JPH06100614A - オレフィン重合用触媒およびこれを用いるオレフィンの重合方法 - Google Patents

オレフィン重合用触媒およびこれを用いるオレフィンの重合方法

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JPH06100614A
JPH06100614A JP5171256A JP17125693A JPH06100614A JP H06100614 A JPH06100614 A JP H06100614A JP 5171256 A JP5171256 A JP 5171256A JP 17125693 A JP17125693 A JP 17125693A JP H06100614 A JPH06100614 A JP H06100614A
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catalyst
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olefin
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Tatsumasa Oono
野 龍 昌 大
Toshiyuki Tsutsui
井 俊 之 筒
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 有機アルミニウムオキシ化合物(A)と、遷
移金属化合物(B)と、水素化有機アルミニウム化合物
(C)とからなるオレフィン重合用触媒。成分(A)、
(B)、(C)と、担体(D)とからなる固体状オレフ
ィン重合用触媒。成分(A)、(B)、(C)、(D)
からなる触媒成分にオレフィンが予備重合されてなる予
備重合触媒。前記固体状オレフィン重合用触媒または前
記予備重合触媒と、有機アルミニウム化合物とからなる
オレフィン重合用触媒。前記触媒の存在下に、オレフィ
ンを重合させるオレフィンの重合方法。 【効果】 有機アルミノオキシ化合物当りの重合活性に
優れている。予備重合触媒は、重合活性に優れると共
に、粒子性状に優れている。また粒子性状に優れたオレ
フィン重合体を製造することができる。オレフィン重合
活性に優れたオレフィンの重合方法が提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、オレフィン重合用触媒お
よびこれを用いるオレフィンの重合方法に関し、さらに
詳しくは、懸濁重合法や気相重合法に適用することがで
き、しかも高い重合活性で、かつ粒子性状に優れたオレ
フィン重合体を製造することができるオレフィン重合用
触媒およびこれを用いるオレフィンの重合方法に関する
ものである。
【0002】
【発明の技術的背景】従来からα−オレフィン重合体た
とえばエチレン重合体またはエチレン・α-オレフィン
共重合体を製造するための触媒として、チタン化合物と
有機アルミニウム化合物とからなるチタン系触媒、ある
いはバナジウム化合物と有機アルミニウム化合物とから
なるバナジウム系触媒が知られている。
【0003】また、高い重合活性でエチレン・α-オレ
フィン共重合体を製造することのできる触媒として、ジ
ルコニウム化合物と有機アルミニウムオキシ化合物とか
らなるオレフィン重合触媒が知られており、このような
触媒を用いたエチレン・α-オレフィン共重合体の製造
方法がたとえば、特開昭58−19309号公報、特開
昭60−35005号公報、特開昭60−35006号
公報、特開昭60−35007号公報、特開昭60−3
5008号公報などに提案されている。
【0004】さらに特開昭60−260602号公報お
よび特開昭60−130604号公報には、遷移金属化
合物と、アルミノオキサンと有機アルミニウム化合物と
の混合有機アルミニウム化合物とから形成される触媒を
用いて、オレフィンを重合する方法が提案されている。
【0005】しかしこれらの方法では、いずれもアルミ
ノオキサン(有機アルミニウムオキシ化合物)を多量に
使用しなければならず、有機アルミニウムオキシ化合物
当りのオレフィン重合活性の向上が望まれている。
【0006】また、アルミノオキサンは、合成条件によ
り構造や分子量などが変化するため、その分子量および
構造は分布を有している。このため、遷移金属化合物の
共触媒として使用した際に性能にばらつきが生じるとい
う問題点があり、その改良が望まれている。特に、担持
型触媒では、使用するアルミノオキサンによって、予備
重合されたオレフィン重合用触媒の粒子性状が大きく変
化することがあり、アルミノオキサンの分子量あるいは
構造によって、予備重合されたオレフィン重合用触媒の
粒子性状、あるいは得られたオレフィン重合体の粒子性
状が大きく変化しないような触媒の出現が望まれてい
る。
【0007】
【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、有機アルミニウムオキシ化合
物当りのオレフィン重合活性に優れたオレフィン重合用
触媒、あるいは有機アルミニウムオキシ化合物当りのオ
レフィン重合活性に優れ、かつ粒子性状に優れる予備重
合されたオレフィン重合用触媒、あるいは粒子性状に優
れたオレフィン重合体を与え得るようなオレフィン重合
用触媒を提供することを目的とすると共に、こような触
媒を用いるオレフィンの重合方法を提供することを目的
としている。
【0008】
【発明の概要】本発明に係る第1のオレフィン重合用触
媒は、(A)有機アルミニウムオキシ化合物と、(B)
シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含むIVB族
の遷移金属化合物と、(C)水素化有機アルミニウム化
合物と、からなることを特徴としている。
【0009】本発明に係る第2のオレフィン重合用触媒
(固体状オレフィン重合用触媒)は、(A)有機アルミ
ニウムオキシ化合物と、(B)シクロペンタジエニル骨
格を有する配位子を含むIVB族の遷移金属化合物と、
(C)水素化有機アルミニウム化合物と、(D)微粒子
状担体とからなることを特徴としている。
【0010】本発明に係る第3のオレフィン重合用触媒
は、上記固体状オレフィン重合用触媒(成分)と、
(E)有機アルミニウム化合物とからなることを特徴と
している。
【0011】本発明に係る第4のオレフィン重合触媒
(予備重合触媒)は、(A)有機アルミニウムオキシ化
合物と、(B)シクロペンタジエニル骨格を有する配位
子を含むIVB族の遷移金属化合物と、(C)水素化有機
アルミニウム化合物と、(D)微粒子状担体とからなる
触媒成分にオレフィンが予備重合されてなることを特徴
としている。
【0012】本発明に係る第5のオレフィン重合触媒
は、上記予備重合触媒(成分)と、(E)有機アルミニ
ウム化合物とからなることを特徴としている。
【0013】本発明に係るオレフィンの重合方法は、こ
のようなオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィン
を重合または共重合させることを特徴としている。
【0014】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係るオレフィン重
合用触媒およびこの触媒を用いるオレフィンの重合方法
について具体的に説明する。
【0015】なお、本発明において「重合」という語
は、単独重合のみならず、共重合を包含した意味で用い
られることがあり、また「重合体」という語は単独重合
体のみならず、共重合体を包含した意味で用いられるこ
とがある。
【0016】図1に、本発明に係るオレフィン重合用触
媒の調製工程を示す。本発明に係る第1のオレフィン重
合用触媒は、(A)有機アルミニウムオキシ化合物と、
(B)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む
IVB族の遷移金属化合物と、(C)水素化有機アルミニ
ウム化合物とから形成されている。
【0017】本発明で用いられる(A)有機アルミニウ
ムオキシ化合物(以下「成分(A)」と記載することが
ある。)は、従来公知のアルミノオキサン(A-1)であ
ってもよく、また特開平2−78687号公報に例示さ
れているようなベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキ
シ化合物(A-2)であってもよい。
【0018】従来公知のアルミノオキサン(A-1)は、
たとえば下記のような方法によって製造することができ
る。 (1) 吸着水を含有する化合物あるいは結晶水を含有する
塩類、たとえば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和
物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩
化第1セリウム水和物などの炭化水素媒体懸濁液に、ト
リアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物
を添加して反応させて炭化水素の溶液として回収する方
法。 (2) ベンゼン、トルエン、エチルエーテル、テトラヒド
ロフランなどの媒体中で、トリアルキルアルミニウムな
どの有機アルミニウム化合物に直接水や氷や水蒸気を作
用させて炭化水素の溶液として回収する方法。 (3) デカン、ベンゼン、トルエンなどの媒体中でトリア
ルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物に、
ジメチルスズオキシド、ジブチルスズオキシドなどの有
機スズ酸化物を反応させる方法。
【0019】なお前記アルミノオキサン(A-1)は、少
量の有機金属成分を含有してもよい。また回収された上
記のアルミノオキサンの溶液から溶媒あるいは未反応有
機アルミニウム化合物を蒸留して除去した後、溶媒に再
溶解してもよい。
【0020】上記したようなアルミノオキサン(A-1)
の溶液を調製する際に用いられる有機アルミニウム化合
物として具体的には、トリメチルアルミニウム、トリエ
チルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリイ
ソプロピルアルミニウム、トリn-ブチルアルミニウム、
トリイソブチルアルミニウム、トリsec-ブチルアルミニ
ウム、トリtert- ブチルアルミニウム、トリペンチルア
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、トリシクロヘキシルアルミニウム、
トリシクロオクチルアルミニウムなどのトリシクロアル
キルアルミニウム、ジメチルアルミニウムクロリド、ジ
エ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、ジイソブチルアルミニウムクロリドなどのジア
ルキルアルミニウムハライド、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な
どのジアルキルアルミニウムハイドライド、ジメチルア
ルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムエトキシ
ドなどのジアルキルアルミニウムアルコキシド、ジエチ
ルアルミニウムフェノキシドなどのジアルキルアルミニ
ウムアリーロキシドなどが挙げられる。
【0021】これらのうちトリアルキルアルミニウム、
トリシクロアルキルアルミニウムが特に好ましい。また
有機アルミニウム化合物として、下記一般式(i)で表
されるイソプレニルアルミニウムを用いることもでき
る。
【0022】 (i-C49xAly(C510z …(i) (式中、x、y、zは正の数であり、z≧2xであ
る。)上記のような有機アルミニウム化合物は、単独で
あるいは組合せて用いられる。
【0023】アルミノオキサンの溶液を調製する際に用
いられる溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、クメン、シメンなどの芳香族炭化水素、ペンタン、
ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、ヘ
キサデカン、オクタデカンなどの脂肪族炭化水素、シク
ロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン、メチル
シクロペンタンなどの脂環族炭化水素、ガソリン、灯
油、軽油などの石油留分および上記芳香族炭化水素、脂
肪族炭化水素、脂環族炭化水素のハロゲン化物とりわけ
塩素化物、臭素化物などの炭化水素溶媒が挙げられる。
その他エチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエー
テル類を用いることもできる。
【0024】これらのうち、特に芳香族炭化水素が好ま
しい。本発明で用いられるベンゼン不溶性の有機アルミ
ニウムオキシ化合物(A-2)は、たとえばアルミノオキ
サン(A-1)の溶液と、水または活性水素含有化合物と
を接触させる方法、あるいは上記のような有機アルミニ
ウム化合物と水とを接触させる方法などによって得るこ
とができる。
【0025】ベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ
化合物(A-2)を得る第1の方法では、アルミノオキサ
ン(A-1)の溶液と、水または活性水素含有化合物とを
接触させる。
【0026】活性水素含有化合物としては、メタノー
ル、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノールな
どのアルコール類、エチレングリコール、ヒドロキノン
などのジオール類、酢酸、プロピオン酸などの有機酸類
などが用いられる。このうちアルコール類、ジオール類
が好ましく、特にアルコール類が好ましい。
【0027】アルミノオキサンの溶液と接触させる水ま
たは活性水素含有化合物は、ベンゼン、トルエン、ヘキ
サンなどの炭化水素溶媒、テトラヒドロフランなどのエ
ーテル溶媒、トリエチルアミンなどのアミン溶媒などに
溶解あるいは分散させて、あるいは、蒸気または固体の
状態で用いることができる。また水として、塩化マグネ
シウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸
銅、硫酸ニッケル、硫酸鉄、塩化第1セリウムなどの塩
の結晶水あるいはシリカ、アルミナ、水酸化アルミニウ
ムなどの無機化合物またはポリマーなどに吸着した吸着
水などを用いることもできる。
【0028】アルミノオキサンの溶液と、水または活性
水素含有化合物との接触反応は、通常溶媒中、たとえば
炭化水素溶媒中で行われる。このような炭化水素溶媒と
しては、前述した炭化水素、好ましくは芳香族炭化水素
が挙げられる。
【0029】アルミノオキサンの溶液と水または活性水
素含有化合物とを接触反応させるに際しては、水または
活性水素含有化合物は、アルミノオキサンの溶液中のA
l原子に対して0.1〜5モル、好ましくは0.2〜3モ
ルの量で用いられる。反応系内のアルミノオキサンの濃
度は、Al原子に換算して、通常1×10-3〜5グラム
原子/リットル、好ましくは1×10-2〜3グラム原子
/リットルであることが望ましく、また反応系内の水の
濃度は、通常2×10-4〜5モル/リットル、好ましく
は2×10-3〜3モル/リットルであることが望まし
い。
【0030】アルミノオキサン(A-1)の溶液と、水ま
たは活性水素含有化合物とを接触させる方法としては、
具体的には下記のような方法が挙げられる。 (1) アルミノオキサンの溶液と、水または活性水素含有
化合物を含む炭化水素溶媒とを接触させる方法。 (2) アルミノオキサンの溶液に、水または活性水素含有
化合物の蒸気を吹込むなどして、アルミノオキサンと蒸
気とを接触させる方法。 (3) アルミノオキサンの溶液と、水または氷あるいは活
性水素含有化合物を直接接触させる方法。 (4) アルミノオキサンの溶液と、吸着水含有化合物また
は結晶水含有化合物の炭化水素懸濁液あるいは活性水素
含有化合物が吸着された化合物の炭化水素懸濁液とを混
合して、アルミノオキサンと吸着水または結晶水とを接
触させる方法。
【0031】なお上記のようなアルミノオキサンの溶液
は、アルミノオキサンと水または活性水素含有化合物と
の反応に悪影響を及ぼさない限り、他の成分を含んでい
てもよい。
【0032】アルミノオキサンの溶液と、水または活性
水素含有化合物との接触反応は、通常−50〜150
℃、好ましくは0〜120℃、より好ましくは20〜1
00℃の温度で行われる。また反応時間は、反応温度に
よっても大きく変わるが、通常0.5〜300時間、好
ましくは1〜150時間程度である。
【0033】ベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ
化合物(A-2)を得る第2の方法では、有機アルミニウ
ム化合物と水とを接触させる。この際、水は、反応系内
に溶解している有機アルミニウム原子が全有機アルミニ
ウム原子に対して、20%以下となるような量で用いら
れる。
【0034】有機アルミニウム化合物と接触させる水
は、ベンゼン、トルエン、ヘキサンなどの炭化水素溶
媒、テトラヒドロフランなどのエーテル溶媒、トリエチ
ルアミンなどのアミン溶媒などに溶解または分散させ
て、あるいは水蒸気または氷の状態で用いることができ
る。また水として、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウ
ム、硫酸アルミニウム、硫酸銅、硫酸ニッケル、硫酸
鉄、塩化第1セリウムなどの塩の結晶水あるいはシリ
カ、アルミナ、水酸化アルミニウムなどの無機化合物あ
るいはポリマーなどに吸着した吸着水などを用いること
もできる。
【0035】有機アルミニウム化合物と水との接触反応
は、通常、炭化水素溶媒中で行われる。この炭化水素溶
媒としては、前述した炭化水素溶媒が用いられる。これ
らの溶媒のうち、芳香族炭化水素が特に好ましい。
【0036】反応系内の有機アルミニウム化合物の濃度
は、アルミニウム原子に換算して通常1×10-3〜5グ
ラム原子/リットル、好ましくは1×10-2〜3グラム
原子/リットルの範囲であることが望ましく、また反応
系内の水の濃度は、通常1×10-3〜5モル/リット
ル、好ましくは1×10-2〜3モル/リットルの濃度で
あることが望ましい。この際、反応系内に溶解している
有機アルミニウム原子が、全有機アルミニウム原子に対
して20%以下、好ましくは10%以下、より好ましく
は0〜5%であることが望ましい。
【0037】有機アルミニウム化合物と水とを接触させ
る方法として、具体的には下記のような方法が挙げられ
る。 (1) 有機アルミニウム化合物の炭化水素溶液と、水を含
有した炭化水素溶媒とを接触させる方法。 (2) 有機アルミニウム化合物の炭化水素溶液に、水蒸気
を吹込むなどして、有機アルミニウム化合物と水蒸気と
を接触させる方法。 (3) 有機アルミニウム化合物の炭化水素溶液と、吸着水
含有化合物または結晶水含有化合物の炭化水素懸濁液と
を混合して、有機アルミニウム化合物と吸着水または結
晶水とを接触させる方法。 (4) 有機アルミニウム化合物の炭化水素溶液と、氷を接
触させる方法。
【0038】なお上記のような有機アルミニウム化合物
の炭化水素溶液は、有機アルミニウム化合物と水との反
応に悪影響を及ぼさない限り、他の成分を含んでいても
よい。
【0039】有機アルミニウム化合物と水との接触反応
は、通常−100〜150℃、好ましくは−70〜10
0℃、より好ましくは−50〜80℃の温度で行われ
る。また反応時間は、反応温度によっても大きく変わる
が、通常1〜200時間、好ましくは2〜100時間程
度である。
【0040】このようなベンゼン不溶性の有機アルミニ
ウムオキシ化合物(A-2)は、60℃のベンゼンに溶解
するAl成分が、Al原子換算で10%以下、好ましく
は5%以下、特に好ましくは2%以下であり、ベンゼン
に対して不溶性あるいは難溶性である。
【0041】有機アルミニウムオキシ化合物のベンゼン
に対する溶解性は、100ミリグラム原子のAlに相当
する該有機アルミニウムオキシ化合物を100mlのベ
ンゼンに懸濁した後、攪拌下60℃で6時間混合した
後、ジャケット付G−5ガラス製フィルターを用い、6
0℃で熱時濾過を行い、フィルター上に分離された固体
部を60℃のベンゼン50mlを用いて4回洗浄した後
の全濾液中に存在するAl原子の存在量(xミリモル)
を測定することにより求められる(x%)。
【0042】本発明で用いられるベンゼン不溶性の有機
アルミニウムオキシ化合物(A-2)は、赤外分光法(I
R)によって測定された吸光度において、1220cm
-1付近における吸光度(D1220)と、1260cm-1
近における吸光度(D1260)との比(D1260/D1220
が、0.09以下、好ましくは0.08以下、特に好まし
くは0.04〜0.07であることが望ましい。
【0043】なお有機アルミニウムオキシ化合物の赤外
分光分析は、以下のようにして行う。まず窒素ボックス
中で有機アルミニウムオキシ化合物とヌジョールとを、
めのう乳鉢中で磨砕してペースト状にする。次いでペー
スト状となった試料をKBr板に挾み、窒素雰囲気下で
日本分光社製IR-810によってIRスペクトルを測定す
る。このようにして得られたIRスペクトルから、D
1260/D1220を求めるが、このD1260/D1220値は以下
のようにして求める。
【0044】(イ)1280cm-1付近と1240cm
-1付近の極大点を結び、これをベースラインL1とす
る。 (ロ)1260cm-1付近の吸収極小点の透過率(T
%)と、この極小点から波数軸(横軸)に対して垂線を
引き、この垂線とベースラインL1との交点の透過率
(T0%)を読み取り、1260cm-1付近の吸光度
(D1260=log T0/T)を計算する。
【0045】(ハ)同様に1280cm-1付近と118
0cm-1付近の極大点を結び、これをベースラインL2
とする。 (ニ)1220cm-1付近の吸収極小点の透過率(T'
%)と、この極小点から波数軸(横軸)に対して垂線を
引き、この垂線とベースラインL2との交点の透過率
(T0'%)を読み取り、1220cm-1付近の吸光度
(D1220=log T0'/T')を計算する。
【0046】(ホ)これらの値からD1260/D1220を計
算する。 ベンゼン可溶性の有機アルミニウムオキシ化合物は、D
1260/D1220値が、ほぼ0.10〜0.13であり、ベン
ゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物は、従来公
知のベンゼン可溶性の有機アルミニウムオキシ化合物
と、このD1260/D1220値で明らかに相違している。
【0047】上記のようなベンゼン不溶性の有機アルミ
ニウムオキシ化合物は、下記式で表されるアルキルオキ
シアルミニウム単位(a)を有すると推定される。
【0048】
【化1】
【0049】式中、R1 は炭素数1〜12の炭化水素基
を示す。このような炭化水素基として、具体的には、メ
チル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-
ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オ
クチル基、デシル基、シクロヘキシル基、シクロオクチ
ル基などを例示することができる。これらの中でメチル
基、エチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
【0050】このベンゼン不溶性の有機アルミニウムオ
キシ化合物は、上記式アルキルオキシアルミニウム単位
(a)の他に、下記式で表されるオキシアルミニウム単
位(b)を含有していてよい。
【0051】
【化2】
【0052】式中、R2 は、炭素数1〜12の炭化水素
基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜20の
アリーロキシ基、水酸基、ハロゲンまたは水素を示す。
ただし、R2 および上記単位(a)中のR1 は互いに異
なる基を表す。
【0053】ベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ
化合物が、オキシアルミニウム単位(b)を含有する場
合には、アルキルオキシアルミニウム単位(a)を30
モル%以上、好ましくは50モル%以上、特に好ましく
は70モル%以上の割合で含有することが望ましい。
【0054】本発明で用いられる(B)シクロペンタジ
エニル骨格を有する配位子を含むIVB族の遷移金属化合
物(以下「成分(B)」と記載することがある。)は、
下記式(ii)で表される。
【0055】MLx …(ii) (式中、MはIVB族の遷移金属原子を示し、具体的に
は、ジルコニウム、チタンまたはハフニウムであり、L
は遷移金属原子に配位する配位子を示し、少なくとも1
個のLはシクロペンタジエニル骨格を有する配位子であ
り、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子以外のL
は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリ
ーロキシ基、トリアルキルシリル基、SO3R基(ただ
しRはハロゲンなどの置換基を有していてもよい炭素数
1〜8の炭化水素基)、ハロゲン原子または水素原子を
示し、xは遷移金属原子の原子価である。)シクロペン
タジエニル骨格を有する配位子を含む配位子としては、
たとえば、シクロペンタジエニル基、メチルシクロペン
タジエニル基、ジメチルシクロペンタジエニル基、トリ
メチルシクロペンタジエニル基、テトラメチルシクロペ
ンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル
基、エチルシクロペンタジエニル基、メチルエチルシク
ロペンタジエニル基、プロピルシクロペンタジエニル
基、メチルプロピルシクロペンタジエニル基、ブチルシ
クロペンタジエニル基、メチルブチルシクロペンタジエ
ニル基、ヘキシルシクロペンタジエニル基などのアルキ
ル置換シクロペンタジエニル基あるいはインデニル基、
4,5,6,7-テトラヒドロインデニル基、フルオレニル基な
どを例示することができる。これらの基は、ハロゲン原
子、トリアルキルシリル基などで置換されていてもよ
い。
【0056】これらの遷移金属原子に配位する配位子の
中では、アルキル置換シクロペンタジエニル基が特に好
ましい。上記一般式(ii)で表される化合物がシクロペ
ンタジエニル骨格を有する配位子を2個以上含む場合に
は、そのうち2個のシクロペンタジエニル骨格を有する
配位子同士は、エチレン、プロピレンなどのアルキレン
基、イソプロピリデン、ジフェニルメチレンなどの置換
アルキレン基、シリレン基またはジメチルシリレン基、
ジフェニルシリレン基、メチルフェニルシリレン基など
の置換シリレン基などを介して結合されていてもよい。
【0057】シクロペンタジエニル骨格を有する配位子
以外の配位子Lとして具体的に下記のようなものが挙げ
られる。炭素数1〜12の炭化水素基としては、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
どが挙げられ、より具体的には、アルキル基としては、
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブ
チル基などが例示され、シクロアルキル基としては、シ
クロペンチル基、シクロヘキシル基などが例示され、ア
リール基としては、フェニル基、トリル基などが例示さ
れ、アラルキル基としては、ベンジル基、ネオフィル基
などが例示される。
【0058】またアルコキシ基としては、メトキシ基、
エトキシ基、ブトキシ基などが例示され、アリーロキシ
基としては、フェノキシ基などが例示され、SO3Rで
表される配位子としては、p-トルエンスルホナト基、メ
タンスルホナト基、トリフルオロメタンスルホナト基な
どが例示される。
【0059】ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、
ヨウ素などが例示される。このようなシクロペンタジエ
ニル骨格を有する配位子を含む遷移金属化合物(B)
は、たとえば遷移金属原子の原子価が4である場合、よ
り具体的には下記式(ii')で示される。
【0060】R3 a4 b5 c6 dM …(ii') (式中、Mは式(ii)と同じ遷移金属原子を示し、R3
はシクロペンタジエニル骨格を有する基(配位子)を示
し、R4 、R5 およびR6 はシクロペンタジエニル骨格
を有する基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール
基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、ト
リアルキルシリル基、SO3R基、ハロゲン原子または
水素原子を示し、aは1以上の整数であり、a+b+c
+d=4である。)本発明では上記式(ii')におい
て、R4 、R5 およびR6 のうち少なくとも1個と、R
3 がシクロペンタジエニル骨格を有する基(配位子)で
あるメタロセン化合物、たとえばR3 およびR4 がシク
ロペンタジエニル骨格を有する基(配位子)であるメタ
ロセン化合物が好ましく用いられる。
【0061】これらのシクロペンタジエニル骨格を有す
る基はエチレン、プロピレンなどのアルキレン基、イソ
プロピリデン、ジフェニルメチレンなどの置換アルキレ
ン基、シリレン基またはジメチルシリレン、ジフェニル
シリレン、メチルフェニルシリレン基などの置換シリレ
ン基などを介して結合されていてもよい。
【0062】またR5 およびR6 はシクロペンタジエニ
ル骨格を有する基、アルキル基、シクロアルキル基、ア
リール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ
基、トリアルキルシリル基、SO3R、ハロゲン原子ま
たは水素原子である。
【0063】以下に、Mがジルコニウムである遷移金属
化合物について具体的な化合物を例示する。 ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(イ
ンデニル)ジルコニウムジブロミド、ビス(インデニ
ル)ジルコニウムビス(p-トルエンスルホナト)、ビス
(4,5,6,7-テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジク
ロリド、ビス(フルオレニル)ジルコニウムジクロリ
ド、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリ
ド、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジブロミ
ド、エチレンビス(インデニル)ジメチルジルコニウ
ム、エチレンビス(インデニル)ジフェニルジルコニウ
ム、エチレンビス(インデニル)メチルジルコニウムモ
ノクロリド、エチレンビス(インデニル)ジルコニウム
ビス(メタンスルホナト)、エチレンビス(インデニ
ル)ジルコニウムビス(p-トルエンスルホナト)、エチ
レンビス(インデニル)ジルコニウムビス(トリフルオ
ロメタンスルホナト)、エチレンビス(4,5,6,7-テトラ
ヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロ
ピリデン(シクロペンタジエニル-フルオレニル)ジル
コニウムジクロリド、イソプロピリデン(シクロペンタ
ジエニル-メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム
ジクロリド、ジメチルシリレンビス(シクロペンタジエ
ニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス
(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリ
ド、ジメチルシリレンビス(ジメチルシクロペンタジエ
ニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス
(トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジク
ロリド、ジメチルシリレンビス(インデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(インデニル)
ジルコニウムビス(トリフルオロメタンスルホナト)、
ジメチルシリレンビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデニ
ル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレン(シク
ロペンタジエニル-フルオレニル)ジルコニウムジクロ
リド、ジフェニルシリレンビス(インデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、メチルフェニルシリレンビス(インデ
ニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(シクロペンタジ
エニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(シクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムジブロミド、ビス(シクロペン
タジエニル)メチルジルコニウムモノクロリド、ビス
(シクロペンタジエニル)エチルジルコニウムモノクロ
リド、ビス(シクロペンタジエニル)シクロヘキシルジ
ルコニウムモノクロリド、ビス(シクロペンタジエニ
ル)フェニルジルコニウムモノクロリド、ビス(シクロ
ペンタジエニル)ベンジルジルコニウムモノクロリド、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムモノクロリ
ドモノハイドライド、ビス(シクロペンタジエニル)メ
チルジルコニウムモノハイドライド、ビス(シクロペン
タジエニル)ジメチルジルコニウム、ビス(シクロペン
タジエニル)ジフェニルジルコニウム、ビス(シクロペ
ンタジエニル)ジベンジルジルコニウム、ビス(シクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムメトキシクロリド、ビス
(シクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシクロリ
ド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムビス
(メタンスルホナト)、ビス(シクロペンタジエニル)
ジルコニウムビス(p-トルエンスルホナト)、ビス(シ
クロペンタジエニル)ジルコニウムビス(トリフルオロ
メタンスルホナト)、ビス(メチルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ジメチルシクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ジメチ
ルシクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシクロリ
ド、ビス(ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムビス(トリフルオロメタンスルホナト)、ビス(エチ
ルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビ
ス(メチルエチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム
ジクロリド、ビス(プロピルシクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムジクロリド、ビス(メチルプロピルシクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ブチル
シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス
(メチルブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジ
クロリド、ビス(メチルブチルシクロペンタジエニル)
ジルコニウムビス(メタンスルホナト)、ビス(トリメ
チルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジクロリド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ヘキシルシクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(トリメ
チルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロ
リド。
【0064】なお上記例示において、シクロペンタジエ
ニル環の二置換体は1,2-および1,3-置換体を含み、三置
換体は1,2,3-および1,2,4-置換体を含む。またプロピ
ル、ブチルなどのアルキル基は、n-、i-、sec-、tert-
などの異性体を含む。
【0065】本発明では、遷移金属化合物(B)とし
て、上記のようなジルコニウム化合物中のジルコニウム
を、チタンまたはハフニウムに置換えた化合物を用いる
こともできる。
【0066】これらの化合物は単独で用いてもよいし、
2種以上を組み合わせて用いてもよい。また炭化水素あ
るいはハロゲン化炭化水素に希釈して用いてもよい。本
発明では、遷移金属化合物(B)として、中心の金属原
子がジルコニウムであり、少なくとも2個のシクロペン
タジエニル骨格を含む配位子を有するジルコノセン化合
物が好ましく用いられる。
【0067】本発明で用いられる(C)水素化有機アル
ミニウム化合物は、下記式(iii)で表される。 HnAl R7 3-n …(iii) (式中、R7 はアルキル基、シクロアルキル基またはア
リール基を示し、nは1または2である。)このような
水素化有機アルミニウム化合物(C)としては、具体的
に下記のような化合物が挙げられる。
【0068】ジメチルアルミニウムハイドライド、ジエ
チルアルミニウムハイドライド、ジヒドロフェニルアル
ミニウム、ジイソプロピルアルミニウムハイドライド、
ジ-n- ブ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、ジイソヘキシルアルミニウ
ムハイドライド、ジフェニルアルミニウムハイドライ
ド、ジシクロヘキシルアルミニウムハイドライド、ジ-s
ec- ヘプチルアルミニウムハイドライド、ジ-sec- ノニ
ルアルミニウムハイドライドなど。
【0069】これらのうち、ジアルキルアルミニウムハ
イドライドが好ましく、ジイソブチルアルミニウムハイ
ドライドが特に好ましい。本発明に係る第2のオレフィ
ン重合用触媒は、上記のような(A)有機アルミニウム
オキシ化合物、(B)シクロペンタジエニル骨格を有す
る配位子を含むIVB族の遷移金属化合物、(C)水素化
有機アルミニウム化合物および(D)微粒子状担体から
形成される固体状オレフィン重合用触媒である。
【0070】このような微粒子状担体(D)としては、
具体的には下記のようなものが挙げられる。酸性白土、
ケイソウ土、軽石などの天然多孔性鉱物、アルミナ、シ
リカ、シリカアルミナ、チタニア、マグネシアなどの無
機酸化物、モルデナイト、エリオナイトなどのゼオライ
ト(結晶性アルミノケイ酸塩)、モンモリロナイト、バ
ーミキュライト、リン酸ジルコニウム、フッ素四ケイ素
雲母などの層状化合物、グラファイト、活性炭のような
炭素担体、ジビニルベンゼン架橋ポリスチレン、ポリア
クリル酸エステルなどの有機化合物担体など。
【0071】これらのうち、無機酸化物が好ましく用い
られる。本発明で用いられる微粒子状担体(D)は、平
均粒径が通常0.1〜200μm、好ましくは1〜10
0μmであり、比表面積が通常50〜1000m2
g、好ましくは100〜700m2 /gであり、さらに
細孔容積が好ましくは0.3〜2.5cm3/gである。
【0072】また本発明で用いられる微粒子状担体
(D)は、吸着水量が1.0重量%未満、好ましくは0.
5重量%未満であり、かつ表面水酸基が1.0重量%以
上、好ましくは1.2〜4.0重量%、特に好ましくは
1.5〜3.0重量%であることが望ましい。
【0073】ここで、吸着水量(重量%)および表面水
酸基(重量%)は下記のようにして求められる。 (吸着水量)200℃の温度で、常圧、窒素流通下で4
時間乾燥させた時の重量減を吸着水分量とする。 (表面水酸基)200℃の温度で、常圧、窒素流通下で
4時間乾燥して得られた担体の重量をX(g)とし、さ
らに該担体を1000℃で20時間焼成して得られた表
面水酸基が消失した焼成物の重量をY(g)として、下
記式により計算する。
【0074】 表面水酸基(重量%)={(X−Y)/X}×100 このような特定量の吸着水量および表面水酸基を有する
微粒子状担体(D)を用いると、高い重合活性で粒子性
状に優れたオレフィン重合体を製造し得るオレフィン重
合用触媒が得られるようになる。
【0075】本発明に係る第3のオレフィン重合触媒
は、上記触媒成分(A)〜(D)からなる固体状オレフ
ィン重合用触媒と、(E)有機アルミニウムとから形成
されている。
【0076】本発明において用いられる(E)有機アル
ミニウム化合物としては、たとえば、下記式(iv)で表
される有機アルミニウム化合物を例示することができ
る。 R7 nAlX3-n … (iv) (式中、R7 は炭素数1〜12の炭化水素基を示し、X
はハロゲン原子を示し、nは1〜3である。)上記式
(iv)において、R7 は炭素数1〜12の炭化水素基、
たとえば、アルキル基、シクロアルキル基またはアリー
ル基であるが、具体的には、メチル基、エチル基、n-プ
ロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シク
ロヘキシル基、フェニル基、トリル基などである。
【0077】このような有機アルミニウム化合物とし
て、具体的には以下のような化合物が用いられる。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
ソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウ
ム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシル
アルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム;イソプ
レニルアルミニウムなどのアルケニルアルミニウム;ジ
メチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムク
ロリド、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソ
ブチルアルミニウムクロリド、ジメ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;メチル
アルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセス
キクロリド、イソプロピ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、メチルアルミニウムジクロリド、エチルア
ルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジク
ロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどのアルキル
アルミニウムジハライドなど。
【0078】また有機アルミニウム化合物として、下記
式(v)で表される化合物を用いることもできる。 R7 nAlY3-n … (v) (式中、R7 は上記式(iv)と同様であり、Yは−OR
8 基、−OSiR9 3基、−OAlR10 2 基、−NR11 2
基、−SiR12 3 基または−N(R13)AlR14 2 基を
示し、nは1〜2であり、R8 、R9 、R10およびR14
はメチル基、エチル基、イソプロピル基、イソブチル
基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリメチルシリル
基などを示し、R11は水素原子、メチル基、エチル基、
イソプロピル基、フェニル基、トリメチルシリル基など
を示し、R12およびR13はメチル基、エチル基などを示
す。)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、以下のような化合物が用いられる。 (1)R7 nAl(OR83-n で表される化合物、たと
えばジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミ
ニウムエトキシド、ジイソブチルアルミニウムメトキシ
ドなど、(2)R7 nAl(OSiR9 33-nで表される
化合物、たとえばEt2Al(OSiMe3)、(iso-B
u)2Al(OSiMe3)、(iso-Bu)2Al(OS
iEt3)など、(3)R7 nAl(OAlR10 23-n
表される化合物、たとえばEt2AlOAlEt2、(is
o-Bu)2AlOAl(iso-Bu)2など、(4)R7 n
l(NR11 23-nで表される化合物、たとえばMe2
lNEt2、Et2AlNHMe、Me2AlNHEt、
Et2AlN(SiMe32、(iso-Bu)2AlN(S
iMe32など、(5)R7 nAl(SiR12 33-nで表
される化合物、たとえば(iso-Bu)2AlSiMe3
ど、(6)R7 nAl(N(R13)AlR14 23-nで表さ
れる化合物、たとえばEt2AlN(Me)AlEt2
(iso-Bu)2AlN(Et)Al(iso-Bu)2
ど。
【0079】上記式(iv)および(v)で表される有機
アルミニウム化合物の中では、式R7 3Al、R7 nAl
(OR83-n、R7 nAl(OAlR10 23-n で表され
る有機アルミニウム化合物を好適な例として挙げること
ができ、R7 がイソアルキル基であり、n=2のものが
特に好ましい。これらの有機アルミニウム化合物は、2
種以上混合して用いることもできる。
【0080】本発明に係る第1のオレフィン重合触媒
は、上記のような触媒成分(A)、(B)、(C)から
形成されている。このような各触媒成分は、そのまま重
合系に添加することができるが、予め触媒成分(A)、
(B)、(C)を混合接触させてから、重合系に添加す
ることが好ましい。
【0081】成分(A)〜成分(C)の接触は、不活性
溶媒中で行うことができ、各成分の接触順序は、任意に
選ばれる。触媒成分(A)、(B)および(C)の接触
に際して、遷移金属化合物(B)は、通常約10-4〜2
×10-2モル/リットル−溶媒、好ましく2×10-4
10-2モル/リットル−溶媒の量で用いられる。有機ア
ルミニウムオキシ化合物(A)は、該(A)中のアルミ
ニウム原子と、遷移金属化合物(B)中の遷移金属との
グラム原子比(Al/遷移金属)で、通常10〜50
0、好ましくは20〜200の量で用いられる。水素化
有機アルミニウム化合物(C)は、該(C)中のアルミ
ニウム原子(Al-C)と有機アルミニウムオキシ化合物
(A)中のアルミニウム原子(Al-A)とのグラム原子
比(Al-C/Al-A)で、通常0.01〜3、好ましく
は0.05〜2.0の量で用いられる。
【0082】触媒成分(A)、(B)および(C)を接
触させる際の接触温度は、通常−50〜200℃、好ま
しくは−20〜150℃であり、接触時間は1〜300
0分間、好ましくは5〜1200分間である。また混合
接触時には混合温度を変化させてもよい。
【0083】本発明に係る第2のオレフィン重合用触媒
は、上記のような触媒成分(A)、(B)、(C)およ
び(D)を接触(混合)させることにより形成される固
体状オレフィン重合用触媒である。
【0084】触媒成分(A)、(B)、(C)および
(D)の接触に際しては、これらの各成分は任意の順序
で接触されるが、好ましくは微粒子状担体(D)と、有
機アルミニウムオキシ化合物(A)とを混合接触させ、
次いで水素化有機アルミニウム化合物(C)、シクロペ
ンタジエニル骨格を有する配位子を含むIVB族の遷移金
属化合物(B)の順に接触させるか、微粒子状担体
(D)と、有機アルミニウムオキシ化合物(A)とを混
合接触させ、次いでシクロペンタジエニル骨格を有する
配位子を含むIVB族の遷移金属化合物(B)、水素化有
機アルミニウム化合物(C)、の順に接触させる。
【0085】触媒成分(A)、(B)、(C)および
(D)の接触に際して、遷移金属化合物(B)は、通常
約10-4〜2×10-2モル/リットル−溶媒、好ましく
2×10-4〜10-2モル/リットル−溶媒の量で用いら
れる。遷移金属化合物(B)は、微粒子状担体(D)1
g当り通常5×10-6〜5×10-4モル、好ましくは1
-5〜2×10-4モルの量で用いられる。有機アルミニ
ウムオキシ化合物(A)は、該(A)中のアルミニウム
原子と、遷移金属化合物(B)中の遷移金属とのグラム
原子比(Al/遷移金属)で、通常10〜500、好ま
しくは20〜200の量で用いられる。また、微粒子状
担体(D)の表面水酸基(OH)と、有機アルミニウム
オキシ化合物(A)のアルミニウム(Al-A)とのグラ
ム原子比(OH/Al-A)が、通常0.1〜0.4、好ま
しくは0.15〜0.3となる量で用いられる。水素化有
機アルミニウム化合物(C)は、該(C)中のアルミニ
ウム原子(Al-C)と有機アルミニウムオキシ化合物
(A)中のアルミニウム原子(Al-A)とのグラム原子
比(Al-C/Al-A)で、通常0.01〜3、好ましく
は0.05〜2.0の量で用いられる。
【0086】触媒成分(A)、(B)、(C)および
(D)を接触させる際の接触温度は、通常−50〜20
0℃、好ましくは−20〜150℃であり、接触時間は
1〜3000分間、好ましくは5〜1200分間であ
る。特に成分(A)と成分(D)との接触温度は、通常
30〜200℃、好ましくは60〜150℃である。ま
た混合接触時には混合温度を変化させてもよい。
【0087】本発明に係る第2のオレフィン重合用触媒
(固体状オレフィン重合用触媒)では、遷移金属化合物
(B)に由来する遷移金属原子が、微粒子状担体(D)
1g当り、通常約5×10-6〜5×10-4グラム原子、
好ましくは10-5〜2×10-4グラム原子の量で担持さ
れ、また有機アルミニウムオキシ化合物(A)および水
素化有機アルミニウム化合物(C)に由来するアルミニ
ウム原子が、通常約2×10-4〜2×10-1グラム原
子、好ましくは2×10-3〜5×10-2グラム原子の量
で担持されていることが望ましい。
【0088】本発明に係る第3のオレフィン重合触媒
は、上記固体状オレフィン重合触媒(成分)と、有機ア
ルミニウム化合物(E)とから形成されている。本発明
に係る第4のオレフィン重合用触媒は、触媒成分
(A)、(B)、(C)および(D)からなる触媒成分
に、オレフィンを予備重合させてなる予備重合されたオ
レフィン重合用触媒(予備重合触媒)である。
【0089】このような予備重合触媒は、触媒成分
(A)、(B)、(C)および(D)の存在下に、オレ
フィンを予備重合させることにより得られるが、通常、
前記固体状オレフィン重合触媒(成分)の存在下に、オ
レフィンを予備重合させるか、あるいは前記触媒成分
(A)、(B)および(D)からなる固体状触媒成分と
触媒成分(C)との存在下にオレフィンを予備重合させ
る。
【0090】なお前記固体状触媒成分は、成分(A)、
(B)および(D)を不活性溶媒中で混合接触させるこ
とにより、前記固体状オレフィン重合用触媒と同様にし
て調製することができる。
【0091】予備重合に際して、遷移金属化合物(B)
は、通常10-6〜2×10-2モル/リットル(重合容
積)、好ましくは5×10-5〜10-2モル/リットルの
量で用いられ、遷移金属化合物(B)は微粒子状担体
(D)1g当り、遷移金属として通常5×10-6〜5×
10-4モル、好ましくは10-5〜2×10-4モルの量で
用いられる。有機アルミニウムオキシ化合物(A)は、
該(A)のアルミニウムと遷移金属化合物(B)の遷移
金属との原子比(Al/遷移金属)で、通常10〜50
0、好ましくは20〜200の量で用いられる。水素化
有機アルミニウム化合物は、該(C)のアルミニウム原
子(Al-C)と、有機アルミニウムオキシ化合物(A)
のアルミニウム原子(Al-A)の原子比(Al-C/Al-
A)で、通常0.01〜3、好ましくは0.05〜2の量
で用いられる。
【0092】この際、さらに必要に応じて有機アルミニ
ウム化合物(E)を用いてもよい。このように有機アル
ミニウム化合物(E)が用いられる場合には、通常、遷
移金属化合物(B)中の遷移金属原子1グラム原子当り
200モル以下の量で、好ましくは3〜150モルの量
で用いられる。
【0093】前記固体状オレフィン重合触媒(成分)の
存在下に予備重合する場合は、前記固体状オレフィン重
合触媒(成分)は、遷移金属化合物(B)に換算して、
通常10-6〜2×10-2モル/リットル(重合容積)、
好ましくは5×10-5〜10-2モル/リットルの量で用
いられる。
【0094】この際、さらに必要に応じて水素化有機ア
ルミニウム化合物(C)および/または有機アルミニウ
ム化合物(E)を用いてもよい。このように水素化有機
アルミニウム化合物(C)および/または有機アルミニ
ウム化合物(E)が用いられる場合には、これらのアル
ミニウム化合物は、通常、遷移金属化合物(B)中の遷
移金属原子1グラム原子当り200モル以下、好ましく
は3〜150モルの量で用いられる。
【0095】前記固体状触媒成分および成分(C)の存
在下に予備重合する場合は、前記固体状触媒成分は、遷
移金属化合物(B)に換算して、通常10-6〜2×10
-2モル/リットル(重合容積)、好ましくは5×10-5
〜10-2モル/リットルの量で用いられ、水素化有機ア
ルミニウム化合物(C)は、該(C)のアルミニウム原
子(Al-C)と、固体状触媒成分中の成分(A)に由来
するアルミニウム原子(Al-A)との原子比(Al-C/A
l-A)で、通常0.01〜3、好ましくは0.05〜2の
量で用いられる。
【0096】この際、さらに必要に応じて有機アルミニ
ウム化合物(E)を用いてもよい。このように有機アル
ミニウム化合物(E)が用いられる場合には、通常、遷
移金属化合物(B)中の遷移金属原子1グラム原子当り
200モル以下の量で、好ましくは3〜150モルの量
で用いられる。
【0097】予備重合温度は、通常−20〜80℃、好
ましくは0〜50℃であり、また予備重合時間は、通常
0.5〜100時間、好ましくは1〜50時間程度であ
る。予備重合には、後述する重合時に用いられるオレフ
ィンと同様のオレフィンが用いられるが、好ましくはエ
チレンを主成分とするオレフィンが用いられる。
【0098】予備重合は回分式、半連続式、連続式のい
ずれの方法においても実施することができる。このよう
にして調製された本発明に係る予備重合触媒は、予備重
合時に生成する重合体を、微粒子状担体(D)1g当
り、通常約0.1〜500g、好ましくは0.3〜300
g、特に好ましくは1〜100gの量で含有しているこ
とが望ましい。
【0099】本発明に係る第5のオレフィン重合触媒
は、上記のような予備重合触媒(成分)と、有機アルミ
ニウム化合物(E)とから形成されている。なお、本発
明では、オレフィン重合用触媒は、上記のような各成分
以外にもオレフィン重合に有用な他の成分を含むことが
できる。
【0100】このような本発明に係るオレフィン重合用
触媒は、有機アルミニウムオキシ化合物(A)の含有量
が少ない場合であっても、優れた重合活性でオレフィン
を重合させることができる。
【0101】また本発明に係る予備重合触媒は、従来の
予備重合触媒に比べて粒子性状に優れている。このよう
な本発明に係るオレフィン重合用触媒、特に予備重合触
媒を用いてオレフィンを重合すると、粒子性状に優れた
オレフィン重合体を製造することができる。
【0102】本発明に係るオレフィンの重合方法は、上
記のようなオレフィン重合用触媒の存在下にオレフィン
を重合または共重合させる。重合時に用いられるオレフ
ィンとしては、炭素数2〜20のα−オレフィンが挙げ
られ、具体的に、エチレン、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、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-エイコセンなどが挙げら
れる。
【0103】さらに、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-1,2,3,4,4
a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレン、スチレン、ビニル
シクロヘキサン、ジエン類などを用いることもできる。
【0104】重合に際してオレフィン重合用触媒は、遷
移金属化合物(B)中の遷移金属原子に換算して、重合
容積1リットル当り通常10-8〜10-3グラム原子、好
ましくは10-7〜10-4グラム原子の量で用いられるこ
とが望ましい。
【0105】前記固体状オレフィン重合触媒または予備
重合触媒と共に用いられる有機アルミニウム化合物
(E)は、遷移金属原子1グラム原子当り、0〜500
モル、好ましくは5〜200モルの量で用いられること
が望ましい。
【0106】重合に際しては、必要に応じてさらに前記
有機アルミニウムオキシ化合物(A)、水素化有機アル
ミニウム化合物(C)が用いられる。このようなアルミ
ニウム化合物は、遷移金属原子1グラム原子当り、0〜
500モル、好ましくは5〜200モルの量で用いられ
ることが望ましい。
【0107】本発明では、重合は懸濁重合などの液相重
合法あるいは気相重合法いずれにおいても実施できる。
重合が液相重合法により実施される場合には、重合溶媒
として、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、ジクロロメタンなどのハロゲン化
炭化水素などを用いることができる。これらは、単独で
あるいは組み合わせて用いられる。また、オレフィン自
身を溶媒として用いることもできる。
【0108】本発明では、上記オレフィン重合用触媒を
用いたオレフィンの重合温度は、通常、−50〜150
℃、好ましくは0〜100℃の範囲である。重合圧力
は、通常、常圧〜100kg/cm2、好ましくは常圧
〜50kg/cm2 の条件下である。
【0109】重合は、回分式、半連続式、連続式のいず
れの方法においても行うことができる。さらに重合を反
応条件の異なる2段以上に分けて行うこともできる。得
られるオレフィン重合体の分子量は、重合系に水素を存
在させるか、あるいは重合温度を変化させることによっ
て調節することができる。
【0110】
【発明の効果】本発明に係るオレフィン重合用触媒は、
有機アルミニウムオキシ化合物、シクロペンタジエニル
骨格を有する配位子を含むIVB族の遷移金属化合物、水
素化有機アルミニウム化合物、および好ましくは微粒子
状担体とを含んでいるため、有機アルミニウムオキシ化
合物の使用量が少ない場合においても、優れた重合活性
でオレフィンを重合させることができる。
【0111】本発明に係る予備重合されたオレフィン重
合用触媒は、重合活性に優れると共に、粒子性状に優れ
ている。また、本発明に係るオレフィン重合用触媒を用
いて製造されるオレフィン重合体は、粒子性状に優れて
いる。本発明に係るオレフィンの重合方法は、このよう
なオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合
させているので、高収率でオレフィン重合体を製造する
ことができる。また、本発明の触媒を用いることによ
り、ポリオレフィン好ましくはポリエチレン特に好まし
くは直鎖低密度ポリエチレンの気相重合の長期安定運転
が可能となる。
【0112】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。
【0113】なお以下の実施例により得られたエチレン
系共重合体について、MFRは、190℃で2.16k
gの荷重下に測定した。密度は、190℃における2.
16kg荷重でのMFR測定時に得られるストランドを
120℃で1時間熱処理し1時間かけて室温まで徐冷し
たのち、密度勾配管で測定した。
【0114】またポリマーの平均粒径および100μm
以下の微粉末ポリマーの含有量は、ふるいにより測定し
た。
【0115】
【実施例1】 (予備重合触媒(1)の調製)充分に窒素置換した1リ
ットルのガラス製フラスコに、シリカ(富士デヴィソン
社製、吸着水量;0.1重量%以下、水酸基含量;2.4
重量%)34.5gとトルエン500mlとを装入し、
懸濁状にして0℃まで冷却した。この懸濁液中に、系内
の温度を0℃に保持しながら、有機アルミニウムオキシ
化合物のトルエン溶液(シェリング社製、メチルアルミ
ノオキサン(Lot.No.TB6-49 )Al;1.45モル/リ
ットル)182mlを45分間かけて滴下した。その
後、この懸濁液を95℃に昇温して20時間反応させた
後、トルエン500mlで3回洗浄し、トルエンを加え
て700mlの懸濁液とした。
【0116】このようにして得られた懸濁液50mlを
200mlのガラス製フラスコへ移し、さらにトルエン
100mlとビス(1-メチル-3-n- ブチルシクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Z
r;0.0303モル/リットル)3.4mlとを加え、
80℃に昇温して2時間攪拌した。この懸濁液をヘキサ
ン200mlで3回洗浄し、ヘキサンを加えて200m
lの懸濁液とした。
【0117】次いでこの懸濁液に、ジイソブチルアルミ
ニウムハイドライドのデカン溶液(Al;1.0モル/
リットル)7.7mlと1-ヘキセン1.4mlとを加え、
エチレンガス(常圧)を連続的に導入し、35℃で5時
間予備重合を行うことにより予備重合触媒(1)の懸濁
液を得た。この際、反応器壁への予備重合触媒の付着は
認められなかった。
【0118】このようにして得られた予備重合触媒
(1)は、シリカ1gに対してジルコニウムを3.5ミ
リグラム、アルミニウムを224ミリグラムおよびエチ
レン・1-ヘキセン共重合体を10gの量で含有してい
た。該予備重合触媒は球状であり、その顕微鏡写真を図
2に示した。
【0119】なお以下の重合には、この懸濁液をそのま
ま用いた。 (重 合)充分に窒素置換した内容積2リットルのステ
ンレス製オートクレーブに、塩化ナトリウム(和光純薬
特級)150gを装入し、90℃で1時間減圧乾燥し
た。その後、エチレンと1-ブテンとの混合ガス(1-ブテ
ン含量5.0モル%)の導入により常圧に戻し、系内を
75℃とした。
【0120】次いで、トリイソブチルアルミニウムのデ
カン溶液(Al;1.0モル/リットル)0.5mlを添
加し、さらに、上記のように調製された予備重合触媒
(1)の懸濁液10ml(ジルコニウム原子換算で0.
005ミリグラム原子)を、オートクレーブへ添加し
た。
【0121】その後、上記エチレンと1-ブテンとの混合
ガスを導入し、全圧8kg/cm2-Gとして重合を開始
した。系内は直ちに80℃に上昇した。その後混合ガス
のみを補給し、全圧を8kg/cm2-Gに保ち、80℃
で90分間重合を行った。
【0122】重合終了後、水洗により塩化ナトリウムを
除き、残ったポリマーをメタノールで洗浄した後、80
℃で1晩減圧乾燥した。このようにしてエチレン・1-ブ
テン共重合体433gを得た。
【0123】得られたエチレン・1-ブテン共重合体は、
MFRが0.6g/10分であり、密度が0.910g/
cm3であり、嵩比重が0.48g/cm3であり、ポリ
マー平均粒径が700μmであり、100μm以下の微
粉末ポリマー含量が0.04重量%であった。
【0124】
【実施例2】 (予備重合触媒の調製)実施例1において、ジイソブチ
ルアルミニウムハイドライドのデカン溶液(Al;1.
0モル/リットル)の使用量を3.9mlとした以外は
実施例1と同様にして予備重合触媒を得た。該予備重合
触媒は球状であった。
【0125】(重 合)上記の予備重合触媒を用いた以
外は、実施例1と同様にしてエチレン・1-ブテン共重合
体328gを得た。
【0126】得られたエチレン・1-ブテン共重合体は、
MFRが0.7g/10分であり、密度が0.910g/
cm3であり、嵩比重が0.48g/cm3であり、ポリ
マー平均粒径が650μmであり、100μm以下の微
粉末ポリマー含量が0.06重量%であった。
【0127】
【実施例3】 (予備重合触媒(2)の調製)充分に窒素置換した1リ
ットルのガラス製フラスコに、シリカ(富士デヴィソン
社製、吸着水量;0.1重量%以下、水酸基含量;3.3
重量%)34.5gとトルエン500mlとを装入し
て、懸濁状にし0℃まで冷却した。この懸濁液中に、系
内の温度を0℃に保ちながら、有機アルミニウムオキシ
化合物のトルエン溶液(シェリング社製、メチルアルミ
ノオキサンAl;4.00モル/リットル)66mlを
45分間かけて滴下した。その後、この懸濁液を95℃
に昇温し、4時間反応させた後、トルエン500mlで
3回洗浄し、トルエンを加えて700mlの懸濁液とし
た。
【0128】このようにして得られた懸濁液50mlを
200mlのガラス製フラスコへ移し、さらにトルエン
100mlとジイソブチルアルミニウムハイドライドの
トルエン溶液(Al;1モル/リットル)1.4mlを
加え、95℃に昇温し、4時間反応を行った。その後、
この懸濁液をトルエン200mlで3回洗浄し、トルエ
ンを加えて150mlの懸濁液とした。
【0129】次いで、この懸濁液中にビス(1-メチル-3
-n- ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロ
リドのトルエン溶液(Zr;0.0303モル/リット
ル)3.6mlを加え、80℃に昇温し2時間攪拌し
た。この懸濁液をヘキサン200mlで3回洗浄し、ヘ
キサンを加えて200mlの懸濁液とした。
【0130】この懸濁液にトリイソブチルアルミニウム
のデカン溶液(Al;1.0モル/リットル)8.1ml
と1-ヘキセン1.4mlとを加え、エチレンガス(常
圧)を連続的に導入し、35℃で5時間予備重合を行う
ことにより予備重合触媒(2)の懸濁液を得た。この
際、反応器壁への予備重合触媒の付着は認められなかっ
た。
【0131】このようにして得られた予備重合触媒
(2)は、シリカ1gに対してジルコニウムを3.6ミ
リグラム、アルミニウムを228ミリグラムおよびエチ
レン・1-ヘキセン共重合体を10g含有していた。該予
備重合触媒は球状であった。
【0132】なお以下の重合にはこの懸濁液をそのまま
用いた。 (重 合)実施例1において、予備重合触媒(1)の懸
濁液に代えて上記のようにして得られた予備重合触媒
(2)の懸濁液を用いた以外は実施例1と同様にして重
合して、エチレン・1-ブテン共重合体416gを得た。
【0133】得られたエチレン・1-ブテン共重合体は、
MFRが0.7g/10分であり、密度が0.908g/
cm3であり、嵩比重が0.47g/cm3であり、ポリ
マー平均粒径が770μmであり、100μm以下の微
粉末ポリマー含量が0.01重量%であった。
【0134】
【比較例1】 (予備重合触媒の調製)実施例1において、ジイソブチ
ルアルミニウムハイドライドの代わりにトリイソブチル
アルミニウムを使用した以外は、実施例1と同様にして
予備重合触媒を得た。該予備重合触媒は、羽毛状の突起
があり、その顕微鏡写真を図3に示した。
【0135】(重 合)上記予備重合触媒を用いた以外
は、実施例1と同様にしてエチレン・1-ブテン共重合体
249gを得た。
【0136】得られたエチレン・1-ブテン共重合体は、
MFRが0.7g/10分であり、密度が0.911g/
cm3であり、嵩比重が0.47g/cm3であり、ポリ
マー平均粒径が580μmであり、100μm以下の微
粉末ポリマー含量が0.03重量%であった。
【0137】
【実施例4】 (予備重合触媒(3)の調製)充分に窒素置換した1リ
ットルのガラス製フラスコに、シリカ(富士デヴィソン
社製、吸着水量;0.1重量%以下、水酸基含量;2.4
重量%)34.5gとトルエン500mlとを装入し、
懸濁状にして0℃まで冷却した。この懸濁液中に、系内
の温度を0℃に保持しながら、有機アルミニウムオキシ
化合物のトルエン溶液(シェリング社製、メチルアルミ
ノオキサン(Lot.No.TB6.1-373)Al;1.48モル/
リットル)178mlを45分間かけて滴下した。その
後、この懸濁液を95℃に昇温して20時間反応させた
後、トルエン500mlで3回洗浄し、トルエンを加え
て700mlの懸濁液とした。
【0138】このようにして得られた懸濁液100ml
を400mlのガラス製フラスコへ移し、ビス(1-メチ
ル-3-n- ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジ
クロリドのトルエン溶液(Zr;0.0303モル/リ
ットル)5.7mlとを加え、80℃に昇温して2時間
攪拌した。この懸濁液をヘキサン100mlで3回洗浄
した後、ヘキサンを加えて100mlの懸濁液とした。
【0139】引き続き、この懸濁液にジイソブチルアル
ミニウムハイドライドのデカン溶液(Al;1.0モル
/リットル)1.7ml を加え、室温で2時間攪拌し
た。次いで、上澄を除きヘキサン100ml で2回洗浄
し、再びヘキサン200ml で懸濁液とした。
【0140】この懸濁液にジイソブチルアルミニウムハ
イドライドのデカン溶液(Al;1.0モル/リット
ル)7.2ml を加え、エチレンガス(常圧)を連続的
に導入し、50℃で2時間予備重合を行うことにより予
備重合触媒(3)を得た。この際、反応器壁への予備重
合触媒の付着は認められなかった。
【0141】このようにして得られた予備重合触媒
(3)は、シリカ1gに対してジルコニウムを2.3ミ
リグラム、アルミニウムを109ミリグラムおよびポリ
エチレンを3g含有していた。該予備重合触媒の表面は
滑らかであり、形状は球状であった。この予備重合触媒
の顕微鏡写真を図4に示す。
【0142】(重 合)充分に窒素置換した内容積2リ
ットルのステンレス製オートクレーブに、ヘキサン1リ
ットルを装入し、系内をエチレンガスで置換した。次い
で1-ヘキセン40ml を添加し、系内を70℃に昇温し
た。その後、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液
(Al;1.0モル/リットル)0.75mlおよび上記
予備重合触媒(3)をジルコニウム原子換算で0.00
5ミリモル添加し、重合を開始した。
【0143】エチレンを連続的に供給しながら、全圧8
kg/cm2-G 、80℃で1.5時間重合を行い、エチ
レン・1-ヘキセン共重合体445gを得た。得られたエ
チレン・1-ヘキセン共重合体は、MFRが0.12g/
10分であり、密度が0.928g/cm3であり、嵩比
重が0.45g/cm3であり、ポリマー平均粒径が56
0μmであり、100μm以下の微粉末ポリマー含量が
0.02重量%であった。
【0144】なお、オートクレーブ壁面へのポリマーの
付着は認められなかった。
【0145】
【比較例2】 (予備重合触媒の調製)実施例4においてジイソブチル
アルミニウムハイドライド処理を行わず、かつ予備重合
時トリイソブチルアルミニウムを用いた以外は、実施例
4と同様にして予備重合触媒を得た。該予備重合触媒
は、羽毛状の突起があり、粒子性状が不良であった。こ
の予備重合触媒の顕微鏡写真を図5に示した。
【0146】(重 合)実施例4と同様にしてエチレン
・1-ヘキセン共重合体375gを得た。得られたエチレ
ン・1-ヘキセン共重合体は、MFRが0.10g/10
分であり、密度が0.927g/cm3であり、嵩比重が
0.44g/cm3であり、ポリマー平均粒径が580μ
mであり、100μm以下の微粉末ポリマー含量が0.
03重量%であった。
【0147】なお、オートクレーブ壁面にはポリマーの
付着が認められた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るオレフィン重合用触媒の調製工程
を示す説明図である。
【図2】実施例1で得られた予備重合触媒(成分)の粒
子構造を示す電子顕微鏡写真である。
【図3】比較例1で得られた予備重合触媒(成分)の粒
子構造を示す電子顕微鏡写真である。
【図4】実施例4で得られた予備重合触媒(成分)の粒
子構造を示す電子顕微鏡写真である。
【図5】比較例2で得られた予備重合触媒(成分)の粒
子構造を示す電子顕微鏡写真である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)有機アルミニウムオキシ化合物と、
    (B)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む
    IVB族の遷移金属化合物と、(C)水素化有機アルミニ
    ウム化合物とからなるオレフィン重合用触媒。
  2. 【請求項2】(A)有機アルミニウムオキシ化合物と、
    (B)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む
    IVB族の遷移金属化合物と、(C)水素化有機アルミニ
    ウム化合物と、(D)微粒子状担体とからなる固体状オ
    レフィン重合用触媒。
  3. 【請求項3】 (I) (A)有機アルミニウムオキシ化合物と、(B)シクロ
    ペンタジエニル骨格を有する配位子を含むIVB族の遷移
    金属化合物と、(C)水素化有機アルミニウム化合物
    と、(D)微粒子状担体とからなる固体状オレフィン重
    合用触媒成分、および、 (II)(E)有機アルミニウム化合物からなることを特
    徴とするオレフィン重合用触媒。
  4. 【請求項4】(A)有機アルミニウムオキシ化合物と、
    (B)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む
    IVB族の遷移金属化合物と、(C)水素化有機アルミニ
    ウム化合物と、(D)微粒子状担体とからなる触媒成分
    にオレフィンが予備重合されてなることを特徴とする予
    備重合されたオレフィン重合用触媒。
  5. 【請求項5】 (I) (A)有機アルミニウムオキシ化合物と、(B)シクロ
    ペンタジエニル骨格を有する配位子を含むIVB族の遷移
    金属化合物と、(C)水素化有機アルミニウム化合物
    と、(D)微粒子状担体とからなる触媒成分にオレフィ
    ンが予備重合されてなる予備重合触媒成分、および、 (II)(E)有機アルミニウム化合物 からなることを特徴とするオレフィン重合用触媒。
  6. 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載のオレフィ
    ン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合または共重
    合させることを特徴とするオレフィンの重合方法。
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