JPH06199928A - エチレン−プロピレンブロック共重合体の製造方法 - Google Patents
エチレン−プロピレンブロック共重合体の製造方法Info
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Abstract
衝撃性の良好なエチレン−プロピレンブロック共重合体
の製造方法を提供する。 【構成】(A)マグネシウム、チタン、およびハロゲン
を必須成分とする固体触媒成分、(B)有機アルミニウ
ム化合物、(C)一般式R1 R2 Si(OR3 )2 (R
1 は脂環式炭化水素基、R2 、R3は炭化水素基)で示
されるケイ素化合物よりなる触媒系を用いて、プロピレ
ン単独重合体を重合する第1工程と、次いで(C’)一
般式R4 a Si(OR5 ) 4-a(R4 、R5 は炭素数が
1〜20の炭化水素基、aは0≦a<4の数を表す。)
で示されるケイ素化合物をさらに添加して、エチレン−
プロピレン共重合体を重合する第2工程とを有するエチ
レン−プロピレンブロック共重合体の製造方法。
Description
ブロック共重合体の製造方法に関するものである。
重合については、近年その重合触媒の性能が著しく向上
し、触媒成分当たりの重合体収量が飛躍的に向上した
為、生成重合体中に残存する遷移金属触媒成分は少なく
触媒除去工程が省略できるようになった。一方、これら
のオレフィンの重合方法としては、不活性炭化水素溶媒
中で行われるスラリー重合法、液化プロピレン等液化単
量体中で行われるバルク重合法、気相中で行われる気相
重合法等がある。エチレンとプロピレンとのブロック共
重合体の分野においては、前段でプロピレンポリマーを
製造し、後段でエチレンを重合又はエチレンとプロピレ
ンとを共重合させるブロック共重合法が知られている。
しかし乍ら通常は前段におけるプロピレン又はエチレン
を少量含有させるエチレン−プロピレン共重合体の重合
工程に比して、後段におけるエチレンとプロピレンとを
重合せしめ前段におけるよりは多量にエチレンを含有せ
しめる重合工程においては、反応速度が大となるため後
段の工程における重合比率の制御が困難であり、後段に
おける立体規則性の低い、非晶質の重合体が著しく増加
する結果、製品の品質に悪影響を及ぼすことがあった。
特に、後段でエチレンを重合又はエチレンとプロピレン
とを気相で共重合させる気相ブロック共重合法において
は、重合槽の中で重合体同志の粘着による塊の生成や重
合槽への付着が生じたり、配管の閉塞やサイロ、ホッパ
ー中で重合体の固着が生じ、正常な運転を維持すること
が困難であるのみならず、2次的にも製品の品質に悪影
響を及ぼすという欠点があった。
に鑑み、本発明はエチレン−プロピレンブロック共重合
体を製造するに当たって、安定的に重合反応を維持する
と共に、成形時の外観、伸び、耐衝撃性の良好なエチレ
ン−プロピレンブロック共重合体を製造する方法の提供
を目的とする。
ロピレンブロック共重合体を製造するに際し、(A)マ
グネシウム、チタン、およびハロゲンを必須成分とする
固体触媒成分、(B)有機アルミニウム化合物、(C)
一般式R1 R2 Si(OR3 )2 (R1 は炭素数が5〜
20の脂環式炭化水素基、R2 、R3 は炭素数が1〜2
0の炭化水素基を表す。)で示されるケイ素化合物より
なる触媒系を用いて、プロピレン又はエチレンとプロピ
レンの混合物を一段もしくは多段に重合させてプロピレ
ン単独重合体又はエチレン含有量3wt%以下のエチレ
ン−プロピレン共重合体を全重合量の50wt%〜95
wt%に相当する量を重合する第1工程と、次いで
(C’)一般式R4 a Si(OR5 ) 4-a(R4 、R5
は炭素数が1〜20の炭化水素基、aは0≦a<4の数
を表す。) で示されるケイ素化合物をさらに添加して、
エチレンとプロピレンの混合物を一段もしくは多段に重
合させてエチレン含有量が少なくとも20wt%である
エチレン−プロピレン共重合体を全重合量の5wt%〜
50wt%に相当する量を重合する第2工程とを有する
エチレン−プロピレンブロック共重合体の製造方法であ
る。
る固体触媒成分(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し、一般にはチタン化合
物を有機マグネシウム化合物で還元して得られる固体生
成物を、エステル化合物で処理した後、四塩化チタンで
処理して得られる。チタン化合物は一般式Ti(OR)
b X4-b (Rは炭素数が1〜20の炭化水素基、Xはハ
ロゲン原子、bは0<b≦4の数字を表わす。)で表さ
れる。Rの具体例としては、メチル、エチル、プロピ
ル、iso−プロピル、ブチル、iso−ブチル、アミ
ル、iso−アミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、
デシル、ドデシル等のアルキル基、フェニル、クレジ
ル、キシリル、ナフチル等のアリール基、シクロヘキシ
ル、シクロペンチル等のシクロアルキル基、プロペニル
等のアリル基、ベンジル基等のアラルキル基等が例示さ
れる。マグネシウム成分としては、マグネシウム−炭素
の結合を含有する任意の型の有機マグネシウム化合物を
使用することができる。特に一般式RMgX(式中、R
は炭素数1〜20の炭化水素基を、Xはハロゲンを表
す。)で表わされるグリニャール化合物および一般式R
R’Mg(式中、RおよびR’は炭素数1〜20の炭化
水素基を表わす。ここでR、R’は同一でも異なってい
てもよい。)で表わされるマグネシウム化合物が好適に
使用される。グリニャール化合物として、メチルマグネ
シウムクロリド、エチルマグネシウムクロリド、エチル
マグネシウムブロミド、エチルマグネシウムアイオダイ
ド、プロピルマグネシウムクロリド、プロピルマグネシ
ウムブロミド、ブチルマグネシウムクロリド、ブチルマ
グネシウムブロミド、sec−ブチルマグネシウムクロ
リド、sec−ブチルマグネシウムブロミド、tert
−ブチルマグネシウムクロリド、tert−ブチルマグ
ネシウムブロミド、アミルマグネシウムクロリド、is
o−アミルマグネシウムクロリド、フェニルマグネシウ
ムクロリド、フェニルマグネシウムブロミド等が、R
R’Mgで表されるマグネシウム化合物としてジエチル
マグネシウム、ジプロピルマグネシウム、ジ−iso−
プロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジ−s
ec−ブチルマグネシウム、ジ−tert−ブチルマグ
ネシウム、ブチル−sec−ブチルマグネシウム、ジア
ミルマグネシウム、ジフェニルマグネシウム等が挙げら
れる。固体触媒成分(A)と組合せて使用する有機アル
ミニウム化合物(B)は、少なくとも分子内に1個のA
l−炭素結合を有するものである。かかる有機アルミニ
ウム化合物の具体例としては、トリエチルアルミニウ
ム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミ
ニウム等のトリアルキルアルミニウム、ジエチルアルミ
ニウムハライド、ジイソブチルアルミニウムハライド等
のジアルキルアルミニウムハライド、トリアルキルアル
ミニウムとジアルキルアルミニウムハライドの混合物、
テトラエチルジアルモキサン、テトラブチルジアルモキ
サン等のアルキルアルモキサンが例示できる。これら有
機アルミニウム化合物のうち、トリアルキルアルミニウ
ム、トリアルキルアルミニウムとジアルキルアルミニウ
ムハライドの混合物、アルキルアルモキサンが好まし
く、とりわけトリエチルアルミニウム、トリイソブチル
アルミニウム、トリエチルアルミニウムとジエチルアル
ミニウムクロリドの混合物およびテトラエチルジアルモ
キサンが好ましい。有機アルミニウム化合物の使用量
は、固体触媒中のチタン原子1モル当り1〜1000モ
ルのごとく広範囲に選ぶことができるが、特に5〜60
0モルの範囲が好ましい。
有する電子供与体(C)及び(C’)を用いる。第1工
程で用いられる電子供与体(C)は、一般式 R1 R2
Si(OR3 ) 2 (R1 は炭素数が5〜20の脂環式炭
化水素基、R2 、R3 は炭素数が1〜20の炭化水素基
を表わす。)で表わされるケイ素化合物である。 かか
るケイ素化合物の具体例としては、次に示すものが例示
される。
は、一般式R4 a Si(OR5 ) 4-a(R4 、R5 は炭
素数が1〜20の炭化水素基、aは0≦a<4の数を表
す。) で示されるケイ素化合物である。かかるケイ素化
合物の具体例としては、
(C)及び(C’)より構成される触媒系の存在下にエ
チレン−プロピレンブロック共重合が行なわれる。第1
工程においては、プロピレンの単独重合又は3wt%以
下好ましくは1.5wt%以下の少量のエチレンとプロ
ピレンとの共重合によって高立体規則性の高結晶性重合
体を製造する。このプロピレンの単独重合又は少量のエ
チレンとプロピレンとの共重合に際しては触媒成分
(A)、(B)、(C)を重合系に供給する。(A)、
(B)、(C)の各成分はそれぞれ別個に重合系に供給
してもよいし、また予め2成分あるいは3成分を予備混
合しておいてもよい。各触媒成分の使用量は、(A)成
分をTi原子換算で重合容量1L当たり0.005〜
0.5、好ましくは0.01〜0.3mmol、(B)
成分を(B)成分中のAl/(A)成分中のTi(mo
l比)が1〜1000好ましくは5〜600となるよう
にするのが好ましい。また(C)成分は(C)成分/
(A)成分中のTi(mol比)が0.05〜500好
ましくは0.1〜200となるようにするのが好まし
い。重合温度は、20〜200℃、好ましくは50〜9
0℃であり、重合圧力は大気圧〜100kg/cm
2 G、好ましくは2〜50kg/cm2 Gである。該プ
ロピレンの単独重合又は少量のエチレンとプロピレンと
の共重合を行う第1工程においては、最終的に得られる
エチレン−プロピレンブロック共重合体全重合量の50
wt%〜95wt%に相当する量、好ましくは60wt
%〜90wt%になるように重合を行うのがよい。該第
1工程は、2段階以上に分けて行ってもよく、その際の
各段の重合条件は異なってもよい。またH2 を適宜供給
して〔η〕の調節を行う。
とも20wt%含有するエチレン−プロピレン共重合体
をエチレン−プロピレンブロック共重合体全重合量の5
〜50wt%、好ましくは10〜40wt%の範囲で製
造する。該第2工程においては、第1工程において添加
した触媒成分(A)、(B)、(C)にさらに、触媒成
分(C’)を添加する。(C' )の添加量は(C' )成
分/(A)成分中のTi(mol比)が1〜500好ま
しくは5〜200となるようにする。重合温度は20〜
200℃、好ましくは50〜90℃、大気圧〜100k
g/cm2 G、好ましくは2〜50kg/cm2 Gであ
る。該第2工程において生成するエチレン−プロピレン
共重合体は、135℃デカリン中で測定した極限粘度
〔η〕が0.5〜8.0、好ましくは0.5〜6.0、
さらに好ましくは1.0〜4.0になるようにH2 を用
いて制御する、。第2工程も2段階以上に分けて行って
もよく、その際の各段の重合条件を異にしてもよい。ま
た本発明のエチレン−プロピレンブロック共重合をスラ
リー重合法で行う場合には、不活性炭化水素溶媒とし
て、ヘキサン、ヘプタン等が用いられる。
に詳細に説明する。尚実施例の物性は以下のごとくにし
て測定した。 (1)MI JIS K 6758に規定された方法によった。測定
温度は230℃、荷重2.16kg/cm2 である。 (2)FE(フイッシュアイ) 厚み30μのT−ダイ加工フィルムを1000cm2 切
り出しピークスケール(10倍)を用いて、直径200
μ以上のFEの数を測定した。FEの少ないものは成形
時の外観が良好となる。 (3)引張特性 ASTM D638に規定された方法によった。試験片
の厚みは3.2mmであり引張降伏点強度および引張伸
びを測定した。測定温度は23℃である。 (4)曲げ特性 JIS K 7203に規定された方法によった。試験
片の厚みは3.2mmであり、スパン長さ50mm、荷
重速度1.5mm/minの条件で曲げ弾性率を測定し
た。測定温度は23℃である。 (5)アイゾット衝撃強度 JIS K 7110に規定された方法による。試験片
の厚みは3.2mmであり、ノッチ付きの衝撃強度を測
定温度、23℃および−23℃で測定した。 (6)落錐衝撃強度 樹脂を厚さ1mmに射出成型して、直径66mmの円板
に打ち抜いたものを試験片とする。この試験片を23
℃、50%RHで40時間以上状態調節したのち、測定
温度(0℃、−20℃)に2時間以上保ったのち、デュ
ポン衝撃試験機で0.10〜3kgの重錐を用いて破壊
強度を求めた。 (7)エチレン含量 エチレン含量の測定は、赤外吸収スペクトルによった。
のフラスコをアルゴンで置換した後、グリニヤール用削
状マグネシウム32.0gを投入した。滴下ロートにブ
チルクロリド120gとジブチルエーテル500mlを
仕込み、フラスコ中のマグネシウムに約30ml滴下
し、反応を開始させた。反応開始後、50℃で4時間か
けて滴下を続け、滴下終了後、60℃で更に1時間反応
を続けた。その後、反応溶液を室温に冷却し、固形分を
濾別した。ジブチルエーテル中のブチルマグネシウムク
ロリドを1規定硫酸で加水分解し、指示薬としてフェノ
ールフタレインを使用して1規定水酸化ナトリウム水溶
液で逆滴定して濃度を決定したところ、濃度は2.1 m
ol/Lであった。
ルゴンで置換したのち、ヘキサン240ml、テトラブ
トキシチタン5.4g (15.8mmol)およびテト
ラエトキシシラン61.4g(295mmol)を投入
し、均一溶液とした。次に、(a)で合成した有機マグ
ネシウム化合物150mlを、フラスコ内の温度を5℃
に保ちながら、滴下ロートから4時間かけて徐々に滴下
した。滴下終了後、室温で更に1時間撹拌したのち室温
で固液分離し、ヘキサン240mlで3回洗浄を繰り返
したのち減圧乾燥して、茶褐色の固体生成物45.0g
を得た。固体生成物中にはチタン原子が1.7重量%、
エトキシ基が33.8重量%、ブトキシ基が2.9重量
%含有されていた。又、この固体生成物のCu−Ka線
による広角X線回折図には、明瞭な回折ピークは全く認
められず、非晶構造であった。
で合成した固体生成物6.5g、トルエン16.2ml
およびフタル酸ジイソブチル4.3ml(16mmo
l)を加え、95℃で1時間反応を行った。反応後、固
液分離し、トルエン33mlで3回洗浄を行った。
2ml、フタル酸ジイソブチル0.36ml(1.3m
mol)、ブチルエーテル2.2ml(13mmol)
および四塩化チタン38.0ml(346mmol)を
加え、95℃で3時間反応を行った。反応終了後、95
℃で固液分離した後、同温度でトルエン33mlで2回
洗浄を行った。上述したフタル酸ジイソブチルとブチル
エーテル及び四塩化チタンとの混合物による処理を同一
条件で更にもう一度繰り返し、ヘキサン33mlで3回洗
浄して、黄土色の固体触媒5.0gを得た。固体触媒中
には、チタン原子が2.1重量%、マグネシウム原子が
19.9重量%、フタル酸エステルが12.7重量%含
まれていた。
反応器に添加し、系内を十分チッソ置換したのち、トリ
エチルアルミニウム(以下TEAと略す)3.2mo
l、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン(以下CH
EDMSと略す)0.32molおよび実施例1で得た
固体触媒をTi原子に換算して51.8g添加する。2
5℃を維持しながらプロピレン5.6kgを2時間にわ
たって連続的に添加した。
れぞれX、Y、Z、(いずれも1000L)とする。
X、Y槽でプロピレンの単独重合を行う。圧力はX槽2
1kg/cm 2G、Y槽17kg/cm 2G、温度は
X、Y槽共に75℃で重合を行った。反応時間はX、Y
槽の合計した平均の滞留時間4時間となるように(a)
で調製した触媒成分をヘキサンで希釈して、Ti原子に
換算して23mg/hrで連続的にX槽に供給した。同
時にX槽にTEA50mmol/hr、CHEDMS
5mmol/hr供給し、さらにX、Y槽でのH2 濃度
が1.2%になるようにH2 を連続的に供給した。Y槽
をでたポリマーをZ槽に移送し圧力12kg/cm
2G、温度70℃、滞留時間1時間でプロピレンとエチ
レンを重合した。エチレン濃度は27%、H2濃度が
0.7%になるようにエチレン、プロピレン、H2 を供
給した。さらにテトラエトキシシラン(以下TESと略
す)をTES/触媒成分中のTi=45(mol比)と
なるように連続的に供給した。得られたエチレン−プロ
ピレンブロック共重合体のMIは8.9、活性は400
00g−PP/mmolTiであり、Z槽での重合量
(以下EP含量と略す)は得られたエチレン−プロピレ
ンブロック共重合体全体量に対して15wt%であっ
た。重合は安定的に行われた。重合体の組成と物性を表
1に示す。外観、伸び、耐落錘衝撃強度の良好なエチレ
ン−プロピレンブロック共重合体を得ることができた。
にして重合した。得られたエチレン−プロピレンブロッ
ク共重合体のMIは7.3、活性は42000g−PP
/mmolTiであり、EP含量は得られたエチレン−
プロピレンブロック共重合体全体量に対して15.0w
t%であった。重合体の組成と物性を表1に示すが、伸
び、外観、落錘衝撃強度が劣ったものであった。
形時の外観、伸び、耐衝撃性の良好なエチレン−プロピ
レンブロック共重合体を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】エチレン−プロピレンブロック共重合体を
製造するに際し、(A)マグネシウム、チタン、および
ハロゲンを必須成分とする固体触媒成分、(B)有機ア
ルミニウム化合物、(C)一般式R1 R2 Si(O
R3 )2 (R1 は炭素数が5〜20の脂環式炭化水素
基、R2 、R3 は炭素数が1〜20の炭化水素基を表
す。)で示されるケイ素化合物よりなる触媒系を用い
て、プロピレン又はエチレンとプロピレンの混合物を一
段もしくは多段に重合させてプロピレン単独重合体又は
エチレン含有量3wt%以下のエチレン−プロピレン共
重合体を全重合量の50wt%〜95wt%に相当する
量を重合する第1工程と、次いで(C’)一般式R4 a
Si(OR5 ) 4-a(R4 、R5 は炭素数が1〜20の
炭化水素基、aは0≦a<4の数を表す。) で示される
ケイ素化合物をさらに添加して、エチレンとプロピレン
の混合物を一段もしくは多段に重合させてエチレン含有
量が少なくとも20wt%であるエチレン−プロピレン
共重合体を全重合量の5wt%〜50wt%に相当する
量を重合する第2工程とを有するエチレン−プロピレン
ブロック共重合体の製造方法。
Priority Applications (8)
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EP (1) | EP0613912B2 (ja) |
JP (1) | JP3304462B2 (ja) |
KR (1) | KR100272061B1 (ja) |
CA (1) | CA2112712A1 (ja) |
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