JPH06104694B2 - オレフイン類重合用触媒 - Google Patents

オレフイン類重合用触媒

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JPH06104694B2
JPH06104694B2 JP61011055A JP1105586A JPH06104694B2 JP H06104694 B2 JPH06104694 B2 JP H06104694B2 JP 61011055 A JP61011055 A JP 61011055A JP 1105586 A JP1105586 A JP 1105586A JP H06104694 B2 JPH06104694 B2 JP H06104694B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオレフイン類の重合に供した際、高活性に作用
し、しかも立体規則性重合体を高収率で得ることのでき
る高性能触媒に係り更に詳しくはジアルコキシマグネシ
ウムを常温で液体の芳香族炭化水素中に懸濁させ、しか
る後にハロゲン化チタンと接触させて得られる組成物を
乾燥させた後、再び該ハロゲン化チタンと接触させ、こ
の際いずれかの時点で芳香族ジカルボン酸のジエステル
と接触させて得られる触媒成分、一般式SiRm(OR′)4-m
(式中Rは水素、アルキル基またはアリール基であり、
R′はアルキル基またはアリール基であり、mは0≦m
≦4である。)で表わされるケイ素化合物および有機ア
ルミニウム化合物よりなるオレフイン類重合用触媒に関
するものである。
〔従来の技術〕 従来、オレフイン類重合用触媒としては固体のチタンハ
ロゲン化物に有機アルミニウム化合物を組合せたものが
周知であり広く用いられているが、触媒成分および触媒
成分中のチタン当りの重合体の収量(以下触媒成分およ
び触媒成分中のチタン当りの重合活性という。)が低い
ため触媒残渣を除去するための所謂脱灰工程が不可避で
あつた。この脱灰工程は多量のアルコールまたはキレー
ト剤を使用するために、それ等の回収装置または再生装
置が必要不可欠であり、資源、エネルギーその他付随す
る問題が多く、当業者にとつては早急に解決を望まれる
重要な課題であつた。この煩雑な脱灰工程を省くために
触媒成分とりわけ触媒成分中のチタン当りの重合活性を
高めるべく数多くの研究がなされ提案されている。
特に最近の傾向として活性成分であるハロゲン化チタン
等の遷移金属化合物を塩化マグネシウム等の担体物質に
担持させ、オレフイン類の重合に供した際に触媒成分中
のチタン当りの重合活性を飛躍的に高めたという提案が
数多く見かけられる。
例えば特開昭50−126590号公報においては、担体物質で
ある塩化マグネシウムを芳香族カルボン酸エステルと機
械的手段によつて接触させ、得られた固体組成物に四ハ
ロゲン化チタンを液相中で接触させて触媒成分を得る方
法が開示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら塩化マグネシウムに含有される塩素は、ハ
ロゲン化チタン中のハロゲン元素と同様生成重合体の劣
化、黄変等の原因となるばかりか、造粒、成形などの工
程に用いる機器の腐食の原因ともなり、そのために事実
上塩素の影響を無視し得る程の高活性が要求されている
が、前記公報等に開示されている塩化マグネシウムを担
体物質として用いた触媒成分を使用した触媒において
は、現在に至るまで充分な性能を示すものは得られてい
ない。
さらに前記塩化マグネシウムを担体とする触媒、あるい
は近時種々提案されている高活性担持型触媒などを用い
た場合単位時間当りの重合活性が重合初期においては高
いものの重合時間の経過にともなう低下が大きく、プロ
セス操作上問題となる上、ブロツク共重合等、重合時間
をより長くすることが必要な場合、実用上使用すること
がほとんど不可能であつた。
本発明者らは、斯かる従来技術に残された課題を解決
し、なおかつより一層生成重合体の品質を向上させるべ
く鋭意研究の結果本発明に達し茲に提案するものであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
即ち、本発明の特色とするところは、 (A)(a)ジアルコキシマグネシウムを、(b)常温
で液体の芳香族炭化水素中に懸濁させ、しかる後に
(c)一般式TiX4(式中Xはハロゲン元素である。)で
表わされるハロゲン化チタン(以下単にハロゲン化チタ
ンということがある。)と接触させて得られる組成物を
乾燥させた後、再び該ハロゲン化チタンと接触させ、こ
の際いずれかの時点で(d)芳香族ジカルボン酸のジエ
ステルと接触させて得られる触媒成分; (B)一般式SiRm(OR′)4-m(式中、Rは水素、アルキ
ル基またはアリール基であり、R′はアルキル基または
アリール基であり、mは0≦m≦4である。)で表わさ
れるケイ素化合物(以下単にケイ素化合物ということが
ある。)および (C)有機アルミニウム化合物 からなるオレフイン類重合用触媒を提供するところにあ
る。
本発明において使用されるジアルコキシマグネシウムと
しては、ジエトキシマグネシウム、ジブトキシマグネシ
ウム、ジフエノキシマグネシウム、ジプロポキシマグネ
シウム、ジ−sec−ブトキシマグネシウム、ジ−tert−
ブトキシマグネシウム、ジイソプロポキシマグネシウム
等があげられる。
本発明において使用される芳香族炭化水素としてはトル
エン、キシレン、エチルベンゼン等があげられる。
本発明で用いられる芳香族ジカルボン酸のジエステルと
しては、フタル酸のジエステルが好ましく、例えばジメ
チルフタレート、ジエチルフタレート、ジプロピルフタ
レート、ジイソプロピルフタレート、ジブチルフタレー
ト、ジイソブチルフタレート、ジアミルフタレート、ジ
イソアミルフタレート、エチルブチルフタレート、メチ
ルイソブチルフタレート、エチルプロピルフタレートな
どがあげられる。
本発明において使用される一般式TiX4(式中Xはハロゲ
ン元素である。)で表わされるハロゲン化チタンとして
はTiCl4,TiBr4,TiI4等があげられるが中でもTiCl4
好ましい。
本発明において使用される前記ケイ素化合物としては、
フエニルアルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン
などがあげられる。さらにフエニルアルコキシシランの
例として、フエニルトリメトキシシラン、フエニルトリ
エトキシシラン、フエニルトリプロポキシシラン、フエ
ニルトリイソプロポキシシラン、ジフエニルジメトキシ
シラン、ジフエニルジエトキシシランなどをあげること
ができ、アルキルアルコキシシランの例として、テトラ
メトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリメトキシ
エチルシラン、トリメトキシメチルシラン、トリエトキ
シメチルシラン、エチ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などをあげることができる。
本発明において用いられる有機アルミニウム化合物とし
ては、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニ
ウムハライド、アルキルアルミニウムジハライド、およ
びこれらの混合物があげられる。
本発明における各成分の使用割合は生成する触媒の性能
に悪影響を及ぼすことの無い限り任意であり、特に限定
するものではないが通常ジアルコキシマグネシウム1gに
対し、芳香族ジカルボン酸のジエステル類は0.01〜2g、
好ましくは0.1〜1gの範囲であり、ハロゲン化チタンは
0.1g以上、好ましくは1g以上の範囲で用いられる。ま
た、芳香族炭化水素は懸濁液を形成し得る量であれば任
意の割合で用いられる。
本発明におけるジアルコキシマグネシウムの芳香族炭化
水素への懸濁は、通常室温ないし用いられる芳香族炭化
水素の沸点までの温度で100時間以下、好ましくは10時
間以下の範囲で行なわれる。この際、該懸濁液が均一な
溶液にならないことが必要である。また、該懸濁液とハ
ロゲン化チタンの接触は、通常−20℃ないし用いられる
ハロゲン化チタンの沸点まで、好ましくは50℃〜120℃
の温度で10分ないし10時間の範囲で行なわれる。
なお、得られた組成物の乾燥は通常減圧乾燥または窒
素、アルゴン等の不活性ガスを用いた気流乾燥などによ
つて行なわれるが、温度、時間等は得られる触媒成分の
性能に悪影響を及ぼすことのない限り任意である。
乾燥後のハロゲン化チタンとの接触は通常−20℃ないし
用いられるハロゲン化チタンの沸点まで、好ましくは50
℃〜120℃の温度で10分〜10時間の範囲で行なわれる。
なお、芳香族ジカルボン酸のジエステルは上記いずれの
時点で用いることも可能である。
本発明における各成分の接触手段は各成分が充分に接触
し得る方法であれば特に制限は無いが、通常攪拌機を具
備した容器を用いて撹拌し乍ら行なわれる。
本発明においてハロゲン化チタンとの接触後、n−ヘプ
タン等の有機溶媒で洗浄することも可能である。
本発明において使用される有機アルミニウム化合物は触
媒成分中のチタン原子のモル当りモル比で1〜1000、ケ
イ素化合物は該有機アルミニウム化合物のモル当りモル
比で0.01〜0.2の範囲で用いられる。
重合は有機溶媒の存在下でも或いは不存在下でも行なう
ことができ、またオレフイン単量体は気体および液体の
いずれの状態でも用いることができる。重合温度は200
℃以下好ましくは100℃以下であり、重合圧力は100kg/c
m2・G以下、好ましくは50kg/cm2・G以下である。
本発明方法により製造された触媒を用いて単独重合また
は共重合されるオレフイン類はエチレン、プロピレン、
1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等である。
〔発明の効果〕
本発明によれば触媒性能を飛躍的に向上させることがで
き、その結果触媒成分中に含まれる塩素量の減少と併せ
て生成重合体中の塩素量を、全く無視できる程度にまで
低減することができる。
また、工業的なオレフイン重合体の製造においては重合
時に水素を共存させることがMI制御などの点から一般的
とされているが、前記塩化マグネシウムを担体として用
いる触媒成分を使用した触媒は水素共存下では、活性お
よび立体規則性が大幅に低下するという欠点を有してい
た。しかし、本発明によつて得られた触媒を用いてオレ
フイン類の重合を行なつた場合、重合時に水素を共存さ
せても殆んど活性および立体規則性が低下せず、斯かる
効果は当業者にとつて極めて大きな利益をもたらすもの
である。
本発明の効果について更に付言すると、重合時に芳香族
カルボン酸エステルを用いないことにより、生成重合体
の臭いという従来からの大きな問題を解決したばかりで
なく、触媒の単位時間当りの活性が大巾に低下するいわ
ゆる高活性担持型触媒の本質的欠点を解決し、単独重合
のみならず共重合においても実質的に適用できる触媒を
提供するところにある。
また、触媒成分の製造工程中に含まれる乾燥工程におい
て、その都度、方法等を変えることで生成した触媒成分
の粒度、延いては本発明の触媒成分を用いることによつ
て得られた重合体の粒度をも制御することができる。こ
のことは工業的に使用される触媒としては非常に大きな
利点である。
〔実施例〕
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例1 〔触媒成分の調製〕 窒素ガスで充分に置換され、攪拌機を具備した容量500m
lの丸底フラスコにジエトキシマグネシウム5g、ジブチ
ルフタレート1.5mlおよびトルエン50mlを装入して懸濁
状態とし、還流下で1時間撹拌した。次いでこの懸濁液
に室温のTiCl450mlを加え100℃に昇温して2時間撹拌し
ながら反応させた。反応終了後40℃のn−ヘプタン100m
lで10回洗浄して固体部分を分離し、この固体部分を0.1
torrの真空度に至るまで減圧下に乾燥した後新たにトル
エン50mlおよびTiCl4200mlを加えて110℃で2時間撹拌
しながら反応させた。反応終了後40℃のn−ヘプタン20
0mlで10回洗浄して触媒成分とした。なお、この際該触
媒成分中の固液を分離して固体分のチタン含有率を測定
したところ2.26重量%であつた。
〔重合〕
窒素ガスで完全に置換された内容積2.0lの撹拌装置付オ
ートクレーブに、n−ヘプタン700mlを装入し、窒素ガ
ス雰囲気を保ちつつトリエチルアルミニウム301mg、フ
エニルトリエトキシシラン64mg、次いで前記触媒成分を
チタン原子として0.2mg装入した。その後水素ガス120ml
を装入し70℃に昇温してプロピレンガスを導入しつつ6k
g/cm2・Gの圧力を維持して4時間の重合を行なつた。
重合終了後得られた固体重合体を別し、80℃に加温し
て減圧乾燥した。一方液を濃縮して重合溶媒に溶存す
る重合体の量を(A)とし、固体重合体の量を(B)と
する。また得られた固体重合体を沸騰n−ヘプタンで6
時間抽出しn−ヘプタンに不溶解の重合体を得、この量
を(C)とする。
触媒成分当りの重合活性(D)を式 で表わす。
また結晶性重合体の収率(E)を式 で表わし、全結晶性重合体の収率(F)を式 より求めた。また生成重合体中の残留塩素を(G)、生
成重合体のMIを(H)で表わす。得られた結果は、第1
表に示す通りである。
実施例2 重合時間を2時間にした以外は実施例1と同様にして実
験を行なつた。得られた結果は第1表に示す通りであ
る。
実施例3 0.5torrの真空度に至るまで減圧乾燥した以外は実施例
1と同様にして実験を行なつた。なお、この際の固体分
中のチタン含有率は2.36重量%であつた。重合に際して
は実施例1と同様にして実験を行なつた。得られた結果
は第1表に示す通りである。
実施例4 ジブチルフタレートの代りにジプロピルフタレートを1.
5ml用いた以外は実施例1と同様にして実験を行なつ
た。なお、この際の固体分中のチタン含有率は2.39重量
%であつた。重合に際しては実施例1と同様にして実験
を行なつた。得られた結果は第1表に示す通りである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を説明するためのフローチヤートであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)(a)ジアルコキシマグネシウム
    を、(b)常温で液体の芳香族炭化水素中に懸濁させ、
    しかる後に(c)一般式TiX4(式中Xはハロゲン元素で
    ある。)で表わされるハロゲン化チタンと接触させて得
    られる組成物を乾燥させた後、再び該ハロゲン化チタン
    と接触させ、この際いずれかの時点で(d)芳香族ジカ
    ルボン酸のジエステルと接触させて得られる触媒成分; (B)一般式SiRm(OR′)4-m(式中Rは水素、アルキル
    基またはアリール基であり、R′はアルキル基またはア
    リール基であり、mは0≦m≦4である。)で表わされ
    るケイ素化合物、および (C)有機アルミニウム化合物 よりなることを特徴とするオレフイン類重合用触媒。
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