ことは実証されているが、蒸発組成分が担体ゲル(2)
に対して20重量%以上、ことに10重量%以上残留し
てはならない。
当なクロム化合物は、3価クロムと有機、無機の酸の
塩、例えばクロムアセテート、オキサレート、スルフェ
ート、ニトレートおよびクロムアセチルアセトネートの
ような3価クロムのキレートである。これらのうち、工
程(3)の条件下において完全に三酸化クロムに転化さ
れ得る化合物が好ましい。これらのうち、クロム(II
I)ニトレート−9−ヒドレートを使用するのが最も有
利である。
て、無機弗化物含有化合物も工程(1)において得られ
る担体ゲルに負荷させ得る。この化合物の例としては、
リチウム、ナトリウム、カリウムの弗化物と、アンモニ
ウム、ナトリウム、カリウムのヘキサフルオロシリケー
トが挙げられるが、アンモニウムヘキサフルオロシリケ
ートがことに好ましい。無機弗化物含有化合物は水溶液
からあるいは固体分として負荷せしめられる。その負荷
量は、クロム含有担体ゲル粒体(2)の弗化物含有分が
0.1から3.2重量%となるようにするのが好まし
い。
含有担体ゲル(2)が活性化される。この活性化は方法
的に特殊なものではなく、例えば西独特許出願公開15
20467号公報に記載されているような方法で行われ
得る。クロム含有担体ゲル(2)は、10容量%以上の
酸素を含有する無水気体流中において、400から11
00℃、ことに500から800℃において、10から
1000分間、ことに150から750分間加熱される
のが好ましい。次いで室温で冷却して新規担体触媒が得
られる。
は複数種類の上述した無機弗化物含有化合物を、残存ク
ロム含有担体ゲル粒体(2)あるいは新規担体触媒粒体
に、公知慣用の方法により、新規担体触媒量に対して5
重量%を超えない量で施すこともできる。この弗化物は
固体分として施すのが好ましい。
クロム分を0.5から3.0重量%、ことに0.7から
1.5重量%含有するのが好ましく、そのまま直ちに周
知の各方法でα−オレフィンを重合するのに使用され得
る。
的懸濁重合法か、あるいは撹拌床もしくは流動床におけ
る乾式重合法かを問わず、新規担体触媒は、これまでに
知られているこの種の担体触媒より秀れており、秀れた
挙動特性を有するα−オレフィン重合体をもたらす。新
規担体触媒は、モノマーを70から150℃の温度、2
から150バールの圧力で重合させることにより、少量
の重合されたC3 −C12−α−モノオレフィンを含有す
る粒状のエチレン単独重合体もしくは共重合体を製造す
るのに特に適する。これにより得られる重合体は、高分
子量を有し、3.0から6.0dl/gの限定粘度、こ
とに高い靭性、良好な処置特性および極めて良好な粒体
形態特性を特徴とする。一般的にそのメルトフローイン
デックス(190℃、2.16kp)は、0.01から
0.5g/分であり、高負荷(190℃、21.6kp
の場合)は1.0から20g/10分であり、50から
200のメルトフロー率をもたらす。しかしながら、こ
の新規担体触媒は、上述した重合方法において従来技術
に対して著しく高い生産性を示す。この新規担体触媒を
使用して製造されたαオレフィン重合体は、フィルムの
製造ならびにフィルムブローイングおよびブローモール
ディングによる成形体の成形に特に適当である。事前の
均質化処理をすることなく、生成重合体粒体から直接製
造した成形体でも、著しく高い衝撃耐性を示す。さら
に、新規担体触媒を使用して製造されたエチレン単独重
合体および共重合体は、危険な材料用の容器を製造に極
めて有利である。
るエチレン重合 (実験方法) (1.1)担体ゲル(1)の調製 担体ゲル(1)を調製するため、米国特許387221
7号明細書の図面に示されているような、以下に示され
る寸法の混合ノズルを使用した。プラスチックパイプで
形成された円筒状混合室の直径は14mm、混合室(次
の混合圏を含めて)の長さは350mmとした。鉱酸用
の4mm径の接線方向導入口を混合室の端分に近い入口
側近くに設けた。同様に4mmの直径を有し、同じ導入
方向を有するさらに4個の水ガラス溶液用の導入口を、
混合室の長手方向で測って、30mmずつ離して設け
た。従って1次混合圏の長さ対直径比は約10、隣接す
る2次混合圏のこの比は15に設定された。扁平でやや
肝臓形状になされたパイプ横断面が、このプラスチック
パイプの排出端部において噴霧口を形成する。
約3バールの圧力下、20℃において毎時325l、同
様に1l当たり1.2kgの重量を有する水ガラス溶液
(27重量%のSiO2 と8重量%のNa2 Oを水で希
釈した工業的規格の水ガラスから調製)を約3バールの
圧力下、20℃において毎時1100lを給送した。混
合室内においてはpH7から8の不安定なヒドロゾルが
連続的中和により形成され、ノズル噴霧口から液状ジェ
ットとして大気中に噴霧される前に、ヒドロゾルは2次
混合圏になお0.1秒残留して完全に均質化された。噴
霧された液状ジェットは大気中において表面張力により
個々の液滴に分断され、約1秒間の飛行中に固化し、球
状粒体になされた。この球状は平滑な表面を示し、ガラ
スの様に透明であって、以下の粒度分布を示した。
洗浄塔内において、約50℃のわずかにアンモニア性の
水の向流によりエージングすることなく洗浄して塩を除
き、捕集した。
下の粒径とし、粉砕ヒドロゲルを長さ5m、直径8m
m、入口温度400℃のチューブドライヤーに給送し、
この温度における滞留時間2秒間で乾燥した。生成担体
ゲル(1)をサイクロンで分離し、再び粉砕して粒径1
から300μmの粒体を分級した。
トレート−9−ヒドレートの4.1%エタノール溶液4
0lを二重円錐形混合機に給送し、外周を水蒸気で加熱
した混合機を回転させ、減圧下にエタノールを蒸散させ
た。
(2)を、空気貫流流動床において600℃で6時間加
熱し、冷却した。冷却中、温度が140℃まで降下した
とき、流動床に窒素ガスを吹付け、重合の障害となる残
存酸素を除去した。
分析により2×10-4モル/gのクロム分を含有するこ
とが確認された。
レンの重合 エチレンの重合は、公知慣用の6m3 の容積を有する巻
回パイプから成るループ反応装置により行われた。この
反応空間を45%濃度の重合体イソブタン溶液で充填し
た。この懸濁液をプロペラーポンプ(3000rpm)
で強力に撹拌して反応容器中に渦流が生ずるように循環
された。この間懸濁液は104.5℃に維持された。導
入され除去される懸濁媒体、すなわちイソブタンの量は
常に720kg/hとし、懸濁媒体に溶解されるエチレ
ンモノマーの量は11容量%に維持された。
定操作の間に900kg/hの重合体が取出されたが、
これは触媒1kg当たりポリエチレン8000kgに相
当する極めて高い触媒生産性に相当する。
負荷メルトフローインデックスを有し、高いかさ密度お
よび秀れた靭性を示した。この粒状重合体から得られた
成形体は、重合体均質化処理(ロールミルないし押出機
処理)の後でなければ達成されない秀れた低温耐衝撃性
を示した。
る。
体触媒の製造およびその使用によるエチレンの重合)本
発明による乾燥に代りに、粒径2から6mmのヒドロゲ
ル粒体を工程(1.1)で得られたヒドロゲル粒体から
分離し、180℃、10ミリバールの減圧下に8時間乾
燥し、上述条件下にもはや重量ロスが生じなくなるまで
30分間置いたほかは実施例1と同じ処理を反覆した。
kgの重合体および毎時760kgのイソブタンを10
5.2℃の重合温度で取出したほかは、実施例1と同様
に重合を行った。すなわち触媒の生産性は実施例1の場
合の約半分であった。後掲の表において、この対比例に
おけるポリエチレンの挙動特性と、実施例1および下記
実施例2における特性とが対比されるが、この対比から
公知方法で製造された担体触媒を使用して重合されたポ
リエチレンの諸特性が、新規方法で製造された新規担体
触媒を使用して重合されたポリエチレンの諸特性に及ば
ないことは明瞭である。
に375gのアンモニウムヘキサフルオロシリケートを
導入したほかは、実施例1の処理を反覆した。
℃の重合温度において毎時900kgの重合体および毎
時700kgのイソブタンを取出したほかは、実施例1
の重合処理を反覆した。この場合の触媒の生産性は実施
例1の場合を若干上回る。
される通り、従来の触媒によるエチレン重合の場合より
も明らかに秀れている。
Claims (1)
- 【請求項1】(1)(1.1)角運動量に服せしめられ
ている鉱酸水溶液流中に、液流長手方向および接線方向
においてナトリウムもしくはカリウム水ガラス溶液を導
入し、生成するシリカヒドロゾルを液滴状となるように
気相媒体中に噴霧し、固化ヒドロゲル化させ、生成ヒド
ロゲルを事前エージングなしに洗浄して塩から遊離し、 (1.2)必要に応じてヒドロゲル中に存在する30重
量%を超えない水分を、少なくとも1種類のC1 −C4
アルコールあるいはC3 −C5 ケトンでヒドロゲル
(1.1)から抽出し、 (1.3)生成ヒドロゲル(1.1)もしくは(1.
2)を乾燥して担体ゲルの形成をもたらし、 (1.4)生成する担体ゲル(1.3)を粉砕し、粒度
に応じて分別することによりシリカ含有担体ゲルをまず
調製し、 (2)担体ゲル(1)に三酸化クロムもしくは次工程
(3)の条件下に三酸化クロムに転化し得るクロム化合
物を負荷させ、クロム分含有担体ゲルを得、 (3)クロム分含有担体ゲル(2)を10容量%以上の
割合の酸素を含有するた無水気体流中において400か
ら1100℃の温度で10から1000分間にわたって
加熱する、α−オレフィン重合用担体触媒の製造方法で
あって、 工程(1.1)もしくは(1.2)において生成するヒ
ドロゲルを、工程(1.3)において入口温度200か
ら600℃のファストドライヤーにより300秒を超え
ない時間で乾燥することを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
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JP26511692A Expired - Fee Related JP3354970B2 (ja) | 1991-10-04 | 1992-10-02 | α−オレフィン重合用担体触媒の製造方法 |
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AT (1) | ATE140932T1 (ja) |
DE (2) | DE4132894A1 (ja) |
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