JPH059217A - オレフイン重合用触媒 - Google Patents

オレフイン重合用触媒

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JPH059217A
JPH059217A JP3158919A JP15891991A JPH059217A JP H059217 A JPH059217 A JP H059217A JP 3158919 A JP3158919 A JP 3158919A JP 15891991 A JP15891991 A JP 15891991A JP H059217 A JPH059217 A JP H059217A
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田 孝 藤
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 下記成分A及びBを接触させて得られるオレ
フィン重合用触媒。成分A :下記成分A〜Aの接触生成物 成分A:特定の細孔径、細孔容積、平均細孔径、平均
粒径を有するポリオレフィンパウダー 成分A:Ti、Mgおよびハロゲンを含有するチーグ
ラー型触媒用固体成分成分B :有機Al化合物 【効果】 触媒の担持状態を改良して、触媒の活性や立
体規則性能を低下させることなく、異物を含まない十分
な粒子径を持つ重合体を得ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】〔発明の背景〕
【産業上の利用分野】本発明は、オレフィン重合用触媒
に関するものである。更に詳しくは、本発明は、オレフ
ィン類の重合に適用した場合に高活性であり、高立体規
則性を有する大粒径の重合体の製造を可能とするオレフ
ィン重合用触媒に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来提案されているチタン、マグネシウ
ムおよびハロゲンを必須成分として含有する固体触媒成
分と有機アルミニウム化合物からなるオレフィン重合用
触媒は、高活性、高立体規則性能を発揮するが、一般に
得られる重合体の平均粒径が十分でないために、重合工
程の最終段階で造粒プロセスを経ることが必要とされて
いた。この造粒プロセスを省くことができれば大幅な製
造効率アップが達成されるので、製造コストを低下させ
ることができる。
【0003】また、溶媒を使用しない重合において、少
量のエチレンとの共重合を含む段階的重合法によってプ
ロピレンブロック共重合体を製造する時には、主として
プロピレン‐エチレン共重合体からなるゴム成分の重合
量が増加すると重合体粒子粘着による流動性の悪化が生
ずることが多く、運転操作上きわめて大きな問題とな
る。この問題は、重合体粒子が十分な粒径のものならば
改善されるものと考えられる。この問題が改善されると
いうことは、従来は製造が非常に困難あるいは製造がほ
とんど不可能と考えられていたゴム状共重合体含有割合
が高いブロック共重合体を容易に製造することができ
る、ということである。従って、上記目的を達成するた
めの、十分な粒径をもつ重合体粒子を与える、高活性、
高立体規則性の触媒系の開発が望まれている。
【0004】一般に、大粒径の粒状重合体を製造するに
あたっては、それに見合う粒子径を持った触媒が必要と
考えられている。マグネシウム化合物およびチタン化合
物を必須成分とする触媒の場合、上記の考えに基づくも
のの一つとして、十分な粒径を持つマグネシウム含有粒
子を製造して出発する方法が知られている。例えば、特
公昭61−45643号公報には、ジハロゲン化マグネ
シウム化合物を溶融させ、希望の粒子状態に噴霧して造
粒する方法が開示されている他、特開昭55−2959
1号公報には、ジハロゲン化マグネシウムとアルコール
から成る溶融物を不活性媒体と共にエマルジョンにし、
それを冷却固化することで希望の粒子状態にする方法が
開示されている。
【0005】しかしながら、これら上記の提案は、設備
面のコスト負担が大きく、また、得られる触媒について
は、十分な粒径のマグネシウム含有粒子を含む触媒当た
りの活性が低いため、まだ改良されるべき点が存在する
と思われる。別の方法としては、予めジハロゲン化マグ
ネシウム含有粒子以外の十分な粒径をもつ担体となるべ
き粒子を別途用意し、それに触媒を担持させて希望の粒
子径をもつ触媒を製造する方法があって、例えば特開平
1−98604号公報や特開平2−97508号公報等
に開示されている。しかし、これらの触媒も、担体粒子
を含む触媒当たりの活性が十分でなかったり、また、担
体となる粒子の選択によっては、そのものが成形時フィ
シュ・アイ等の問題を起こす原因となりうると思われ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記のような従来の技術にみられた諸問題
に解決を与えることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
〔発明の概要〕 <要旨>本発明は、上記の点に解決を与えることを目的
とし、特定の触媒担持用担体を使用することによってこ
の目的を達成しようとするものである。すなわち、本発
明によるオレフィン重合用触媒は、下記の成分(A)お
よび(B)を接触させて得られたものであること、を特
徴とするものである。成分(A) 下記の成分(A)〜(A)の接触生成
物、 成分(A):ポロシメータで測定した細孔径の分布が
75〜10000オングストロームの範囲内にあり、細
孔容積が0.1〜3.0cc/gであり、平均細孔径が3
00〜5000オングストロームである、平均粒径50
〜1000μmのポリオレフィンパウダー 成分(A):チタン、マグネシウム、ハロゲンを必須
成分として含有するチーグラー型触媒用固体成分成分(B) 有機アルミニウム化合物。
【0008】<効果>本発明のオレフィン重合用触媒
は、触媒担持用担体として十分な細孔容積を持つポリオ
レフィンパウダーを用いることで、触媒の担持状態が改
良され、担持用担体粒子を含む触媒当たりの活性や立体
規則性能を低下させることなく、異物を含まない十分な
粒子径を持つ重合体が得られ、公知触媒の問題点を解消
するものである。
【0009】これらの特色は、工業生産上きわめて有利
なことであり、触媒の特色として重要な点である。この
ような効果が発現する理由は未だ十分解明されてはいな
いが、本発明で使用する触媒担持用多孔質担体ポリオレ
フィンパウダーの細孔の形が理想的であることにより、
その担持用担体粒子内全体に固体触媒成分が吸着あるい
は析出するためと思われる。
【0010】本発明のオレフィン重合用触媒によって得
られる十分な粒径を持つ重合体は、工業生産上、重合後
処理工程から造粒プロセスの省略を可能にし、また、プ
ロピレンブロック共重合体製造の時には、ゴム状共重合
体の含有割合を増加させることができる。
【0011】〔発明の具体的説明〕 〔I〕オレフィン重合用触媒 本発明によるオレフィン重合用触媒は、特定の成分
(A)および(B)を接触させて得られたものである。
ここで、「接触させて得られた」ということは対象が挙
示のもののみであるということを意味するものではな
く、合目的的な他の成分の共存を排除しない。
【0012】<成分(A)>本発明での触媒の成分
(A)は、下記の成分(A)〜(A)の接触生成物
からなるものである。ここで「からなる」ということ
は、成分が挙示のもののみであるということを意味する
ものではなく、合目的的な第三成分(例えば任意成分
(詳細後記))の共存を排除しない。
【0013】<成分(A)>成分(A)は、粒径お
よび細孔径に関して所定の要件を満たすポリオレフィン
パウダーである。すなわち、成分(A)に使用される
ポリオレフィンパウダーは、ポロシメータ(具体的に
は、たとえば島津製作所社製のポアサイザ9310)で
測定した細孔径の分布が75〜10000オングストロ
ーム、好ましくは100〜5000オングストローム、
の範囲内、島津製作所社製のポアサイザ9310で測定
した細孔容積が0.1〜3.0cc/g、好ましくは0.
5〜2.5cc/g、の範囲内、島津製作所社製のポアサ
イザ9310で測定した平均細孔径が300〜5000
オングストローム、好ましくは500〜3000オング
ストローム、の範囲内、のものである。細孔容積が0.
1cc/g未満のもの、または(および)平均細孔径が3
00オングストローム未満のものは、触媒成分の担持量
が不十分となって、目的の生成物を得ることが困難であ
る。
【0014】また、このポリオレフィンパウダーは、平
均粒径が50〜1000μm、好ましくは100〜70
0μm、のものであるべきである。ここで、「平均粒
径」はポリオレフィンパウダー写真の画像解析によって
測定したもの、具体的には日本アビオニクス社製、「ス
ピカII」によって測定されたものである。ポリオレフィ
ンパウダーが過度に小粒径のものであると大粒径ポリマ
ー製造の効果が低下し、一方、過度に大粒径であると触
媒活性が充分でない傾向が大きくなる。
【0015】本発明の成分(A)に使用されるポリオ
レフィンパウダーの具体例としては、先ず炭素数2〜1
0、好ましくは2〜6、のα‐オレフィンの単独重合体
または共重合体、例えばエチレンの単独重合体、エチレ
ン‐プロピレン共重合体、プロピレンの単独重合体、エ
チレン‐ブテン‐1共重合体、エチレン‐ヘキセン‐1
共重合体、プロピレン‐ブテン‐1共重合体、プロピレ
ン‐ヘキセン‐1共重合体、プロピレン‐4‐メチルペ
ンテン‐1共重合体等を挙げることができる。
【0016】これらのオレフィンパウダーのうち好まし
いものは、エチレンの単独重合体または共重合体、プロ
ピレンの単独重合体または共重合体であり、特に好まし
いものはエチレンの単独重合体、プロピレン‐エチレン
共重合体、プロピレンの単独重合体である。
【0017】これらのポリオレフィンパウダーは、本発
明に従って、所定の多孔度を持つものでなければならな
い。本発明で規定する多孔度は、それが当該ポリマーの
形成時ないし重合時に実現されたものでないときは、溶
剤抽出、粉砕その他の手段によって、当該ポリマーに持
たせなければならない。希望するならば、この抽出によ
る多孔度化は、成分(A)の担持を不活性液状媒体共
存下に行なう際に(詳細後記)、当該液状媒体によって
含浸時に「その場で(in situ)」実現することもでき
る。
【0018】<成分(A)> 《基本的説明》成分(A)は、チタン、マグネシウム
およびハロゲンを必須成分として含有するチーグラー型
触媒用固体成分である。ここで「必須成分として含有す
る」ということは、挙示の三成分の外に合目的的な他元
素を含んでいてもよいこと、これらの元素はそれぞれが
合目的的な任意の化合物として存在してもよいこと、な
らびにこれら元素は相互に結合したものとして存在して
もよいこと、を示すものである。
【0019】チタン、マグネシウムおよびハロゲンを含
む固体成分そのものは公知のものである。例えば、特開
昭53−45688号、同54−3894号、同54−
31092号、同54−39483号、同54−945
91号、同54−118484号、同54−13158
9号、同55−75411号、同55−90510号、
同55−90511号、同55−127405号、同5
5−147507号、同55−155003号、同56
−18609号、同56−70005号、同56−72
001号、同56−86905号、同56−90807
号、同56−155206号、同57−3803号、同
57−34103号、同57−92007号、同57−
121003号、同58−5309号、同58−531
0号、同58−5311号、同58−8706号、同5
8−27732号、同58−32604号、同58−3
2605号、同58−67703号、同58−1172
06号、同58−127708号、同58−18370
8号、同58−183709号、同59−149905
号、同59−149906号各公報等に記載のものが使
用される。
【0020】本発明において使用されるマグネシウム源
となるマグネシウム化合物としては、マグネシウムハラ
イド、ジアルコキシマグネシウム、アルコキシマグネシ
ウムハライド、マグネシウムオキシハライド、ジアルキ
ルマグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウ
ム、マグネシウムのカルボン酸塩等があげられる。
【0021】また、チタン源となるチタン化合物は、一
般式Ti(OR4-n (ここでRは炭化水素残
基であり、好ましくは炭素数1〜10程度のものであ
り、Xはハロゲンを示し、nは0≦n≦4の数を示
す。)で表わされる化合物があげられる。具体例として
は、TiCl、TiBr、Ti(OC)Cl
、Ti(OCCl、Ti(OC
Cl、Ti(O−iC)Cl、Ti(O−n
)Cl、Ti(O−nCCl
Ti(OC)Br、Ti(OC)(OC
Cl、Ti(O−nCCl、Ti
(O−C)Cl、Ti(O−iC
、Ti(OC11)Cl、Ti(OC13
Cl、Ti(OC、Ti(O−nC
、Ti(O−nC、Ti(O−i
、Ti(O−nC13、Ti(O−
nC17、Ti〔OCHCH(C)C
などが挙げられる。
【0022】また、TiX′(ここで、X′はハロゲ
ンを示す)に後述する電子供与体を反応させた分子化合
物も用いることもできる。具体例としては、TiCl
・CHCOC、TiCl・CHCO
、TiCl・CNO、TiCl・CH
COCl、TiCl・CCOCl、TiCl
・CCO、TiCl・ClCOC
、TiCl・CO等があげられる。
【0023】ハロゲン源としては、上述のマグネシウム
及び(又は)チタンのハロゲン化合物から供給されるの
が普通であるが、アルミニウムのハロゲン化物やケイ素
のハロゲン化物、リンのハロゲン化物といった公知のハ
ロゲン化剤から供給することもできる。触媒成分中に含
まれるハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素又はこ
れらの混合物であってもよく、特に塩素が好ましい。
【0024】《改変》本発明に用いる固体成分は、上記
必須成分以外の他の成分の共存を排除しないことは前記
した通りである。本発明において共存可能な成分の代表
例としては、例えば下記の電子供与体、ケイ素化合物、
ビニルシラン化合物および有機アルミニウム化合物があ
る。
【0025】(i) 電子供与体 電子供与体(なお、このようにチーグラー型触媒の遷移
金属成分の調製時に加えられる電子供与体は、内部ドナ
ーと呼ばれることがある。)の具体例としては、アルコ
ール類、フェノール類、ケトン類、アルデヒド類、カル
ボン酸類、有機酸または無機酸類のエステル類、エーテ
ル類、酸アミド類、酸無水物類のような含酸素電子供与
体、アンモニア、アミン、ニトリル、イソシアネートの
ような含窒素電子供与体などを例示することができる。
【0026】より具体的には、(イ)炭素数1ないし1
8のアルコール類、例えばメタノール、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、ドデカノール、オクタデシルアルコール、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、イソプロピルベンジルアルコールなど、(ロ)ア
ルキル基を有してもよい炭素数6ないし25のフェノー
ル類、例えばフェノール、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、クミルフェノ
ール、ノニルフェノール、ナフトールなど、(ハ)炭素
数3ないし15のケトン類、例えばアセトン、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、ベンゾフェノンなど、(ニ)炭素数2ないし15の
アルデヒド類、例えばアセトアルデヒド、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、(ホ)炭素数2
ないし20の有機酸エステル類、例えばギ酸メチル、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、酢酸セロソルブ、プ
ロピオン酸エチル、酪酸メチル、吉草酸エチル、ステア
リン酸エチル、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、安息香酸セロソルブ、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、アニス酸エチル、エト
キシ安息香酸エチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブ
チル、フタル酸ジヘプチル、γ‐ブチロラクトン、α‐
バレロラクトン、クマリン、フタリド、炭酸エチレンな
ど、(ヘ)無機酸エステル類、例えばケイ酸エチル、ケ
イ酸ブチル、フェニルトリエトキシシランなどのケイ酸
エステル、(ト)炭素数2ないし15の酸ハライド類、
例えばアセチルクロリド、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、塩化フタロイル、イ
ソ塩化フタロイルなど、(チ)炭素数2ないし20のエ
ーテル類、例えばメチルエーテル、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、テトラヒドロフラン、アニソール、ジフェニルエー
テルなど、(リ)酸アミド類、例えば酢酸アミド、安息
香酸アミド、トルイル酸アミドなど、(ヌ)アミン類、
例えばメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、
トリブチルアミン、ピペリジン、トリベンジルアミン、
アニリン、ピリジン、ピコリン、テトラメチルエチレン
ジアミンなど、(ル)ニトリル類、例えばアセトニトリ
ル、ベンゾニトリル、トルニトリルなどのニトリル類な
ど、を挙げることができる。これら電子供与体は、二種
以上用いることができる。
【0027】これらの中で好ましいのは有機酸エステル
および酸ハライドであり、特に好ましいのはフタル酸エ
ステル、酢酸セロソルブエステルおよびフタル酸ハライ
ドである。
【0028】(ii)ケイ素化合物 次に、ケイ素化合物であるが、本発明では、一般式R
Si(OR4-p-q (ただし、Rは炭化水素
残基であり、RはRと同一かもしくは異なる炭化水
素残基であり、Xはハロゲンであり、pおよびqはそれ
ぞれ0≦p≦3および0≦q≦3であって、しかも0≦
p+q≦3である)で表わされるケイ素化合物である。
およびRは、それぞれ1〜20程度、好ましくは
1〜10、の炭化水素残基であることが好ましい。Xは
塩素が少なくとも経済性からいって好ましい。
【0029】その様なケイ素化合物の具体例としては、
(CH)Si(OCH、(CH)Si(OC
、(CSi(OCH、(n
−C11)Si(OCH、(C)Si
(OC、(n−C1021)Si(OC
、(CH=CH)Si(OCH、C
l(CHSi(OCH、Si(OCH
、Si(OCCl、(CSi
(OC、(C1735)Si(OCH
Si(OC、(C)Si(OCH
、Si(OCHCl、(CSi
(OCH、(C)(CH)Si(OCH
、(C)Si(OC、(C
Si(OC、NC(CHSi
(OC、(C)(CH)Si(OC
、(n−C)Si(OC
(CH)Si(OC、(C)(CH
)Si(OC
【0030】
【化1】
【0031】(CHCSi(CH)(OC
、(CHCSi(HC(CH
(OCH、(CHCSi(CH)(OC
、(CCSi(CH)(OCH
、(CH)(C)CH−Si(CH
(OCH、((CHCHCH)Si(O
CH、CC(CHSi(CH
(OCH、CC(CHSi(C
)(OC、(CHCSi(OCH
、(CHCSi(OC、(C
CSi(OC、(CH)(C
)CHSi(OCH等があげられる。これらの
中で好ましいものは、Rのα位の炭素が二級または三
級で炭素数3〜20の分岐鎖状炭化水素残基、特にR
のα位の炭素が三級であって炭素数4〜10の分岐鎖状
炭化水素残基、を有するケイ素化合物である。
【0032】(iii) ビニルシラン化合物 ビニルシラン化合物の具体例としては、モノシラン(S
iH)中の少なくとも1つの水素原子がビニル(CH
=CH−)に置き換えられ、そして残りの水素原子の
うちのいくつかが、ハロゲン(好ましくはCl)、アル
キル(好ましくは炭素数1〜12のもの)、アルコキシ
(好ましくは炭素数1〜12のもの)、アリール(好ま
しくはフェニル)、その他、で置き換えられた構造を示
すもの、より具体的には、CH=CH−SiH、C
=CH−SiH(CH)、CH=CH−Si
H(CH、CH=CH−Si(CH、C
=CH−SiCl、CH=CH−SiCl
(CH)、CH=CH−SiCl(CH)H、
CH=CH−SiCl(C、CH=CH
−Si(C、CH=CH−Si(CH
(C、CH=CH−Si(C)(C
、CH=CH−Si(CH(C
CH)、CH=CH−Si(OCH、CH
=CH−Si(OC、CH=CH−Si
(C)(OCH、CH=CH−Si(O
H、
【0033】
【化2】
【0034】(CH=CH)(CH−Si−O
−Si(CH(CH=CH)、(CH=C
H)SiCl、(CH=CH)Si(CH
等、を例示することができる。これらのうちでは、酸
素を含有しないビニルシランが好ましく、さらに好まし
いものはビニルアルキルシランである。
【0035】(iv)有機アルミニウム化合物 有機アルミニウム化合物として具体例には、R 3-s
lXまたはR 3-t Al(OR(ここでR
よびRは同一または異なってもよい炭素数1〜20程
度の炭化水素残基または水素原子、Rは炭化水素残
基、Xはハロゲン、sおよびtはそれぞれ0≦s<3、
0<t<3の数である。)で表わされるものである。
【0036】このような有機アルミニウム化合物として
は、具体的には、(イ)トリメチルアルミニウム、トリ
エチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ト
リヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、
トリデシルアルミニウム、などのトリアルキルアルミニ
ウム、(ロ)ジエチルアルミニウムモノクロライド、ジ
イソブチルアルミニウムモノクロライド、エチルアルミ
ニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロラ
イド、などのアルキルアルミニウハライド、(ハ)ジエ
チルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニ
ウムハイドライド、(ニ)ジエチルアルミニウムエトキ
シド、ジエチルアルミニウムフェノキシドなどのアルミ
ニウムアルコキシドなどがあげられる。これらの中で好
ましいのは、トリエチルアルミニウムおよびトリイソブ
チルアルミニウムである。
【0037】これら(イ)〜(ニ)の有機アルミニウム
化合物に他の有機金属化合物、たとえばR 3-u Al
(OR(ここで、uは1≦u≦3であり、R
よびRは同一または異なってもよい炭素数1〜20程
度の炭化水素残基である。)で表わされるアルキルアル
ミニウムアルコキシドを併用することもできる。たとえ
ば、トリエチルアルミニウムとジエチルアルミニウムエ
トキシドの併用、ジエチルアルミニウムモノクロライド
とジエチルアルミニウムエトキシドとの併用、エチルア
ルミニウムジクロライドとエチルアルミニウムジエトキ
シドとの併用、トリエチルアルミニウムとジエチルアル
ミニウムエトキシドとジエチルアルミニウムクロライド
との併用があげられる。
【0038】《成分(A)の製造、量比》上記の必須
三成分および任意成分の使用量は、本発明の効果が認め
られるかぎり任意のものでありうるが、一般的には次の
範囲内が好ましい。
【0039】チタン化合物の使用量は、使用するマグネ
シウム化合物の使用量に対してモル比で1×10-4〜1
000の範囲内がよく、好ましくは0.01〜10の範
囲内である。ハロゲン源としてそのための化合物を使用
する場合は、その使用量はチタン化合物および(また
は)マグネシウム化合物がハロゲンを含む、含まないに
かかわらず、使用するマグネシウムの使用量に対してモ
ル比で1×10-4〜1000の範囲内がよく、好ましく
は0.1〜100の範囲内である。
【0040】また、任意成分として電子供与体を使用す
るときの電子供与体の使用量は、上記のマグネシウム化
合物の使用量に対してモル比で1×10-3〜10、好ま
しくは0.01〜5、の範囲である。任意成分として、
ケイ素化合物を使用するときのケイ素化合物の使用量
は、成分(A)を構成するチタン成分に対するケイ素
化合物のケイ素の原子比(ケイ素/チタン)で0.01
〜1000、好ましくは、0.1〜100、の範囲内で
ある。
【0041】任意成分として、ビニルシラン化合物を使
用するときのビニルシラン化合物の使用量は、成分(A
)を構成するチタン成分に対するビニルシラン化合物
中のケイ素の原子比(ケイ素/チタン)で、0.001
〜1000、好ましくは0.01〜300、の範囲内で
ある。任意成分として、有機アルミニウム化合物を使用
するときの有機アルミニウム化合物の使用量は、成分
(A)を構成するチタン成分に対する有機アルミニウ
ム化合物中のアルミニウムの原子比(アルミニウム/チ
タン)で、0.01〜100、好ましくは0.1〜3
0、の範囲内である。
【0042】<成分(A)の製造>成分(A)は、上述
の成分(A)および成分(A)の接触生成物であ
る。成分(A)および成分(A)の接触条件は、本
発明の効果が認められるかぎり任意のものでありうる
が、一般的には次の条件が好ましい。接触温度は、−5
0〜200℃程度、好ましくは0〜100℃、である。
接触方法は、不活性媒体の存在下に攪拌により接触させ
るのが普通である。このとき使用する不活性媒体として
は、脂肪族または芳香族の炭化水素およびハロ炭化水素
等があげられる。
【0043】成分(A)と成分(A)の接触量比
は、本発明の効果が認められるかぎり任意のものであり
得るが、一般的には次の範囲が好ましい。成分(A
と成分(A)中のマグネシウム化合物の量比は、成分
(A)の重量に対して、マグネシウム化合物の重量比
が10〜200重量%、好ましくは50〜100重量
%、である。
【0044】成分(A)と成分(A)の接触方法
は、本発明の効果が認められるかぎり任意のものであ
る。例えば、具体例としては、次のようなものがある。
(イ) ハロゲン化マグネシウムとチタンテトラアルコ
キシド溶解物に成分(A)を接触させ、特定のポリマ
ーケイ素化合物を処理し、チタンまたはケイ素のハロゲ
ン化合物を接触させる方法。このポリマーケイ素化合物
としては、下式で示されるものが適当である。
【0045】
【化3】
【0046】(ここで、Rは炭素数1〜10程度の炭
化水素残基、vはこのポリマーケイ素化合物の粘度が1
〜100センチストークス程度となるような重合度を示
す)具体的には、メチルハイドロジェンポリシロキサ
ン、エチルハイドロジェンポリシロキサン、フェニルハ
イドロジェンポリシロキサン、シクロヘキシルハイドロ
ジェンポリシロキサン、1,3,5,7‐テトラメチル
シクロテトラシロキサン、1,3,5,7,9‐ペンタ
メチルシクロペンタシロキサンなどが好ましい。(ロ)
上記(イ)の方法において、特定のポリマーケイ素化
合物を接触させた後に成分(A)を接触させる方法、
(ハ) 成分(A)と特定のポリマーケイ素化合物を
接触させた後に、ハロゲン化マグネシウムとチタンテト
ラアルコキシドの溶解物を接触させる方法、(ニ) マ
グネシウム化合物をチタンテトラアルコキシドおよび電
子供与体で溶解させ、これを成分(A)と接触させた
後、ハロゲン化剤またはチタンハロゲン化合物を接触さ
せる方法、(ホ) 上記(ニ)の方法において、ハロゲ
ン化剤またはチタンハロゲン化合物を接触させた後に成
分(A)を接触させる方法、(ヘ) 成分(A)と
ハロゲン化剤またはチタンハロゲン化合物を接触させた
後に、マグネシウム化合物とチタンテトラアルコキシド
および電子供与体の溶解物を接触させる方法。
【0047】なお、成分(A)中のマグネシウム化合
物の不活性希釈剤に対する濃度は、50g/リットル以
上、好ましくは100g/リットル〜1000g/リッ
トル、特に好ましくは、150g/リットル〜500g
/リットル、である。また、成分(A)を構成するチ
タン成分に対するケイ素の原子比(ケイ素/チタン)
は、0.01〜1000、好ましくは0.1〜100、
の範囲内である。また、本発明で用いるチーグラー型触
媒成分の上記製造工程において、前述の任意成分による
処理を必要に応じて実施することができる。
【0048】<成分(B)>成分(B)は、有機アルミ
ニウム化合物である。成分(B)としての有機アルミニ
ウム化合物の具体例は、前述の成分(A)を製造する時
の任意成分として記載した有機アルミニウム化合物の例
示の中に見つけることができる。これらの例示の中で成
分(B)として好ましいものは、トリエチルアルミニウ
ム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアル
ミニウムである。成分(B)の使用量は、重量比で成分
(B)/成分(A)比が0.01〜1000、好ましく
は0.1〜100、の範囲である。
【0049】〔II〕触媒の使用/重合 <一般的説明>本発明による触媒は、通常のスラリー重
合に適用されるのはもちろんであるが、実質的に溶媒を
用いない液相無溶媒重合、溶液重合または気相重合法に
も適用される。また、連続重合、回分式重合または予備
重合を行なう方式にも適用される。スラリー重合の場合
の重合溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、
シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の飽和脂肪族ま
たは芳香族炭化水素の単独あるいは混合物が用いられ
る。重合温度は室温から200℃程度、好ましくは50
〜150℃であり、重合圧力は大気圧〜300Kg/cm2
程度、好ましくは大気圧/50Kg/cm2 であり、そのと
きの分子量調節剤として補助的に水素を用いることがで
きる。スラリー重合の場合は、成分(A)の使用量は、
0.001〜0.1グラム、成分(A)/リットル溶剤
の範囲が好ましい。
【0050】本発明の触媒で重合するα‐オレフィン類
は、一般式R10−CH=CH(ここでR10は水素原子
または炭素数1〜10の炭化水素残基であり、分枝基を
有してもよい。)で表わされるものである。具体的に
は、エチレン、プロピレン、ブテン‐1、ペンテン‐
1、ヘキセン‐1、4‐メチルペンテン‐1などのオレ
フィン類がある。好ましいのはエチレンおよびプロピレ
ンである。これらのα‐オレフィンの単独重合のほか
に、共重合、たとえばエチレンとその50重量パーセン
トまで、好ましくは20重量パーセントまで、の上記オ
レフィンとの共重合を行なうことができ、プロピレンに
対して30重量パーセントまでの上記オレフィン、特に
エチレン、との共重合を行なうことができる。その他の
共重合性モノマー(たとえば酢酸ビニル、ジオレフィン
等)との共重合を行なうこともできる。本発明によれ
ば、重合工程産物として、好粒度のポリマー、たとえば
平均粒径0.5〜5mm程度のポリマー、を製造すること
ができる。
【0051】<ブロック共重合>本発明による触媒は、
上記のように各種のα‐オレフィンの各種の重合に使用
することができるが、重合工程産物として直ちに粒状重
合体を得ることができる。本発明触媒が、ゴム状重合体
を「in situ 」で生成させて熱可塑性エラストマーを製
造するブロック共重合の場合に特に有用であることは前
記したところである。
【0052】この種のα‐オレフィンのブロック共重
合、好ましくはエチレンとプロピレンのブロック共重
合、は実質的に溶媒を用いない気相重合によって行なう
ことがふつうである。従って、本発明の触媒成分の存在
下に行なう気相重合における共重合工程は、少なくとも
工程(1)および工程(2)の二段階よりなるものであ
る。工程(1)および工程(2)はいずれを先に実施し
てもよいが、この順序((1)→(2))で実施するこ
とが工業的に有利である。両工程は、実質的に溶媒の不
存在下に実施する。いずれにしても、両工程は、ブロッ
ク共重合体製造の常法に従って、その前段工程の産物の
少なくとも一部の存在下に後段工程を実施する。
【0053】《触媒の形成》前記触媒成分(A)および
(B)を、一時にあるいは段階的に、重合系内であるい
は重合系外で、接触させることによって、本発明での触
媒が形成される。触媒は各工程で追加してもよく、特に
後段工程は成分(B)を追加して実施することができ
る。
【0054】《重合工程(1)》重合工程(1)は、プ
ロピレン単独あるいはプロピレン/エチレン混合物を前
記触媒成分(A)および(B)を有する重合系に供給し
て、一段あるいは多段に重合させて、プロピレン単独重
合体またはエチレン含量7重量%以下、好ましくは0.
5重量%以下、のプロピレン‐エチレン共重合体を、全
重合量の20〜80重量%に相当する量を形成させる工
程である。
【0055】重合工程(1)でプロピレン‐エチレン共
重合体中のエチレン含量が7重量%を越えると、最終共
重合体の嵩密度が低下し、低結晶性重合体の副生量が大
幅に増大する。また、重合割合が上記範囲の下限未満で
は、やはり低結晶性重合体の副生量が増加する。重合工
程(1)での重合温度は30〜95℃、好ましくは50
〜85℃、程度であり、重合圧力は通常1〜50Kg/cm
2 Gの範囲である。重合工程(1)においては、水素な
どの分子量調節剤を用いてMFRを制御して、最終共重
合体の溶融時流動性を高めておくのが好ましい。
【0056】《重合工程(2)》重合工程(2)は、プ
ロピレン/エチレン混合物を一段あるいは多段に重合さ
せて、プロピレン/エチレンの重合比(重量比)が70
/30〜30/70の割合であるプロピレンのゴム状共
重合体を得る工程(ただし、この工程での重合量は、全
重合量の80〜20重量%に相当する量である)であ
る。
【0057】重合工程(2)では、他のコモノマーを共
存させても良い。例えば、1‐ブテン、1‐ペンテン、
1‐ヘキセン等のα‐オレフィンを用いることができ
る。重合工程(2)の重合温度は、30〜90℃、好ま
しくは50〜80℃、程度である。重合圧力は、1〜5
0Kg/cm2 Gの範囲が通常用いられる。重合工程(1)
から重合工程(2)に移る際に、プロピレンガスまたは
プロピレン/エチレン混合ガスと水素ガスをパージして
次の工程に移ることが好ましい。
【0058】重合工程(2)で分子量調節剤は、目的に
応じて用いても用いなくても良い。上述の重合を行なっ
て製造されるプロピレン共重合体は、ゴム状共重合体
(20℃でのキシレン可溶分)の含量が20〜70重量
%、好ましくは35〜60重量%、のものである。
【0059】
【実施例】
<実施例1> (成分(A)の準備)2000mlガラスフラスコに、
ポリプロピレンパウダー(ポロシメータ測定の結果、こ
のものは、細孔径100〜5000オングストローム間
における細孔容積(cc/g)が0.0743cc/g、平
均細孔径160オングストローム、パウダー粒子の平均
粒径210〜300μm)を20g導入し、ついでn‐
ヘプタン320ml、n‐オクタン1280ml、沸とう石
1gを導入し、攪拌状態にして上記混合溶媒の沸点まで
温度を上げた。沸点に到達してから15分で混合溶媒を
抜き出し、窒素によりポリプロピレンパウダーを乾燥し
た。
【0060】この抽出作業によって、本発明の目的に合
う多孔質のポリプロピレンパウダー(ポロシメータ測定
の結果、このパウダーは細孔径100〜5000オング
ストローム間における細孔容積0.9741cc/g、平
均細孔径1500オングストローム、パウダー粒子の平
均粒径210〜300μm)が得られた(成分
(A))。
【0061】(成分Aの製造)別に、充分に窒素置換し
たフラスコを用意し、脱水および脱酸素したn‐ヘプタ
ンを25ml、次いでMgClを5g、Ti(O−nC
を40ml導入し、95℃で1時間反応させ
た。反応終了後、40℃に温度を下げ、予め準備した成
分(A)(多孔質ポリプロピレンパウダー)を10g
導入し、30分攪拌した後、メチルヒドロポリシロキサ
ン8mlを導入して、3時間反応させた。生成した固体成
分をn‐ヘプタンで洗浄した。ついで、n‐ヘプタン2
5mlを導入し、SiCl6mlを30℃で30分かけて
滴下して90℃で2時間反応させ、生成した固体成分を
n‐ヘプタンで洗浄した。
【0062】ついで、TiCl25mlを30℃で導入
し、110℃で3時間反応させた。反応終了後、n‐ヘ
プタンで洗浄した。ポリプロピレンパウダーに担持され
なかったものをこのとき除去して、成分(A)とした。
【0063】〔プロピレンの重合〕攪拌および温度制御
装置を有する内容積1.5リットルのステンレス鋼製オ
ートクレーブに、充分に脱水および脱酸素したn‐ヘプ
タンを500ミリリットル、成分(B)としてトリエチ
ルアルミニウム125ミリグラムおよびジフェニルジメ
トキシシラン26.8ミリグラムならびに上記で製造し
た成分(A)を100ミリグラム、次いで水素を60ミ
リリットル導入し、昇温昇圧し、重合圧力=5Kg/cm
G、重合温度=75℃、重合時間=2時間の条件で重合
した。重合終了後、得られたポリマースラリーを濾過に
より分離し、ポリマーを乾燥した。その結果、90.2
グラムのポリマーが得られた。
【0064】また、濾過液からは、0.19グラムのポ
リマーが得られた。沸騰ヘプタン抽出試験より、全製品
I.I(以下T−I.Iと略す)は、99.1重量パー
セントであった。MFR=2.5g/10分、ポリマー
嵩比重=0.34g/ccであった。また、ポリマー平均
粒径は2.3mmであった(ポリマー平均粒径は、日本ア
ビオニクス社製、スピカIIにより測定した(以後の実施
例においても同様))。
【0065】<実施例2> (成分(A)の準備)実施例1で使用した多孔質ポリ
プロパウダーを使用した。 (成分(A)の製造)実施例1と同様の方法で、TiC
処理(25ml、30℃導入、110℃3時間反応)
後、ビニルシラン化合物としてトリメチルビニルシラン
0.5mlを導入し、ケイ素化合物として(CH
Si(CH)(OCHを0.5ml導入し、つい
で有機アルミニウム化合物としてトリエチルアルミニウ
ムを1.7g導入し、30℃で2時間接触させた。接触
終了後、n‐ヘプタンで充分に洗浄し、ポリプロピレン
パウダー中に担持されなかったものをこのとき除去して
成分(A)とした。
【0066】〔プロピレンの重合〕ジフェニルジメトキ
シシランを使用しなかった以外は、実施例1のプロピレ
ンの重合と同様の条件を採用した。その結果、98.4
gのポリマーが得られ、全製品I.I=99.1重量パ
ーセント、MFR=2.0g/10分、ポリマー嵩比重
=0.36g/cc、平均粒径2.3mmであった。
【0067】<実施例3>実施例2の成分(A)にお
いて、細孔径100〜5000オングストローム間にお
ける細孔容積0.2116cc/g、平均細孔径1300
オングストローム、パウダー粒子の平均粒径210〜3
00μmのポリプロピレンパウダーを使用した以外は、
全く同様に成分(A)の製造を行なった。また、プロピ
レンの重合も全く同様に行なった。その結果、56.0
gのポリマーが得られ、全製品I.I=99.0重量パ
ーセント、MFR=2.7g/10分、ポリマー嵩比重
=0.224g/cc、平均粒径2.0mmであった。
【0068】<比較例1>実施例2の成分(A)にお
いて、細孔径100〜5000オングストローム間にお
ける細孔容積0.074cc/g、平均細孔径160オン
グストローム、パウダー粒子の平均粒径210〜300
μmのポリプロピレンパウダーを使用した以外は全く同
様に成分(A)の製造を行なった。また、プロピレンの
重合も全く同様に行なった。その結果、12.2gのポ
リマーが得られ、全製品I.I=99.1重量パーセン
ト、MFR=3.3g/10分、ポリマー嵩比重=0.
290g/cc、平均粒径1.3mmであった。
【0069】<実施例4>実施例2の成分(A)にお
いて、細孔径100〜5000オングストローム間にお
ける細孔容積0.9971cc/g、平均細孔径1500
オングストローム、パウダー粒子の平均粒径150〜2
10μmのポリプロピレンパウダーを使用した以外は、
全く同様に成分(A)の製造を行なった。また、プロピ
レンの重合も全く同様に行なった。その結果、96.3
gのポリマーが得られ、全製品I.I=99.1重量パ
ーセント、MFR=1.6g/10分、ポリマー嵩比重
=0.350g/cc、平均粒径1.7mmであった。
【0070】<実施例5>実施例2の成分(A)にお
いて、細孔径100〜5000オングストローム間にお
ける細孔容積2.5419cc/g、平均細孔径4000
オングストローム、パウダー粒子の平均粒径210〜3
00μmのポリプロピレンパウダー(商品名:ACCUREL,
AKZO社製)を使用した以外は、全く同様に成分(A)の
製造を行なった。また、プロピレンの重合も上記で製造
した成分(A)を50ミリグラム導入した以外は、全く
同様に行なった。その結果、131.3gのポリマーが
得られ、全製品I.I=99.1重量パーセント、MF
R=2.4g/10分、ポリマー嵩比重=0.290g
/cc、平均粒径3.5mmであった。
【0071】<実施例6> (成分(A)の製造)実施例2と全く同様の方法で成分
(A)を製造した。 〔プロピレンの共重合〕攪拌および温度制御装置を有す
る内容積1.5リットルのステンレス鋼製オートクレー
ブの重合槽内を充分に精製した窒素で置換したあと、充
分に脱水および脱酸素したポリマー担体を30グラム添
加した。次いで成分(B)のトリエチルアルミニウム5
0ミリグラムおよび前記で合成した成分(A)を200
ミリグラム導入した。第一段目の重合工程(1)では、
水素を60ミリリットル導入した後、温度を75℃にし
て、プロピレンを9Kg/cm2 Gに保つようガスをガス量
カウンターを通して重合層内にフィードした。
【0072】なお、重合槽の攪拌回転数は350r.p.m
であった。重合量が80gになったところ(カウンター
で計量)でプロピレンの導入を停止し、大気圧になるま
で重合槽内部のプロピレンおよび残水素ガスをパージす
る。その後、温度を70℃にしてHを100ml添加
し、重合工程(2)を開始した。第二段階重合は、プロ
ピレンとエチレンをモル比で1対1で混合した混合ガス
を重合槽内の圧力が5Kg/cm2 Gに保たれるようにフィ
ードした。プロピレンとエチレンの共重合体の重合量が
約80gになったところ(カウンターで判断)でプロピ
レンとエチレンの混合ガスの導入を停止し、共重合を終
了させた。モノマーをパージしてポリマーを取り出すと
147gの共重合体が得られた。生成ポリマーのMFR
は2.5g/10分であり、ポリマー嵩密度(B.D)
は0.37(g/cc)、平均粒径2.3mm、ポリマー落
下速度は5.2秒であった。ゴム状共重合体の重量は4
7.4重量パーセントであった。なお、ポリマー落下速
度は50グラムのポリマーが落下するのに要する時間を
意味する。
【0073】
【発明の効果】本発明のオレフィン重合用触媒は、触媒
担持用担体として十分な細孔容積を持つポリオレフィン
パウダーを用いることで、触媒の担持状態が改良され、
担持用担体粒子を含む触媒当たりの活性や立体規則性能
を低下させることなく、異物を含まない十分な粒子径を
持つ重合体が得られ、そして、そのような十分な粒径を
持つ重合体は、重合後処理工程から造粒プロセスの省略
を可能にし、また、プロピレンブロック共重合体製造の
時には、ゴム状共重合体の含有割合を増加させることが
できるものであることは、「課題を解決するための手
段」の項において前記したところである。
【図面の簡単な説明】
【図1】チーグラー触媒に関する本発明の技術内容の理
解を助けるためのフロチャート図。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】下記の成分(A)および(B)を接触させ
    て得られたものであることを特徴とする、オレフィン重
    合用触媒。成分(A) 下記の成分(A)〜(A)の接触生成
    物。 成分(A):ポロシメータで測定した細孔径の分布が
    75〜10000オングストロームの範囲内にあり、細
    孔容積が0.1〜3.0cc/gであり、平均細孔径が3
    00〜5000オングストロームである、平均粒径50
    〜1000μmのポリオレフィンパウダー 成分(A):チタン、マグネシウムおよびハロゲンを
    必須成分として含有するチーグラー型触媒用固体成分成分(B) 有機アルミニウム化合物。
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