JPH10226709A - アルフアオレフインの重合及び共重合用触媒系 - Google Patents
アルフアオレフインの重合及び共重合用触媒系Info
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Abstract
新規メタロセン触媒を無機酸化物上で異質化したαオレ
フィンの塊状重合用触媒成分を提供する。 【解決手段】 アルファオレフィンの低圧及び高圧及び
低温及び高温での溶液重合、懸濁重合、気相重合又は高
圧及び高温又は低温での塊状重合用触媒成分において、
触媒は次式(I)又は(II) 〔RはH又はC1〜20の有機基であり;この基は場合に
よっては元素の周期表の14〜16族の異原子及びホウ素を
含有し;少なくとも1つの基Rは基OSiR''3 を含有し;
Qはホウ素又は周期表の14又は16族の元素よりなる群か
ら選ばれ;m値は1〜4;Lは、π結合によってMに結
合した環式有機基であるか又は周期表の15又は16族の原
子であり;L1 及びL2 は、Lと同じ意義を有し;Mは
周期表の3,4,10族の金属、ランタニド又はアクチニ
ドであり;Xは、ハロゲン、水素、OR''、 N(R''')3 、
C1- 20アルキル又はC6-20アリール基(R''' は炭化水
素基ら選ばれる)よりなる群から選ばれ;x+y=4、
dは0〜2、a,b及びcは0〜10〕により定義される
メタロセン触媒。
Description
異質化(heterogenize)し得る新規なメタロセン触媒に関
する。
サン及び/又はホウ素化合物と組合せてIV族に属する元
素の有機錯塩は重合触媒を形成するものであり、その触
媒活性は時として典型的なチーグラー・ナッタ触媒で得
られる活性よりも更に良い(Makrom.Chem. 179,2553(1
987)及び 169, 163(1973) 、ドイツ特許第 1022382号、
米国特許第 3184416号及び第 3440237号、欧州特許第27
7004号及び第426637号)。
媒系を懸濁重合法に用いた時には、生成される重合体の
一部は反応器の壁面に付着しこの作用は「反応器の汚
染」と技術的に呼ばれることは周知である。更には、大
抵の場合には、得られる重合体(ポリマー)の粒度はき
わめて小さく、見掛け密度は低く、かくして工業的生産
は低下する。反応器が汚染されないように防止するため
には且つ生成される重合体粒子の粒度及び形態を調節す
るためには、均質な触媒系を無機酸化物上に担持させ得
る。
なる触媒製造方式が用いられている;助触媒の異質化、
メタロセンの異質化又は適当な担体上での両成分の異質
化。若干の特許は担体上への助触媒の固定に先ず基いた
方法による異質触媒の合成を記載している。
担体上でアルミノオキサンのその場での製造に基いた異
質化方法を記載している。この方法は担体の存在下にア
ルミニウムアルキルの溶液内に不活性な加湿したガスを
直接泡出することに在る。有機錯塩溶液をこの異質化し
た助触媒に添加した時は、触媒は異質化される。
93号、第367503号、第368644号及び米国特許第 5057475
号は従来の方法とは異なる方法を記載している。この場
合には、助触媒はアルミニウムアルキルと担体の表面上
の水和水分子との直接反応によって異質化される。先の
特許に記載されたのと同様な仕方で、有機錯塩の固定
は、有機錯塩溶液と改質した担体の懸濁物とを密に接触
させることにより次いで得られる。
は担体表面上に均質に分布されないことが生起し得る。
更には、1つの製造法から別の製造法に進行すると異質
化したアルミノオキサン構造と分子量を正確に再現する
のに成功するのがかなり困難である。別の重大な欠点は
重合反応中に活性成分が均質相に移行することである。
のヒドロキシ基とアルコキシシラン官能基 (Me2 (EtO)S
i −) との反応性によりメタロセンの固定を記載してい
る。重合活性はきわめて高くなく、恐らくは高割合の有
機錯塩が失活されるからである。更なる欠点はこの種の
官能化有機金属化合物の製造で得られる収率が低いこと
である。
れ以上の炭素原子を有するアルファオレフィン例えばプ
ロペン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4
−メチル−1−ペンテン及び1−オクテンの(共)重合
用の担持済み触媒を合成する方法によりこれらの欠点を
回避するものである。別のより慣用の方法とは異なっ
て、この異質化(heterogenization)方法は触媒担体の表
面上の反応性基と有機錯塩のOSiR''3 官能基との反応性
に基づくものである。予期されることには、基OSiR''3
で官能化したこの種のメタロセンの固定は図IVに記載さ
れる如く有機金属錯塩の基OSiR''3 と担体の反応性基と
の間の反応によるものである。
及び共重合用の均質な触媒として式(I)及び(II)の
有機金属錯塩の使用である。
を得ることができ、該触媒は触媒粒子の回りで重合体を
規則正しく成長させながら重合体の形態及び粒度の分布
を有効に調節することができる。
在的に反応性の少なくとも1つの基R−OSiR''3 を有す
る遷移金属のメタロセン錯塩を含有する均質且つ異質な
触媒系に関する。
(II)の少なくとも1つのメタロセン錯塩を包含する 〔式中Rは互いに同じでも異なっても良く、水素又は1
〜20個の炭素原子を含有する基であり;この基は場合に
よっては元素の周期表の14〜16族の異原子及びホウ素を
含有し;少なくとも1個の基Rは基OSiR''3 を含有し;
好ましくはRは水素、直鎖又は分枝鎖状のC1-20アルキ
ル、C3-20シクロアルキル、C6-20アリール、C7-20ア
ルケニル、C7-20アリールアルキル、C7-20アリールア
ルケニル又はアルキルアリール基又は基SiR'3 (但し
R' は直鎖又は分枝鎖状のC1-20アルキル、C3-20シク
ロアルキル、C6-20アリール、C7-20アルケニル、C
7-20アリールアルキル、C7-20アリールアルケニル又は
アルキルアリール基又はOSiR''3であり、その際R''は
直鎖又は分枝鎖状のC1-20アルキル、C3-20シクロアル
キル、C6-20アリール、C7-20アルケニル、C7-20アリ
ールアルキル、C7-20アリールアルケニル又はアルキル
アリール基である)である〕。
あるが、これに限定されるものではない;−CH2 −CH2
− OSiMe3 ;−CH2 −CH2 −CH2 − OSiMe3 ;−CH2 −
O−CH2− OSiMe3 ;−O−CH2 −CH2 − OSiMe3 ;−S
iMe2 −CH2 −CH2 − OSiMe3 ;−CH2 − C5 H 5 −CH
2 − OSiMe3 ;−CH(C2 H 5 ) −CH2 − OSi(C 2H 5 )
2Me;− C5 H 5 −CH2 − OSi(C 5H 5 ) 3 ;− C 5H
5 − C 5H 5 −CH2 −OSi(i Pr) 3 ;−C(CH3 ) 2 −CH
2 − C 5H 5 −CH2 −CH2 − OSi(C5 H 11) 3 ;−C5 H
5 −CH2 −CH2 −OSi(CH2 Ph) 3 ;−C(CH3 ) 2 −C(C
H3 ) 2 −OSi(PhMe) 3 ;− CH(CH3 ) − CH(CH3 ) −O
Si(C 2 H 5 )(Me) 2 .好ましくはOSiR''3 を含有する
基Rは−CH2 −CH2 − OSiMe3 ,−CH2 −CH2−CH2 −
OSiMe3 ,−CH2 −O−CH2 − OSiMe3 ,−O−CH2 −C
H2 − OSiMe3,−SiMe2 −CH2 −CH2 − OSiMe3 よりな
る群から選ばれる。
よりなる群から選ばれ;m>1の時基Qは互いに同じか
又は異なっており;各々のQの自由原子価はc指数値に
より基Rで満たされており;2個の基Rは場合によって
は結合して5〜8個の原子の環を形成する。m値は1〜
4で変動でき1又は2であるのが好ましい。
合によってMに結合した環状有機基である。Lはシクロ
ペンタジエニル環を含有し、これは場合によっては例え
ばテトラヒドロインデニル、インデニル、フルオレニル
又はオクタヒドロフルオレニル基を形成する1つ又はそ
れ以上の別の環と縮合する;あるいはLは周期表の15又
は16族からの原子であり;Lが周期表の15又は16族から
の原子(異原子)である時は、金属に直接結合した酸素
又は窒素原子であるのが好ましい。
良く、Lと同じ意義を有する。
ニド又はアクチニドであり;Ti,Zr又はHfである
のが好ましい。
ゲン、水素、OR''' 、 N(R''')2 、C1-20アルキル又は
C6-20アリール基(但しR''' は直鎖又は分枝鎖状のC
1-20アルキル、C3-20シクロアルキル、C6-20アリー
ル、C7-20アルケニル、C7-20アリールアルキル、C
7-20アリールアルケニル又はアルキルアリール基よりな
る群から選ばれる)よりなる群から選ばれる。
り、yは2又は3である。
に0〜10の整数であり;a及びbの最大値はL,L1 又
はL2 中の利用し得る位置に応じて決まり;例えば一般
式Iにおいてシクロペンタジエンについては5がaの最
大値であり、これに反して一般式IIにおいてシクロペン
タジエンについては4がa又はbの最大値であり;一般
式IIにおいて窒素についてはa又はbは1であり、酸素
についてはa又はbは0であり;c指数値は基Qの自由
原子価に応じて決まり例えばQがケイ素原子又は炭素原
子に等しいならばcの値は2であり;Qがホウ素原子で
あるならばcの値は1である。
c Q 〕m の例は R2 SiR 2 C である。
c Q 〕m の例は R2 Si−CR2 , R2C −CR2 , R2 Si−
SiR2 である。
〔(R) c Q 〕m の例は R2 Si−O−SiR2 , R2 Si−O
−CR2 ,RB−O−BRである。
ン錯塩及び一般式II(但しd=2)に属するメタロセン
錯塩は一般式MXn (E) q (式中Eは直鎖又は環式エーテ
ルであり、qは0〜4の数であり、nは3又は4であ
る)の金属化合物を一般式〔(L(R)a 〕M'又は〔 (R)a
L1 −((R) c Q) m − L2 (R) b 〕M' 2(式中M’はア
ルカリ金属好ましくはLi,Na又はKである)の別の
化合物と反応させることによって製造できる。遷移金属
の好ましい化合物はテトラクロライドであり、時として
金属がチタンである時はトリクロライド又はテトラヒド
ロフランの如き環式エーテルとのその付加物である。
反応は無水の溶剤例えば直鎖又は環式エーテル例えばジ
エチルエーテル、テトラヒドロフラン又はジオキサン又
は芳香族炭化水素例えばトルエンを用いることにより乾
燥窒素雰囲気中で行うのが好ましい。
アルキルリチウムとの反応により、水素化ナトリウム又
は水素化カリウムとの反応により又は該金属との直接的
な反応により式L(R)a H の化合物から調製できる。
ンタジエニル環であるか又はこれを含有する時)は、第
1の場合にはそのナトリウム塩及び第2の場合にはカリ
ウム塩のシクロペンタジエン又はインデンから化合物R
−S(但しRは前述の如くであり、Sはハライド又はア
ルキルスルホネート又はアリールスルホネートの如き適
当な脱離性基である)との反応によって得られるのが好
ましい。反応は3に等しいaについて次の反応図式によ
り必要に応じて何回も反復される LM’+RS → LR+M’S LRM’+RS → LR2 +M’S LR2 M’+RS → LR3 +M’S アルカリ金属化合物〔 (R)a L1 −〔 (R) c Q〕m − L
2 (R) b 〕M'2 は2当量の金属化剤例えばアルキルリチ
ウム例えばMeLi又はBuLiあるいは別法として水素化ナト
リウム又は水素化カリウムと式((R)a HL1 −〔 (R) c
Q〕m − L2 H(R)b ) の化合物との反応によって得られ
る。基Lが酸素又は窒素原子である時は、好ましい金属
化剤はアルキルリチウムである。式〔 (R)a HL1 −((R)
c Q) m −L2 H(R)b 〕の化合物はアルカリ金属化合物
〔 L1 H(R)a 〕M'又は〔 L2 H(R)a〕M'又はこれらの混
合物を次式S−〔 (R)c Q 〕m −S(式中Sはハロゲン
(Cl,Br,I)又はアリールスルホネート又はアルキ
ルスルホネートの如き適当な脱離性基である)の化合物
と反応させることにより得られる。
ルコニウムであり、RがC1-4 アルキル基であり1つの
Rの少なくとも1個の水素はOSiR''3 (但しR''はメチ
ル、エチル、プロピルよりなる群から選ばれる)で置換
されており、Lがシクロペンタジエニル又はインデニル
基であり、x=2及びy=2である化合物に対応する。
である)の好ましい錯塩は、Mがジルコニウムであり、
L1 及びL2 がシクロペンタジエニル又はインデニル基
であり、Rが水素、C1-4 アルキル(但し1つのRの少
なくとも1個の水素はOSiR''3で置換されている)又は
基SiR'2 −OSiR''3 (但しR''はメチル、エチル、プロ
ピルよりなる群から選ばれる)であり、〔 (R)c Q 〕m
が H2 C −CH2 , CRH−CH2 , RHC−SiR'2 , R2 C −
SiR'2又はSiRR’よりなる群から選ばれる化合物に対応
する。
又は窒素原子である)の好ましい錯塩は、別の基L1 又
はL2 がシクロペンタジエニル、インデニル又はフルオ
レニル環であり、Mがチタンであり、〔 (R)c Q 〕m が
H2 C −CH2 , CRH−CH2 , RHC−SiR'2 , R2 C −Si
R'2又はSiRR’である化合物に対応する。
担持できる。担体として、何れかの型式の無機酸化物例
えばシリカ、アルミナ、シリカアルミナ、アルミニウム
ホスフェート及びこれらの混合物の如き無機酸化物遷移
金属含量が0.01〜10重量%好ましくは1〜4重量%の担
持済み触媒を得ることができる。
であり得る方法は、無水の条件下及び不活性な雰囲気下
に、式I又はIIのメタロセン又はこれらの混合物の溶液
を適当な温度で好ましくは−20℃〜90℃の温度で担持材
料上に含浸することに在る。メタロセンを含有する担持
済み触媒は濾過及び適当な溶剤好ましくは極性基のない
脂肪族又は芳香族炭化水素で洗浄することにより得られ
る。
せねばならない化合物の溶液を用いることにより担体上
にメタロセンを沈着させ、蒸発により溶剤を除去し次い
で固体残渣を25〜 150℃の温度に加温することに在る。
更には、この方法によって得られる固体残渣は洗浄及び
次後の濾過にかけることができる。
混合できる助触媒の存在下で行うことができ、次いで得
られる溶液を担体と接触させ得る。
塩の量は担体に存在する反応性基の濃度に応じて決ま
る。この理由のため、シリカは例えば 600℃〜 800℃の
温度で焼成するのが好ましい。
含有する基Rと担体表面の反応性基との反応の結果とし
て固定法は担体済みメタロセン錯塩の脱着を防止するこ
とである。この型式の相互作用は有機錯塩の異質化機構
と、メタロセン錯塩が一般に担体表面上に物理収着され
た(physisorbed) まゝである他の常法との間の主要な差
異を呈する。無機担体への有機錯塩の固定は図4に記載
される如く担体の反応性基とメタロセンの基−OSiR''3
又は複数のこれらの基との反応に基づく。
セン錯塩は溶液重合又は懸濁重合法の何れかでオレフィ
ンの重合又は共重合用助触媒の存在下に用い得る。
る時は、好ましい助触媒はアルキルアルミノオキサン特
にメチルアルミノオキサン化合物であり、Xがハロゲン
又はアルキル基である時は好ましい助触媒はルイス酸例
えば B(C6 F 5 ) 3 である。更にアルミノオキサンとホ
ウ素誘導体との混合物も助触媒として用い得る。
法(溶液、懸濁又は気相重合)により変化できる。
のメタロセンの溶液と混合でき、補充量の助触媒を該溶
液に添加でき;あるいは助触媒を含有する重合媒質に触
媒を直接添加できる。
体触媒と前もって混合できあるいは担持済み触媒の添加
前に重合媒質に添加でき、あるいは両方の操作を順次行
うことができる。
単量体とを、適当な温度及び圧力で式I又はIIの少なく
とも1つのメタロセン錯塩を含有する本発明の触媒組成
物に対して接触させることに在る。
モノマー)として用い得るアルファオレフィンはプロピ
レン、ブテン、ヘキセン、オクテン又は分枝鎖オレフィ
ン例えば4−メチル−1−ペンテンであることができ、
しかも単量体全体の 0.1〜70重量%の割合で用い得る。
エチレンのホモ重合の場合には、重合体の密度は 0.950
〜 0.965g/cm3 の間にありエチレンの共重合の場合に
は密度は 0.900g/cm3 程低い。
水素を場合によっては連鎖移動剤として水素の分圧がオ
レフィンの分圧に関して0.01〜50%であるような割合で
用い得る。
として知られる重合技術の特定の場合には、用いた温度
は30°〜 100℃であり、気相重合で典型的に用いたのと
同じ温度であり、然るに溶液重合法については通常の温
度は 120°〜 250℃である。用いた圧力は重合技術によ
り変化し、大気圧〜350MPaで変動する。
IIの化合物の例を示し、L1 とL2との両方はシクロペ
ンタジエニル誘導体を含有する。図III においては式II
(式中基Lは酸素又は窒素原子であり、別の基はシクロ
ペンタジエニル誘導体を含有する)の化合物の例が挙げ
られる。図IVは担体のシロキサン基と有機金属錯塩の基
−OSiR''3 との間の反応を示す。
めに例示するものである。これらの実施例で用いた材
料、化学化合物及び条件は例示的であり、本発明の範囲
を限定するものではない。
シクロペンタジエンの調製 テトラヒドロフランに入れた20.9g(187ミリモル)のナ
トリウムトリメチルシラノレートの溶液に、テトラヒド
ロフランに入れた30.3g(191ミリモル)のクロロシクロ
ペンタジエニル−ジメチル−シランを室温で添加し、直
ちに桃色の懸濁物が形成された。放置して12時間反応さ
せた。次いでこれを塩化アンモニウムの水溶液で中和
し、有機相を抽出し、無水の硫酸マグネシウムで乾燥さ
せ、溶剤を真空下に除去し、橙色の油状物を回収した。
この油状物を蒸留し、所望の生成物を淡黄色油として得
た(Tb :60℃; 0.014バール(10mmHg))。(31.6g,
149ミリモル,収率80%). 1H-NMR(CDCl3 ) :6.65
(m,2H), 6.54(m,2H), 3.52(s,1H), 0.60(s,9H), 0.2(s,
6H) 。
シロキシ)−シリル−シクロペンタジエニドの調製 テトラヒドロフランに入れた 0.6g(15ミリモル)の水
素カリウムの懸濁物に、 3.1gの(ジメチル)−(トリ
メチルシロキシ)−シリル−シクロペンタジエンの溶液
を−78℃で添加し、強いH2 発生が見られた。室温に到
達するまで攪拌下に維持した。全ての水素化カリウムが
反応するまで約1時間放置して反応させた。テトラヒド
ロフラン溶液を真空下に濃縮し、澄明な黄色固体を得た
(3.45g,13.8ミリモル,収率92%)。
トリメチルシロキシ)−シリル)−シクロペンタジエニ
ル〕ジルコニウム ジクロライドの製造 トルエンに入れたシクロペンタジエニルジルコニウムト
リクロライドとジメトキシエタンとの付加物の 5.2g
(14ミリモル)に、トルエンに入れたカリウムジメチル
トリメチルシロキシ−シリル−シクロペンタジエニドの
3.45g(13.8ミリモル)の懸濁物を−78℃で添加した。
懸濁物を攪拌下に24時間維持し;沈降後に黄色溶液を濾
過した。黄色溶液を20mlにまで濃縮し;次いで若干のヘ
キサンを添加し、結晶質の白色固体が沈澱する(3.1g,
7.1ミリモル,収率51%)。 1H-NMR(C 6 D 6 ) :6.45
(t,2H), 6.03(s,5H), 5.95(t,2H), 0.39(s,6H), 0.09
(s,9H). 13C-NMR(C 6 D 6 ) :125.4, 123.6, 117.3, 1
15.9, 2.0.質量スペクトル:M+ -15:m/e 422.9(32%). 実施例2 a)ビス〔((ジメチルトリメチルシロキシ)−シリ
ル)−シクロペンタジエニル〕ジルコニウム ジクロラ
イドの製造 0.93g(4ミリモル)のジルコニウム テトラクロライ
ドに、ヘキサンに入れた2.02g(8ミリモル)のカリウ
ム ジメチルトリメチルシロキシ−シリル−シクロペン
タジエニドの懸濁物を−78℃で添加した。黄色懸濁物の
形成が見られた。12時間攪拌下に放置した。次いで該溶
液を濾過し、濃縮し、黄色結晶質固体を得た(0.75g,
1.3ミリモル,収率32%)。 1H-NMR(C 6 D 6 ) :6.58
(t,2H),6.13(t,2H), 0.45(s,6H), 0.14(s,9H). 13C-NMR
(C 6 D 6 ) :126.2, 124.1, 116.5, 2.13, 2.06.質量
スペクトル:M+ -15:m/e 569(15%) 実施例3 a)2−ブロモ−1−トリメチルシロキシエタンの調製 125g(888ミリモル)の2−ブロモ−エタノールに95ml
(1450ミリモル)のヘキサメチルジシラザンを0℃で徐
々に添加した。アンモニアの発生が直ちに見られる。反
応を攪拌下に12時間維持し、無色油を得た(168.8g、 8
56ミリモル、収率96%)。 1H-NMR(CDCl2 ) :3.66(t,2
H), 3.40(t,2H), 0.14(s,9H)。
−シクロペンタジエンの調製 テトラヒドロフラン(346ミリモル)に入れた 2.3Mナト
リウム シクロペンタジエニド溶液の 150mlを、テトラ
ヒドロフランに入れた68.2g(346ミリモル)の2−トリ
メチルシロキシ−1−ブロモエタンの溶液に徐々に添加
した。桃色様の固体の生成が直ちに見られる。反応を攪
拌下に12時間維持した。次いで塩化アンモニウム水溶液
を添加した。有機相を抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥
させ、揮発性の部分を真空下に蒸留すると橙色油が得ら
れた。この油状物を蒸留して無色油を得た(Tb :63〜
65℃、0.02バール(15mmHg))。(40.3g, 221ミリモ
ル,収率64%)。 1H-NMR(CDCl3 ) :6.50〜6.00(m,3
H), 3.75(m,2H), 2.95(m,2H),2.65(m,2H), 0.15(s,9
H)。
エチル)−シクロペンタジエニドの調製 エーテルに入れた7.33gの(2−トリメチルシロキシ−
エチル)−シクロペンタジエンに、ヘキサン(40ミリモ
ル)に入れた 2.5Mブチルリチウム溶液の16mlを添加し
た。この添加は−78℃で行った。白色固体が直ちに生成
し、ブタンの発生が見られた。3時間維持して反応させ
た。次いで乾燥し、得られる固体をヘキサンで洗浄して
粉末状の白色固体が残った(6.19g,33ミリモル,収率
82%)。
チル)−シクロペンタジエニル〕ジルコニウム ジクロ
ライドの製造 1.37g(5.9ミリモル)のジルコニウム テトラクロライ
ドに、 2.2g(11.7ミリモル)のリチウム(2−トリメ
チルシロキシ−エチル)−シクロペンタジエニリドの懸
濁物を−78℃で添加した。橙色の懸濁物が直ちに形成さ
れる。反応を攪拌下に12時間維持した。最後に、該溶液
を濾過し、濃縮乾固し、黄色の油性固体を得た(1.05
g,2ミリモル,収率34%)。 1H-NMR(C 6 D 6 ) :6.
02(t,2H),5.72(t,2H), 3.62(t,2H), 2.89(t,2H), 0.05
(s,9H). 13C-NMR(C 6 D 6 ) :117.7, 112.0, 111.2, 6
2.6, 34.0, -0.45. 質量スペクトル:M+ -15:(509).1.
24%. 実施例4 a)カリウム(2−トリメチルシロキシ−エチル)−シ
クロペンタジエニドの調製 テトラヒドロフランに入れた 0.5g(12.4ミリモル)の
水素化カリウムの懸濁物に、テトラヒドロフランに入れ
た2.25g(12.4ミリモル)の(2−トリメチルシロキシ
−エチル)−シクロペンタジエンを添加した。反応を攪
拌下に2時間維持し、次いで揮発性の化合物を除去する
と油性の固体が残り、これをヘキサンで洗浄して褐色の
固体を得た(2.2g,収率81%)。
チルシロキシ−エチル)−シクロペンタジエニル)ジル
コニウム ジクロライドの製造 トルエンに入れたシクロペンタジエニル ジルコニウム
トリクロライドとジメトキシエタンとの付加物の3.52
g(10ミリモル)の懸濁物に、トルエンに入れた 2.2g
(10ミリモル)のカリウム(2−トリメチルシロキシエ
チル)−シクロペンタジエニドの懸濁物を添加した。こ
の添加は−78℃で行った。橙褐色の懸濁物が直ちに形成
され;12時間攪拌下に維持し、次いで放置して沈降さ
せ、濾過した。得られた橙色溶液を5mlにまで濃縮し、
ヘキサンを添加し、褐色の固体が得られた(1.1g, 2.7
ミリモル,収率27%)。 1H-NMR :6.00(t,2H), 5.87
(s,5H), 5.67(t,2H), 3.66(t,2H), 2.92(t,2H), 0.11
(s,9H). 質量スペクトル:M+ -65:(343):33%. 実施例5 a)3−ブロモ−1−トリメチルシロキシプロパンの調
製 12.2g(76ミリモル)のヘキサメチルジシラザンに、21
g(151ミリモル)の3−ブロモ−1−プロパノールを添
加した。アンモニアの発生が直ちに見られた。反応を攪
拌下に2時間維持し、24.5g(148ミリモル)の所望化合
物を最後に得た(収率:98%)。 1H-NMR(CDCl3 ) :3.
74(t,2H), 3.55(t,2H), 2.09(m,2H), 0.14(s,9H)。
−シクロペンタジエンの調製 ナトリウム シクロペンタジエニリド(115ミリモル)の
2.3M溶液の50mlに、テトラヒドロフランに入れた24.3
g(115ミリモル)の3−ブロモ−1−トリメチルシロキ
シプロパンの溶液を添加した。桃色様固体の生成が直ち
に見られた。反応を攪拌下に12時間維持し、次いで塩化
アンモニウム溶液で中和させた。有機相を抽出し、濃縮
乾固して橙色油を得た(9.8g,50ミリモル,収率43
%)。 1H-NMR(CDCl 3 ):6.47-6.00(m,3H), 3.62(m,2
H), 2.95(m,1H), 2.87(m,1H), 2.43(m,2H), 1.80(m,2
H), 0.17(s,9H). c)リチウム(3−トリメチルシロキシ−プロピル)−
シクロペンタジエニドの調製 エーテルに溶かした2.62g(13.4ミリモル)の(3−ト
リメチルシロキシプロピル)−シクロペンタジエンの溶
液に、ヘキサンに溶かした 2.5M(13.4ミリモル)のブ
チルリチウム溶液の5.36mlを−78℃で添加した。白色固
体の生成が直ちに見られた。反応を攪拌下に2時間維持
し、次いで白色懸濁物を乾固させ、得られる固体をヘキ
サンで2回洗浄し、粉末状の白色固体を得た(2.3g,1
1.4ミリモル,収率:85%)。
ル)−シクロペンタジエニル〕ジルコニウム ジクロラ
イドの調製 1.33g(5.7ミリモル)のジルコニウム テトラクロライ
ドの懸濁物に、 2.3g(11.4ミリモル)のリチウム(3
−トリメチルシロキシプロピル)−シクロペンタジエニ
リドの懸濁物を−78℃で添加した。橙色懸濁物が直ちに
生成され、反応を攪拌下に12時間維持した。続いて反応
物を濾過し、得られる溶液を5mlにまで濃縮し、ヘキサ
ンを添加し、微結晶質の白色固体が生成した(1.27g,
2.3ミリモル,収率:40%)。 1H-NMR(C 6 D 6 ) :5.
95(t,2H), 5.77(t,2H), 3.52(m,2H), 2.81(m,2H), 1.80
(m,2H), 0.15(s,9H). 質量スペクトル:M+ -15:(357):
59%. 実施例6 a)カリウム(3−トリメチルシロキシプロピル)−シ
クロペンタジエニドの調製 テトラヒドロフランに入れた 0.4g(10ミリモル)の水
素化カリウムの懸濁物に、テトラヒドロフランに入れた
1.96g(10ミリモル)の(3−トリメチルシロキシ−プ
ロピル)−シクロペンタジエンを添加した。反応は攪拌
下に2時間維持した。続いて得られる懸濁物を濃縮乾固
すると油性の固体が残り、これをヘキサンで洗浄した後
にはクリーム色の固体が得られた。(1.6g,7ミリモ
ル,収率:70%)。
チルシロキシプロピル)−シクロペンタジエニル〕ジル
コニウム ジクロライドの製造 トルエンに入れた2.46g(7ミリモル)のシクロペンタ
ジエニル ジルコニウムトリクロライドの懸濁物に、ト
ルエンに入れた 1.6g(7ミリモル)のカリウム(3−
トリメチルシロキシプロピル)−シクロペンタジエニド
の懸濁物を添加した。黄褐色の懸濁物が直ちに沈澱し
た。反応を12時間維持した。続いて溶液を濾過し、濃縮
し、結晶質の白色固体が生成した(0.8g,2ミリモル,
28%)。 1H-NMR(C 6 D 6 ) :5.87(t,2H), 5.65(t,2
H), 3.46(m,2H), 2.74(m,2H), 1.73(m,2H), 0.14(s,9
H). 13C-NMR(C 6 D 6 ) :116.9, 115.0, 114.7, 112.
2, 61.8,33.6, 26.8, -0.393. 質量スペクトル:M+ -6
5(356):30%. 実施例7シリカ上でビス〔(3−トリメチルシロキシプロピル)
−シクロペンタジエニル〕ジルコニウムジクロライドの
異質化(heterogenization) 70mlのトルエンに入れた12gのシリカ(Grace XPO-240
7, 800℃で焼成した)の懸濁物に、20mlのトルエンに
溶かした実施例5d)記載により製造した化合物4.1g
の溶液を添加した。反応混合物を攪拌下に25℃で18時間
維持した。該溶液を濾過により固体から分離した。
種々分量のトルエンで洗浄し、真空下に18時間乾燥させ
た。試料中のZr含量をICPにより測定し、 1.7%で
あると判った。
M溶液の50ml(3回分で)で洗浄した時には、試料中に
残留するZrの割合(%)は 1.1%に低下した。
ロキシプロピル)−シクロペンタジエニル〕ジルコニウ
ム ジクロライドの異質化 約70mlの乾燥トルエンに入れた3gのシリカの懸濁物
に、実施例6b)で製造した化合物 0.5g(1.32ミリモ
ル)を添加した。
した。固体を濾過により溶液から分離した。次いで得ら
れる固体を全容量 500mlのトルエンで洗浄し、真空下に
12時間乾燥させた。ICPによりジルコニウムを分析す
ると試料中に 1.7%のZr含量を得た。
タジエニル〕ジルコニウム ジクロライドの異質化 70mlのトルエンに入れた3gのシリカ(Grace XPO-240
7, 800℃で焼成した)の懸濁物に、20mlのトルエンに
溶かした実施例3d)記載の化合物 0.5gの溶液を添加
した。反応混合物を攪拌下に40℃で18時間維持した。溶
液を濾過により固体から分離した。反応から得られる固
体をICPにより分析し、試料中のジルコニウムの割合
(%)は2.75%であることを示した。
種々分量のトルエンで洗浄し、真空下に18時間乾燥させ
た。試料中のZr含量をICPにより測定し、2.79%の
ジルコニウム含量を得た。
シプロピル)−シクロペンタジエニル〕ジルコニウム
ジクロライドの異質化 実施例7の方法によりシリカ上に触媒化合物を担持する
のに用いたのと同じ方法によって該化合物を異質化する
が、但しシリカ(Grace XPO-2407)の代りに燐酸アルミニ
ウム(Grace APGE)を用いた。
し、2%のZr含量を得た。
(Buchi) 反応器で完了させた。反応器は 600mlの乾燥且
つ脱ガスしたヘプタンが装填されておりしかも70℃に調
整した。反応器をエチレンで加圧する前に、助触媒を1
気圧の圧力で注入した。次いで反応器を3.75気圧に加圧
した。加圧終了時に0.25気圧のエチレン余圧を用いて触
媒を注入した。重合反応はこれらの圧力(4気圧)及び
温度(70℃)条件に維持した。懸濁物は攪拌棒の助けを
かりて 1200rpmで15分又は30分間攪拌した。
液(Witco社により市販された)からのMAOの13ml(3
1.8ミリモルAI)を反応器に注入し、実施例8の方法
により製造されしかもシリカ上に担持した 0.1gの〔シ
クロペンタジエニル(3−トリメチルシロキシプロピ
ル)シクロペンタジエニル〕ジルコニウム ジクロライ
ド触媒(18.24μモル,Zr) をこの溶液に添加した。添
加が完了したからには、重合反応は攪拌下に70℃の温度
で4気圧のエチレン分圧で30分間維持した。反応の終了
時に圧力を迅速に低下させ、酸性化したメタノールを添
加することにより反応を停止させた。Mw=157.824 の
重合体5.21gが得られた(活性: 1.4×105gPE/
(モルZr* hr* atm)。
レン重合について記載したのと同じ条件下で共重合反応
を行なった。
の24.2モル%)及びアルミニウム10%溶液からの13mlの
MAO(31.8ミリモルAl)を反応器に注入した。シリ
カ上に担持されしかも実施例8の方法により製造した
0.1gの〔シクロペンタジエニル(3−トリメチルシロ
キシプロピル)シクロペンタジエニル〕ジルコニウムジ
クロライド触媒(18.4μモルZr)をこの溶液に添加し
た。重合反応は70℃の温度で 4,132バール(4気圧)の
エチレン圧力で30分間維持した。反応終了時に圧力を迅
速に低下させ、酸性化メタノールの添加により反応を停
止させた。Mn=41970 ,Mw=220877,Mw/Mn=
5.26及び0.92モル%のヘキサンを有する共重合体5.14g
が得られた。(活性:1.41×105 gPE/(モルZr* hr
* atm)。
に、実施例12と同じ方法を用いるが、但し溶剤を添加し
たからには且つ反応器を加圧する前に4mlの乾燥且つ蒸
留し立ての1−ヘキセン(供給分中の12%のヘキセン)
を添加した。トルエン中のMAO溶液の13ml(1.5Mの全
アルミニウム)及び実施例8の方法により製造した触媒
0.1gを用いた。重合してから30分後に、1.47gの重合
体を得た(1.65×105 gPE/(モルZr* h * atm)。13
C-NMR により測定した共重合体中の1−ヘキセン含量は
0.49モル%であり、不規則に分布していた。
に実施例12と同じ方法を用いるが、但し溶剤を添加した
からには且つ反応器を加圧する前に16mlの乾燥且つ蒸留
したての1−ヘキセン(供給分中の33.7%のヘキセン)
を添加した。トルエン中の13mlのMAO溶液(1.5Mの全
アルミニウム)及び 0.1gの触媒を用いた。重合してか
ら30分後に、1.80gの重合体を得た(2.02×105 gPE
/モルZr* h * atm)。13C-NMR により測定した共重合体
中の1−ヘキセン含量は1.33モル%であり、不規則に分
布していた。
co社により販売)からの13ml(31.8ミリモルAl)のM
AOを注入した。燐酸アルミニウム上に担持されしかも
実施例10の方法により製造した 0.1gの〔シクロペンタ
ジエニル(3−トリメチルシロキシプロピル)シクロペ
ンタジエニル〕ジルコニウム ジクロライド触媒をこの
溶液に添加した。重合反応は70℃の温度で 4,132バール
(4気圧)のエチレン分圧で30分間保持した。反応が完
了したと考えられた時圧力を迅速に低下させ、酸性化メ
タノールを添加した。2.16gのポリエチレンが得られ
た。活性:0.24×104 gPE/(モルZr* hr* atm)。
ル)シクロペンタジエニル〕ジルコニウム ジクロライ
ドの異質化 0.220gのビス〔(3−トリメチルシロキシプロピル)
シクロペンタジエニル〕ジルコニウム ジクロライドを
15mlのトルエンに溶解させ、次いでトルエンに入れた10
%MAO溶液(Witco社により販売)の 0.7mlを添加し、
該混合物を攪拌下に室温に維持した。15分後に、得られ
る溶液を 100mlのフラスコにそゝぎ、このフラスコは 2
00℃の温度で前もって焼成した3gのシリカXPO-2407(G
race社により販売)を含有しており、40℃の温度で1時
間機械攪拌下に維持した。反応時間が経過したからに
は、固体を濾過により分離し、1lの全容量までの連続
的な分量のトルエンで洗浄した。異質な触媒を最後に真
空下に24時間乾燥させた。ICPにより測定したZr及
びAl含量はそれぞれ1.15%及び 0.7%であった。
ル)シクロペンタジエニル〕ジルコニウム ジクロライ
ドの異質化 ビス〔(3−トリメチルシロキシプロピル)シクロペン
タジエニル〕ジルコニウム ジクロライドの異質化方法
は実施例16に記載されたものであるが、但しシリカは有
機金属化合物とMAOとの予備混合物と接触させる前に
前もって真空下で処理してある。ICPにより測定した
Zr及びAl含量はそれぞれ 1.2%及び0.7%であっ
た。
なうが、但し反応器の温度は90℃である。トルエン中の
10%MAO溶液(Witco社により販売)の10ml(15ミリモ
ルのAl)及び実施例16により製造した異質触媒 0.079
g(0.01ミリモルのZr)を反応器に注入した。重合反
応は90℃の温度で4気圧のエチレン分圧で15分間維持し
た。反応の終了時に反応器の圧力を低下させ、酸性化メ
タノールを添加した。Mw=165.600 の重合体 2.4gを
得た。
た。トルエンに入れた10%MAO溶液(Witco社により販
売)の10ml(15ミリモルのAl)及び実施例17により製
造した異質触媒 0.075g(0.01ミリモルのZr)を反応
器に注入した。重合反応は90℃の温度で4気圧のエチレ
ン分圧で15分間維持した。反応の終了時に反応器の圧力
を低下させ、酸性化メタノールを添加した。 2.8gの重
合体を得た。
R''3 との間の反応式を示す。
Claims (18)
- 【請求項1】 アルファオレフィンの低圧及び高圧及び
低温及び高温での溶液重合、懸濁重合、気相重合又は高
圧及び高温又は低温での塊状重合用触媒成分において、
触媒は次式(I)又は(II) 〔式中Rは互いに同じであるか又は異なっており、水素
又は1〜20個の炭素原子を含有する基であり;この基は
場合によっては元素の周期表の14〜16族の異原子及びホ
ウ素を含有し、少なくとも1つの基Rは基OSiR''3 (但
しR''は直鎖又は分枝鎖状のC1-20アルキル、C3-20シ
クロアルキル、C6-20アリール、C7-20アルケニル、C
7-20アリールアルキル、C7-20アリールアルケニル又は
アルキルアリール基よりなる群から選ばれる)を含有
し;Qはホウ素又は周期表の14又は16族の元素よりなる
群から選ばれ、m>1の時基Qは互いに同じであるか又
は異なっており;各々のQの自由原子価はc指数値によ
り基Rで満たされており;2個の基Rは場合によっては
結合して5〜8個の原子の環を形成し;mは1〜4の値
を有し;Lは互いに同じであるか又は異なっており、π
結合によりMに結合した環式有機基であり、Lは1つ又
はそれ以上の別の環と場合によっては縮合されるシクロ
ペンタジエニル環を含有しあるいは周期表の15又は16族
の原子であり;L1 及びL2 は互いに同じであるか又は
異なっており、Lと同じ意義を有し;Mは周期表の3,
4,10族の金属、ランタニド又はアクチニドであり;X
は互いに同じであるか又は異なっており、ハロゲン、水
素、OR''' 、 N(R''')2 、C1-20アルキル又はC6-20ア
リール基よりなる群から選ばれ;但しR'''は直鎖又は
分枝鎖状のC1-20アルキル、C3-20シクロアルキル、C
6-20アリール、C7-20アルケニル、C7-20アリールアル
キル、C7-20アリールアルケニル又はアルキルアリール
基よりなる群から選ばれ;x+y=4となるようにxは
1又は2であり、yは2又は3であり、 dは0〜2であり、 a,b及びcはa+b+c>1となるように0〜10の整
数である〕により定義されることを特徴とするアルファ
オレフィンの重合用触媒成分。 - 【請求項2】 Rは水素、直鎖又は分枝鎖状のC1-20ア
ルキル、C3-20シクロアルキル、C6-20アリール、C
7-20アルケニル、C7-20アリールアルキル、C7-20アリ
ールアルケニル又はアルキルアリール基又は基SiR'
3 (但しR' は直鎖又は分枝鎖状のC1-20アルキル、C
3-20シクロアルキル、C6-20アリール、C7- 20アルケニ
ル、C7-20アリールアルキル、C7-20アリールアルケニ
ル又はアルキルアリール基又はOSiR''3 である)よりな
る群から選ばれ;少なくとも1つの基Rは基OSiR''
3 (但しR''は直鎖又は分枝鎖状のC1-20アルキル、C
3-20シクロアルキル、C6-20アリール、C7-20アルケニ
ル、C7-20アリールアルキル、C7- 20アリールアルケニ
ル又はアルキルアリール基よりなる群から選ばれる)を
含有し;場合によっては全てのこれらの基は元素の周期
表の14〜16族の異原子及びホウ素を含有することを特徴
とする請求項1記載の触媒成分。 - 【請求項3】 MはTi,Zr又はHfよりなる群から
選ばれることを特徴とする請求項1又は2記載の触媒成
分。 - 【請求項4】 基OSiR''を含有する基Rは−CH2 −CH2
− OSiMe3 ,−CH2−CH2 −CH2 − OSiMe3 ,−CH2 −
O−CH2 − OSiMe3 ,−O−CH2 −CH2 −OSiMe2 ,−S
iMe3 −CH2 −CH2 − OSiMe3 よりなる群から選ばれる
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の触媒成
分。 - 【請求項5】 式(I)においてLはシクロペンタジエ
ニル又はインデニル基であり;Mはジルコニウムであ
り;xは2であり;yは2であり;RはC1-4アルキル
基であり、但し1つのRの少なくとも1個の水素はOSi
R''3 (式中R''はMe,Et,Prよりなる群から選
ばれる)で置換されていることを特徴とする請求項1〜
4の何れかに記載の触媒成分。 - 【請求項6】 式(II)においてMはジルコニウムであ
り;L1 及びL2 はシクロペンタジエニル又はインデニ
ル基であり;Rは水素、C1-4 アルキル(但し1つのR
の少なくとも1個の水素はOSiR''3 で置換されている)
又はSiR'2 −OSiR''3 基(式中R''はメチル、エチル、
プロピルよりなる群から選ばれる)であり;〔(R) c Q
〕m は H2 C −CH2 , CRH−CH2 , RHC−SiR'2 , R
2 C −SiR'2 又はSiRR' であることを特徴とする請求項
1〜4の何れかに記載の触媒成分。 - 【請求項7】 式(II)において、Mはチタンであり;
L2 は酸素又は窒素原子であり;L1 はシクロペンタジ
エニル、インデニル又はフルオレニル環であり;〔(R)
c Q 〕m は H2 C −CH2 , CRH−CH2 , RHC−SiR'2 ,
R2 C −SiR'2 又はSiRR' であることを特徴とする請求
項1〜4の何れかに記載の触媒成分。 - 【請求項8】 式(I)又は(II)の触媒成分を多孔質
の無機固体上に担持させることを特徴とする請求項1〜
7の何れかに記載の固体触媒成分。 - 【請求項9】 多孔質の無機固体はシリカ、アルミナ、
シリカ−アルミナ、燐酸アルミニウム及びこれらの混合
物よりなる群から選ばれることを特徴とする請求項8記
載の固体触媒成分。 - 【請求項10】 次の工程:無水の条件下及び不活性な
雰囲気中で請求項1〜7の何れかの少なくとも1種の触
媒成分の溶液を20〜90℃の温度で担体材料上に含浸さ
せ;濾過し、次いで脂肪族又は芳香族炭化水素から選ん
だ溶剤で洗浄することからなる固体触媒成分の製造方
法。 - 【請求項11】 次の工程:請求項1〜7の何れかの触
媒化合物の溶液を用いることにより触媒成分を担体上に
沈着させて異質化し、蒸発により溶剤を除去し、固体残
渣を25〜 150℃に加温させることからなる固体触媒成分
の製造方法。 - 【請求項12】 工程a)前に触媒成分を助触媒と混合
することを特徴とする請求項10又は11記載の方法。 - 【請求項13】 請求項1〜9の何れかに記載の触媒成
分と助触媒とを含有してなる重合触媒。 - 【請求項14】 助触媒はアルキルアルミノオキサン、
ホウ素化合物又はこれらの混合物よりなる群から選ばれ
ることを特徴とする請求項13記載の重合触媒。 - 【請求項15】 請求項13又は14記載の重合触媒を用い
ることを特徴とするアルファオレフィンの低圧又は高圧
及び高温又は低温での溶液重合、懸濁重合、000合又
は高圧及び高温又は低温での塊状重合方法。 - 【請求項16】 単量体(モノマー)はエチレンである
ことを特徴とする請求項15記載のアルファオレフィンの
重合方法。 - 【請求項17】 単量体はエチレンであり、共単量体
(コモノマー)はプロピレン、ブテン、ヘキセン、オク
テン及び4−メチル−1−ペンテンよりなる群から選ば
れることを特徴とする請求項15記載のアルファオレフィ
ンの重合方法。 - 【請求項18】 共単量体は単量体全体の 0.1〜70重量
%の割合で用いることを特徴とする請求項17記載のアル
ファオレフィンの重合方法。
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