JPH07109304A - オレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造法 - Google Patents

オレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造法

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JPH07109304A
JPH07109304A JP5258628A JP25862893A JPH07109304A JP H07109304 A JPH07109304 A JP H07109304A JP 5258628 A JP5258628 A JP 5258628A JP 25862893 A JP25862893 A JP 25862893A JP H07109304 A JPH07109304 A JP H07109304A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 重合中の触媒活性の低下が少なく、活性を長
時間にわたって維持するこが可能であるオレフィン重合
用触媒を提供することで、オレフィン重合体の経済的製
造を可能とする。 【構成】 触媒の存在下に、オレフィン類を重合させ
て、オレフィン重合体を製造する方法において用いる触
媒が、成分(A)チタン、マグネシウム、ハロゲンを必
須成分として含有する固体触媒成分。成分(B)有機ア
ルミニウム化合物、及び成分(C)一般式(1)、 【化1】 (ここで、R1 は2級あるいは3級アミノ残基)で表さ
れる新規有機ケイ素化合物からなるオレフィン重合用触
媒およびオレフィン重合体の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、重合中の触媒活性の低
下が少なく、活性を長時間にわたって維持することで収
率良く重合体を得ることが可能である新規有機ケイ素化
合物を含むポリオレフィン重合用触媒及びポリオレフィ
ンの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】オレフィンの重合において、担持型チー
グラー触媒の助触媒成分として有機ケイ素化合物を用い
ると、生成ポリマーの立体規則性が向上することが知ら
れている。例えば、ジフェニルジメトキシシラン化合物
(特開昭57−63310、特開昭57−63311、
特開昭58−138708、特開昭59−13870
8、特開昭61−296006、特開昭63−1750
08、特開昭63−289004)、ジイソブチルジメ
トキシシラン化合物(特開昭62−18406、特開昭
63−258907、特開平2−70708、特開平2
−173010、特開平3−33103)、ジイソプロ
ピルジメトキシシラン化合物(特開昭63−25890
7、特開平2−229807、特開平3−33102、
特開平3−33103)、ジシクロペンチルジメトキシ
シラン化合物(特開平2−229807)、ジt−ブチ
ルジメトキシシラン化合物(特開平2−70708、特
開平2−229806、特開平3−33102)、ジシ
クロヘキシルジメトキシシラン化合物(特開昭63−2
58907)、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン
化合物(特開平2−170803、特開平2−2298
07)、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン化合物
(特開平2−163104)、t−ブチルメチルジメト
キシシラン化合物(特開昭62−11705、特開昭6
2−20507、特開昭63−92615、特開平2−
229807)、t‐ブチルプロピルジメトキシシラン
(特開平4−202505、特開平5−17319)、
フェニルトリエトキシシラン化合物(特開昭57−63
311、特開昭58−83006、特開昭62−205
07、特開昭61−296006)、エチルトリエトキ
シシラン化合物(特開昭57−63310)、ブチルト
リエトキシシラン化合物(特開平2−170803)、
t−ブチルトリメトキシシラン化合物(特開昭63−1
1705、特開昭63−92615、特開昭63−25
8907、特開平3−33106、特開平3−3310
5、特開平2−70708)、t−ブチル(t−ブトキ
シ)ジメトキシシラン化合物(特開平3−11900
4)、イソブチルトリメトキシシラン化合物(特開平3
−33106)、t−ブチルトリエトキシシラン化合物
(特開平2−229807)、ノルボルナントリメトキ
シシラン化合物(特開昭63−92615)等が報告さ
れている。
【0003】ところが、例えばジフェニルジメトキシシ
ラン化合物のようにケイ素原子上にベンゼン環を有する
化合物は、上記化合物の分解により人体に有害なベンゼ
ンが生成し、製品ポリマー中に残存するため衛生上問題
となる。あるいは、ジイソプロピルジメトキシシラン、
ジシクロペンチルジメトキシシランおよびジシクロヘキ
シルジメトキシシラン、ジt−ブチルジメトキシシラ
ン、t−ブチル(t−ブトキシ)ジメトキシシラン、t
−ブチルメチルジメトキシシラン化合物等では、ケイ素
上の置換基が脂肪族炭化水素基であるため衛生上の問題
はないが、いずれもかさ高い置換基を有しているため合
成上の問題点が多く、きわめて高価である。また、ジイ
ソブチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメ
トキシシランおよびシクロヘキシルエチルジメトキシシ
ラン化合物等は、ヒドロシリレーション反応により目的
物を合成することも可能であり安価ではあるが、生成ポ
リマーの立体規則性は、必ずしも現在の要求を満たすも
のではなかった。
【0004】一方、トリアルコキシラン化合物(例え
ば、フェニルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシ
シラン、ブチルトリエトキシシラン、t−ブチルトリメ
トキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、t−ブ
チルトリエトキシシラン、ノルボルナントリメトキシシ
ラン等)は触媒活性を著しく失活させることが良く知ら
れている。近年このようなトリメトキシ化合物を用いた
場合の触媒活性の低下を防ぐため、ジメトキシシラン化
合物等と併用(特開平2−70708、特開平3−33
103、特開平3−33105、特開平3−3310
6)する技術もいくつか提示されているが、いずれも立
体規則性の低下を伴い、また、製造プラントに於てそれ
ぞれの有機ケイ素化合物を貯蔵およびプラントへの供給
を行うための複数のタンクが必要となる等の新たな問題
を生じている。さらに重要な問題として、従来提示され
てきたジアルコキシシラン化合物及びトリアルコキシシ
ラン化合物を助触媒成分として用いる塩化マグネシウム
担持型触媒は、重合の初期活性は極めて高いもののその
後急激に活性が低下することが良く知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、担持
型チーグラー触媒を用いたポリオレフィンの製造法にお
いて前記従来技術における問題点を解決し、しかも重合
中の触媒活性の低下が少なく、活性が長時間にわたって
維持することで収率良く重合体を得ることが可能である
新規有機ケイ素化合物を含むオレフィン重合用触媒及び
ポリオレフィンの製造法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等はこれらの課
題を解決するべく担持型チーグラー触媒に用いる助触
媒、特に外部ドナーについて鋭意検討を行った結果、触
媒の存在下に、オレフィン類を重合させてオレフィン重
合体を製造する方法において、成分(A) チタン、マ
グネシウム、ハロゲンを必須成分として含有する固体触
媒成分、成分(B) 有機アルミニウム化合物、及び成
分(C) 一般式(1)、
【化2】 (ここで、R1 は2級あるいは3級アミノ残基)で表さ
れる新規有機ケイ素化合物から形成されることを特徴と
するオレフィン重合用触媒を用いてオレフィンを重合し
た結果、前記のごとき課題をことごとく解決して、実用
的に優れた重合体を収率良く得られることを見いだし本
発明に到達した。
【0007】本発明の効果は助触媒、特に外部ドナーと
して特定の構造を有する新規有機ケイ素化合物を使用す
ることによってはじめて得られるものである。
【0008】以下、本発明を具体的に説明する。本発明
において使用されるマグネシウム化合物としては塩化マ
グネシウム、臭化マグネシウムのようなハロゲン化マグ
ネシウム;エトキシマグネシウム、イソプロポキシマグ
ネシウムの様なアルコキシマグネシウム;ラウリル酸マ
グネシウム、ステアリン酸マグネシウムの様なマグネシ
ウムのカルボン酸塩;ブチルエチルマグネシウムの様な
アルキルマグネシウム等を例示することができる。ま
た、これらの化合物の2種類以上の混合物であってもよ
い。好ましくは、ハロゲン化マグネシウムを使用するも
の、もしくは触媒形成時にハロゲン化マグネシウムを形
成するものである。さらに好ましくは、上記のハロゲン
が塩素であるものである。
【0009】本発明に於て使用されるチタン化合物とし
ては、四塩化チタン、三塩化チタン等のハロゲン化チタ
ン;チタンブトキシド、チタンエトキシド等のチタンア
ルコキシド;フェノキシチタンクロライドなどのアルコ
キシチタンハライド等を例示することが出来る。また、
これらの化合物の2種以上の混合物であってもよい。本
発明において使用されるハロゲン含有化合物は、ハロゲ
ンが沸素、塩素、臭素、またはヨウ素、好ましくは塩素
であり、実際に例示される具体的化合物は四塩化チタ
ン、四臭化チタンなどのハロゲン化チタン、四塩化ケイ
素、四臭化ケイ素などのハロゲン化ケイ素、三塩化リ
ン、五塩化リンなどのハロゲン化リンなどが代表的な例
であるが、調製法によってはハロゲン化炭化水素、ハロ
ゲン分子、ハロゲン化水素酸(例、HCl,HBr,HI等)を用
いても良い。これらはチタン化合物やマグネシウム化合
物と共通であっても良い。
【0010】本発明に用いる固体触媒成分(A)を調製
するにあたり、各種電子供与体(内部ドナー)を添加し
ても良く、また好ましくもある。電子供与体としては、
含酸素化合物および含窒素化合物等が挙げられる。より
具体的には、(イ)メタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノール、ヘプタノール、ヘキサノール、オク
タノール、ドデカノール、オクタデシルアルコール、2
−エチル−ヘキシルアルコール、ベンジルアルコール、
クミルアルコール、ジフェニルメタノール、トリフェニ
ルメタノールなどの炭素数1ないし20のアルコール
類、(ロ)フェノール、クレゾール、エチルフェノー
ル、プロピルフェノール、クミルフェノール、ノニルフ
ェノール、ナフトールなどのアルキル基を有してよい炭
素数6ないし25のフェノール類、(ハ)アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフ
ェノン、シクロヘキサノンなどの炭素数3ないし15の
ケトン類、(ニ)アセトアルデヒド、プロピオンアルデ
ヒド、トルアルデヒド、ナフトアルデヒドなどの炭素数
2ないし15のアルデヒド類、(ホ)ギ酸メチル、ギ酸
エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸
オクチル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルセロソル
ブ、酢酸セロソルブ、プロピオン酸エチル、n−酪酸メ
チル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、イソ酪酸イソ
プロピル、吉草酸エチル、吉草酸ブチル、ステアリン酸
エチル、クロロ酢酸メチル、ジクロロ酢酸エチル、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、クロトン酸エチ
ル、シクロヘキサンカルボン酸エチル、フェニル酢酸メ
チル、フェニル酪酸メチル、フェニル酪酸プロピル、安
息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安
息香酸ブチル、安息香酸オクチル、安息香酸シクロヘキ
シル、安息香酸フェニル、安息香酸ベンジル、安息香酸
セロソルブ、トルイル酸メチル、トルイル酸エチル、ト
ルイル酸アミル、エチル安息香酸エチル、アニス酸メチ
ル、アニス酸エチル、エトキシ安息香酸エチル、フタル
酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジヘプチ
ル、フタル酸ジネオペンチル、γ−ブチロラクトン、γ
−パレロラクトン、クマリン、フタリド、炭酸ジエチ
ル、オルトぎ酸メチル、オルトぎ酸エチル、などの炭素
数2ないし20の有機酸エステル類、
【0011】(へ)メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸
エチル、メトキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸フェニル、
エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、エトキシ酢
酸ブチル、エトキシ酢酸フェニル、n-プロポキシ酢酸エ
チル、i-プロポキシ酢酸エチル、n-ブトキシ酢酸メチ
ル、i-ブトキシ酢酸エチル、n-ヘキシルオキシ酢酸エチ
ル、sec-ヘキシルオキシ酢酸オクチル、2−メチルシク
ロヘキシルオキシ酢酸メチル、3−メトキシプロピオン
酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−メト
キシプロピオン酸ブチル、3−エトキシプロピオン酸エ
チル、3−エトキシプロピオン酸ブチル、3−エトキシ
プロピオン酸n-オクチル、3−エトキシプロピオン酸ド
デシル、3−エトキシプロピオン酸ペンタメチルフェニ
ル、3−(i−プロポキシ)プロピオン酸エチル、3−
(i−プロポキシ)プロピオン酸ブチル、3−(n−プ
ロポキシ)プロピオン酸アリル、3−(n−ブトキシ)
プロピオン酸シクロヘキシル、3−ネオペンチルオキシ
プロピオン酸エチル、3−(n−オクチルオキシ)プロ
ピオン酸ブチル、3−(2,6−ジメチルデシルオキ
シ)プロピオン酸オクチル、4−エトキシ酢酸エチル、
4−エトキシ酪酸シクロヘキシル、5−(n−プロポキ
シ)吉草酸オクチル、12−エトキシラウリン酸エチ
ル、3−(1−インデノキシ)プロピオン酸エチル、3
−メトキシアクリル酸メチル、2−エトキシアクリル酸
メチル、3−フェノキシアクリル酸エチル、2−メトキ
シプロピオン酸エチル、2−(i−プロポキシ)酪酸n
−ブチル、2−エトキシイソ酪酸メチル、2−シクロヘ
キシルオキシイソ吉草酸フェニル、2−エトキシ−2−
フェニル酢酸ブチル、3−ネオペンチルオキシ酪酸アリ
ル、3−エトキシ−3−(o−メチルフェニル)プロピ
オン酸メチル、3−エトキシ−2−(o−メチルフェニ
ル)プロピオン酸エチル、4−エトキシ−2−メチル−
1−ナフチルノナン酸エチル、2−メトキシシクロペン
タンカルボン酸エチルエステル、2−エトキシシクロヘ
キサンカルボン酸ブチルエステル、3−(エトキシメチ
ル)テトラリン−2−酢酸イソプロピルエステル、8−
ブトキシ−デカリン−1−カルボン酸エチルエステル、
3−エトキシノルボルナン−2−カルボン酸メチルエス
テル、2−(フェノキシ)酢酸メチル、3−(p−クレ
ゾキシ)プロピオン酸エチル、4−(2−ナフトキシ)
酪酸メチル、5−カルバロキシ吉草酸ブチル、2−フェ
ノキシプロピオン酸メチル、3−(4−メチルフェノキ
シ)−2−フェニルプロピオン酸エチル、2−フェノキ
シシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル、チオフェ
ン−3−オキシ酢酸エチル、2−(2−ピコリノキシメ
チル)−シクロヘキサンカルボン酸エチル、3−フルフ
リルオキシプロピオン酸エチル等のアルコキシエステル
類。
【0012】(ト)アセチル酢酸メチル、アセチル酢酸
エチル、アセチル酢酸ブチル、プロピオニル酢酸メチ
ル、アセチル酢酸フェニル、プロピオニル酢酸エチル、
プロピオニル酢酸エチル、プロピオニル酢酸フェニル、
プロピオニル酢酸ブチル、ブチリル酢酸エチル、i−ブ
タノイル酢酸エチル、ペンタノイル酢酸エチル、3−ア
セチルプロピオン酸メチル、3−アセチルプロピオン酸
エチル、3−アセチルプロピオン酸ブチル、3−プロピ
オニルプロピオン酸エチル、3−プロピオニルプロピオ
ン酸ブチル、3−プロピオニルプロピオン酸n−オクチ
ル、3−プロピオニルプロピオン酸ドデシル、3−プロ
ピオニルプロピオン酸ペンタメチルフェニル、3−(i
−プロピオニル)プロピオン酸エチル、3−(i−プロ
ピオニル)プロピオン酸ブチル、3−(i−プロピオニ
ル)プロピオン酸アリル、3−(i−プロピオニル)プ
ロピオン酸シクロヘキシル、3−ネオペンタノイルプロ
ピオン酸エチル、3−n−ラウリルプロピオン酸ブチ
ル、3−(2、6−ジメチルヘキサノイル)プロピオン
酸メチル、4−プロピオニル酪酸エチル、4−プロピオ
ニル酪酸シクロヘキシル、5ーブチリル吉草酸オクチ
ル、12−ブチリルラウリン酸エチル、3−アセチルア
クリル酸メチル、2−アセチルアクリル酸メチル、3−
ベンゾイルプロピオン酸エチル、3−ベンゾイルプロピ
オン酸メチル、3−メチルベンゾイルプロピオン酸エチ
ル、3−トルイル酪酸ブチル、o−ベンゾイル安息香酸
エチル、m−ベンゾイル安息香酸エチル、p−ベンゾイ
ル安息香酸エチル、o−トルイル安息香酸ブチル、o−
トルイル安息香酸エチル、m−トルイル安息香酸エチ
ル、p−トルイル安息香酸エチル、o−(2,4,6−
トリメチルベンゾイル)安息香酸エチル、m−(2,
4,6−トリメチルベンゾイル)安息香酸エチル、p−
(2,4,6−トリメチルベンゾイル)安息香酸エチ
ル、o−エチルベンゾイル安息香酸エチル、o−アセチ
ル安息香酸エチル、o−プロピオニル安息香酸エチル、
o−ラウリル安息香酸エチル、o−シクロヘキサノイル
安息香酸エチル、o−ドデシル安息香酸エチル等のケト
エステル類。
【0013】(チ)ホウ酸メチル、チタン酸ブチル、リ
ン酸ブチル、亜リン酸ジエチル、ジ(2−フェニルフェ
ニル)ホスホロクロリデイト等の無機酸エステル類、
(リ)メチルエーテル、エチルエーテル、イソプロピル
エーテル、ブチルエーテル、アミルエーテル、テトラヒ
ドロフランアニソール、ジフェニルエーテル、エチレン
グリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジフ
ェニルエーテル、2,2−ジメトキシプロパンなどの炭
素数2ないし25のエーテル類、(ヌ)酢酸アミド、安
息香酸アミド、トルイル酸アミド等の炭素数2ないし2
0の酸アミド類、(ル)アセチルクロリド、ベンゾイル
クロリド、トルイル酸クロリド、アニス酸クロリド、塩
化フタロイル、イソ塩化フタロイルなどの炭素数2ない
し20の酸ハライド類、(ヲ)無水酢酸、無水フタル酸
などの炭素数2ないし20の酸無水物類、(ワ)モノメ
チルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリ
ブチルアミン、ピペリジン、トリベンジルアミン、アニ
リン、ピリジン、ピコリン、テトラメチルエチレンジア
ミンなどの炭素数1ないし20のアミン類、(カ)アセ
トニトリル、ベンゾニトリル、トリニトリルなどの炭素
数2ないし20のニトリル類、(ヨ)エチルチオアルコ
ール、ブチルチオアルコール、フェニルチオールなどの
炭素数2ないし20のチオール類、(タ)ジエチルチオ
エーテル、ジフェニルチオエーテルなどの炭素数4ない
し25のチオエーテル類、(レ)硫酸ジメチル、硫酸ジ
エチルなどの炭素数2ないし20の硫酸エステル類、
(ソ)フェニルメチルスルホン、ジフェニルスルホンな
どの炭素数2ないし20のスルホン酸類、(ツ)フェニ
ルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、
フェニルトリブトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルジメチルメ
トキシシラン、フェニルジメチルエトキシシラン、トリ
フェニルメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、
オクタメチルトリシロキサン、トリメチルシラノール、
フェニルジメチルシラノール、トリフェニルシラノー
ル、ジフェニルシランジオール、ケイ酸低級アルキル
(特にケイ酸エチル)などの炭素数2ないし24のケイ
素含有化合物などを挙げることができる。これらの電子
供与性化合物を2種以上用いることができる。これらの
うちで好ましいものは有機酸エステル類、アルコキシエ
ステル類、ケトエステル類等である。
【0014】本発明において用いられる触媒調製法は特
に限定されるものではないが、例えば以下のような例を
あげることができる。ハロゲン化マグネシウム、ハロゲ
ン化チタン、上記電子供与性化合物を共粉砕により、も
しくは溶媒中での分散または溶解により接触させて触媒
成分を得る方法。ハロゲン化マグネシウムと有機または
無機化合物(上記電子供与性化合物を含んでもよい)と
の複合体を作り、これにハロゲン化チタンまたはそれと
上記電子供与性化合物の複合体を接触させて触媒成分を
得る方法。ハロゲン化マグネシウムと有機または無機化
合物(上記電子供与性化合物を含んでもよい)との複合
体を作り、これに上記電子供与性化合物とチタン化合物
を逐次的に接触(順は入れ替わっても可)させて触媒成
分を得る方法。マグネシウム化合物(またはさらにチタ
ン化合物を含む)に上記電子供与性化合物を接触させ、
同時にもしくはその後段でチタン化合物との接触及びま
たはハロゲン化処理を行って触媒成分を得る方法(いず
れかの段階でチタン化合物の使用を含んでいること)。
上記の触媒成分の製造は、一般に触媒担体として用いら
れる物質、例えばシリカやアルミナ上に担持または含浸
させる方法で作られても良い。
【0015】成分(A)に於ける各成分の量的関係は、
本発明の効果が認められる限り任意のものであるが、一
般的には次の範囲が好ましい。成分(A)に於けるマグ
ネシウムの含量は、チタンに対するモル比で0.1〜1
000の範囲内、好ましくは2〜200の範囲内でよ
く、ハロゲンの含量はチタンに対するモル比で1〜10
0の範囲内でよく、電子供与性化合物を使用する場合に
その含量はチタンに対するモル比で10以下の範囲内、
好ましくは0.1〜5の範囲内でよい。本発明に於て用
いられる固体触媒成分の平均粒径は本発明の効果が認め
られる限り任意のものであるが、一般的には0.1〜2
00ミクロンの範囲内、好ましくは1〜100ミクロ
ン、より好ましくは10〜100ミクロンである。
【0016】本発明における有機アルミニウム化合物
は、代表的なものの一般式として下式(2)式ないし
(4)式で表される。 AlR234 ‥‥‥(2) R56 Al−O−AlR78 ‥‥‥(3)
【化3】 (2)式、(3)式及び(4)式において、R2 、R3
およびR4 は同一でも異種でもよく、炭素数が多くとも
12個の炭化水素基であり、R5 、R6 、R7、R8
同一でも異種でもよく、炭素数が多くとも12個の炭化
水素基である。またR9 は、炭素数が多くとも12個の
炭化水素基であり、nは1以上の整数である。(2)式
で示される有機アルミニウム化合物のうち代表的なもの
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、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミ
ニウム、トリヘキシルアルミニウム及びトリオクチルア
ルミニウムのごときトリアルキルアルミニウム、さらに
ジエチルアルミニウムハイドライドおよびジイソブチル
アルミニウムハイドライドのごときアルキルアルミニウ
ムハイドライドならびに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ブロマイドおよびエチルアル
ミニムセスキクロライドおよびエチルアルミニムセスキ
クロライドなどのアルキルアルミニムハライドがあげら
れる。また、(3)式で示される有機アルミニウム化合
物のうち、代表的なものとしては、テトラエチルジアル
モキサンおよびテトラブチルジアルモキサンのごときア
ルキルジアルモキサン類があげられる。また、(4)式
は、アルミノオキサンを表し、アルミニウム化合物の重
合体である。R9 はメチル、エチル、プロピル、ブチ
ル、ベンジルなどを含むが、好ましくはメチル、エチル
基である。nは、1〜10が好ましい。これらの有機ア
ルミニウム化合物のうち、トリアルキルアルミニウム、
アルキルアルミニウムハイドライドおよびアルキルアル
モキサン類が特に好ましい結果をあたえるため好適であ
る。
【0017】オレフィンの重合において、重合系内にお
ける有機アルミニウム使用量は、一般に10-4ミリモル
/l以上であり、10-2ミリモル/l以上が好適であ
る。また、固体触媒成分中のチタン原子に対する使用割
合は、モル比で一般には0. 5以上であり、好ましくは
2以上、とりわけ10以上が好適である。なお、有機ア
ルミニウムの使用量が小さ過ぎる場合には、重合活性の
大幅な低下を招く。なお、重合系内に於ける有機アルミ
ニウムの使用量が20ミリモル/l以上で且つチタン原
子に対する割合が、モル比で1000以上の場合、更に
これらの値を高くしても触媒性能が更に向上することは
見られない。
【0018】本発明に用いられる触媒の成分(C)は、
一般式(1)式で表される構造を有する有機ケイ素化合
物である。
【化4】 (ここで、R1 は2級あるいは3級アミノ残基)このよ
うな化合物の具体例は下記に示されるものである。テキ
シル(ジメチルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル
(メチルプロピルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル
(メチルブチルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル
(メチルイソブチル)ジメトキシシラン、テキシル(メ
チルsec−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、テキシ
ル(メチルtert−ブチルアミノ)ジメトキシシラ
ン、テキシル(メチルシクロペンチルアミノ)ジメトキ
シシラン、テキシル(メチルシクロヘキシルアミノ)ジ
メトキシシラン、テキシル(ジエチルアミノ)ジメトキ
シシラン、テキシル(エチルプロピルアミノ)ジメトキ
シシラン、テキシル(エチルブチルアミノ)ジメトキシ
シラン、テキシル(エチルイソブチル)ジメトキシシラ
ン、テキシル(エチルsec−ブチルアミノ)ジメトキ
シシラン、テキシル(エチルtert−ブチルアミノ)
ジメトキシシラン、テキシル(エチルシクロペンチルア
ミノ)ジメトキシシラン、テキシル(エチルシクロヘキ
シルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル(ジプロピル
アミノ)ジメトキシシラン、テキシル(プロピルブチル
アミノ)ジメトキシシラン、テキシル(プロピルイソブ
チル)ジメトキシシラン、テキシル(プロピルsec−
ブチルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル(プロピル
tert−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル
(プロピルシクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、
テキシル(プロピルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシ
シラン、テキシル(ジイソプロピルアミノ)ジメトキシ
シラン、テキシル(イソプロピルnプロピルアミノ)ジ
メトキシシラン、テキシル(イソプロピルブチルアミ
ノ)ジメトキシシラン、テキシル(イソプロピルイソブ
チル)ジメトキシシラン、テキシル(イソプロピルse
c−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル(イソ
プロピルtert−ブチルアミノ)ジメトキシシラン、
テキシル(イソプロピルシクロペンチルアミノ)ジメト
キシシラン、テキシル(イソプロピルシクロヘキシルア
ミノ)ジメトキシシラン、テキシル(ジブチルアミノ)
ジメトキシシラン、テキシル(ブチルsec−ブチルア
ミノ)ジメトキシシラン、テキシル(ブチルtert−
ブチルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル(ブチルシ
クロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル(ブ
チルシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、テキシ
ル(ジイソブチルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル
(ジシクロペンチルアミノ)ジメトキシシラン、テキシ
ル(ジシクロヘキシルアミノ)ジメトキシシラン、テキ
シル(メチルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル(エ
チルアミノ)ジメトキシシラン、テキシル(プロピルア
ミノ)ジメトキシシラン、テキシル(イソプロピルアミ
ノ)ジメトキシシラン、テキシル(ブチルアミノ)ジメ
トキシシラン、テキシル(イソブチルアミノ)ジメトキ
シシラン、テキシル(sec−ブチルアミノ)ジメトキ
シシラン、テキシル(ter−ブチルアミノ)ジメトキ
シシラン、テキシル(シクロペンチルアミノ)ジメトキ
シシラン、テキシル(シクロヘキシルアミノ)ジメトキ
シシラン、テキシル(ピロリジル)ジメトキシシラン、
テキシル(2−メチルピロリジル)ジメトキシシラン、
テキシル(2,5−ジメチルピロリジル)ジメトキシシ
ラン、テキシル(ピペリジル)ジメトキシシラン、テキ
シル(2−メチルピぺリジル)ジメトキシシラン、テキ
シル(2,6−ジメチルピペリジル)ジメトキシシラ
ン、テキシル(4−メチルピペリジル)ジメトキシシラ
ン、テキシル(ピラゾリル)ジメトキシシラン、テキシ
ル(ピペラジル)ジメトキシシラン、テキシル(インド
リル)ジメトキシシラン、テキシル(イソインドリル)
ジメトキシシラン、テキシル(モルフォリル)ジメトキ
シシラン、テキシル(ピロリニル)ジメトキシシラン、
テキシル(イミダゾリニル)ジメトキシシラン、テキシ
ル(ピラゾリジニル)ジメトキシシランである。
【0019】この中で好ましくは、テキシル(ジメチル
アミノ)ジメトキシシラン、テキシル(ジエチルアミ
ノ)ジメトキシシラン、テキシル(ジプロピルアミノ)
ジメトキシシラン、テキシル(ジブチルアミノ)ジメト
キシシラン、テキシル(シクロヘキシルメチルアミノ)
ジメトキシシラン、テキシル(t−ブチルアミノ)ジメ
トキシシラン、 テキシル(ピロリジル)ジメトキシシ
ラン、テキシル(2−メチルピロリジル)ジメトキシシ
ラン、テキシル(ピペリジル)ジメトキシシラン、テキ
シル(2,6−ジメチルピペリジル)ジメトキシシラ
ン、テキシル(2−メチルピペリジル)ジメトキシシラ
ンである。成分(C)の使用量は、モル比で成分(C)
/成分(B)=0.001〜5、好ましくは0.01〜
1である。
【0020】オレフィン 重合に使用されるオレフィンとしては、一般には炭素数
が多くとも12個のオレフィンであり、その代表例とし
ては、エチレン、プロピレン、ブテン−1、4−メチル
ペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1などがあげ
られるが、これらの混合物、及びエチレンとそれらの混
合物のような3個以上の炭素原子を含有するアルファオ
レフィンの立体特異性重合に有利である。さらに好まし
くは、プロピレンまたは最高約20モル%のエチレンま
たは高級アルファオレフィンとプロピレンとの混合物の
立体特異性重合に特に有効であるが、プロピレン単独重
合が最も好適である。
【0021】重合方法およびその条件 重合を実施するに当たり、本発明の固体触媒成分、有機
アルミニウム化合物あるいはこれらと有機ケイ素化合物
は重合容器に個別に導入してもよいが、それらのうちの
二種類または全部を事前に混合してもよく、典型的には
窒素で置換した滴下ロートに、後述する不活性溶媒、有
機アルミニウム化合物および有機ケイ素化合物を加え混
合し一定時間以上(約1分以上)経過後、この混合物を
固体触媒成分と接触させ、さらに一定時間以上(約1分
以上)反応させた後、重合反応容器内へ添加することが
好ましい。なお、この際使用する不活性溶媒としては、
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、n−オクタン、イソオ
クタン、シクロヘキサン及びメチルシクロヘキサンのよ
うなアルカン及びシクロアルカン;トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、エチルト
ルエン、n−プロピルベンゼン、ジエチルベンゼンおよ
びモノ又はジアルキルナフタレンのようなアルキル芳香
族炭化水素;クロロベンゼン、クロロナフタレン、オル
トジクロロベンゼン、テトラヒドロナフタレン、デカヒ
ドロナフタレンのようなハロゲン化及び水素化芳香族炭
化水素;高分子量液状パラフィンまたはそれらの混合物
を用いることが出来る。
【0022】本発明によるオレフィンの重合は、大気圧
または大気圧以上のモノマー圧力で行われる。気相重合
ではモノマー圧力は重合させるオレフィンの重合温度に
於ける蒸気圧を下回ってはならないけれども、一般には
モノマー圧力は約20ないし600PSIの範囲にあ
る。重合は、不活性溶媒中、液体モノマー(オレフィ
ン)中あるいは気相のいずれでも行うことができる。ま
た、重合を、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法
に於いても行うことができる。さらに、重合を、反応条
件を変えて2段以上に分けて行うこともできる。実用可
能の溶融流れを有する重合体を得るために、分子量調節
剤(一般には、水素)を共存させてもよい。重合時間
は、回分法の場合には、一般に30分ないし数時間であ
り、連続法の場合には相当する平均滞留時間である。オ
ートクレーブ型反応では約1時間ないし6時間にわたる
重合時間が典型的である。
【0023】スラリー法では、重合時間は30分ないし
数時間にわたる重合時間が好ましい。スラリー重合で用
いるのに適当な希釈溶媒には、ペンタン、ヘキサン、ヘ
プタン、n−オクタン、イソオクタン、シクロヘキサン
及びメチルシクロヘキサンのようなアルカン及びシクロ
アルカン;トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソ
プロピルベンゼン、エチルトルエン、n−プロピルベン
ゼン、ジエチルベンゼンおよびモノ又はジアルキルナフ
タレンのようなアルキル芳香族炭化水素;クロロベンゼ
ン、クロロナフタレン、オルトジクロロベンゼン、テト
ラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレンのようなハ
ロゲン化及び水素化芳香族炭化水素;高分子量液状パラ
フィンまたはそれらの混合物、及び他の周知の希釈溶媒
がある。
【0024】本発明が有用である気相重合法は、かくは
ん層反応器、流動層反応器システム等を用いることが出
来る。典型的な気相オレフィン重合反応器システムは、
オレフィンモノマー及び触媒成分を加えることができ、
かくはん装置を備えた反応容器よりなり、触媒成分は1
つ以上の弁調節口から一緒にまたは別々に反応容器に加
えられる。オレフィンモノマーは、典型的には、排ガス
として除かれる未反応モノマー及びフレシュな供給モノ
マーが混合されて反応容器に圧入されるリサイクルガス
システムを通じて反応器に供給される方法である。一般
には必要としないが、重合の完了時または重合の停止あ
るいは本発明の不活性化を行う場合には、触媒毒として
既知である水、アルコール、アセトンまたは他の適当な
触媒不活性化剤と接触することにより可能である。重合
温度は、一般には−10℃ないし180℃であるが、良
好な触媒性能および高生産速度を得る見地から20℃な
いし100℃が好適であり、より好適には、50℃ない
し80℃の範囲である。
【0025】予備重合は必ずしも必要とはしないが、予
備重合を行うことは好ましくもあり、通常前記固体触媒
成分(A)を前記有機アルミニウム化合物成分(B)の
すくなくとも一部と組み合わせて用いる。この時、有機
ケイ素化合物あるいはアセタール化合物を共存させてお
くことができる。このような有機ケイ素化合物は前記触
媒成分(C)として用いられた化合物に限定されるもの
ではない。予備重合における固体触媒成分(A)の濃度
は後述する不活性炭化水素溶媒1リットル当り、チタン
原子換算で、通常0.01ないし200ミリモルの範囲
とすることが望ましい。有機アルミニウム化合物成分
(B)の量は、固体チタン触媒成分(A)1g当り0.
1ないし500gの重合体が生成するような量であれば
よく、好ましくは0.1ないし300gの重合体が生成
するような量である。予備重合は、不活性炭化水素溶媒
にオレフィンおよび上記の触媒成分を加え、温和な条件
下に行うことが好ましい。この際用いられる不活性炭化
水素溶媒としては、具体的には、プロパン、ブタン、ペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデ
カン、ケロシンなどの脂肪族炭化水素;シクロペンタ
ン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環
族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族
炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼンなどのハ
ロゲン化炭化水素、あるいはこれらの混合物等を挙げる
ことができる。これらの不活性炭化水素溶媒のうちで
は、とくに脂肪族炭化水素を用いることが好ましい。予
備重合で使用されるオレフィンは、後述する本重合で使
用されるオレフィンと同一であっても、また異なっても
よい。予備重合の反応温度は、生成する予備重合体が実
質的に不活性炭化水素溶媒中に溶解しないような温度で
あればよく、通常約−10℃ないし100℃、好ましく
は約−10℃ないし80℃である。なお、予備重合にお
いては、水素の様な分子量調節剤を用いることもでき
る。予備重合は回分式あるいは連続式で行うことが出来
る。そのほか、重合の制御法、後処理方法などについて
は、本触媒系固有の制限はなく、公知のすべての方法を
適用することができる。
【0026】
【実施例】ポリマーの室温でのキシレン可溶分(%)
(XSRT%)は、135℃でキシレン200mlにポ
リマー2gを溶解した後、溶液を室温まで冷却すること
により析出するポリマーを減圧濾過し、濾液をロータリ
ーエバポレーターを用いることにより溶媒を留去し、さ
らにこれを乾燥して得られる残査を測定した。重合活性
の値は、次の式により計算した。
【数1】 XSRT%は、次の式により計算した。
【数2】 なお、実施例および比較例において、荷重が2.16k
gにおけるメルトフローレート(すなわち、MFR)は
JIS K−6758−1968にしたがって測定し
た。各実施例において、固体触媒成分の製造および重合
に使用した各化合物(有機溶媒、オレフィン、水素、チ
タン化合物、マグネシウム化合物、ケイ素化合物など)
はすべて実質的に水分を除去したものである。また、固
体触媒成分の製造および重合については、実質的に水分
が存在せず、かつ窒素の雰囲気下で行った。重合時に用
いる有機アルミニウム化合物及び有機ケイ素化合物はそ
れぞれ1.0M/l及び0.1M/lヘキサン溶液とし
て使用した。
【0027】[有機ケイ素化合物の合成例] 〔テキシル(ジブチルアミノ)ジメトキシシランの合
成〕窒素気流下、滴下ロート、ジムロート及び磁気攪拌
子を付した300ml三つ口フラスコに脱水THF(テ
トラヒドロフラン)100ml及びジブチルアミン1
2.9g(0.1モル)を入れ、氷浴中で内容物を0℃
に冷却した。n‐ブチルリチウム(59ml、1.7M/
Lヘキサン溶液)を30分かけて滴下した。その後、氷
浴を取り除き、反応混合物を室温で1時間攪拌した。別
途、窒素気流下、滴下ロート、ジムロート及び磁気攪拌
子を付した500ml三つ口フラスコに脱水THF10
0ml及びテキシルトリメトキシシラン20.6g
(0.1モル)を入れ、氷浴中で内容物を0℃に冷却し
た。先に調製したリチウムアミド溶液を1時間かけて滴
下した。氷浴を取り除き、室温まで昇温した後、反応混
合物を2時間還流した。反応混合物を室温まで冷却し、
ガラスフィルター(G4)により白色沈殿物を濾別し
た。ロータリエバポレーターにより溶媒を除去し、減圧
蒸留することで目的物を19.7g(0.065モル、
収率65%)得た。沸点119−123℃/7mmH
g、GC=98.3%、GC−MS;m/z=303。
同様な方法により、用いるアミン化合物を変更すること
でテキシル(ジプロピル)アミノジメトキシシラン、テ
キシル(シクロヘキシルメチルアミノ)ジメトキシシラ
ン、テキシル(tert‐ブチルアミノ)ジメトキシシ
ラン、テキシル(ピロリジル)ジメトキシシラン、テキ
シル(ピベリジル)ジメトキシシラン及びテキシル
(2,6−ジメチルピペリジル)ジメトキシシラン化合
物をそれぞれ合成した。各化合物の物性値を表1に示し
た。
【0028】
【表1】
【0029】実施例1 [固体Ti触媒成分(A)の調整]無水塩化マグネシウ
ム1.71g、デカン9mlおよび2−エチルヘキシル
アルコール8.4mlを130℃で3時間加熱反応を行
い均一溶液とした後、この溶液中に無水フタル酸0.3
9gを添加し、130℃にて更に2時間攪はん混合を行
い、無水フタル酸を該均一溶液に溶解させる。この様に
して得られた均一溶液を室温に冷却した後、−20℃に
保持された四塩化チタン72ml中に1時間にわたって
全量滴下装入する。装入終了後、この混合液の温度を4
時間かけて110℃に昇温し、110℃に達したところ
でジ(2−エチルヘキシル)フタレート0.95gを添
加し、これより2時間同温度にて攪はん下保持する。2
時間の反応終了後熱濾過にて固体部を採取し、この固体
部を72mlTiCl4 にて再懸濁させた後、再び11
0℃で2時間、加熱反応を行う。反応終了後、再び熱濾
過にて固体部を採取し、デカン及びヘキサンにて、洗液
中に遊離のチタン化合物が検出されなくなる迄充分洗浄
後減圧下で乾燥した。 [重合]6.0 リットルのステンレス製オートクレーブ
に、以上の方法で製造された固体成分を5.8mg、テ
キシル(ピロリジル)ジメトキシシラン1.6ml
(0.1 M/lのヘキサン溶液)、トリエチルアルミ
ニウム1.6ml(1 M/lのヘキサン溶液)をいれ
て、次いで1020gのプロピレン及び0.09gの水
素を入れた。 オートクレーブを昇温し、内温を80℃
に保った。2時間後、内容ガスを放出して重合を終結し
た。結果を表2に示した。
【0030】比較例1および2、実施例2〜4 用いた触媒成分(C)の種類を表2に示す様に変えた以
外は実施例1と同様に触媒の調製及び重合を行った。結
果を表2に示す。
【0031】
【表2】
【0032】実施例5 [固体Ti触媒成分(A)の調製]窒素気流下、充分乾
燥した300ml の丸底フラスコに、ジエトキシマグネシウ
ム5g 、3−メトキシ−2−t−アミルプロピオン酸
(t−ブチル)1. 42g及び塩化メチレン25mlを
加えた。還流下1時間かくはんし、次にこの懸濁液を室
温の200mlTiCl4 中へ圧送した。徐々に110
℃まで昇温して2時間かくはんしながら反応させた。反
応終了後、析出固体を濾別し、110℃のn−デカン2
00mlで3回洗浄した。新たにTiCl4 200ml
を加え、120℃で2時間反応させた。反応終了後、析
出固体を濾別し、n−デカン200mlで3回洗浄し、
室温下、n−ヘキサンで塩素イオンが検出されなくなる
までヘキサンで洗浄した。 [重合]6.0 リットルのステンレス製オートクレーブ
に、以上の方法で製造された固体成分を2.3mg、テ
キシル(ピロリジル)ジメトキシシラン1.6ml
(0.1 M/lのヘキサン溶液)、トリエチルアルミ
ニウム1.6ml(1 M/lのヘキサン溶液)をいれ
て、次いで340gのプロピレン及び0.09gの水素
を入れた。オートクレーブを昇温し、内温を80℃に保
った。2時間後、内容ガスを放出して重合を終結した。
結果を表3に示した。
【0033】比較例3及び4、実施例6及び11 用いた触媒成分(C)の種類を表3に示す様に変えた以
外は実施例5と同様に触媒の調製及び重合を行った。結
果を表3に示す。
【0034】実施例12及び14 用いた触媒成分(C)の量を表4に示す様に変えた以外
は実施例5と同様に触媒の調製及び重合を行った。結果
を表4に示す。
【0035】実施例15及び16 用いた水素の量を表5に示す様に変えた以外は実施例5
と同様に触媒の調製及び重合を行った。結果を表5に示
す。
【0036】
【表3】
【0037】
【表4】
【0038】
【表5】
【0039】
【発明の効果】以上記したごとく、本発明の方法によ
り、重合中の触媒活性の低下が少なく、活性を長時間に
わたって維持することができる様になり、その結果、実
用上優れたオレフィン重合体を経済的に製造することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る触媒を調整するに当ってのフロー
チャート図である。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒の存在下に、オレフィン類を重合さ
    せて、オレフィン重合体を製造する方法において用いる
    触媒が、 成分(A) チタン、マグネシウム、ハロゲンを必須成
    分として含有する固体触媒成分、 成分(B) 有機アルミニウム化合物、及び 成分(C) 一般式(1)、 【化1】 (ここで、R1 は2級あるいは3級アミノ残基)で表さ
    れる新規有機ケイ素化合物からなるオレフィン重合用触
    媒。
  2. 【請求項2】 有機ケイ素化合物が、テキシル(ジプロ
    ピルアミノ)ジメトキシシラン化合物である請求項1記
    載のオレフィン重合用触媒。
  3. 【請求項3】 有機ケイ素化合物が、テキシル(ジブチ
    ルアミノ)ジメトキシシラン化合物である請求項1記載
    のオレフィン重合用触媒。
  4. 【請求項4】 有機ケイ素化合物が、テキシル(シクロ
    ヘキシルメチルアミノ)ジメトキシシラン化合物である
    請求項1記載のオレフィン重合用触媒。
  5. 【請求項5】 有機ケイ素化合物が、テキシル(ter
    −ブチルアミノ)ジメトキシシラン化合物である請求項
    1記載のオレフィン重合用触媒。
  6. 【請求項6】 有機ケイ素化合物が、テキシル(ピロリ
    ジル)ジメトキシシラン化合物である請求項1記載のオ
    レフィン重合用触媒。
  7. 【請求項7】 有機ケイ素化合物が、テキシル(ピペリ
    ジル)ジメトキシシラン化合物である請求項1記載のオ
    レフィン重合用触媒。
  8. 【請求項8】 有機ケイ素化合物が、テキシル(2,6
    −ジメチルピペリジル)ジメトキシシラン化合物である
    請求項1記載のオレフィン重合用触媒。
  9. 【請求項9】 請求項1ないし8記載のいずれかのオレ
    フィン重合用触媒を使用することを特徴とするオレフィ
    ン重合体の製造法。
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