JPH0692454B2 - α−オレフインの重合法 - Google Patents

α−オレフインの重合法

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JPH0692454B2
JPH0692454B2 JP20886885A JP20886885A JPH0692454B2 JP H0692454 B2 JPH0692454 B2 JP H0692454B2 JP 20886885 A JP20886885 A JP 20886885A JP 20886885 A JP20886885 A JP 20886885A JP H0692454 B2 JPH0692454 B2 JP H0692454B2
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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α−オレフィンの重合法に関する。
(従来の技術及びその問題点) マグネシウム化合物にチタン化合物を担持させた固体触
媒成分、有機アルミニウム化合物、及び芳香族カルボン
酸エステルから得られる触媒の存在下に、炭素数3以上
のα−オレフィンを重合させる方法に関しては、既に多
数の提案がされている。これら提案の方法によると、重
合反応に使用する触媒当たり高い生産量でα−オレフィ
ン重合体を得ることができる。ところが、上記方法で得
られるα−オレフィン重合体は、触媒成分の芳香族カル
ボン酸エステルに帰因する強い臭があるという欠点を有
していた。
(発明の目的) 本発明は、提案された方法の欠点を解消するものであ
り、重合反応に使用する触媒当りのα−オレフィン重合
体の生産量がより大きく、触媒活性の経時的低下の割合
が小さく、かつ生成α−オレフィン重合体に殆んど発臭
が認められないα−オレフィン重合法を提供する。
(発明の要旨) 本発明は、炭素数3以上のα−オレフィンを、水素の存
在下に下記成分から得られる触媒を用いて重合させるこ
とを特徴とするα−オレフィンの重合法である。
記 成分[A] 式 R1mAlX3−m [I] (式中R1は炭素数1〜8のアルキル基であり、Xはハロ
ゲン原子であり、mは1〜3の数である。)で表される
有機アルミニウム化合物と、 式 R2nSiX4−n [II] (式中R2は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基もしく
はアルコキシ基、フェニル基、又はこれらのハロゲン置
換基であり、nは1〜4の整数である。但し、nが4の
ときは、少なくとも1個のR2は上記ハロゲン置換基であ
る。)で表されるハロゲン含有珪素化合物との反応生成
物を、 式R3MgX [III] (式中、R3は炭素数1〜8のアルキル基であり、Xはハ
ロゲン原子である。)で表されるマグネシウム化合物と
反応させ、得られる担体を、四ハロゲン化チタン及びフ
タル酸エステルと反応させ、得られる反応固体を再度四
ハロゲン化チタンと反応させて得られる固体触媒成分。
成分[B] 式 Al▲R4 3▼ [IV] (式中、R4は炭素数1〜6のアルキル基である。)で表
されるアルミニウム化合物。
成分[C] 式 R5Si(OR6)4-l [V] (式中、R5は炭素数1〜8のアルキル基、フェニル基、
又はベンジル基であり、R6は炭素数1〜8のアルキル基
であり、lは0,1,2又は3である。)で表される珪素化
合物。
(発明の構成要件の説明) 式[I]で表され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、ジエ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、メチルアルミニウム
セスキクロライド、イソブチルアルミニウムセスキクロ
ライド、ジメチルアルミニウムモノクロライド、エチル
アルミニウムジクロライド、イソブチルアルミニウムジ
クロライド、ジエチルアルミニウムブロマイド及びジエ
チルアルミニウムアイオダイドが挙げられる。
これらの中でもXが塩素原子である有機アルミニウム化
合物、例えば、ジエ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、メチルアルミニ
ウムセスキクロライド、イソブチルアルミニウムセスキ
クロライド、ジメチルアルミニウムモノクロライド、エ
チルアルミニウムジクロライド、イソブチルアルミニウ
ムジクロライド等が好適に用いられる。
式[II]で表されるハロゲン含有珪素化合物の具体例と
しては、トリクロロシラン、クロロメチルトリクロロシ
ラン、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラ
ン、ビニルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラ
ン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルブロモシラ
ン、トリメチルクロロシラン、トリメチルアイオドシラ
ン、ブチルトリクロロシラン、ジエチルジクロロシラ
ン、トリエトキシクロロシラン、クロロメチルトリエト
キシシラン、ジエトキシジクロロシラン、ジメトキシメ
チルクロロシラン、ジエチルクロロシラン、ペンチルト
リクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニル
ジクロロシラン、ヘキシルトリクロロシラン、トリエチ
ルクロロシラン及びトリエチルブロモシランが挙げられ
る。これらの中でも塩素含有珪素化合物が好ましく使用
される。
反応に供する有機アルミニウム化合物の割合は、ハロゲ
ン含有珪素化合物1モル当り、0.1〜10モル、特に0.3〜
2モルであることが好ましい。
有機アルミニウムと化合物とハロゲン含有珪素化合物と
の反応は、通常、両化合物を不活性有機溶媒中で‐50〜
100℃の範囲の温度で0.1〜2時間攪拌することによって
行なわれる。反応は発熱を伴って進行し、反応生成物は
不活性有機溶媒液として得られる。反応生成物は不活性
有機溶媒溶液としてマグネシウム化合物との反応に供さ
れる。
式[III]で表わされるマグネシウム化合物の中でもX
が塩素原子であるアルキルマグネシウムクロライドが好
適に使用され、その具体例としては、メチルマグネシウ
ムクロライド、エチルマグネシウムクロライド、n−ブ
チルマグネシウムクロライド、n−ヘキシルマグネシウ
ムクロライドが挙げられる。
マグネシウム化合物の使用量は、反応生成物の調製に使
用された有機アルモニウム化合物1モル当り、0.05〜4
モル、特に1〜3であることが好ましい。
反応生成物とマグネシウム化合物とを反応させる方法に
ついては特に制限はないが、反応生成物の不活性有機溶
媒溶液に、マグネシウム化合物のエーテル溶液またはエ
ーテルと芳香族炭化水素との混合溶媒溶液を徐々に添加
することにより、またはこれとは逆の順序で添加するこ
とによって行なうのが便利である。上記のエーテルとし
ては、 式 R7−O−R8 (式中、R7及びR8は炭素数2〜8のアルキル基を示
す。)で表される化合物が好適に使用され、その具体例
としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテ
ル、ジ−n−ブチルエーテル及びジイソアミルエーテル
が挙げられる。
反応温度は通常‐50〜100℃、好ましくは‐20〜25℃で
ある。反応時間については特に制限はないが、通常5分
以上である。反応の進行に伴なって担体が析出してく
る。こうして得られる担体は反応混合物としてつぎの処
理に供することもできるが、予め担体を分離し、不活性
有機溶媒で洗浄した後、次の処理に供することが好まし
い。
四ハロゲン化チタンの具体例としては、四塩化チタン、
四臭化チタン及び四沃化チタンが挙げられ、中でも四塩
化チタンが好ましく使用される。四ハロゲン化チタンの
使用量は、担体の調製時に使用したマグネシウム化合物
1モル当り、1モル以上、特に2〜100モルであること
が好ましい。
本発明において使用されるフタル酸エステルの具体例と
しては、フタル酸モノエチル、フタル酸ジメチル、フタ
ル酸メチルエチル、フタル酸モノイソブチル、フタル酸
ジエチル、フタル酸エチルイソブチル、フタル酸ジ−n
−プロピル、フタル酸ジイソプロピル、フタル酸ジ−n
−ブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジ−n−ヘ
プチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジ
−n−オクチル、フタル酸ジネオペンチル、フタル酸ジ
イソデシルのようなフタル酸のモノ−又はジアルキルエ
ステル、フタル酸モノアリル、フタル酸ジアリルのよう
なフタル酸のモノ−又はジアルケニルエステル、さらに
フタル酸ベンジンブチル、フタル酸モノフェニル、フタ
ル酸シフェニルが挙げられる。フタル酸エステルの使用
量は、担体1g当り0.1〜10モリモルであることが好まし
い。
担体を四ハロゲン化チタン及びフタル酸エステルと反応
させる方法としては、例えば(1)担体の不活性有機溶
媒スラリーに四ハロゲン化チタン、ついでフタル酸エス
テルを加えて反応させる方法、(2)上記スラリーにフ
タル酸エステル、ついで四ハロゲン化チタンを加えて反
応させる方法、(3)上記スラリーに四ハロゲン化チタ
ン及びフタル酸エステルを同時に加えて反応させる方法
を採用することができる。中でも上記(1)の方法が好
ましい。
上記(1)の方法において、担体を四ハロゲン化チタン
と接触させ、ついで接触固体を分離洗浄し、この後、接
触固体をフタル酸エステルと反応させることができる。
反応温度は0〜200℃、特に5〜150℃であることが好ま
しく、反応時間については特に制限はないが、通常5分
以上である。
こうして得られる反応固体を再度四ハロゲン化チタンと
反応させることによって、固体接触成分(成分[A]が
得られる。四ハロゲン化チタンの使用量、接触温度、接
触時間などの条件は反応固体調製時のそれらと同じであ
る。
こうして得られる成分[A]を含む混合物から成分
[A]を炉過、傾斜などによって分別し、不活性有機溶
媒で洗浄する。
本発明においては、成分[A]、成分[B]、及び成分
[C]から得られる触媒を用いて、水素の存在下に炭素
数3以上のα−オレフィンを重合させる。
成分[B]の具体例としては、トリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニ
ウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウムが挙げられる。
成分[B]の使用量は、成分[A]中のチタン1グラム
原子当り、通常1〜1000モルである。尚、成分[B]
は、等モル以下のジアルキルアルミニウムハライドと併
用することもできる。
成分[C]である式[V]で表わされる珪素化合物の具
体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−n−
ブトキシシラン、テトラ−イソペントキシシラン、テト
ラ−n−ヘキソキシシラン、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プト
キシシラン、メチルトリイソペントキシシラン、メチル
トリ−n−ヘキソキシシラン、メチルトリイソオクトキ
シシラン、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、エチルトリイソベントキシシラン、
n−ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキ
シシラン、イソペンチルトリエトキシシラン、イソペン
チルトリ−n−ブトキシシラン、ジメチルジエトキシシ
ラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、ジメチルジ−
n−ブトキシシラン、ジメチルジイソペンシキシシラ
ン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジイソペント
キシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジイソ
ブチルジイソペントキシシラン、トリメチルメトキシシ
ラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルイソブト
キシシラン、トリエチルイソプロポキシシラン、トリ−
n−プロピルエトキシシラン、トリ−n−ブチルエトキ
シシラン、トリイソペンチルエトキシシラン、フェニル
トリエトキシシラン、フェニルトリイソブトキシシラ
ン、フェニルトリイソペントキシシラン、ジフェニルジ
エトキシシラン、ジフェニルジイソペントキシシラン、
ジフェニルジオクトキシシラン、トリフェニルメトキシ
シラン、トリフェニルエトキシシラン、トリフェニルイ
ソペントキシシラン、ベンジルトリエトキシシラン、ベ
ンジルトリブトキシシラン、及びジベンジルエトキシシ
ランが挙げられる。成分[C]の使用量は、成分[B]
1モル当り、0.01〜1モル、特に0.05〜0.5モルである
ことが好ましい。
本発明で使用される触媒は、生成α−オレフィン重合体
の分子量調節剤として使用される水素の存在下において
著しく高い重合活性を示し、水素が存在しない場合は低
い重合活性しか示さない。この挙動は公知のマグネシウ
ム化合物担持型触媒のそれとは全く異なっており、本発
明で使用される触媒の特徴の一つであめる。
本発明における水素の使用量は、重合型式、重合条件に
よって種々異なり一律に規定することができないが後述
する生成α−オレフィン重合体の溶融指数(M.I.)が0.
05〜100g/10分になる範囲で使用され得る。
炭素数3以上のα−オレフィンの具体例としては、プロ
ピレン、ブテン−1、4−メチルペンテン−1、ヘキセ
ン−1が挙げられる。本発明においては、上記α−オレ
フィンの単独または共重合を行なうことができ、さらに
上記α−オレフィンとエチレンとの共重合を行なうこと
もできる。また、本発明においては、プロピレンを単独
重合させ、ついでエチレン又はエチレンとプロピレンと
の混合物を上記単独重合体の存在下に共重合させて、プ
ロピレンのブロック共重合体を製造することができる。
重合反応は、通常のチ−グラー・ナッタ型触媒によるα
−オレフィンの重合反応と同様にして行なうことができ
る。
重合反応は液相または気相で行なうことができる。重合
反応を液相で行なう場合、不活性有機溶媒を重合溶媒と
して使用してもよく、液状のα−オレフィン自体を重合
溶媒としてもよい。
本発明において、成分[A]の調製時、場合により重合
反応時に使用される不活性有機溶媒の例としては、ヘキ
サン、ヘプタンのような脂肪族炭化水素、トルエン、ベ
ンゼン、キシレンのような芳香族炭化水素、これら炭化
水素のハロゲン化物つが挙げられる。
重合反応は水分および酸素を実質的に絶った状態で行な
われる。
重合温度は通常30〜100℃であり、重合圧力は通常1〜8
0kg/cm2である。
本発明において、成分[A]の調製および重合は、すべ
て窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に、行なわ
れる。また、成分[A]の調製原料は実質的に無水であ
ることが望ましい。
[発明の効果] 本発明によれば、立体規則性が高くかつほとんど発臭が
ないα−オレフィン重合体を高い生産量で得ることがで
きる。また、本発明で使用される触媒は重合時間の経過
に伴なう活性の低下が少ないので、本発明によればブロ
ック共重合体を効率よく製造することができる。
[実施例] つぎに実施例及び比較例を示す。以下において「重合活
性」とは、重合反応に使用した固体触媒成分1g当りの重
合体収量(g)であり、「H.I.」とは、生成重合体を沸
騰n−ヘプタンで20時間注出した時の注出残留分の全重
合体に対する重合百分率である。
実施例1. (1)固体触媒分の調整 ジエチルアルミニウムモノクロライド15mmoleのn−ヘ
プタン溶液8mlに、ジエトキシジクロロシラン15mmoleを
含むトルエン溶液40mlを25℃で滴下し、3分間両者を反
応させ、この反応生成混合物を‐5℃に冷却した。次に
n−ブチルマグネシウムクロライド30mmoleのジイソプ
ロピルエーテル溶液18mlを30分間かけて反応生成混合物
に加えた後、30℃に昇温し、1時間反応させた。析出し
た白色担体を濾別し、トルエン30mlで3回洗浄した。得
られた担体4.70gのトルエン懸濁液30mlに四塩化チタン1
50mmole、次にフタル酸ジヘプチル2.8mmoleを加え、90
℃で1時間反応させた。反応固体を濾別し、30mlのn−
ヘプタンで2回、20mlのトルエンで、2回洗浄した。反
応固体のトルエン懸濁液30mlに四塩化チタン150mmoleで
濾別し、30mlのn−ヘプタンで5回洗浄した後のn−ヘ
プタン100mlのスラリーとした。固体触媒成分のチタン
含有量は、3.33重量であった。
(2)重 合 攪拌機付の内容積2lのオートクレーブ内に上記固体触媒
成分のスラリー(固体触媒成分として8.1mg)を封入し
たガラスアンプルを取り付けた後、オートクレーブ内の
空気を窒素で置換した。ジメトキシメチルフェニルシラ
ン0.188mmoleのn−ヘプタン溶液1.7ml、次にトリエチ
ルアルミニウム0.126mlのn−ヘプタン2.6mlをオートク
レーブに仕込んだ。次に水素0.1kg/cm2G、液体プロピ
レン1200mlを仕込んだ後、65℃にオートクレーブ内容物
を加熱し、攪拌を開始して上記ガラスアンプルを破砕
し、同温度で1時間プロピレンの重合反応を行なった。
重合反応終了後、未反応プロピレンを放出し、ガラス破
片を取り除き、生成ポリプロピレンを20時間減圧乾燥し
て、白色の粉末状ポリプロピレン187gを得た。重合活性
は23000、H.I.は95.1%であった。
実施例2. ジエトキシジクロロシランをトリエトキクロロシランに
代えた以外は、実施例1と同様にして、固体触媒を合成
した。固体触媒成分のチタン含有率は、3.15重量%であ
った。
固体触媒成分8.65mgを用いた以外は、実施例1と同様に
して、プロピレンの重合反応を行い、白色の粉末状ポリ
プロピレン190gを得た。
重合活性は22300、H.I.は94.2%であった。
実施例3. ジエチルアルミニウムモノクロライドをトリウチルアル
ミニウムに代えた以外は、実施例1と同様にして固体触
媒を合成した。固体触媒成分のチタン含有率は4.02重量
%であった。
固体触媒成分6.65mgを用いた以外は、実施例1と同様に
してプロピレンの重合反応を行い、白色の粉末状ポリプ
ロピレン142gを得た。重合活性は、21350、H.I.は94.3
%であった。
実施例4. ジエトキシジクロロシランをエチルトリクロロシランに
代えた以外は、実施例1と同様にして、固体触媒を合成
した。固体触媒成分のチタン含有率は、3.26重量%であ
った。
固体触媒成分8.27mgを用いた以外は、実施例1と同様に
して、プロピレンの重合反応を行い、白色の粉末状ポリ
プロピレン178gを得た。重合活性は21500、H.I.は94.6
%であった。
実施例5. 実施例1におけるプロピレンの重合を行なった後、未反
応プロピレンを系外に排出し、次にN2でオートクレーブ
内を置換した。N2圧を0.2kg/cm2G加え、65℃でエチレ
ンを攪拌下10分間重合した。重合反応終了後、未反応エ
チレンを放出し、ガラス破片を取り除き、共重合体を50
℃で20時間減圧乾燥した。共重合体は217g得られた。
実施例1〜5で得られた重合体にはほとんど発臭が認め
られなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の触媒の製造工程をフローチャート図で
示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭素数3以上のα−オレフィンを、水素の
    存在下に下記成分から得られる触媒を用いて重合させる
    ことを特徴とするα−オレフィンの重合法。 記 成分[A] 式 R1mAlX3−m (式中R1は炭素数1〜8のアルキル基であり、Xはハロ
    ゲン原子であり、mは1〜3の数である。)で表される
    有機アルミニウム化合物と、 式 R2nSiX4−n (式中、R2は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基もし
    くはアルコキシ基、フェニル供、又はこれらのハロゲン
    置換基であり、nは1〜4の整数である。但し、nが4
    のときは、少なくとも1個のR2は上記ハロゲン置換基で
    ある。)で表されるハロゲン含有珪素化合物との反応生
    成物を、 式R3MgX (式中、R3は炭素数1〜8のアルキル基であり、Xはハ
    ロゲン原子である。)で表されるマグネシウム化合物と
    反応させ、得られる担体を、四ハロゲン化チタン及びフ
    タル酸エステルと反応させ、得られる反応固体を再度四
    ハロゲン化チタンと反応させて得られる固体触媒成分。 成分[B] 式 Al▲R4 3▼ (式中、R4は炭素数1〜6のアルキル基である。)で表
    されるアルミニウム化合物。 成分[C] 式 ▲R5 l▼Si(OR6)4-l (式中Rは炭素数1〜8のアルキル基、フェニル基、又
    はベンジル基であり、R6は炭素数1〜8のアルキル基で
    あり、lは0,1,2又は3である。)で表される珪素化合
    物。
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