JPH0873516A - バナジウム含有重合触媒 - Google Patents

バナジウム含有重合触媒

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JPH0873516A
JPH0873516A JP23832094A JP23832094A JPH0873516A JP H0873516 A JPH0873516 A JP H0873516A JP 23832094 A JP23832094 A JP 23832094A JP 23832094 A JP23832094 A JP 23832094A JP H0873516 A JPH0873516 A JP H0873516A
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JP
Japan
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carbon atoms
catalyst
halogen
formula
hydrocarbyl
Prior art date
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Pending
Application number
JP23832094A
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English (en)
Inventor
Ai Kuo Shi
クオ シー−アイ
Michael W Lynch
ダブリュー リンチ マイケル
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Millennium Petrochemicals Inc
Original Assignee
Quantum Chemical Corp
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Publication date
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】オレフィンの重合、特にエチレンを含むホモ重
合及び共重合に有用な触媒を提供する。 【構成】バナジウムコンポジション及び活性剤を含み、
さらにジルコニウムコンポジション及びチタンコンポジ
ションを含む触媒に関する。この触媒は、全て単一の反
応器で、広い分子量分布、バイモダル分子量分布プロフ
ィル並びに物理的性質のユニークな組合せを有するエチ
レンホモポリマーを製造するのに特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オレフィンの重合、特
にエチレンを含むホモ重合及び共重合に有用な触媒に関
する。特に、本発明は、バナジウムコンポジション(C
omposition)及び活性剤を含む触媒に関す
る。前記の触媒は、さらにジルコニウムコンポジション
及びチタンコンポジションを含むことができる。本発明
は、全て単一の反応器で、広い分子量分布(MWD)、
バイモダル分子量分布プロフィル並びに物理的性質のユ
ニークな組合せを有するエチレンホモポリマーを製造す
るのに特に有用である。
【0002】
【従来の技術】遷移金属触媒を使用するオレフィンの重
合は、当業者に十分に確立されている。これらの触媒を
使用する重合は、通常低温度及び低圧力の処理条件で、
高収量で所望の特徴を有するポリオレフィンを製造し、
それによりこれらの触媒を多くの研究の主題にしてい
る。改良が求められている触媒の特に重要な群は、エチ
レン性及び/又はアルファ−オレフィン性重合体、特に
工業的に重要な重合体、ポリエチレンを製造する触媒の
群である。実際的に関心のあるものは、高い強さのフィ
ルム及び軽量吹き込み成形樹脂で使用されるように適合
された重合体を生ずる触媒の開発である。一般に、これ
らの特徴は、広い分子量分布を有する重合体を示す。当
該技術における分子量分布の分散性の通常の目安は、重
量平均分子量対数平均分子量の比であった。分布は、も
し一定の平均分子量の或る重合体のタイプについて、数
平均分子量が重量平均分子量と実質的に同じであるなら
ば、狭いといわれる。重量平均分子量対数平均分子量の
比が、1以上:1から増大するにつれ、分布は、広くな
ってくる。一般に、分布が広くなるにつれ、フィルムの
強さ及び樹脂の加工性は改良される。従って、これらの
特性か関心になっている応用で、広い分子量分布が望ま
しい。重合体の物理的特徴及び性能をさらに修飾するた
めに、分子量分布の形が変化できる。それが広くなって
くるように分子量を変化する一つの技術は、分布をポリ
モダルにする、即ち重合体をそれが二つ(バイモダル)
又は三つ(トリモダル)の明確な重合体よりなるかのよ
うにすることによる。モードの位置及び濃度をコントロ
ールすることにより、分子量の分布は、変化でき、そし
て異なる加工及び最終用途の性質を得ることができる。
これらの結果を達成するために、特別の触媒系が使用さ
れなければならない。
【0003】これらの性質を望むように得るために、現
在までの普通の実施は、例えばカスケード系におけるよ
うに、マルチプル反応器の使用を必要とし、そして必要
に応じ、求めている重合体の特徴を生ずるように反応器
の配列における異なる触媒の使用を必要とする。例えば
必要な反応器の数、異なる触媒の必要性などに相関する
ように、この加工の複雑性及びコストのために、当業者
は、マルチプル反応器又はマルチプル触媒なしに前記の
重合体の特徴を生ずる必要性が継続をすることを認めて
いる。望ましいが、当業者は、必要な性質を有する重合
体を単一の反応器で製造することができる一方、同時に
高い活性をひき起こす、即ち生成物に低い触媒残存物を
残す、良好な水素のレスポンス(分子量のコントロール
を助ける)、下流の加工でしばしば生ずる匂又は煙の問
題を排除するための低分子量の最小化、そして実質的な
量のプロモーターを必要としない、完全に満足な触媒を
開発できなかった。
【0004】
【発明の概要】高い活性を示しさらにバイモダル分子量
分布プロフィルを特徴とする広い分子量分布を有するオ
レフィン重合体を単一の反応器で製造する新しい触媒
が、開発された。単一の反応器の使用は、分散されない
樹脂により生ずるゲルの問題を多少とも解決し、そして
現在の反応器を再デザインし、カスケード系で2個又は
それ以上の現存の反応器を使用するか又は新しいカスケ
ード反応器系を構築する必要性を排除することにより費
用に対して最も効率が良くなる。本発明は、二つのタイ
プの活性中心、即ち例えば非常に低いメルトインデック
スの重合体を生ずる連鎖移動剤として水素に対する低い
感度を有する一つの中心、例えば非常に高いメルトイン
デックスの重合体を生ずる水素に対する極めて高い感度
を有する他の中心を有する触媒を使用することにより、
バイモダルの特徴をもつ広い分子量分布を有する重合体
を得る。二つのタイプの活性中心を有する触媒は、この
明細書では、二元部位触媒として述べられる。
【0005】本発明によれば、以下の触媒が提供され、
それは、(a)式(1)(式中、Xは、ハロゲンであ
り、Rは、1−18個の炭素原子を有するヒドロカルビ
ルであり、aは、バナジウムの原子価であって3又は4
であり、そしてbは、0又は1からaの整数である)、
式(2)(式中、Xは、ハロゲンであり、Rは、1
−約18個の炭素原子を有するヒドロカルビルであり、
そしてcは、0又は1から3の整数である)、又は式
(3)(式中、Xは、ハロゲンである)のバナジウム
コンポジション、(b)式(4)(式中、Xは、ハロ
ゲンであり、そしてRは、1−約12個の炭素原子を
有するヒドロカルビルである)、式(5)(式中、M
は、アルミニウム又はホウ素であり、Xは、ハロゲン
であり、Rは、1−約12個の炭素原子を有するヒド
ロカルビルであり、そしてdは、0又は1から3の整数
である)、式(6)(式中、Rは、1−約12個の炭
素原子を有するヒドロカルビルであり、そしてXは、
ハロゲンである)、又は式(7)(式中、Rは、1−
約12個の炭素原子を有するヒドロカルビルであり、Y
は、ハロゲン又はOR(但し、Rは、1−約12個
の炭素原子を有するヒドロカルビルである)であるか、
又はYはN(SiR (但し、Rは、1−約1
2個の炭素原子を有するヒドロカルビルである)を有す
るシリルアミドであり、そしてeは、0、1又は2であ
る)を有する1種又はそれ以上の活性剤化合物を混合す
ることにより得られた生成物を含む。
【0006】本発明の他の態様によれば、以下の触媒が
提供され、それは、(a)式(8)(式中、Xは、ハ
ロゲンであり、Rは、1−約18個の炭素原子を有す
るヒドロカルビルであり、そしてfは、0又は1から4
の整数である)を有するジルコニウムコンポジション又
はその混合物、(b)式(1)(式中、Xは、ハロゲン
であり、Rは、1−18個の炭素原子を有するヒドロカ
ルビルであり、aは、バナジウムの原子価であって3又
は4であり、そしてbは、0又は1からaの整数であ
る)、式(2)(式中、Xは、ハロゲンであり、R
は、1−約18個の炭素原子を有するヒドロカルビルで
あり、そしてcは、0又は1から3の整数である)、又
は式(3)(式中、Xは、ハロゲンである)を有する
化合物よりなる群から選ばれるバナジウムコンポジショ
ン、(c)式(4)(式中、Xは、ハロゲンであり、
そしてRは、1−約12個の炭素原子を有するヒドロ
カルビルである)、式(5)(式中、Mは、アルミニウ
ム又はホウ素であり、Xは、ハロゲンであり、R
は、1−約12個の炭素原子を有するヒドロカルビル
であり、そしてdは、0又は1から3の整数である)、
式(6)(式中、Rは、1−約12個の炭素原子を有
するヒドロカルビルであり、そしてXは、ハロゲンで
ある)、又は式(7)(式中、Rは、1−約12個の
炭素原子を有するヒドロカルビルであり、Yは、ハロゲ
ン又はOR(但し、Rは、1−約12個の炭素原子
を有するヒドロカルビルである)であるか、又はYはN
(SiR (但し、Rは、1−約12個の炭素
原子を有するヒドロカルビルである)を有するシリルア
ミドであり、そしてeは、0、1又は2である)を有す
る1種又はそれ以上の活性剤化合物、又はその混合物を
混合することにより得られる生成物を含む。
【0007】本発明のさらに他の態様によれば、以下の
触媒が提供され、それは、(a)式(1)(式中、X
は、ハロゲンであり、Rは、1−18個の炭素原子を有
するヒドロカルビルであり、aは、バナジウムの原子価
であって3又は4であり、そしてbは、0又は1からa
の整数である)、式(2)(式中、Xは、ハロゲンで
あり、Rは、1−約18個の炭素原子を有するヒドロ
カルビルであり、そしてcは、0又は1から3の整数で
ある)、又は式(3)(式中、Xは、ハロゲンであ
る)のバナジウムコンポジション、(b)式(4)(式
中、Xは、ハロゲンであり、そしてRは、1−約1
2個の炭素原子を有するヒドロカルビルである)、式
(5)(式中、Mは、アルミニウム又はホウ素であり、
は、ハロゲンであり、Rは、1−約12個の炭素
原子を有するヒドロカルビルであり、そしてdは、0又
は1から3の整数である)、式(6)(式中、Rは、
1−約12個の炭素原子を有するヒドロカルビルであ
り、そしてXは、ハロゲンである)、又は式(7)
(式中、Rは、1−約12個の炭素原子を有するヒド
ロカルビルであり、Yは、ハロゲン又はOR(但し、
は、1−約12個の炭素原子を有するヒドロカルビ
ルである)であるか、又はYはN(SiR (但
し、Rは、1−約12個の炭素原子を有するヒドロカ
ルビルである)を有するシリルアミドであり、そしてe
は、0、1又は2である)を有する1種又はそれ以上の
活性剤化合物、並びに(c)(i)式(9)(式中、X
は、ハロゲンであり、Rは、1−約18個の炭素原
子を有するヒドロカルビルであり、hは、チタンの原子
価であって3又は4であり、そしてbは、0又は1から
hの整数である)を有するチタンコンポジション、(i
i)該チタンコンポジション(i)と、MgX ・6
O及びMg金属(但し、Xは、ハロゲンである)
とを混合したことにより得られたもの、(iii)該チ
タンコンポジション(i)と、式(10)又は(11)
(式中、Rは、1−18個の炭素原子を有する直鎖又
は枝分れ鎖のアルキル又は6−14個の炭素原子を有す
るアリールであり、R10は、水素、1−18個の炭素
原子を有する直鎖又は枝分れ鎖のアルキル又は6−14
個の炭素原子を有するアリールであり、そしてR
11は、1−18個の炭素原子を有する直鎖又は枝分れ
鎖のアルキル又は6−14個の炭素原子を有するアリー
ル、又は−Si(R10であり、全てのR10、R
11及びR12基は、同じか又は異なる)とを混合する
ことにより得られたものを混合することにより得られた
生成物を含む。
【0008】本発明は、又(a)式(1)(式中、X
は、ハロゲンであり、Rは、1−18個の炭素原子を有
するヒドロカルビルであり、aは、バナジウムの原子価
であって3又は4であり、そしてbは、0又は1からa
の整数である)、式(2)(式中、Xは、ハロゲンで
あり、Rは、1−約18個の炭素原子を有するヒドロ
カルビルであり、そしてcは、0又は1から3の整数で
ある)、又は式(3)(式中、Xは、ハロゲンであ
る)のバナジウムコンポジション、(b)式(4)(式
中、Xは、ハロゲンであり、そしてRは、1−約1
2個の炭素原子を有するヒドロカルビルである)、式
(5)(式中、Mは、アルミニウム又はホウ素であり、
は、ハロゲンであり、Rは、1−約12個の炭素
原子を有するヒドロカルビルであり、そしてdは、0又
は1から3の整数である)、式(6)(式中、Rは、
1−約12個の炭素原子を有するヒドロカルビルであ
り、そしてXは、ハロゲンである)、又は式(7)
(式中、Rは、1−約12個の炭素原子を有するヒド
ロカルビルであり、Yは、ハロゲン又はOR(但し、
は、1−約12個の炭素原子を有するヒドロカルビ
ルである)であるか、又はYはN(SiR (但
し、Rは、1−約12個の炭素原子を有するヒドロカ
ルビルである)を有するシリルアミドであり、そしてe
は、0、1又は2である)を有する1種又はそれ以上の
活性剤化合物、(c)式(8)(式中、Xは、ハロゲ
ンであり、Rは、1−約18個の炭素原子を有するヒ
ドロカルビルであり、そしてfは、0又は1から4の整
数である)を有するジルコニウムコンポジション、並び
に(d)(i)式(9)(式中、Xは、ハロゲンであ
り、Rは、1−約18個の炭素原子を有するヒドロカ
ルビルであり、hは、チタンの原子価であって3又は4
であり、そしてbは、0又は1からhの整数である)を
有するチタンコンポジション、(ii)該チタンコンポ
ジション(i)と、MgX ・6HO及びMg金属
(但し、Xは、ハロゲンである)とを混合したことに
より得られたもの、(iii)該チタンコンポジション
(i)と、式(10)又は(11)(式中、Rは、1
−18個の炭素原子を有する直鎖又は枝分れ鎖のアルキ
ル又は6−14個の炭素原子を有するアリールであり、
10は、水素、1−18個の炭素原子を有する直鎖又
は枝分れ鎖のアルキル又は6−14個の炭素原子を有す
るアリールであり、そしてR11は、1−18個の炭素
原子を有する直鎖又は枝分れ鎖のアルキル又は6−14
個の炭素原子を有するアリール、又は−Si(R10
であり、全てのR10、R11及びR12基は、同じ
か又は異なる)とを混合することにより得られたものを
混合することにより得られた生成物を含む触媒を提供す
る。
【0009】本発明によれば、さらにオレフィン重合法
が提供される。この方法では、オレフィン例えばエチレ
ン及び/又は1種又はそれ以上のアルファ−オレフィン
が、1種の上記の触媒、助触媒及び任意には修飾剤と、
ホモポリマー又は共重合体を得るのに有効な重合条件下
で接触させる。本発明のオレフィン重合触媒系は、気
相、スラリー及び溶液重合法で有用であり、そしてエチ
レンホモポリマー、又はエチレン及び1種或はそれ以上
のアルファ−オレフィンの共重合体を製造するのに特別
な有用性がある。このようにして得られた重合体は、高
い分子量及び広い分子量分布を有する。
【0010】図1は、本発明の触媒の1種を利用してエ
チレンのスラリーホモ重合で代表的に得られるバイモダ
ル分子量分布を示す。この特別な重合の触媒は、それぞ
れ12:1:5のモル比で、ZnCl・2Al(C
、ZrCl(OC及びVO(OC
を混合することにより得られた生成物であっ
た。図2は、本発明の触媒の1種を利用してエチレンの
スラリーホモ重合で代表的に得られる広い分子量分布及
びトリモダルの特徴を示す。使用した触媒は、Ti(O
、マグネシウム屑、及び塩化マグネシウム
六水和物(MgCl・6HO)、ジルコニウムコン
ポジションZrCl(OC、バナジウムコ
ンポジションVO(OC及び活性剤ZnCl
・2Al(Cを混合することにより得られ
るプレカーサー組成物を含んだ。さらに、修飾剤が、さ
らに活性及び分子量分布をコントロールするのに使用さ
れた。図2の曲線1は、修飾剤としてCFCl(Fr
eonll)を利用し、曲線2はクロロホルム(CHC
)を利用した。本発明によれば、新規なバナジウム
含有触媒が提供される。本発明の実施には必要とされな
いが、炭化水素溶媒が、本発明の触媒の製造のための媒
体として使用できる。非極性溶媒例えばアルカン(例え
ばヘキサン及びヘプタン)、シクロアルカン及び芳香族
が好ましい。もし溶媒が使用されるならば、溶媒は水を
除くために乾燥されるのが好ましい。この点に関し乾燥
は、当業者に周知の技術例えば分子ふるいにより達成で
きる。溶媒は、触媒の製造を通して残留でき、そして通
常の手段例えばデカンテーション、漉過又は蒸発により
除くことができる。本発明の触媒の一つは、バナジウム
コンポジション及び1種又はそれ以上の活性剤を混合す
ることにより得られる生成物である。本発明の他の触媒
は、ジルコニウムコンポジション、バナジウムコンポジ
ション及び活性剤を混合することにより得られる生成物
である。本発明の第三の触媒は、バナジウムコンポジシ
ョン、チタンコンポジション及び活性剤を混合すること
により得られる生成物である。本発明の第四の触媒は、
バナジウムコンポジション、ジルコニウムコンポジショ
ン、チタンコンポジション及び活性剤を混合することに
より得られる生成物である。本発明で使用される上記の
コンポジションの全ては、以下に規定される通りであ
る。混合の特別な順序は要求されず、そして本発明は、
同時の混合、並びに連続する混合の任意の組合せを含む
ことを理解すべきである。
【0011】もし同時以外の混合が利用されるならば、
どんな特定の期間が、ジルコニウムコンポジション、バ
ナジウムコンポジション、チタンコンポジション及び活
性剤の任意の1種又はそれ以上の添加の間に経過する必
要がない。もし連続的な混合が使用されるならば、約3
0分が添加の間に経過するのが好ましい。撹拌は、必要
ではないが、又好ましい。本発明の実施で有用なジルコ
ニウムコンポジションは、式(8)(式中、Xは、ハ
ロゲンであり、Rは、1−約18個の炭素原子を有す
るヒドロカルビルであり、そしてfは、0又は1から4
の整数である)を有する。好ましくは、Rは、2−約
10個の炭素原子を有する。ヒドロカルビルとして、R
は、好ましくはアルキルであり、そして炭素原子の数
に応じて、シクロアルキル、アリール、アラルキル又は
アルカリールである。Xは、好ましくは塩素である。
好ましいジルコニウムコンポジションの例は、ZrCl
、ZrCl(OC、Zr(OC
、及びZr(OCである。ジルコニウムコ
ンポジションの混合物も本発明の実施に使用できる。
【0012】本発明に有用なバナジウムコンポジション
は、式(1)(式中、Xは、ハロゲンであり、Rは、1
−18個の炭素原子を有するヒドロカルビルであり、a
は、バナジウムの原子価であって3又は4であり、そし
てbは、0又は1からaの整数である)を有する。好ま
しくは、Rは、2−約6個の炭素原子を有する。ヒドロ
カルビルとして、Rは、好ましくはアルキルであり、そ
して炭素原子の数に応じて、シクロアルキル、アリー
ル、アラルキル又はアルカリールである。Xは、好まし
くは塩素である。好ましいバナジウムコンポジションの
例は、VClである。本発明の実施において又有用な
バナジウムコンポジションは、式(2)(式中、X
は、ハロゲンであり、Rは、1−約18個の炭素原
子を有するヒドロカルビルであり、そしてcは、0又は
1から3の整数である)を有する。好ましくは、R
は、2−約6個の炭素原子を有する。ヒドロカルビル
として、Rは、好ましくはアルキルであり、そして炭
素原子の数に応じて、シクロアルキル、アリール、アラ
ルキル又はアルカリールである。Xは、好ましくは塩
素である。この特別な式を有する好ましいバナジウムコ
ンポジションの例は、VOCl、VO(iOC
及びVO(OCを含む。本発明で
有用な他のバナジウムコンポジションは、式(3)(式
中、Xは、ハロゲンである)を有し、この点に関し好
ましいバナジウムコンポジションの例は、VOCl
ある。バナジウムコンポジションの混合物も本発明の実
施に使用できる。
【0013】本発明の実施におけるチタン含有コンポジ
ションとして有用なチタン化合物は、式(9)(式中、
は、ハロゲンであり、Rは、1−約18個の炭素
原子を有するヒドロカルビルであり、hは、チタンの原
子価であって3又は4であり、そしてbは、0又は1か
らhの整数である)を有する。好ましくは、Rは、2
−約6個の炭素原子を有する。ヒドロカルビルとして、
は、好ましくはアルキルであり、そして炭素原子の
数に応じて、シクロアルキル、アリール、アラルキル又
はアルカリールである。Xは、好ましくは塩素であ
る。この点に関するバナジウムコンポジションの例は、
Ti(OCである。チタン化合物の混合物も
使用できる。本発明の他の変法において、チタン含有コ
ンポジションは、チタン含有プレカーサー組成物であ
る。この態様の実施では、上記で規定されたチタン化合
物は、ハロゲン化マグネシウム水和物、好ましくは六水
和物、及びマグネシウム、好ましくは金属性マグネシウ
ム、より好ましくはマグネシウム屑と混合される。ハロ
ゲン化マグネシウム六水和物は、式MgX ・2H
O(式中、Xは、ハロゲン、好ましくは塩素である)
を有する。上記に規定されたチタン化合物の混合物並び
にハロゲン化マグネシウム六水和物の混合物も、本発明
のプレカーサー組成物に使用できる。このタイプのプレ
カーサー組成物は、一般に米国特許第4513095、
4536487及び4610974号に記載され、その
内容は、ここに参考として引用される。
【0014】プレカーサー組成物の製造に使用されるハ
ロゲン化マグネシウム六水和物、マグネシウム及びチタ
ン化合物の量は、モル比で最も好都合に述べられる。従
って、ハロゲン化マグネシウム六水和物の各モル当り、
約10モルまでのマグネシウム及び約15モルまでのチ
タン化合物が混合される。好ましくは、ハロゲン化マグ
ネシウム六水和物の各モル当り、約8モルまでのマグネ
シウム及び約10モルまでのチタン化合物が混合され
る。さらに好ましくは、ハロゲン化マグネシウム六水和
物の各モル当り、約6モルまでのマグネシウム及び約8
モルまでのチタン化合物が混合される。チタン含有プレ
カーサー組成物を得るために、ハロゲン化マグネシウム
六水和物、マグネシウム及びチタン化合物の混合は、特
別な順序で生する必要は全くなく、そして同時に生ずる
ことができる。混合物のための溶媒として使用される媒
体は、好ましくは高純度のイソパラフィン系物質の混合
物、最も好ましくは商品名IsoparGで市販されて
いるものである。溶媒は混合の任意の点で添加される
が、溶媒は最後に加えられるのが好ましい。チタン含有
プレカーサー組成物を得るための好ましい態様では、ハ
ロゲン化マグネシウム六水和物、マグネシウム及びチタ
ン化合物が混合され、次にスラリーを形成するのに十分
な量の溶媒を添加する。混合物は、次に高温度例えば約
70−140℃で少なくとも約3時間加熱される。得ら
れる生成物は、又或る沈殿物を含むが、本発明のチタン
含有プレカーサー組成物を代表する。それは、製造した
ままで使用できる。特に好ましい態様では、加熱は、上
昇するように行われ、それぞれの上昇は、それに直ぐ先
立つのより高い温度であり、そしてそれぞれの上昇は、
一般に0.25−1時間続く。この態様の一つでは、プ
レカーサー混合物は、約0.5時間約85℃に加熱さ
れ、次に加熱を約0.5時間約90℃に上げ、次に約
0.5時間約100℃に上げ、さらに約0.5時間約1
10℃に上げ、次いで約0.5時間約120℃に上げ
る。最後に、プレカーサー混合物を約2時間約125℃
に加熱し、その後プレカーサー組成物を得る。この特別
の態様の変法では、混合物は、約0.5分間約95℃に
加熱し、その後混合物を例えば24−48時間又はそれ
以上室温に放置し、次に上記の上昇する加熱のやり方を
行う。本発明のさらに他の変法では、チタン含有組成物
は、式(10)又は(11)(式中、Rは、1−18
個の炭素原子を有する直鎖又は枝分れ鎖のアルキル又は
6−14個の炭素原子を有するアリールであり、R10
は、水素、1−18個の炭素原子を有する直鎖又は枝分
れ鎖のアルキル又は6−14個の炭素原子を有するアリ
ールであり、そしてR11は、1−18個の炭素原子を
有する直鎖又は枝分れ鎖のアルキル又は6−14個の炭
素原子を有するアリール、又は−Si(R10であ
り、全てのR10、R11及びR12基は、同じか又は
異なる)の化合物との反応により形成できる。
【0015】本発明の実施に有用な活性剤は、式(4)
(式中、Xは、ハロゲンであり、そしてRは、1−
約12個好ましくは2−6個の炭素原子を有するヒドロ
カルビルである)を有する。ヒドロカルビルとして、R
は、好ましくはアルキルであり、そして炭素原子の数
に応じて、シクロアルキル、アリール、アラルキル又は
アルカリールである。Xは、好ましくは塩素である。
この点に関する活性剤の例は、ZnCl・2Al(C
である。この式を有する活性剤は、ハロゲン
化亜鉛とアルミニウムヒドロカルビルとを接触させるこ
とにより製造できる。好ましくは、この態様の実施で
は、約1モルのハロゲン化亜鉛が約2モルのアルミニウ
ムヒドロカルビルと接触する。この点に関する接触は、
別々に起こり、即ち他の触媒形成成分の任意のものとの
混合前に生ずるか、又はそれは、触媒混合物への十分な
量のハロゲン化亜鉛及びアルミニウムヒドロカルビルの
添加によりその場で生ずる。加熱は、ハロゲン化亜鉛を
溶解するのに、必要に応じ、要求される。このようにし
て形成された活性剤は、何れの場合も、非極性溶媒例え
ばヘプタンに可溶である。好ましいハロゲン化亜鉛は、
塩化亜鉛であり、好ましいアルミニウムヒドロカルビル
は、アルミニウムアルキルであり、さらに好ましくはト
リエチルアルミニウムである。本発明の実施に有用な他
の活性剤は、式(5)(式中、Mは、アルミニウム(A
l)又はホウ素(B)であり、Rは、1−約12個の
炭素原子を有するヒドロカルビルであり、Xは、ハロ
ゲンであり、そしてdは、0又は1から3の整数であ
る)を有する。好ましくは、Rは、2−約6個の炭素
原子を有する。ヒドロカルビルとして、Rは、好まし
くはアルキルであり、そして炭素原子の数に応じて、シ
クロアルキル、アリール、アラルキル又はアルカリール
である。Xは、好ましくは塩素である。この式を有す
る活性剤の例は、ジエチルアルミニウムクロリド((C
AlCl)、エチルアルミニウムジクロリド
(CAlCl)、エチルホウ素ジクロリド(C
BCl)及び三塩化ホウ素(BCl)を含
む。本発明の実施に有用な他の活性剤は、式(6)(式
中、Rは、1−約12個の炭素原子を有するヒドロカ
ルビルであり、そしてXは、ハロゲンである)を有す
る。好ましくは、Rは、2−約6個の炭素原子を有す
る。ヒドロカルビルとして、Rは、好ましくはアルキ
ルであり、そして炭素原子の数に応じて、シクロアルキ
ル、アリール、アラルキル又はアルカリールである。X
は、好ましくは塩素である。この式を有する活性剤の
例は、アルミニウムセスキクロリド((C
Cl)である。
【0016】本発明の実施に有用なさらに他の活性剤
は、式(7)(式中、Rは、1−約12個の炭素原子
を有するヒドロカルビルであり、Yは、ハロゲン又はO
(但し、Rは、1−約12個の炭素原子を有する
ヒドロカルビルである)であるか、又はYはN(SiR
(但し、Rは、1−約12個の炭素原子を有
するヒドロカルビルである)を有するシリルアミドであ
り、そしてeは、0、1又は2である)を有する。Yの
この定義に適合する化合物の記述は、米国特許第438
3119号に見出され、その内容は、ここに参考として
引用される。好ましくは、R、Rは、それぞれ、2
−約6個の炭素原子を有する。ヒドロカルビルとして、
、Rは、好ましくはアルキルであり、そして炭素
原子の数に応じて、シクロアルキル、アリール、アラル
キル又はアルカリールである。Xは、好ましくは塩素
である。この式を有する活性剤の例は、ジブチルマグネ
シウム((CMg)、ブチルエチルマグネシ
ウム(CMgC)及びブチルマグネシウム
シリルアミド例えばBMSAとしても知られているC
MgN(Si(CHを含む。前記の式を有す
る活性剤の混合物も、本発明の実施に使用できる。本発
明の実施に要求されないが、アルコールは、前記の混合
物の任意のものに導入できる。この点に関して有用なア
ルコールはアルカノールであり、それは、直鎖又は枝分
れ鎖の構造で使用でき、そして約1−約8個の炭素原子
を有する。好ましいアルコールは、COHであ
る。
【0017】本発明の第一の態様によれば、バナジウム
コンポジション及び活性剤の量は、行われる重合反応の
タイプに応じて変化できる。概して、活性剤の量は、存
在するバナジウムの量に応じて約1:30−約300:
1(モル:モル)である。最も好ましくは、量は、1:
2−約2:1の間である。活性剤は、製造の順序の任意
の点で混合物に導入される。従って、例えば、活性剤
は、バナジウムコンポジションの前又は後に導入でき
る。活性剤は、いずれにしろ、好ましくは非極性溶媒中
の溶液として混合物中に導入される。アルカン例えばヘ
キサン又はヘプタンは、好ましいが、シクロアルカン及
び芳香族も提供できる。本発明の第二の触媒に関して、
その触媒の製造に使用されるジルコニウムコンポジショ
ン、バナジウムコンポジション及び活性剤の量は、最も
好都合には、モル比で述べられる。従って、ジルコニウ
ムコンポジションのそれぞれの約1モルに対して、約1
0モルまでのバナジウムコンポジション及び約25モル
までの活性剤が利用できる。本発明のこの態様の好まし
い実施では、約8モルまでのバナジウムコンポジション
及び約17モルまでの活性剤が、ジルコニウムコンポジ
ションのそれぞれの約1モルに関して利用できる。さら
に好ましくは、ジルコニウムコンポジションのそれぞれ
の約1モルに対して、約5モルまでのバナジウムコンポ
ジション及び約12モルまでの活性剤が使用できる。も
っと好ましくは、ジルコニウムコンポジションのそれぞ
れの約1モルに対して、約2モルまでのバナジウムコン
ポジション及び約6モルまでの活性剤が使用できる。最
も好ましくは、活性剤ジルコニウムコンポジションのそ
れぞれの約1モルに対して、約1モルまでのバナジウム
コンポジション及び約4モルまでの活性剤が使用でき
る。
【0018】本発明の第三の触媒即ちV、Ti及び活性
剤を含む触媒に関して、各成分のモル比は、使用される
活性剤のタイプに応じて変化する。好ましくは、上記の
触媒の形成に観察されるモル比は、約1:1−約50:
1のAl対(TiプラスV)の比、約0.1:1−約2
5:1のZn対(TiプラスV)の比、及び約0.1:
1−約50:1のMg対(TiプラスV)の比である。
本発明の第四の触媒を形成するのに、混合のためのジル
コニウムコンポジション対バナジウムコンポジション対
チタンコンポジション対活性剤のモル比は、一般に、そ
れぞれ約1:5:4:10である。第一の態様では、ジ
ルコニウムコンポジション対バナジウムコンポジション
対チタン含有コンポジション対活性剤のモル比は、好ま
しくは、それぞれ約1:3:2:4である。ジルコニウ
ムコンポジションがZrClであり、バナジウムコン
ポジションがVOClであり、チタン含有コンポジシ
ョンが、ハロゲン化マグネシウム六水和物か塩化マグネ
シウム六水和物即ちXが塩素であるプレカーサー組成
物であり、プレカーサー組成物のチタン化合物がTi
(OCであり、さらに活性剤がZnCl
2Al(Cであることが、この第一の態様で
は好ましい。
【0019】第四の触媒の第二の態様では、ジルコニウ
ムコンポジション対バナジウムコンポジション対チタン
含有コンポジション対活性剤のモル比は、好ましくは、
それぞれ約1:2:1:8である。この第二の態様を実
施するのに、ジルコニウムコンポジションがZrCl
であり、バナジウムコンポジションがVOClであ
り、チタン含有コンポジションが、塩化マグネシウム六
水和物を使用するプレカーサー組成物であり、チタン化
合物としてTi(OCであり、さらに活性剤
がAlCl(C)であることが、好ましい。こ
の態様の他の点では、ジルコニウムコンポジションがZ
r(OCであり、バナジウムコンポジション
がVOClであり、プレカーサー組成物は、塩化マグ
ネシウム六水和物及びTi(OCを使用し、
さらに活性剤がZnCl・2Al(Cであ
ることが、好ましい。上記で定義したコンポジションの
任意のもの及び活性剤を混合後、得られた触媒生成物が
採取される。もし溶媒が使用されるならば、それを除く
のが好ましく、当業者に周知の手法例えばデカンテーシ
ョン、漉過又は蒸発が、この点に使用できる。もし蒸発
が使用されるならば、約100℃の温度の窒素パージが
利用できる。本発明の好ましい実施では、触媒は、不活
性雰囲気例えば窒素雰囲気下で製造されることを理解す
べきである。その上、触媒の製造は、実質的に酸素のな
い条件下で行われるのが望ましい。従って、好ましい実
施では、気体状雰囲気の重量に基づいて100ppm以
下の酸素が、触媒の製造中に存在する。気体状雰囲気の
重量に基づいて、さらに好ましくは、10ppm以下の
酸素が存在し、最も好ましくは、1ppm以下の酸素が
存在する。
【0020】触媒の製造が、実質的に水のない条件下で
行われることも望ましい。従って、好ましい実施では、
混合物の重量に基づいて、5重量%以下の水が、触媒の
製造中に存在する。混合物の重量に基づいて、さらに好
ましくは、0.5重量%の水、最も好ましくは、0.0
05重量%以下の水が存在する。本発明を実施するの
に、混合は、一般に、室温又はその付近例えば約20−
約25℃でさらに大気圧又はその付近で生ずる。従っ
て、特別な加熱又は冷却並びに真空又は加圧化は、必要
とされない。しかし、これらは、不都合さなしに使用で
き、そして本発明の或る態様では、どちらか一方が好ま
しい。さらに詳しくは、本発明の或る態様の製造は、加
熱及び/又は冷却の段階により促進される。例えば、ジ
ルコニウム化合物Zr(OCは、市販されて
いるとき(例えばDynamite−Nobel Ch
emicalから)、それに結合して或る量のブタノー
ル(COH)を有する。同様に、本発明の一つの
態様におけるように、ZrClがアルコール例えばブ
タノールと反応してジルコニウムアルコキシ及び/又は
ジルコニウムクロロアルコキシを形成するとき、残存ア
ルコールが存在する。これらの場合に、成分の相互反応
を促進するために、溶液混合物を加熱することが好まし
い実施である。この点における加熱は、好ましくは約1
00℃まで、さらに好ましくは約85−90℃の温度で
ある。
【0021】その上、或る態様では、バナジウムコンポ
ジション、ジルコニウムコンポジション又は活性剤の何
れかの最後の添加の前に、混合物を冷却することが望ま
しい。この点の冷却は、例えば、最後の添加が都合の良
い操作のために余りに発熱的であることが分るとき、使
用できる。冷却は、好ましくは0℃又はその付近の温度
である。触媒形成成分の混合後得られる触媒生成物は、
洗浄する必要はないが、もし溶媒が使用されたならば、
混合が生ずる溶媒と好ましくはそうすることが好ましい
実施である。好ましくは、洗浄は、一度より多く例えば
3回繰り返される。このようにして得られた触媒生成物
は、特にもしスラリー重合が考えられているならば、使
用前に乾燥される必要はないが、不都合なしに乾燥でき
る。もし乾燥が行われるならば、それは、約30分間窒
素パージとともに約100℃の温度で好ましくは行われ
る。前記のやり方により得られた生成物は、本発明の触
媒を代表し、それは、助触媒と組み合わされるとき、オ
レフィン重合触媒系を形成する。本発明のこの態様の実
施に有用な助触媒は、金属アルキル、金属アルキル水素
化物、金属アルキルハロゲン化物、又は金属アルキルア
ルコキシドを含み、金属は、アルミニウム、ホウ素、又
はマグネシウムであり、そしてアルキルは、1−約12
個の炭素原子、好ましくは2−約6個の炭素原子を有
し、助触媒の混合物も使用できる。好ましい助触媒は、
アルミニウムトリアルキルを含み、トリエチルアルミニ
ウム及び/又はトリ−イソブチル−アルミニウムが特に
好ましい。助触媒は、一般に、約1:1−約1000:
1の助触媒対バナジウムコンポジションのモル比に適合
する量で利用され、さらに好ましい比は、約5:1−約
100:1でありさらに好ましくは約20:1−50:
1である。触媒及び助触媒は、重合の過程中に重合反応
器に連続的に添加されて、所望の比を維持する。
【0022】修飾剤は、ときには当業者では「プロモー
ター」と呼ばれるが、概して、バナジウム触媒の反応性
を増大そして維持し、そして又分子量分布の目安である
メルトインデックス及びメルトインデックス比(MI
R)に影響するそれらの能力について選ばれる。有用な
修飾剤は、ハロゲン化剤例えば式(12)(式中、M
は、Si、C、Ge又はSn(好ましくはSi又はCで
あり、そして最も好ましくはCである)であり、X
は、ハロゲン(好ましくはCl又はBrであり、そし
て最も好ましくはClである)であり、iは0、1、2
又は3であり、そしてjは、Mの原子価である)のも
のを含む。これらの修飾剤は、Miroら、米国特許第
4866021号(1989年9月12日)に開示され
ており、その記述は、ここに参考として引用される。こ
のタイプの修飾剤は、クロロホルム、四塩化炭素、塩化
メチレン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、四塩化
ケイ素、及び1−6個の炭素原子を含むハロゲン化炭化
水素例えば商品名フレオン(例えばフレオン11及びフ
レオン113)の下でE.I.duPont de N
emours &Co.から市販されているものを含
む。Bachlら、米国特許第4831090号(19
89年5月16日)は、修飾剤として有用な数群の有機
ハロゲン化合物を開示しており、その記述は、ここに参
考として引用される。これらは、飽和脂肪族ハロ炭化水
素、オレフィン性不飽和脂肪族ハロ炭化水素、アセチレ
ン性不飽和脂肪族ハロ炭化水素、芳香族ハロ炭化水素、
及びオレフィン性不飽和ハロゲン化カルボキシレートを
含む。特に好ましい修飾剤は、式(13)(式中、R
13は、水素、1−6個の炭素原子を有する未置換又は
ハロゲン置換炭化水素であり、Xは、ハロゲンであ
り、そしてkは、0、1又は2である)である。これら
のハロ炭素化合物の例は、炭素原子に少なくとも2個の
ハロゲンが結合したフッ素、塩素又は臭素置換エタン又
はメタン化合物を含む。特に好ましい修飾剤は、CCl
、CHCl、CBr、CHCCl、CF
ClCClを含み、最も好ましいのは、CHCl
(クロロホルム)、CFCl(フレオン11)及び
CFClCCFCl(フレオン113)である。こ
れらの修飾剤の任意の混合物も使用できる。修飾剤の選
択は、ときには活性を犠牲にして、重合体の性質を調節
するのに使用できる。好ましい重合体の性質は、最大の
触媒の活性への妥協である修飾剤対遷移金属の比で、選
ばれた修飾剤により得られる。生成物の分子量の分布及
び水素の存在に対するメルトインデックスの応答は、修
飾剤の選択及び濃度により調節可能である。活性、メル
トインデックス比(MIR)、高負荷メルトインデック
ス(HLMI)などは、全て修飾剤対遷移金属の比、及
び修飾剤の選択により変化する。操業者は、周知に手法
に従って、重合体生成物の分子量をコントロール又は修
飾するために、重合の初め、その間又はその両者で、反
応中にコントロールされた量のHを供給することがで
きる。
【0023】利用される修飾剤は、それが利用されると
き、約0.1:1−約1000:1(モル:モル)、好
ましくは約1:1−約100:1、そしてさらに好まし
くは約5:1−約50:1の修飾剤対バナジウムコンポ
ジションの比に相当する量で存在する。重合反応は、約
50−約250℃の温度で、溶液、スラリー又は気相
(流動床を含む)の条件の下で行われ、好ましい温度
は、約50−約110℃であり、さらに好ましい温度
は、約65−約105℃である。圧力は、大体外界圧力
−約30000psiであり、好ましい圧力は、大体外
界圧力−約1000psiであり、好ましい圧力は、大
体外界圧力−約700psiである。本発明の方法によ
り得られる重合体は、エチレンのホモポリマー、アルフ
ァ−オレフィンのホモポリマー、2種又はそれ以上のア
ルファ−オレフィンの共重合体又はエチレン及び1種又
はそれ以上のアルファ−オレフィンの共重合体であり、
該アルファ−オレフィンは、3−約12個の炭素原子を
有する。本発明で特に有用なアルファ−オレフィンは、
プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセ
ン、1−オクテン、1、3−ブタジエン及び1、5−ヘ
キサジエンを含む。このようにして得られた重合体は、
190℃及び2.16kg(ASTM D1238−8
2により測定)で、最高約1000までそして最低約
0.01又はそれ以下のメルトインデックス(MI)を
有することができる。生成されうる重合体のメルトイン
デックス比(HLMI/MI、又MIRとも呼ばれる)
は、HLMI及びMIの上記のパラメーターに応じて変
化し、例えば、HLMI/MIは、約30:1−約40
0:1、好ましくは約40:1−約400:1さらに好
ましくは約50:1−約400:1の間である。当業者
により理解されるように、メルトインデックス比は、分
子量分布(MWD)に相関する。本発明の触媒により生
成した重合体は、重合体の灰分除去を要することなく、
灰分の低い重合体の使用に工業的に許容できる。本発明
の重合体は、又溶媒として1、2、4−トリクロロベン
ゼンによるゲル透過クロマトグラフィーにより調べたと
き、バイモダル分子量分布のプロフィルを示す。しか
し、助触媒及び修飾剤の比の何れかについて、好ましい
価からの逸脱は、重合体の性質即ちMI及びMIRにお
ける変化及び活性の低下を生じさせる。これらの性質が
どのように変化するかは、本発明の異なる触媒成分によ
り相違する。重合体の性質は、ときには所望の性質を達
成するために活性と妥協して、助触媒及び修飾剤のレベ
ルを変化することにより、調整できる。
【0024】本発明の触媒は、又それらの利用が、支持
物質例えばシリカ又は他の普通使用される触媒支持体の
存在を要求しないことについて注目に値する。本発明の
触媒は、又それらが、望ましい重合体の性質を調整する
能力を使用者にもたらす点で有利である。存在するバナ
ジウムは、重合体の分子量のコントロールに加えて、水
素の存在に関する感度を与える。高い重合体の分子量は
高い強さと組み合わされるが、低い分子量は、大きな加
工性と組み合わされ勝ちである。本発明の触媒は、強さ
及び加工性の本質的に全ての望ましいバランスを達成さ
せる。本発明の触媒系は、溶液、スラリー又は気体の相
(流動床を含む)の重合条件の下で容易に使用できる。
【0025】
【実施例】以下の実施例は、本発明の範囲の例であり、
そしてそれを制限しようとするものではない。 実施例 1 活性剤の製造 活性剤は、二塩化亜鉛(ZnCl)及びトリエチルア
ルミニウム(Al(C)から製造された。製
造は、N雰囲気下で実施された。ヘプタンは、溶媒と
して使用された。二塩化亜鉛(34.05g、対応する
濃度は約0.25モル)を、乾燥グローブボックスでF
isher−Porter瓶に入れた。ヘプタン中のト
リエチルアルミニウム(320.5mL、対応する濃度
は、約0.5モル)の溶液を、次に加え、亜鉛対アルミ
ニウムの比は、1:2であった。溶液は、攪拌しつつ2
時間90℃に加熱された。加熱後、固体ZnClが溶
解して活性剤を形成し、それはヘプタンに可溶であっ
た。活性剤、ZnCl・2Al(Cを、な
んらさらに精製することなく使用した。
【0026】実施例 2 触媒の製造 VOCl、Zr(OC・nCOH及
びZnCl・2Al(Cの触媒組成物を製
造した。これらの触媒成分のモル比は、リストされた順
序で、約1:1:4であった。パドル型攪拌器を取り付
けさらにNによりパージされた三口丸底フラスコ中
に、ヘプタン(50mL)、次にVOCl(1M溶液
の10mL、対応する濃度は約0.01モル)を入れ
た。Zr(OC・nCOHを、Dyn
amite−Nobel Chemicalから得た。
nは1.3と計算された。この粘性のあるジルコニウム
化合物(4.35mL、対応する濃度は約0.01モ
ル)を、VOCl溶液に滴下した。溶液は黄白色に変
り、不透明であった。溶液を攪拌しつつ30分間85℃
に加熱すると、溶液は、淡褐色に変り、そして透明にな
り、N気体パージの流出物に酸は検出されなかった。
溶液を次に0℃に冷却した。冷却した溶液に、実施例1
により製造した、ZnCl・2Al(C
(51.3mL、対応する濃度は約0.04モル)を
徐々に加えた。淡褐色溶液は、濃褐色に変り、淡い色の
沈殿物が形成された。スラリーを次に室温に加温した。
固体触媒(沈殿物)をヘプタン(1回当り120mL)
により3回洗い、そして採取した。
【0027】実施例 3 ZrCl、ZnCl・2Al(C及びV
O(OCの触媒組成物を製造した。これらの
触媒成分のモル比は、リストされた順序で、約1:4:
1であった。パドル型攪拌器を取り付けさらにNによ
りパージされた三口丸底フラスコ中に、ZrCl
(3.92g、対応する濃度は約0.0168モル)
及びヘプタン(30mL)を入れた。桃色のスラリーが
形成された。スラリーに、室温(20−25℃)で、滴
下するやり方で徐々に、COH(3.11mL、
対応する濃度は約0.0336モル)を加えた。桃色の
スラリーは、白色になった。溶液は、15分後に透明に
なった。或る桃色の沈殿物が観察され、そして酸がN
パージ気体流出物に検出された。三口フラスコを85℃
に加熱しそして30分間攪拌すると、油状の褐色の液体
層が底に観察され、固体の沈殿物は消失した。実施例1
に従って製造したZnCl・2Al(C
徐々に添加した(86.2mL、対応する濃度は0.0
672モル)。褐色のスラリーが形成された。スラリー
を30分間室温で攪拌した。VO(OCを、
滴下するやり方で徐々に加えた(16.8mL、対応す
る濃度は0.0168モル)。濃褐色の沈殿物が形成さ
れ、液体の層は、淡褐色を有した。スラリーを30分間
室温で攪拌した。固体の沈殿物は、次にヘプタン(毎回
120mL)で3回洗って固体の触媒を回収した。
【0028】実施例 4 ZrCl、ZnCl・2Al(C及びV
O(OCの触媒組成物を製造した。これらの
触媒成分のモル比は、リストされた順序で、約1:8:
3であった。パドル型攪拌器を取り付けさらにNによ
りパージされた三口丸底フラスコ中に、ZrCl
(2.13g、対応する濃度は約0.00914モ
ル)及びヘプタン(50mL)を入れた。COH
(1.69mL、対応する濃度は約0.01828モ
ル)を加えた。得られた溶液を30分間攪拌しつつ90
℃に加熱して、溶液の上の層は透明であることが観察さ
れ、底の層は、濃黄色を有するものと観察された。溶液
を次に室温に冷却した。実施例1に従って製造されたZ
nCl・2Al(Cを、溶液に徐々に加え
た(9.37mL、対応する濃度は約0.7312モ
ル)。溶液は、観察すると、ミルク状になりそして次に
濃褐色となった。溶液を30分間室温で攪拌し、次に0
℃に冷却した。VO(OCを滴下するやり方
で加え、褐色のスラリーが形成された。スラリーを室温
に加温し、そして1時間攪拌した。スラリーからの固体
の沈殿物をヘプタン(毎回125mL)により4回洗っ
て固体の触媒を採取した。
【0029】実施例 5 ZrCl、ZnCl・2Al(C及びV
O(OCの触媒組成物を製造した。これらの
触媒成分のモル比は、リストされた順序で、約1:1
2:5であった。パドル型攪拌器を取り付けさらにN
によりパージされた三口丸底フラスコ中に、ZrCl
(1.38g、対応する濃度は約0.005918モ
ル)及びヘプタン(50mL)を入れた。COH
(1.10mL、対応する濃度は約0.011836モ
ル)を加え、溶液を1時間攪拌しつつ90℃に加熱し
た。加熱後、溶液の上の層は透明であることが観察さ
れ、底の層は、濃黄色を有するものと観察された。溶液
を次に室温に冷却し、実施例1に従って製造されたZn
Cl・2Al(Cを加えた(91.0m
L、対応する濃度は約0.071モル)。溶液は、観察
すると、初めの6mLでミルク状になり、そしてそれは
次に黄色及び透明な褐色に変り、次に亜鉛コンプレック
スの添加が完了すると濃褐色となった。淡褐色の沈殿物
が形成された。溶液を室温で攪拌し、次に0℃に氷浴に
より冷却した。VO(OCを、10分かけて
滴下するやり方で加えた(29.6mL、対応する濃度
は約0.02959モル)。溶液を次に1時間攪拌し
た。得られた触媒を、ヘプタン(毎回125mL)によ
り4回洗って採取した。
【0030】実施例 6 Zr(OC・nCOH、VOCl
びZnCl・2Al(Cの触媒組成物を製
造した。これらの触媒成分のモル比は、リストされた順
序で、約1:2:6であった。この製造では、Zr(O
は、活性化処理の前に一晩VOClによ
り予備処理された。Fisher−Porter瓶に、
室温で、Zr(OC・nCOH(Dy
namite−Nobel Chemicalから購
入、nは約1.3と計算され、対応する濃度は約0.0
08モル)及びVOCl(16mL、対応する濃度は
約0.016モル)を入れた。溶液を30分間攪拌し
て、沈殿物のない透明な黄色の溶液が観察された。溶液
を室温で一晩(約15時間)放置すると、溶液は透明に
なり、褐色になることが観察され、沈殿物は見られなか
った。この溶液に、実施例1に従って製造されたZnC
・2Al(Cを徐々に加えた(61.5
mL、対応する濃度は約0.048モル)。添加は室温
でなされ、完了すると、褐色の溶液中の緑がかった褐色
の沈殿物が観察された。沈殿物をヘプタン(毎回150
mL)により3回洗い、固体の緑がかった褐色の触媒を
採取した。
【0031】実施例 7 Zr(OC・nCOH、ZnCl
2Al(C、及びVOClの触媒組成物を
製造した。これらの触媒成分のモル比は、リストされた
順序で、約1:6:2であった。この製造では、ジルコ
ニウムコンポジションは、バナジウムコンポジションに
より予備反応されなかった。Fisher−Porte
r瓶に、室温で、Zr(OC・nC
H(Dynamite−Nobel Chemical
から購入、nは約1.3モルと計算される)及びヘプタ
ン(50mL)を入れた。この溶液に、室温(20−2
5℃)で実施例1に従って製造されたZnCl・2A
l(Cを徐々に加えた(61.5mL、対応
する濃度は約0.048モル)。添加は、攪拌しつつ早
く、くもった溶液を生じ、それは、黄色次に褐色にな
り、最後に褐色の沈殿物を有する褐色の溶液を形成する
ことが観察された。室温で30分経過後、VOCl
(16mL、対応する濃度は約0.016モル)を徐
々に早く攪拌しつつ添加した。室温で1時間後、黄褐色
のスラリーが観察された。第一のヘプタンの洗浄(15
0mL)後、濾液が空気と反応して白色の沈殿物を形成
することが観察された。第二のヘプタンの洗浄(150
mL)後、濾液はなお空気と反応性があることが観察さ
れた。第三及び第四のヘプタンの洗浄(毎回150m
L)後、黄色がかった褐色の固体触媒が採取された。
【0032】実施例 8 ZrCl、ZnCl・2Al(C及びV
OClの触媒組成物を製造した。これらの触媒成分の
モル比は、リストされた順序で、約1:6:2であっ
た。Fisher−Porter瓶に、ZrCl
(1.75g、対応する濃度は約0.0075モル)
及びヘプタン(50mL)を入れた。室温の間に、C
OH(1.29mL、対応する濃度は約0.015
モル)を徐々に加えた。室温で観察可能な反応は生じな
かった。溶液を1時間90℃で加熱すると、ZrCl
が消失したことが観察され、得られた溶液は、透明で黄
色であり、2層を有した。溶液を、徐々に攪拌しつつ室
温に冷却し、そして実施例1に従って製造されたZnC
・2Al(Cを徐々に加え(57.7m
L、対応する濃度は約0.045モル)、その間溶液を
徐々に攪拌した。溶液の色は、約3分間で褐色に変るこ
とが観察され、褐色の沈殿物が観察された。室温で30
分後、VOCl(15mL、対応する濃度は約0.0
15モル)を徐々に添加した。白色の煙が生じ、溶液を
1時間室温で攪拌した。褐色のスラリーが観察された。
固体をヘプタン(毎回150mL)により3回洗い、褐
色の固体の触媒を採取した。
【0033】実施例 9 Zr(OC、ZnCl・2Al(C
及びVOClの触媒組成物を製造した。触
媒成分のモル比は、リストされた順序で、約1:6:2
であった。Zr(OC・nCOHは、
Alfa Chemicalから得られ、nは計算して
約1.58であった。Fisher−Porter瓶
に、Zr(OC・nCOH(3.22
mL、対応する濃度は約0.008モル)及びヘプタン
(50mL)を入れた。実施例1に従って製造されたZ
nCl・2Al(Cの早い添加が続いた
(61.5mL、対応する濃度は約0.048モル)。
早い添加は室温で生じ、そして15分間遅い攪拌が続い
た。褐色の沈殿物を有する褐色の溶液が観察された。V
OClをこの溶液に徐々に室温で加え(16mL、対
応する濃度は約0.016モル)、褐色の沈殿物を有す
る溶液が観察された。ヘプタン(毎回150mL)によ
る3回の洗浄後、固体の褐色の触媒が採取された。
【0034】実施例 10 ZrCl、COH、ZnCl・2Al(C
及びVOClの触媒組成物を製造した。これ
らの触媒成分のモル比は、リストされた順序で、約1:
2:8:3であった。500mL容の三口丸底フラスコ
中に、1.47gのZrCl及び50mLのヘプタン
を入れた。攪拌しつつ、1.17mLのCOHを
加えた(COH:Zrのモル比は2であった)。
混合物を、透明な淡黄色の溶液が形成されるまで、90
℃で攪拌した。溶液を室温に冷却した。次に、実施例1
に従って製造された64.6mLのZnCl・2Al
(Cを室温で滴下した。混合物を次に30分
間室温で攪拌し、その間沈殿物が形成された。この混合
物に、ヘプタン中のVOClの1.0mM/mL溶液
18.9mLを加えた。この混合物を約30分間攪拌
し、次に濾過し、次にヘプタン(毎回150mL)によ
り3回洗浄した。最後の触媒固体は褐色であった。
【0035】実施例 11 重合 エチレンのホモポリマーが、本発明の触媒を使用して製
造された。重合は、攪拌機を備えた約1.3Lのサイズ
のオートクレーブで行われた。重合のそれぞれでは、反
応器を、約2時間約100℃より高い温度でNにより
パージした。ヘプタン中の助触媒の溶液(ヘプタン中の
その25重量%溶液としてトリエチルアルミニウム約
0.5mL)を、所望の反応温度(約80−100℃)
で反応器に加えた。反応器を次に閉じ、Hを耐圧容器
から反応器に加えた。イソブタンを加え(約500m
L)、そして反応器の攪拌機を回した。エチレンを次に
所望の操作圧力(約550psi)まで反応器に加え
た。修飾剤を次に重合温度で注入し、次に約1分後本発
明の触媒を入れた。重合は、約1時間行われた。反応
は、エチレンの供給を止めそして反応器を脱気すること
により停止された。以下の表1は、反応条件(温度、エ
チレン、水素、修飾剤)、触媒活性(毎時触媒1g当り
の生成されたポリエチレンのg)、並びに実施例3、
4、5、6、7、9及び10によって製造された触媒を
使用する各実験で生成した重合体のMI、HLMI及び
MIRを示す。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】上記の表1から分るように、実施例3の触
媒は、CHCl及びCFCl修飾剤の両者による高
い反応性を示した。同様に、バナジウム対ジルコニウム
の比が3である実施例4の触媒は、修飾剤としてのCH
Cl、CFCl及びClFCCClFによる高
い反応性を示した。この点に関する実験番号7は、高い
反応温度(約93.3℃)で特に高い触媒反応性を示し
た。バナジウム対ジルコニウムの比が5である実施例5
の触媒は、修飾剤としてのCHCl、CFCl、C
FCCClF及び(CHSiClによる高
い反応性を示した。表1はさらに、この触媒が、実験番
号11、12、13、14、16及び17により示され
るように、低下したレベル即ち5及び6モル%のエチレ
ンですら、非常に反応性であったことを示す。全ての他
の関連する条件が実質的の同じである、実施例5の触媒
を使用する実験番号10と実施例4の触媒を使用する実
験番号5との比較は、前者が、高いMI、大きな反応性
及びMIRにより測定して狭いMWDを有したことを示
す。実験番号10−17は、さらに、少なくとも実施例
5の触媒に関して、修飾剤としてのCHCl及びCF
Clの使用は、ClFCCClF及び(CH
SiClの使用よりも高いMI能力を与えたことを指
示する。表1の実験番号18−27は、実施例6に従っ
て製造された触媒を利用し、該実施例では、ジルコニウ
ム及びバナジウム化合物は、活性剤化合物との反応前に
予めコンプレックス化されており、バナジウム対ジルコ
ニウムの比は2であった。表1は、修飾剤としてのCH
Cl、CFCl、CHBrCl及びCBr
と関連して使用されるとき、この触媒が非常に反応性で
あったことを示す。触媒は、又MIRにより測定して、
広いMWDを生じた。実験番号24及び25は、助触媒
としてそれぞれトリヘキシルアルミニウム及びトリエチ
ルアルミニウムを使用し、実施例6の触媒を使用する全
ての他の実験は、助触媒としてトリイソブチルアルミニ
ウムを使用した。一般に、トリエチルアルミニウムの使
用は、高いMIを与えた。実験番号28−37は、実施
例7に従って製造された触媒を使用する重合データを示
す。この触媒は、実施例6からの触媒と同じバナジウム
対ジルコニウムの比を有したが、ジルコニウム及びバナ
ジウムの化合物は、予めコンプレックス化されなかっ
た。実施例7の触媒は、修飾剤としてのCHCl及び
CFClにより高い反応性を示した。実施例6の触媒
を使用する実験番号28−37と実施例7の触媒を使用
する実験番号28−37との比較は、前者が同様なMI
を生ずるために少ない水素を必要としたことを示す。実
施例7の触媒を使用して得られた重合体は、高いMIR
により証明されるように広いMWDを明らかにした。さ
らに、重合体の分子量は、低いHLMI例えば約60よ
り低いことにより判断されるように、高かった。表1の
実験番号38−44は、バナジウム化合物がVOCl
であり、ジルコニウム化合物がZr(OC
nCOHであり、バナジウム対ジルコニウムの比
が2であった実施例9によって製造された触媒を使用す
る重合を示している。触媒は、修飾剤としてのCHCl
及びCFClの両者により高い反応性を示した。実
験番号38及び40と実験番号39及び41との比較
は、それぞれ、修飾剤の濃度が増大したとき、MIの能
力は増大することを示す。
【0040】表1の実験番号45−50は、実施例10
によって製造した触媒を使用する重合を示す。触媒は、
非常に高い活性を示し、そしてこのようにして得られた
重合体は、高いMIRにより立証されるように広いMW
Dを明らかにした。さらに、重合体の分子量は、低いH
LMI例えば約60より低いことにより判断されるよう
に、高かった。図1は、実施例5に従って製造された触
媒を使用して、実験15から得られた重合体に関する分
子量分布曲線を示す。図1を参考にして分るように、本
発明の触媒を使用することにより得られる重合体は、バ
イモダルプロフィルを明らかにしている。図の曲線は、
ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)に基づいて特に
得られた。本発明の重合体は、多数のしかも変化する用
途を有し、周知の形成方法を使用してフィルム、射出成
形物品及び吹き込み成形物品への形成を含む。重合体
は、強さの強いフィルム(即ち高い衝撃強さ及び/又は
高い引き裂き抵抗性を有するフィルム)並びに高いES
CR(即ち環境応力−クラック抵抗性)を有する射出成
形及び吹き込み成形物品を形成するのに特に有用である
と考えられる。ここで使用されるとき、用語HLMI
は、ASTM D1238−82に従って190℃及び
21.6kgで測定した高負荷メルトインデックスを意
味する。
【0041】実施例 12 チタン含有プレカーサー組成物の製造 乾燥グローブボックス中のFisher−Porter
瓶に、塩化マグネシウム六水和物(MgCl・6H
O)(10.40g、対応する濃度は0.0512モ
ル)、マグネシウム屑の形のマグネシウム金属(Mg)
(7.29g、対応する濃度は0.3モル)及びチタン
テトラブトキシド(Ti(OC)(136.
8mL、対応する濃度は0.4モル)を加えた。MgC
・6HO対Mg対Ti(OCのモル比
は、それぞれ0.128対0.75対1.0であった。
攪拌バーも加えた。Isopar Gを約20分間窒素
ガスでパージし、次にボックスの外でFisher−P
orter瓶中に移し(250mL)、スラリーを形成
した。瓶中の全容積は、約400mLであった。Fis
her−Porter瓶を、30分間95℃で攪拌しつ
つ加熱した。白色のMgCl・6HOが溶解し、マ
グネシウム金属の多くはフラスコの底に残った。溶液の
色は、透明な黄色であった。フラスコを約62時間室温
に維持し、その後溶液は濃い色に変り、或る残存のマグ
ネシウム金属が残った。溶液を次第に加熱し、30分間
85℃で始め、次に30分間90℃、次に30分間95
℃、次に30分間100℃、次いで30分間105℃、
そして最後に2時間125℃にした。次いで、溶液は濃
い色を有することが観察され、このときに沈澱物は観察
されなかった。溶液を室温に冷却した。最後の溶液は、
プレカーサー組成物を代表するが、或る緑の沈殿物を有
して、濃い色を有することが観察された。チタン含有プ
レカーサー組成物は、製造したまま使用した。
【0042】実施例 13 活性剤の製造 活性剤は、二塩化亜鉛(ZnCl)及びトリエチルア
ルミニウム(Al(C)から製造された。製
造は、N雰囲気下で実施された。ヘプタンを溶媒とし
て使用した。二塩化亜鉛(34.05g、対応する濃度
は0.25モル)を乾燥グローブボックス中のFish
er−Porter瓶に入れた。ヘプタン中のトリエチ
ルアルミニウム(320.5mL、対応する濃度は0.
5モル)の溶液を次に加え、亜鉛対アルミニウムのモル
比は1:2であった。溶液を攪拌しつつ2時間90℃に
加熱した。加熱後、固体ZnClは溶解した。混合物
を次に沈降させ、そしてさらになにも精製することなく
次ぎの触媒の製造に使用した。
【0043】実施例 14 触媒の製造 丸底フラスコに、四塩化ジルコニウム(ZrCl
(1.75g、対応する濃度は7.5mモル)、実施例
12に従って製造したチタン含有プレカーサー組成物
(7.5mL、対応する濃度は7.5mモル)及びヘプ
タン(50mL)を入れた。混合物を攪拌しつつ1時間
95℃に加熱すると、溶液は、褐色がかった緑の沈殿物
を有する、やや濃い色で不透明であることが観察され
た。或る未反応のZrClも、数が少ない軽い粒子と
して観察された。三塩化バナジル(VOCl)を、5
分間徐々に加え(15mL、対応する濃度は15mモ
ル)、その間溶液を95℃に維持した。VOClの完
全な添加後、加熱を攪拌しつつ30分間95℃で続け
た。灰色の沈殿物が観察された。正ブチルアルコール
(nCOH)を次に徐々に加え(1.39mL、
対応する濃度は15mモル)、その間溶液の温度を30
分間攪拌しつつ95℃に維持した。濃い灰色の沈殿物が
観察された。溶液を30分間かけて室温に冷却し、次に
エチルアルミニウムジクロリド(AlCl(C
))を5分かけて徐々に加えた(17.9mL、
対応する濃度は60mモル)。室温に維持しつつ、溶液
を1時間攪拌した。紫色の沈殿物が観察された。得られ
た沈殿物を、ヘプタン(毎回150mL)により4回洗
い、紫色の触媒が採取された。
【0044】実施例 15 触媒の製造 丸底フラスコに、実施例12に従って製造したチタン含
有プレカーサー組成物(7.8mL、対応する濃度は
7.8mモル)、四塩化ジルコニウム(ZrCl
(0.91g、対応する濃度は3.9mモル)及びヘプ
タン(50mL)を入れた。混合物を1時間95℃に加
熱すると、褐色がかった緑の沈殿物とともに、或る未反
応のZrClが観察された。溶液に、三塩化バナジル
(VOCl)を5分間徐々に加え(11.7mL、対
応する濃度は11.7mモル)、その間溶液を95℃に
維持した。VOClの完全な添加後、加熱を攪拌しつ
つ30分間95℃で続けた。灰色の沈殿物が観察され
た。溶液を30分かけて室温に冷却した。実施例13に
従って製造した活性剤を、3分間徐々に加えた(20m
L、対応する濃度は15.6mモル)。その後、溶液を
1時間攪拌した。淡いクリーム色がかったチョコレート
色の固体が観察された。固体をヘプタン(毎回150m
L)により3回洗い、、淡いクリーム色がかったチョコ
レート色の触媒が採取された。
【0045】実施例 16 触媒の製造 丸底フラスコに、実施例12に従って製造したチタン含
有プレカーサー組成物(5mL、対応する濃度は5mモ
ル)を入れた。室温のまま、実施例13に従って製造し
た活性剤(51.3mL、対応する濃度は40mモル)
を、10分かけて徐々に加えた。濃い色のスラリーが観
察された。別の容器に、ジルコニウムテトラブトキシド
(Zr(OC)の2.3mM/mL溶液3.
5mL、ブチルアルコール(n−COH)(溶液
の濃度は8mM)及び三塩化バナジル(VOCl)の
1mM/mLの溶液16mLを入れ、濃度は16mmで
あった。溶液は、ヘプタン溶媒中であった。反応物を外
界温度で一晩攪拌し、さらに精製することなく使用し
た。最後の溶液は、0.8mM/mLのバナジウム濃度
及び0.4mM/mLのジルコニウム濃度を有した。チ
タンプレカーサー組成物及び活性剤を含む丸底フラスコ
に、上記のように製造したジルコニウム−バナジウム溶
液を徐々に加えた(10mL)。室温での添加は、反応
熱の発生を観測した。濃い褐色のスラリーが観察され
た。なお室温である溶液は、1時間攪拌されると、濃い
褐色のスラリーが観察された。スラリーをヘプタン(毎
回150mL)により3回洗い、固体の褐色の触媒を採
取した。
【0046】実施例 17 重合 エチレンのホモポリマーが、本発明の触媒を使用して製
造された。重合は、攪拌機を備えた約1.3Lのサイズ
のオートクレーブで行われた。重合のそれぞれでは、反
応器を、約2時間約100℃より高い温度でNにより
パージした。ヘプタン中の助触媒の溶液(ヘプタン中の
その25重量%溶液としてトリエチルアルミニウム約
0.5mL)を、所望の反応温度(約80−100℃)
で反応器に加えた。反応器を次に閉じ、Hを耐圧容器
から反応器に加えた。イソブタンを加え(約500m
L)、そして反応器の攪拌機を回した。エチレンを次に
所望の操作圧力(約550psi)まで反応器に加え
た。修飾剤を次に重合温度で注入し、次に約1分後本発
明の触媒を入れた。重合は、約1時間行われた。反応
は、エチレンの供給を止めそして反応器を脱気すること
により停止された。以下の表2は、異なる温度、種々の
修飾剤、種々の量、修飾剤なし、異なる水素レベルで、
実施例14及び16によって製造された触媒を変えて使
用して、エチレンを重合した結果を示す。表2は、又触
媒の活性(毎時触媒1g当りの生成されたポリエチレン
のg)を示し、そして生成した重合体のメルトインデッ
クス(MI)、高負荷メルトインデックス(HLMI)
及びメルトインデックス比(MIR)に関する。表2か
ら分るように、MIRは38−119に及び、本発明の
触媒により生成した重合体は、広い分子量分布を有する
ことを示す。表2は、又21000を遙かに超える本発
明の触媒の高い反応性を示す。
【0047】
【表4】
【0048】図2は、実験5(曲線1)及び8(曲線
2)から得られた重合体に関する分子量分布曲線を示
す。分るように、得られた重合体は、広い分子量分布を
有し、トリモダルプロフィルを明らかにした。図2の曲
線は、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)に基づい
て特に得られた。ここで使用されるとき、用語HLMI
は、ASTM D1238−82に従って190℃及び
21.6kgで測定した高負荷メルトインデックスを意
味する。
【0049】実施例 18 チタンプレカーサー組成物の製造 乾燥グローブボックス中のFisher−Porter
瓶に、MgCl・6HO(10.408g、対応す
る濃度は0.0512モル)、マグネシウム屑の形のマ
グネシウム金属(Mg)(7.290g、対応する濃度
は0.3モル)及びTi(OC(136.8
mL、対応する濃度は0.4モル)を加えた。MgCl
・6HO対Mg対Ti(OCのモル比
は、それぞれ0.128対0.75対1.0であった。
攪拌バーも加えた。Isopar Gを約20分間窒素
ガスでパージし、次にボックスの外でFisher−P
orter瓶中に移し(250mL)、スラリーを形成
した。瓶中の全容積は、約400mLであった。Fis
her−Porter瓶を、30分間95℃で攪拌しつ
つ加熱した。白色のMgCl・6HOが溶解し、マ
グネシウム金属の多くはフラスコの底に残った。溶液の
色は、透明な黄色であった。フラスコを約62時間室温
に維持し、その後溶液は濃い色に変り、或る残存のマグ
ネシウム金属が残った。溶液を30分間85℃、次に3
0分間90℃、次に30分間95℃、次に30分間10
0℃、次いで30分間105℃、そして最後に2時間1
25℃に加熱した。次いで、溶液は濃い色を有し、この
ときに沈殿物は観察されなかった。溶液を室温に冷却し
た。最後の溶液は、プレカーサー組成物を代表するが、
或る緑の沈殿物を有して、濃い色を有することが観察さ
れた。
【0050】実施例 19 亜鉛−アルミニウムコンプレックスの製造 亜鉛−アルミニウムコンプレックスZnCl・2Al
(Cは、二塩化亜鉛(ZnCl)及びトリ
エチルアルミニウム(Al(C)から製造さ
れた。ヘプタンを溶媒として使用した。二塩化亜鉛(3
4.05g、対応する濃度は0.25モル)を乾燥ボッ
クス中のFisher−Porter瓶に入れた。トリ
エチルアルミニウム(320.5mL、対応する濃度は
0.5モル)の溶液を次に加え、亜鉛対アルミニウムの
モル比は1:2であった。溶液を攪拌しつつ2時間90
℃に加熱した。混合物を次に沈降させ、溶液をさらに使
用するために採取した。
【0051】実施例 20 V0(OCの製造 278mLのブチルアルコール(濃度=10.8M)
を、Fisher−Porter瓶中のヘプタン中のV
OClの溶液(濃度=1.0M)に滴下した。最初は
黄色の溶液は、半透明の褐色に変った。溶液を1時間6
0℃に加熱し、次にNを散布して副生成物HClを除
いた。生成物の濃度は0.78Mであった。
【0052】実施例 21 触媒の製造 丸底フラスコに、実施例3に従って製造したVO(OC
の溶液12.8mL(対応する濃度は10m
モル)及びヘプタン(50mL)を入れた。ヘプタン中
の実施例19に記載されたように製造されたZnCl
・2Al(Cの溶液12.8mL(10mモ
ルZn)を、室温で30分かけて攪拌しつつ滴下した。
溶液は褐色になり、そしてより淡い褐色の沈殿物が形成
された。次に、ヘプタン中のエチルアルミニウムジクロ
リドの溶液6.29mL(10mモルAl)を、室温で
30分かけて攪拌しつつ徐々に加えた。フラスコ中で外
観に観察可能な変化はなかった。次に、ヘプタン中のブ
チルマグネシウムビストリシリルアミドの溶液16.2
mL(5mモル)を、室温で30分かけて攪拌しつつ徐
々に加えた。固体の沈殿物がさらに濃厚になりそしてよ
り濃褐色に見える以外は観察可能な反応は存在せず、溶
液は淡褐色であった。ヘプタン中のTiClの1.0
モル溶液2mLを次に攪拌しつつ徐々に加えた。触媒を
フラスコから濾過し、そして150mLのヘプタンによ
り5回洗浄された濃褐色の粉末として採取した。
【0053】実施例 22 触媒の製造 氷浴中の丸底フラスコに、実施例3に従って製造したV
O(OCのヘプタン溶液10mL(対応する
濃度は10mモル)及びヘプタン(50mL)を入れ
た。ヘプタン中のZnCl・2Al(C
溶液30.8mL(24mモルZn)を、室温で30分
かけて攪拌しつつ滴下した。溶液は褐色になり、そして
より淡い褐色の沈殿物が形成された。ヘプタン中のTi
Clの1.0モル溶液4mLを次に攪拌しつつ滴下し
た。反応スラリーは、より濃い褐色になった。触媒をフ
ラスコから濾過し、そして120mLのヘプタンにより
4回洗浄された濃褐色の粉末として採取した。
【0054】実施例 23 触媒の製造 丸底フラスコに、BMSAの溶液32.4mL(対応す
る濃度は10mモル)及びヘプタン(50mL)を入れ
た。次に、ヘプタン中のエチルアルミニウムジクロリド
の溶液18.9mL(30mモルAl)を、室温で40
分かけて攪拌しつつ徐々に加えた。白色の沈殿物が形成
されたことを観察した。ヘプタン中のTiClの1.
0モル溶液5mL(5mモル)を次に攪拌しつつ60分
かけて加えた。オレンジ−褐色の沈殿物が形成されたこ
とを観察した。溶液を、フラスコを氷浴に置くことによ
り冷却した。VO(OCのヘプタン溶液7.
5mL(7.5mモル)を徐々に加えた。沈殿物は、褐
色がかった色に変ったことを観察した。次に、エチルア
ルミニウムジクロリドの溶液3.8mL(5mモルA
l)を加え、スラリーを30分かけて室温で攪拌した。
観察可能な反応は生じなかった。触媒をフラスコから濾
過し、そして125−150mLのヘプタンにより3回
洗浄された。
【0055】実施例 24 触媒の製造 丸底フラスコに、BMSAの溶液32.4mL(対応す
る濃度は10mモル)及びヘプタン(50mL)を入れ
た。次に、ヘプタン中のエチルアルミニウムジクロリド
の溶液12.58mL(20mモルAl)を、室温で3
0分かけて攪拌しつつ徐々に加えた。ヘプタン中のTi
Clの溶液5mL(5mモル)を次に攪拌しつつ30
分かけて加えた。ヘプタン中のZnCl・2Al(C
の溶液19.23mL(15mモルZn)
を、室温で30分かけて攪拌しつつ滴下した。溶液は濃
い灰色のスラリーに変り、それは、フラスコを氷浴に置
くことにより冷却した。VO(OCのヘプタ
ン溶液7.5mL(7.5mモル)を次に加えた。沈殿
物が、形成されたことを観察した。溶液は、褐色/灰色
を有した。触媒をフラスコから濾過し、そして125−
150mLのヘプタンにより3回洗浄された濃い褐色の
粉末として採取した。
【0056】実施例25 この実施例は、式ZnCl・2Al(C
相当するコンプレックスの製造を示す。乾燥ボックス中
の乾燥した空のFisher−Porter瓶に、4
6.96gのZnClを加え、さらにカニューレを通
してトリエチルアルミニウムの1.56モル溶液440
mLを加えた。瓶を1時間90℃に加熱し、次に放置し
て室温にした。2日後の観察は、濾過により採取される
底に濃い沈殿物を有する透明な溶液を認めた。コンプレ
ックスは、さらに精製することなく使用された。溶液
は、約0.34モルの亜鉛濃度及び約0.69モルのア
ルミニウム濃度を有することが分った。ZnCl・2
Al(Cコンプレックスの濃度は0.34モ
ルであると推定された。
【0057】実施例 26 バナジウム化合物の混合物は、以下の化学反応により製
造された。
【0058】
【化14】
【0059】この実施例h、バナジウム化合物の製造を
示す。9.42mLのVOCl(密度1.84g/m
L)を、13.73mLのブチルアルコール(密度0.
810g/mL)とともに攪拌した。次に、76.9m
Lのヘプタンを加えて、化学量論的な表示であるVOC
1.5(OC1.5に相当する1モル溶液を
作った。溶液に5分間遅い流れのNを散布して、上記
の反応により生ずる全てのHClガスを除いた。
【0060】実施例 27 この実施例は、本発明の触媒組成物の製造を示す。磁気
攪拌バーを備えた乾燥した空の三口フラスコに、実施例
2に従って製造した溶液15mL(Vで15mM)及び
50mLのヘプタンを加えた。内容物を70℃に維持し
た。次に、70℃に加熱した、実施例25に従って製造
したZnCl・2Al(Cのコンプレック
スの溶液38.5mL(Zn及びAlで13.1mM)
を、フラスコの内容物の攪拌とともに、1時間かけて滴
下した。熱及び煙が添加により発生した。亜鉛コンプレ
ックスの添加の終に形成したスラリーを、150mLの
ヘプタンにより3回洗い、デカンテーションし、濾過
し、そして乾燥した。
【0061】実施例 28 触媒を製造するためにここで記述された触媒及び化学品
の全ての製造は、窒素の雰囲気下で行われた。概して、
パドルタイプの攪拌機を備えた三口丸底フラスコを、触
媒の製造に使用した。化学的プレカーサーを製造する化
学反応物のあるものは、Fisher−Porter瓶
中で製造された。 触媒の例A 丸底フラスコに、その製造は実施例26に記載されたバ
ナジウム化合物の1.0M溶液15mLを加えた。次
に、50mLのヘプタンを加えた。良く攪拌しつつ、以
下のものをフラスコに滴下した。その製造は実施例25
に記載されている[Zn−Al]コンプレックスの0.
34M溶液38.5mL。フラスコを外界温度で約60
分攪拌し、次に濾過し、それぞれ150mLのヘプタン
により3回洗った。触媒を真空乾燥により分離した。 触媒の例B 上記のそれと同じ装置、並びにVOCl 1.0M
10mL、ヘプタン50mL、Zn−Alコンプレック
ス 25.6mL、VO(OiPr) 1.0M 1
0mLを使用した。その製造は実施例25に記載されて
いる[Zn−Al]コンプレックスの溶液25.6mL
を、ヘプタン60mL中のVOCl1モルの溶液に滴
下し、その間フラスコを水のビーカー中で−20℃に冷
却した。沈殿が形成し、反応混合物を外界温度で60分
間攪拌した。次に、10mLの1.0M VO(OiP
r)溶液を徐々に加えた(iPr=イソプロピル)。
生成物は、外界温度で30分間攪拌した。固体を放置し
て沈降させ、濾過した。触媒をそれぞれ150mLのヘ
プタンで3回洗浄した。触媒を濾過し、真空下乾燥し
た。
【0062】触媒の例C 機械的攪拌機を備えた三口丸底フラスコに、以下の順序
で加えた。ZnCl2・2AlEt 12.9mL
(10mM)、ヘプタン 50mL、VO(OiPr)
1M、10mL(10mM)、ZnEt 1.0
M、10mL、VOCl 1M 10mL。バナジウ
ム溶液を滴下して、褐色の沈殿物を形成した。この混合
物を外界条件で30分間攪拌し、次に10mLのZnE
(1M=10mM)、次いで10mLの1.0M
VOCl溶液(滴下)した。触媒を外界温度で30分
間攪拌し、次に放置して沈降させた。触媒を濾過し、そ
れぞれ150mLのヘプタンで3回洗浄した。最終の触
媒を真空乾燥により得た。
【0063】実施例 29 上記で製造した実施例28の例A、B及びCの触媒を、
それぞれ使用して、スラリー重合反応器中でスラリー重
合条件下でエチレンをホモ重合した。重合反応のそれぞ
れは、約93.3℃又は80℃の温度で、以下の表に示
されたエチレン濃度を生ずるように調節された全圧力で
600mLのイソブタン中で行われた。反応は、それぞ
れ約60分間行われた。イソブタン中のエチレン濃度
は、約4−20モル%であり、そして反応器中へのエチ
レンの一定の供給により重合反応の全ての場合にこのレ
ベルに維持した。約40mgの触媒を、それぞれの重合
の例で使用された。触媒及び触媒修飾剤(クロロホル
ム、フレオン113)を、全反応器圧力即ちH、イソ
ブタン及びエチレンからの圧力で、反応器中に注入し
た。約0.5mLのアルミニウムアルキル助触媒(トリ
エチルアルミニウム又はトリイソブチルアルミニウム)
を、ヘプタン中その25重量%溶液として各実験で反応
器中に注射器で注入した。実験に使用される水素
(H)対エチレン(C )のモル比は、0.07
7:1又は0.155:1の何れかであった。修飾剤
(CHCl)(使用されるとき)対バナジウム含有コ
ンポジションのモル比(修飾剤/V)は、20:1又は
50:1の何れかであった。助触媒対バナジウム含有コ
ンポジションのモル比(Al/V)は、それぞれ5:1
−25:1に及んだ。以下の表3−5は、使用された種
々の物質のモル比、並びに使用された個々の触媒系に関
する重合体生成物の、触媒の反応性(反応時間1時間当
りのポリエチレン(g)/全触媒(g))、メルトイン
デックス(MI)、及びメルトインデックス比(MIR
=HLMI/MI)によりそれらについて得られた結果
を示す。水素は、周知の容積(約150mL)の容器か
ら反応器に加えられ、添加された水素の量は、ΔPとし
て測定され、その容器の水素圧の変化(低下)は、ps
iで測定された。
【0064】
【表5】
【0065】テスト番号1は、本発明による触媒が、た
とえ修飾剤の使用がなくても、良好な反応性を示すこと
を立証する。重合体生成物は、テスト2−4で得られた
のより狭い分子量分布を有した。テスト番号2は、本発
明による触媒が、修飾剤としてCHClとともに使用
されるとき、非常に高い反応性を示すことを立証する。
テスト番号3は、本発明による触媒が、たとえ非常に低
いエチレン濃度でも、非常に高い活性を示すことを立証
する。テスト番号4は、本発明の触媒が、異なる修飾剤
(CFClCClFであるフレオン113)を使用
して良好な活性を示すことを立証する。テスト1−4
は、本発明が、条件及び供給物質の簡単な調節を経て所
望の値に分子量分布を調整する能力を操作者に与えるこ
とを示す。
【0066】
【表6】
【0067】テスト5及び6は、2種の異なるバナジウ
ム含有原料物質により本発明の触媒を製造することは、
(MIR値により立証されるように)中程度から広い分
子量分布の重合体を生成した非常に良好な活性を示す触
媒をなお提供したことを立証する。
【0068】
【表7】
【0069】テスト7−9は、高い反応性を有する本発
明による触媒を立証した。テスト1−9は、所望に従っ
てMIをより高く又はより低く調節する能力、並びによ
り広い又はより狭い分子量分布(MIRにより測定)を
立証し、反応条件は修飾剤の選択を含む。本発明の触媒
は、驚くべくことに、たとえより高い水素濃度ですら、
望ましい高い反応性を示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の触媒の1種を利用してエチレンのスラ
リーホモ重合で代表的に得られるバイモダル分子量分布
を示す。
【図2】本発明の触媒の1種を利用してエチレンのスラ
リーホモ重合で代表的に得られる広い分子量分布及びト
リモダルの特徴を示す。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)式 【化1】 (式中、Xは、ハロゲンであり、Rは、1−18個の炭
    素原子を有するヒドロカルビルであり、aは、バナジウ
    ムの原子価であって3又は4であり、そしてbは、0又
    は1からaの整数である)、 【化2】 (式中、Xは、ハロゲンであり、Rは、1−約18
    個の炭素原子を有するヒドロカルビルであり、そしてc
    は、0又は1から3の整数である)又は 【化3】 (式中、Xは、ハロゲンである)のバナジウムコンポ
    ジション、 (b)式 【化4】 (式中、Xは、ハロゲンであり、そしてRは、1−
    約12個の炭素原子を有するヒドロカルビルである)、 【化5】 (式中、Mは、アルミニウム又はホウ素であり、X
    は、ハロゲンであり、Rは、1−約12個の炭素原
    子を有するヒドロカルビルであり、そしてdは、0又は
    1から3の整数である)、 【化6】 (式中、Rは、1−約12個の炭素原子を有するヒド
    ロカルビルであり、そしてXは、ハロゲンである)、
    又は 【化7】 (式中、Rは、1−約12個の炭素原子を有するヒド
    ロカルビルであり、Yは、ハロゲン又はOR(但し、
    は、1−約12個の炭素原子を有するヒドロカルビ
    ルである)であるか、又はYはN(SiR (但
    し、Rは、1−約12個の炭素原子を有するヒドロカ
    ルビルである)を有するシリルアミドであり、そしてe
    は、0、1又は2である)を有する1種又はそれ以上の
    活性剤化合物を混合することにより得られた生成物を含
    む触媒。
  2. 【請求項2】(c)式 【化8】 (式中、Xは、ハロゲンであり、Rは、1−約18
    個の炭素原子を有するヒドロカルビルであり、そしてf
    は、0又は1から4の整数である)を有するジルコニウ
    ムコンポジションを混合することにより得られる生成物
    をさらに含む請求項1の触媒。
  3. 【請求項3】(d)(i)式 【化9】 (式中、Xは、ハロゲンであり、Rは、1−約18
    個の炭素原子を有するヒドロカルビルであり、hは、チ
    タンの原子価であって3又は4であり、そしてbは、0
    又は1からhの整数である)を有するチタンコンポジシ
    ョン、(ii)該チタンコンポジション(i)と、Mg
    ・6HO及びMg金属(但し、Xは、ハロゲ
    ンである)とを混合したことにより得られたもの、(i
    ii)該チタンコンポジション(i)と、式 【化10】 又は 【化11】 (式中、Rは、1−18個の炭素原子を有する直鎖又
    は枝分れ鎖のアルキル又は6−14個の炭素原子を有す
    るアリールであり、R10は、水素、1−18個の炭素
    原子を有する直鎖又は枝分れ鎖のアルキル又は6−14
    個の炭素原子を有するアリールであり、そしてR
    11は、1−18個の炭素原子を有する直鎖又は枝分れ
    鎖のアルキル又は6−14個の炭素原子を有するアリー
    ル、又は−Si(R10であり、全てのR10、R
    11及びR12基は、同じか又は異なる)とを混合する
    ことにより得られたものを混合することにより得られた
    生成物をさらに含む請求項1又は2の触媒。
  4. 【請求項4】R、R、R、R、R、R
    、R及びRは、それそれ独立してアルキル、シ
    クロアルキル、アリール、アラルキル又はアルカリール
    である請求項1−3の何れか一つの項の触媒。
  5. 【請求項5】R、R、R、R、R、R
    、R及びRは、それぞれ独立して1−6個の炭
    素原子のアルキルであり、そしてX、X、X
    、X、X及びYは、それぞれ塩素である請求項
    4の触媒。
  6. 【請求項6】該バナジウムコンポジションが、VC
    、VCl、VOCl、VOCl、VO(iO
    又はVO(OCであり、該活性
    剤化合物が、ZnCl・2Al(C)、AlC
    (C)、AlCl(C、C
    BCl、(CAlCl、(C
    Mg、CMgC、CMgN(Si
    (CH又はZn(Cであり、該ジ
    ルコニウムコンポジションが、ZrCl、ZrCl
    (OC、Zr(OC、Zr(OC
    であり、そして該チタンコンポジションが、
    Ti(OC又はTiClである請求項5の
    触媒。
  7. 【請求項7】(a)請求項1−6の何れの一つの項の触
    媒、及び(b)助触媒を含むオレフィン重合触媒系。
  8. 【請求項8】該助触媒が、金属アルキル、金属アルキル
    水素化物、金属アルキルハロゲン化物又は金属アルキル
    アルコキシドである請求項7のオレフィン重合触媒系。
  9. 【請求項9】該金属が、アルミニウム、ホウ素、亜鉛又
    はマグネシウムであり、該アルキルが1−12個の炭素
    原子を有する請求項8のオレフィン重合触媒系。
  10. 【請求項10】該助触媒が、トリエチルアルミニウム又
    はトリイソブチルアルミニウムである請求項9のオレフ
    ィン重合触媒系。
  11. 【請求項11】式 【化12】 (式中、Mは、Si、C、Ge又はSnであり、X
    は、ハロゲンであり、iは0、1、2又は3であり、そ
    してjは、Mの原子価である)を有する修飾剤をさら
    に含む請求項10のオレフィン重合触媒系。
  12. 【請求項12】該修飾剤が、式 【化13】 (式中、R13は、水素、1−6個の炭素原子を有する
    未置換又はハロゲン置換炭化水素であり、Xは、ハロ
    ゲンであり、そしてkは、0、1又は2である)を有す
    る請求項11のオレフィン重合触媒系。
  13. 【請求項13】該修飾剤が、CCl、CHCl
    CBr、CHCCl、CFClCCl、CH
    Cl、CFCl又はCFClCFClである請
    求項12のオレフィン重合触媒系。
  14. 【請求項14】エチレン、1種又はそれ以上のアルファ
    −オレフィン又はこれらの混合物の原料物質と、請求項
    7−13の何れか一つの項の触媒系とを、該原料物質を
    重合するのに有効な重合条件下で接触させることよりな
    る重合体を製造する方法。
  15. 【請求項15】該重合体が、エチレンのホモポリマー、
    アルファ−オレフィンのホモポリマー、2種又はそれ以
    上のアルファ−オレフィンの共重合体であり、該アルフ
    ァ−オレフィンが3−12個の炭素原子を有する請求項
    14の方法。
  16. 【請求項16】請求項14−16の何れか一つの項の方
    法により製造される重合体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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