JPH0692460B2 - エチレン共重合体の製造方法 - Google Patents

エチレン共重合体の製造方法

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JPH0692460B2
JPH0692460B2 JP62180385A JP18038587A JPH0692460B2 JP H0692460 B2 JPH0692460 B2 JP H0692460B2 JP 62180385 A JP62180385 A JP 62180385A JP 18038587 A JP18038587 A JP 18038587A JP H0692460 B2 JPH0692460 B2 JP H0692460B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、エチレン共重合体たとえばエチレンと他の
α−オレフィンとの共重合体の製造方法に関し、さらに
詳しくは、重合体収率が高く、フィッシュアイの少ない
エチレン共重合体を得ることができ、機械的特性、成形
性、透明性等に優れたポリマーを製造することのできる
エチレン共重合体の製造方法に関する。
[従来の技術およびその問題点] 従来、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)等のエチレ
ン共重合体の製造方法として、有機マグネシウム化合
物、チタン化合物、有機アルミニウム化合物および有機
ハロゲン化合物から得られる触媒の存在下に、高温溶液
重合を行う方法(特開昭61−126110号公報)が知られて
いる。
しかしながら、この方法で得られる共重合体には、フィ
ッシュアイが多いという問題点があった。
また、有機マグネシウム化合物、チタン化合物、有機ア
ルミニウム化合物からなる触媒に種々の活性剤を添加す
る方法(特公昭46−61330号公報、特公昭46−31968号公
報)も知られているが、活性が未だ十分とは言い難いも
のであった。
[発明の目的] この発明は、前記の事情に基づいてなされたものであ
る。
この発明の目的は、フィッシュアイが少なく、機械的特
性、成形性、透明性等の諸特性に優れたエチレン共重合
体を高収率で安定に製造することができるエチレン共重
合体の製造方法を提供するものである。
[問題点を解決するための手段] この発明者らは、前記問題点を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、重合反応に分子量調節剤として通常に使用さ
れる水素を用いないことがこの発明の目的達成に極めて
有効であることを見出し、この知見に基づいてこの発明
を完成するに至ったのである。
すなわち、この発明は、ジアルキルマグネシウム、テト
ラアルコキシチタンおよび有機アルミニウム化合物から
得られる触媒および不活性溶媒を重合器に供給して、温
度120〜300℃の範囲内で水素を供給することなくエチレ
ンとエチレン以外のα−オレフィンとを重合させること
を特徴とするエチレン共重合体の製造方法である。
前記ジアルキルマグネシウムとしては、次式 MgR1R2 (ただし、式中、R1およびR2はそれぞれ炭素数1〜18の
アルキル基を意味する。R1とR2とは同一であっても異な
っていてもよい。)で表される化合物を挙げることがで
きる。
このジアルキルマグネシウムとしては、たとえばジメチ
ルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、ジプロピルマ
グネシウム、ジイソプロピルマグネシウム、ジブチルマ
グネシウム、ジイソブチルマグネシウム、ジ(1−メチ
ルプロピル)マグネシウム、ジペンチルマグネシウム、
ジヘキシルマグネシウム、ジオクチルマグネシウム、エ
チルメチルマグネシウム、エチルプロピルマグネシウ
ム、エチルイソプロピルマグネシウム、エチル−n−ブ
チルマグネシウム、エチルイソブチルマグネシウム、エ
チル(1−メチルプロピル)マグネシウム、エチルペン
チルマグネシウムなどを挙げることができる。
これらの中では、特にエチル−n−ブチルマグネシウム
などが好ましい。
なお、これらの1種単独で用いてもよく、2種以上を混
合もしくは複合するなどして組み合せて用いることがで
きる。
前記有機アルミニウム化合物としては、様々な化合物が
あるが、通常は、分子内に少なくとも1個のアルミニウ
ム炭素結合を有する化合物を用いることができ、たとえ
ば次式、 R3 3-pAlXp、 R3 3-tAl(OR4)Xt、 R3 3Al2X3 (ただし、式中、R3、R4は炭素数1〜20のアルキル基、
アリール基を示し、Xは前記と同様であり、pは0、1
または2を示し、tは0または1を示す。)のいずれか
で表わされる化合物が挙げられる。
このような有機アルミニウム化合物としては、例えば、
ジエチルアルミニウムモノクロライド、ジイソプロピル
アルミニウムモノクロライド、ジイソブチルアルミニウ
ムモノクロライド、ジオク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、イソプロピル
アルミニウムモノクロライド、エチルアルミニウムセス
キクロライド等が挙げられる。
これらの中でも、特にエチルアルミニウムセスキクロラ
イドなどが好ましい。
前記テトラアルコキシチタンとしては、次式 Ti(OR4)4 (ただし、式中、R4は炭素数1〜10、好ましくは1〜6
のアルキル基を示す。)で表わされる化合物を用いるこ
とができ、具体的には、たとえば、テトラメトキシチタ
ン、テトラエトキシチタン、テトラ−n−プロポキシチ
タン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−ブト
キシチタン、テトライソブトキシチタン、テトラフェノ
キシチタン等が挙げられる。
これらの中でも、特にテトラ−n−ブトキシチタンが好
ましい。
これらの各敷けのチタン化合物は、1種単独で使用して
も良いし、また二種以上を混合して使用しても良い。
この発明方法における重合触媒は、前記ジアルキルマグ
ネシウムと前記アルミニウム化合と前記テトラアルコキ
シチタンとを調製することにより得られる。
触媒の調製法としては特に制限がなく、たとえば、モノ
マーを有する重合反応容器中に前記ジアルキルマグネシ
ウムと前記有機アルミニウム化合物と前記テトラアルコ
キシチタンとを別々に添加してこれらを混合しても良
い。
好ましい調製の方法としては、たとえば、前記ジアルキ
ルマグネシウムと前記有機アルミニウム化合物とを反応
させ、得られる反応生成物と前記テトラアルコキシチタ
ンとを混合する方法が挙げられる。
この方法をさらに詳述すると、次のとおりである。
すなわち、前記ジアルキルマグネシウムと前記有機アル
ミニウム化合物とを不活性溶媒中に加え、たとえば温度
0〜240℃にて、たとえば1時間以内の時間をかけて、
攪拌しながら接触反応をさせることにより行なう。
なお、この際に使用する不活性溶媒としては、たとえば
炭素数5〜16の脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、芳香
族炭化水素等が挙げられ、具体的にはノルマルーあるい
はイソ−ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デ
カン、ドデカン、テトラデカン、またはシクロヘキサン
さらにはベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ
る。
なお、これらの溶媒は、1種単独で用いても2種以上を
混合して用いてもよい。
また、ここで加えるジアルキルマグネシウムと有機アル
ミニウム化合物との割合は特に制限はなく、要するに後
述する触媒中の各金属成分の割合となるような範囲で適
宜に調節すれば良い。
前記ジアルキルマグネシウムと前記有機アルミニウム化
合物との反応生成物と前記テトラアルコキシチタンとの
割合については特に制限がない。
ただし、混合に当って、触媒中の各金属成分の割合が、
マグネシウム/チタン(原子比)=0.1〜200、特に0.5
〜30の範囲内とし、またアルミニウム/チタン(原子
比)=1〜200、特に2〜100の範囲内とするのが好まし
い。
マグネシウム/チタンが前記範囲外であると、触媒の活
性が低下し、アルミニウム/チタンが1よりも小さいと
触媒の活性が低下し、またアルミニウム/チタンを200
よりも大きくしてもそれに見合う触媒活性が得られない
ことがある。
また、マグネシウム/チタン、アルミニウム/チタンが
前記範囲外であると、得られるポリマーの物性、特にフ
ィルム成形性が悪化して好ましくないことがある。
この発明方法では、重合に際して前記触媒にさらに、公
知の活性剤、たとえば周期表第IV族に属する元素のハロ
ゲン化物などを共存させて重合触媒系として用いること
もでき、そのようにすることに活性をさらに高めること
も可能である。
前記活性剤としては、たとえば、炭素、シリコン、ゲル
マニウム、スズ、鉛等のハロゲン化物などが挙げられ、
具体的には、たとえば、塩化メチル、ヨウ化メチル、塩
化メチレン、塩化イソプロピル、塩化−t−ブチル、四
塩化炭素などの炭素のハロゲン化物、テトラクロロシラ
ン等のケイ素のハロゲン化物、四塩化スズ等のスズのハ
ロゲン化物、四塩化鉛等の鉛のハロゲン化物等が挙げら
れる。
これら各種のハロゲン化物の中でも、炭素のハロゲン化
物、n−プロピルクロライド、イソプロピルクロライ
ド、n−ブチルクロライド、イソブチルクロライド、te
rt−ブチルクロライド、sec−ブチルクロライド等を好
適に用いることができる。
なお、これらの活性剤は、その1種を単独で用いても、
2種以上を混合もしくは複合するなどして組み合せて用
いることもできる。
重合に先立って行なう、活性剤と重合触媒との配合手順
については、と口制限がなくたとえば、 (1)重合反応容器中に前記ジアルキルマグネシウムと
前記有機アルミニウム化合物と前記テトラアルコキシチ
タンと活性剤とを別々に供給しても良く、 (2)触媒調製時に、前記ジアルキルマグネシウム、有
機アルミニウム化合物およびテトラアルコキシチタンの
いずれかに活性剤を全量混合し、次いで触媒の他成分を
これに混合しても良く、あるいはまた、 (3)触媒調製時に、前記ジアルキルマグネシウム、有
機アルミニウム化合物およびテトラアルコキシチタンの
いずれかに活性剤の一部を混合し、次いでこれに触媒の
他成分を混合調製する時に、前記ジアルキルマグネシウ
ム、有機アルミニウム化合物およびテトラアルコキシチ
タンのいずれかに活性剤の残量を添加しても良い。
この発明の方法におけるエチレンとしては、特に制限が
ない。
一方の原料モノマーとして使用する前記エチレン以外の
α−オレフィンとしては、エチレンとの共重合が進行
し、目的とする諸特性を有するエチレン共重合体を得る
ことができるものであれば特に制限はないのであるが、
通常、好適に用いることができるものとして、炭素数2
〜12、好ましくは3〜8のエチレン以外のαオレフィン
を挙げることができる。
これらの中でも、モノ−α−アルケン等が好ましく、特
に、プロピレン、ブテン−1、4−メチルペンテン、オ
クテン−1などが好ましい。
なお、これらのエチレン以外のα−オレフィンは、1種
単独で用いてもよく、2種以上を組み合せて用いること
もできる。
この発明の方法における前記不活性溶媒としては、重合
反応系に対していわゆる実質的に不活性な炭化水素溶
媒、たとえば、炭素数5〜16の脂肪族飽和炭化水素、脂
環族炭化水素、芳香族炭化水素などを挙げることができ
る。
具体例としては、たとえば、n−ペンタン、イソペンタ
ン−ヘキサン、イソヘキサン、ネオヘキサン、ヘプタ
ン、イソヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、
イソノナン、デカン、イソデカン、ウンデカン、ドデカ
ン、テトラデカン、ヘキサデカンなどのアルカン;シク
ロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、
エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサンなどの
シクロアルカン;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチ
ルベンゼンなどの芳香族炭化水素などを挙げることがで
きる。
これらの中でも、たとえば、n−ペンタン、イソペンタ
ン、n−ヘキサン、イソヘキサン、n−ヘプタン、イソ
ヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、n−デカン、
イソデカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キ
シレンなどが好ましく、特にn−ヘキサンなどが好まし
い。
なお、これらは、1種単独で用いても、2種以上を組み
合せて用いてもよい。
この発明の方法においては、前記触媒(A)、前記不活
性溶媒(B)、前記エチレン(C)および前記エチレン
以外のα−オレフィン(D)を重合容器中に供給して重
合反応を行なう。
また、前記重合反応は、重合反応系に、前記希釈ガスな
どの添加剤を適宜添加して行なうこともできる。
一般に前記したように活性剤は、前記触媒とともにある
いは触媒とは別途に重合器へ供給してもよく、適切な活
性剤の選択によって、共重合体の収率を向上させること
ができる。
重合器に供給する前記触媒の割合は、用いる触媒の種類
・組成、モノマーの種類、所望ポリマーの物性および上
記のごとき他のさまざまの因子を考慮して適宜に設定す
べきがあるが、重合反応系における触媒濃度が、チタン
濃度として0.001〜10ミリモル/l、好ましくは0.001〜1.
0ミリモル/l程度とするので好適である。
また、前記活性剤の転化量が、活性剤/Alのモル比をa
としたとに、通常0<a≦5.0、好ましくは、0.01≦a
≦1.0の範囲に設定して行なえばよい。
この発明方法における前記エチレン(C)と前記エチレ
ン以外のα−オレフィン(D)との使用割合は、目的と
するエチレン共重合体の種類、特性に応じて様々な値に
選定すればよいのであるが、例えば、使用する(C)と
(D)との合計を100モル%としたときに、(C)を通
常60〜99.95モル%、好ましくは(C)を70〜99.5モル
%の範囲に設定して行なうことによって、優れた物性の
エチレン共重合体を好適に製造することが可能であり、
特に、前記(D)として、例えば、炭素数3〜12、好ま
しくは4〜8の直鎖状モノ−α−アルケンを用いて、前
記の使用割合の範囲に設定して行なうことにより、さら
に優れた物性のエチレン共重合体を好適に製造すること
ができる。
そのような優れた物性のエチレン共重合体として、例え
ば、エチレン単位含有量80〜99.95モル%、好ましくは9
0〜99.5モル%、直鎖モノ−α−アルケン単位含有量20
〜0.05モル%、好ましくは10〜05モル%の組成とするこ
とにより、密度0.910〜0940g/cm3の直鎖状低密度ポリエ
チレン(LLDPE)などとすることができる。
前記重合反応を行なうに際しての反応温度としては、通
常120〜300℃で行なうことができるが、この温度範囲の
中でも生成ポリマーの溶解する温度範囲、例えば、150
〜250℃程度の温度範囲が好ましい。
反応圧力は、通常10〜50kg/cm2G、好ましくは20〜90kg
/cm2Gに設定して行なうのが好適である。
また、重合反応混合物の重合容器内における平均滞留時
間は、用いる触媒、モノマー、溶媒などの種類や組成、
反応温度などの他のさまざまの条件によって異なるので
一様に規定することはできない。
すなわち、この平均滞留時間は、転化率が十分に得られ
るように適宜選定すればよいのであるが、通常、好適に
行なわれる範囲として、例えば0.1〜100分、好ましくは
0.5〜60分の範囲を例示することができる。
[発明の効果] この発明による、フィッシュアイの発生が著しく少く、
機械的特性、成形性、透明性などの諸特性に優れた高品
質の直鎖状低密度ポリエチレン等のエチレン共重合体
を、高い収率で安定にかつ効率よく製造することができ
る工業的に著しく有利なエチレン共重合体の製造方法を
提供することができる。
[実施例] 次にこの発明の実施例および比較例を示してこの発明を
さらに具体的に説明する。
(実施例1) 1の連続重合反応容器内に、脱水したn−ヘキサンを
7.5l/時間、エチルアルミニウムセスキクロライドを3.3
mmol/時間、エチル−n−ブチルマグネシウムを0.8mmol
/時間および、テトラブトキシチタンを0.17mmol/時間の
割合で供給し、同時にエチレン700g/時間、1−オクテ
ンを700g/時間の割合で連続供給し、反応温度185℃、反
応圧力70kg/cm2Gの条件で0.11時間の重合反応を行ない
エチレン−1−オクテン共重合体750gを得た。
このときの重合条件と重合結果を表に示す。
(実施例2〜4、比較例1〜4) 実施例1において、エチルアルミニウムセスキクロライ
ド、エチル−n−ブチルマグネシウムおよび水素の供給
量を代えた以外は、実施例1の操作を繰返し、表示した
結果を得た。
なお、共重合体の密度は、JIS K 7112に準拠して測定し
た。
メルトフローインデックス(MI)は、JIS K 7210に準拠
して測定した。
ヘイズは、JIS K 7105に準拠して測定した。
フィシュアイは、直径20mmの押出し成形機を用いて、ダ
イ幅170mm、ダイリップ0.5mmの条件で製膜して、厚さ25
μmのフィルムを製造し、フィッシュアイを目視で評価
した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る共重合体の製造方法を示すフロー
チャート図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ジアルキルマグネシウム、テトラアルコキ
    シチタンおよび有機アルミニウム化合物から得られる触
    媒および不活性溶媒を重合器に供給して、温度120〜300
    ℃の範囲内で水素を供給することなくエチレンとエチレ
    ン以外のα−オレフィンとを重合させることを特徴とす
    るエチレン共重合体の製造方法。
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