JPH07100724B2 - エチレンとα−オレフインの共重合方法 - Google Patents

エチレンとα−オレフインの共重合方法

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JPH07100724B2
JPH07100724B2 JP30001986A JP30001986A JPH07100724B2 JP H07100724 B2 JPH07100724 B2 JP H07100724B2 JP 30001986 A JP30001986 A JP 30001986A JP 30001986 A JP30001986 A JP 30001986A JP H07100724 B2 JPH07100724 B2 JP H07100724B2
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oxygen atom
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本願発明はエチレンとα−オレフィンの共重合方法に関
し、さらに詳細には特殊な方法で調製したTi系担体触媒
成分を用いるエチレンとα−オレフィンの共重合方法に
関する。
[従来の技術] ポリオレフィン重合触媒としては従来のチーグラー・ナ
ッタ触媒から担体に遷移金属化合物を担持した担持形触
媒成分と有機金属化合物を組合わせた高性能担体形触媒
の使用に移りつつある。
担体形触媒は高性能で好ましい触媒であるが性能を高め
ようとすると触媒の製造プロセスが複雑になったり、使
用する副原料の使用量が多量になり、そのため副原料の
回収設備などに多額の費用がかゝり非常に高価な触媒と
なってしまい経済的ではない。
担体形触媒成分の典形的な製造方法の一つとして塩化マ
グネシウムとチタン化合物さらに必要により電子供与体
化合物その他を共粉砕する簡単な方法が公知であるが性
能的に充分ではない。また別の方法としては特公昭59−
1405に示されているように塩化マグネシウムに種々の化
合物を接触したのち、大量の四塩化チタンと加熱し、さ
らに不活性溶媒で洗浄する方法が公知である。この触媒
の性能は良好であるが、非常に多量の四塩化チタンを使
用する必要があり、さらに多量の四塩化チタン及び洗浄
溶媒を回収、再使用のための設備及び多量の用役が必要
となり、その結果触媒の製造コストが非常に高価となる
ので改善が望まれていた。
[発明が解決しょうとする問題点] 本発明の目的は、エチレンとα−オレフィンの共重合に
使用される担体形触媒成分に関するものであり、従来の
担体形触媒成分が多量の四塩化チタンを必要とするのに
対し、少量の四塩化チタンにより有効な担体形触媒成分
をえるものであり、よつて触媒の製造コストを大幅に削
減するものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明者は触媒の製造コスト削減のため鋭意検討した結
果、本発明に到達した。即ち本発明は (イ)担体形チタン成分 (ロ)有機アルミニウム化合物及び必要により (ハ)酸素原子を含む電子供与性化合物又は酸素原子を
含む電子供与性化合物と塩化アルミニウムとの錯体、 より成る触媒を用いてエチレン、α−オレフィン、さら
に必要によりポリエンを共重合してエチレンとα−オレ
フィンの合計を100重量部としてエチレン15〜85重量部
を製造する方法に於いて、担体形チタン成分(イ)がハ
ロゲン化マグネシウム、酸素原子を含む電子供与性化合
物又は酸素原子を含む電子供与性化合物と塩化アルミニ
ウムとの錯体を必須成分とする担体(A)を用い、この
担体(A)を炭化水素溶媒又はハロゲン化炭化水素溶媒
中で四塩化チタンと接触する際に用いる四塩化チタンの
使用量が、上記担体(A)1g当り20mlの四塩化チタンと
80℃で2時間加熱したのち、大量のn−ヘプタンで洗浄
して得られる担持した四塩化チタン量を基準にして、こ
の基準量の0.3〜5重量倍の四塩化チタン量であること
を特徴とするエチレンとα−オレフィンの共重合方法で
ある。
本発明の特徴は担体形チタン成分(イ)に特徴があり担
体形チタン成分(イ)は次のようにして調整される。ま
ずハロゲン化マグネシウムおよび酸素原子を含む電子供
与性化合物又は酸素原子を含む電子供与性化合物と塩化
アルミニウムとの錯体を必須成分とする担体(A)を調
製する。これは上記成分を必須成分とするものなら特に
限定はなく、公知の担体、例えばマグネシウムジハライ
ド、マグネシウムアルコキシハライドなどの含ハロゲン
マグネシウム化合物に酸素原子を含む電子供与性化合
物、またはこれと塩化アルミニウムとの錯体を添加共粉
砕するか接触することによって調製される。含ハロゲン
マグネシウム化合物としてはマグネシウムジクロライ
ド、マグネシウムジブロマイドまたはこれらを主成分と
するものが好ましく、市販の無水のマグネシウムジクロ
ライド、有機マグネシウム化合物をSiCl4,HCl,Cl2など
のハロゲン化剤で塩素化したマグネシウム及び塩素を主
成分とする成分、ハロゲン化マグネシウムとアルコール
のような電子供与体付加物をAlRnCl3-nと反応して得ら
れた生成物、有機Mg化合物をアルコールのような電子供
与体と反応した生成物またはマグネシウムアルコキシド
をハロゲン化剤と反応して得られた生成物なども用いら
れる。
酸素原子を含む電子供与性化合物としては、チーグラー
触媒で用いられる公知の電子供与性化合物が用いられ
る。またこれら酸素原子を含む電子供与性化合物または
酸素原子を含む電子供与性化合物と塩化アルミニウムと
の錯体を用いることができる。
酸素原子を含む電子供与性化合物として具体的には、エ
ーテル、ケトン、エステル、有機酸ハライド、有機酸無
水物、アルデヒド、カルボン酸オルソエステルなどが挙
げられ、さらにこれらと塩化アルミニウムとの錯体が使
用できる。具体的にはジフェニルエーテル、アセトフェ
ノン、安息香酸エチル、フタル酸ジイソブチル、トルイ
ル酸メチル、γ−ブチロラクトン、ベンゾイルクロライ
ド、安息香酸エチル・塩化アルミニウム錯体、ジフェニ
ルエーテル・塩化アルミニウム錯体、トリエチルオルソ
アセテートなどが挙げられる。
担体(A)は前述のハロゲン化マグネシウムおよび酸素
原子を含む電子供与性化合物又は酸素原子を含む電子供
与性化合物と塩化アルミニウムとの錯体を共粉砕する
か、不活性溶媒中で接触させることによって調製され
る。
次いで担体(A)と四塩化チタンとを不活性溶媒例えば
炭化水素化合物またはハロゲン化炭化水素化合物の存在
下で接触させる。担体(A)と四塩化チタンとの接触
は、炭化水素化合物またはハロゲン化炭化水素化合物の
存在下で室温〜200℃、好ましくは40℃から150℃の温度
で数分〜10時間接触させる。
炭化水素化合物またはハロゲン化炭化水素化合物として
は脂肪族、脂環族、芳香族炭化水素化合物またはそのハ
ロゲン誘導体が用いられ、例えばn−ヘキサン、n−ヘ
プタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、エチレンジクロライド、クロルベンゼンなどが用い
られる。
本発明では担体(A)に対する四塩化チタンの使用量
は、担体(A)1g当り20mlの四塩化チタンを80℃の温度
で2時間加熱した後、大量のn−ヘプタンで洗浄してえ
られる担持された四塩化チタン量〔担持条件(a)〕に
対して、0.3〜5重量倍、好ましくは0.5〜3重量倍、さ
らに好ましくは0.7〜2重量倍の四塩化チタンを用いる
ことにより、本願発明で用いる担体形チタン成分(イ)
を調製することができる。この場合担体(A)と四塩化
チタンを炭化水素化合物またはハロゲン化炭化水素化合
物の存在下で接触させたのち、未反応の四塩化チタンを
溶媒で洗浄して用いることもできるが、そのまゝ洗浄し
ないで使用することもでき、この点にも本発明の特徴が
ある。
以上の方法によってえられた担体形チタン成分(イ)と
共に用いられる(ロ)有機アルミニウム化合物としては
有機基がアルミニウムに直接結合している化合物でアル
キルアルミニウム化合物、アルキルアルミニウムアルコ
キシド、アルキルアルミニウムヒドリド、アルキルアル
ミニウムハライドが例示され、具体的にはトリメチルア
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−iso−ブチルアルミニウム、トリオ
クチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムハイドライ
ド、ジエチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミ
ニウムアイオダイド、ジエチルアルミニウムブロマイ
ド、ジエチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミ
ニウムエトキシド、ジエチルアルミニウムフェノキシ
ド、イソプレニルアルミニウム、及びEt2AlOAlEt2、Et2
Al−N−AlEt2などが例示され、これらの混合物、たと
えばトリエチルアルミニウムとジエチルアルミニウムモ
ノクロライドとの混合物を使用すると特に好ましい。
(イ)担体形チタン成分と(ロ)有機アルミニウム化合
物の使用割合は(イ)中に含まれているチタン原子1グ
ラム原子に対して(ロ)を0.5〜500モル、好ましくは1
〜200モルである。
本願発明の方法で必要により添加される(ハ)酸素原子
を含む電子供与性化合物又は酸素原子を含む電子供与性
化合物と塩化アルミニウムとの錯体は(イ)製造時に使
用するのと同じ酸素原子を含む電子供与性化合物又は酸
素原子を含む電子供与性化合物と塩化アルミニウムとの
錯体が用いられ、これらは(イ)で使用するのと同じ化
合物が例示でき、特に好ましくはトルイル酸メチル、フ
ェニルトリメトキシシラン、安息香酸エチル・塩化アル
ミニウム錯体などである。
酸素原子を含む電子供与性化合物又は酸素原子を含む電
子供与性化合物と塩化アルミニウムとの錯体の使用割合
は(イ)担体形チタン成分中の有機アルミニウム化合物
1モルに対して5モル以下、好ましくは1モル以下であ
る。
本発明による触媒はエチレンと一般式CH2=CHR(但しR
は炭素数1〜12の炭化水素基を示す)で示されるα−オ
レフィンとの共重合またはエチレン・α−オレフィン及
びポリエンとの共重合にとくに好ましい。
使用できるα−オレフィンとしてはプロピレン、ブテン
−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1、デ
セン−1、4−メチルペンテン−1、などが例示され、
ポリエンとしてはジシクロペンタジエン、メチレンノル
ボルネン、エチリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエ
ン、などが例示される。
本願発明ではエチレンとα−オレフィンと合計量を100
重量部としてエチレンを15〜85重量部の共重合体が製造
する。
共重合反応は液相または気相で実施することができ、液
相の場合は不活性溶媒、例えばヘキサン、ヘプタン、ベ
ンゼン、トルエンなどに生成ポリマーが溶解した状態で
重合するか、プロピレン、ブテン−1等の低沸点炭化水
素溶媒中でスラリー状で重合することができる。
スラリー重合または気相重合の場合にはポリマーの性状
を良好にするために、あらかじめ使用する原料の一部の
エチレンまたはα−オレフィンで重合したのち、残部の
エチレンとα−オレフィンを共重合する方法が好まし
い。
共重合反応は回分式または連続式で行われ、その際の温
度は−50℃〜250℃、好ましくは0℃〜200℃、圧力は常
圧〜200Kg/cm2G、好ましくは2〜1000Kg/cm2Gであり、
生成ポリマーの分子量は水素、ジアルキル亜鉛、ハロゲ
ン化アルキルを添加して制御することができる。
[実施例] 次に本発明を参考例、実施例、及び比較例を用いて説明
する。
参考例1 (1)担体(A1)の調製 直径12mmの鋼球3Kgの入った内容積約1の振動ミルポ
ットに無水塩化マグネシウム20g及び塩化アルミニウム
・安息香酸エチル錯体5.6gを入れ24時間粉砕し担体
(A1)を得た。
(2)担体(A1)によるTiCl4の担持(担持条件
(a)) N2置換した200ml丸底フラスコに(1)で調製した担体
(A)10g、四塩化チタン200mlを入れ、80℃の温度で2
時間反応した。
デカンテーションにより上澄液を除去した。次にn−ヘ
プタン200mlを加え80℃で15分撹拌した後、デカンテー
ションによって上澄液を除去する洗浄を10回行い担体
(A1)に四塩化チタンを担持した。
スラリーの一部を取って60℃減圧乾燥を30分間行ってチ
タン含有率を測定したところ1.05wt%のチタンを含んで
いた。これは四塩化チタンとして4.33wt%に相当する。
参考例2 (1)担体(A2)の調製 担体(A1)のかわりに無水塩化マグネシウム20g、安息
香酸エチル2ml、ジフェニルエーテル2ml、四塩化炭素2m
lを用い、担体(A1)の調製条件で担体(A2)をえた。
(2)担体(A2)によるTiCl4の担持(担持条件
(a)) 参考例1に示す同一条件(a)でTicl4の担持を行った
ところ1.8wt%のチタン、四塩化チタンとして7.43wt%
が担持されていた。
参考例3 (1)担体(A3)の調製 担体(A1)のかわりに塩化マグネシウム20g、塩化アル
ミニウム2.6g、安息香酸エチル3.0gを用い、担体(A1
の調製条件で担体(A3)をえた。
(2)担体(A3)によるTiCl4の担持(担持条件
(a)) 参考例1に示す同一条件(a)でTicl4の担持を行った
ところ1.00wt%のチタン、四塩化チタンとして4.12wt%
が担持されていた。
実施例1 参考例1に示す担体(A1)10gに四塩化チタン0.433g、
n−ヘプタン100mlを加え、100℃で2時間加熱し、n−
ヘプタンによる洗浄を省略した担体形チタン成分(イ)
を得た。この担体形チタン成分(イ)中のスラリー一部
を60℃、減圧下、30分間乾燥しチタン含有率を測定した
ところ0.98wt%のチタンを含んでおり使用した四塩化チ
タンの93.3%が担体(A)に担持されていることがわか
った。
担体形チタン成分(イ)によるエチレンとプロピレンの
共重合例 N2置換した内容積6のオートクレーブの気相をプロピ
レンガスで置換したのち、液化プロピレン1.5Kgを装入
する。
次にエチレン分圧10Kg/cm2、水素分圧6Kg/cm2としたの
ち、n−ヘプタン30ml、トリエチルアルミニウム0.05m
l、これに上記調整した担体形チタン成分(イ)0.02gの
スラリーを圧入した。
エチレン、水素分圧を前述のように保って20℃で1時間
重合を続けた。未反応のプロピレンをパージしオートク
レーブを開放してエチレン、プロピレン共重合体を得
た。この共重合体を60℃で減圧乾燥したところ580gあ
り、135℃テトラリンで測定した極限粘度数1.43、エチ
レン含有率67.3wt%、かさ比重0.30g/mlであった。
この重合反応での触媒の活性は29Kg/g−cathr、2762g/g
−Tihr、取得量29g/g−cat、2762g/g−Tiであった。
比較例1 参考例1に示す担体(A1)に四塩化チタンを担持した触
媒をそのまま使用した他は実施例1に示す同じ条件で重
合を行った結果を表1に示す。
実施例1と比較例1とを較べると、実施例1は四塩化チ
タンを比較例1の1/810しか用いなく、しかもn−ヘプ
タンによる洗浄を省略しても同等の性能を示すので四塩
化チタン及び溶媒の精製工程も省略でき触媒の大巾なコ
ストダウンが可能になり大きなメリットがある。
実施例2 実施例1の重合時に使用した触媒成分、担体形チタン成
分(イ)、及び(ロ)トリエチルアルミニウム(ロ)に
加えて、さらに(ハ)としてトルイル酸メチル0.02mlを
加えた他は全く同じ条件で重合を行った。結果を表1に
示す。
実施例3 参考例2に示す担体(A2)10g、トルエン50ml、四塩化
チタン0.743gを用いて実施例1と同様に担持を行い、Ti
が1.65wt%担持された担体形チタン成分(イ)を得た。
この活性形チタン成分(イ)0.01gを用いた他は実施例
1と同様にしてエチレンとプロピレンの共重合を行っ
た。結果を表1に示す。
比較例2 参考例1に示す担体(A1)による四塩化チタンを担持し
た触媒を用いた他は、実施例2と同様にして重合を行っ
た。結果を表1に示す。
実施例4 参考例3に示す担体(A3)10gに、四塩化チタン0.412g
を用いた他は実施例1と同様にして、Tiが0.95wt%担持
された担体形チタン成分(イ) を得た。
この担体形チタン成分(イ)用いて実施例1と同じ方法
でエチレンとプロピレンの共重合を行った。結果を表1
に示す。
比較例3 実施例4で用いた担体形チタン成分(イ)の代わりに、
参考例3で示す担体(A3)による四塩化チタンを担持し
た触媒を用いた他は、実施例4全く同様にして重合し
た。結果を表1に示す。
[本発明による効果] 本発明による担体形チタン成分(イ)を使用することに
より、触媒の製造コストを大幅に削減でき、またエチレ
ンとα−オレフィンの共重合に使用する場合すぐれた触
媒活性を示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるチーグラー触媒のフローチャート
図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(イ)担体形チタン成分 (ロ)有機アルミニウム化合物及び必要により (ハ)酸素原子を含む電子供与性化合物又は酸素原子を
    含む電子供与性化合物と塩化アルミニウムとの錯体、 より成る触媒を用いてエチレン、α−オレフィン、さら
    に必要によりポリエンを共重合してエチレンとα−オレ
    フィンの合計を100重量部としてエチレン15〜85重量部
    を製造する方法に於いて、担体形チタン成分(イ)がハ
    ロゲン化マグネシウム、酸素原子を含む電子供与性化合
    物又は酸素原子を含む電子供与性化合物と塩化アルミニ
    ウムとの錯体を必須成分とする担体(A)を用い、この
    担体(A)を炭化水素溶媒又はハロゲン化炭化水素溶媒
    中で四塩化チタンと接触する際に用いる四塩化チタンの
    使用量が、上記担体(A)1g当り20mlの四塩化チタンと
    80℃で2時間加熱したのち、大量のn−ヘプタンで洗浄
    して得られる担持した四塩化チタン量を基準にして、こ
    の基準量の0.3〜5重量倍の四塩化チタン量であること
    を特徴とするエチレンとα−オレフィンの共重合方法。
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