JPH072785B2 - オレフイン重合体の製造法 - Google Patents

オレフイン重合体の製造法

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JPH072785B2
JPH072785B2 JP60070779A JP7077985A JPH072785B2 JP H072785 B2 JPH072785 B2 JP H072785B2 JP 60070779 A JP60070779 A JP 60070779A JP 7077985 A JP7077985 A JP 7077985A JP H072785 B2 JPH072785 B2 JP H072785B2
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浩一 加藤
秀雄 桜井
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 本発明は、オレフィン重合体の製造法に関する。さらに
詳しくは、本発明は、特定の触媒の使用によって炭素数
3以上のα−オレフィンの重合に適用した場合に高立体
規則性重合体を高収量で得ることのできるオレフィン重
合体の製造法に関する。
これまで、ハロゲン化マグネシウムにチタン化合物を担
持させた固体触媒成分と有機アルミニウム化合物とから
成る触媒系は、従来の触媒系に比べて重合性が高く、重
合体から触媒残渣を除去する必要が無くなる可能性があ
ると言われてきた。
先行技術 しかしながら、この担体型触媒は立体規則性が低くて、
抽出工程の省略は不可能とされてきたのであるが、近
年、触媒系の改良によってかなり立体規則性が改善され
てきた。固体触媒成分の調製時にカルボン酸エステルを
用いることにより、ある程度の高活性・高立体規則性重
合が可能であることが知られている(特公昭52-36786
号、特公昭52-36913号、特公昭52-50037号公報など)。
しかし、これらの提案によっても無脱触・無抽出プロセ
スの実現は困難であり、さらに一層の改良が望まれてい
た。
発明の概要 要 旨 そこで本発明者らは、無脱触・無抽出プロセスを実現し
得る程の高活性・高立体規則性触媒を鋭意探索してき
た。その結果、驚くべきことに、固体触媒成分中にジア
ミンまたはジニトリルを存在させることにより、高活性
・高立体規則性重合を実現して、本発明に到達した。
すなわち、本発明によるオレフィン重合体の製造法は、
オレフィン類を、(A)ハロゲン化マグネシウム、ハロ
ゲン化チタンおよび下記のジアミンまたはジニトリルを
必須成分とする固体触媒成分、(B)有機アルミニウム
化合物および(C)アルコキシ基含有有機ケイ素化合物
およびエーテル化合物から選ばれる電子供与性化合物か
ら成る触媒に接触させて重合させること、を特徴とする
ものである。
ジアミン:2個のアミノ基が炭素原子3〜5個を介して存
在する 式 H2N−R−NH2で表わされる化合物(式中、Rは炭素
数15までの脂肪族あるいは芳香族の炭化水素基またはハ
ロゲン含有炭化水素基である)。
ジニトリル:2個のニトリル基が炭素原子1〜3個を介し
て存在する 式 NC−R′−CNで表わされる化合物(式中、R′は炭
素数15までの脂肪族あるいは芳香族の炭化水素基または
ハロゲン含有炭化水素基である)。
効 果 本発明触媒によれば、ポリオレフィンを高収率でしかも
高立体規則性のものとして得ることができる。
発明の具体的説明 触 媒 本発明による触媒は、特定の三成分、すなわち(A)、
(B)および(C)、からなるものである。各成分内あ
るいは成分間で、所属の個々の具体的化合物の併用が可
能である。
固体触媒成分(A) 本発明に用いられる固体触媒成分(A)は、ハロゲン化
マグネシウム(イ)、ハロゲン化チタン(ロ)およびジ
アミンまたはジニトリル(ハ)を必須成分として含有す
るものである。
(イ) ハロゲン化マグネシウム ハロゲン化マグネシウムとしては、塩化マグネシウム、
臭化マグネシウムおよびヨウ化マグネシウムを用いるこ
とができる。好ましいのは塩化マグネシウムであり、さ
らに実質的に無水であることが望ましい。
(ロ) ハロゲン化チタン ハロゲン化チタンとしては、チタンの塩化物、臭化物お
よびヨウ化物を用いることができる。好ましいのは塩化
物であって、四塩化チタン、三塩化チタンなどを例示す
ることができるが、特に好ましいのは四塩化チタンであ
る。また、一般式Ti(OR)Cl4−n(Rはアルキル基
(炭素数1〜10程度))で表わされるようなアルコキシ
基含有チタン化合物も用いることができる。
(ハ) ジアミンまたはジニトリル 本発明で用いられるジアミンは、下式で表わされる化合
物であって、2個のアミノ基が炭素原子3〜5個を介し
て存在するものである。
H2N−R−NH2 式中、Rは炭素数15までの脂肪族(シクロアルキルおよ
びアラルキルを含む)あるいは芳香族(アルカリル(ア
ルキル基炭素数1〜10程度)を含む)の炭化水素基また
はハロゲン含有炭化水素基である。
ジアミンの具体例としては、1,4−シクロヘキシルジア
ミン、イソホロンジアミン、4−アミノピペリジン、
α,α′−ジアミノ−o−キシレン、α,α′−ジアミ
ノ−m−キシレン、α,α′−ジアミノ−p−キシレ
ン、o−アミノアニリン、m−アミノアニリンなどを例
示することができる。
本発明で用いられるジニトリルは、式で表わされる化合
物であって、2個のニトリル基が炭素原子1〜3個を介
して存在するものである。
N C−R′−C N 式中、R′は脂肪族あるいは芳香族の炭化水素基(R′
の定義は上記Rと同じ)である。
ジニトリルの具体例としては、マロンジニトリル、コハ
ク酸ジニトリル、1,4-シクロヘキシルジニトリル、アゾ
ビス‐2-シアノプロパン、テトラメチルコハク酸ニトリ
ル、フタロニトリル、イソフタロニトリル、ジチアノン
などを例示することができる。
以上のジアミンとジニトリルは、各々単独に、あるいは
両方を併用して使うことができる。
(ニ)成分Aの調製 固体触媒成分の調製にあたり、まず塩化マグネシウムの
予備処理を行なうことが望ましい。これは、粉砕あるい
は溶解・析出という手法を用いて実施することができ
る。塩化マグネシウムの粉砕は、ボールミルあるいは振
動ミルを用いて行なうことができる。塩化マグネシウム
の溶解は、溶媒に炭化水素あるいはハロゲン化炭化水素
を用い、溶解促進剤にアルコール、リン酸エステルある
いはチタンアルコキシドなどを用いて実施することがで
きる。溶解した塩化マグネシウムの析出は、貧溶媒、無
機ハロゲン化物、、電子供与性(エステル等)あるいは
メチルハイドロジェンポリシロキサンなどを添加するこ
とにより実施することができる。塩化マグネシウムのこ
のような予備処理の詳細については特開昭53-45688号、
同54-31092号、同57-180612号、同58-5309号および同58
-5310号各公報を参照することができる。
予備処理された塩化マグネシウム(イ)とハロゲン化チ
タン(ロ)とジアミンまたはジニトリル(ハ)との接触
の順序は、ハロゲン化チタンとジアミンまたはジニトリ
ルの錯体を形成させてから、この錯体と塩化マグネシウ
ムとを接触させることによっても、また塩化マグネシウ
ムとハロゲン化チタンと接触させてからジアミンまたは
ジニトリルと接触させることによっても、塩化マグネシ
ウムとジアミンまたはジニトリルとを接触させてからハ
ロゲン化チタンと接触させることによってもよい。
接触の方法としては、ボールミル、振動ミルなどの粉砕
接触でもよく、あるいはハロゲン化チタンの液相中に塩
化マグネシウムまたは塩化マグネシウムまたは塩化マグ
ネシウムをジアミンまたはジニトリルで処理したものを
添加してもよい。
接触時間は、全成分が接触状態となってから10分間〜10
0時間程度であることがふつうである。
三成分ないし四成分接触後、あるいは各成分接触の中間
段階で、不活性溶媒による洗浄を行なってもよい。
このようにして生成した固体触媒成分のハロゲン化チタ
ン含有量は1〜20重量%、ジアミンまたはジニトリルと
ハロゲン化チタンとのモル比は0.01〜3.0程度である。
有機アルミニウム化合物(B) 本発明に用いられる有機アルミニウム化合物(B)とし
ては、トリアルキルアルミニウムが好ましい。トリアル
キルアルミニウムとしては、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i−ブチルアルミ
ニウム、トリn-ヘキシルアルミニウムなどが挙げられ
る。特に好ましいのは、トリエチルアルミニウムであ
る。また、アルキルアルミニウムハライドやアルキルア
ルミニウムアルコキシドなどの有機アルミニウム化合物
を併用することもできる。
重合において用いられる有機アルミニウム化合物(B)
と固体触媒(A)中のハロゲン化チタンとのモル比は、
10〜1000の範囲が通常用いられる。
電子供与性化合物(C) 本発明に用いられる電子供与性化合物(C)は、アルコ
キシ基含有有機ケイ素化合物およびエーテル化合物から
選ばれる化合物である。
アルコキシ基含有有機ケイ素化合物としては、アルコキ
シ基を持ったものおよびアルコキシ基とケイ素原子に結
合する炭化水素基としてフェニル基、シクロアルキル基
あるいは分枝鎖状アルキル基を持ったものが好ましく、
フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシ
ラン、2-ノルボルニルトリメトキシシラン、5-エチリデ
ン‐2-ノルボルニルトリエトキシシラン、第三ブチルト
リエトキシシラン、テトラエトキシシランなどが挙げら
れる。これらのうち、アルコキシ基が2個ないし3個の
ものが特に好ましい。
エーテルとしては、一般式 R1R2R3COR4または R1R2C(OR4で表わされる化合物が挙げられる。式中
R1は芳香族あるいは環状脂肪族の炭化水素(炭素数1〜
15程度)であり、R2、R3およびR4は炭化水素基(炭素数
1〜10程度)である。具体例としては、α‐クミルメチ
ルエーテル、α‐クミルエチルエーテル、1,1-ジフェニ
ルエチルメチルエーテル、1,1-ジフェニルエチルエチル
エーテル、α‐クミル第三ブチルエーテル、ジα‐クミ
ルエーテル、1,1-ジトリルエチルメチルエーテル、1,1-
ジトリルエチルエチルエーテル、ビス(1,1-ジトリルエ
チル)エーテル、1-トリル‐1-メチルエチルメチルエー
テル、フェニルメチルジメトキシメタン、ジフェニルジ
メトキシメタン、トリルメチルジエトキシメタン、2-ノ
ルボルナンメチルジメトキシメタン、ビス(2-ノルボル
ナン)ジメトキシメタン、5-エチリデン‐2-ノルボルナ
ンメチルジメトキシメタンなどを挙げることができる。
その他のエーテルとしては、1,8-シネオール、1,4-シネ
オール、メターシネオールなどを挙げることができる。
使用される電子供与性化合物(C)と有機アルミニウム
化合物(B)とのモル比は、通常0.01〜1.0、好ましく
は0.02〜0.5、である。
重 合 本発明の触媒系を用いるオレフィン類の重合は、エチレ
ン、プロピレンおよびブテンの単独重合、あるいはこれ
ら各モノマーを組合せた共重合において好適に行なわれ
る。
重合は不活性溶媒の存在下でも、あるいは不存在下すな
わち気相あるいは液相の塊状重合でも、実施できる。重
合様式は、連続式でも回分式でもよい。重合体の分子量
は、重合槽の水素濃度を制御することにより調節され得
る。重合温度は0〜200℃、好ましくは50〜100℃、の範
囲が選ばれる。重合圧力は、1〜100気圧の範囲がふつ
うである。
実験例 実施例‐1 1) チタン含有固体触媒成分の製造 充分に窒素置換した300mlフラスコに、脱水および脱酸
素したn-ヘプタン50mlを導入し、次いでMgCl2(塩化マ
グネシウム)(イ)を0.1モル、Ti(OBu)(テトラブ
トキシチタン)を0.2モル導入後、90℃にて2時間反応
させて、MgCl2の炭化水素溶液を調製した。次いで、メ
チルハイドロジエンポリシロキサン(20cps)を12ml加
えて40℃で3時間反応させたところ、約40gの灰白色の
固体が析出した。この析出固体をn-ヘプタンで充分に洗
浄して分析したところ、この析出固体には12.1重量%の
MgCl2が含まれていた。
この析出固体から20g(MgCl2=2.43g)をサンプリング
して、SiCl4(四塩化ケイ素)7.5mlおよびイソホロンジ
アミン(ハ)2.55gを加えて反応させた(n-ヘプタン70m
lの溶媒中で30℃/1時間、次いで70℃/1時間)。反応終
了後、生成物をn-ヘプタンで洗浄した。得られた固体生
成物のn-ヘプタンスラリー中へTiCl4(四塩化チタン)
(ロ)25mlを加えて90℃にて1時間処理を行ない、上澄
み液を除去後、再び一条件でのTiCl4との接触処理を行
なった。この処理後、デカンテーションにより固体を洗
浄して(nヘプタン200mlで5回)、目的とするチタン
含有固体触媒成分(A)スラリーを得た。このスラリー
の一部をサンプリングしてn-ヘプタンを蒸発乾固後に分
析したところ、固体中には5.21重量%のチタンが含まれ
ていることが判った。
2) プロピレンの重合 内容積3リットルの攪拌装置を備えたオートクレーブ
に、乾燥および脱気したn−ヘプタン1.5リットル、フ
ェニルトリエトキシシラン(C)320mg、トリエチルア
ルミニウム(B)750mgおよび上記固体触媒成分(A)
スラリーより固体触媒成分で50mgをプロピレン雰囲気下
でこの順序で導入し、水素200mlを加えて重合を開始し
た。重合は、プロピレン圧力7Kg/cm2G、70℃/3時間の条
件で行なった。重合終了後、残存モノマーをパージし、
ポリマースラリーを別して、粉体ポリマーの乾燥およ
び液の濃縮によりそれぞれの生成ポリマー量を求め
た。
この粉体ポリマーの立体規則性(以下、製品IIという)
は、沸騰n-ヘプタン抽出試験により求めた。また、全II
(全生成ポリマー量に対する沸騰n-ヘプタン不溶性ポリ
マー量の割合)は、全II=粉体ポリマー量×製品II/
(粉体ポリマー量+液濃縮ポリマー量)なる関係式で
求めた。MI(メルトフローインデックス)は、 ASTM-D-1238に準じて測定した。得られた結果は、表‐
1に記す通りであった。
実施例‐2〜4 チタン含有固体触媒成分の製造に際して、成分(A)で
定義されているジアミンまたはジニトリル(ハ)の種類
を変える以外は実施例‐1と同一の条件、方法にて固体
触媒成分を製造し、プロピレンの重合を行った。得られ
た結果は、表‐1に記す通りであった。
実施例‐5〜8 実施例‐1を繰返したが、成分(C)で定義されている
電子供与性化合物をフェニルトリエトキシシランから表
‐2に示されている化合物に変えた。重合試験の結果
は、表‐2に記す通りであった。
実施例‐9〜12 実施例‐3を繰返したが、成分(C)で定義されている
電子供与性化合物をフェニルトリエトキシシランから表
‐2に示されている化合物に変えた。重合試験の結果
は、表‐2に記す通りであった。
比較例‐1、2 チタン含有固体触媒成分の製造に際して、成分(A)で
定義されているジアミンまたはジニトリルを全く使用し
ないかあるいは公知のカルボン酸エステルを用いること
以外は、実施例‐1と同一条件、方法にて実験を行っ
た。得られた結果は、表‐3に記す通りであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、チーグラー触媒に関する本発明の技術内容の
理解を助けるためのものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オレフィン類を、(A)ハロゲン化マグネ
    シウム、ハロゲン化チタンおよび下記のジアミンまたは
    ジニトリルを必須成分とする固体触媒成分、(B)有機
    アルミニウム化合物および(C)アルコキシ基含有有機
    ケイ素化合物およびエーテル化合物から選ばれる電子供
    与性化合物から成る触媒に接触させて重合させることを
    特徴とする、オレフィン重合体の製造法。 ジアミン:2個のアミノ基が炭素原子3〜5個を介して存
    在する 式 H2N−R−NH2で表わされる化合物(式中、Rは炭素
    数15までの脂肪族あるいは芳香族の炭化水素基またはハ
    ロゲン含有炭化水素基である)。 ジニトリル:2個のニトリル基が炭素原子1〜3個を介し
    て存在する 式 NC−R′−CNで表わされる化合物(式中、R′は炭
    素数15までの脂肪族あるいは芳香族の炭化水素基または
    ハロゲン含有炭化水素基である)。
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