JPH07149811A - 芳香族ビニル化合物重合体の製造触媒及びそれを用いた芳香族ビニル化合物重合体の製造方法 - Google Patents

芳香族ビニル化合物重合体の製造触媒及びそれを用いた芳香族ビニル化合物重合体の製造方法

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JPH07149811A
JPH07149811A JP5296186A JP29618693A JPH07149811A JP H07149811 A JPH07149811 A JP H07149811A JP 5296186 A JP5296186 A JP 5296186A JP 29618693 A JP29618693 A JP 29618693A JP H07149811 A JPH07149811 A JP H07149811A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 3価のチタン化合物を用いて高活性のシンジ
オタクチック芳香族ビニル化合物(共)重合体製造用触
媒を調製し、シンジオタクチック芳香族ビニル化合物
(共)重合体を効率よく製造する方法。 【構成】 (A)3価のチタン化合物と(B)一般式
(II)又は(III) R1 k 1 2 m ・・・(II) R1 k 1 2 l 2 m ・・・(III) (式中、R1 はπ配位子、M1 は周期律表第1〜3族の
金属、X2 はσ配位子、及びL2 はルイス塩基、k+l
はM1 の価数)で表される化合物との接触生成物、
(C)非配位性アニオンとカチオンからなるイオン性化
合物、アルミノキサン及び有機ホウ素化合物よりなる群
から選ばれた少なくとも一種、及び所望により(D)ル
イス酸からなる芳香族ビニル化合物重合体の製造触媒の
存在下、(イ)芳香族ビニル化合物を重合させるか、又
は(イ)と(ロ)オレフィン及びジエン化合物の中から
選ばれた少なくとも一種とを重合。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は芳香族ビニル化合物重合
体の新規な製造触媒、及びそれを用いた芳香族ビニル化
合物重合体の製造方法に関するものである。さらに詳し
く言えば、本発明は、3価のチタン化合物を用いて、芳
香族ビニル連鎖部が高度のシンジオタクチック構造を有
する芳香族ビニル化合物重合体又は共重合体(以下、重
合体と共重合体を総称して「(共)重合体」と言う場合
がある。)を効率よく製造できる新規な触媒、及びそれ
を用いた芳香族ビニル化合物(共)重合体の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からラジカル重合法等により製造さ
れるスチレン系重合体は、その立体構造がアタクチック
構造を有しており、種々の成形法、例えば射出成形,押
出成形,中空成形,真空成形,注入成形などの方法によ
って、様々な形状のものに成形され、家庭電気器具,事
務機器,家庭用品,包装容器,玩具,家具,合成紙,シ
ート,フィルムその他産業資材などとして幅広く用いら
れている。しかしながら、このようなアタクチック構造
のスチレン系重合体は、耐熱性,耐薬品性に劣るという
欠点があった。
【0003】ところで、本発明者が属するグループは、
先般、シンジオタクティシティーの高いスチレン系重合
体を開発することに成功した(特開昭62−18770
8号公報,同63−179906号公報,同63−24
1009号公報,特開平4−249504号公報等)。
このようなシンジオタクチック構造を有するスチレン系
重合体は、従来のアタクチックポリスチレンとは異なる
融点を有しており、かつこれまでに知られていたアイソ
タクチックポリスチレンよりも高い融点であるため、耐
熱性樹脂として各方面から期待されている。
【0004】しかし従来において、シンジオタクチック
構造を有するスチレン系重合体を効率よく製造できる高
性能の触媒を得るためには、4価のチタン錯体を用いて
触媒を調製する必要があり、合成や精製等の調製操作が
煩雑で、その合成収率も一般に低い。一方、3価のチタ
ン化合物を用いて触媒を調製した場合には触媒活性が低
くなり、シンジオタクティシティーの低いスチレン系重
合体やシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合
体とアタクチック構造を有するスチレン系重合体との混
合物が生成してしまう(特開昭63年120706号公
報)。一般に、前者は融点の低下、即ちシンジオタクチ
ック構造を有するスチレン系重合体の特徴を喪失を招
き、後者は精製、即ちアタクチック構造を有するスチレ
ン系重合体の除去が必要となる。このように、触媒調製
に用いられる化合物中においてチタンが如何なる価数を
有しているかは、重合体の立体規則性に大きな影響を与
える。なお、アイソタクチックポリプロピレンの製造に
おいては、シンジオタクチック構造を有するスチレン系
重合体の場合とは逆に4価のチタンでは立体規則性の低
い重合体しか得られず、高活性、高規則性を有する触媒
系は3価のチタンであることが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】かかる状況下で本発明
者は、3価のチタン化合物を用いて調製した触媒系によ
って高度のシンジオタクチック構造を有する芳香族ビニ
ル化合物(共)重合体を効率よく製造できる方法を開発
すべく、鋭意研究を重ねた。
【0006】
【課題を解決するための手段】その結果、3価のチタ
ン化合物と一定の化合物とを予め接触混合させて得られ
る触媒成分、非配位性アニオンとカチオンからなるイ
オン性化合物、アルミノキサン及び有機ホウ素化合物よ
りなる群から選ばれた少なくとも一種の触媒成分、及び
所望によりルイス酸からなる触媒によって、アタクチ
ック構造を有する芳香族ビニル化合物(共)重合体の含
有率が低く、シンジオタクティシティーの高い芳香族ビ
ニル化合物(共)重合体を高活性をもって製造できるこ
とを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成し
たものである。
【0007】すなわち本発明は、第一に、(A)3価の
チタン化合物と(B)一般式(II)又は一般式(III) R1 k 1 2 m ・・・(II) R1 k 1 2 l 2 m ・・・(III) (式中、R1 はπ配位子、M1 は周期律表第1〜3族の
典型金属、X2 はσ配位子、及びL2 はルイス塩基を示
す。但し、R1 が複数の場合には各R1 は互いに同一で
も異なってもよく、X2 が複数の場合には各X2 は互い
に同一でも異なってもよく、L2 が複数の場合には各L
2 は互いに同一でも異なってもよい。kは1以上の整
数、lは0以上の整数、及びmは0〜4の整数を示す。
但し、k+lはM1 の価数を示す。)で表される化合物
との接触生成物、及び(C)非配位性アニオンとカチオ
ンからなるイオン性化合物、アルミノキサン及び有機ホ
ウ素化合物よりなる群から選ばれた少なくとも一種から
なる芳香族ビニル化合物重合体の製造触媒を提供するも
のである。また本発明は、第二に、(A)3価のチタン
化合物と(B)一般式(II)又は一般式(III) R1 k 1 2 m ・・・(II) R1 k 1 2 l 2 m ・・・(III) (式中、R1 はπ配位子、M1 は周期律表第1〜3族の
典型金属、X2 はσ配位子、及びL2 はルイス塩基を示
す。但し、R1 が複数の場合には各R1 は互いに同一で
も異なってもよく、X2 が複数の場合には各X2 は互い
に同一でも異なってもよく、L2 が複数の場合には各L
2 は互いに同一でも異なってもよい。kは1以上の整
数、lは0以上の整数、及びmは0〜4の整数を示す。
但し、k+lはM1 の価数を示す。)で表される化合物
との接触生成物、(C)非配位性アニオンとカチオンか
らなるイオン性化合物、アルミノキサン及び有機ホウ素
化合物よりなる群から選ばれた少なくとも一種、及び
(D)ルイス酸からなる芳香族ビニル化合物重合体の製
造触媒を提供するものである。更に本発明は、第三に、
上記触媒の存在下、(イ)芳香族ビニル化合物を重合さ
せるか、又は(イ)芳香族ビニル化合物と(ロ)オレフ
ィン及びジエン化合物の中から選ばれた少なくとも一種
とを重合させることを特徴とする芳香族ビニル連鎖部が
高度のシンジオタクチック構造を有する芳香族ビニル化
合物重合体の製造方法をも提供するものである。
【0008】先ず、本発明の芳香族ビニル化合物重合体
の製造触媒の構成成分(A)〜(D)について、それぞ
れ説明する。 (A)成分である3価のチタン化合物としては様々な3
価のチタン化合物を使用でき、特に制限されないが、例
えば次の一般式(I) TiX1 31 n ・・・(I) (式中、X1 はσ配位子を示し、L1 はルイス塩基を示
す。複数のX1 は互いに同一でも異なっていてもよく、
また該X1 は互いに任意の基を介して結合していてもよ
い。複数のL1 は互いに同一でも異なっていてもよい。
nは0以上の整数を示す。)で表される化合物を使用す
ることができる。ここでX1 の具体例としては、水素原
子,炭素数1〜20の炭化水素基,炭素数6〜20の芳
香族炭化水素基,炭素数1〜20のアルコキシ基,炭素
数6〜20のアリーロキシ基,炭素数1〜20のチオア
ルコキシ基,炭素数6〜20のチオアリーロキシ基,ア
ミノ基,アミド基,カルボキシ基,アルキルシリル基,
ハロゲン原子などが挙げられる。またL1 の具体例とし
ては、エーテル類,アミン類,ニトリル類,フォスフィ
ン類,イソニトリル類,アルコール類,ケトン類,エス
テル類などが挙げられる。なお一般式(I)のnは0で
あってもよく、その場合の3価のチタン化合物はルイス
塩基を有しない。一般式(I)で表される化合物の中で
は、トリクロロチタニウム−トリステトラヒドロフラン
〔TiCl3 (THF)3 〕が好ましい。
【0009】(B)成分は、次の一般式(II)又は一般
式(III) R1 k 1 2 m ・・・(II) R1 k 1 2 l 2 m ・・・(III) (式中、R1 はπ配位子、M1 は周期律表第1〜3族の
典型金属、X2 はσ配位子、及びL2 はルイス塩基を示
す。但し、R1 が複数の場合には各R1 は互いに同一で
も異なってもよく、X2 が複数の場合には各X2 は互い
に同一でも異なってもよく、L2 が複数の場合には各L
2 は互いに同一でも異なってもよい。kは1以上の整
数、lは0以上の整数、及びmは0〜4の整数を示す。
但し、k+lはM1 の価数を示す。)で表される化合物
である。
【0010】ここで、R1 の具体例としては、シクロペ
ンタジエニル基,置換シクロペンタジエニル基,インデ
ニル基,置換インデニル基,フルオレニル基などが挙げ
られる。これらの中では、シクロペンタジエニル基、及
び置換シクロペンタジエニル基が好ましい。M1 の具体
例としては、リチウム,ナトリウム,カリウム,マグネ
シウム,カルシウムなどが挙げられる。X2 の具体例と
しては記述のX1 と同じもの、すなわち水素原子,炭素
数1〜20の炭化水素基,炭素数6〜20の芳香族炭化
水素基,炭素数1〜20のアルコキシ基,炭素数6〜2
0のアリーロキシ基,炭素数1〜20のチオアルコキシ
基,炭素数6〜20のチオアリーロキシ基,アミノ基,
アミド基,カルボキシ基,アルキルシリル基,ハロゲン
原子などが挙げられる。L2 の具体例としては上記のL
1 と同じもの、すなわちエーテル類,アミン類,ニトリ
ル類,フォスフィン類,イソニトリル類,アルコール
類,ケトン類,エステル類などが挙げられる。なお、一
般式(II)及び一般式(III)のlとmは0であってもよ
く、σ配位子やルイス塩基を有しない化合物であっても
(B)成分として使用することができる。
【0011】R1 のより具体的な例としては、シクロペ
ンタジエニル基;メチルシクロペンタジエニル基;1,
2−ジメチルシクロペンタジエニル基;1,3−ジメチ
ルシクロペンタジエニル基;1,3−ジ(t−ブチル)
シクロペンタジエニル基;1,3−ジ(トリメチルシリ
ル)シクロペンタジエニル基;1,2,3−トリメチル
シクロペンタジエニル基;1,2,4−トリメチルシク
ロペンタジエニル基;1,2,3,4−テトラメチルシ
クロペンタジエニル基;ペンタメチルシクロペンタジエ
ニル基;1−エチル−2,3,4,5−テトラメチルシ
クロペンタジエニル基;1−ベンジル−2,3,4,5
−テトラメチルシクロペンタジエニル基;1−フェニル
−2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル
基;1−トリメチルシリル−2,3,4,5−テトラメ
チルシクロペンタジエニル基;1−トリフルオロメチル
−2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル
基;インデニル基;テトラヒドロインデニル基;1,
2,3−トリメチルテトラヒドロインデニル基;1,
2,3−トリメチルインデニル基;ヘプタメチルインデ
ニル基;1,2,4,5,6,7−ヘキサメチルインデ
ニル基などが挙げられる。これらの中では、特にペンタ
メチルシクロペンタジエニル基が好ましい。
【0012】また、X2 のより具体的な例としては、水
素原子,メチル基,ベンジル基,フェニル基,トリメチ
ルシリルメチル基,メトキシ基,エトキシ基,フェノキ
シ基,チオメトキシ基,トリメチルアミノ基,ジメチル
アミノ基,ジイソプロピルアミノ基,塩素原子,臭素原
子,ヨウ素原子などが挙げられる。
【0013】(C)成分としては、非配位性アニオンと
カチオンからなるイオン性化合物、アルミノキサン及び
有機ホウ素化合物よりなる群から選ばれた一種又は二種
以上の化合物を用いる。二種以上の化合物をどのように
組み合わせるかは、任意である。非配位性アニオンとカ
チオンからなるイオン性化合物としては、例えば、次の
一般式(IV) (〔L3 −H〕g+h (〔M2 1 2 ・・・Yb (b-a)-i (IV) 又は一般式(V) (〔L4 g+h (〔M3 1 2 ・・・Yb (a-b)-i (V) (ただし、L4 は後述のM4 、R2 3 5 又はR4 3
である。)で表される化合物が挙げられる。
【0014】上記一般式(IV),(V)においてL3 はル
イス塩基を示し、M2 及びM3 は周期律表の5族〜15
族から選ばれる元素、具体的にはB,Al,P,As,
Sbなどを示す。M4 は周期律表の8族〜12族から選
ばれる元素、具体的にはAg,Cuなどを示し、M5
周期律表の8族〜10族から選ばれる元素、具体的には
Fe,Co,Niなどを示す。Y1 〜Yb は、それぞれ
水素原子,ジアルキルアミノ基,アルコキシ基,アリー
ロキシ基,炭素数1〜20のアルキル基,炭素数6〜2
0のアリール基,アリールアルキル基,アルキルアリー
ル基,置換アルキル基,有機メタロイド基,ハロゲン原
子などを示す。このY1 〜Yb の具体例としては、ジメ
チルアミノ基,ジエチルアミノ基,メトキシ基,エトキ
シ基,ブトキシ基,フェノキシ基,2,6−ジメチルフ
ェノキシ基,メチル基,エチル基,プロピル基,ブチル
基,オクチル基,フェニル基,トルイル基,キシリル
基,メシチル基,ベンジル基,ペンタフルオロフェニル
基,3,5−ジ(トリフルオロメチル)基,4−t−ブ
チルフェニル基,F,Cl,Br,I,五メチルアンチ
モン基,トリメチルシリル基,トリメチルゲルミル基,
ジフェニル硼素基などが挙げられる。また、R2 及びR
3 は、それぞれシクロペンタジエニル基,置換シクロペ
ンタジエニル基,インデニル基,置換インデニル基,フ
ルオレニル基などを示し、具体的にはメチルシクロペン
タジエニル基,ペンタメチルシクロペンタジエニル基な
どが挙げられる。R4 はアルキル基,アリール基,置換
アリール基で、たがいに同一でも異なっていてもよく、
具体的にはフェニル基,4−メトキシフェニル基,4−
メチルフェニル基などが挙げられる。aはM2 ,M3
原子価で1〜7の整数、bは2〜8の整数、gは〔L3
−H〕,〔L4 〕のイオン価数で1〜7の整数、hは1
以上の整数、i=(h×g)/(b−a)である。
【0015】該イオン性化合物における非配位性アニオ
ンとしては、例えばテトラ(フェニル)ボレート;テト
ラ(フルオロフェニル)ボレート;テトラキス(ジフル
オロフェニル)ボレート;テトラキス(トリフルオロフ
ェニル)ボレート;テトラキス(テトラフルオロフェニ
ル)ボレート;テトラキス(ペンタフルオロフェニル)
ボレート;テトラキス(トリフルオロメチルフェニル)
ボレート;テトラ(トルイル)ボレート;テトラ(キシ
リル)ボレート;(トリフェニル,ペンタフルオロフェ
ニル)ボレート;〔トリス(ペンタフルオロフェニ
ル),フェニル〕ボレート;トリデカハイドライド−
7,8−ジカルバウンデカボレートなどが挙げられる。
一方、カチオンとしては、例えばトリ(エチル)アンモ
ニウム;トリ(ブチル)アンモニウム;N,N−ジメチ
ルアニリニウム;N,N−ジエチルアニリニウム;トリ
フェニルフォスフィニウム;ジメチルフェニルフォスフ
ィニウム;1,1’−ジメチルフェロセン;デカメチル
フェロセン;銀(I);トリ(フェニル)カルベニウ
ム;トリ(トルイル)カルベニウム;トリ(メトキシフ
ェニル)カルベニウム;〔ジ(トルイル),フェニル〕
カルベニウム;〔ジ(メトキシフェニル),フェニル〕
カルベニウム;〔メトキシフェニル,ジ(フェニル)〕
カルベニウムなどが挙げられる。該イオン性化合物は、
上記で例示した非配位性アニオン及びカチオンの中か
ら、それぞれ任意に選択して組み合わせたものを好まし
く用いることができる。そのような好ましいイオン性化
合物の一例として、1,1’−ジメチルフェロセニウム
テトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレートが挙げられ
る。
【0016】アルミノキサンは、有機アルミニウム化合
物と縮合剤とを接触させることにより得られるものであ
って、一般式(VI)
【0017】
【化1】
【0018】(式中、R5 は炭素数1〜20のアルキル
基を示し、たがいに同一でも異なっていてもよく、pは
0〜50、好ましくは5〜30の数を示す。)で表され
る鎖状アルミノキサンや、一般式(VII)
【0019】
【化2】
【0020】(式中、R5 は前記と同じであり、たがい
に同一でも異なっていてもよく、qは2〜50、好まし
くは5〜30の数を示す。)で表される環状アルミノキ
サンなどが挙げられる。このアルミノキサンの原料とし
て用いられる有機アルミニウム化合物としては、例えば
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などのトリアルキルアルミニ
ウム及びその混合物などが挙げられる。また、縮合剤と
しては、典型的なものとして水が挙げられるが、この他
に該トリアルキルアルミニウムが縮合反応する任意のも
の、例えば無機物などの吸着水やジオールなどが挙げら
れる。
【0021】有機ホウ素化合物としては、例えば、一般
式(VIII) R6 3 BL5 j ・・・(VIII) で表される化合物を用いることができる。上記一般式(V
III)において、R6 は炭素数1〜20の炭化水素基,炭
素数6〜20の芳香族炭化水素基,置換芳香族炭化水素
基,水素原子又はハロゲン原子を示し、たがいに同一で
あっても異なっていてもよい。該R6 の具体例として
は、フェニル基,トルイル基,フルオロフェニル基,ト
リフルオロメチルフェニル基,ペンタフルオロフェニル
基,フッ素原子,塩素原子,臭素原子,ヨウ素原子など
が挙げられる。L5 はルイス塩基を示し、具体的にはジ
エチルエーテル,テトラヒドロフランなどのエーテル化
合物、ピリジンなどのアミン化合物などが挙げられる。
jは0〜3の整数である。
【0022】本発明の触媒においては、所望に応じ
(D)成分としてルイス酸を用いることができる。該ル
イス酸としては、例えば、有機アルミニウム化合物、マ
グネシウム化合物、亜鉛化合物、リチウム化合物などを
挙げることができる。また、(C)成分のうちアルミノ
キサンと有機ホウ素化合物は、ルイス酸にも該当する。
ルイス酸としてのアルミノキサンは、記述の一般式(V
I)中のp及び一般式(VII)中のqが2〜30の範囲にあ
るものが好ましい。
【0023】該有機アルミニウム化合物の具体例として
は、一般式(IX) R7 r Al(OR8 s t u ・・・(IX) で表される化合物が挙げられる。上記一般式(IX)におい
て、R7 及びR8 は、それぞれ独立して炭素数1〜8の
アルキル基を示し、それらはたがいに同一でも異なって
いてもよい。Zはハロゲン原子を示し、r,s,t及び
uは0<r≦3、0<s≦3、0≦t<3、0≦u<
3、r+s+t+u=3の関係を満たす数である。上記
一般式(IX)で表される有機アルミニウム化合物のより具
体的な例としては、t=u=0、r=3の化合物として
トリメチルアルミニウム,トリエチルアルミニウム,ト
リイソプロピルアルミニウム,トリイソブチルアルミニ
ウム,トリオクチルアルミニウムなどを、t=u=0、
1.5≦r<3の化合物としてジエチルアルミニウムエト
キシド,ジブチルアルミニウムブトキシド,ジエチルア
ルミニウムセスキエトキシド,ジブチルアルミニウムセ
スキブトキシド、さらには部分的にアルコキシ化された
アルキルアルミニウムなどを、s=t=0の化合物とし
てジエチルアルミニウムジクロリド,ジブチルアルミニ
ウムジクロリドなど(r=2)、エチルアルミニウムセ
スキクロリド,ブチルアルミニウムセスキクロリドなど
(r=1.5)、エチルアルミニウムジクロリド,ブチル
アルミニウムジクロリドなど(r=1)を、s=u=0
の化合物として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など(r=2)、
エチルアルミニウムジハイドライド,ブチルアルミニウ
ムジハイドライドなど(r=1)を挙げることができ
る。
【0024】また、マグネシウム化合物の具体例として
は、メチルマグネシウムブロミド,エチルマグネシウム
ブロミド,フェニルマグネシウムブロミド,ベンジルマ
グネシウムブロミドなどのグリニア化合物、ジエトキシ
マグネシウム,エチルブチルマグネシウムなどの有機マ
グネシウム化合物、塩化マグネシウムなどの無機マグネ
シウム化合物などが挙げられる。これらの中ではグリニ
ア化合物が好ましい。さらに、亜鉛化合物やリチウム化
合物としては、例えばジエチル亜鉛などの有機亜鉛化合
物、メチルリチウムなどの有機リチウム化合物などを挙
げることができる。本発明の触媒においては、上記
(D)成分のルイス酸は一種用いてもよく、二種以上を
組み合わせて用いてもよい。なお本発明においては、所
望成分として、(D)成分以外の触媒成分を加えること
も可能である。
【0025】次に、本発明の触媒の調製方法について説
明する。本発明の触媒は、予め(A)成分と(B)成分
を接触混合させて得られた接触生成物を、必要に応じて
精製し、その後、該接触生成物を(C)成分及び所望に
より(D)成分やその他の所望成分と接触混合させるこ
とによって調製する。(A)成分と(B)成分の配合割
合は、各種条件により異なり一義的には定められない
が、通常、(A)成分中のチタンと(B)成分中のR1
(π配位子)とのモル比で、Ti:R1 =1:0.1〜
1:5、好ましくは1:0.1〜1:2の範囲で選ばれ
る。接触温度は通常−100〜200℃である。接触混
合に際し溶媒は必ずしも必要ないが、接触混合を効果的
に行うためには溶媒を用いるのが好ましい。溶媒として
は、例えば、ペンタン,ヘキサン,ヘプタンなどの脂肪
族炭化水素系溶媒、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水
素系溶媒、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系溶媒、テトラヒドロフラ
ン,ジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、塩化メチ
レン,クロロホルムなどのハロゲン系溶媒、あるいはピ
リジン,トリエチルアミン,ジメチルアニリンなどのア
ミン系溶媒などが挙げられる。(A)成分と(B)成分
との接触生成物は、溶媒洗浄、再沈殿、再結晶などの方
法によって精製することができる。
【0026】(A)成分と(B)成分との接触生成物を
(C)成分及び(D)成分に代表される所望成分と接触
混合させる方法としては、例えば、 (A)成分と(B)成分との接触生成物を(C)成分
と接触混合させた後に、(D)成分を加えて接触混合さ
せ触媒とし、これを重合すべきモノマー成分と接触させ
る方法、 (C)成分と(D)成分との接触生成物に、(A)成
分と(B)成分との接触生成物を加えて接触混合させ触
媒とし、これを重合すべきモノマー成分と接触させる方
法、 (A)成分と(B)成分との接触生成物を(D)成分
と接触混合させた後に、(C)成分を加えて接触混合さ
せ触媒とし、これを重合すべきモノマー成分と接触させ
る方法、 重合すべきモノマー成分に、(A)成分と(B)成分
との接触生成物と、(C)成分と(D)成分との接触生
成物を別々に接触させる方法、 重合すべきモノマー成分に(D)成分を接触混合させ
た後に、上記〜の方法によって得られた接触生成物
を接触混合させる方法などが挙げられる。なお、の方
法によれば、(D)成分を2回接触混合させることにな
る。
【0027】(C)成分の配合割合は、各種条件により
異なり一義的には定められないが、通常、(C)成分が
アルミノキサンの場合には、(A)成分と(B)成分と
の接触生成物中のチタンと(C)成分であるアルミノキ
サンとのモル比で、Ti:アルミノキサン=1:1〜
1:10000、好ましくは1:1〜1:1000の範
囲で選ばれる。また、(C)成分が非配位性アニオンと
カチオンからなるイオン性化合物又は有機ホウ素化合物
の場合には、(A)成分と(B)成分との接触生成物中
のチタンと(C)成分であるイオン性化合物又は有機ホ
ウ素化合物とのモル比で、Ti:イオン性化合物又は有
機ホウ素化合物=1:0.1〜1:10、好ましくは1:
1〜1:10の範囲で選ばれる。(D)成分の配合割合
は、各種条件により異なり一義的には定められないが、
通常、(A)成分と(B)成分との接触生成物中のチタ
ンと(D)成分とのモル比で、Ti:(D)成分=1:
0.1〜1:1000の範囲で選ばれる。
【0028】(C)成分及び(D)成分に代表される所
望成分の接触混合は、通常、−20〜200℃の範囲で
行われるが、重合温度下でも勿論行える。(C)成分や
(D)成分などを接触混合する場合にも、必要に応じて
溶媒を用いることができる。そのような溶媒としては、
(A)成分と(B)成分を接触混合する場合と同じもの
が例示できる。
【0029】次に、本発明の触媒を用いる芳香族ビニル
化合物(共)重合体の製造方法、及び該製造方法によっ
て得られる芳香族ビニル化合物(共)重合体について説
明する。本発明においては、上記記載に従って調製され
た触媒の存在下で、(イ)芳香族ビニル化合物を(共)
重合させるか、又は(イ)芳香族ビニル化合物と(ロ)
オレフィン及びジエン化合物の中から選ばれた少なくと
も一種とを(共)重合させることによって、芳香族ビニ
ル連鎖部が高度のシンジオタクチック構造を有する芳香
族ビニル化合物重合体を製造することができる。なお本
発明の方法には、一種類のモノマーのみを重合させる方
法だけではなく、二種類以上のモノマーを共重合させる
方法も包含される。
【0030】上記(イ)単量体成分の芳香族ビニル化合
物としては、例えばスチレンをはじめ、p−メチルスチ
レン;o−メチルスチレン;m−メチルスチレン;2,
4−ジメチルスチレン;2,5−ジメチルスチレン;
3,4−ジメチルスチレン;3,5−ジメチルスチレ
ン;p−t−ブチルスチレンなどのアルキルスチレン、
p−メトキシスチレン;o−メトキシスチレン;m−メ
トキシスチレン;2,4−ジメトキシスチレン;2,5
−ジメトキシスチレン;3,4−ジメトキシスチレン;
3,5−ジメトキシスチレン;p−t−ブトキシスチレ
ンなどのアルコキシスチレン、p−クロロスチレン;m
−クロロスチレン;o−クロロスチレン;p−ブロモス
チレン;m−ブロモスチレン;o−ブロモスチレン;p
−フルオロスチレン;m−フルオロスチレン;o−フル
オロスチレン;o−メチル−p−フルオロスチレンなど
のハロゲン化スチレン、さらには有機珪素スチレン,ビ
ニル安息香酸エステル,ジビニルベンゼンなどが挙げら
れる。これらの芳香族ビニル化合物は一種用いてもよい
し、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0031】一方、(ロ)単量体成分におけるオレフィ
ンとしては、例えばエチレン;プロピレン;ブテン−
1;ペンテン−1;ヘキセン−1;ヘプテン−1;オク
テン−1;ノネン−1;デセン−1;4−フェニルブテ
ン−1;6−フェニルヘキセン−1;3−メチルブテン
−1;4−メチルペンテン−1;3−メチルペンテン−
1;3−メチルヘキセン−1;4−メチルヘキセン−
1;5−メチルヘキセン−1;3,3−ジメチルペンテ
ン−1;3,4−ジメチルペンテン−1;4,4−ジメ
チルペンテン−1;ビニルシクロヘキサン;ビニルシク
ロヘキセンなどのα−オレフィン、ヘキサフルオロプロ
ペン;テトラフルオロエチレン;2−フルオロプロペ
ン;フルオロエチレン;1,1−ジフルオロエチレン;
3−フルオロプロペン;トリフルオロエチレン;3,4
−ジクロロブテン−1などのハロゲン置換α−オレフィ
ン、シクロペンテン;シクロヘキセン;ノルボルネン;
5−メチルノルボルネン;5−エチルノルボルネン;5
−プロピルノルボルネン;5,6−ジメチルノルボルネ
ン;1−メチルノルボルネン;7−メチルノルボルネ
ン;5,5,6−トリメチルノルボルネン;5−フェニ
ルノルボルネン;5−ベンジルノルボルネン;5−ビニ
ルノルボルネンなどの環状オレフィンなどが挙げられ
る。また、ジエン化合物としては、例えばブタジエン;
イソプレン;1,6−ヘキサジエンなどの鎖状ジエン化
合物、ノルボルナジエン;5−エチリデンノルボルネ
ン;5−ビニルノルボルネン;ジシクロペンタジエンな
どの環状ジエン化合物などが挙げられる。これらの
(ロ)単量体成分は一種用いてもよく、二種以上を組み
合わせて用いてもよい。
【0032】重合方法については特に制限はなく、塊状
重合でもよく、また、ペンタン,ヘキサン,ヘプタンな
どの脂肪族炭化水素、シクロヘキサンなどの脂環式炭化
水素、あるいはベンゼン,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溶媒中で行ってもよい。
重合温度は一般に0〜200℃、好ましくは20〜10
0℃であり、また、気体状モノマーを使用する際の気体
状モノマーの分圧は、一般に100kg/cm 2 (9.8
0665×106 Pa)以下、好ましくは30kg/c
2 (2.94199×106 Pa)以下である。さら
に、得られる芳香族ビニル化合物(共)重合体の分子量
を調節するには、水素の存在下で重合反応を行うのが効
果的である。
【0033】本発明の方法によって得られる芳香族ビニ
ル化合物(共)重合体において芳香族ビニル連鎖部が高
度なシンジオタクチック構造とは、立体化学構造が高度
なシンジオタクチック構造、すなわち炭素−炭素結合か
ら形成される主鎖に対して側鎖であるフェニル基や置換
フェニル基が交互に反対方向に位置する立体構造を有す
ることを意味し、そのタクティシティーは同位体炭素に
よる核磁気共鳴法(13C−NMR法)により定量され
る。13C−NMR法により測定されるタクティシティー
は、連続する複数個の構成単位の存在割合、例えば2個
の場合はダイアッド、3個の場合はトリアッド、5個の
場合はペンタッドによって示すことができるが、本発明
にいう「高度なシンジオタクチック構造を有する芳香族
ビニル化合物(共)重合体」とは、通常ラセミダイアッ
ドで75%以上、好ましくは85%以上、若しくはラセ
ミペンタッドで30%以上、好ましくは50%以上のシ
ンジオタクティシティーを有するポリスチレン、ポリ
(置換スチレン)、ポリ(ビニル安息香酸エステル)及
びこれらの混合物、或いはこれらを主成分とする共重合
体を意味する。なお、ここでポリ(置換スチレン)と
は、ポリ(メチルスチレン),ポリ(エチルスチレ
ン),ポリ(イソプロピルスチレン),ポリ(フェニル
スチレン),ポリ(ビニルスチレン)等のポリ(炭化水
素基置換スチレン)、ポリ(クロロスチレン),ポリ
(ブロモスチレン),ポリ(フルオロスチレン)などの
ポリ(ハロゲン化スチレン)、ポリ(メトキシスチレ
ン),ポリ(エトキシスチレン)などのポリ(アルコキ
シスチレン)などがある。
【0034】なお、本発明の第一の触媒又は第二の触媒
の存在下で一種又は二種以上のオレフィンを(共)重合
させることによって、オレフィン(共)重合体を製造す
ることもできる。
【0035】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。 調製例1 トリクロロチタニウム−トリステトラヒドロフラン〔T
iCl3 (THF)3〕18.2g(49mmol)とペ
ンタメチルシクロペンタジエニルリチウム〔Cp*
i〕8.7g(45mmol)を固体状態で混合し、無水
テトラヒドロフラン200mlを加えて攪拌を開始し
た。次いで、系内温度を50℃にして12時間攪拌する
と全ての固体が溶解し、青色の溶液となった。反応溶液
を室温に戻し溶媒を減圧留去すると、褐色の固体が得ら
れた。エーテル及びトルエン不溶物を濾過して除き、溶
液を乾燥すると、黒褐色の固体となった。更にヘキサン
で洗浄を繰り返し、ヘキサン不溶部15.1gを回収し
た。Ti含有量は12重量%だった。
【0036】調製例2 調製例1で得られた接触生成物0.68g(1.7mmol
のTiに相当)を40mlのテトラヒドロフランに溶解
すると、黄緑色の溶液となった。この溶液に、氷冷下で
3mol/lのメチルマグネシウムブロミド(MeMg
Br)のエーテル溶液1.0mlを加え、30分間攪拌す
ると、褐色の溶液となった。この褐色溶液から揮発分を
減圧留去すると、赤褐色の固体が得られた。これを20
0mlのヘキサンで抽出洗浄し、不溶物を濾過して除
き、溶液を乾燥すると、0.41gの暗赤褐色の固体が得
られた。Ti含有量は13重量%だった。
【0037】調製例3 調製例1で得られた接触生成物32mg(80μmol
のTiに相当)を20mlのトルエンに溶解すると、赤
褐色の溶液となった。室温下で70mgの1,1’−ジ
メチルフェロセニウムテトラ(ペンタフルオロフェニ
ル)ボレートを20mlのトルエンに懸濁し、上記のト
ルエン溶液を加えると、速やかに赤紫色の溶液に変化し
たが、そのまま一昼夜攪拌を続けた。この溶液からトル
エンを減圧留去すると、赤紫色の固体が得られた。これ
をヘキサンで洗浄して、56mgの赤紫色のヘキサン不
溶物を回収した。Ti含有量は4.5重量%だった。
【0038】実施例1 30mlのガラスアンプルに、精製した乾燥スチレン1
0ml、2mol/lのトリイソブチルアルミニウムの
トルエン溶液50μl、及び1mol/lのメチルアル
ミノキサンのトルエン溶液100μlを加えて70℃の
オイルバスで加温した。次いで、調製例1で得られた接
触生成物のTi0.5μmol相当量(2.0×10-4g)
を加え、4時間重合を行った。得られた重合体をメタノ
ールで洗浄し乾燥して、6.614gの重合体を回収し
た。メチルエチルケトン(アタクチックポリスチレン可
溶性かつシンジオタクチックポリスチレン不溶性の溶
媒)で沸騰ソックスレー抽出を5時間行い、6.416g
の不溶物を回収した。この重合体は、13C−NMR法に
より90%以上のラセミペンタッド分率を示し、極めて
規則性の高いシンジオタクチックポリスチレンだった。
触媒活性は、268kg/gTiに相当した。
【0039】実施例2 30mlのガラスアンプルに、精製した乾燥スチレン1
0ml、及び1mol/lのメチルアルミノキサンのト
ルエン溶液100μlを加えて70℃のオイルバスで加
温した。次いで、調製例1で得られた接触生成物のTi
1.0μmol相当量(4.0×10-4g)を加え、4時間
重合を行った。得られた重合体をメタノールで洗浄し乾
燥して、0.778gの重合体を回収した。メチルエチル
ケトンで沸騰ソックスレー抽出を5時間行い、0.747
gの不溶物を回収した。この重合体は、13C−NMR法
により90%以上のラセミペンタッド分率を示し、極め
て規則性の高いシンジオタクチックポリスチレンだっ
た。触媒活性は、16kg/gTiに相当した。
【0040】実施例3 30mlのガラスアンプルに、精製した乾燥スチレン1
0ml、2mol/lのトリイソブチルアルミニウムの
トルエン溶液50μl、及び1mol/lのメチルアル
ミノキサンのトルエン溶液100μlを加えて70℃の
オイルバスで加温した。次いで、調製例2で得られた接
触生成物のTi0.5μmol相当量(1.9×10-4g)
を加え、4時間重合を行った。得られた重合体をメタノ
ールで洗浄し乾燥して、3.830gの重合体を回収し
た。メチルエチルケトンで沸騰ソックスレー抽出を5時
間行い、3.677gの不溶物を回収した。この重合体は
13C−NMR法により90%以上のラセミペンタッド分
率を示し、極めて規則性の高いシンジオタクチックポリ
スチレンだった。触媒活性は、154kg/gTiに相
当した。
【0041】実施例4 30mlのガラスアンプルに、精製した乾燥スチレン1
0ml、及び1mol/lのメチルアルミノキサンのト
ルエン溶液100μlを加えて70℃のオイルバスで加
温した。次いで、調製例1で得られた接触生成物のTi
1.0μmol相当量(3.7×10-4g)を加え、4時間
重合を行った。得られた重合体をメタノールで洗浄し乾
燥して、1.659gの重合体を回収した。メチルエチル
ケトンで沸騰ソックスレー抽出を5時間行い、1.161
gの不溶物を回収した。この重合体は13C−NMR法に
より90%以上のラセミペンタッド分率を示し、極めて
規則性の高いシンジオタクチックポリスチレンだった。
触媒活性は、24kg/gTiに相当した。
【0042】実施例5 30mlのガラスアンプルに、精製した乾燥スチレン1
0ml、2mol/lのトリイソブチルアルミニウムの
トルエン溶液50μl、及び1mol/lのメチルアル
ミノキサンのトルエン溶液100μlを加えて70℃の
オイルバスで加温した。次いで、調製例3で得られた接
触生成物のTi0.5μmol相当量(5.3×10-4g)
を加え、4時間重合を行った。得られた重合体をメタノ
ールで洗浄し乾燥して、5.984gの重合体を回収し
た。メチルエチルケトンで沸騰ソックスレー抽出を5時
間行い、5.745gの不溶物を回収した。この重合体は
13C−NMR法により90%以上のラセミペンタッド分
率を示し、極めて規則性の高いシンジオタクチックポリ
スチレンだった。触媒活性は、240kg/gTiに相
当した。
【0043】実施例6 30mlのガラスアンプルに、精製した乾燥スチレン1
0ml、及び1mol/lのメチルアルミノキサンのト
ルエン溶液100μlを加えて70℃のオイルバスで加
温した。次いで、調製例3で得られた接触生成物のTi
1.0μmol相当量(1.06×10-3g)を加え、4時
間重合を行った。得られた重合体をメタノールで洗浄し
乾燥して、1.909gの重合体を回収した。メチルエチ
ルケトンで沸騰ソックスレー抽出を5時間行い、1.81
4gの不溶物を回収した。この重合体は13C−NMR法
により90%以上のラセミペンタッド分率を示し、極め
て規則性の高いシンジオタクチックポリスチレンだっ
た。触媒活性は、38kg/gTiに相当した。
【0044】実施例7 30mlのガラスアンプルに、精製した乾燥スチレン1
0ml、及び2mol/lのトリイソブチルアルミニウ
ムのトルエン溶液5μlを加えて70℃のオイルバスで
加温した。次いで、調製例3で得られた接触生成物のT
i1.0μmol相当量(1.06×10-3g)を加え、4
時間重合を行った。得られた重合体をメタノールで洗浄
し乾燥して、0.198gの重合体を回収した。メチルエ
チルケトンで沸騰ソックスレー抽出を5時間行い、0.1
85gの不溶物を回収した。この重合体は13C−NMR
法により90%以上のラセミペンタッド分率を示し、極
めて規則性の高いシンジオタクチックポリスチレンだっ
た。触媒活性は、4kg/gTiに相当した。
【0045】比較例1 調製例1の接触生成物(〔TiCl3 (THF)3 〕と
〔Cp* Li〕との接触生成物)に代えて、トリクロロ
チタニウム−トリステトラヒドロフラン〔TiCl
3 (THF)3 〕のTi0.5μmol相当量(1.8×1
-4g)を使用した以外は、実施例1と同様に重合を行
ったが、メタノールによる洗浄、乾燥後に重合体を回収
することはできなかった。
【0046】
【発明の効果】本発明の触媒は、4価のチタン化合物を
用いることなく3価のチタン化合物を用いることから、
高度のシンジオタクチック構造を有する芳香族ビニル化
合物(共)重合体の製造触媒を簡便にかつ高収率をもっ
て調製することができる。しかも本発明の触媒は、従来
の3価のチタン化合物を用いた触媒に比べて活性が高
い。更に、本発明の触媒によって得られる(共)重合体
のシンジオタクティシティーも高く、アタクチック構造
を有する芳香族ビニル化合物(共)重合体の副生も少な
い。従って、本発明の触媒及び該触媒を用いた製造方法
は、高度のシンジオタクチック構造を有する芳香族ビニ
ル化合物(共)重合体の製造分野において好適に用いら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 チーグラー触媒に準じたフローチャート図
【符号の説明】
*1:式中、R1 はπ配位子、M1 は周期律表第1〜3
族の典型金属、X2 はσ配位子、及びL2 はルイス塩基
を示す。但し、R1 が複数の場合には各R1 は互いに同
一でも異なってもよく、X2 が複数の場合には各X 2
互いに同一でも異なってもよく、L2 が複数の場合には
各L2 は互いに同一でも異なってもよい。kは1以上の
整数、lは0以上の整数、及びmは0〜4の整数を示
す。但し、k+lはM1 の価数を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)3価のチタン化合物と(B)一般
    式(II)又は一般式(III) R1 k 1 2 m ・・・(II) R1 k 1 2 l 2 m ・・・(III) (式中、R1 はπ配位子、M1 は周期律表第1〜3族の
    典型金属、X2 はσ配位子、及びL2 はルイス塩基を示
    す。但し、R1 が複数の場合には各R1 は互いに同一で
    も異なってもよく、X2 が複数の場合には各X2 は互い
    に同一でも異なってもよく、L2 が複数の場合には各L
    2 は互いに同一でも異なってもよい。kは1以上の整
    数、lは0以上の整数、及びmは0〜4の整数を示す。
    但し、k+lはM1 の価数を示す。)で表される化合物
    との接触生成物、及び(C)非配位性アニオンとカチオ
    ンからなるイオン性化合物、アルミノキサン及び有機ホ
    ウ素化合物よりなる群から選ばれた少なくとも一種から
    なる芳香族ビニル化合物重合体の製造触媒。
  2. 【請求項2】 (A)3価のチタン化合物と(B)一般
    式(II)又は一般式(III) R1 k 1 2 m ・・・(II) R1 k 1 2 l 2 m ・・・(III) (式中、R1 はπ配位子、M1 は周期律表第1〜3族の
    典型金属、X2 はσ配位子、及びL2 はルイス塩基を示
    す。但し、R1 が複数の場合には各R1 は互いに同一で
    も異なってもよく、X2 が複数の場合には各X2 は互い
    に同一でも異なってもよく、L2 が複数の場合には各L
    2 は互いに同一でも異なってもよい。kは1以上の整
    数、lは0以上の整数、及びmは0〜4の整数を示す。
    但し、k+lはM1 の価数を示す。)で表される化合物
    との接触生成物、(C)非配位性アニオンとカチオンか
    らなるイオン性化合物、アルミノキサン及び有機ホウ素
    化合物よりなる群から選ばれた少なくとも一種、及び
    (D)ルイス酸からなる芳香族ビニル化合物重合体の製
    造触媒。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の触媒の存在下、
    (イ)芳香族ビニル化合物を重合させるか、又は(イ)
    芳香族ビニル化合物と(ロ)オレフィン及びジエン化合
    物の中から選ばれた少なくとも一種とを重合させること
    を特徴とする芳香族ビニル連鎖部が高度のシンジオタク
    チック構造を有する芳香族ビニル化合物重合体の製造方
    法。
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