JPH07116255B2 - オレフインの重合法 - Google Patents

オレフインの重合法

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JPH07116255B2
JPH07116255B2 JP5087887A JP5087887A JPH07116255B2 JP H07116255 B2 JPH07116255 B2 JP H07116255B2 JP 5087887 A JP5087887 A JP 5087887A JP 5087887 A JP5087887 A JP 5087887A JP H07116255 B2 JPH07116255 B2 JP H07116255B2
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徳弘 三好
俊夫 佐々木
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住友化学工業株式会社
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、オレフィン重合体の製造法に関する。更に詳
しくは、種々の重合プロセス(スラリー重合、気相重合
等)において固体触媒成分当り及び遷移金属当りの活性
が極めて高い固体触媒成分を用い、オレフィン重合体を
製造する方法に関するものである。又固体触媒成分の粒
子形状を極めて良好に制御し、スラリー重合、気相重合
等においては嵩密度が高く、微粉の少ない流動性良好
で、且つ分子量分布の広いオレフィン重合体を製造する
方法に関するものである。
オレフィン重合体を製造する場合に使用する触媒の活性
(単位触媒当りの重合量)、特に遷移金属当りの活性が
高いことは、重合体に得られた重合体から触媒残渣を除
去する必要がなく、重合体の製造工程を簡略化し得るの
で工業的に極めて利用価値が高いことは言うまでもな
い。
一方、重合槽への付着が多いことは、操業上種々の障害
を生じ操業効率を低下させる原因となる為、重合槽への
付着はできる限り少ないことが望ましい。又、スラリー
重合もしくは気相重合を行なう場合には、操業の安定
性、操業効率の面から重合体粉末のかさ密度が高く、粒
度分布が狭く、流動性が良好なことが望ましい。
又、得られる重合体の分子量分布は重合体の加工性、加
工品の外観、物性を支配する因子であり、例えば分子量
分布の狭い重合体は射出成形用、回転成形用として、又
分子量分布の広い重合体はブロー成形、押出成形或はフ
ィルム成形用として適している。従って、簡単な操作に
より重合体の分子量分布を任意に制御できれば、種々の
用途に適する重合体を幅広く製造できることになり、工
業的に極めて有利である。
<従来の技術> 従来、オレフィンの重合用触媒として周期律表のIV a〜
VI a族遷移金属の化合物と周期律表I〜III族金属の有
機金属化合物との組合せから成る触媒系(いわゆるチー
グラー触媒)が有効であることは周知のところである。
しかしながら、これらの触媒は一般に触媒活性が低く、
重合後に触媒残渣を重合体から除去する必要があり、必
らずしも上記の性状を満足するものではなく、工業的に
充分優位なものとは言い得ない。又、従来のオレフィン
重合触媒を用いて重合体の分子量分布を広げようとする
と、更に触媒活性が低下し、単位重合体当りの触媒量が
増加し多量の触媒が必要となり工業的に充分優位なもの
とは言い得ない。
チーグラー触媒については従来より種々の改良が行なわ
れている。例えば、(1)水酸化有機化合物、(2)金
属マグネシウム、(3)周期律表IV a,V a,VI a族金属
の有機酸化化合物、(4)周期律表IV a,V a,VI a族金
属のハロゲン含有化合物及び(5)アルミニウムハロゲ
ン化物の加熱反応生成物と有機金属化合物とからなる触
媒系(特公昭52−39714号公報)、(1)マグネシウ
ム、カルシウム、マンガン又は亜鉛のジハロゲン化物、
(2)チタン、ジルコニウム又はバナジウムの有機酸素
化合物及び(3)有機アルミニウムハロゲン化合物の固
体反応生成物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒
系(特公昭51−37195号公報)、(1)マグネシウムの
酸素含有有機化合物又はハロゲン含有化合物、(2)チ
タンの酸素含有有機化合物又はハロゲン含有化合
物、()ジルコニウムの酸素含有有機化合物又はハロゲ
ン含有化合物及び(4)有機ハロゲン化アルミニウム化
合物を特定量比で反応させて得られる固体触媒と有機ア
ルミニウム化合物とからなる触媒系(特公昭55−8083号
公報)、(1)不活性な微粒子支持物質、(2)有機マ
グネシウム化合物、(3)ジルコニウム化合物、(4)
ハロゲン化物質、(5)4価のチタニウム化合物をこの
順に特定量比で反応させて得られる重合触媒(特開昭61
−19607号公報)、固体無機酸化物の存在下に有機マグ
ネシウム化合物とホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ス
ズ、リン、アンチモン、ビスマス、亜鉛のハロゲン化
物、又は有機マグネシウム化合物と塩化水素との反応生
成物にチタン化合物、ジルコニウム化合物及び有機金属
化合物を反応させて得られる固体触媒成分と有機金属化
合物とからなる触媒系(特開昭57−155206号公報)につ
いて報告されている。然しながらこれらの触媒系でも、
上記の触媒活性、重合体の粉体特性などの点で必らずし
も工業的に満足し得るものとは言い得ない。又これらの
触媒系は特公昭52−89714、特公昭55−8083、特開昭57
−155206及び特開昭60−19607号公報以外はいずれも分
子量分布の狭い重合体を与えるにすぎず、分子量分布の
広い重合体を与えない。
<発明が解決しようとする問題点> かかる現状において、本発明の解決すべき問題点即ち本
発明の目的は、触媒残渣の除去が不必要となる程、固体
触媒当り及び遷移金属当りの触媒活性が充分高い固体触
媒成分を用い、分子量分布が広く、しかも嵩密度が高
く、微粉の少ない流動性良好なオレフィン重合体を製造
する方法を提供することにある。
<問題点を解決するための手段> 本発明は、 (A) 細孔半径75〜20,000Åにおける細孔容量が0.3m
l/g以上の多孔質担体の存在下、 (B) 一般式Si(OR5pR6 4-p(式中、R5は炭素数が
1〜20の炭化水素基を示し、R6は炭素数が1〜20の炭化
水素基または水素原子を示し、pは0<p≦4の数字を
示す。)で表される有機ケイ素化合物と、 (C) 一般式Ti(OR1lX4-l(式中、R1は炭素原子1
〜20個を含有する炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子
を示し、lは0<l≦4の数字を示す。)で表わされる
チタン化合物と、 (D) 一般式Zr(OR2mX4-m(式中、R2は炭素原子1
〜20個を含有する炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子
を示し、mは0<m≦4の数字を示す。)で表わされる
ジルコニウム化合物、及び/又は一般式Hf(OR3nX4-n
(式中、R3は炭素原子1〜20個を含有する炭化水素基を
示し、Xはハロゲン原子を示し、nは0<n≦4の数字
を示す。)で表わされるハフニウム化合物との反応混合
物(I)を、 (E) 有機マグネシウム化合物又は有機マグネシウム
化合物と有機金属化合物との炭化水素可溶性錯体と反応
させて得られる中間生成物(II)と、 (F) 一般式R4 cAlX3-c(式中、R4は炭素原子1〜20
個を含有する炭化水素基を示し、cは0<c<3の数字
を示す。)で表わされる有機ハロゲン化アルミニウム化
合物との反応で得られる生成物(III)を、 (G) ハロゲン含有チタン化合物と接触させて得られ
る固体触媒成分と、 (H) 有機アルミニウム化合物とを組み合わせてなる
触媒の存在下にオレフィンを重合又は共重合することを
特徴とするオレフィンの重合法である。
本触媒系の使用により前記目的が達成される。
以下、本発明について具体的に説明する。
(A) 多孔質担体 本発明に使用される多孔質担体としては、シリカゲル、
アルミナ、シリカ−アルミナ、マグネシウム、ジルコニ
ア等の固体無機酸化物があげられる。又ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリスチレン、スチレン−ジビニルベ
ンゼン共重合体等のポリマーがあげられる。これらは単
独又は2種以上の混合物が使われる。好ましくは固体無
機酸化物が使われ、更に好ましくはシリカゲル、アルミ
ナ、シリカ−アルミナが使われる。多孔質担体の粒径
は、好ましくは5〜250μmの範囲であり、更に好まし
くは10〜200μmの範囲である。又、平均粒子径は好ま
しくは10〜200μmであり、更に好ましくは20〜150μm
である。そして、平均細孔径は好ましくは50Å以上であ
り、更に好ましくは75Å以上である。
又、細孔半径75〜20,000Å間における細孔容量は、好ま
しくは0.3ml/g以上であり、更に好ましくは0.4ml/g以
上、特に好ましくは0.6ml/g以上である。
更に、多孔質担体は吸着された水を排除したものを使用
するのが好ましい。具体的には、300℃程度以上の温度
でか焼するか、或は100℃程度以上の温度で真空乾燥し
たものを有機マグネシウム等の有機金属化合物で処理し
て使用する方法等が挙げられる。
(B) 有機ケイ素化合物 本発明の固体触媒成分の合成に使用される有機ケイ素化
合物は、一般式Si(OR5pR6 4-p(式中、R5は炭素数が
1〜20の炭化水素基を示し、R6は炭素数が1〜20の炭化
水素基または水素原子を示し、pは0<p≦4の数字を
示す。)で表される有機ケイ素化合物である。
有機ケイ素化合物の具体例としては、下記のようなもの
を例示することができる。
テトラメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、テ
トラエトキシシラン、トリエトキシエチルシラン、ジエ
トキシジエチルシラン、エトキシトリエチルシラン、テ
トラ−iso−プロポキシシラン、ジ−iso−プロポキシ−
iso−プロピルシラン、テトラプロポキシシラン、ジプ
ロポキシジプロピルシラン、テトラ−n−ブトキシシラ
ン、ジ−n−ブトキシジ−n−ブチルシラン、ジシクロ
ペントキシジエチルシラン、ジエトキシジフェニルシラ
ン、シクロヘキシロキシトリメチルシラン、フェノキシ
リメチルシラン、テトラフェノキシシラン、トリエトキ
シフェニルシラン等を例示することができる。
これらの一般式Si(OR5pR6 4-pで表わされる有機ケイ
素化合物のうち好ましいものは1≦p≦4であり、特に
p=4のテトラアルコキシシラン化合物が好ましい。
(C) チタン化合物 本発明において使用されるチタン化合物は一般式Ti(OR
1lX4-l(R1は炭素数が1〜20の炭化水素基、Xはハロ
ゲン原子、lは0<l≦4の数字を表わす。で表わされ
る。R1の具体例としては、メチル、エチル、n−プロピ
ル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、n−ア
ミル、iso−アミル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n
−オクチル、n−デシル、n−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、ベンジル等のアラ
ルキル基等が例示される。これらの化合物のうち炭素数
2〜18のアルキル基及び炭素数6〜18のアリール基が好
ましい。特に炭素数2〜18の直鎖状アルキル基が好まし
い。2種以上の異なるOR1基を有するチタン化合物を用
いることも可能である。
Xで表わされるハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨ
ウ素が例示できる。特に塩素が好ましい結果を与える。
一般式Ti(OR1lX4-lで表わされるチタン化合物のlの
値としては0<l≦4、好ましくは2≦l≦4、特に好
ましくはl=4である。
一般式Ti(OR1lX4-l(0<l≦4)で表わされるチタ
ン化合物の合成方法としては公知の方法が使用できる。
例えばTi(OR1とTiX4を所定の割合で反応させる方
法、或はTiX4と対応するアルコール類を所定量反応させ
る方法が使用できる。
(D) ジルコニウム化合物及びハフニウム化合物 本発明において使用されるジルコニウム化合物又はハフ
ニウム化合物は一般式Zr(OR2mX4-m又はHf(OR3nX
4-n(R2、R3は炭素数が1〜20の炭化水素基、Xはハロ
ゲン原子、m、nは0<m≦4、0<n≦4の数字を表
わす。)で表わされる。R2,R3の具体例としては、メチ
ル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチ
ル、iso−ブチル、n−アミル、iso−アミル、n−ヘキ
シル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−デシル、n−
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、ベンジル等のアラルキル基等が例示される。これら
の化合物のうち炭素数2〜18のアルキル基及び炭素数6
〜18のアリール基が好ましい。特に炭素数2〜18の直鎖
状アルキル基が好ましい。2種以上の異なるOR2基又はO
R3を有するチタン化合物を用いることも可能である。
Xで表わされるハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨ
ウ素が例示できる。特に塩素が好ましい結果を与える。
一般式Zr(OR2mX4-m又はHf(OR3nX4-nで表わされる
ジルコニウム化合物又はハフニウム化合物のm,nの値と
しては0<m≦4、0<n≦4、好ましくは2≦m≦
4、2≦n≦4、特に好ましくはm=4、n=4であ
る。
一般式Zr(Or2mX4-m(0<m≦4)又はHf(OR3nX
4-n(0<n≦4)で表わされるジルコニウム化合物又
はハフニウム化合物の合成方法としては公知の方法が使
用できる。例えばZrX4又はHfX4と対応するアルコール類
を所定量反応させる方法が使用できる。
(E) 有機マグネシウム化合物 次に、本発明で用いる有機マグネシウムはマグネシウム
−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R11MgX(式
中、R11は炭素数1〜20の炭化水素基を、Xはハロゲン
原子を表わす。)で表わされるグリニャール化合物及び
一般式R12R13Mg(式中、R12及びR13は炭素数1〜20の炭
化水素基を表わす。)で表わされるジアルキルマグネシ
ウム化合物又はジアリールマグネシウム化合物が好適に
使用される。ここでR11,R12,R13は同一でも異なってい
てもよく、メチル、エチル、n−プロピル、iso−プロ
ピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−
アミル、iso−アミル、n−ヘキシル、n−オクチル、
2−エチルヘキシル、フェニル、ベンジル等の炭素数1
〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はア
ルケニル基を示す。
具体的には、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、n−プロピルマグネシウムクロリド、n−プロピル
マグネシウムブロミド、n−ブチルマグネシウムクロリ
ド、n−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、n−アミルマグネシウムクロリ
ド、iso−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、R12R13Mgで表わされる化合物としてジエチルマグネ
シウム、ジ−n−プロピルマグネシウム、ジ−iso−プ
ロピルマグネシウム、ジ−n−ブチルマグネシウム、ジ
−sec−ブチルマグネシウム、ジ−tert−ブチルマグネ
シウム、n−ブチル−sec−ブチルマグネシウム、ジ−
n−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。
上記の有機マグネシウム化合物の合成溶媒としては、ジ
エチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジ−iso
−プロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジ−is
o−ブチルエーテル、ジ−n−アミルエーテル、ジ−iso
−アミルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、ジ−n
−オクチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジル
エーテル、フェネトール、アニソール、テトラヒドロフ
ラン、テトラヒドロピラン等のエーテルを用いることが
できる。又、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘ
キサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、
キシレン等の炭化水素、或はエーテルと炭化水素との混
合溶媒を用いてもよい。有機マグネシウム化合物はエー
テル溶液の状態で使用することが好ましい。この場合の
エーテル化合物としては、分子内に炭素数6個以上を含
有するエーテル化合物又は環状構造を有するエーテル化
合物が用いられる。
又、上記の有機マグネシウム化合物と有機金属化合物と
の炭化水素可溶性錯体も使用することもできる。有機金
属化合物の例としては、Li,Be,B,Al又はZn等の有機化合
物が挙げられる。
(F) 有機ハロゲン化アルミニウム化合物 本発明で使用される有機ハロゲン化アルミニウム化合物
は、一般式R4 cAlX3-c(式中、R4は炭素原子1〜20個、
好ましくは1〜6個を含有する有機基、好ましくは炭化
水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、cは0<c<
3の数を示す。)で表わされる。Xとしては塩素が特に
好ましく、cは好ましくは1≦c≦2、特に好ましくは
c=1である。R4は好ましくはアルキル、シクロアルキ
ル、アリール、アラルキル、アルケニル基から選ばれ
る。
成分(F)の例としてはエチルアルミニウムジクロリ
ド、イソブチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミ
ニウムセスキクロリド、イソブチルアルミニウムセスキ
クロリド、ジエチルアルミニウムモノクロリド、イソブ
チルアルミニウムモノクロリド等が挙げられる。これら
のうちでもエチルアルミニウムジクロリド、イソブチル
アルミニウムジクロリド等のアルキルアルミニウムジク
ロリドが特に好ましく使用できる。
成分(F)として複数の異なる有機ハロゲン化アルミニ
ウム化合物を使用することもでき、又この場合、ハロゲ
ン量を調整するために有機ハロゲン化アルミニウム化合
物と共にトリエチルアルミニウム、トリイソブチルアル
ミニウム等のトリアルキルアルミニウム、或はトリアル
ケニルアルミニウムを使用することもできる。
(G) ハロゲン含有チタン化合物 本発明において使用されるハロゲン含有チタン化合物は
一般式Ti(OR14sX4-s(R14は炭素数が1〜20の炭化水
素基、Xはハロゲン原子、sは0≦s<4の数字を表わ
す。)で表わされる。
R14の具体例としては、メチル、エチル、n−プロピ
ル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、n−ア
ミル、iso−アミル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n
−オクチル、n−デシル、n−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、ベンジル等のアラ
ルキル基等が例示される。
Xで表わされるハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨ
ウ素が例示できる。特に塩素が好ましい結果を与える。
Ti(OR14sX4-sとしてはs=0が好ましく、特に、TiC
l4が好適に使用される。
固体触媒成分の合成 本発明の固体触媒成分は多孔質担体の存在下、一般式Si
(OR5pR6 4-pで表される有機ケイ素化合物と一般式Ti
(OR1lX4-lで表わされるチタン化合物と一般式Zr(OR
2mX4-mで表わされるジルコニウム化合物及び/又は一
般式Hf(OR3nX4-nで表わされるハフニウム化合物との
反応混合物(I)を有機マグネシウム化合物と反応させ
て得られる中間生成物(II)と、有機ハロゲン化アルミ
ニウム化合物との反応生成物(III)をハロゲン含有チ
タン化合物と接触させて得られる。その際、有機マグネ
シウム化合物との反応による固体の折出は多孔質担体上
で生じ、固体生成物は多孔質担体の形状を保持してお
り、微粉が生成しないことが望ましい。
固体触媒成分の合成はすべて窒素、アルゴン等の不活性
気体雰囲気下で行なわれる。多孔質担体の存在下、成分
(B)の有機ケイ素化合物と成分(C)のチタン化合物
と成分(D)のジルコニウム化合物及び/又はハフニウ
ム化合物との反応は、成分(B)、成分(C)、成分
(D)をそのままもしくは適当な溶媒に溶解もしくは希
釈して、通常−50〜150℃の温度で、数分ないし数時間
の間行なわれる。成分(B)、成分(C)、成分(D)
の添加方法は任意であり、成分(B)に成分(C)、成
分(D)を添加する方法、成分(C)、成分(D)に成
分(B)を添加する方法又は成分(B)、成分(C)、
成分(D)を同時に添加する方法等のいずれも用いるこ
とができる。成分(B)と成分(C)と成分(D)の反
応割合は、成分(B)中のケイ素原子と成分(C)、成
分(D)中の遷移金属(Ti+Zr+Hf)原子の原子比で1:
50〜50:1、好ましくは1:20〜20:1、さらに好ましくは1:
10〜10:1の範囲で行われる。成分(C)と成分(D)の
反応割合は、成分(C)中のチタン原子と成分(D)中
のジルコニウム及び/又はハフニウム原子の原子比で1:
50〜50:1、好ましくは1:20〜20:1、特に好ましくは1:10
〜10:1の範囲で行われるのが、より分子量分布の広い重
合体を与える固体触媒成分を得る上で好適である。
多孔質担体の使用量は固体触媒成分中におけるその重量
が、20〜90重量%、好ましくは30〜75重量%の範囲であ
る。
この反応に使用される溶媒としては、例えばペンタン、
ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香
族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環
式炭化水素、及びジエチルエーテル、ジブチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン等のエーテル化合物等が挙げら
れる。これらの溶媒は単独もしくは混合して使用され
る。
次に、反応混合物(I)を成分(E)の有機マグネシウ
ム化合物成分と反応させて中間生成物(II)を得る。こ
の反応は反応混合物(I)と成分(E)をそのまま、も
しくは適当な溶媒に溶解もしくは希釈して、通常−70〜
150℃、好ましくは−30〜50℃の温度で微分ないし数時
間、好ましくは30分〜5時間の間行なわれる。反応混合
物(I)と成分(E)の添加方法は任意であり、反応混
合物(I)に成分(E)を添加する方法、成分(E)に
反応混合物(I)を添加する方法、反応混合物(I)と
成分(E)を同時に添加する方法等のいずれも用いるこ
とができる。反応混合物(I)と成分(E)の反応割合
は、反応混合物(I)中のケイ素原子と遷移金属原子の
和と成分(E)中のマグネシウム原子の原子比で1:10〜
10:1、好ましくは1:5〜5:1、さらに好ましくは1:2〜2:1
の範囲で行なわれる。この反応に使用される溶媒として
は、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等
の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の
芳香族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン等の
脂環式炭化水素及びジエチルエーテル、ジブチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル化合
物等が挙げられる。これらの溶媒は単独もしくは混合し
て使用される。このようにして得られる中間生成物(I
I)はそのまま、或は乾固、別後乾燥、別後溶媒で
充分洗滌した後成分(F)と接触させる。
中間生成物(II)と成分(F)の接触は、スラリー状態
で通常−70〜200℃、好ましくは−30〜150℃、更に好ま
しくは30〜100℃の温度で数分ないし数時間の間行われ
る。中間生成物(II)と成分(F)の添加方法は任意で
あり、中間生成物(II)に成分(F)を添加する方法、
成分(F)に中間生成物(II)を添加する方法、中間生
成物(II)と成分(F)を同時に添加する方法等のいず
れも用いることができる。中間生成物(II)と成分
(F)の反応割合は広い範囲で選ぶことができる。中間
生成物(II)と成分(F)の反応割合を変化させること
によって重合体の分子量分布を調整することができる。
一般に中間生成物(II)に対する成分(F)の反応割合
を増加させることによって重合体の分子量分布をより広
くすることができる。通常、中間生成物(II)1g当り成
分(F)の量を成分(F)中に含有されるハロゲン原子
を基準にして0.01〜0.1グラム当量の範囲に選ぶのが好
ましい。この反応に使用される溶媒としては、例えばペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化
水素、四塩化炭素、ジクロルエタン等のハロゲン化炭化
水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンエン
等の芳香族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン
等の脂環式炭化水素等が挙げられる。これらの溶媒は単
独もしくは混合して使用される。このようにして生成物
(III)が得られる。
生成物(III)は通常別後そのまま、あるいは乾燥、
もしくは別後溶媒で充分洗滌後そのままあるいは乾燥
し成分(G)と接触させる。
生成物(III)と成分(G)の接触は、生成物(III)と
成分(G)をそのままもしくは適当な溶媒に溶解もしく
は希釈して通常−70〜200℃、好ましくは−30〜150℃、
さらに好ましくは30〜140℃の温度で数分ないし数時間
の間行なわれる。
生成物(III)と成分(G)の添加方法は任意であり、
生成物(III)に成分(G)を添加する方法、成分
(G)に生成物(III)を添加する方法、生成物(III)
と成分(G)を同時に添加する方法のいずれも用いるこ
とができる。生成物(III)と成分(G)の反応割合は
広い範囲で選ぶことができる。生成物(III)に対する
成分(G)の使用量が少なすぎると成分(G)との触媒
の効果がほとんどないし、また必要以上に多量に使用し
ても特に有利な点がない。生成物(III)と成分(G)
の反応割合を変化させることによって重合体の分子量分
布を調整することができる。通常、生成物(III)1g当
り成分(G)の量は0.01ミリモル〜1モル、好ましくは
0.1ミリモル〜0.5モル、さらに好ましくは0.5ミリモル
〜0.1モルの範囲に選ばれる。この反応に使用される溶
媒としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン等の脂肪族炭化水素、四塩化炭素、ジクロルエタ
ン等のハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素、シクロヘキ
サン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素等が挙げられ
る。これらの溶媒は単独もしくは混合して使用される。
このようにして固体触媒成分が得られる。
以上のようにして得られた固体触媒成分は多孔質担体の
形状を保持しており、微粉がなく粒度分布が狭く、かさ
密度が高く、流動性の良好な粉末である。又、この固体
触媒成分はマグネシウム、チタン、ジルコニウム及び/
又はハフニウム更にハロゲンを含有し、一般に非晶性も
しくは極めて弱い結晶性を示し、X線回折ピークは殆ど
見られないか若しくは面間隔d=5.9、2.8、1.8Å付近
に極めてブロードもしくは弱い回折ピークを与えるにす
ぎないものが多い。
固体生成物は通常、過後炭化水素希釈剤で充分洗滌
し、そのまま或は乾燥してオレフィン重合触媒成分とし
て使用する。
本発明方法の実施に際し、オレフィン重合を行なうに先
立って、公知の方法により中間生成物(II)、生成物
(III)又は固体触媒成分は、周期律表I〜III族金属の
有機金属化合物の存在下、少量のオレフィン(例えばエ
チレン、C3〜C10のα−オレフィン等)と予備重合もし
くは予備共重合処理を行うこともできる。予備重合処理
は若干の水素の存在下で行うのが好ましい。重合温度は
室温から100℃、好ましくは室温〜50℃の範囲である。
予備重合量は中間生成物(II)、生成物(III)又は最
終固体触媒成分1g当り0.05〜20g、特に0.1〜10gの範囲
で行なうことが好ましい。
(H) 有機アルミニウム化合物 本発明において、上述した固体触媒成分と組合せて使用
する有機アルミニウム化合物は、少なくとも分子内に1
個のAl−炭素結合を有するものである。代表的なものを
一般式で下記に示す。
R15 aAlY3-a R16R17Al−O−AlR18R19 ここで、R15,R16,R17,R18及びR19は炭素数が1〜8個の
炭化水素基、Yはハロゲン原子、水素原子又はアルコキ
シ基を表わす。aは2≦a≦3で表わされる数字であ
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
ルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウ
ムハイドライド等のジアルキ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及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5〜600モルの範囲が好ましい。
(I) オレフィンの重合法 各触媒成分を重合槽に供給する方法としては、窒素、ア
ルゴン等の不活性ガス中で水分のない状態で供給する以
外は特に制限すべき条件はない。
固体触媒成分、有機アルミニウム化合物成分は個別に供
給してもいいし、予め接触させて供給してもよい。
重合は−30〜200℃迄にわたって実施することができ
る。
重合圧力に関しては特に制限はないが、工業的かつ経済
的であるという点で、3〜100気圧程度の圧力が望まし
い。重合法は連続式でもバッチ式でもいずれも可能であ
る。又、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプ
タン、オクタンの如き不活性炭化水素溶媒を用いたスラ
リー重合、無溶媒での液相重合又は気相重合も可能であ
る。
本発明に用いるオレフィンとしては、炭素数2〜20個、
好ましくは2〜10個で末端が不飽和であるオレフィン類
例えばエチレン、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等が挙げら
れる。
又これらのオレフィン複数種の共重合、及びこれらのオ
レフィン類と好ましくは4〜20個の炭素原子を有するジ
オレフィン類との共重合を行うこともできる。ジオレフ
ィン類としては1,4−ヘキサジエン、1,7−オクタジエ
ン、ビニルシクロヘキセン、1,3−ジビニルシクロヘキ
セン、シクロペンタジエン、1,5−シクロオクタジエ
ン、ジシクロペンタジエン、ノルボルナジエン、5−ビ
ニルノルボルネン、エチリデンノルボルネン、ブタジエ
ン、イソプレン等が例示できる。
本発明は、特にエチレンの単独重合体もしくは少なくと
も90モル%のエチレンを含有するエチレンと他のオレフ
ィン(特にプロピレン、ブテン−1,4−メチルペンテン
−1、ヘキセン−1、オクテン−1)との共重合体の製
造に有効に適用できる。
又、重合を2段以上にして行うヘテロブロック共重合も
容易に行うことができる。
重合体の分子量を調節するために、水素等の連鎖移動剤
を添加することも可能である。
又、重合体の立体規則性、分子量分布を制御する目的で
重合系に公知の電子供与性化合物を添加することも可能
である。かかる電子供与性化合物として代表的な化合物
を例示すると、メタクリル酸メチル、トルイル酸メチル
等の有機カルボン酸エステル、トリフェニルホスファイ
ト等の亜リン酸エステル、テトラエトキシシラン、フェ
ニルトリエトキシシラン等のケイ酸エステル等である。
<実施例> 以下、実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説
明する。
実施例における重合体の性質は下記の方法によって測定
した。
密度はJIS K−6760、嵩密度はJIS K−6721に従って求め
た。
溶融流動性の尺度として流出量比(MFR)を採用した。M
FRはASTM1238−57Tにおけるメルトインデックス(MI)
の測定法において、21.60Kgの荷重をかけた時の流出量
と2.160Kgの荷重をかけた時の流出量(MI)との比とし
て表わされる。
一般に、重合体の分子量分布が広い程MFRの値が大きく
なることが知られている。
重合体粉末の粒度分布測定は次の方法により行った。即
ち、生成した重合体粉末を目開き0.125〜1.68mmのJIS標
準篩を用いて分級し、各篩上に残留するポリマーの重量
を計り、全ポリマー重量に対するその比率を求め小粒径
側から累積した。
実施例1 (1) 有機マグネシウム化合物の合成 撹拌機、還流冷却器、滴下ロート、温度計を備えた3
のフラスコにグリニヤール用削状マグネシウム96.0gを
入れ、系内をアルゴンで充分置換することにより空気及
び湿気を除去した。滴下ロートにn−ブチルクロリド36
0gとジ−n−ブチルエーテル1500mlを仕込み、フラスコ
内に約90ml滴下し反応を開始させた。反応開始後50℃で
約4時間にわたって滴下を続け、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、
固形分を別した。
このジ−n−ブチルエーテル中のn−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、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(指
示薬としてフェノールフタレインを使用)、濃度は2.03
mol/であった。
(2) 反応混合物(I)、中間生成物(II)の合成 撹拌機、滴下ロートを備えた内容積3のフラスコをア
ルゴンで置換した後、富士デビソン化学(株)製シリカ
ゲル(ポロシメーター測定の結果、細孔半径75〜20,000
Å間における細孔容量(以後dvp(ml/g)と略す。)がd
vp=0.89ml/g、平均細孔半径350Åであった。)をアル
ゴン雰囲気下800℃で6時間か焼したもの200gと、n−
ブチルエーテル1000mlを投入し、撹拌下に(1)で合成
した有機マグネシウム化合物560mlをフラスコ内の温度
を80℃に保ちながら滴下ロートから1時間かけて滴下
し、更に同温度で1時間処理を行なった。その後n−ブ
チルエーテル1000mlで1回、n−ヘプタン1000mlで2回
洗浄を繰り返した後、減圧乾燥してシリカゲルの有機マ
グネシウム処理物255gを得た。
次に撹拌機、滴下ロートを備えた内容積800mlのフラス
コをアルゴンで置換した後、先に得られたシリカゲルの
有機マグネシウム処理物31.0gとn−ヘプタン120ml、Ti
(O−n−C4H941.3g(4.1mmol)、予め調製したZr
(O−n−C4H9のn−ヘプタン溶液11.3ml(Zr(O
−n−C4H9419.0mmol)を添加し、20℃で10分間撹拌
した。更にSi(OC4H949.5g(25.0mmol)を20℃で15分
かけて滴下した後、20℃で20分間撹拌を続けると淡黄色
のスラリー溶液(反応混合物(I))が得られた。
この反応混合物(I)を5℃に冷却した後、温度を5℃
に保ちながら上記(1)で合成したn−C4H9MgClのジ−
n−ブチルエーテル溶液23.6ml(47.9mmol)を45分かけ
て滴下した。滴下にともなって反応液は茶色に変化し
た。滴下終了後、20℃で更に2時間反応を継続した後、
過により液相を除去し、n−ヘプタン120mlで5回洗
滌、過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶色粉末(中間
生成物(II))29.9gを得た。この粉末を分析したとこ
ろTi0.6%、Zr5.3%、Mg3.5%、Cl5.3%、(n−C4H9
2O0.6%(いずれも重量%)を含有していた。
(3) 生成物(III)の合成 上記(2)で合成した中間生成物(II)10.0gを採取
し、これにn−ヘプタン25mlを添加した後、C2H5AlCl2
のn−ヘプタン溶液14.4ml(C2H5AlCl250mmol)を60℃
で30分かけて滴下し、滴下終了後65℃で1時間反応させ
た。反応終了後過により液相を除去し、n−ヘプタン
50mlで5回洗滌、過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶
色粉末9.8gを得た。この粉末を分析したところTi0.6
%、Zr5.4%、Mg3.8%、Cl19.9%、Al1.1%(いずれも
重量%)を含有していた。
(4) 固体触媒成分の合成 上記(3)で合成した生成物(III)5.0gを採取し、こ
れにn−ヘプタン25mlを添加した後、TiCl4を0.5g(2.6
mmol)を室温で添加し、添加後80℃で1時間反応させ
た。反応終了後、過により液相を除去し、n−ヘプタ
ン50mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して
茶色粉末5.8gを得た。この粉末を分析したところTi2.7
%、Zr5.0%、Mg3.6%、Cl19.9%、Al0.8(いずれも重
量%)を含有していた。
この粉末の顕微鏡観察を行なったところほぼ球形であ
り、又粒度分布の狭いものであった。
(5) エチレンの重合 1の電磁誘導撹拌機付オートクレーブを窒素で充分置
換した後、n−ヘプタン500ml、トリイソブチルアルミ
ニウム1.0mmolを加えた。70℃迄昇温した後、水素を全
圧が5Kg/cm2になる迄加え、次にエチレンを全圧が15Kg/
cm2になるまで加えた。上記(4)で合成した固体触媒
成分13.6mgを加えて重合を開始した。その後エチレンを
連続して供給しつつ全圧を一定に保ちながら70℃で1時
間重合を行なった。
重合終了後、生成した重合体を過し60℃にて減圧乾燥
した。重合体の収量は30.4gであった。この場合の触媒
活性は2,240g重合体/g固体触媒、hrであり29,100g重合
体/g遷移金属、hrであった。この重合体のMIは1.3g/10
分、MFRは78、嵩密度は0.40g/cm3であり、重合体粉末の
形状はほぼ球形で、表−1に示す様に粒度分布の狭い流
動性の良好なものであった。又、粒子径125μm以下の
微細粒子は0.4wt%とごく少量であった。
実施例2 実施例1のエチレンの重合において、トリイソブチルア
ルミニウムの代りにトリエチルアルミニウム1.0mmolお
よび固体触媒成分13.3mgを使用したこと以外は実施例1
(5)と同様に重合を行ない32.8gの重合体を得た。こ
の場合の触媒活性は2,460g重合体/g固体触媒hr、であり
31,900g重合体/g遷移金属、hrであった。この重合体のM
Iは0.98g/10分、MFRは65、嵩密度は0.39g/cm3であり、
重合体粉末の形状はほぼ球形で、粒度分布の狭い流動性
の良好なものであった。
比較例1 固体触媒成分として実施例1(2)で合成した中間生成
物(II)45.3mgを使用したこと以外は実施例1(5)と
同様にエチレンの重合を行ったが痕跡量の重合体しか得
られなかった。
比較例2 固体触媒成分として実施例1(8)で合成した生成物
(III)18.2mgを使用したこと以外は実施例1(5)と
同様にエチレンの重合を行ない、28.2gの重合体を得
た。この場合の触媒活性は1,550g重合体/g固体触媒、hr
であり、26,700g重合体/g遷移金属、hrであった。固体
触媒当りの触媒活性が実施例1に比べて劣るものであっ
た。
比較例3 (1) 反応混合物(I)、中間生成物(II)の合成 Ti(O−n−C4H945.0g(14.6mmol)をn−ヘプタン1
50mlに溶解させた。次に予め調製したZr(O−n−C
4H9のn−ヘプタン溶液43.6ml(Zr(O−n−C
4H9472.9mmol)を添加し、室温で10分間撹拌した。更
にSi(OC2H5420.0g(90.0mmol)を室温で15分かけて
滴下した後、室温で20分間撹拌を続けると淡黄色の均一
溶液(反応混合物(I))が得られた。
この反応混合物(I)を5℃に冷却した後、温度を5℃
に保ちながら実施例1(1)で合成したn−C4H9MgClの
ジ−n−ブチルエーテル溶液93.0ml(189mmol)を35分
かけて滴下した。滴下にともなって反応液は茶色に変化
し固体が生成した。滴下終了後、20℃でさらに2時間反
応を継続した後、過により液相を除去し、n−ヘプタ
ン350mlで5回洗滌、過を繰返し、室温で減圧乾燥し
て茶色粉末(中間生成物(II))41.4gを得た。この粉
末を分析したところTi1.8%、Zr17.8%、Mg11.6%、Cl1
6.1%、(n−C4H92O0.7%(いずれも重量%)を含有
していた。
(2) 生成物(III)の合成 上記(1)で合成した中間生成物(II)15.2gを採取
し、これにn−ヘプタン38mlを添加した後、C2H5AlCl2
のn−ヘプタン溶液87.8ml(C2H5AlCl2304mmol)を60℃
で30分かけて滴下し、滴下終了後65℃で1時間反応させ
た。反応終了後過により液相を除去し、n−ヘプタン
50mlで5回洗滌、過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶
色粉末8.1gを得た。
この粉末を分析したところTi2.0%、Zr18.2%、Mg13.0
%、Cl62.1%、Al3.2%(いずれも重量%)を含有して
いた。
(3) 固体触媒成分の合成 上記(2)で合成した生成物(III)5.0gを用いた以外
は実施例1(4)と同様に固体触媒成分を合成した。こ
の触媒中にはTi5.0重量%、Zr16.1重量%が含有されて
いた。
(4) エチレンの重合 上記(3)で合成した固体3.8mgを固体触媒成分として
使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレンの重合
を行い、32.9gの重合体を得た。この場合の触媒活性は
8,650g重合体/g固体触媒、hrであり39,000g重合体/g遷
移金属、hrであった。この重合体の嵩密度は0.36g/cm3
であり、表−1に示す様に重合体粉末の嵩密度、流動性
の点で不満足なものであった。又、粒子径125μm以下
の微細粒子は5.0wt%であり、実施例1に比べて多かっ
た。
比較例4 実施例1(2)の固体生成物の合成において、シリカゲ
ルとして富士デビソン化学(株)製スーパーマイクロビ
ーズシリカゲル4Bタイプ(dvp=0.15ml/g)を100℃で真
空乾燥したものを用いた以外は実施例1と同様な方法で
固体触媒成分を合成した。この粉末を分析したところTi
4.2%、Zr5.0%(いずれも重量%)含有していた。
上記固体21.2mgを固体触媒成分として使用した以外は実
施例1(5)と同様にエチレンの重合を行い、32.0gの
重合体を得た。この場合の触媒活性は1,510g重合体/g固
体触媒、hr、16,400g重合体/g遷移金属、hrであり触媒
活性が劣るものであった。この重合体の嵩密度は0.35g/
cm3であり、表−1に示す様に重合体粉末の嵩密度、流
動性の点で不満足なものであった。又粒子径125μm以
下の微細粒子は4.1wt%あり、実施例1に比べて多かっ
た。
比較例5 (1) 固体触媒成分の合成 実施例1(2)で得られたシリカゲルの有機マグネシウ
ム処理物20.9gとn−ヘプタン120ml、Ti(O−n−C
4H940.9g(2.6mmol)、予め調製したZr(O−n−C4H
9のn−ヘプタン溶液7.6ml(Zr(O−n−C4H941
2.7mmol)を添加し、20℃で30分間撹拌した。このスラ
リー溶液を5℃に冷却した後、温度を5℃に保ちながら
実施例1(I)で合成したn−C4H9MgClのジ−n−ブチ
ルエーテル溶液12.2ml(24.6mmol)を40分かけて滴下し
た。滴下にともなって反応液は茶色に変化した。滴下終
了後、20℃で更に2時間反応を継続した後、過により
液相を除去しn−ヘプタン120mlで5回洗浄、過を繰
返し、室温で減圧乾燥して茶色粉末23.6gを得た。次に
この茶色粉末12.3gを採取し、これにn−ヘプタン30ml
を添加した後、C2H5AlCl2のn−ヘプタン溶液16.5ml(C
2H5AlCl257mmol)を60℃で30分かけて滴下し、滴下終了
後65℃で1時間反応させた。反応終了後、過により液
相を除去しn−ヘプタン50mlで5回洗浄、過を繰返
し、室温で減圧乾燥して茶色粉末11.2gを得た。更にこ
の茶色粉末5.0gを採取し、これにn−ヘプタン25mlを添
加した後TiCl40.5gを室温で添加し、添加後80℃で1時
間反応させた。反応終了後、過により液相を除去しn
−ヘプタン50mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧
乾燥して茶色粉末5.7gを得た。この粉末を分析したとこ
ろTi3.7重量%、Zr7.3重量%を含有していた。
(2) エチレンの重合 上記(1)で合成した茶色粉末20.1mgを固体触媒成分と
して使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレンの
重合を行ない24.7gの重合体を得た。この場合の触媒活
性は1,230g重合体/g固体触媒、hr11,200g重合体/g遷移
金属、hrであり、触媒活性が劣るものであった。
又、この重合体のMIは0.60g/10分、MFRは55、嵩密度は
0.37g/cm3であり、表−1に示す様に重合体粉末の嵩密
度、流動性の点で不満足なものであった。又125μm以
下の微細粒子は2.8wt%であり、実施例1に比べて多か
った。
比較例6 (1) 固体触媒成分の合成 実施例1(2)と同様の方法により、但しシリカゲルと
各試薬の量を1/3として反応混合物(I)を得た。この
反応混合物(I)にC2H5AlCl2のn−ヘプタン溶液11.6m
l(C2H5AlCl240mmol)を60℃で10分かけて滴下し、滴下
終了後65℃で1時間反応させた。反応終了後過により
涎相を除去しn−ヘプタン70mlで5回洗滌、過を繰返
し、室温で減圧乾燥して反応生成物8.1gを得た。更にこ
の生成物5.0gを採取し、これにn−ヘプタン25mlを添加
した後TiCl40.5gを室温で添加し、添加後80℃で1時間
反応させた。反応終了後、過により液相を除去しn−
ヘプタン50mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾
燥して固体触媒成分5.9gを得た。この固体を分析したと
ころTi3.6重量%、Zr7.5重量%を含有していた。
(2) エチレンの重合 上記(1)で合成した固体24.3mgを固体触媒成分として
使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレンの重合
を行い、36.0gの重合体を得た。この場合の触媒活性は
1,480g重合体/g固体触媒、hrであり、13,300g重合体/g
遷移金属、hrであった。この重合体のMIは0.25g/10分、
MFRは74、嵩密度は0.38g/cm3であり、触媒活性が低い点
で不満足なものであった。
比較例7 (1) 固体触媒成分の合成 実施例1(2)で得られたシリカゲルの有機マグネシウ
ム処理物10.1gとn−ヘプタン60ml、Ti(O−n−C
4H940.5g(1.5mmol)、Si(OEt)42.0g(9.7mmol)を
添加し、20℃で30分間撹拌した。このスラリー溶液を5
℃に冷却した後、温度を5℃に保ちながら実施例1
(1)で合成したn−C4H9MgClのジ−n−ブチルエーテ
ル溶液18.2ml(37mmol)を40分かけて滴下した。滴下に
ともなって反応液は茶色に変化した。滴下終了後20℃で
更に2時間反応を継続した後過により液相を除去し、
n−ヘプタン120mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で
減圧乾燥して茶色粉末14.8gを得た。次にこの茶色粉末1
4.2gを採取し、これにn−ヘプタン30mlを添加した後C2
H5AlCl2のn−ヘプタン溶液20.5ml(C2H5AlCl271mmol)
を60℃で30分かけて滴下し、滴下終了後65℃で1時間反
応させた。反応終了後、過により液相を除去しn−ヘ
プタン50mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥
して茶色粉末18.1gを得た。更にこの茶色粉末5.0gを採
取し、これにn−ヘプタン25mlを添加した後TiCl40.5g
を室温で添加し、添加後80℃で1時間反応させた。反応
終了後、過により液相を除去しn−ヘプタン50mlで5
回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して固体触媒成
分5.6gを得た。この粉末を分析したところTi3.8重量%
を含有していた。
(2) エチレンの重合 上記(1)で合成した茶色粉末8.2mgを固体触媒成分と
して使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレンの
重合を行い25.4gの重合体を得た。この場合の触媒活性
は3,100g重合体/g固体触媒、hrであり81,600g重合体/g
遷移金属、hrであった。
又この重合体のMIは8.2g/10分、MFRは31、嵩密度は0.38
g/cm3でありMFRが小さい点で不満足であった。
比較例8 (1) 固体触媒成分の合成 実施例1(2)で得られたシリカゲルの有機マグネシウ
ム処理物11.2gとn−ヘプタン60ml、予め調製したZr
(O−n−C4H9のn−ヘプタン溶液4.5ml(Zr(O
−n−C4H947.8mmol)、Si(OEt)42.0g(9.7mmol)
を添加し20℃で30分間撹拌した。このスラリー溶液を5
℃に冷却した後、温度を5℃に保ちながら実施例1
(1)で合成したn−C4H9MgClのジ−n−ブチルエーテ
ル溶液18.2ml(37mmol)を40分かけて滴下した。滴下に
ともなって反応液は茶色に変化した。滴下終了後20℃で
更に2時間反応を継続した後、過により液相を除去し
n−ヘプタン120mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で
減圧乾燥して茶色粉末18.9gを得た。次にこの茶色粉末1
1.1gを採取し、これにn−ヘプタン30mlを添加した後C2
H5AlCl2のn−ヘプタン溶液16.5ml(C2H5Al257mmol)を
60℃で30分かけて滴下し、滴下終了後65℃で1時間反応
させた。反応終了後、過により液相を除去しn−ヘプ
タン50mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥し
て茶色粉末10.9gを得た。更にこの茶色粉末5.2gを採取
し、これにn−ヘプタン25mlを添加した後TiCl40.5gを
室温で添加し、添加後80℃で1時間反応させた。反応終
了後、過により液相を除去しn−ヘプタン50mlで5回
洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して固体触媒成分
5.8gを得た。この粉末を分析したところTi2.1重量%、Z
r8.1重量%を含有していた。
(2) エチレンの重合 上記(1)で合成した茶色粉末25.4mgを固体触媒成分と
して使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレンの
重合を行ない33.8gの重合体を得た。この場合の触媒活
性は1,330g重合体/g固体触媒、hr、13,000g重合体/g遷
移金属、hrであり、触媒活性が劣るものであった。
又、この重合体のMIは8.0g/10分、MFRは30、嵩密度は0.
38g/cm3であった。
比較例9 (1) 固体触媒成分の合成 実施例1(2)で得られたシリカゲルの有機マグネシウ
ム処理物11.2gとn−ヘプタン60ml、Si(OEt)42.0g
(9.7mmol)を添加し、20℃で30分間撹拌した。このス
ラリー溶液を5℃に冷却した後、温度を5℃に保ちなが
ら実施例1(1)で合成したn−C4H9MgClのジ−n−ブ
チルエーテル溶液18.2ml(37mmol)を40分かけて滴下し
た。滴下終了後、過により液相を除去しn−ヘプタン
120mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して
白色粉末12.1gを得た。次にこの粉末10gを採取し、これ
にn−ヘプタン50ml、Ti(O−n−C4H940.6g(1.9mm
ol)、予め調製したZr(O−n−C4H9のn−ヘプタ
ン溶液5.2ml(Zr(O−n−C4H948.8mmol)を添加
し、60℃で30分間撹拌した。このスラリー溶液にC2H5Al
Cl2のn−ヘプタン溶液28ml(C2H5AlCl297mmol)を60℃
で30分かけて滴下し、滴下終了後65℃で1時間反応させ
た。反応終了後、過により液相を除去しn−ヘプタン
50mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して淡
黄色粉末13.8gを得た。更にこの淡黄色粉末5.3gを採取
し、これにn−ヘプタン25mlを添加した後TiCl40.5gを
室温で添加し、添加後80℃で1時間反応させた。反応終
了後、過により液相を除去しn−ヘプタン50mlで5回
洗浄、過を繰返し、室温で減圧乾燥して固体触媒成分
5.9gを得た。この粉末を分析したところTi3.5重量%、Z
r9.0重量%を含有していた。
(2) エチレンの重合 上記(1)で合成した淡黄色粉末24.5mgを固体触媒成分
として使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレン
の重合を行ない38.2gの重合体を得た。この場合の触媒
活性は1560g重量体/g固体触媒、hr12,500g重合体/g遷移
金属、hrであり、触媒活性が劣るものであった。又この
重合体のMIは1.8g/10分、MFRは55、嵩密度は0.25g/cm3
であり、かさ密度、流動性の点で不満足なものであっ
た。
実施例3 1の電磁誘導撹拌機付オートクレーブを窒素で充分置
換した後、ブタン200g、トリイソブチルアルミニウム1.
0mmol、ブテン−1 50gを加えた。65℃迄昇温した後、
水素を全圧が5Kg/cm2になる迄加え、次にエチレンを全
圧が15Kg/cm2になる迄加えた。実施例1(4)で合成し
た固体触媒成分15.1mgを加えて重合を開始した。その後
エチレンを連続して供給しつつ全圧を一定に保ちながら
65℃で1時間エチレンとブテン−1の共重合体を行なっ
た。重合終了後、生成した重合体を過し、60℃にて減
圧乾燥した。重合体の収量は37.9gであった。この場合
の触媒活性は2,510g重合体/g固体触媒、hrであり30,200
g重合体/g遷移金属、hrであった。この共重合体中には
炭素数1000個当り20.1個のエチル基が存在しており、密
度は0.924g/cm3、MIは1.3g/10分、MFRは65、嵩密度は0.
39g/cm3であり、重合体粉末の形状はほぼ球形で粒度分
布の狭い流動性良好なものであった。
実施例4 (1) 固体触媒成分の合成 シリカゲルとして富士デビソン化学(株)製952グレー
ドシリカゲル(dvp=0.94ml/g)800℃で6時間か焼した
もの30.0gとn−ヘプタン120ml、Ti(O−n−C4H9
41.4g(4mmol)、Zr(O−n−C4H9のn−ヘプタン
溶液11.4ml(Zr(O−n−C4H9419mmol)を添加し、2
0℃で10分間撹拌した。更にSi(OEt)45.2g(25mmol)
を20℃で15分かけて滴下した後、20℃で20分間撹拌を続
けた。次に温度を5℃に保ちながらMg(n−C6H13
のn−ヘプタン溶液64ml(48mmol)を45分かけて滴下し
た。滴下終了後20℃で更に2時間反応を継続した後、
過により液相を除去し、n−ヘプタン15mlで5回洗浄、
過を繰返し、室温で減圧乾燥して茶色粉末38.5gを得
た。この粉末15.2gを採取し、これにn−ヘプタン38ml
を添加した後、C2H5AlCl2のn−ヘプタン溶液21.9ml(C
2H5AlCl276mmol)を60℃で30分かけて滴下し、滴下終了
後65℃で1時間反応させた。反応終了後、過により液
相を除去し、n−ヘプタン50mlで5回洗浄、過を繰返
し、室温で減圧乾燥して茶色粉末14.5gを得た。更にこ
の茶色粉末7.5gを採取し、これにn−ヘプタン35mlを添
加した後TiCl40.75gを室温で添加し、添加後80℃で1時
間反応させた。反応終了後、過により液相を除去しn
−ヘプタン50mlで5回洗浄、過を繰返し、室温で減圧
乾燥して固体触媒成分8.2gを得た。この粉末を分析した
ところ、Ti3.0重量%、Zr5.0重量%を含有していた。
(2) エチレンの重合 上記(1)で合成した固体18.2mgを固体触媒成分として
使用した以外は実施例1(5)と同様にエチレンの重合
を行ない、36.6gの重合体を得た。この場合の触媒活性
は2,010g重合体/g固体触媒、hrであり25,100g重合体/g
遷移金属、hrであった。この重合体のMIは0.20g/10分、
MFRは110であり、嵩密度は0.40g/cm3であり、粒度分布
の狭い流動性良好なものであった。
実施例5〜9 種々の化合物を用いて実施例1と同様の方法により固体
触媒成分の合成とエチレンの重合を行なった。固体触媒
成分の合成条件を表−2に、エチレンの重合結果を表−
3に示す。
<発明の効果> 本発明のオレフィンの重合方法では、固体触媒当り及び
遷移金属当りの触媒活性が高いことにより、生成する重
合体中の触媒残存量が少なく、触媒除去工程が省略でき
る。又、重合時に重合槽への付着が少なく、スラリー重
合もしくは気相重合を行なった場合には粒度分布が狭
く、ほぼ球形もしくは長球形の嵩密度が高く流動性良好
な重合体粉末を与えるので、ペレット化工程の省略も可
能となり、重合の効率、操業性が極めて優れている。
又、固体触媒成分の製造に用いる各成分の種類、使用量
の選択等により生成する重合体の分子量分布を制御でき
るため、射出成形、回転成形、押出成形、フィルム成
形、中空成形等広範な用途に適する重合体を製造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の理解を助けるためのフローチャート
図である。本フローチャート図は、本発明の実施態様の
代表例であり、本発明は、何らこれに限定されるもので
はない。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A) 細孔半径75〜20,000Aにおける細
    孔容量が0.3ml/g以上の多孔質担体の存在下、 (B) 一般式Si(OR5pR6 4-p(式中、R5は炭素数が
    1〜20の炭化水素基を示し、R6は炭素数が1〜20の炭化
    水素基または水素原子を示し、pは0<p≦4の数字を
    示す。)で表される有機ケイ素化合物と、 (C) 一般式Ti(OR1lX4-l(式中、R1は炭素原子1
    〜20個を含有する炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子
    を示し、lは0<l≦4の数字を示す。)で表されるチ
    タン化合物と、 (D) 一般式Zr(OR2mX4-m(式中、R2は炭素原子1
    〜20個を含有する炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子
    を示し、mは0<m≦4の数字を示す。)で表されるジ
    ルコニウム化合物、及び/又は一般式Hf(OR3nX
    4-n(式中、R3は炭素原子1〜20個を含有する炭化水素
    基を示し、Xはハロゲン原子を示し、nは0<n≦4の
    数字を示す。)で表されるハフニウム化合物との反応混
    合物(I)を、 (E) 有機マグネシウム化合物又は有機マグネシウム
    化合物と有機金属化合物との炭化水素可溶性錯体と反応
    させて得られる中間生成物(II)と、 (F) 一般式R4 cAlX3-c(式中、R4は炭素原子1〜20
    個を含有する炭化水素基を示し、cは0<c<3の数字
    を示す。)で表される有機ハロゲン化アルミニウム化合
    物との反応で得られる生成物(III)を、 (G) ハロゲン含有チタン化合物と接触させて得られ
    る固体触媒成分と、 (H) 有機アルミニウム化合物とを組み合わせてなる
    触媒の存在下にオレフィンを重合又は共重合することを
    特徴とするオレフィンの重合法。
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