JPH09235312A - ポリエチレンの製造方法 - Google Patents
ポリエチレンの製造方法Info
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- JPH09235312A JPH09235312A JP5046096A JP5046096A JPH09235312A JP H09235312 A JPH09235312 A JP H09235312A JP 5046096 A JP5046096 A JP 5046096A JP 5046096 A JP5046096 A JP 5046096A JP H09235312 A JPH09235312 A JP H09235312A
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Abstract
優れ、ブロー成形、真空・圧空成形、カレンダー成形、
インフレーション成形、押出成形、発泡成形、延伸フィ
ルム成形、射出成形などの種々の成形方法により広範な
用途の製品に成形することができるポリエチレンの製造
方法を提供する 【解決手段】特定の遷移金属化合物(A)と、(B-1) 有
機アルミニウム化合物、(B-2) 有機アルミニウムオキシ
化合物、(B-3) 前記遷移金属化合物(A)と反応してイ
オン対を形成する化合物から選ばれる前記化合物(A)
を活性化させうる化合物(B)と、微粒子担体(C)と
からなる担体担持型メタロセン触媒の存在下に、エチレ
ンを重合させて、(1) 密度が0.900〜0.980g/
cm3 、(2) MFRが0.001〜3000g/10分、(3)
MFR値とMT値とが、特定関係式を満たし、(4) 径
スウェル比が1.35を超えるポリエチレンを製造す
る。
Description
に関し、さらに詳しくは成形性に優れ、機械強度および
剛性に優れたポリエチレンの製造方法に関する。
空・圧空成形、カレンダー成形、インフレーション成
形、押出成形、発泡成形、延伸フィルム成形、射出成形
などの種々の成形方法により成形されて、広範な用途に
利用されている。
成形方法によって種々の特性が要求されるが、たとえば
高速インフレーション成形によりフィルムを製造する際
には、メルトテンションMT(溶融張力)の大きいポリ
エチレンを用いてバブルの揺れおよびちぎれを防ぐ必要
がある。またブロー成形により工業缶、ドラム缶、ポト
ルなどを製造する際には、スウェル比(径スウェル比)
の大きいポリエチレンを用いてピンチオフ形状をよくす
る必要がある。
触媒またはCr系触媒(フィリップス型触媒)などの触
媒を用いて製造されるか、あるいは高圧法により製造さ
れている。これらのうち、Ti系触媒特にMgCl2 担
持型Ti系触媒に代表されるチーグラー・ナッタ型触媒
を用いて製造されたポリエチレンは、長鎖分岐がほとん
ど存在しない分子構造を有しており、剛性および耐衝撃
強度などに優れているが、Cr系触媒により製造された
ポリエチレンに比べて成形性に劣っている。一方高圧法
により製造されたポリエチレンおよびCr系触媒により
製造されたポリエチレンは、チーグラー・ナッタ型触媒
により製造されたポリエチレンに比べメルトテンション
およびスウェル比が高く、成形性に優れているが、長鎖
分岐が存在する分子構造を有しており、剛性、耐衝撃強
度には劣っている。
ようとする方法が種々提案されている。たとえば特開昭
55−12735号公報には、チーグラー・ナッタ型触
媒により製造されたポリエチレンと、高圧法により製造
されたポリエチレンとのブレンド物が提案されている。
また特開昭60−36546号公報には、チーグラー・
ナッタ型触媒により製造されたポリエチレンと、Cr系
触媒により製造されたポリエチレンとのブレンド物が提
案されている。しかしながらこれらのポリエチレンブレ
ンド物は、チーグラー・ナッタ型触媒により製造された
ポリエチレンに比べて、成形性は向上されているが、剛
性および耐衝撃強度に劣っている。
されたポリエチレンの変性物も提案されており、たとえ
ばラジカル発生剤を用いたポリエチレンの変性物(特開
昭59−89341号公報)、ポリエチレンのマレイン
酸変性物(特開昭59−164347号公報)などが提
案されている。
性物は、変性前のポリエチレンに比べて成形性は向上さ
れているが剛性および耐衝撃強度は低下している。この
ためもしメルトテンションおよび径スウェル比が高く、
成形性に優れ、しかも機械強度および剛性にも優れたポ
リエチレンを製造しうるポリエチレンの製造方法が出現
すればその工業的価値は極めて大きい。
度および剛性に優れ、ブロー成形、真空・圧空成形、カ
レンダー成形、インフレーション成形、押出成形、発泡
成形、延伸フィルム成形、射出成形などの種々の成形方
法により広範な用途の製品に成形することができるポリ
エチレンの製造方法を提供することを目的としている。
は、 (A)下記式[I]で示される遷移金属化合物と、 (B)この遷移金属化合物(A)を活性化させうる化合
物であって、かつ(B-1) 有機アルミニウム化合物、(B-
2) 有機アルミニウムオキシ化合物、および(B-3) 前記
遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化
合物から選ばれる少なくとも1種の化合物と、 (C)微粒子担体と、からなる担体担持型メタロセン触
媒の存在下に、エチレンを重合させて、(1) 密度が0.
900〜0.985g/cm3 であり、(2) メルトフロー
レート(MFR:ASTM D1238、190℃、
2.16kg荷重下で測定)が0.001〜3000g/10
分であり、(3) このメルトフローレート(MFR)値
と、メルトテンション(MT)値とが、関係式 lo
g〔MT〕≧ −0.4log〔MFR〕+0.70を満
たし、(4) 径スウェル比が1.35を超える、ポリエチ
レンを製造することを特徴としている。
移金属原子であり、R1 、R2 、R3 およびR4 は、水
素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、
炭素数1〜20のハロゲン化炭化水素基、ケイ素含有
基、酸素含有基、イオウ含有基、窒素含有基またはリン
含有基であり、また互いに隣接する基の一部が結合して
それらの基が結合する炭素原子とともに少なくとも1個
の環を形成していてもよく、X1 およびX2 は、互いに
同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原
子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のハ
ロゲン化炭化水素基、酸素含有基またはイオウ含有基で
あり、Yは、2価のケイ素含有基、2価のゲルマニウム
含有基である。〕。
記式[II]で示されることが好ましい。
びYは、式[I]と同様であり、R21〜R24およびR41
〜R44は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基または
アリール基であり、このアルキル基またはアリール基
は、ハロゲンまたは有機シリル基で置換されていてもよ
い。)。
は、前記(2)メルトフローレートが1〜3000g/10
分であり、加えて(5) この(2)メルトフローレート(M
FR)値と、前記(1)密度とが、 関係式 密度≧ 0.0072log〔MFR〕+0.
968 を満たすポリエチレンを製造することもできる。
方法では、 (A)特定構造の遷移金属化合物と、 (B)この遷移金属化合物(A)を活性化させうる化合
物であって、かつ(B-1) 有機アルミニウム化合物、(B-
2) 有機アルミニウムオキシ化合物、および(B-3) 前記
遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化
合物から選ばれる少なくとも1種の化合物と、 (C)微粒子担体と、からなる触媒の存在下に、エチレ
ンを重合させることによって、ポリエチレンを製造して
いる。本発明で用いられるこの担体担持型メタロセン系
触媒については、詳細を後述するが、以下にまず本発明
で製造されるポリエチレンについて説明する。
00〜0.985g/cm 3 であり、好ましくは0.940
〜0.980g/cm3 、より好ましくは0.950〜0.
980g/cm3 である。ポリエチレンの密度は、下記に
示すメルトフローレート測定の際に得られるストランド
を、120℃で1時間熱処理し、室温まで1時間かけて
徐冷した後、密度勾配管で測定することができる。
(MFR)は、0.001〜3000g/10分であり、
好ましくは0.005〜500g/10分であり、より好
ましくは0.005〜200g/10分である。なおこの
ポリエチレンが大型製品にブロー成形されるときには、
メルトフローレートは、0.01〜0.1g/10分である
ことが好ましく、小型製品にブロー成形されるときに
は、0.1〜1g/10分であることが好ましい。ポリエ
チレンのメルトフローレート(MFR)は、ASTM
D1238−65Tに準拠して、190℃、2.16kg
荷重下で測定される値である。
トフローレート(MFR)値と、メルトテンション(M
T)値とは、 関係式 log〔MT〕≧ −0.4log〔MF
R〕+0.70好ましくは log〔MT〕≧ −0.4
log〔MFR〕+0.75を満たしている。
値との関係式を満たすポリエチレンのメルトテンション
(MT)は、具体的に、1〜100g、さらに2〜50
gであることが望ましい。
ンを一定速度で延伸したときの応力として測定される。
具体的には、MT測定機(東洋精機製作所製)を用い
て、樹脂温度190℃、押し出し速度15mm/分、巻
取り速度10〜20m/分、ノズル径2.09mmφ、
ノズル長さ8mmの条件下で延伸したときの応力として
測定される。
スウェル比は、1.35を超えており、好ましくは1.3
5〜1.60さらに好ましくは1.40〜1.60であ
る。このような径スウェル比のポリエチレンは、成形性
に優れている。たとえばこのポリエチレンをブロー成形
すると、ピンチオフ形状がよいので強度に優れたボトル
が得られる。さらにボトル(中空成形体)の肉厚分布を
狭くすることができるので目付量を低減することがで
き、また同一目付量であれば座屈強度に優れたボトルが
得られる。
とができる。キャピログラフ−1B(東洋精機製作所
製、バレル径10mm)にチューブ状のノズル(内径3
mm、外径(D0)4mm、長さ10mm)を取付け、
バレルを200℃に昇温し、保持する。バレルに試料
(ポリエチレン)を10g入れ、ピストンを装着し、気
泡ぬきを行った後、6分間予熱する。予熱後10、2
0、30、50、75(mm/min)の各ピストン速
度で試料を押出し、ノズル出口より15mm下方のスト
ランド径(Di)をレーザ光線により測定する。このよ
うに測定された各ピストン速度でのストランド径
(Di)と、チューブノズル外径D0との比SRi(=Di
/D0)を、半対数方眼紙に各ピストン速度に対してプ
ロットして得られた曲線から読み取ったピストン速度5
0(mm/min)のときのSR値を径スウェル比とす
る。なおピストン速度に対応してずり速度を求めること
もできる。
満たすポリエチレンが製造されるが、前記(2)メルトフ
ローレートが1g/10分以上であるとともに、特性(1)
〜(4)に加えて、(5) この(2)メルトフローレート(M
FR)値と、前記(1)密度とが、 関係式 密度≧ 0.0072log〔MFR〕+0.
968 を満たすポリエチレンを製造することもできる。
レンの分子量分布Mw/Mn(重量平均分子量/数平均
分子量)は、2〜9程度であることが好ましい。またこ
のポリエチレンの分子量分布Mz/Mw(z平均分子量
/重量平均分子量)は、2〜5程度であることが好まし
い。
は、炭素数3〜20のα−オレフィンが挙げられ、たと
えばプロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-
ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデ
セン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセ
ン、1-エイコセンなどが挙げられる。
このような他のオレフィンから導かれる単位を、0.1
〜10モル%含有していてもよい。本発明で製造される
ポリエチレンは、たとえば従来公知のチーグラー系触媒
を用いて製造されたポリエチレンに比べて成形性に優れ
ており、しかも機械的強度は同等に優れている。
遷移金属化合物を担体に担持させた触媒を用いて製造し
ている。
チレンを、 (A)特定構造の遷移金属化合物と、 (B)この遷移金属化合物(A)を活性化させうる化合
物であって、かつ(B-1) 有機アルミニウム化合物、(B-
2) 有機アルミニウムオキシ化合物、および(B-3) 前記
遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化
合物から選ばれる少なくとも1種の化合物と、 (C)微粒子担体とから形成される触媒の存在下に、エ
チレンを重合させることにより製造している。
について説明する。本発明で用いられる遷移金属化合物
(A)は、下記式[I]で示される。
属であり、具体的には、チタニウム、ジルコニウム、ハ
フニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モ
リブデン、タングステンであり、好ましくはチタニウ
ム、ジルコニウム、ハフニウムであり、特に好ましくは
ジルコニウムである。
ていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲンで置
換されていてもよい炭素数1〜20の炭化水素基、ケイ
素含有基、酸素含有基、イオウ含有基、窒素含有基また
はリン含有基であり、また互いに隣接する基の一部が結
合してそれらの基が結合する炭素原子とともに環を形成
していてもよい。なおそれぞれ2個ずつ表示されたR1
〜R4 は、これらが結合して環を形成する際には同一記
号同士の組み合せで結合することが好ましいことを示し
ており、たとえばR1 とR1 とで結合して環を形成する
ことが好ましいことを示している。
素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。炭素数1〜20
の炭化水素基としては、たとえばメチル、エチル、n-プ
ロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブ
チル、tert-ブチル、n-ペンチル、ネオペンチル、n-ヘ
キシル、シクロヘキシル、オクチル、ノニル、ドデシ
ル、アイコシル、ノルボルニル、アダマンチルなどのア
ルキル基、ビニル、プロペニル、シクロヘキセニルなど
のアルケニル基、ベンジル、フェニルエチル、フェニル
プロピルなどのアリールアルキル基、フェニル、トリ
ル、ジメチルフェニル、トリメチルフェニル、エチルフ
ェニル、プロピルフェニル、ビフェニル、α−またはβ
−ナフチル、メチルナフチル、アントラセニル、フェナ
ントリル、ベンジルフェニル、ピレニル、アセナフチ
ル、フェナレニル、アセアントリレニル、テトラヒドロ
ナフチル、インダニル、ビフェニリルなどのアリール基
が挙げられる。
としてはベンゼン環、ナフタレン環、アセナフテン環、
インデン環などの縮環基、ベンゼン環、ナフタレン環、
アセナフテン環、インデン環などの縮環基上の水素原子
がメチル、エチル、プロピル、ブチルなどのアルキル基
で置換された基が挙げられる。
換されていてもよい。ケイ素含有基としては、メチルシ
リル、フェニルシリルなどのモノ炭化水素置換シリル、
ジメチルシリル、ジフェニルシリルなどのジ炭化水素置
換シリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリ
プロピルシリル、トリシクロヘキシルシリル、トリフェ
ニルシリル、ジメチルフェニルシリル、メチルジフェニ
ルシリル、トリトリルシリル、トリナフチルシリルなど
のトリ炭化水素置換シリル、トリメチルシリルエーテル
などの炭化水素置換シリルのシリルエーテル、トリメチ
ルシリルメチルなどのケイ素置換アルキル基、トリメチ
ルフェニルなどのケイ素置換アリール基などが挙げられ
る。
トキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシなどのアルコ
キシ基、フェノキシ、メチルフェノキシ、ジメチルフェ
ノキシ、ナフトキシなどのアリロキシ基、フェニルメト
キシ、フェニルエトキシなどのアリールアルコキシ基な
どが挙げられる。
の酸素がイオウに置換した置換基、およびメチルスルホ
ネート、トリフルオロメタンスルフォネート、フェニル
スルフォネート、ベンジルスルフォネート、p-トルエン
スルフォネート、トリメチルベンゼンスルフォネート、
トリイソブチルベンゼンスルフォネート、p-クロルベン
ゼンスルフォネート、ペンタフルオロベンゼンスルフォ
ネートなどのスルフォネート基、メチルスルフィネー
ト、フェニルスルフィネート、ベンゼンスルフィネー
ト、p-トルエンスルフィネート、トリメチルベンゼンス
ルフィネート、ペンタフルオロベンゼンスルフィネート
などのスルフィネート基が挙げられる。
ミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジプロピルア
ミノ、ジブチルアミノ、ジシクロヘキシルアミノなどの
アルキルアミノ基、フェニルアミノ、ジフェニルアミ
ノ、ジトリルアミノ、ジナフチルアミノ、メチルフェニ
ルアミノなどのアリールアミノ基またはアルキルアリー
ルアミノ基などが挙げられる。リン含有基としては、ジ
メチルフォスフィノ、ジフェニルフォスフィノなどが挙
げられる。
く、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲンで置換されてい
てもよい炭素数1〜20の炭化水素基、酸素含有基また
はイオウ含有基である。これらの原子または基として
は、具体的には、R 1 〜R4 で示したような原子または
基と同様のものが挙げられる。
マニウム含有基である。具体的には、2価のケイ素含有
基としては、メチルシリレン、ジメチルシリレン、ジエ
チルシリレン、ジ(n-プロピル)シリレン、ジ(i-プロ
ピル)シリレン、ジ(シクロヘキシル)シリレン、メチ
ルフェニルシリレン、ジフェニルシリレン、ジ(p-トリ
ル)シリレン、ジ(p-クロロフェニル)シリレンなどの
アルキルシリレン、アルキルアリールシリレン、アリー
ルシリレン基、テトラメチル-1,2-ジシリル、テトラフ
ェニル-1,2- ジシリルなどのアルキルジシリル、アルキ
ルアリールジシリル、アリールジシリル基などが挙げら
れる。
2価のケイ素含有基のケイ素をゲルマニウムに置換した
化合物が挙げられる。このような遷移金属化合物(A)
としては、たとえばジメチルシリレンビス(シクロペン
タジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレ
ンビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジ
クロリド、ジメチルシリレンビス(ジメチルシクロペン
タジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレ
ンビス(トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジクロリド、ジメチルシリレン(シクロペンタジエニ
ル-フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチル
シリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジブ
ロミド、ジメチルシリレンビス(インデニル)ジメチル
ジルコニウム、ジメチルシリレンビス(インデニル)ジ
フェニルジルコニウム、ジメチルシリレンビス(インデ
ニル)メチルジルコニウムモノクロリド、ジメチルシリ
レンビス(インデニル)ジルコニウムビス(メタンスル
ホナト)、ジメチルシリレンビス(インデニル)ジルコ
ニウムビス(p-トルエンスルホナト)、ジメチルシリレ
ンビス(インデニル)ジルコニウムビス(p-トルエンス
ルホナト)、ジメチルシリレンビス(インデニル)ジル
コニウムビス(トリフルオロメタンスルホナト)、ジメ
チルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムトリフル
オロメタンスルホナト、ジメチルシリレンビス(4,5,6,
7-テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス(2-メチルインデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(2-メチル-4-
フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェ
ニルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリ
ド、メチルフェニルシリレンビス(インデニル)ジルコ
ニウムジクロリドなどが挙げられる。
環の二置換体は1,2-および1,3-置換体を含む。また上記
のようなジルコニウム化合物において、ジルコニウム金
属を、チタン金属またはハフニウム金属に置き換えた遷
移金属化合物を挙げることもできる。
る遷移金属化合物が好ましく用いられる。
びYは、式[I]と同様であり、R21〜R24およびR41
〜R44は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基または
アリール基であり、このアルキル基またはアリール基
は、ハロゲンまたは有機シリル基で置換されていてもよ
い。)。
ては、より具体的には、ジメチルシリレンビス(インデ
ニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス
(2-メチル-1-インデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス(2-メチル-4-フェニル-1-インデ
ニル)ジルコニウムジクロリドなどが挙げられる。
を活性化させうる化合物(B)(以下成分(B)ともい
う)として、(B-1) 有機アルミニウム化合物、(B-2) 有
機アルミニウムオキシ化合物、および(B-3) 前記遷移金
属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物か
ら選ばれる少なくとも1種の化合物が用いられる。
物(B-1) は、たとえば下記一般式[IV]で示される。 R1 nAlX3-n … [IV] (式[IV]中、R1 は炭素数1〜12の炭化水素基であ
り、Xはハロゲン原子または水素原子であり、nは1〜
3である。) 上記一般式[IV]において、R1 は炭素数1〜12の炭
化水素基例えばアルキル基、シクロアルキル基またはア
リ−ル基であるが、具体的には、メチル基、エチル基、
n-プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチ
ル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シ
クロヘキシル基、フェニル基、トリル基などである。
としては、具体的には、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、トリ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリアル
キルアルミニウム、イソプレニルアルミニウムなどのア
ルケニルアルミニウム、ジメチルアルミニウムクロリ
ド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルア
ルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリ
ド、ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルア
ルミニウムハライド、メチルアルミニウムセスキクロリ
ド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピル
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、エチルアルミニウムセスキブロミドなどの
アルキルアルミニウムセスキハライド、メチルアルミニ
ウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソ
プロピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウム
ジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド、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のアルキルアルミニウムハイド
ライドなどを挙げることができる。
て、下記一般式[V]で表される化合物を用いることも
できる。 R1 nAlY3-n … [V] (式[V]中、R1 は上記と同様であり、Yは−OR2
基、−OSiR3 3基、−OAlR4 2基、−NR5 2基、−
SiR6 3基または−N(R7)AlR8 2基であり、nは1〜
2であり、R2、R3、R4およびR8はメチル基、エチル
基、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル
基、フェニル基などであり、R5は水素原子、メチル
基、エチル基、イソプロピル基、フェニル基、トリメチ
ルシリル基などであり、R6 およびR7 はメチル基、エ
チル基などである。) 具体的には、下記のような化合物が挙げられる。 (1)R1 nAl(OR2)3-n で表される化合物、たとえ
ばジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニ
ウムエトキシド、ジイソブチルアルミニウムメトキシド
など、(2)R1 nAl(OSiR3 3)3-n で表される化合
物、たとえばEt2Al(OSi Me3)、(iso-Bu)2Al
(OSiMe3)、(iso-Bu)2 Al(OSiEt3)など、
(3)R1 nAl(OAlR4 2)3-n で表される化合物、た
とえば、Et2AlOAlEt2 、(iso-Bu)2AlOAl(iso
-Bu)2 など、(4) R1 nAl(NR5 2)3-n で表される化
合物、たとえば、Me2AlNEt2 、Et2AlNHMe 、
Me2AlNHEt 、Et2AlN(SiMe3)2、(iso-Bu)2
AlN(SiMe3)2 など、(5)R1 nAl(SiR6 3)3-n
で表される化合物、たとえば、(iso-Bu)2AlSi Me3
など、(6)R1 nAl(N(R7)AlR8 2)3-n で表され
る化合物、たとえば、Et2AlN(Me)AlEt2 、(iso-
Bu)2AlN(Et)Al(iso-Bu)2 など。
Al(OR2)3-n 、R1 nAl(OAlR4 2)3-n で表わされる
化合物が好ましく、特にRがイソアルキル基であり、n
=2である化合物が好ましい。
本発明で用いられる(B-2) 有機アルミニウムオキシ化合
物は、従来公知のベンゼン可溶性のアルミノキサンであ
ってもよく、また特開平2−276807号公報で開示
されているようなベンゼン不溶性の有機アルミニウムオ
キシ化合物であってもよい。
記のような方法によって製造することができる。 (1)吸着水を含有する化合物あるいは結晶水を含有す
る塩類、例えば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和
物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩
化第1セリウム水和物などの炭化水素媒体懸濁液に、ト
リアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物
を添加して反応させる方法。 (2)ベンゼン、トルエン、エチルエーテル、テトラヒ
ドロフランなどの媒体中で、トリアルキルアルミニウム
などの有機アルミニウム化合物に直接水、氷または水蒸
気を作用させる方法。 (3)デカン、ベンゼン、トルエン等の媒体中でトリア
ルキルアルミニウム等の有機アルミニウム化合物に、ジ
メチルスズオキシド、ジブチルスズオキシド等の有機ス
ズ酸化物を反応させる方法。
属成分を含有してもよい。また回収された上記のアルミ
ノキサンの溶液から溶媒あるいは未反応有機アルミニウ
ム化合物を蒸留して除去した後、溶媒に再溶解してもよ
い。
有機アルミニウム化合物としては、具体的には、上記に
有機アルミニウム化合物(B-1) として示したものと同様
のものが挙げられる。
およびトリシクロアルキルアルミニウムが特に好まし
い。有機アルミニウム化合物(B-2) は、組合せて用いる
こともできる。
媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、
シメンなどの芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘ
プタン、オクタン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、
オクタデカンなどの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、
シクロヘキサン、シクロオクタン、メチルシクロペンタ
ンなどの脂環族炭化水素、ガソリン、灯油、軽油などの
石油留分あるいは上記芳香族炭化水素、脂肪族炭化水
素、脂環族炭化水素のハロゲン化物とりわけ、塩素化
物、臭素化物などの炭化水素溶媒が挙げられる。その
他、エチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテ
ル類を用いることもできる。これらの溶媒のうち特に芳
香族炭化水素が好ましい。
有機アルミニウムオキシ化合物は、60℃のベンゼンに
溶解するAl成分がAl原子換算で10%以下、好まし
くは5%以下、特に好ましくは2%以下であり、ベンゼ
ンに対して不溶性あるいは難溶性である。
のベンゼンに対する溶解性は、100ミリグラム原子の
Alに相当する該有機アルミニウムオキシ化合物を10
0mlのベンゼンに懸濁した後、攪拌下60℃で6時間
混合した後、ジャケット付G−5ガラス製フィルターを
用い、60℃で熱時濾過を行ない、フィルター上に分離
された固体部を60℃のベンゼン50mlを用いて4回
洗浄した後の全濾液中に存在するAl原子の存在量(x
ミリモル)を測定することにより求められる(x%)。
(A)と反応してイオン対を形成する化合物(B-3) (以
下成分(B-3) ともいう)としては、特開平1−5019
50号公報、特開平1−502036号公報、特開平3
−179005号公報、特開平3−179006号公
報、特開平3−207703号公報、特開平3−207
704号公報、US−547718号公報などに記載さ
れたルイス酸、イオン性化合物およびカルボラン化合物
を挙げることができる。
トリス(4-フルオロフェニル)ボロン、トリス(p-トリ
ル)ボロン、トリス(o-トリル)ボロン、トリス(3,5-
ジメチルフェニル)ボロン、トリス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボロン、MgCl2、Al2O3、SiO2-Al2
O3 などを挙げることができる。
ルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレ
ート、トリn-ブチルアンモニウムテトラキス(ペンタフ
ルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウム
テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、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
などを挙げることができる。
ン、1-カルバウンデカボラン、ビスn-ブチルアンモニウ
ム(1-カルベドデカ)ボレート、トリn-ブチルアンモニ
ウム(7,8-ジカルバウンデカ)ボレート、トリn-ブチル
アンモニウム(トリデカハイドライド-7-カルバウンデ
カ)ボレートなどを挙げることができる。
もできる。本発明では、遷移金属化合物(A)を活性化
させうる化合物(B)として、上記のような成分(B-1)
、(B-2) または(B-3) を組合わせて用いることもでき
る。
〜300μm好ましくは20〜200μmの顆粒状ない
しは微粒子状固体が用いられる。この担体としては、多
孔質無機酸化物が好ましく用いられ、具体的にはSi
O2、Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、Ca
O、ZnO、BaO、ThO2などまたはこれらの混合物、
例えばSiO2-MgO、SiO2-Al2O3、SiO2-Ti
O 2、SiO2-V2O5、SiO2-Cr2O3、SiO2-TiO2-
MgOなどが用いられる。これらの中では、SiO2およ
び/またはAl2O3を主成分とするものが好ましい。
O3、K2CO3、CaCO3、MgCO3、Na2SO4、Al2
(SO4)3、BaSO4、KNO3、Mg(NO3)2、Al(NO
3)3、Na2O、K2O、Li2Oなどの炭酸塩、硫酸塩、硝
酸塩、酸化物成分が含有されていてもよい。
状は異なるが、比表面積が50〜1000m2/g、さ
らには100〜700m2/gであり、細孔容積が0.3
〜2.5cm3/gの担体が好ましく用いられる。
0〜1000℃、好ましくは150〜700℃で焼成し
て用いることができる。本発明で用いられる担体(C)
の吸着水量は、1.0重量%未満であることが好まし
く、さらには0.5重量%未満であることがより好まし
い。また表面水酸基は1.0重量%以上であることが好
ましく、さらには1.5〜4.0重量%、特に2.0〜3.
5重量%であることが好ましい。
00℃の温度で、常圧、窒素流通下で4時間乾燥させた
ときの重量減を吸着水量として求められる。また担体の
表面水酸基量(重量%)は、200℃の温度で、常圧、
窒素流通下で4時間乾燥して得られた担体の重量をX
(g)とし、さらに該担体を1000℃で20時間焼成
して得られた表面水酸基が消失した焼成物の重量をY
(g)として、下記式により計算することができる。
こともでき、たとえば、エチレン、プロピレン、1-ブテ
ン、4-メチル-1-ペンテンなどの炭素数2〜14のα-オ
レフィンを主成分として生成される(共)重合体あるい
はビニルシクロヘキサン、スチレンを主成分として生成
される重合体あるいは共重合体を用いることができる。
担体(C)に、遷移金属化合物(A)と成分(B)とが
担持されてなる担体担持型メタロセン触媒(固体触媒)
である。
び(C)を任意の順序で接触させて調製することができ
るが、好ましくは成分(B)と担体(C)とを混合接触
させ、次いで遷移金属化合物(A)を混合接触させて調
製することが好ましい。
接触させることができる。この溶媒としては、たとえば
プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、デカン、ドデカン、ヘキサデカンなどの脂肪族
炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシ
クロペンタン、シクロオクタンなどの脂環族炭化水素、
ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、
エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンな
どのハロゲン化炭化水素、ガソリン、灯油、軽油などの
石油留分あるいはこれらの混合物などを用いることがで
きる。
て、遷移金属化合物(A)は、担体(C)1g当り通常
5×10-6〜5×10-4モル、好ましくは10-5〜2×
10-4モルの量で用いられる。成分(B)は、遷移金属
化合物(A)の遷移金属に対する成分(B)のアルミニ
ウムまたはホウ素との原子比(AlまたB/遷移金属)
で、通常10〜500、好ましくは20〜200の量で
用いられる。成分(B)として、有機アルミニウム化合
物(B-1) と有機アルミニウムオキシ化合物(B-2)とが用
いられるときには、(B-1) 中のアルミニウム原子(Al-
1)と(B-2) 中のアルミニウム原子(Al-2)の原子比
(Al-1/Al-2)が0.02〜3さらには0.05〜1.
5となる量で用いられることが望ましい。
好ましくは−20〜120℃の温度で1分〜50時間、
好ましくは10分〜25時間接触させる。上記のように
して調製される固体触媒は、担体(c)1g当り、遷移
金属化合物(A)が遷移金属原子として5×10-6〜5
×10-4グラム原子の量で担持されていることが望まし
く、さらには10-5〜2×10-4グラム原子の量で担持
されていることがより好ましい。また成分(B)は、担
体(C)1g当りアルミニウム原子またはホウ素原子と
して10-3〜5×10-2グラム原子の量で担持されてい
ることが望ましく、さらには2×10-3〜2×10-2グ
ラム原子の量で担持されていることがより好ましい。
ままでエチレンの重合に用いることができが、この固体
触媒にオレフィンを予備重合させて予備重合触媒を形成
してから用いることもできる。
の存在下、通常、不活性炭化水素溶媒中、オレフィンを
予備重合を行させることにより調製することができる。
なお上記各成分(A)〜(C)からは固体触媒が形成さ
れていることが好ましい。この固体触媒に加えて、さら
に成分(B)を添加してもよい。
は、担体(C)1g当り、通常5×10-6〜5×10-4
モル好ましくは10-5〜2×10-4モルの量で用いられ
る。成分(B)は、遷移金属化合物(A)中の遷移金属
に対する成分(B)中のアルミニウムまたはホウ素の原
子比(AlまたはB/遷移金属)で、通常10〜500
好ましくは20〜200の量で用いられる。成分(B)
として有機アルミニウム化合物(B-1) と有機アルミニウ
ムオキシ化合物(B-2) とが用いられるときには、(B-1)
中のアルミニウム原子(Al-1)と(B-2) 中のアルミニ
ウム原子(Al-2)の原子比(Al-1/Al-2)が0.02
〜3さらには0.05〜1.5となる量で用いられること
が望ましい。
成された固体触媒の予備重合系における濃度は、遷移金
属/重合容積1リットル比で、通常10-6〜2×10-2
モル/リットルさらには5×10-5〜10-2モル/リッ
トルの量であることが望ましい。
は0〜50℃の温度で、0.5〜100時間好ましくは
1〜50時間程度行なわれる。予備重合オレフィンとし
ては、エチレンおよび炭素数3〜20のα-オレフィ
ン、たとえばプロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メ
チル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセ
ン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-
オクタデセン、1-エイコセンなどが用いられる。
いて調製された固体触媒懸濁液にオレフィンを導入して
もよく、また不活性炭化水素溶媒中で生成した固体触媒
を懸濁液から分離した後、再び不活性炭化水素中に懸濁
して、得られた懸濁液中にオレフィンを導入してもよ
い。具体的にはたとえば、下記のように調製することが
できる。
し、この懸濁液に成分(B)(たとえば(B-2) )を加え
て所定時間反応させる。その後上澄液を除去し、得られ
た固体成分を不活性炭化水素で再懸濁化する。この系内
へ遷移金属化合物(A)を加え、所定時間反応させた
後、上澄液を除去し固体触媒を得る。
1) )を含有する不活性炭化水素に、上記で得られた固
体触媒を加え、そこへオレフィンを導入して重合させる
ことにより、予備重合触媒が得られる。
(c)1g当り0.1〜500g、好ましくは0.2〜3
00gさらに好ましくは0.5〜200gの量のオレフ
ィン重合体(予備重合体)が生成することが望ましい。
は、担体(c)1g当り遷移金属化合物(A)は遷移金
属として約5×10-6〜5×10-4グラム原子、好まし
くは10-5〜2×10-4グラム原子の量で、成分(B)
は遷移金属に対する成分(B)中のアルミニウムまたは
ホウ素のモル比(AlまたはB/遷移金属)で、5〜2
00さらには10〜150の量で担持されていることが
望ましい。
れでも行うことができ、また減圧、常圧あるいは加圧下
のいずれでも行うことができる。予備重合においては、
水素を共存させて、極限粘度[η](135℃のデカリ
ン中で測定)0.2〜7dl/g好ましくは0.5〜5dl/
gの予備重合体を製造することが望ましい。
予備重合触媒の存在下に、エチレン重合させている。エ
チレン重合時には、少量の他のオレフィンを用いてエチ
レンと共重合させてもよい。
示したような炭素数3〜20のα−オレフィンを用いる
ことができる。重合は懸濁重合、溶液重合などの液相重
合法あるいは気相重合法いずれの方法においても実施す
ることができる。また回分式、半連続式、連続式のいず
れの方法においても実施することができる。
ることができ、具体的には触媒調製時に示したものと同
様の溶媒を用いることもできる。エチレン重合系におい
て、固体触媒または予備重合触媒は、遷移金属/リット
ル(重合容積)で、通常10-8〜10-3グラム原子/リ
ットルさらには10-7〜10-4グラム原子/リットルと
なる量で用いられることが望ましい。
レン重合系には、成分(B)を追加してもよい。成分
(B)は、重合系中の遷移金属に対して成分(B)中の
アルミニウムまたはホウ素の原子比(AlまたはB/遷
移金属)で、5〜300好ましくは10〜200さらに
好ましくは15〜150となる量で用いることができ
る。
0〜200℃好ましくは0〜100℃の温度で、また通
常、常圧〜100kg/cm2 好ましくは常圧〜50kg/cm
2 の圧力下で実施することができる。
行うことも可能である。得られるポリエチレンの分子量
は、重合系に水素を存在させるか、あるいは重合温度、
重合圧力を変化させることによって調節することができ
る。
発明の目的を損なわない範囲であれば、耐候案例剤、耐
熱安定剤、帯電防止剤、スリップ防止剤、アンチブッキ
ング剤、防曇剤、滑剤、顔料、染料、核剤、可塑剤、老
化防止剤、塩酸吸収剤、酸化防止剤などを添加して用い
ることができる。
び剛性に優れたポリエチレンを製造することができる。
本発明で製造されるポリエチレンは、ブロー成形、真空
・圧空成形、カレンダー成形、インフレーション成形、
押出成形、発泡成形、延伸フィルム成形、射出成形など
の種々の方法により成形して、広範な用途に利用するこ
とができる。
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお本発明において、ポリエチレンのメルトテンション
MTは、溶融ポリエチレンを、MT測定機(東洋精機製
作所製)を用いて、樹脂温度190℃、押出速度15m
m/分、巻取り速度10〜20m/分、ノズル径2.0
9mmφ、ノズル長さ8mmの条件下で延伸したときの
応力として測定した。またポリエチレンのアイゾット衝
撃強度IZは、JIS K7110に準拠して測定し
た。試験温度は、−30℃で行なった。
5.0gを80mlのトルエンで懸濁状にした後、0℃
まで冷却した後、メチルアルミノキサンのトルエン溶液
(Al;1.33モル/リットル)28.7mlを1時間
で滴下した。この際、系内の温度を0℃に保った。引続
き0℃で30分間反応させ、次いで1.5時間かけて9
5℃まで昇温し、その温度で4時間反応させた。その後
60℃まで降温し上澄液をデカンテーション法により除
去した。
ンで2回洗浄した後、トルエン80mlで再懸濁化し
た。この系内へジメチルシリレンビス(インデニル)ジ
ルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Zr;0.00
246ミリモル/ml)78mlを室温で添加し、さら
に80℃で2時間反応させた。その後、上澄液を除去
し、ヘキサンで3回洗浄することにより、1g当り2.
4mgのジルコニウムを含有する固体触媒を得た。
れた固体触媒7gをヘキサン200mlに再懸濁した。
この系内にトリイソブチルアルミニウムのブタン溶液
(1ミリモル/ml)9.5mlを加え、35℃で2時
間エチレンを予備重合させることにより、固体触媒1g
当り2.2gのジルコニウムおよび3gのポリエチレン
が予備重合された予備重合触媒(a-1) を得た。
チルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリ
ドに代えて、ジメチルシリレンビス(2-メチル-1-イン
デニル)ジルコニウムジクロリドを用いた以外は、調製
例1と同様にして固体触媒および次いで予備重合触媒(a
-2) を調製した。
チルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリ
ドに代えて、ジメチルシリレンビス(2-メチル-4-フェ
ニル-1-インデニル)ジルコニウムジクロリドを用いた
以外は、調製例1と同様にして固体触媒および次いで予
備重合触媒(a-3) を調製した。
ット付きステンレス製オートクレーブに、ヘキサン1リ
ットルを装入し、系内を70℃にし、エチレンで置換し
た。
ルアルミニウムのブタン溶液(1ミリモル/ml)1.
5mlおよび上記で得られた予備重合触媒(a-1) をジル
コニウム原子換算で0.23ミリグラム原子を添加し
た。
添加し、さらにエチレンを導入し、全圧8kg/cm2G と
して重合を開始した。系内は、直に80℃に上昇した。
その後、エチレンのみを補給し、全圧8kg/cm2G 、8
0℃で1.5時間重合を行った。
℃で一晩乾燥した。104gのポリエチレンが得られ
た。このポリエチレンの密度は0.959g/cm3 であ
り、メルトフローレートMFRは0.82g/10分であ
った。結果を表1に示す。
加した以外は、実施例1と同様にしてエチレンを重合さ
せた。118gのポリエチレンが得られた。このポリエ
チレンの密度は0.967g/cm3 であり、メルトフロ
ーレートMFRは4.50g/10分であった。結果を表
1に示す。
代えて予備重合触媒(a-2) を用いた以外は、実施例1と
同様にしてエチレンを重合させた。97gのポリエチレ
ンが得られた。このポリエチレンの密度は0.960g
/cm3 であり、メルトフローレートMFRは0.21g
/10分であった。結果を表1に示す。
代えて予備重合触媒(a-3) を用いた以外は、実施例1と
同様にしてエチレンを重合させた。109gのポリエチ
レンが得られた。このポリエチレンの密度は0.959
g/cm3 であり、メルトフローレートMFRは0.03
g/10分であった。結果を表1に示す。
加した以外は、実施例4と同様にしてエチレンを重合さ
せた。107gのポリエチレンが得られた。このポリエ
チレンの密度は0.966g/cm3 であり、メルトフロ
ーレートMFRは0.19g/10分であった。結果を表
1に示す。
明で得られたポリエチレンは、成形性、機械強度および
剛性に優れている。
mlに代えた以外は、実施例4と同様にしてエチレンを
重合させた。77gのポリエチレンが得られた。このポ
リエチレンの密度は0.978g/cm3 であり、メルト
フローレートMFRは12g/10分、MTは2.1g、
径スウェル比は1.42であった。IZは6kg・cm/cm
であった。
て用いられる触媒の調製工程を示す。
Claims (3)
- 【請求項1】(A)下記式[I]で示される遷移金属化
合物と、 (B)この遷移金属化合物(A)を活性化させうる化合
物であって、かつ(B-1) 有機アルミニウム化合物、(B-
2) 有機アルミニウムオキシ化合物、および(B-3) 前記
遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化
合物から選ばれる少なくとも1種の化合物と、 (C)微粒子担体と、からなる担体担持型メタロセン触
媒の存在下に、エチレンを重合させて、(1) 密度が0.
900〜0.985g/cm3 であり、(2) メルトフロー
レート(MFR:ASTM D1238、190℃、
2.16kg荷重下で測定)が0.001〜3000g/10
分であり、(3) このメルトフローレート(MFR)値
と、メルトテンション(MT)値とが、関係式 lo
g〔MT〕≧ −0.4log〔MFR〕+0.70を満
たし、(4) 径スウェル比が1.35を超えるポリエチレ
ンを製造することを特徴とするポリエチレンの製造方
法; 【化1】 (式中、Mは、周期律表第IV〜VIB族の遷移金属原子で
あり、 R1 、R2 、R3 およびR4 は、水素原子、ハロゲン原
子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のハ
ロゲン化炭化水素基、ケイ素含有基、酸素含有基、イオ
ウ含有基、窒素含有基またはリン含有基であり、また互
いに隣接する基の一部が結合してそれらの基が結合する
炭素原子とともに少なくとも1個の環を形成していても
よく、 X1 およびX2 は、互いに同一でも異なっていてもよ
く、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水
素基、炭素数1〜20のハロゲン化炭化水素基、酸素含
有基またはイオウ含有基であり、 Yは、2価のケイ素含有基、2価のゲルマニウム含有基
である。〕。 - 【請求項2】前記式[I]で示される遷移金属化合物
(A)が、下記式[II]で示されることを特徴とする請
求項1に記載のポリエチレンの製造方法; 【化2】 (式中、M、R1 、R3 、X1 、X2 およびYは、式
[I]と同様であり、R21〜R24およびR41〜R44は、
水素原子、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基
であり、このアルキル基またはアリール基は、ハロゲン
または有機シリル基で置換されていてもよい。)。 - 【請求項3】前記(2)メルトフローレートが1〜300
0g/10分であり、加えて(5) この(2)メルトフローレ
ート(MFR)値と、前記(1)密度とが、 関係式 密度≧ 0.0072log〔MFR〕+0.
968 を満たすポリエチレンを製造することを特徴とする請求
項1または2に記載のポリエチレンの製造方法。
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JP7-339667 | 1995-12-26 | ||
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JP7-108480 | 1995-12-26 | ||
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