JPH0786124B2 - 高剛性ポリプロピレンの製造法 - Google Patents

高剛性ポリプロピレンの製造法

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JPH0786124B2
JPH0786124B2 JP15604289A JP15604289A JPH0786124B2 JP H0786124 B2 JPH0786124 B2 JP H0786124B2 JP 15604289 A JP15604289 A JP 15604289A JP 15604289 A JP15604289 A JP 15604289A JP H0786124 B2 JPH0786124 B2 JP H0786124B2
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iii
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高剛性ポリプロピレンの製造法に関する。更
に詳しくは、著しく透明性の優れた高剛性ポリプロピレ
ンを製造する方法に関する。
[従来の技術とその課題] 本出願人は、先に、特定の方法によって得られた三塩化
チタン組成物と有機アルミニウム化合物および芳香族カ
ルボン酸エステルを特定の使用割合を組み合わせてなる
触媒を用いて高剛性ポリプロピレンを製造する方法(特
開昭58−104,907号公報、以下先願発明という。)を提
案しており、該先願発明の方法によれば、なんら特別な
添加剤を添加しなくても、従来公知の方法により得られ
たポリプロピレンに比べ著しく高い剛性を有する成形品
が得られるポリプロピレンを製造することが可能となっ
た。
しかしながら、先願発明の方法により得られたポリプロ
ピレンは上記の様な高剛性を有してはいるものの、半透
明な為、用途分野においては商品価値を損なう場合があ
り、透明性の向上が望まれていた。
一方、ポリプロピレンの透明性を改良する試みや、剛性
を改良する他の試みとして、ビニルシクロヘキサン、p
−t−ブチルスチレン、アリルトリメチルシランや4,4
−ジメチルペンテン−1等の非直鎖オレフィンを少量重
合させて予場活性化処理した触媒や、非直鎖オレフィン
で予備活性化処理した後、更にプロピレンで予備活性化
処理した触媒を用いてプロピレンの重合を行う方法(特
開昭60−139,710号公報,特開昭63−15,803号公報、特
開昭63−15,804号公報、特開昭63−37,105号公報、特開
昭63−218,709号公報等)が提案されているが、本発明
者等が該提案の方法に従ってポリプロピレンの製造を行
ったところ、いずれの方法においてもプロピレンの重合
活性が低下するのみならず塊状ポリマーの生成や、重合
器壁へのスケール付着、重合反応のコントロール性不良
といった運転上の課題が生じるので、工業的な長期間の
連続重合法、特にプロピレンの重合を気相で行う気相重
合法においては採用できない方法であった。
更に、得られたポリプロピレンの剛性は、先願発明の方
法にて得られたポリプロピレンに比較して低いものであ
り、不十分であった。また、該ポリプロピレンをフィル
ム加工した場合には透明性において一定の改良が見られ
たものの、該フィルムにはボイドが多数発生しており、
商品価値を損なうものであった。
また同様な技術として、プロピレン重合用遷移金属触媒
成分の製造途中でビニルシクロヘキサン重合体やアリル
トリメチルシラン重合体等の非直鎖オレフィン重合体を
添加して得られた該触媒成分を用いてプロピレンを重合
する方法(特開昭63−69,809号公報)が提案されている
が、該提案の方法は、別途非直鎖オレフィン重合体を製
造する工程が必要である為、工業上の不利を伴うばかり
でなく、既述の先行技術と同様な不十分な剛性、フィル
ムのボイド発生という課題を有していた。
本発明者等は、先に述べた先願発明や上記の従来技術が
抱えている諸課題を解決する、透明性の改良された高剛
性ポリプロピレンの製造方法について鋭意研究した。そ
の結果、特定の方法によって直鎖オレフィン−非直鎖オ
レフィンブロック共重合体を含有せしめた三塩化チタン
組成物を見いだし、この三塩化チタン組成物と有機アル
ミニウム化合物、更には芳香族カルボン酸エステルの特
定量を組み合わせてなる触媒を使用してポリプロピレン
を製造する場合には、既述した従来技術の製造上および
品質上の課題を解決し、また先願発明の方法により得ら
れたポリプロピレンに比べて、著しく優れた透明性を有
するばかりでなく、剛性についても更に向上することを
見い出し、本発明に至った。
以上の説明から明らかなように本発明の目的は、ボイド
の発生が極めて少ない、透明性に著しく優れた高剛性ポ
リプロピレンの製造法を提供するにある。他の目的は、
ボイドの発生が極めて少ない、透明性に著しく優れた高
剛性ポリプロピレンを提供するにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は以下の構成を有する。
(1)有機アルミニウム化合物(A1)若しくは有機ア
ルミニウム化合物(A1)とエーテル化合物との反応生成
物(I)に四塩化チタンを反応させて得られた固体生成
物(II)を、直鎖オレフィンおよび下記,および
から選ばれた1種以上の非直鎖オレフィンでそれぞれ1
回以上、多段に重合処理し、直鎖オレフィン重合体ブロ
ックの重量比が2/98〜98/2である直鎖オレフィン−非直
鎖オレフィンブロック共重合体を形成せしめた後、更に
エーテル化合物とTiX4及び/又はSiX4(Xはハロゲン)
とを反応させる方法によって得られる三塩化チタン組成
物(III)であって前記、直鎖オレフィンと前記非直鎖
オレフィンとのブロック共重合体の直鎖オレフィン重合
体ブロックを0.1重量%〜49.5重量%、および前記非直
鎖オレフィンの重合体ブロックを0.01重量%〜49.5重量
%含有してなる三塩化チタン組成物(III)と 有機アルミニウム化合物(A2)、および 芳香族カルボン酸エステル(E) とを組み合わせ、該芳香族カルボン酸エステル(E)と
該三塩化チタン組成物(III)のモル比を(E)/(II
I)=0.1〜10.0とし、該有機アルミニウム化合物(A2
と該塩化チタン組成物(III)のモル比を(A2)/(II
I)=0.1〜200とした触媒を用いてプロピレンを重合さ
せることを特徴とする高剛性ポリプロピレンの製造法。
CH2=CH−R3 (式中、R3はケイ素を含んでいてもよい炭化水素の飽和
環状構造を有する、ケイ素を含んでいてもよい炭素数3
から18の含飽和環炭化水素気基を表わす。)で示される
含飽和環炭化水素単量体。
(式中、R4はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から3
までの鎖状炭化水素基、またはケイ素を表わし、R5,R6,
R7はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖
状炭化水素基を表わすが、R5,R6,R7のいずれか1個は水
素であってもよい。)で示される枝鎖オレフィン類。
(式中、nは0,1、mは1,2のいずれかであり、R8はケイ
素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖状炭化水
素基を表わし、R9はケイ素を含んでいてもよい炭素数1
から12までの炭化水素基、水素、またはハロゲンを表わ
し、mが2の時、各R9は同一でも異なっていてもよ
い。)で示される芳香族系単量体。
(2)有機アルミニウム化合物(A1)として、一般式が
A1R ・X3−(p+p′)(式中、R1,R2はア
ルキル基、シクロアルキル基、アリール基等の炭化水素
基またはアルコキシ基を、Xはハロゲンを表わし、また
p,p′は0<p+p′≦3の任意の数を表わす。)で表
わされる有機アルミニウム化合物を用いる前記第1項に
記載の製造法。
(3)有機アルミニウム化合物(A2)として、ジアルキ
ルアルミニウムモノハライドを用いる前記第1項に記載
の製造法。
(4)三塩化チタン組成物(III)に代えて、三塩化チ
タン組成物(III)と有機アルミニウム化合物を組み合
わせ、少量のオレフィンを反応させて予備活性化した触
媒成分を使用する前記第1項に記載の製造法。
(5)得られるポリプロピレンのアイソタクチックペン
タッド分率(P)とメルトフローレート(MFR)の関係
が、 1.00≧P≧0.015 log MFR+0.955 の範囲内にある前記第1項に記載の製造法。
本発明の構成について以下に詳述する。
本発明に用いる三塩化チタン組成物(III)は、少なく
とも1個の直鎖オレフィン重合体ブロックと少なくとも
1個の非直鎖オレフィン重合体ブロックを有する、直鎖
オレフィン−非直鎖オレフィンブロック共重合体(以
後、特定のブロック共重合体と省略していうことがあ
る。)を含有する三塩化チタン組成物(III)である
が、その製造方法について説明する。
三塩化チタン組成物(III)の製造はつぎのように行
う。まず、有機アルミニウム化合物(A1)とエーテル化
合物とを反応させて反応生成物を(I)を得て、この
(I)と四塩化チタンとを反応させて得られる固体生成
物(II)、若しくは有機アルミニウム化合物(A1)と四
塩化チタンとを反応させて得られる固体生成物(II)
を、直鎖オレフィンおよび非直鎖オレフィンでそれ
ぞれ1回以上、多段に重合処理し、直鎖オレフィン−非
直鎖オレフィンブロック共重合体を形成せしめた後、更
にエーテル化合物とTiX4及び/又はSiX4とを反応させて
得られる最終の固体生成物(III)として、本発明に用
いる三塩化チタン組成物(III)が製造される。
なお、本発明で「重合処理する」とは、直鎖オレフィン
若しくは非直鎖オレフィンを重合可能な条件下に固定生
成物(II)に接触せしめて直鎖オレフィン若しくは非直
鎖オレフィンを重合せしめることをいう。この重合処理
で固体生成物(II)は重合体で被覆された状態となる。
上述の有機アルミニウム化合物(A1)とエーテル化合物
との反応は、溶媒(D)中で−20℃〜200℃、好ましく
は−10℃〜100℃で30秒〜5時間行う。有機アルミニウ
ム化合物(A1),(B1),(D)の添加順序に制限はな
く、使用する量比は有機アルミニウム化合物(A1)1モ
ルに対しエーテル化合物0.1モル〜8モル、好ましくは
1〜4モル、溶媒0.5L〜5L、好ましくは0.5L〜2Lであ
る。
かくして反応生成物(I)が得られる。反応生成物
(I)は分離をしないで反応終了したままの液状態(反
応生成液(I)ということがある。)で次の反応に供す
ることができる。
この反応生成物(I)と四塩化チタンとを、若しくは有
機アルミニウム化合物(A1)と四塩化チタンとを反応さ
せて得られる固体生成物(II)を直鎖オレフィンおよび
非直鎖オレフィンで多段に重合処理する方法としては、
反応生成物(I)若しくは有機アルミニウム化合物
(A1)と四塩化チタンとの反応の任意の過程で、直鎖オ
レフィンおよび非直鎖オレフィンを多段に添加して固体
生成物(II)を多段に重合処理する方法、反応生成物
(I)若しくは有機アルミニウム化合物(A1)と四塩化
チタンとの反応終了後、直鎖オレフィンおよび非直鎖オ
レフィンを多段に添加して固体生成物(II)を多段に重
合処理する方法、および反応生成物(I)若しくは有
機アルミニウム化合物(A1)と四塩化チタンとの反応終
了後、濾別またはデカンテーションにより液状部分を分
離除去した後、得られた固体生成物(II)を溶媒に懸濁
させ、更に有機アルミニウム化合物を添加後、直鎖オレ
フィンおよび非直鎖オレフィンを多段に添加し、重合処
理する方法がある。
また、直鎖オレフィンと非直鎖オレフィンを用いて、多
段に行う重合処理の順序については、直鎖オレフィン、
非直鎖オレフィンのいずれを先にしてもよいが、得られ
た最終の三塩化チタン組成物(III)の使用時のおける
重合運転性および得られたポリプロピレンの品質の面か
ら、最初に直鎖オレフィンで重合処理し、引き続いて
非直鎖オレフィンで重合処理することが好ましい。こ
の多段の重合処理によって直鎖オレフィン−非直鎖オレ
フィンブロック共重合体が形成され、該ブロック共重合
体によって固体生成物(II)は被覆された状態となる。
更にまた、多段の重合処理は上記したように、直鎖オレ
フィンおよび非直鎖オレフィンをそれぞれ最低1回ずつ
用いることにより本発明の目的を達する三塩化チタン組
成物(III)が得られるが、2回以上、例えば非直鎖オ
レフィンの重合処理後に更に直鎖オレフィンを添加し
て重合処理を行うこと等も可能である。
反応生成物(I)若しくは有機アルミニウム化合物
(A1)と四塩化チタンとの反応は、反応の任意の過程で
の直鎖オレフィンおよび非直鎖オレフィンの添加の有無
にかかわらず、−10℃〜200℃、好ましくは0℃〜100℃
で5分〜10時間行う。
溶媒は用いない方が好ましいが、脂肪族または芳香族炭
化水素を用いることができる。(I)若しくは有機アル
ミニウム化合物(A1)、四塩化チタン、および溶媒の混
合は任意の順に行えば良く、直鎖オレフィンおよび非直
鎖オレフィンの添加も、どの段階で行っても良い。
(I)若しくは有機アルミニウム化合物(A1)、四塩化
チタン、および溶媒の全量の混合は5時間以内に終了す
るのが好ましく、混合中も反応が行われる。全量混合
後、更に5時間以内反応を継続することが好ましい。
反応に用いるそれぞれの使用量は四塩化チタン1モルに
対し、溶媒0〜3,000ml、反応生成物(I)若しくは有
機アルミニウム化合物(A1)は、該(I)若しくは該
(A1)中のAl原子数と四塩化チタン中のTi原子数の比
(A1/Ti)で0.05〜10、好ましくは0.06〜0.3である。
直鎖オレフィンおよび非直鎖オレフィンによる重合処理
は、反応生成物(I)若しくは有機アルミニウム化合
物(A1)と四塩化チタンとの反応の任意の過程で直鎖オ
レフィンおよび非直鎖オレフィンを添加する場合、およ
び反応生成物(I)若しくは有機アルミニウム化合物
(A1)と四塩化チタンとの反応終了後、直鎖オレフィン
および非直鎖オレフィンを添加する場合は、直鎖オレフ
ィン、非直鎖オレフィンによるいずれの重合処理におい
ても反応温度0℃〜90℃で1分〜10時間、反応圧力は大
気圧(0kgf/cm2G)〜10kgf/cm2Gの条件下で、固体生成
物(II)100g当り、直鎖オレフィン0.1g〜100kg、およ
び非直鎖オレフィン0.01g〜100kgを用いて、最終の固体
生成物(III)、即ち本発明に用いる三塩化チタン組成
物(III)中の直鎖オレフィン重合体ブロックの含有量
が0.1重量%〜49.5重量%、ならびに非直線オレフィン
重合体ブロックの含有量が0.01重量%〜49.5重量%とな
るように、また、直鎖オレフィン重合体ブロックと非直
線オレフィン重合体ブロックの重量比が2/98〜98/2とな
るように多段に重合させる。
該直鎖オレフィン重合体ブロックの含有量が0.1重量%
未満では、得られた三塩化チタン組成物を使用した際の
運転性の改善および得られたポリオレフィンのボイド抑
制の効果が不十分であり、また49.5重量%を超えても該
効果の向上が顕著でなくなり、操作上および経済上の不
利となる。
更に、該非直鎖オレフィン重合体ブロックの含有量が0.
01重量%未満では透明性の向上効果が不十分であり、4
9.5重量%を超えると効果の向上が顕著でなくなり、操
作上および経済上の不利となる。
また直鎖オレフィン重合体ブロックと非直鎖オレフィン
重合体ブロックの重量比については運転性の改善効果、
ボイド抑制効果および透明性の向上効果のバランスから
2/98〜98/2とすることが好ましい。
直鎖オレフィンおよび非直鎖オレフィンによる多段重合
処理を、反応生成物(I)若しくは有機アルミニウム
化合物(A1)と四塩化チタンとの反応終了後、濾別また
はデカンテーションにより液状部分を分離除去した後、
得られた固体生成物(II)を溶媒に懸濁させてから行う
場合には、直鎖オレフィン、非直鎖オレフィンによるい
ずれの重合処理においても固体生成物(II)100gに対
し、溶媒100ml〜5,000ml、有機アルミニウム化合物0.5g
〜5,000gの存在下、反応温度0℃〜90℃で1分〜10時
間、反応圧力は大気圧(0kgf/cm2G)〜10kgf/cm2Gの条
件下で、固体生成物(II)100g当り、直鎖オレフィン0.
1g〜100kg、および非直鎖オレフィン0.01g〜100kgを用
いて、最終の固体生成物(III)、即ち本発明に用いる
三塩化チタン組成物(III)中の直鎖オレフィン重合体
ブロックの含有量が0.1重量%〜49.5重量%、ならびに
非直線オレフィン重合体ブロックの含有量が0.01重量%
〜49.5重量%となるように、また、直鎖オレフィン重合
体ブロックと非直線オレフィン重合体ブロックの重量比
が2/98〜98/2となるように多段に重合させる。
上述したいずれの多段重合処理においても、直鎖オレフ
ィン若しくは非直鎖オレフィンによる各段階の重合処理
が終了した後は、該反応混合物をそのまま次段階の重合
処理に用いることができる。また、共存する溶媒、未反
応の直鎖オレフィン若しくは非直鎖オレフィン、および
有機アルミニウム化合物等を濾別若しくはデカンテーシ
ョン等で除き、再度溶媒と有機アルミニウム化合物を添
加して、次段階の非直鎖オレフィン若しくは非直鎖オレ
フィンによる重合処理に用いてもよい。
重合処理時に用いる溶媒は脂肪族炭化水素が好ましく、
有機アルミニウム化合物は反応生成物(I)を得る際に
用いたもの、若しくはエーテル化合物と反応させること
なく直接四塩化チタンとの反応に用いたものと同じもの
であっても、異なったものでもよい。
反応終了後は、濾別またはデカンテーションにより液状
部分を分離除去した後、更に溶媒で洗浄を繰返した後、
得られた重合処理を施した固体生成物(以下固体生成物
(II−A)ということがある)を溶媒に懸濁状態のまま
次の工程に使用しても良く、更に乾燥して固形物として
取り出して使用しても良い。
固体生成物(II−A)は、ついで、これにエーテル化合
物とTiX4及び/又はSiX4とを反応させる。この反応は溶
媒を用いないでも行うことができるが、樹脂族炭化水素
を用いる方が好ましい結果が得られる。
使用する量は固体生成物(II−A)100gに対して、
(B2)0.1g〜1,000g、好ましくは0.5g〜200g、(F)0.
1g〜1,000g、好ましくは0.2g〜500g、溶媒0〜3,000m
l、好ましくは100〜1,000mlである。
反応方法としては、固体生成物(II−A)に好ましく
はエーテル化合物である電子供与体(B2)および電子受
容体(F)を同時に反応させる方法、(II−A)に
(F)を反応させた後、(B2)を反応させる方法、
(II−A)に(B2)を反応させた後、(F)を反応させ
る方法、(B2)と(F)を反応させた後、(II−A)
を反応させる方法があるがいずれの方法でも良い。
反応条件は、上述の,の方法においては、40℃〜20
0℃、好ましくは50℃〜100℃で30秒〜5時間反応させる
ことが望ましく、の方法においては(II−A)と
(B2)の反応を0℃〜50℃で1分〜3時間反応させた
後、(F)とは前記、と同様な条件下で反応させ
る。
またの方法においては(B2)と(F)を10℃〜100℃
で30分〜2時間反応させた後、40℃以下に冷却し、(II
−A)を添加した後、前記、と同様な条件下で反応
させる。
固体生成物(II−A)、(B2)および(F)の反応終了
後は濾別またはデカンテーションにより液状部分を分離
除去した後、更に溶媒で洗浄を繰返し、本発明に用いる
直鎖オレフィン重合体ブロックと比直鎖オレフィン重合
体ブロックの重量比が2/98〜98/2である直鎖オレフィン
−非直鎖オレフィンブロック共重合体を、直鎖オレフィ
ン重合体ブロックとして0.1重量%〜49.5重量%、非直
鎖オレフィン重合体ブロックとして0.1重量%〜49.5重
量%含有する、最終の三塩化チタン組成物(III)が得
られる。
本発明に用いる三塩化チタン組成物(III)の製造に使
用する有機アルミニウム化合物(A1)としては、一般式
がA1R ・X3−(p+p′)(式中、R1、R2
はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基等の炭化
水素基またはアルコキシ基を、Xはハロゲンを表わし、
またp,p′は0<p+p′≦3の任意の数を表わす。)
で表わされる有機アルミニウム化合物が使用される。
その具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエ
チルアルミニウム、トリn−プロピルアルミニウム、ト
リn−ブチルアルミニウム、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、トリi−ヘキシル
アルミニウム、トリ2−メチルペンチルアルミニウム、
トリn−オクチルアルミニウム、トリn−デシルアルミ
ニウム等のトリアルキルアルミニウム類、ジエチルアル
ミニウムモノクロライド、ジn−プロピルアルミニウム
モノクロライド、ジi−ブチルアルミニウムモノクロラ
イド、ジエチルアルミニウムモノフルオライド、ジエチ
ルアルミニウムモノブロマイド、ジエチルアルミニウム
モノアイオダイド等のジアルキルアルミニウムモノハラ
イド類、ジエ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類、メチルアルミニウム
セスキクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライ
ド等のアルキルアルミニウムセスキハライド類、エチル
アルミニウムジクロライド、i−ブチルアルミニウムジ
クロライド等のモノアルキルアルミニウムジハライド類
などがあげられ、他にモノエトキシジエチルアルミニウ
ム、ジエトキシモノエチルアルミニウム等のアルコキシ
アルキルアルミニウム類を用いることもできる。これら
の有機アルミニウム化合物は2種類以上を混合して用い
ることもできる。
本発明に用いる好ましくはエーテル化合物である電子供
与体としては、以下に示す種々のものが示されるが、
(B1)、(B2)としてはエーテル類を主体に用い、他の
電子供与体はエーテル類と共用するのが好ましい。
電子供与体として用いられるものは、酸素、窒素、硫
黄、燐のいずれかの原子を有する有機化合物、すなわ
ち、エーテル類、アルコール類、エステル類、アルデヒ
ド類、脂肪酸類、ケトン類、ニトリル類、アミン類、ア
ミド類、尿素又はチオ尿素類、イソシアネート類、アゾ
化合物、ホスフィン類、ホスファイト類、ホスフィナイ
ト類、硫化水素又はチオエーテル類、チオアルコール類
などである。
具体例としては、ジエチルエーテル、ジn−プロピルエ
ーテル、ジn−ブチルエーテル、ジイソアミルエーテ
ル、ジn−ペンチルエーテル、ジn−ヘキシルエーテ
ル、ジi−ヘキシルエーテル、ジn−オクチルエーテ
ル、ジi−オクチルエーテル、ジn−ドデシルエーテ
ル、ジフェニルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、メタ
ノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペン
タノール、ヘキサノール、オクタノール、フェノール、
クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、ナフト
ール等のアルコール類、若しくはフェノール類、メタク
リル酸メチル、酢酸エチル、ギ酸ブチル、酢酸アミル、
酪酸ビニル、酢酸ビニル、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
2−エチルヘキシル、トルイル酸メチル、トルイル酸エ
チル、トルイル酸2−エチルヘキシル、アニス酸メチ
ル、アニス酸エチル、アニス酸プロピル、ケイ皮酸エチ
ル、ナフトエ酸メチル、ナフトエ酸エチル、ナフトエ酸
プロピル、ナフトエ酸ブチル、ナフトエ酸2−エチルヘ
キシル、フェニル酢酸エチルなどのエステル類、アセト
アルデヒド、ベンズアルデヒドなどのアルデヒド類、ギ
酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、修酸、こはく酸、アク
リル酸、マレイン酸などの脂肪酸、安息香酸などの芳香
族酸、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
ベンゾフェノンなどのケトン類、アセトニトリル等のニ
トリル類、メチルアミン、ジエチルアミン、トリブチル
アミン、トリエタノールアミン、β(N,N−ジメチルア
ミノ)エタノール、ピリジン、キノリン、α−ピコリ
ン、2,4,6−トリメチルピリジン、N,N,N′,N′−テトラ
メチルエチレンジアミン、アニリン、ジメチルアニリン
などのアミン類、ホルムアミド、ヘキサメチルリン酸ト
リアミド、N,N,N′,N′,N″−ペンタメチル−N′−β
−ジメチルアミノメチルリン酸トリアミド、オクタメチ
ルピロホスホルアミド等のアミド類、N,N,N′,N′−テ
トラメチル尿素等の尿素顔、フェニルイソシアネート、
トリイルイソシアネートなどのイソシアネート類、アゾ
ベンゼンなどのアゾ化合物、エチルホスフィン、トリエ
チルホスフィン、トリn−ブチルホスフィン、トリn−
オクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリフ
ェニルホスフィンオキシドなどのホスフィン類、ジメチ
ルホスファイト、ジn−オクチルホスファイト、トリエ
チルホスファイト、トリn−ブチルホスファイト、トリ
フェニルホスファイトなどのホスファイト類、エチルジ
エチルホスフィナイト、エチルジブチルホスフィナイ
ト、フェニルジフェニルホスフィナイトなどのホスフィ
ナイト類、ジエチルチオエーテル、ジフェニルチオエー
テル、メチルフェニルチオエーテル、エチレンサルファ
イド、プロピレンサルファイドなどのチオエーテル類、
エチルチオアルコール、n−プロピルチオアルコール、
チオフェノールなどのチオアルコール類などをあげるこ
ともできる。
これらの電子供与体は混合して使用することもできる。
反応生成物(I)を得るための電子供与体(B1)、固体
生成物(II−A)に反応させる(B2)のそれぞれは同じ
であっても異なっていてもよい。
本発明で使用する好ましくはTiX4及び/又はSiX4である
電子受容体(F)は周期律表IV族の元素のハロゲン化物
に代表される。具体例としては、四塩化ケイ素、四塩化
チタンなどがあげられ、これらは混合して用いることも
できる。最も好ましいのは四塩化チタンおよび四塩化ケ
イ素である。
溶媒としてはつぎのものが用いられる。脂肪族炭化水素
としては、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタ
ン、n−オクタン、i−オクタン等が示され、また、脂
肪族炭化水素の代りに、またはそれと共に、四塩化炭
素、クロロホルム、ジクロルエタン、トリクロルエチレ
ン、テトラクロルエチレン等のハロゲン化炭化水素も用
いることができる。
芳香族化合物として、ベンゼン、ナフタリン等の芳香族
炭化水素、及びその誘導体であるメシチレン、デュレ
ン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、2−エチ
ルナフタレン、1−フェニルナフタリン等のアルキル置
換体、モノクロルベンゼン、クロルトルエン、クロルキ
シレン、クロルエチルベンゼン、ジクロルベンゼン、ブ
ロムベンゼン等のハロゲン化物等が示される。
重合処理に用いる直鎖オレフィンとしては、エチレン、
プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1
等の直鎖オレフィンが用いられ、特にエチレン、プロピ
レンが好ましく用いられる。これらの直鎖オレフィンは
1種以上が用いられる。
重合処理に用いる非直鎖オレフィンは、 次式、 CH2=CH−R3 (式中、R3は、ケイ素を含んでいてもよい炭化水素の飽
和環状構造を有する、ケイ素を含んでいてもよい炭素数
3から18の含飽和環炭化水素気基を表わす。)で示され
る含飽和環炭化水素単量体、 次式、 (式中、R4はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から3
までの鎖状炭化水素基、またはケイ素を表わし、R5,R6,
R7はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖
状炭化水素基を表わすが、R5,R6,R7のいずれか1個は水
素であってもよい。)で示される枝鎖オレフィン類や、 次式、 (式中、nは0、1、mは1、2のいずれかであり、R8
はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖状
炭化水素基を表わし、R9はケイ素を含んでいてもよい炭
素数1から12までの炭化水素基、水素、またはハロゲン
を表わし、mが2の時、各R9は同一でも異なっていても
よい。)で示される芳香族系単量体である。
具体的に示すと、の含飽和環炭化水素単量体の例とし
ては、ビニルシクロプロパン、ビニルシクロブタン、ビ
ニルシクロペンタン、3−メチルビニルシクロペンタ
ン、ビニルシクロヘキサン、2−メチルビニルシクロヘ
キサン、3−メチルビニルシクロヘキサン、4−メチル
ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘプタン等のビニ
ルシクロアルカン類、アリルシクロペンタン、アリルシ
クロヘキサン等のアリルシクロアルカン類などのほか、
シクロトリメチレンビニルシラン、シクロトリメチレン
メチルビニルシラン、シクロテトリメチレンビニルシラ
ン、シクロテトラメチレンメチルビニルシラン、シクロ
ペンタメチレンビニルシラン、シクロペンタメチレンメ
チルビニルシラン、シクロペンタメチレンエチルビニル
シラン、シクロヘキサメチレンビニルシラン、シクロヘ
キサメチレンメチルビニルシラン、シクロヘキサメチレ
ンエチルビニルシラン、シクロテトラメチレンアリルシ
ラン、シクロテトラメチレンメチルアリルシラン、シク
ロペンタメチレンアリルシラン、シクロペンタメチレン
メチルアリルシラン、シクロペンタメチレンエチルアリ
ルシラン等の飽和環状構造内にケイ素原子を有する含飽
和環炭化水素単量体や、シクロブチルジメチルビニルシ
ラン、シクロペンチルジメチルビニルシラン、シクロペ
ンチルエチルメチルビニルシラン、シクロペンチルジエ
チルビニルシラン、シクロヘキシルビニルシラン、シク
ロヘキシルジメチルビニルシラン、シクロヘキシルエチ
ルメチルビニルシラン、シクロブチルジメチルアリルシ
ラン、シクロペンチルジメチルアリルシラン、シクロヘ
キシルメチルアリルシラン、シクロヘキシルジメチルア
リルシラン、シクロヘキシルエチルメチルアリルシラ
ン、シクロヘキシルジエチルアリルシラン、4−トリメ
チルシリルビニルシクロヘキサン、4−トリメチルシリ
ルアリルシクロヘキサン等の飽和環状構造外にケイ素原
子を含んだ含飽和環炭化水素単量体などがあげられる。
の枝鎖オレフィン類の例としては、3−メチルブテン
−1、3−メチルペンテン−1、3−エチルペンテン−
1等の3位枝鎖オレフィン、4−エチルヘキセン−1、
4,4−ジメチルペンテン−1、4,4−ジメチルヘキセン−
1等の4位枝鎖オレフィン、ビニルトリメチルシラン、
ビニルトリエチルシラン、ビニルトリn−ブチルシラ
ン、アリルトリメチルシラン、アリルエチルジメチルシ
ラン、アリルジエチルメチルシラン、アリルトリエチル
シラン、アリルトリn−プロピルシラン、3−ブテニル
トリメチルシラン、3−ブテニルトリエチルシラン等の
アルケニルシラン類や、ジメチルジアリルシラン、エチ
ルメチルジアリルシラン、ジエチルジアリルシラン等の
ジアリルシラン類等があげられる。
また、の芳香族系単量体としては、スチレン、および
その誘導体であるo−メチルスチレン、p−t−ブチル
スチレン等のアルキルスチレン類、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−ジメチルスチレン等のジアルキルスチレン
類、2−メチル−4−フルオロスチレン、2−エチル−
4−クロロスチレン、o−フルオロスチレン、p−フル
オロスチレン等のハロゲン置換スチレン類、p−トリメ
チルシリルスチレン、m−トリエチルシリルスチレン、
p−エチルジメチルシリルスチレン等のトリアルキルシ
リルスチレン類、o−アリルトルエン、p−アリルトリ
エン等のアリルトルエン類、2−アリル−p−キシレ
ン、4−アリル−o−キシレン、5−アリル−m−キシ
レン等のアリルキシレン類、ビニルジメチルフェニルシ
ラン、ビニルエチメチルフェニルシラン、ビニルジエチ
ルフェニルシラン、アリルジメチルフェニルシラン、ア
リルエチルメチルフェニルシラン等のアルケニルフェニ
ルシラン類、また、4−(o−トリル)−ブテン−1や
1−ビニルナフタレン等があげられ、これらの非直鎖オ
レフィンは1種以上が使用される。
以上のようにして得られた三塩化チタン組成物(III)
と有機アルミニウム化合物(A2)、および芳香族カルボ
ン酸エステル(E)とを後述する所定量でもって組み合
せ、本発明に使用する触媒とするか、更に好ましくはオ
レフィンを反応させて予備活性化した触媒として用い
る。
上記の触媒を用いるプロピレンの重合の重合形式は限定
されず、スラリー重合、バルク重合の様な液相重合のほ
か、気相重合においても好適に実施できる。スラリー重
合またはバルク重合には三塩化チタン組成物(III)と
有機アルミニウム化合物(A2)、および芳香族カルボン
酸エステル(E)とを組み合わせた触媒でも充分に効果
を表すが、気相重合に使用する場合には、三塩化チタン
組成物(III)に代えて三塩化チタン組成物(III)と有
機アルミニウム化合物を組み合せて、このものにオレフ
ィンを反応させて予備活性化したより高活性度の触媒成
分を用いることが望ましい。
スラリー重合またはバルク重合に続いて気相重合を行う
場合は、当初使用する触媒が前者であっても、気相重合
のときは既にプロピレンの反応が行われているから、後
者の触媒と同じものとなって優れた効果が得られる。
予備活性化は、三塩化チタン(III)1gに対し、有機ア
ルミニウム0.005g〜500g、溶媒0〜50、水素0〜1,00
0ml及びオレフィン0.01g〜5,000g、好ましくは0.05g〜
3,000gを用い、0℃〜100℃で1分〜20時間、オレフィ
ンを反応させ、三塩化チタン組成物(III)1g当り0.01g
〜2,000g、好ましくは0.05g〜200gのオレフィンを重合
させることが望ましい。
予備活性化の為のオレフィンの反応は、n−ペンタン、
n−ヘキサン、n−ヘプタン、トルエン等の脂肪族また
は芳香族炭化水素溶媒中でも、また溶媒を用いないで液
化プロピレン、液化ブテン−1等の液化オレフィン中で
も行え、エチレン、プロピレン等のオレフィンを気相で
反応させることもできる。予めオレフィン重合体や水素
を共存させて行うこともできる。また予備活性化におい
て、予め芳香族カルボン酸エステル(E)を添加するこ
とも可能である。
予備活性化する為に用い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等の直鎖モノ
オレフィン類、4−メチル−ペンテン−1、2−メチル
−ペンテン−1等の枝鎖モノオレフィン等があげられ、
1種類以上のオレフィンが使用される。また、有機アル
ミニウム化合物としては、既述の(A1)と同様なものが
使用可能であるが、好適には後述する(A2)と同様なジ
アルキルアルミニウムモノハライドが用いられる。
予備活性化反応が終了した後は、該予備活性化触媒成分
スラリーに所定量の芳香族カルボン酸エステル(E)を
添加した触媒をそのままプロピレンの重合に用いること
もできるし、また、共存する溶媒、未反応のオレフィン
および有機アルミニウム化合物を濾別またはデカンテー
ションで除き、乾燥した粉流体若しくは該粉流体に溶媒
を加えて懸濁した状態とし、このものに有機アルミニウ
ム化合物(A2)および芳香族カルボン酸エステル(E)
とを組み合わせて触媒とし、プロピレンの重合に供する
方法や、共存する溶媒、および未反応のオレフィンを減
圧蒸留、または不活性ガス流等により、蒸発させて除
き、粉粒体若しくは該粉粒体に溶媒を加えて懸濁した状
態とし、このものに必要に応じて有機アルミニウム化合
物(A2)を追加し、更に芳香族カルボン酸エステル
(E)と組み合せて触媒とし、プロピレンの重合に用い
ることも可能である。
プロピレンの重合時においては、以上の三塩化チタン組
成物(III)、有機アルミニウム化合物(A2)、および
芳香族カルボン酸エステル(E)の使用量については、
該芳香族カルボン酸エステル(E)と該三塩化チタン組
成物(III)のモル比(E)/(III)が0.1〜10.0、ま
たは該有機アルミニウム化合物(A2)と該三塩化チタン
組成物(III)のモル比(A2)/(III)が0.1〜200、好
適には0.1〜100となる範囲で使用する。
芳香族カルボン酸エステル(E)の添加が少ないとアイ
ソタクティシティの向上が不十分な為、高剛性となら
ず、また多すぎると重合活性が低下し、実用的でない。
なお、三塩化チタン組成物(III)のモル数とは、実質
的に(III)に含まれているTiグラム原子数をいう。
プロピレンの重合時に三塩化チタン組成物(III)と組
み合せる有機アルミニウム化合物(A2)としては、一般
式がA1R10R11Xで示されるジアルキルアルミニウムモノ
ハライドが好ましい。なお、式中、R10、R11はアルキル
基、シクロアルキル基、アリール基、アルカリール基等
の炭化水素基またはアルコキシ基を示し、Xはハロゲン
を表わす。
具体例としては、ジエチルアルミニウムモノクロライ
ド、ジn−プロピルアルミニウムモノクロライド、ジi
−ブチルアルミニウムモノクロライド、ジn−ブチルア
ルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムモノ
アイオダイド、ジエチルアルミニウムモノブロマイド等
があげられる。
触媒を構成するもう一つの成分である芳香族カルボン酸
エステル(E)として用いることのできる具体例として
は、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2−エチルヘキシル、
トルイル酸メチル、トルイル酸エチル、トルイル酸2−
エチルヘキシル、アニス酸メチル、アニス酸エチル、ア
ニス酸プロピル、ケイ皮酸エチル、ナフトエ酸メチル、
ナフトエ酸プロピル、ナフトエ酸ブチル、ナフトエ酸2
−エチルヘキシル、フェニル酢酸エチルである。
かくして得られた本発明に使用する触媒は、プロピレン
の重合に用いられる。プロピレンを重合させる重合形式
としては、前述したようにプロピレンの重合をn−ヘキ
サン、n−ヘプタン、n−オクタン、ベンゼン若しくは
トルエン等の炭化水素溶媒中で行うスラリー重合、また
は液化プロピレン中で行うバルク重合および気相重合で
行うことができる。
上述の種々の重合形式によって得られたポリプロピレン
についての本発明の効果を発揮できるポリマーの結晶性
としては、アイソタクチックペンタッド分率(P)がメ
ルとフローレート(MFR)との関連で、1≧P≧0.0151o
gMFR+0.955の範囲にある。
MFRが高い程Pは高くなり易い傾向にあり、MFRは通常0.
05〜200、好ましくは0.1〜100程度が実用的である。重
合温度は通常20〜100℃、好ましくは40〜85℃である。
温度が低すぎる場合は、重合活性が低くなり実用的でな
く、温度が高い場合は、アイソタクティシティを上げる
のが困難になってくる。重合圧力は常圧〜50kg/cm2Gで
通常30分〜15時間程度実施される。重合の際、分子量調
節のための適量の水素を添加するなどは従来の重合方法
と同じである。
かくして本発明の方法によって得られたポリプロピレン
は、著しく高い透明性を有する高剛性ポリプロピレンで
あり、公知の射出成形、真空成形、押し出し成形、ブロ
ー成形等の技術により、各種成形品の用に供される。
[作用] 本発明の方法で得られた高剛性ポリプロピレンは、詳細
な機構は不明であるが本発明に用いた触媒成分の所定量
の組み合わせからなる触媒の保有する、高剛性ポリプロ
ピレン製造性能によって、高剛性を示す。
また、高立体規則性直鎖オレフィン−非直鎖オレフィン
ブロック共重合体を極めて分散して含んでいることによ
り、溶融成形時には該特定のブロック共重合体の非直鎖
オレフィン重合体ブロックが造核作用を示すことによっ
て、ポリプロピレンの結晶化を促進する結果、ポリプロ
ピレン全体の透明性および結晶性を高めるものである。
更に直鎖オレフィン−非直鎖オレフィンブロック共重合
体の直鎖オレフィン重合体ブロックがポリプロピレンと
相溶性を持つことによって、該ポリプロピレンから製造
したフィルムにおけるボイドの発生を極めて少ないもの
としている。
一方、本発明に用いる三塩化チタン組成物(III)によ
ってポリプロピレンに導入された特定のブロック共重合
体は、上述のようにポリプロピレンと相溶性の高い立体
規則性高分子量重合体であることにより表面にブリード
することがない。
[実施例] 以下、実施例によって本発明を説明する。実施例、比較
例において用いられている用語の定義、および測定方法
は次の通りである。
(1)TY:重合活性を示し、チタン1グラム原子当りの
重合体収量(単位:kg/グラム原子) (2)MFR:メルトフローレート JIS K 7210表1の
条件14による。(単位:g/10分) (3)アイソタクチックペンタッド分率(P):Macromo
lecules8 867(1975)に基づいて測定される。13C−NM
Rを使用し、ポリプロピレン分子鎖中のペンタッド単位
でのアイソタクチック分率である。
(4)内部ヘーズ:表面の影響を除いたフイルム内部の
ヘーズであり、プレス機を用いて温度200℃、圧力200kg
/cm2Gの条件下でポリプロピレンを厚さ150μのフィルム
とし、フィルムの両面に流動パラフィンを塗った後、JI
S K 7105に準拠してヘーズを測定した。(単位:
%) (5)結晶化温度:示差走査熱量計を用いて、10℃/分
の降下速度で測定した。(単位:℃) (6)剛性:ポリプロピレン100重量部に対して、テト
ラキス[メチレン−3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−
4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン0.
1重量部、およびステアリン酸カルシウム0.1重量部を混
合し、該混合物をスクリュー口径40mmの押出造粒機を用
いて造粒した。ついで該造粒物を射出成形機で溶融樹脂
温度230℃、金型温度50℃でJIS形のテストピースを作成
し、該テストピースについて温度50%、室温23℃の室内
で72時間放置した後、JIS K 7203に準拠して曲げ弾
性率を測定した。(単位:kgf/cm2) (7)ボイド:前項と同様にしてポリプロピレンの造粒
を行い、得られた造粒物をT−ダイ式製膜機を用い、溶
融樹脂温度250℃で押出し、20℃の冷却ロールで厚さ1mm
のシートを作成した。該シートを150℃の熱風で70秒間
加熱し、二軸延伸機を用いて、縦横方向に7倍づつ延伸
し、厚さ20μの二軸延伸フィルムを得た、該フィルムを
光学顕微鏡にて観察し、直径が10μ以上のボイドの数を
測定し1cm2当り10個未満を○、10個以上30個未満を△、
30個以上を×で示した。
実施例1 (1)三塩化チタン組成物(III)の調製 n−ヘキサン6、ジエチルアルミニウムモノクロライ
ド(DEAC)5.0モル、ジイソアミルエーテル12.0モルを2
5℃で1分間で混合し、5分間同温度で反応させて反応
生成液(I)(ジイソアミルエーテル/DEACのモル比2.
4)を得た。
窒素置換された反応器に四塩化チタン40モルを入れ、35
℃に加熱し、これに上記反応生成液(I)の全量を180
分間で滴下した後、同温度に60分間保ち、80℃に昇温し
て更に1時間反応させ、室温まで冷却し、上澄液を除
き、n−ヘキサン20を加えてデカンテーションで上澄
液を除く操作を4回繰り返して固体生成物(II)を得
た。
この(II)の全量をn−ヘキサン30に懸濁させ、ジエ
チルアルミニウムモノクロライド400gを加え、30℃でプ
ロピレン1.5kgを添加し、同温度で1時間重合処理を行
った。反応時間経過後、上澄液をデカンテーションで除
いた後、30のn−ヘキサンで2回固体を洗浄した。
引き続いて、n−ヘキサン30、ジエチルアルミニウム
モノクロライド400gを加えた後、温度を40℃にし、ビニ
ルシクロヘキサン1.9kgを加え、40℃で2時間重合処理
を行った。反応終了後、上澄液を除きn−ヘキサン30
を加えてデカンテーションで上澄液を除く操作を4回繰
り返して、プロピレン−ビニルシクロヘキサンによる多
段重合処理を施した固体生成物(II−A)を得た。
この固体生成物の全量をn−ヘキサン9中に懸濁させ
た状態で、四塩化チタン3.5kgを室温にて約10分間で加
え、80℃にて30分間反応させた後、更に、ジイソアミル
エーテル1.6kgを加え、80℃で1時間反応させた。反応
終了後、上澄液を除く操作を5回繰り返した後、減圧で
乾燥させ、三塩化チタン組成物(III)を得た。
得られた三塩化チタン組成物(III)中のプロピレン重
合体ブロックの含有量は25.0重量%、ビニルシクロヘキ
サン重合体ブロックの含有量は25.0重量%、チタン含有
量は12.6重量%であった。
(2)予備活性化触媒成分の調製 内容積80の傾斜羽根付きステンレス製反応器を窒素ガ
スで置換した後、n−ヘキサン40、ジエチルアルミニ
ウムモノクロライド114g,(1)で得た三塩化チタン組
成物(III)1.8kgを室温で加えた後、30℃で2時間かけ
てエチレンを1.8Nm3供給し、反応させた(三塩化チタン
組成物(III)1g当り、エチレン1.0g反応)後、未反応
エチレンを除去し、n−ヘキサンで洗浄してから、濾
過、乾燥して予備活性化触媒成分を得た。
(3)プロピレンの重合 窒素置換をした内容積150の撹拌機を備えたL/D=4の
ステンレス製重合器にMFR2.0のポリプロピレンパウダー
30kgを投入後、上記(2)で得た予備活性化触媒成分に
n−ヘキサンを添加し、4.0重量%のn−ヘキサン懸濁
液とした後、該懸濁液をチタン原子換算で8.77ミリグラ
ム原子/hr、ジエチルアルミニウムモノクロライドおよ
びp−トルイル酸メチルをチタン原子に対して、モル比
がそれぞれ7.0および1.0となるように同一配管から連続
的に供給した。
また重合器の気相中の濃度が2.7容積%を保つように水
素を、全圧が23kg/cm2Gを保つようにプロピレンをそれ
ぞれ供給して、プロピレンの気相重合を70℃において、
120時間連続して行った。該重合中は、重合器内の重合
体の保有レベルが45容積%となるように重合体を連続的
に13.5kg/hrで抜き出した。抜き出された重合体を続い
てプロピレンオキサイドを0.2容積%含む窒素ガスを用
いて100℃にて30分間接触処理後、100℃の水蒸気に30分
間接触処理した。更に100℃の窒素ガスにより乾燥し、
ポリプロピレンを得た。
実施例2,3 実施例1の(3)において、重合器の気相中の水素濃度
を4.0容積%(実施例2)、9.7容積%(実施例3)と
し、重合器内の全圧が23kg/cm2Gとなるように各触媒成
分を供給すること以外は実施例1と同様にしてポリプロ
ピレンを得た。
比較例1 (1)実施例1の(1)において、固体生成物(II)に
対するプロピレンおよびビニルシクロヘキサンによる多
段重合処理を省略し、固体生成物(II)を固体生成物
(II−A)相当物とすること以外は同様にして三塩化チ
タン組成物を得た。(2)実施例1の(2)において、
三塩化チタン組成物(III)の代りに上記(1)で得た
三塩化チタン組成物を用いること以外は同様にして予備
活性化触媒成分を得た。
(3)実施例1の(3)において、予備活性化触媒成分
として、上記(2)で得られた予備活性化触媒成分を用
いること、また各触媒成分を重合器内の全圧が23kg/cm2
Gとなるように供給すること以外は同様にしてプロピレ
ンの重合を行い、ポリプロピレンを得た。
比較例2,3 比較例1の(3)において、重合器の気相中の水素濃度
を4.0容積%(比較例2)9.7容積%(比較例3)とする
こと以外は比較例1と同様にしてポリプロピレンを得
た。
比較例4 実施例1の(1)において、2段目のビニルシクロヘキ
サンによる重合処理を省略し、プロピレンのみを反応さ
せて三塩化チタン組成物を得、該三塩化チタン組成物を
用いて実施例1の(2)と同様に予備活性化触媒成分を
調製した。引き続いて、該予備活性化触媒成分を用い、
また各触媒成分を重合器内の全圧が23kg/cm2Gとなるよ
うに供給すること以外は実施例1の(3)と同様にして
プロピレンの重合を行い、ポリプロピレンを得た。
比較列5 (1)比較例1の(1)と同様にして三塩化チタン組成
物を得た。
(2)比較例1の(2)で使用した反応器にn−ヘキサ
ン20ジエチルアルミニウムモノクロライド28.5g、お
よび上記(1)で得た三塩化チタン組成物225gを室温で
加えた後、ビニルシクロヘキサン190gを添加し40℃にて
2時間反応させた(三塩化チタン組成物1g当り、ビニル
シクロヘキサン0.5g反応)反応時間経過後、上澄液をデ
カンテーションで除いた後、20のn−ヘキサンで2回
固体を洗浄した。引き続いて、n−ヘキサン20、ジエ
チルアルミニウムクロライド28.5gを加えた後、温度を3
0℃にし、プロピレン150gを加え、30℃で1時間反応さ
せた。(三塩化チタン組成物1g当り、プロピレン0.5g反
応)。続いて、上澄液を除いてからn−ヘキサンで固体
を洗浄後、濾過、乾燥して予備活性化触媒成分を得た。
(3)実施例1の(3)において、予備活性化触媒成分
として上記(2)で得られた予備活性化触媒成分を用い
ること以外は同様にしてプロピレンの重合を行ったとこ
ろ、生成した塊状重合体が抜き出し配管を閉塞してしま
った為、重合開始後、6時間でプロピレンの重合を停止
しなければならなかった。
比較例6 (1)比較例1の(1)において、反応生成液(I)と
四塩化チタンを反応させる際に、別途、比較例1の
(1)と同様にして得た三塩化チタン組成物500gとジエ
チルアルミニウムモノクロライド120gを触媒として用い
て、n−ヘキサン100中に、1.3kg添加したビニルシク
ロヘキサンを60℃にて2時間重合した後、メタノール洗
浄し、乾燥させて得られたビニルシクロヘキサン重合体
950gを容量10の振動ミル中で室温にて5時間粉砕後、
前記四塩化チタン中に懸濁させたこと以外は同様にし
て、ビニルシクロヘキサ重合体を33.3重量%含有した三
塩化チタン組成物を得た。
(2)三塩化チタン組成物(III)の代りに上記(1)
で得た三塩化チタン組成物を用いること以外は、実施例
1の(2)と同様にして予備活性化触媒成分を得た。
(3)実施例1の(3)において、予備活性化触媒成分
として上記(2)で得た予備活性化触媒成分を用いるこ
と以外は同様にしてプロピレンの重合を行い、ポリプロ
ピレンを得た。
比較例7 窒素置換した反応器にn−ヘキサン4および四塩化チ
タン10モルを入れ、0℃に保ち、これにジエチルアルミ
ニウムモノクロライド8モルを含んだn−ヘキサン溶液
4を滴下後、40℃に昇温し、更に1時間反応させた。
反応終了後、室温まで冷却し上澄液を除いてからn−ヘ
キサンで生成固体を洗浄した。引き続いて該固体全量を
n−ヘキサン30中に懸濁させ、ジエチルアルミニウム
モノクロライド400gを加え、30℃にてプロピレン1.5kg
を添加後、同温度で1時間重合処理を行った。
反応時間経過後、上澄液をデカンテーションで除いた
後、30のn−ヘキサンで2回固体を洗浄した。洗浄
後、n−ヘキサン30、ジエチルアルミニウムモノクロ
ライド400gを加えた後、温度を40℃にした。ついでビニ
ルシクロヘキサンを1.9kg添加後、同温度にて2時間重
合処理した。重合処理後、上澄液を除いた後、n−ヘキ
サン5を加えてデカンテーションで除く操作を3回繰
り返し、得られた重合処理を施した固体生成物をn−ヘ
キサン9に懸濁させた。引き続いて、四塩化チタン3.
5kgを室温にて加え、90℃にて1時間反応させた。反応
終了後、n−ヘキサンで洗浄し三塩化チタン組成物を得
た。該三塩化チタン組成物を用いること以外は、比較例
1と同様にしてプロピレンの重合を行い、ポリプロピレ
ンを得た。
比較例8 比較例1の(3)において、触媒成分のp−トルイル酸
メチルを使用しないこと以外は比較例1と同様にしてポ
リプロピレンを得た。
比較例9および実施例4,5 実施例1の(1)において、ビニルシクロヘキサンの代
わりにアリルトリメチルシランを用いること、またプロ
ピレンおよびアリルトリメチルシランの使用量を変化さ
せて、重合体含有量がそれぞれ表のような三塩化チタン
組成物(III)を得、該三塩化チタン組成物を用いて実
施例1の(2)と同様に予備活性化触媒成分を調製し
た。引き続いて、該予備活性化触媒成分を用い、また各
触媒成分を重合器内の圧力が23kg/cm2Gとなるように供
給すること以外は実施例1の(3)と同様にしてプロピ
レンの重合を行った。
比較例10〜12および実施例6,7 実施例1の(1)において、プロピレンの使用量を750g
とし、またビニルシクロヘキサンの代わりに3−メチル
ブテン−1を2.7kg使用して多段重合処理をさせるこ
と、更に(3)においてp−トルイル酸メチルのチタン
原子に対するモル比をそれぞれ表のように変化させて、
各触媒成分を重合器内の全圧が23kg/cm2Gとなるように
供給すること以外は実施例1と同様にしてポリプロピレ
ンを得た。
実施例8 n−ヘプタン4、ジエチルアルミニウムモノクロライ
ド5.0モル、ジイソアミルエーテル9.0モル、ジn−ブチ
ルエーテル5.0モルを18℃で30分間反応させて得た反応
液を四塩化チタン27.5モル中に40℃で、30分間かかって
滴下した後、同温度1.5時間保ち反応させた後、65℃に
昇温し、1時間反応させ、上澄液を除き、n−ヘキサン
20を加えデカンテーションで除く操作を6回繰り返
し、得られた固体生成物(II)1.8kgをn−ヘキサン40
中に懸濁させ、ジエチルアルミニウムモノクロライド
500gを加え、30℃でプロピレン1.5kgを添加し1時間反
応させ、1段目の重合処理を行った。
反応時間経過後、上澄液を除いた後、n−ヘキサン20
を加え、デカンテーションで除く操作を2回繰り返し
た。引き続いて、n−ヘキサン40およびジエチルアル
ミニウムモノクロライド500gを添加後、4,4−ジメチル
ペンテン−1を3.0kgを加え、40℃にて2時間反応さ
せ、2段目の重合処理を行い、プロピレン−4,4−ジメ
チルペンテン−1による多段重合処理を施した固体生成
物(II−A)を得た。
反応後、上澄液を除いた後、n−ヘキサン20を加えデ
カンテーションで除く操作を2回繰り返し、上記の重合
処理を施した固体生成物(II−A)をn−ヘキサン7
中に懸濁させ、四塩化チタン1.8kg、n−ブチルエーテ
ル1.8kgを加え、60℃で3時間反応させた。反応終了
後、上澄液をデカンテーションで除いた後、20のn−
ヘキサンを加えて5分間撹拌し静置して上澄液を除く操
作を3回繰り返した後、減圧で乾燥させ三塩化チタン組
成物(III)を得、該三塩化チタン組成物(III)を用い
ること以外は実施例1の(2)、(3)と同様にしてプ
ロピレンの重合を行った。
比較例13 実施例8において、プロピレンおよび4,4−ジメチルペ
ンテン−1による多段重合処理をせずに三塩化チタン組
成物を得、該三塩化チタン組成物(III)の代わりに使
用すること以外は同様にしてポリプロピレンの重合を得
た。
実施例9 (1)三塩化チタン組成物(III)の調製 n−ヘキサン12に四塩化チタン27.0モルを加え、1℃
に冷却した後、更にジエチルアルミニウムモノクロライ
ド27.0モルを含むn−ヘキサン12.5を1℃にて4時間
かけて滴下した。滴下終了後15分間同温度に保ち反応さ
せた後、続いて1時間かけて65℃に昇温し、更に同温度
にて1時間反応させた。
次に上澄液を除きn−ヘキサン10を加え、デカンテー
ションで除く操作を5回繰り返し、得られた固体生成物
(II)5.7kgのうち、1.8kgをn−ヘキサン50中に懸濁
させ、ジエチルアルミニウムモノクロライド350gを加
え、30℃でプロピレン0.6kgを更に加えた後、同温度に
て1時間重合処理を行った。引き続いて、上澄液をデカ
ンテーションで除いた後、n−ヘキサン50を用いて固
体を洗浄した。洗浄後、n−ヘキサン50、ジエチルア
ルミニウムモノクロムライド350gを加え、更にp−トリ
メチルシリルスチレンを6.9kg添加し、40℃にて2時間
重合処理を行った。
重合処理後、上澄液を除いた後、n−ヘキサン30を加
えてデカンテーションで除く操作を2回繰り返した後、
得られた重合処理を施した固体生成物(II−A)の全量
をn−ヘキサン11中に懸濁し、これにジイソアミルエ
ーテル1.2および安息香酸エチル0.4を添加した。こ
の懸濁液を35℃で1時間撹拌後、n−ヘキサン3で5
回洗浄し処理固体を得た。得られた処理固体を四塩化チ
タン40容積%および四塩化ケイ素10容積%のn−ヘキサ
ン溶液6中に懸濁した。
この懸濁液を65℃に昇温し、同温度で2時間反応させ
た。反応終了後、1回にn−ヘキサン20を使用し、3
回得られた固体を洗浄した後、減圧で乾燥させて三塩化
チタン組成物(III)を得た。
(2)予備活性化触媒成分の調製 実施例1の(2)において、三塩化チタン組成物(II
I)として上記(1)で得られた三塩化チタン組成物(I
II)1.8kgを用い、またエチレンの代わりに、プロピレ
ン1.3kgを用いること以外は実施例1の(2)と同様に
して、予備活性化触媒成分を得た。
(3)プロピレンの重合 内容積200の2段タービン翼を備えた撹拌機付き重合
器に上記(2)で得た予備活性化触媒成分にn−ヘキサ
ンを添加し、4.0重量%のn−ヘキサン懸濁液とした
後、該懸濁液をチタン原子換算で19.6ミリグラム原子/h
rで、またジエチルアルミニウムモノクロライドおよび
p−トルイル酸メチルをチタン原子に対してモル比がそ
れぞれ3.0および1.0となるように同一配管から、更に別
配管からn−ヘキサンを21kg/hrで連続的的に供給し
た。一方、重合器の気相中の濃度が2.9容積%を保つよ
うに水素を、全圧が10kg/cm2Gを保つようにプロピレン
をそれぞれ供給して、プロピレンのスラリー重合を120
時間連続して行った。
該重合期間中は、重合器内のスラリーの保有レベルが75
容積%となるように重合体スラリーを重合器から連続的
に内容積50のフラッシュタンクに抜き出した。フラッ
シュタンクにおいて落圧され、未反応のプロピレンおよ
び水素が除去される一方、メタノールが1kg/hrで供給さ
れ70℃にて触媒処理された。引き続いて、水酸化ナトリ
ウム水溶液で中和後、重合体の水洗、分離、乾燥の各工
程を経て、ポリプロピレンが10kg/hrで得られた。
比較例14 実施例9において、プロピレンおよびp−トリメチルシ
リルスチレンによる多段重合処理をせずに固体生成物
(II−A)相当物とすること以外は同様にして得られた
三塩化チタン組成物を用いて、実施例9と同様にしてプ
ロピレンのスラリー重合を行った。
実施例10 (1)実施例1の(1)において、ジエチルアルミニウ
ムモノクロライドの代りにジn−ブチルアルミニウムモ
ノクロライド4.0モルを用い反応生成液(I)を得て、
四塩化チタン45℃で滴下すること、またプロピレンの代
わりにエチレン950Nlを用いて1段目の重合処理を行
い、次いで未反応エチレンを除去し、反応混合物を洗浄
することなく、引き続いてビニルシクロヘキサンの代わ
りに2−メチル−4−フルオロスチレンを7.6kg使用し
て2段目の重合処理を行うこと以外は同様にして三塩化
チタン組成物(III)を得た。
(2)実施例1の(2)において、三塩化チタン組成物
(III)として上記(1)で得られた三塩化チタン組成
物(III)1.8kgを用いることは以外は実施例1の(2)
と同様にして、予備活性化触媒成分を得た。
(3)実施例1の(3)において、予備活性化触媒成分
として上記(2)で得た予備活性化触媒成分を、芳香族
カルボン酸エステルとしてp−アニス酸エチルを、また
有機アルミニウム化合物としてジエチルアルミニウムモ
ノアイオダイドとジn−プロピルアルミニウムモノクロ
ライドの等モル混合物をそれぞれ用いること、また有機
アルミニウム化合物の三塩化チタン組成物(III)に対
するモル比を6.0とすること、かつ全圧が23kg/cm2Gを保
つように各触媒成分を供給すること以外は同様にしてポ
リプロピレンを得た。
比較例15 実施例10の(1)において、エチレンおよび2−メチル
−4−フロオロスチレンによる多段重合処理を省略して
三塩化チタン組成物を得て、御は実施例10と同様にして
ポリプロピレンを得た。
以上の実施例1〜10、比較例1〜15の触媒系と重合結果
および得られたポリプロピレンの評価結果を後述の表に
示す。
[発明の効果] 本発明の主要な効果は、フィルムにした際にもボイドの
発生が少ない、透明性に著しく優れた高剛性ポリプロピ
レンが、運転上の問題を生じることなく安定して得られ
ることである。
前述した実施例で明らかなように、本発明の方法によれ
ば製造上の問題もなく、長期間安定生産が可能である。
また得られたポリプロピレンを用いて製造したフィルム
の内部ヘーズも1.4%〜3.0%であり、特定のブロック共
重合体を含有しない三塩化チタン組成物を用いて得られ
た通常のポリプロピレンや先願発明の方法により得られ
たポリプロピレンを用いて製造したフィルムの約11%〜
約12%に比べて著しく高い透明性を有する。
また、結晶化温度についても通常のポリプロピレンに比
較して約12℃〜約14℃、先願発明の方法により得られた
ポリプロピレンに比較しても約8℃〜約10℃上昇してお
り、著しく結晶性が向上した結果、曲げ弾性率も向上し
ている。(実施例1〜10、比較例1〜4,8,13〜15参照) 一方、非直鎖オレフィン重合体を本発明以外の方法で導
入する従来技術の方法によると、運転上の問題が生じた
り、得られたポリプロピレンもフィルムとした場合には
ボイドの発生が多く、透明性と剛性の向上も分散性に劣
るため不十分であるといった課題を有している。(比較
例5,6参照)
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の方法を説明するための製造工程図
(フローチャート)である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機アルミニウム化合物(A1)若しくは
    有機アルミニウム化合物(A1)とエーテル化合物との反
    応生成物(I)に四塩化チタンを反応させて得られた固
    体生成物(II)を、直鎖オレフィンおよび下記,お
    よびから選ばれた1種以上の非直鎖オレフィンでそれ
    ぞれ1回以上、多段に重合処理し、直鎖オレフィン重合
    体ブロックの重量比が2/98〜98/2である直鎖オレフィン
    −非直鎖オレフィンブロック共重合体を形成せしめた
    後、更にエーテル化合物とTiX4及び/又はSiX4(Xはハ
    ロゲン)とを反応させる方法によって得られる三塩化チ
    タン組成物(III)であって前記、直鎖オレフィンと前
    記非直鎖オレフィンとのブロック共重合体の直鎖オレフ
    ィン重合体ブロックを0.1重量%〜49.5重量%および前
    記非直鎖オレフィンの重合体ブロックを0.01重量%〜4
    9.5重量%含有してなる三塩化チタン組成物(III)と 有機アルミニウム化合物(A2)、および 芳香族カルボン酸エステル(E) とを組み合わせ、該芳香族カルボン酸エステル(E)と
    該三塩化チタン組成物(III)のモル比を(E)/(II
    I)=0.1〜10.0とし、該有機アルミニウム化合物(A2
    と該塩化チタン組成物(III)のモル比を(A2)/(II
    I)=0.1〜200とした触媒を用いてプロピレンを重合さ
    せることを特徴とする高剛性ポリプロピレンの製造法。 CH2=CH−R3 (式中、R3はケイ素を含んでいてもよい炭化水素の飽和
    環状構造を有する、ケイ素を含んでいてもよい炭素数3
    から18の含飽和環炭化水素気基を表わす。)で示される
    含飽和環炭化水素単量体。 (式中、R4はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から3
    までの鎖状炭化水素基、またはケイ素を表わし、R5,R6,
    R7はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖
    状炭化水素基を表わすが、R5,R6,R7のいずれか1個は水
    素であってもよい。)で示される枝鎖オレフィン類。 (式中、nは0,1、mは1,2のいずれかであり、R8はケイ
    素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖状炭化水
    素基を表わし、R9はケイ素を含んでいてもよい炭素数1
    から12までの炭化水素基、水素、またはハロゲンを表わ
    し、mが2の時、各R9は同一でも異なっていてもよ
    い。)で示される芳香族系単量体。
  2. 【請求項2】有機アルミニウム化合物(A1)として、一
    般式がA1▲R ▼▲R ▼・X
    3−(p+p′)(式中、R1,R2はアルキル基、シクロ
    アルキル基、アリール基等の炭化水素基またはアルコキ
    シ基を、Xはハロゲンを表わし、またp,p′は0<p+
    p′≦3の任意の数を表わす。)で表わされる有機アル
    ミニウム化合物を用いる特許請求の範囲第1項に記載の
    製造法。
  3. 【請求項3】有機アルミニウム化合物(A2)として、ジ
    アルキルアルミニウムモノハライドを用いる特許請求の
    範囲第1項に記載の製造法。
  4. 【請求項4】三塩化チタン組成物(III)に代えて、三
    塩化チタン組成物(III)と有機アルミニウム化合物を
    組み合わせ、少量のオレフィンを反応させて予備活性化
    した触媒成分を使用する特許請求の範囲第1項に記載の
    製造法。
  5. 【請求項5】得られるポリプロピレンのアイソタクチッ
    クペンタッド分率(P)とメルトフローレート(MFR)
    の関係が、 1.00≧P≧0.015 log MFR+0.955 の範囲内にある特許請求の範囲第1項に記載の製造法。
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