JPH06136049A - オレフィン重合用触媒及びオレフィン重合体の製造方法 - Google Patents

オレフィン重合用触媒及びオレフィン重合体の製造方法

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JPH06136049A
JPH06136049A JP29311992A JP29311992A JPH06136049A JP H06136049 A JPH06136049 A JP H06136049A JP 29311992 A JP29311992 A JP 29311992A JP 29311992 A JP29311992 A JP 29311992A JP H06136049 A JPH06136049 A JP H06136049A
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禎徳 菅
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康夫 丸山
Eiji Isobe
英二 磯部
Toru Suzuki
亨 鈴木
Fumihiko Shimizu
史彦 清水
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 特定の構造を有する遷移金属化合物、メタロ
センでない遷移金属化合物、珪酸塩、ランタノイド化合
物、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物を接
触して得られる重合用触媒及び、該触媒を用いて、必要
に応じて有機アルミニウム化合物を添加してオレフィン
を重合する、オレフィン重合体の製造方法。 【効果】 本発明方法によれば、優れた重合活性を有
し、しかも分子量分布が広く、成形性に優れたオレフィ
ン重合体の製造方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はオレフィン重合用触媒及
びこの触媒を用いたオレフィン重合方法に関し、さらに
詳しくは優れた重合活性を有し、しかも分子量が広いオ
レフィン(共)重合体を与えることができるようなオレ
フィン重合用触媒及びこの触媒を用いたオレフィンの重
合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりオレフィン重合体、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成る、いわゆるチーグラー型触媒
が知られている。ところが、該触媒で得られるオレフィ
ン重合体は一般に、分子量分布及び組成分布が広く、特
に共重合を行なった場合に表面非粘着性や透明性が劣っ
ていた。
【0003】一方、新しいオレフィン重合用触媒として
メタロセン系化合物及びアルミノキサンから成る触媒を
用いたオレフィン重合体の製造方法が最近、提案されて
いる。これとは別に、2,2′−チオビス(6−t−ブ
チル−4−メチルフェノキシ)チタニウムジクロライド
等の、メタロセンではないチタン、ジルコニウム錯体と
メチルアルミノキサンから成る触媒がオレフィンの重合
触媒として作用することが知られている(Makrom
ol.Chem.,Rapid.Commun.10
349(1989))。この触媒を用いて得られるオレ
フィン(共)重合体は通常、分子量分布及び組成分布が
狭いという特徴を有している。しかし、用途によっては
分子量分布が広く、成形性に優れたオレフィン重合体が
望まれていた。また、該触媒を用いて充分な活性を得る
ためには多量のアルミノキサンを必要とするため、最終
的に得られた重合体中より触媒残渣を除去する必要があ
った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は優れた重合活性を
有し、しかも分子量分布が広く成形性に優れるというオ
レフィン重合体を得ることができるようなオレフィン重
合用触媒及びこの触媒を用いたオレフィン重合方法を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。す
なわち、本発明は[A]下記一般式[1]または[2]
で表わされる遷移金属化合物
【0006】
【化2】
【0007】([1]及び[2]式中、Mは長周期表第
3,4,5,6族の金属であり、Xはメチレン基、アル
キリデン基または硫黄原子、各R1 ,R2 は、同一また
は異なっていてもよい水素、ハロゲン、珪素含有基、ハ
ロゲン置換基を有していてもよい炭素数が1〜20の炭
化水素基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミド基
またはチオアルコキシ基を表し、R3 はMに配位する中
性の配位子であり、R4-は、上記一般式[2]中の金属
カチオンを安定化させることのできる対アニオンを示
す。) [B]メタロセンでない遷移金属化合物(ただし、上記
一般式[1],[2]で表わされる遷移金属化合物は除
く) [C]ケイ酸塩、ランタノイド化合物、粘土、粘土鉱物
およびイオン交換性層状化合物からなる群から選ばれた
1種以上[D]有機アルミニウム化合物の4成分を接触
して得られるオレフィン重合用触媒、並びに該触媒と必
要に応じて有機アルミニウム化合物[D]の存在下、オ
レフィンを単独重合または共重合させることを特徴とす
るオレフィン重合体の製造方法。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて用いられる成分[A]は、下記一般式[1]また
は[2]で表わされる遷移金属化合物である。
【0009】
【化3】
【0010】([1]及び[2]式中、Mは長周期表第
3,4,5,6族の金属であり、Xはメチレン基、アル
キリデン基または硫黄原子、各R1 ,R2 は、同一また
は異なっていてもよい水素、ハロゲン、珪素含有基、ハ
ロゲン置換基を有していてもよい炭素数が1〜20の炭
化水素基、アルコキシ基、アリールオキシ基を表し、R
3 はMに配位する中性の配位子であり、R4-は、上記一
般式[2]中の金属カチオンを安定化させることのでき
る対アニオンを示す。)上記一般式[1]または[2]
中、Mはスカンジウム、イットリウム、ランタン、セリ
ウム、プラセオジム、トリウム、チタニウム、ジルコニ
ウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、ク
ロム、モルブデン、タングステン等の長周期表の第3,
4,5,6族の金属であり、特にチタニウム、ジルコニ
ウム、ハフニウムが好ましい。Xはメチレン基、エチリ
デン、プロピリデン等のアルキリデン基または硫黄原
子、R1 、R2 は同一または異なっていてもよい水素、
フッ素、塩素、臭素、要素等のハロゲン、トリメチルシ
リル、トリエチルシリル、トリフェニルシリル基等の珪
素含有基、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソブ
チル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、ヘプチル、
オクチル、ノニル、デシル、フェニル、トリル、クロロ
メチル、クロロエチル基等のハロゲン基を有していても
よい炭素数1ないし20の炭化水素基、メトキシ、エト
キシ、プロポキシ、ブトキシ基等のアルコキシ基、フェ
ノキシ、メチルフェノキシ、ペンタメチルフェノキシ基
等のアリールオキシ基、アミド、ジメチルアミド、ビス
(トリメチルシリル)アミド基等のアミド基、メチルチ
オアルコキシ、フェニルチオアルコキシ基等のチオアル
コキシ基等があげられる。
【0011】また、R1 どうしが相互に結合して環を形
成してもよい。具体的には、メチレン基、エチレン基の
ようなアルキレン基、エチリデン基、プロピリデン基、
イソプロピリデン基、フェニルメチリデン基、ジフェニ
ルメチリデン基等のアルキリデン基、ジメチルシリレン
基、ジエチルシリレン基、ジプロピルシリレン基、ジイ
ソプロピルシリレン基、ジフェニルシリレン基、メチル
エチルシリレン基、メチルフェニルシリレン基、メチル
イソプロピルシリレン基、メチル−t−ブチルシリレン
基等の珪素含有基、ジメチルゲルミレン基、ジエチルゲ
ルミレン基等のゲルマニウム含有基、アミン、ホスフィ
ン等が挙げられる。
【0012】更に、式[1]においてはR2 が相互に結
合して二座配位子を形成してもよい。このようなR2
具体例としては、O- CH2 - ,O- CH2 CH2
- ,O- (o−C6 4 )O- 等があげられる。R3
テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル
類、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルホルムア
ミド等のアミド類、トリメチルホスフィン等のホスフィ
ン類、トリメチルアミン等のアミン類等のMに配位する
中性の配位子であり、R4-は、テトラフェニルボレー
ト、テトラ(p−トリル)ボレート、カルバドデカボレ
ート、ジカルバウンデカボレート、ヘキサフルオロホス
フェート等の上記一般式[2]中の金属カチオンを安定
化させることのできる対アニオンを示す。
【0013】式[1]の具体例としては、2,2′−メ
チレン−4,4′−6,6′−テトラ−t−ブチルジフ
ェノキシチタニウムジクロライド、2,2′−メチレン
−4,4′−ジメチル−6,6′−ジ−t−ブチルジフ
ェノキシチタニウムジクロライド、2,2′−イソブチ
リデン−4,4′,6,6′−テトラメチルジフェノキ
シチタニウムジクロライド、2,2′−チオ−4,4′
−ジメチル−6,6′−ジ−t−ブチルジフェノキシチ
タニウムジクロライド、2,2′−チオ−4,4′−ジ
メチル−6,6′−ジ−t−ブチルジフェノキシチタニ
ウムジクロライド、2,2′−イソブチリデン−4,
4′,6,6′−テトラメチルジフェノキシチタニウム
ジクロライド、2,2′−メチレン−4,4′,6,
6′−テトラ−t−ブチルジフェノキシチタニウムジメ
チル、2,2′−メチレン−4,4′,6,6′−テト
ラ−t−ブチルジフェノキシチタニウムジメトキサイ
ド、2,2′−メチレン−4,4′,6,6′−テトラ
−t−ブチルジフェノキシチタニウムビス(ジメチルア
ミド)、2,2′−メチレン−4,4′,6,6′−テ
トラ−t−ブチルジフェノキシチタニウムビス(メチル
チオラート)、2,2′−メチレン−4,4′,6,
6′−テトラ−t−ブチルジフェノキシチタニウム(η
2 −1,2−ベンゼンジオキサイド)等があげられる。
【0014】また、式[2]の具体例としては、2,
2′−メチレン−4,4′,6,6′−テトラ−t−ブ
チルジフェノキシチタニウムクロライドテトラフェニル
ボレート、2,2′−メチレン−4,4′−ジメチル−
6,6′−ジ−t−ブチルジフェノキシチタニウムクロ
ライドテトラフェニルボレート、2,2′−イソブチリ
デン−4,4′,6,6′−テトラメチルジフェノキシ
チタニウムクロライドテトラフェニルボレート、2,
2′−チオ−4,4′−ジメチル−6,6′−t−ブチ
ルジフェノキシチタニウムクロライドテトラフェニルボ
レート、2,2′−チオ−4,4′−ジメチル−6,
6′−ジ−t−ブチルジフェノキシチタニウムクロライ
ドテトラフェニルボレート、2,2′−イソブチリデン
−4,4′,6,6′−テトラメチルジフェノキシチタ
ニウムクロライドテトラフェニルボレート、2,2′−
メチレン−4,4′,6,6′−テトラ−t−ブチルジ
フェノキシチタニウムメチルテトラフェニルボレート、
2,2′−メチレン−4,4′,6,6′−テトラ−t
−ブチルジフェノキシチタニウムメトキサイドテトラフ
ェニルボレート、2,2′−メチレン−4,4′,6,
6′−テトラ−t−ブチルジフェノキシチタニウムジメ
チルアミドテトラフェニルボレート、2,2′−メチレ
ン−4,4′,6,6′−テトラ−t−ブチルジフェノ
キシチタニウムメチルチオラートテトラフェニルボレー
ト等、またこれらの化合物のテトラヒドロフラン錯体等
があげられる。
【0015】また、ジルコニウム化合物、ハフニウム化
合物等の他の第3,4,5,6族金属化合物について
も、上記と同様の化合物が挙げられる。更にこれらの化
合物の混合物を用いてもよい。一方、[B]メタロセン
でない遷移金属化合物(ただし、上記一般式[1],
[2]で表わされる遷移金属化合物は除く)としては、
従来、公知のチーグラー・ナッタ型触媒の遷移金属化合
物が使用できる。この遷移金属化合物成分[B]として
は、例えば下記一般式
【0016】
【化4】
【0017】で表わされる化合物が使用できる。ここで
M′は4族、5族又は6族の遷移金属原子であり、具体
的にはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウ
ム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングス
テン等があげられる。X1 はハロゲン原子を示し、R5
は水素原子、炭化水素基、アルコキシ基、アリールオキ
シ基、シクロアルキルオキシ基を示す。R6 は炭化水素
基を示す。また、a,bは、M′の価数をpとした時
に、a+b=pを満たす負でない数である。
【0018】これらの具体的な例としてはTiCl3
TiCl4 ,TiBr4 ,TiI4,Ti(OC2 5)
3 Cl,Ti(OC2 5)2 Cl2 ,Ti(OC2 5)
Cl 3 ,Ti(OC3 7)3 Cl,Ti(OC4 9)3
Cl,Ti(OC6 13)3Cl,Ti(OC8 17)3
l,Ti(OC2 5)4 , ZrCl4 ,Zr(OC
25)Cl3 ,Zr(OC2 5)2 Cl2 ,Zr(OC
2 5)3 Cl,Zr(OC 2 5)4 ,Zr(OC4 9)
Cl3 ,Zr(OC6 13) Cl3 ,HfCl4 ,Hf
(OC2 5)Cl3 ,Hf(OC2 5)2 Cl2 ,Hf
(OC2 5)3 Cl,Hf(OC2 5)4 ,Hf(OC
4 9)Cl3 ,Hf(OC6 13) Cl3 ,NbF5
NbCl5 ,NbBr5 ,NbI5 ,TaF5 ,TaC
5 ,TaBr5 ,TaI5 ,MoCl5 ,MoB
5 ,WCl6 ,WBr6 ,CrCl3 等が挙げられ
る。
【0019】一方、バナジウム化合物の例としてはVC
3 ,VCl4 ,VOCl3 ,VO(OC2 5)3 ,お
よびVO(OC4 9)3 等を挙げることができる。更に
必要であれば、これら遷移金属化合物を複数、混合して
用いることもできる。また、遷移金属化合物成分[B]
としては従来、公知の遷移金属化合物をマグネシウム化
合物に担持したものも好適に使用できる。特に好ましく
はチタン、マグネシウム及びハロゲンを必須成分とし、
必要に応じて電子供与性化合物を含有しているものが用
いられる。これは(a)マグネシウム化合物、(b)チ
タン化合物及び必要に応じて(c)電子供与性化合物を
接触させることにより調製される。
【0020】ここで用いられるマグネシウム化合物
(a)としては一般式
【0021】
【化5】
【0022】(式中、R8 ,R9 は炭化水素基、アルコ
キシ基、アリールオキシ基、アラルオキシ基、又は水素
原子を示し、R8 ,R9 は同じであっても、異なってい
ても良い。また、X2 はハロゲン原子を示し、c+d+
e=2となるようにc,d,eは選ばれる。)で表わさ
れる化合物が使用される。具体的にはMg(CH3)2
Mg(C2 5)2 ,Mg(C3 7)2 ,Mg(C4 9)
2 ,Mg(C6 13)2,Mg(C6 5)2 ,Mg(C2
5)(C6 5),Mg(C6 4 CH3)2 ,Mg(OC
3 2 ,Mg(OC2 5)2 ,Mg(OC3 7)2
Mg(OC4 9) 2 ,Mg(OC6 13)2,Mg(OC
6 5)2 ,Mg(OC6 4 CH3)2 ,Mg(C4 9)
(OC2 5),Mg(C4 9)(OC6 5),MgH
(C4 9),Mg(C2 5)Cl,Mg(C3 7)C
l,Mg(C4 9)Cl,Mg(C6 5)Cl,Mg
(OCH3 )Cl,Mg(OC2 5)Cl,Mg(OC
6 5)Cl,MgCl2 ,MgBr2 ,MgI2 ,Mg
2 等を挙げることができる。これらはまた、混合して
用いることもできる。チタン化合物(b)としては一般
【0023】
【化6】
【0024】(R9 は炭化水素基を示し、X3 はハロゲ
ン原子を示し、0≦f≦4)で示される化合物が使用さ
れる。具体的にはTiCl4 ,TiBr4 ,TiI4
Ti(OCH3 )Cl3 ,Ti(OC2 5 )Cl3
Ti(OC4 9 )Cl3 ,Ti(OC6 11)C
3 ,Ti(OC2 5 )Br3 ,Ti(OCH3 2
Cl 2 ,Ti(OC2 5 2 Cl2 ,Ti(OC4
9 2 Cl2 ,Ti(OC6112 Cl2 、Ti(O
2 5 2 Br2 ,Ti(OCH3 3 Cl,Ti
(OC2 5 3 Cl,Ti(OC4 9 3 Cl,T
(OC6 113 Cl,Ti(OC2 5 3 Br,T
i(OCH3 4 ,Ti(OC2 5 4 ,Ti(OC
4 9 4 ,Ti(OC6 11) 4 等が挙げられる。電
子供与性化合物(c)としてはアルコール類、アミン
類、アミド類、エーテル類、ケトン類、エステル類、ア
ルコキシシラン類等が挙げられる。マグネシウム化合物
(a)、チタン化合物(b)、及び必要に応じて電子供
与性化合物(c)を接触させる方法に制限はなく、従来
公知の方法が採用される。例えば
【0025】(1)MgCl2 等のハロゲン化マグネシ
ウム、TiCl4 等のハロゲン化チタン、及び必要に応
じてエステル等の如き電子供与性化合物を反応させて固
体生成物を得る方法。 (2)Mg(OC2 5 2 等のマグネシウム化合物、
TiCl4 等のハロゲン化チタン、及び必要に応じてエ
ステル等の如き電子供与性化合物を反応させて固体生成
物を得る方法。 等が挙げられる。用いられる各成分の使用量は通常、マ
グネシウム化合物1モル当り、チタン化合物は0.01
〜100モル好ましくは0.1〜50モルの量、また電
子供与性化合物は0〜10モル好ましくは0.05〜1
モルの量で使用される。そしてマグネシウム化合物に担
持されたチタンの量は通常、0.05〜30重量%、好
ましくは0.1〜20重量%である。
【0026】遷移金属化合物[A]と遷移金属化合物
[B]の使用する割合は任意に選ぶことができる。本発
明において[C]成分としてはケイ酸塩、ランタノイド
化合物、粘土、粘土鉱物およびイオン交換性層状化合物
からなる群から選ばれた一種以上が用いられる。ケイ酸
塩としては、合成品を用いてもよいし、天然に産出する
鉱物を用いてもよい。また、これらは特に処理を行うこ
となくそのまま用いてもよいし、ボールミル、ふるいわ
け、酸処理等の処理を行った後に用いてもよい。さら
に、新たに水を添加吸着させたり、あるいは加熱脱水処
理した後に用いてもよい。また単独で用いても、2種以
上のケイ酸塩を混合して用いても良い。
【0027】形状は任意のものが用いられるが、水銀圧
入法で測定された半径20Å以上の細孔容積が0.1c
c/g以上のものが好ましく用いられる。具体的には、
ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、
ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸バリウ
ム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸チタニウム、ケイ酸ジ
ルコニウム等のケイ酸塩や、また、カンラン石、鉄カン
ラン石等のカンラン石群、ザクロ石等のザクロ石群、フ
ェナサイト、ケイ亜鉛鉱等のフェナサイト群、ジルコ
ン、ケイ酸三石灰、メリライト、ゲーレナイト、ベニト
石、緑柱石、コージエライト、また、エンスタタイト、
シソ輝石、透輝石、リチウム輝石、バラ輝石、ケイ灰石
等の輝石群、直セン石、透角セン石、陽起石等の角セン
石群、正長石、ソーダ長石、バリウム長石、灰長石等の
長石群、ソーダライト、ノーゼライト等のソーダライト
群、ホウフッ石、ソーダフッ石等をあげることができ
る。
【0028】一方、ランタノイド化合物としては好まし
くはランタノイドのカチオンとアニオンとから成る化合
物が用いられ、酸化ランタン、硫化ランタン、フッ化ラ
ンタン、塩化ランタン、臭化ランタンセリウム、ヨウ化
ランタン、水酸化ランタン、硝酸ランタン、亜硝酸ラン
タンのような無機塩及び硫酸ランタン、炭酸ランタン、
シュウ酸ランタン、シアン化ランタンなどによる複塩、
酢酸ランタン、ランタントリメトキサイド、ランタント
リエトキサイド、ランタントリイソプロポキサイドのよ
うな有機物を含む塩などがあげられる。また、セリウ
ム、プラセオジウム、ネオジム、サマリウム、ユーロピ
ウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホ
ルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ル
テチウムについても、対応する化合物をあげることがで
きる。これらの化合物のうち、酸化物もくしは塩化物が
特に好ましく用いられる。
【0029】本発明において、[C]成分として好まし
くは粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物を用
いる。粘土は通常粘土鉱物を主成分として構成される。
大部分の粘土鉱物はイオン交換性層状化合物である。ま
た、イオン交換性層状化合物は、イオン結合等によって
構成される面が互いに弱い結合力で平行に積み重なった
結晶構造をとる化合物であり、含有するイオンが交換可
能なものをいう。また、これらの粘土、粘土鉱物、イオ
ン交換性層状化合物の例は天然産のものに限らず、人工
合成物も好適に使用できる。具体的には、粘土、粘土鉱
物、また、六方最密パッキング型、アンチモン型、Cd
Cl2 型、CdI2 型等の層状の結晶構造を有するイオ
ン結合性化合物等を例示することができる。[C]成分
のうち、粘土または粘土鉱物の具体例としては、カチオ
ン、ベントナイト、木節粘土、ガイロメ粘土、アロフェ
ン、ヒシンゲル石、パイロフィライト、タルク、ウンモ
群、モンモリロナイト群、バーミキュライト、リョクデ
イ石群、パリゴルスカイト、カオリナイト、ナクライ
ト、ディッカイト、ハロイサイト等が挙げられる。イオ
ン交換性層状化合物の具体例としては、α−Zr(HA
sO4 2 ・H2 O、α−Zr(HPO4 2 、α−Z
r(KPO4 2 ・3H2 O、α−Ti(HP
4 2 、α−Ti(HAsO4 2 ・H2 O、α−S
n(HPO4 2 ・H2O、γ−Zr(HPO4 2
γ−Ti(HPO4 2 、γ−Ti(NH4 PO 4 2
・H2 O等の多価金属の結晶性酸性塩があげられる。
【0030】また、上記の具体例の物質に化学処理を施
すことも好適に行われる。ここで化学処理とは、表面に
付着している不純物を除去する表面処理と粘土の結晶構
造に影響を与える処理のいずれをも含む。具体的には、
酸処理、アルカリ処理、塩酸処理、有機物処理等が挙げ
られる。酸処理は、表面の不純物を取り除くほか、結晶
構造中のAl,Fe,Mg等の陽イオンを溶出させるこ
とによって表面積を増大させる。アルカリ処理では粘土
の結晶構造が破壊され、粘土の構造の変化をもたらす。
また、塩類処理、有機物処理では、イオン複合体、分子
複合体、有機誘導体などを形成し、表面積や層間距離を
変えることができる。
【0031】イオン交換性を利用し、層間の交換性イオ
ンを別の大きな嵩高いイオンと置換することにより、層
間が拡大した状態の層状物質を得ることも出来る。すな
わち、嵩高いイオンが層状構造を支える支柱的な役割を
担っており、ピラーと呼ばれる。また、層状物質の層間
に別の物質を導入することをインターカレーションとい
う。インターカレーションするゲスト化合物としては、
TiCl4 、ZrCl 4 等の陽イオン性無機化合物、T
i(OR)4 ,Zr(OR)4 ,PO(OR) 3 ,B
(OR)3 [Rは炭化水素基など]等の金属アルコラー
ト、[Al134(OH)247+, [Zr4(OH)14
2+ ,[Fe3 O(OCOCH3)6 + 等の金属水酸化物
イオン等があげられる。これらの化合物は、単一で用い
ても、また2種以上共存させて用いてもよい。また、こ
れらの化合物をインターカレーションする際に、Si
(OR)4 , Al(OR)3 ,Ge(OR)4 等の金属
アルコラート等を加水分解して得た重合物、SiO2
のコロイド状無機化合物等を共存させることもできる。
また、ピラーの例としては上記水酸化物イオンを層間に
インターカレーションした後に加熱脱水することにより
生成する酸化物等があげられる。
【0032】粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化
合物はそのまま用いてもよいし、ボールミル、ふるい分
け等の処理を行った後に用いてもよい。また、新たに水
を添加吸着させ、あるいは加熱脱水処理した後用いても
良い。さらに、単独で用いても、上記固体の2種以上を
混合して用いても良い。上記の粘土、粘土鉱物またはイ
オン交換性層状化合物のうち、好ましいものは粘土また
は粘土鉱物であり、最も好ましくは、モンモリロナイト
である。
【0033】形状は任意のものが用いられるが、水銀圧
入法で測定した半径20Å以上の細孔容積が0.1cc
/g以上、特には、0.3〜5cc/gのものが好まし
い。ここで、細孔容積の測定は、水銀ポロシメーターを
用いた水銀圧入法により細孔半径として20〜3000
0Åの範囲で測定される。本実施例では(株)島津製作
所の「Auto Pore 9200」を用いて測定し
た。
【0034】また、本発明において[D]成分として用
いられる有機アルミニウム化合物の例は、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、トリイソブチルアルミニウム等のトリアル
キルアルミニウム、ジエチルアルミニウムモノクロライ
ド、ジエチルアルミニウムメトキシド等のハロゲンある
いはアルコキシ含有アルキルアルミニウム、メチルアル
ミノキサン等のアルミノキサン等であり、この内特にト
リアルキルアルミニウムが好ましい。
【0035】[A]成分、[B]成分、[C]成分、及
び[D]成分から重合触媒を得るための触媒方法につい
ては、[A],[B]各成分中の遷移金属の和とケイ酸
塩ランタノイド化合物、粘土、粘土鉱物またはイオン交
換性層状化合物中の水酸基および[D]成分有機アルミ
ニウム化合物中のアルミニウムのモル比が1:0.1〜
100000:0.1〜10000000になるよう
に、特に1:0.5〜10000:0.5〜10000
00で接触反応させるのが好ましい。
【0036】接触は窒素等の不活性ガス中、ペンタン、
ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン等の不活性炭
化水素溶媒中で行ってもよい。接触温度は、−20℃〜
溶媒の沸点の間で行い、特に室温から溶媒の沸点の間で
行うのが好ましい。更に、本発明において、必要に応じ
て用いられる有機アルミニウム化合物[E]としては、
[D]成分と同様の化合物が挙げられる。この際に用い
られる有機アルミニウム化合物の量は、[A],[B]
各成分中の遷移金属の和対[E]成分中のアルミニウム
のモル比が1:0〜10000になるように選ばれる。
【0037】触媒各成分の接触順序は特に限定されな
い。触媒各成分の接触に際し、または接触の後にポリエ
チレン、ポリプロピレン等の重合体、シリカ、アルミナ
等の無機酸化物の固体を共存させ、あるいは接触させて
もよい。上記のような成分[A]、[B]、[C]及び
[D]及び必要に応じて[E]の存在下にオレフィンを
前重合してもよい。前重合温度は−50〜100℃であ
り、前重合時間は0.1〜100時間、好ましくは0.
1〜50時間程度である。
【0038】この前重合時に必要に応じて用いられる有
機アルミニウム化合物としては、[D]成分と同様な化
合物が挙げられる。この際に用いられる有機アルミニウ
ム化合物の量は、触媒成分[A]、[B]中の遷移金属
の和対[E]成分中のアルミニウムのモル比が1:0〜
10000になるように選ばれる。前重合に用いられる
オレフィンは、重合時に用いられるオレフィンが好まし
いが、他のオレフィンを用いてもよい。また、オレフィ
ンを混合して用いることもできる。
【0039】前重合によって生成させる重合体量は、
[C]成分1gあたり0.001〜1000g、好まし
くは0.1〜300gの範囲である。前重合時に用いら
れる溶媒は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、
オクタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン等、あ
るいは、これらの混合物等である。
【0040】このようにして得られた固体触媒は、洗浄
せずに用いてもよく、また洗浄した後に用いてもよい。
上記の様なオレフィンが前重合されたオレフィン重合用
触媒を用いてオレフィンの重合を行うに際して、必要に
応じて用いられる有機アルミニウム化合物としては、
[D]成分と同様な化合物が挙げられる。この際に用い
られる有機アルミニウム化合物の量は、触媒成分
[A]、[B]中の遷移金属の和対有機アルミニウム化
合物中のアルミニウムのモル比が1:0〜10000に
なるように選ばれる。
【0041】上記のようなオレフィン重合用触媒により
重合できるオレフィンとしては、エチレン、プロピレ
ン、1−ブテン、1−ヘキセン、3−メチル−1−ブテ
ン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペン
テン、ビニルシクロアルカン、スチレンあるいはこれら
の誘導体、2−ブテン、2−ペンテン等の内部オレフィ
ンあるいはこれらの誘導体並びにシクロヘキセン等の環
状オレフィンあるいはこれらの誘導体が挙げられる。ま
た、ジエン等のポリエンやメタクリル酸メチル等の官能
基含有オレフィンを重合反応時に共存させてもよい。重
合は単独重合のほか通常公知のランダム共重合やブロッ
ク共重合にも好適に適用できる。
【0042】重合には既知のプロセスを用いることもで
きる。すなわち、n−ヘキサンのような不活性炭化水素
を溶媒としたスラリー重合、液体プロピレンのようなモ
ノマー自身を溶媒とするバルク重合、また、不活性炭化
水素や液体プロピレン等の液相が実質的に存在しない気
相重合等が用いられる。さらに、これらのプロセスを組
み合わせて用いることもできる。反応形式としては、回
分式、連続式のいずれでもよい。
【0043】反応は、通常1〜2000気圧の圧力下、
−50〜250℃の範囲で行われ、水素等の公知の分子
量調節剤を適宜用いることができる。また、重合温度、
分子量調節剤の濃度等を変えて多段階で重合させてもよ
い。なお、本発明の如き成分[A]、[C]及び[D]
を含む触媒から得られたポリマーの末端には二重結合が
存在しており、その部位を利用して末端修飾やグラフト
重合等が可能である。
【0044】
【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り、こ
れら実施例によって制約を受けるものではない。また、
図1は本発明に含まれる技術内容の理解を助けるための
フローチャート図であり、本発明はその要旨を逸脱しな
い限りフローチャート図によって制約を受けるものでは
ない。
【0045】なお、実施例においてメルトフローインデ
ックス(MFIとして示す)はASTM−D−1238
−57Tに基づき、190℃で2.16kg荷重により
測定した。また、重合体の分子量分布(Mw/Mn)は
GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ
ー)を用いて測定した。溶媒はo−ジクロルベンゼンで
あり、操作温度は135℃であった。
【0046】(実施例1) (1)成分[B]の製造 撹拌機、温度計を備えた500mlフラスコに精製N2
シール下、市販Mg(OC2 5 2 を5g採取し、T
i(OC4 9)4 7.4g及びテトラキシシラン4.6
gを混合し、撹拌下昇温した。130℃に昇温後、フェ
ノール8.2gのトルエン溶液を添加した。その後、1
30℃で1時間反応させ、黄色スラリー状の反応物を得
た。このものに精製トルエン63mlを添加した後、−
20℃まで冷却し、−20℃においてTiCl4 25g
を添加した。添加後、系内は均一となった。この均一溶
液を徐々に50℃まで昇温したところ、昇温途中より固
体の生成が認められた。その後、さらに昇温し、110
℃に達した時、フタル酸ジエチル1.0gを添加して同
温度で1時間保持した。次いで室温において精製トルエ
ンで洗浄した後、TiCl4 42gを添加し、再び11
0℃で1時間処理した。その後、室温においてトルエン
洗浄を行ない、成分[B]を得た。このもののTi含量
は3.0重量%であった。
【0047】(2)2,2′−チオ−4,4′−ジメチ
ル−6,6′−ジ−t−ブチルジフェノキシチタニウム
ジクロライドの合成 2,2′−ジヒドロキシ−3,3′−ジ−t−ブチル−
5,5′−ジメチルジフェニルスルフィド400mgの
ブチルエーテル溶液(20ml)を室温で撹拌しなが
ら、四塩化チタン75.9mgのブチルエーテルスラリ
ー(30ml)を滴下した。室温で5時間撹拌したの
ち、カラスフィルターで褐色沈澱を分取した。その後、
この沈澱を減圧乾燥することにより表記化合物を得た。
【0048】(3)触媒の製造 500ml丸底フラスコに、市販の水銀圧入法で測定し
た半径20Å以上の細孔容積が0.294cc/gの酸
化ランタン30gを採取し、フラスコ内をN2置換した
後、ヘキサン120mlを添加し、スラリーとした。別
途、トリメチルアルミニウム2.13gをヘキサン29
5mlに溶解した。次に、トリメチルアルミニウム溶液
を激しく撹拌しながら、室温で酸化ランタンスラリーを
滴下した。この時、ガスの発生が見られ、発熱も確認さ
れた。その後、2時間撹拌してスラリーを得た。
【0049】これとは別に、充分N2 置換した500m
l丸底フラスコに上記(2)で合成した遷移金属化合物
を100mg採取し、室温で17.2mMトリメチルア
ルミニウムのヘキサン溶液121.7mlと30分間接
触させた。さらにその後、上記で調製したスラリー9
4.3mlを添加し、20分間接触させた。その後、乾
燥して固体を得た。
【0050】別途、充分にN2 置換した200ml丸底
フラスコに(1)で製造した固体成分[B]をチタン原
子換算で0.2mmol、上記で製造した固体をチタン
原子換算で0.2mmol、及び精製ヘキサン100m
lを加え、室温で30分間撹拌して触媒のスラリーを得
た。
【0051】(4)エチレンの重合 精製N2 で充分置換した2リットルの誘導撹拌式オート
クレーブに、N2 シール下、室温でトリエチルアルミニ
ウム0.3mmol、精製ヘキサン1リットルを仕込ん
だ。90℃に昇温後、水素を0.9kg/cm2 導入
し、触媒(チタン原子換算で6.0μmol)をエチレ
ンと共に導入し、全圧を10kg/cm2 にした。エチ
レン導入と共にエチレンの吸収が見られるが、全圧を1
0kg/cm2 に保つようエチレンを追加導入し、1時
間後にエタノール圧入により重合を停止した。その結
果、MFIが0.093g/10分、Mw/Mnが1
0.1であるポリエチレンが167g得られた。遷移金
属1gあたりで得られるポリエチレンの量は5.8×1
5 gであった。
【0052】(実施例2) (1),(2)については実施例1と同様にして行っ
た。 (3)触媒の製造 500ml丸底フラスコに、市販の水銀圧入法で測定し
た半径が20Å以上の細孔容積が1.044cc/gの
モンモリロナイト(Aldrich社製、Montmo
rillonite K10)51gを採取し、フラス
コ内をN2 置換した後、ヘキサン207mlを添加し、
スラリーとした。別途、トリメチルアルミニウム17.
28gをヘキサン135mlに溶解した。次にトリメチ
ルアルミニウム溶液を激しく撹拌しながら、室温でモン
モリロナイトスラリーを滴下した。この時、ガスの発生
が見られ、発熱も確認された。滴下終了後、2時間撹拌
して緑灰色スラリーを得た。
【0053】これとは別に、充分N2 置換した500m
l丸底フラスコに上記(2)で合成した遷移金属化合物
を100mg採取し、室温で50mMトリメチルアルミ
ニウムのヘキサン溶液91.4mlと30分間接触させ
た。さらにその後、上記で調製した緑灰色スラリー40
3mlを添加し、20分間接触させた。その後、乾燥し
て固体を得た。
【0054】別途、充分にN2 置換した200ml丸底
フラスコに(1)で製造した成分[B]をチタン原子換
算で0.2mmol、上記で製造した固体をチタン原子
換算で0.2mmol、及び精製ヘキサン100mlを
加え、室温で30分間撹拌して触媒のスラリーを得た。
【0055】(4)エチレンの重合 精製N2 で充分置換した2リットルの誘導撹拌式オート
クレーブに、N2 シール下、室温でトリエチルアルミニ
ウム0.3mmol、精製ヘキサン1リットルを仕込ん
だ。90℃に昇温後、水素を0.9kg/cm2 導入
し、触媒(チタン原子換算で6.0μmol)をエチレ
ンと共に導入し、全圧を10kg/cm2 にした。エチ
レン導入と共にエチレンの吸収が見られるが、全圧を1
0kg/cm2 に保つようエチレンを追加導入し、1時
間後にエタノール圧入により重合を停止した。その結
果、MFIが0.73、Mw/Mnが10.4であるポ
リエチレンが263g得られた。遷移金属1gあたりで
得られるポリエチレンの量は9.2×10 5 gであっ
た。
【0056】(比較例1) (1)触媒の製造 充分にN2 置換した100ml丸底フラスコに実施例1
の(2)で合成した遷移金属化合物を7.6mg採取
し、更に実施例1の(1)で製造された成分[B](チ
タン原子換算で16μmol)、及びトルエン30ml
を添加し、室温で撹拌しながらメチルアルミノキサン
(分子量1,232;東ソー・アクゾ社製)のトルエン
溶液をアルミニウム原子換算で160mmol添加し
た。添加終了後、室温で1時間撹拌を行ない触媒を得
た。
【0057】(2)エチレンの重合 上記(1)で製造した触媒(チタン原子換算で16μm
ol)を用いた以外は実施例1の(4)と同様にしてエ
チレンの重合を行なった。その結果、ポリエチレンが1
8.4g得られた。遷移金属1gあたりで得られるポリ
エチレンの量は2.4×104 gであった。
【0058】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、優れた重
合活性を有し、しかも分子量分布が広く、成形性に優れ
たオレフィン重合体の製造方法が提供される。従って、
本発明の工業的価値は顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一態様を示すフローチャート図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 亨 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成株式会社総合研究所内 (72)発明者 清水 史彦 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成株式会社総合研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 [A]下記一般式[1]または[2]で
    表わされる遷移金属化合物 【化1】 ([1]及び[2]式中、Mは長周期表第3,4,5,
    6族の金属であり、Xはメチレン基、アルキリデン基ま
    たは硫黄原子、各R1 ,R2 は、同一または異なってい
    てもよい水素、ハロゲン、珪素含有基、ハロゲン置換基
    を有していてもよい炭素数が1〜20の炭化水素基、ア
    ルコキシ基、アリールオキシ基、アミド基またはチオア
    ルコキシ基を表し、R3 はMに配位する中性の配位子で
    あり、R4-は、上記一般式[2]中の金属カチオンを安
    定化させることのできる対アニオンを示す。) [B]メタロセンでない遷移金属化合物(ただし、上記
    一般式[1],[2]で表わされる遷移金属化合物は除
    く) [C]ケイ酸塩、ランタノイド化合物、粘土、粘土鉱物
    およびイオン交換性層状化合物からなる群から選ばれた
    1種以上[D]有機アルミニウム化合物の4成分を接触
    して得られるオレフィン重合用触媒。
  2. 【請求項2】 請求項第1項に記載の触媒及び必要に応
    じて[E]有機アルミニウム化合物の存在下、オレフィ
    ンを単独重合または共重合させることを特徴とするオレ
    フィン重合体の製造方法。
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