JPH11512461A - プロペン/ブタ−1−エン共重合体 - Google Patents
プロペン/ブタ−1−エン共重合体Info
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Abstract
(57)【要約】
少なくとも80モル%のプロペン単位、145℃以下の融点Tmを有し、かつ2.5以下の分子量分布を有するプロペン/ブタ−1−エン共重合体である。
Description
【発明の詳細な説明】
プロペン/ブタ−1−エン共重合体
本発明は、少なくとも80モル%のプロペン単位、145℃以下の融点Tmを
有し、かつ2.5以下の分子量分布Mw/Mnを有するプロペン/ブタ−1−エン
共重合体に関する。
更に、本発明はフィルム又は成形体の製造に用いるこの共重合体の用途、なら
びにそれで得られるフィルム及び成形体に関する。
2成分系プロペン/ブタ−1−エン共重合体は、A.M.Chatterje
e et al.,Soc.of Plastics Engineers,A
NTEC Conf.Proc.(1994)1997−1981.に記載され
た如く、例えば封止層材料として、近年大いに注目されているものである。通常
かかる用途に用いられるエテン/プロペン共重合体と比較して、それは同等な融
点にて、実質的により低い封止温度とより高い剛性とを併せ持っている。ポリマ
ーの低い封止温度、即ち低い融点は、上述の用途には望ましいことである。ブタ
−1−エンの結合によって生じる分子融点降下は、エテンの結合によって生じる
ものよりかなり小さいので、極めて多量のブタ−1−エン(12モル%以上)が
この目的のために共重合体に結合されてきた。比較的低いコモノマー含量の組み
合わせで低い融点を有する2成分系プロペン/ブタ−1−エン共重合体が、EP
−A 318 049に記載されている。この共重合体は、均一系ジルコノセン
(zirconocene)触媒を用い、0℃で溶液重合にて調製される。ここ
での欠点は、この共重合体が比較的低い分子量で、また比較的大きいキシレン溶
解部分を有し、化学的な均一性が低く、分子量分布が広いことを示していること
である。
本発明の目的は、上述の欠点を除き、特に低融点で、分子量分布が狭くかつキ
シレン溶解部分が少ないプロペン/ブタ−1−エン共重合体を提供することにあ
る。
この目的は、冒頭に定義した共重合体によって達成されることが見いだされ
た。
また、フィルムあるいは成形体製造のためのそれらの用途と、それによって得
られるフィルム及び成形体が新規に発見された。
新規プロペン/ブタ−1−エン共重合体は、共重合体中少なくとも80、好ま
しくは85〜99.9、特には93〜99.5モル%のプロペン単位を有し、融
点Tmは145℃以下、好ましくは143℃以下であり、分子量分布Mw/Mn(
Mwは重量平均値、Mnは数平均値)は2.5以下、好ましくは2.3以下、特に
好ましくは2.15以下である。
新規なポリマーは好ましくは、
Xs≦[94117*exp(−0.0793*Tm)−0.0245]重量
%、
特には
Xs≦[542400*exp(−0.1*Tm)+0.5]重量%、
で示されるキシレン中(20℃)の溶解度Xsを有する。
好ましくは、プロペンの2回対称軸の70%は、メソ型の2回対称軸である。
少量の他のモノマーも、新規共重合体中に存在してもよいが、好ましくは使用
したプロペン量の1モル%以下である。エテン及び高級1−オレフィン、例えば
ヘキセ−1−エン、オクテ−1−エン、及びデセ−1−エンがここでは適してい
る。しかし、2成分系プロペン/ブタ−1−エン共重合体が好ましい。
新規共重合体は、気相中でも、懸濁液中、液状モノマー中又は不活性溶媒中で
調製することができる。適する懸濁媒体又は溶媒の例は、脂肪族及び芳香族の炭
化水素である。新規共重合体は、好ましくは気相で調製される。
新規プロペン/ブタ−1−エン共重合体の調製の好ましい方法として、重合は
50〜120℃で連続的に実施され、用いる触媒システムは活性成分として、下
記のものを含有するものであって、
A)化学式Iで表されるメタロセン錯体で、かつ、
Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブまたはタンタル
であり、
Xは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、水素原子、C1〜C10
のアルキル基、C6〜C15のアリール基、アルキル基部分に1〜10個の炭素原
子を、かつアリール基部分に6〜10個の炭素原子を有するアルキルアリール基
、−OR12又は−NR12R13であり、
R12及びR13は、それぞれC1〜C10のアルキル基、C6〜C15のアリール基、
それぞれアルキル基部分に1〜10個の炭素原子を有し、かつアリール基部分に
6〜20個の炭素原子を有するアルキルアリール基、アリールアルキル基、フル
オロアルキル基又はフルオロアリール基であり、
R1及びR7は、それぞれC1〜C10のアルキル基又はC6〜C15のアリール基で
あり、
R2及びR8は、それぞれ水素原子、C1〜C10のアルキル基、順次置換基とし
てC1〜C10のアルキル基を持っていてもよい5〜7員環のシクロアルキル基又
はSi(R14)3であり、
R14は、C1〜C10のアルキル基又はC3〜C10のシクロアルキル基であり、
R3〜R5及びR9〜R11は、それぞれ水素原子、C1〜C10のアルキル基、順次
置換基としてC1〜C10のアルキル基を持っていてもよい5〜7員環のシクロア
ルキル基、2個の隣接基がともに更に4〜15個の炭素原子の環状基であっても
よいC6〜C15のアリール基あるいはアリールアルキル基又はSi(R15)3であ
り、
R15は、C1〜C10のアルキル基、C6〜C15のアリール基又はC3〜C10のシ
クロアルキル基であるか、
又は、
R2及びR3が、ともに4〜15個の炭素原子の環状基であり、
又は、
R8及びR9が、ともに4〜15個の炭素原子の環状基であり、
R6は、
=BR15、=AlR15、−Ge−、−Sn−、−O−、
−S−、=SO、=SO2、=NR15、=CO、=PR15又
は =P(O)R15、
R15、R16及びR17は、
同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子、ハロゲン原
子、C1〜C10のアルキル基、C1〜C10のフルオロアルキ
ル基、C6〜C10のフルオロアリール基、C6〜C10のア
リール基、C1〜C10のアルコキシ基、C2〜C10のアルケ
ニル基、C7〜C40のアリールアルキル基、C8〜C40の
アリールアルケニル基又はC7〜C40のアルキルアリール
基であり、又はR15とR16あるいはR15とR17が相互に
結合する原子がそれぞれ環を形成し、かつ
M1は、ケイ素、ゲルマニウム又はスズであり、
B)メタロセニウム(metallocenium)イオンを形成する化合物で
あり、
C)所望により、化学式IIで表され、かつ
AlR18R19R20 II
R18〜R20は、それぞれフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子又はC1
〜C12のアルキル基であるアルミニウム化合物であって、上記触媒システムは
これらを含有する。
特に好ましい方法として、重合は連続的に60〜100℃で行われる。
好ましい方法に好ましく用いられる化学式Iのメタロセン錯体は、以下のもの
である。
Mは、ジルコニウムまたはハフニウムであり、
Xは、塩素原子又はC1〜C4のアルキル基で、特には塩素原子あるいはメチル
基であり、
R1及びR7は、それぞれC1〜C4のアルキル基で、特にはメチル基あるいはエ
チル基、又はフェニル基であり、
R2及びR8は、それぞれC1〜C4のアルキル基で、特にはメチル基、エチル基
、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基又はtert−ブチル基であ
り、
R3〜R5及びR9〜R11は、それぞれ水素原子、C1〜C4のアルキル基、特に
はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基あるい
はtert−ブチル基、又はC6〜C12のアリール基、特にはフェニル基、又は
2個の隣接基がともに4〜15個の、特には8〜12個の炭素原子の環状基であ
るか、
又は、
R2及びR3は、ともに4〜15個の、特には8〜12個の炭素原子の環状基で
あり、又は、
R8及びR9は、ともに4〜15個の、特には8〜12個の炭素原子の環状基で
あり、
R6は、
M1は、好ましくはケイ素であり、かつ、
R15及びR16は、それぞれ水素原子、C1〜C4のアルキル基、特にはメチル基
、又はC6〜C12のアリール基、特にはフェニル基である。
対称性のある、化学式Iで表されるメタロセン錯体が好ましい。
特に好ましいものは、
rac−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、
rac−ジメチルシリレンビス(2−エチルインデニル)ジルコニウムジクロリ
ド、
rac−エチレンビス(2−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2,4,6−トリメチルインデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2,4,7−トリメチルインデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,6−ジエチルインデニル)ジ
ルコニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,7−ジエチルインデニル)ジ
ルコニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニ
ル)ジルコニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,7−ジイソプロピルインデニ
ル)ジルコニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−エチル−4,6−ジイソプロピルインデニ
ル)ジルコニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−メチルベンゾインデニル)ジルコニウムジ
クロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−エチルベンゾインデニル)ジルコニウムジ
クロリド、
rac−エチレンビス(2−メチルベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド
、
rac−エチレンビス(2−エチルベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド
、
rac−エチレンビス(2−フェニルベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリ
ド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−メチルインデニル)ハフニウムジクロリド
、
rac−ジメチルシリレンビス(2−エチルインデニル)ハフニウムジクロリド
、
rac−エチレンビス(2−フェニルインデニル)ハフニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2,4,6−トリメチルインデニル)ハフニウ
ムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2,4,7−トリメチルインデニル)ハフニウ
ムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,6−ジエチルインデニル)ハ
フニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,7−ジエチルインデニル)ハ
フニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニ
ル)ハフニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,7−ジイソプロピルインデニ
ル)ハフニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−エチル−4,6−ジイソプロピルインデニ
ル)ハフニウムジクロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−メチルベンゾインデニル)ハフニウムジク
ロリド、
rac−ジメチルシリレンビス(2−エチルベンゾインデニル)ハフニウムジク
ロリド、
rac−エチレンビス(2−メチルベンゾインデニル)ハフニウムジクロリド、
rac−エチレンビス(2−エチルベンゾインデニル)ハフニウムジクロリド、
rac−エチレンビス(2−フェニルベンゾインデニル)ハフニウムジクロリド
、である。
複数のメタロセン錯体の混合物も使用できる。
そのような錯体化合物は、それ自体公知の方法で合成でき、適宜置換された環
状炭化水素陰イオンと、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオ
ブまたはタンタルのハロゲン化物との反応が好ましい。
対応する製造方法の例は、なかんずく、Journal of Organo
−metallic Chemistry,369 (1989),359−3
70 に記載されている。
メタロセニウムイオンを形成するに適する化合物B)は、特には強、中性ルイ
ス酸、ルイス酸陽イオンを有するイオン化合物、ブレンステズ酸を陽イオンとし
て有するイオン化合物及びアルミノキサン化合物である。
好ましい強、中性ルイス酸は、化学式Vで表される化合物であって、かつ、
M2X2X3X4 V
M2は、周期律表の第3主族の元素で、特にはホウ素、アルミニウム又はガリ
ウム、好ましくはホウ素であり、また、
X2、X3及びX4は、それぞれ水素原子、C1〜C10のアルキル基、C6〜C15
のアリール基、それぞれアルキル基部分に1〜10個の炭素原子を、かつアリー
ル基部分に6〜20個の炭素原子を有するアルキルアリール基、アリールアルキ
ル基、ハロアルキル基あるいはハロアリール基、又はフッ素原子、塩素原子、臭
素原子あるいはヨウ素原子、特にはハロアリール基で、好ましくはペンタフルオ
ロフェニル基である。
化学式Vで表される特に好ましい化合物は、X2、X3及びX4が同一であるも
ので、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランが好ましい。
ルイス酸陽イオンを有する好適なイオン化合物は、化学式VIで表される化合物
であって、かつ、
[(Aa+)Q1Q2・・・Qz]d+ VI
Aは、周期律表の第1〜6主族又は第1〜8亜族の元素であり、
Q1〜Qzは、1個の負の電荷を有する基で、例えばC1〜C28のアルキル基、
C6〜C15のアリール基、それぞれアリール基部分に6〜20個の炭素原子を、
かつアルキル基部分に1〜28個の炭素原子を有するアルキルアリール基、アリ
ールアルキル基、ハロアルキル基又はハロアリール基、C1〜C10のアルキル基
又はハロゲン原子で置換されていてもよいC1〜C10のシクロアルキル基、C1〜
C28のアルコキシ基、C6〜C15のアリールオキシ基、シリル基あるいはメルカ
プチル基であり、
aは、1〜6の整数であり、
zは、0〜5の整数であり、
dは、差a−zに相応する数で、ただしdは1より大きいか又は等しい数であ
る。
カルボニウム陽イオン、オキソニウム陽イオンならびにスルホニウム陽イオン
、及び陽イオン性遷移金属錯体は特に好適である。特に好ましい例は、トリフェ
ニルメチル陽イオン、銀陽イオン及び1,1’−ジメチルフェロセニル陽イオン
である。これらは、好ましくは非配位性逆イオン(non−coordinat
ing opposite ions)を有し、WO 91/09882にも記
述されている如く、特にはホウ素化合物、好ましくはテトラ
キス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである。
陽イオンとしてブレンステズ酸を有し、かつ好ましくは非配位性逆イオンをも
有するイオン化合物が、WO 91/09882に挙げられており、好ましい陽
イオンはN,N−ジメチルアニリニウムである。
メタロセニウムイオンを形成する特に好適な化合物B)は、化学式III又はVI
で表わされ、かつ、
R21は、C1〜C4のアルキル基で、好ましくはメチル基又はエチル基であり、m
は5〜30の整数、好ましくは10〜25の整数である開鎖式あるいは環式のア
ルミノキサン化合物である。
これら低重合性アルミノキサン化合物の調製は、通常トリアルキルアルミニウ
ムの溶液を水と反応させることによって行われ、なかんずくEP−A 284
708 and US A 4,794,096に記載されている。
一般に、得られた低重合性アルミノキサン化合物は、異なる長さの直鎖及び環
状鎖の両方の分子の混合物として存在するから、mは平均値と考えられる。アル
ミノキサン化合物はまた、他の金属アルキル、好ましくはアルキルアルミニウム
との混合物として存在してもよい。
US−A 5,391,793に記載されているアリールオキシアルミノキサ
ン、US−A 5,371,260に記載されているアミノアルミノキサン、E
P−A 633 264に記載されている塩酸アミノアルミノキサン、EP−A
621 279に記載されているシロキシアルミノキサン、及びこれらの混合
物もさらに成分B)として使用できる。
メタロセン錯体と低重合性アルミノキサン化合物とを、低重合性アルミノキサ
ン化合物からのアルミニウム対メタロセン錯体からの遷移金属の原子の比が、1
0:1〜106:1、特には10:1〜104:1となるような量で使用するのが
有利であることが判明している。
好ましい方法に用いる触媒システムは、また成分C)として、化学式IIで表わ
され、かつ、
AlR18R19R20 II
R18〜R20は、それぞれフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、又は
C1〜C12のアルキル基で、好ましくはC1〜C8のアルキル基であるアルミニウ
ム化合物を含有してもよい。
R18〜R20は、好ましくは同一であって、それぞれメチル基、エチル基、イソ
ブチル基又はn−ヘキシル基である。
成分C)は、好ましくは(IIからのAl対Iからの遷移金属のモル比で)50
0:1〜1:1、特には350:1〜50:1の量で触媒システムに存在させる
。
好ましくは、6〜20個の炭素原子の芳香族炭化水素、特にはキシレンとトル
エン及びその混合物が、通常この触媒システムの溶媒として使用される。
触媒システムは、好ましくは担持状態で使用される。
好ましく用いられる担体物質は、好ましくは1〜300μmの、特には30〜
70μmの粒径である細粉砕された担体である。好適な担体物質は、例えばシリ
カゲルで、好ましくは化学式SiO2・aAl2O3で表わされ、かつ、aは0〜
2、好ましくは0〜0.5であり、従ってこれはアルミノシリケートあるいはシ
リカである。その製品は例えばグレース社(Grace)のシリカゲル(Sil
ica Gel)332のような市販品である。更に担体には、細粉砕されたポ
リオレフィン、例えば細粉砕されたポリプロピレンなどがある。
担持した触媒システムを用い、重合を10〜40、好ましくは15〜32ba
rで、12時間以上、好ましくは24時間以上実施するのが特に好ましいことが
立証されている。
得た共重合体の平均モル質量は、重合技術に通常用いられる方法、例えば水素
のような調節剤を添加することによって、調整できる。
用いるモノマー、プロペン及びブテンのモル比は、好ましくは10,000:
1〜4:1、特には200:1〜5.5:1である。
新規プロペン/ブタ−1−エン共重合体は低融点、狭い分子量分布及び小さい
キシレン溶解部分を有する。これは、フィルムと成形体、特に封止層及び射出成
形製品の製造に好適である。
実施例
実施例1:メタロセン担持触媒の調製
a)担体物質の調製
シリカゲル(SG332、50μm、グレース社品、減圧下(lmbar)1
80℃で8時間加熱したもの)1000gを、N2雰囲気下5リットルのトルエ
ンに懸濁した。18℃で、1.53モルのメチルアルミノキサン(MAO)溶液
(ウィトコ社(Witco)品トルエン中)の7.75リットル(6.83kg
)を120分に渡って加えた。次に、7時間、室温で攪拌を行い、混合物を濾過
し、濾過ケーキをトルエン2.5リットルずつで2回洗浄した。次に減圧下で乾
燥した。
b)メタロセン錯体の装入
a)で調製したMAO装填シリカゲル1kgを、先ず減圧容器に取った。次に
1.53モルのMAO(トルエン)溶液1.32リットル中に溶解したrac−
ジメチルシリレンビス(2−メチルベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド
5.8g(10mmol)の溶液を攪拌しながら加えた。圧力をN2で平衡にし
た後、室温で30分激しく攪拌した。次に、先ず20℃で(溶媒が出て来なくな
るまで)溶媒の大部分を減圧下溜去した。次に温度を5℃ずつ55℃まで上昇し
、触媒を乾燥して、オレンジ色の流動性粉末を得た。
実施例2〜4:連続気相法でのプロペン/ブタ−1−エン共重合体の調製
実施例1で調製したメタロセン担持触媒10g/h gを、200リットル気
相反応器に計量供給した。プロペン及びブタ−1−エンを供給し、反応器圧24
bar、重合温度60℃で共重合を実施し、平行してトリイソブチルアルミニウ
ムを1時間30mmol(ヘプタン中1モル溶液で)供給した。重合を連続
的に48時間に渡って行った。反応器流量は20kg/hであった。粒状共重合
体を生成した。
下表には、用いたプロペンとブタ−1−エンの量及び生じた共重合体の特性の
情報を示した。
davgは粒状ポリマーの平均粒径である。
極限粘度[η]は、デカリン中135℃で測定し、融点TmはDSC(示差走
査熱量計)を用いて測定し、共重合体中のC4の量はIRと13C−NMR測定法
で測定し、Mw(重量平均値)とMn(数平均値)は、GPC(ゲル透過クロマト
グラフィー)で測定した。
キシレン溶解部分Xsを以下のとおり測定した。
500mlの蒸留キシレン(異性体混合物)を攪拌機、還流冷却器及び温度計
を備えた1リットルの3頚フラスコに投入し、100℃に加熱した。この温度で
、ポリマーを添加し、次に混合物をキシレンの沸点まで加熱し、60分間還流し
た。ついで、加熱を止め、混合物を冷浴で20分間5℃に冷却し、次に再び20
℃に加熱した。30分間この温度を保持した。沈殿したポリマーを濾過し、正確
に100mlの濾液を予め風袋を計った1頚フラスコに投入した。それから溶媒
をロータリーエバポレーターで除去した。次に残渣を真空乾燥炉で80℃、20
0mmHgで2時間乾燥した。冷却後残渣の重量を測定した。
キシレン溶解部分は、次式、
から得た。ここで、Xsは、キシレン溶解部分の%、gは測定した量、Gは計量
投入した生成物の重量、Vは用いた瀘液の体積である。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1997年9月3日
【補正内容】
請求の範囲
1.式、
Xs≦[94117*exp(−0.0793*Tm)−0.0245]重量
%、
で示されるキシレン中(20℃)の溶解度Xsを有するプロペン/ブタ−1−エ
ン共重合体。
2.式、
Xs≦[542400*exp(−0.1*Tm)+0.5]重量%、
で示されるキシレン中(20℃)の溶解度Xsを有するプロペン/ブタ−1−エ
ン共重合体。
3.フィルム又は成形体の製造に用いることを特徴とする請求の範囲第1項又は
第2項記載のプロペン/ブタ−1−エン共重合体の使用方法。
4.必須の成分として請求の範囲第1項又は第2項記載の共重合体から得ること
のできるフィルム又は成形体。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 リルゲ,ディーター
ドイツ国、D−67117、リムブルガーホー
フ、マクス−プランク−シュトラーセ、7
(72)発明者 ヒングマン,ローラント
ドイツ国、D−68526、ラーデンブルク、
シュタールビュールリング、54
(72)発明者 シュヴァイァ,ギュンター
ドイツ国、D−67159、フリーデルスハイ
ム、フリードリヒ−ピーチュ−シュトラー
セ、14
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 少なくとも80モル%のプロペン単位を有し且つ、145℃未満の融点Tm と2.5未満の分子量分布Mw/Mnを有するプロペン/ブタ−1−エン共重合体 。 2.式、 Xs≦[94117*exp(−0.0793*Tm)−0.0245]重量 %、 で示されるキシレン中(20℃)の溶解度Xsを有する請求の範囲第1項記載の プロペン/ブタ−1−エン共重合体。 3.式、 Xs≦[542400*exp(0.1*Tm)+0.5]重量%、 で示されるキシレン中(20℃)の溶解度Xsを有する請求の範囲第1項または 第2項記載のプロペン/ブタ−1−エン共重合体。 4.フィルム又は成形体の製造に用いることを特徴とする請求の範囲第1項〜第 3項のうちいずれか一項記載のプロペン/ブタ−1−エン共重合体の使用方法。 5.必須の成分として請求の範囲第1項〜第3項のうちいずれか一項記載の共重 合体から得ることのできるフィルム又は成形体。
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