JPH1171420A - オレフィン重合用触媒成分 - Google Patents
オレフィン重合用触媒成分Info
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Abstract
に有効な触媒成分を提供する。 【解決手段】 4族金属の有機金属錯体(シクロペンタ
ジエニル型配位子とホスフィンイミン配位子を有する)
と微粒子担体より成る触媒が有効であることを発見し
た。この触媒成分は、アルミノキサン又は所謂“実質的
に非配位アニオン”のような活性化剤と組み合わせた時
に優れた触媒系になる。好適な実施態様では、有機金属
錯体と活性化剤を共に微粒子状担体に沈積させている。
Description
に有用な、担体に保持されたホスフィンイミン−シクロ
ペンタジエニル触媒成分に関するものである。この触媒
成分は、特にスラリー又は気相重合法に有効である。
ロペンタジエニル錯体に基づくオレフィン重合触媒及び
モノη5 シクロペンタジエニル錯体(しばしばメタロセ
ンとも呼ばれていた)に関連するオレフィン重合触媒の
使用は、現在では広く知られている。所謂“チグラー・
ナッタ”重合触媒と共に用いた、従来のアルミニウムア
ルキル及び/又はアルミニウムアルキルハライド活性化
剤は、通常は高度に活性化した触媒を提供しないが、前
記の錯体はこれらの活性化剤により活性化可能である。
サンが均質重合系におけるジルコノセンに対し優れた活
性化剤であることを発見した。しかし、カミンスキー教
授とシン教授が報告した触媒系は、通常非常に過剰のア
ルモキサン(モルベースで、過剰のアルミニウムと遷移
金属の比が10,000/1のような)を含有した。
のアルミニウムの使用が、工業的に実用的であることは
判っていなかった。とりわけ、大量のアルモキサンを保
持することは困難であった。保持形態の触媒で用いる少
ない量の保持アルミノキサンは、触媒系のアルミニウム
/遷移金属(“Al/M”)比を増加させる効果を有し
ている。判りやすく言えば、Al/M比を維持するため
に、金属濃度を実行不能なほどに低水準に近付け、保持
アルモキサン量を確保する必要があった。ウエルボンと
ターナーは、低Al/M比である保持カミンスキー/シ
ン触媒の数形態を開示している(例えば、米国特許第
4,897,455号と第5,077,255号を参
照)。
“実質的非配位アニオン”を使用してビス−Cpメタロ
センを活性化することに関する非常に素晴らしい発明を
行った(米国特許第5,153,157号と第5,19
8,401号に開示するように)。本発明は、シクロペ
ンタジエニル型配位子とホスフィンイミン配位子(“ホ
スフィンイミン錯体”)をもつ4族の金属の有機金属錯
体を含む触媒成分に関する。
献には次のものがある:シクロペンタジエニルチタニウ
ムとアリールジアセニド又はホスフィンイミナト配位子
との錯体、J.R.デイルウオース、Journal of Organomet
allic Chemistry 、159(1978)47-52;(η5 ペンタメチ
ルシクロペンタジエニル)と(η5 エチルテトラメチル
シクロペンタジエニル)チタントリフロライドを用いた
合成と反応、マンシューら、Chem.Ber. 、1993 136、91
3-919;チタンとシリル化アミノイミノホスフォラン及び
スルホジイミド配位子との新規錯体、R.ハッセルブリン
グら、Zeitschrift fur anorganische undallgemeine C
hemie 、619(1993)1543-1550;チタンのホスファンイミ
ナト錯体、CpTiCl2 (NPMe 3 ) 、[TiCl 3 (NPMe 3)]
2 、Ti2 Cl5 (NPMe 2 Ph) 3 と[Ti 3 Cl6 (NPMe 3 )
5 ][BPh]を用いた合成と結晶構造、T.ルーベンスタール
ら、Zeitschrift fur anorganischeund allgemeine Che
mie 、620(1994)1741-1749; とアミノビス(ジオルガニ
ルアミノ)ホスファンの合成と反応性、G.シックら、Ch
em.Ber. 、1996、129 、911-917
例においては活性化剤と組み合わせた錯体を開示する
が、前記技術はオレフィンの重合、と特に保持形態の錯
体を用いたオレフィンの重合を開示していない。
IDW会議で、ウインザー大学化学・生化学部、J.C.ス
チュワートと D.W. ステファンによるポスター発表は、
或る種のシクロペンタジエニル−ホスフィンイミン触媒
を用いたエチレンの重合を開示している。しかし、ポリ
エチレン/ミリモル/時間のグラムで表した生産高(例
えば、生産性又は活性)は、本発明の触媒を用いて得ら
れた生産高に比べて数等級劣っている。前記ポスター発
表は、本発明の保持触媒成分の使用、又は室温以上での
重合、又は工業的利用を可能にした生産性/活性の結果
を開示していない。
7年4月29日発行、エクソンケミカル特許会社に譲
渡)は、非架橋4族の金属、嵩高い(置換)モノシクロ
ペンタジエニル配位子、ユニネガテイブの嵩高い基15
配位子と2つのユニネガテイブな活性化反応性配位子よ
り製造した触媒系の存在下で、オレフィンの重合、特に
エチレン・プロピレンゴムまたはエチレン・プロピレン
・ジエンモノマーコポリマーを開示している。この特許
の開示は、基15配位子がアミド配位子であることを教
示している。しかし、前記米国特許はホスフィンイミン
配位子の使用を教示又は示唆していない。
リー重合又は気相重合に適し、生産性に優れた、オレフ
ィン重合用触媒成分を提供することである。
を提供する。
ンタジエニル配位子を含む。本明細書で用いる用語“シ
クロペンタジエニル”は、環中に非局在化した結合を有
し、通常η5−共有結合で4族の金属(M)に結合して
いる5員炭素環を言う。
水素が環の各炭素に結合している。(また、“シクロペ
ンタジエニル型”配位子は、水素化および置換シクロペ
ンタジエニルを含み、後に本明細書中で詳細に議論す
る。)
の金属錯体”(ここでは“4族の金属錯体”又は“4族
OMC”と呼ぶ)は、式:
nは1または2であり;Cpは非置換であるか又は5つ
までの置換基で置換されたシクロペンタジエニル型配位
子であり、該置換基は、(1)C1-10ヒドロカルビル基
または一緒にして環を形成し得る2つのヒドロカルビル
基(そして該ヒドロカルビル置換基又はシクロペンタジ
エニル基は、非置換であるか又はさらにハロゲン原子、
C1-8 アルキル基、C1-8 アルコキシ基、C6-10アリー
ルまたはアリールオキシ基で置換されてもよく)、
(2)アミド基(非置換であるか又は2つまでのC1-8
アルキル基で置換されている)、(3)ホスフィド基
(非置換であるか又は2つまでのC 1-8 アルキル基で置
換されている)、(4)式−Si−(R2 ) 3 (式中、
各R 2 は、水素、C1-8 アルキル又はアルコキシ基、C
6-10アリール又はアリールオキシ基より成る群から独立
して選ばれる)で表されるシリル基、と(5)式Ge−
(R2 ) 3 (式中、R2 は上で定義したものである)で
表されるゲルマニル基より成る群から独立して選ばれ;
各R1 は、(1)水素原子、(2)ハロゲン原子、
(3)C1-10ヒドロカルビル基(非置換であるか又はさ
らにハロゲン原子、C1-8 アルキル基、C1-8 アルコキ
シ基、C6-10アリール又はアリールオキシ基で置換され
ている)、(4)式−Si−(R2 ) 3 (式中、各R2
は、水素、C1-8 アルキル又はアルコキシ基、C6-10ア
リール又はアリールオキシ基より成る群から独立して選
ばれる)で表されるシリル基、と(5)式Ge−
(R2 ) 3 (式中、R2 は上で定義したものである)で
表されるゲルマニル基より成る群から独立して選ばれる
か、又は2つのR1 基は一緒に2座のC1-10ヒドロカル
ビル基を形成してもよく(そして該ヒドロカルビル基
は、非置換であるか又はさらに(1)ハロゲン原子、
(2)C1-8アルキル基、(3)C1-8 アルコキシ基、
(4)C6-10アリール又はアリールオキシ基、(5)式
−Si−(R2 ) 3 (式中、各R2 は、水素、C1-8 ア
ルキル又はアルコキシ基、C6-10アリール又はアリール
オキシ基より成る群から独立して選ばれる)で表される
シリル基、と(6)式Ge−(R2 ) 3 (式中、R2 は
上で定義したものである)で表されるゲルマニル基で置
換されたものであり)、ただしR1 は個々に又は2つの
R1 基が一緒になって上に定義したCp配位子を形成し
ないものとし;各L1 は、(1)水素原子、(2)ハロ
ゲン原子、(3)C1-10ヒドロカルビル基、(4)C
1-10アルコキシ基、と(5)C5-10アリールオキサイド
基より成る群から独立して選ばれ(そして該ヒドロカル
ビル、アルコキシ、とアリールオキサイド基の各々は、
非置換であるか又はさらにハロゲン原子、C1-8 アルキ
ル基、C1-8 アルコキシ基、C6-10アリール又はアリー
ルオキシ基、アミド基(非置換であるか又は2つまでの
C1-8 アルキル基で置換されている)、とホスフィド基
(非置換であるか又は2つまでのC1-8 アルキル基で置
換されている)で置換されていてもよい)、ただしL1
は上に定義したCp基ではないものとする〕で表される
錯体から成るものである。
N]部分はホスフィンイミン配位子である。この配位子
は、(a)窒素・燐二重結合を有する、(b)N原子上
に唯一の置換基を有する(即ち、P原子がN原子上の唯
一の置換基である)、と(c)P原子上の3つの置換基
の存在が特徴である。3つのR1 置換基の各々が第三ブ
チル(又は、“t−ブチル”)であることが好ましく、
即ち、好適なホスフィンイミンはトリ(第三ブチル)ホ
スフィンイミンである。
p配位子は非置換であることが好ましい。しかし、Cp
が置換される場合には、好適な置換基は、フッ素原子、
塩素原子、C1-6 ヒドロカルビル基、または一緒にして
架橋環を形成し得る2つのヒドロカルビル基、アミド基
(非置換であるか又は2つまでのC1-4 アルキル基で置
換されている)、ホスフィド基(非置換であるか又は2
つまでのC1-4 アルキル基で置換されている)、式−S
i−(R2 ) 3 (式中、各R2 は、水素原子とC1-4 ア
ルキル基より成る群から独立して選ばれる)で表される
シリル基、と式−Ge−(R2 ) 3 (式中、R2 は、水
素原子とC1-4 アルキル基より成る群から独立して選ば
れる)で表されるゲルマニル基等である
1 は、水素原子、ハライド、好適にはフッ素又は塩素原
子、C1-4 アルキル基、C1-4 アルコキシ基、式−Si
−(R2) 3 (式中、各R2 は、水素原子とC1-4 アル
キル基より成る群から独立して選ばれる)で表されるシ
リル基、と式−Ge−(R2 ) 3 (式中、R2 は、水素
原子とC1-4 アルキル基より成る群から独立して選ばれ
る)で表されるゲルマニル基より成る群から選ばれる。
R1 が第三ブチル基であることが特に好ましい。
する主要な性能基準は、L1 が触媒系の活性を妨害しな
いことである。一般的な指針として、類似のメタロセン
化合物で使用可能な非妨害−1価配位子の類(例えば、
ハライド、特に塩素、アルキル、アルコキシ基、アミド
基、ホスフィド基等)が、本発明で使用可能である。
1 は、水素原子、ハロゲン原子、好適にはフッ素又は塩
素原子、C1-6 アルキル基、C1-6 アルコキシ基、とC
6-10アリールオキサイド基より成る群から独立して選ば
れる
又は気相重合法における使用に特に適している。典型的
なスラリー重合法は、約50バール迄の全反応装置圧力
と約200℃迄の反応装置温度を用いる。この方法は、
液体媒体(例えば、トルエンのような芳香族、又はヘキ
サン、プロパンやイソブタンのようなアルカン)を使用
し、この媒体中で重合が進行する。その結果、この方法
では、媒体中の固体ポリマー粒子懸濁液が得られる。ス
ラリー重合法ではループ反応装置が広く使用される。ス
ラリー重合法の詳細は、周知の文献及び特許文献に広く
報告されている。気相法は、好適には流動床反応装置で
行われる。このような流動床反応装置は文献に広く解説
されているが、以下にこの方法を簡潔に説明する。
とも部分的に気体であるモノマーの流れにより流動化し
た、ポリマーと触媒の“床(層)”を使用する。床を流
動するモノマーの重合エンタルピーにより発熱する。未
反応モノマーが流動床を出て、冷却系と接触してこの熱
を除去する。冷却されたモノマーは、“補給”モノマー
と共に重合域に再循環され、前の通過で重合したモノマ
ーと置き変わる。
化”の特質は、反応熱の均等な分配/混合を助け、それ
により局部的な温度勾配(又は“高温箇所”)の発生を
極力抑制する。それにも係わらず、ポリマーの軟化と溶
融(及びその結果生ずる、そして大変好ましくない“反
応装置内の塊(reactor chunks)”)を避けるために、適
切に反応熱を除去する必要がある。良好な混合と冷却の
維持に有効な方法は、床に高流量のモノマーを流すこと
である。しかし、極度のモノマー高流量は、好ましくな
いポリマー伴出の原因になる。
適な)手法は、不活性凝縮性流体の使用であり、該流体
は流動床中で(重合のエンタルピーに曝された時に)沸
騰して、気体として流動床から流出し、そして冷却要素
と接触して不活性流体に凝縮する。凝縮、冷却した流体
は、その後に重合域に戻されて、沸騰/凝縮サイクルを
繰り返す。
相重合で使用することを、当業者はしばしば“凝縮方式
操作”と呼び、これに関しては、米国特許第4,54
3,399号と第5,352,749号に更に詳細な説
明がある。参考文献’399号に記載されているよう
に、凝縮可能な流体としてブタン、ペンタン又はヘキサ
ンのようなアルカンを使用することが許され、このよう
な凝縮可能な流体の量は気相の約20重量%を越えては
ならない。
前記’399号文献に下記のように報告されている: 好適な重合温度:約75℃〜約115℃(低温度は低融
点コポリマー用として適し(特に0.915g/cc以下
の密度のコポリマー)、そして高温度は高密度コポリマ
ーとホモポリマー用として適する); 圧力:約1000psigまで(オレフィンの重合に対
する好適範囲は約100〜350psig)。
リエチレンの製造に良く適することを教示し、また更に
他種モノマーの使用も可能であることを認めている。本
発明は、モノマーの選択に関しては同様である。
オレフィン(非置換であるか又は2つまでのC1-6 アル
キル基で置換されている)、C8-12ビニル芳香族モノマ
ー(非置換であるか又はC1-4 アルキル基より成る群か
ら選ばれた2つまでの置換基で置換されている)、とC
4-12直鎖又は環式ジオレフィン(非置換であるか又はC
1-4 アルキル基で置換されている)である。このような
α−オレフィンの具体例は、プロピレン、1−ブテン、
1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、と1−デ
セン、スチレン、α−メチルスチレン、p−t−ブチル
スチレン、と強制環化した環式オレフィン、例えばシク
ロブテン、シクロペンテン、ジシクロペンタジエン、ノ
ルボルネン、アルキル−置換ノルボルネン、アルケニル
−置換ノルボルネン、と同等物(例えば、5−メチレン
−2−ノルボルネン、と5−エチリデン−2−ノルボル
ネン、ビシクロ−(2,2,1)−ヘプタ−2,5−ジ
エン)の1種又はそれ以上であり、しかもこれに限定す
るものではない。
ンポリマーは、少なくとも60重量%、好適には少なく
とも70重量%のエチレン、とその残部、即ち1種又は
それ以上のC4-10のα−オレフィン、好適には1−ブテ
ン、1−ヘキセンと1−オクテンより成る群からえらば
れるα−オレフィンを含む。本発明に従い製造されるポ
リエチレンは、約0.910〜0.935g/ccの密度
を有する鎖状低密度ポリエチレンであるか、又は0.9
35g/cc以上の密度を有する鎖状高密度ポリエチレン
である。また、本発明は、0.910g/cc以下の密度
を有するポリエチレン−所謂極低密度及び超低密度ポリ
エチレンの製造にも有効である。
所望成分として1種又はそれ以上のジエンモノマーから
成るコ及びターポリマーの製造に使用できる。通常、こ
のようなポリマーは、約50〜約75重量%のエチレ
ン、好適には約50〜60重量%のエチレンと相応して
50〜25重量%のプロピレンを含有する。モノマーの
一部分、通常はプロピレンモノマーの一部を、共役ジオ
レフィンで置き換えてもよい。ジオレフィンの量はポリ
マーの10重量%まで存在してもよく、通常は約3〜5
重量%の量で存在する。得られたポリマーは、40〜7
5重量%のエチレン、50〜15重量%のプロピレン、
と10重量%までのジエンモノマーから成る組成(10
0重量%のポリマーになる)を有する。好適なジエンの
例は、ジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、
5−メチレン−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2
−ノルボルネン、と5−ビニル−2−ノルボルネンであ
るが、これに限定するものではない。特に好適なジエン
は、5−エチリデン−2−ノルボルネンと1,4−ヘキ
サジエンである。
ある。担体物質の典型例は、金属酸化物(例えば、シリ
カ、アルミナ、シリカ−アルミナ、チタニア、とジルコ
ニア);金属塩化物(例えば、塩化マグネシウム);タ
ルク;ポリマー(ポリオレフィンを含む);4族の金属
錯体、活性化剤とポリマーの部分重合混合物;4族の金
属錯体、活性化剤と微細“不活性”粒子(例えば、ヨー
ロッパ特許庁出願第668,295号(ユニオンカーバ
イド社)に開示されるような)の噴霧乾燥混合物があ
る。
な実施態様において、シリカをアルモキサン(特にメチ
ルアルモキサン又は“MAO”)で処理後、4族の金属
錯体を沈積させる。米国特許第5,534,474号
(ウイッコに発行)に記載の“保持MAO”を製造する
方法が、経済的理由から好ましい。シリカの特質が、粒
子サイズ、気孔容積と残留シラノール濃度のような要素
で決まることは、当業者は良く認識している。気孔サイ
ズとシラノール濃度は、熱処理又は焼成で変更する。残
留シラノール基が、アルモキサンとシリカ間の可能な反
応位置を提供する(事実、アルモキサンが、残留シラノ
ール基をもつシリカと反応する時、或る種の脱ガスが観
察される)。この反応は、アルモキサンのシリカへの定
着を助成することになる(それがまた、反応装置の焼き
付き減少に役立つ)。
な残留シラノール濃度は、反応条件の影響を受けること
がある。代表的なシリカは、1〜200ミクロンの粒子
サイズ(平均粒子サイズ30〜100が特に適する)、
50〜500オングストロームの気孔サイズ、と0.5
〜5.0cm3 /gの気孔容積を有する乾燥粉末である。
一般指針としては、W.R.グレース社から、デビソン
948又はデビソン955の商標で販売されている市販
のシリカの使用が適切である。
(ii)アルキル化活性化剤及び4族の金属錯体をイオン
化できる活性化剤の混合物;より成る群から選ばれる。
2 AlO(R4 AlO)m Al(R4 )2 〔式中、各R
4 はC1-20ヒドロカルビル基より成る群から独立して選
ばれ、mは0〜50であり、好適にはR4 はC1-4 アル
キル基、そしてmは5〜30である〕で表される。アル
ミノキサン活性化剤は反応に先立つて使用され、しかも
好適にはインシチューアルキル化が一般的である(例え
ば、アルキル基がL1 、水素、又はハライド基に置き変
わる)。
物除去剤としても作用する)と4族の金属錯体をイオン
化できる活性化剤を組み合わせた混合物である。アルキ
ル化剤は、(R3 )p MgX2-p 〔式中、Xはハライ
ド、各R3 はC1-10アルキル基より成る群から独立に選
ばれ、pは1又は2である〕、R3 Li〔式中、R3 上
に定義した通りである〕、(R3 )q ZnX2-q 〔式
中、R3 上に定義した通り、Xはハロゲン、qは1又は
2である〕、(R3 )s AlX3-s 〔式中、R3 上に定
義した通り、Xはハロゲン、sは1〜3の整数〕より成
る群から選ばれる。上記化合物において、好適には、R
3 はC1-4 アルキル基、Xは塩素である。市販の化合物
としては、トリエチルアルミニウム(TEAL)、ジエ
チルアルミニウムクロライド(DEAC)、ジブチルマ
グネシウム((Bu)2 Mg)、とブチルエチルマグネ
シウム(BuEtMg又はBuMgEt)がある。
は、(i)式[R5 ]+ [B(R7 )4 ]- 〔式中、B
はボロン原子であり、R5 は環式C5-7 芳香族カチオン
又はトリフェニルメチルカチオンであり、各R7 は非置
換であるか又は3〜5の置換基で置換されたフェニル基
(そして該置換基はフッ素原子、C1-4 アルキルまたは
アルコキシ基(非置換であるか又はフッ素原子で置換さ
れている))、と式Si−(R9 )3 (式中、R9 は水
素原子とC1-4アルキル基より成る群から独立して選ば
れる)で表されるシリル基より成る群から選ばれる〕で
表される化合物、(ii)式[(R8 )t ZH]+ [B
(R7 )4 ]- 〔式中、Bはボロン原子であり、Hは水
素原子であり、Zは窒素原子又は燐原子であり、tは2
又は3であり、R8 はC1-8 アルキル基、フェニル基
(非置換であるか又は3つまでのC1-4アルキル基で置
換されている)より成る群から選ばれるか、又は1つの
R8 は窒素原子と一緒になってアニリニウム基を形成し
てもよく、そしてR7 は上に定義したものである〕で表
される化合物、と(iii )式B(R7 )3 〔式中、R7
は上に定義したものである〕で表される化合物、より成
る群から選択される。
タフルオロフェニル基であり、R5がトリフェニルメチ
ルカチオンであり、Zが窒素原子であり、R8 がC1-4
アルキル基であるか、又はR8 が窒素原子と一緒になっ
てアニリニウム基(2つのC1-4 アルキル基で置換され
ている)を形成する。
が、4族の金属錯体をイオン化できる活性化剤は、1種
またはそれ以上のL1 配位子を抽出して、4族の金属中
心をイオン化してカチオンとなし(しかし4族の金属と
は共有結合せず)、イオン化した4族の金属とイオン化
活性化剤間に十分な距離を保たせて、重合性オレフィン
を生成した活性位置に入らせると、通常考えている。つ
まり、4族の金属錯体をイオン化できる活性化剤は、4
族金属を+1価状態に保持し、一方重合中には十分にオ
レフィンモノマーによる置き代わりを容易にしている。
触媒的に活性な形態で、当業者は、これらの活性化剤を
実質的に非配位アニオン(“SNCA”)と呼んでい
る。
例を以下に示す:トリエチルアンモニウムテトラ(フェ
ニル)ボロン:トリプロピルアンモニウムテトラ(フェ
ニル)ボロン;トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ
(フェニル)ボロン;トリメチルアンモニウムテトラ
(p−トリル)ボロン;トリメチルアンモニウムテトラ
(o−トリル)ボロン;トリブチルアンモニウムテトラ
(ペンタフルオロフェニル)ボロン;トリプロピルアン
モニウムテトラ(o,p−ジメチルフェニル)ボロン;
トリブチルアンモニウムテトラ(m,m−ジメチルフェ
ニル)ボロン;トリブチルアンモニウムテトラ(p−ト
リフルオロメチルフェニル)ボロン;トリブチルアンモ
ニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボロン;
(o−トリル)ボロン;N,N−ジメチルアニリニウム
テトラ(フェニル)ボロン;N,N−ジエチルアニリニ
ウムテトラ(フェニル)ボロン;N,N−ジエチルアニ
リニウムテトラ(フェニル)n−ブチルボロン;N,N
−2,4,6−ペンタメチルアニリニウムテトラ(フェ
ニル)ボロン;ジ−(イソプロピル)アンモニウムテト
ラ(ペンタフルオロフェニル)ボロン;ジシクロヘキシ
ルアンモニウムテトラ(フェニル)ボロン;トリフェニ
ルホスフォニウムテトラ(フェニル)ボロン;トリ(メ
チルフェニル)ホスフォニウムテトラ(フェニル)ボロ
ン;トリ(ジメチルフェニル)ホスフォニウムテトラ
(フェニル)ボロン;
ェニルほう酸;トリフェニルメチリウムテトラキスペン
タフルオロフェニルほう酸;ベンゼン(ジアゾニウム)
テトラキスペンタフルオロフェニルほう酸;トロピリウ
ムフェニルトリス−ペンタフルオロフェニルほう酸;ト
リフェニルメチリウムフェニル−トリスペンタフルオロ
フェニルほう酸;ベンゼン(ジアゾニウム)フェニルト
リスペンタフルオロフェニルほう酸;トロピリウムテト
ラキス(2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ほ
う酸;トリフェニルメチリウムテトラキス(2,3,
5,6−テトラフルオロフェニル)−ほう酸;ベンゼン
(ジアゾニウム)テトラキス(3,4,5−トリフルオ
ロフェニル)−ほう酸;トロピリウムテトラキス(3,
4,5−トリフルオロフェニル)ほう酸;
(3,4,5−トリフルオロフェニル)−ほう酸;トロ
ピリウムテトラキス(1,2,2−トリフルオロエテニ
ル)ほう酸;トリフェニルメチリウムテトラキス(1,
2,2−トリフルオロエテニル)ほう酸;ベンゼン(ジ
アゾニウム)テトラキス(1,2,2−トリフルオロエ
テニル)−ほう酸;トロピリウムテトラキス(2,3,
4,5−テトラフルオロフェニル)ほう酸;トリフェニ
ルメチリウムテトラキス(2,3,4,5−テトラフル
オロフェニル)−ほう酸;とベンゼン(ジアゾニウム)
テトラキス(2,3,4,5−テトラフルオロフェニ
ル)ほう酸。
で、市場で入手容易なものは、下記のものである。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
ェニルほう酸(“[Me2 NHPh][B(C6 F5 )
4 ]”);トリフェニルメチリウムテトラキスペンタフ
ルオロフェニルほう酸(“[Ph3 C][B(C
6 F5 )4 ]”);とトリスペンタフルオロフェニルボ
ロン;
ノキサン以外の)と4族の金属錯体をイオン化できる化
合物と組み合わせて活性させる場合、4族の金属:アル
キル化剤の金属:4族の金属錯体をイオン化できる活性
化剤中の非金属(即ち、ボロンまたは燐)のモル比は、
1:1:1〜1:10:5である。好適にはアルキル化
活性化剤を、4族の金属錯体と予め混合し/反応させ、
そして得られたアルキル化種を4族の金属錯体をイオン
化できる活性化剤と反応させる。
(1)シクロペンタジエニル型配位子とホスフィン配位
子を有する上述の4族有機金属錯体(“4族OM
C”)、と(2)微粒子状の担体物質(4族OMCがそ
の中に“保持”される)の配合物を言う。この触媒成分
を、上述のアルミノキサン及び/又はSNCAのような
活性化剤と共に用いて、活性触媒系を形成する。活性化
剤を触媒成分と分離して重合反応装置に添加するか、又
は4族OMCと共に共同保持させてもよい。
用することが好ましい。共同保持した4族OMCと活性
化剤の系は、下記3つの汎用技術の1つを用いて製造可
能である。 技術1:4族OMCを担体に最初に沈積させる(その後
活性化剤を保持する); 技術2:活性化剤を担体に最初に沈積させる(その後4
族OMCを保持する); 技術3:4族OMC及び活性化剤の混合物(溶液又はス
ラリー)を同時に保持する;
達成を目的にする場合には、通常2番目の技術(即ち、
最初に活性化剤を保持、その後4族OMCを保持)が適
している。(これは、使用する4族OMCが比較的低活
性の場合に、必要である。)特殊な粒子サイズを有する
非ゲル化アルミノキサン(PCT特許出願95/188
09と95/18836に記載)の使用により、特に高
活性が達成できる。
常に高い触媒活性と好ましくない反応装置の焼き付きの
間にはしばしば或る種の相関関係が存在する。さらに
(特別な理論に束縛されるのを好まないが)、或る反応
装置の焼き付きは、保持触媒内の生産性勾配(又は、高
活性な局在化した触媒の“高温箇所”)により発生し、
更にこれらの“高温箇所”は担体上の触媒金属の不均質
分布により発生すると推定している。
の製造を第一目的とする場合は、低濃度の4族OMCを
使用すること及び/又は最初に溶媒又は希釈剤中で活性
化剤と4族OMCを予備混合し、その後に担体にこの混
合物/溶液を沈積させることが好ましい。活性化剤と4
族OMC混合物の沈積のために“初期湿潤”技術の使用
は、“低焼き付き”特性の触媒系を製造する手段とし
て、米国特許第5,473,028号(モービルに発
行)に記載されている。
とを好む(特に、実施例に記載された(t−ブチル)3
ホスフィンイミンのような、高活性4族OMCを使用す
る時)。活性化剤としてアルモキサンを用いる時には、
低濃度4族OMCを比較的高いAl/遷移金属比(保持
触媒として)で用いる。“低焼き付き”触媒を製造する
時は、Al/遷移金属比を75/1〜200/1、特に
100/1〜200/1、好適には110/1〜150
/1の範囲で用いることが特に好ましい。
て作られる。しかし、極く低濃度の4族OMCを用いた
触媒は、触媒の“貯蔵寿命”問題を発生する(即ち、低
濃度の遷移金属を使用した触媒系は、高濃度の遷移金属
を使用した触媒系に比較して、酸素、光等への暴露に原
因する活性劣化を受け易い)。鉱物油の薄膜コーテイイ
ングはこの問題を低減させる。
した4族OMCと活性化剤を使用する;担体は微粒子状
シリカである;活性化剤はメタ−アルミノキサンであ
る;4族OMCは高活性であるが、しかし低濃度で使用
し(Al/遷移金属比が100/1〜200/1になる
ように)、そして触媒系(微粒子状シリカに共同担持し
た4族OMCとアルミノキサンより成る)は、鉱物油の
薄膜でコーテイングされる。
の触媒成分と組み合わせて使用できる。SNCAを使用
する場合も、シリカが好適な担体である。最初にシリカ
を少量のアルミニウムアルキルで処理した後にSNCA
を沈積させることを推奨する。アルミニウムアルキルの
量は、モルベースで残留シラノール基の量より少量であ
る。
が、発明をこれらの実施例に限定するものではない。
150GPC名で販売)を使用し、移動相として1,
2,4−トリクロロベンゼンを用い140℃で、ゲル透
過クラマトグラフィー(“GPC”)分析を行った。外
部オーブン中で0.1%(重量/容量)になるようにポ
リマーを移動相溶剤に溶解してサンプルを作成し、濾過
することなく実験した。分子量は、数平均分子量Mnと
重量平均分子量Mwとして各々2.9%と5.0%の相
対標準偏差をもつポリエチレン当量として表した。メル
トインデックス(MI)測定は、ASTM法D−123
8−82に従って実施した。ポリマー密度を、プレス成
形板(ASTMD−1928−90)を使用し密度計
(densitometer)を用いて測定した。ポリマー組成を、
FTIRを用い1−ブテン又は1−ヘキセン含有量を測
定して決定した。
用いた重合試験〕以下に説明する触媒製造法は、空気過
敏性物質の合成と取り扱いに対する標準的技術を採用し
ている。配位子、金属錯体、担体物質と保持した触媒系
の製造には、標準シュレンクとドライボックス技術を用
いた。溶剤は無水材料を購入し、さらに活性アルミナ、
モレキュラーシーブとシリカ/アルミナ上の酸化銅の混
合物と接触させて酸素と極性不純物を除去した。報じら
れた精度±1%(重量ベース)のニュートロン活性分析
により、保持触媒の固有の元素組成を測定した。本発明
に従った全保持触媒成分は、4族OMCの沈積に続いて
鉱物油の薄膜でコーテイングした。これは、鉱物油中で
保持触媒成分のスラリーを調整して行った。
チ、全内部容積2.2Lの気相重合反応装置を用いて実
施した。エチレン又はエチレン/ブテン混合物を別々に
含有する反応ガス混合物を、前記した精製媒体を通過さ
せ、目盛り付き熱質量流量計を用いて、連続ベースで計
量し反応装置に入れた。予め測定した質量の触媒サンプ
ルを注入口ガスの流動下で反応装置に加えた。触媒は他
の薬品、例えば触媒活性化剤との事前接触は避けた。こ
の触媒を、金属アルキル錯体を用いてモノマーの存在下
で反応温度でインシチュー(重合反応装置中で)で活性
化した。該金属アルキル錯体は、予め反応装置に加え外
来の不純物を除去した。精製した、厳密に無水の塩化ナ
トリウムを触媒分散剤として使用した。
で監視し、要求設定温度で±1℃に制御可能である。重
合実験終了後、ポリマーを塩化ナトリウムから分離して
収量を測定した。
ウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]−
(2,6−ジ(イソプロピル)フェノキシ)クロライド
を保持したMAO/シリカの製造とこれを用いたエチレ
ン/1−ブテンの共重合〕触媒の合成 市販の粒状シリカに保持させた“ポリメチルアルミノキ
サン”又は“メタアルモキサン”(MAO)(1.65
g、ウイッコ社、TA02794/HL/04、23重
量%Al)を、無水トルエン(40ml)に懸濁させた。
シクロペンタジエニルチタニウム[(トリ(t−ブチ
ル)ホスフィンイミン)]−(2,6−ジ(イソプロピ
ル)フェノキシ)クロライド(0.098g、0.18
mmol)の無水トルエン溶液を調整し、その全量を攪
拌したシリカ保持MAO懸濁液に液滴状に添加した。ス
ラリーを一夜中攪拌し続け、その後45℃で2時間加熱
した。得られた固体を濾過回収して、最初にトルエン
(2×15ml)そして次にヘキサン(2×20ml)で洗
浄した。真空乾燥後、1.55gの流動性の黄色粉末を
得た。ニュートロン・アクチベーションによる保持触媒
の組成分析結果は、アルミニウムとチタニウムを97:
1(モルベース)の比率で含有する触媒であった。
気ガス、重合等級、3.9モル%)、90℃の一定温
度、1時間の操作条件下で、保持触媒(25mg)を連続
攪拌した2lの加圧容器に導入して、保持触媒によるエ
チレンの気相単独重合を実施した。触媒を導入する前
に、触媒毒除去剤として、NaCl(70g、175℃
で48時間オーブン乾燥)の苗床を反応装置に添加し、
トリ−イソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(TIB
Al、25重量%溶液1ml、アクゾノーベル社)を用い
てインシチュー処理した。反応の終了とポリマーの分離
により、収量25gの流動性の製品を得ることができ、
125,000gPE/gTiの触媒活性を示した。G
PCによるポリマー分析結果は、362,000(M
w)の分子量と3.4の多分散性(多分散性=Mw/M
n)を示した。ポリマーは3.0モル%の1−ブテンを
含有することが判明した。
ウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]
(2,6−ジ(イソプロピル)フェノキシ)クロライド
を保持したMAO/シリカの製造とこれを用いたエチレ
ン/1−ブテンの共重合〕重合 重合実験時間を2時間および13mgの保持触媒を使用し
た以外は、実施例1に記載した同一触媒および同一重合
条件を用いて重合を行い、収量40gの流動性の製品を
得ることができ、398,000gPE/gTiの触媒
活性を示した。ゲル透過クロマトグラフィ(GPC)に
よるポリマー分析結果は、452,000(Mw)の分
子量と2.3の多分散性を示した。ポリマーは2.9モ
ル%の1−ブテンを含有することが判明した。
ウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジク
ロライドを保持したMAO/シリカの製造とこれを用い
たエチレン/1−ブテンの共重合〕触媒の合成 シクロペンタジエニルチタニウム[(トリ(t−ブチ
ル)ホスフィンイミン)](2,6−ジ(イソプロピ
ル)フェノキシ)クロライドに代えて、シクロペンタジ
エニルチタニウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイ
ミン)]ジクロライド(0.065g、0.18mmo
l)を使用した以外は、実施例1に記載した同一手段を
用い、1.47gの流動性の褐色粉末を得た。ニュート
ロン・アクチベーションによる保持触媒の組成分析結果
は、アルミニウムとチタニウムを90:1(モルベー
ス)の比率で含有する触媒であった。
た同一手段を用い、収量49gのポリエチレンを得るこ
とができ、113,000g/gTiの触媒生産性を示
した。GPCによるポリマー分析結果は、533,00
0(Mw)の分子量と4.5の多分散性を示した。ポリ
マーは2.8モル%の1−ブテンを含有することが判明
した。
ウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジク
ロライドを保持したMAO/シリカの製造とこれを用い
たエチレン/1−ブテンの共重合〕 重合実験時間を2時間とした以外は、実施例3に記載し
た同一触媒および同一重合条件を用いて重合を行い、1
49gのポリエチレンを得ることができ、344,00
0g/gTiの触媒生産性を示した。GPCによるポリ
マー分析結果は、512,000(Mw)の分子量と
2.3の多分散性を示した。ポリマーは、3.1モル%
の1−ブテンを含有することが判明した。
ウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジク
ロライドを保持したMAO/シリカの製造とこれを用い
たエチレン/1−ブテンの共重合〕触媒の合成 より少量のシクロペンタジエニルチタニウム[(トリ
(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジクロライド
(0.032g、0.089mmol)を、ウイッコ社
のSiO2 に保持させたMAO(1.07g)と組み合
わせて使用した以外は、実施例3に記載した同一手段を
用い、アルミニウムとチタニウムを113:1(モルベ
ース)の比率で有する触媒を得た。
た同一手段を用いて重合を行い、38gのポリエチレン
を得ることができ、201,000g/gTiの触媒生
産性を示した。GPCによるポリマー分析結果は、54
6,000(Mw)の分子量と3.7の多分散性を示し
た。ポリマーは、3.1モル%の1−ブテンを含有する
ことが判明した。
ウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジク
ロライドを保持したMAO/シリカの製造とこれを用い
たエチレン/1−ブテンの共重合〕触媒の合成 より多量のシクロペンタジエニルチタニウム[(トリ
(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジクロライド
(0.076g、0.211mmol)を、ウイッコ社
のSiO2 に保持させたMAO(1.07g)と組み合
わせて使用した以外は、実施例3に記載した同一手段を
用い、アルミニウムとチタニウムを47:1(モルベー
ス)の比率で有する触媒を得た。
た同一手段を用いて重合を行い、25gのポリエチレン
を得ることができ、109,000g/gTiの触媒生
産性を示した。GPCによるポリマー分析結果は、58
8,000(Mw)の分子量と4.2の多分散性を示し
た。ポリマーは、2.9モル%の1−ブテンを含有する
ことが判明した。
ウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジク
ロライドを保持した改質MAO/シリカの製造とこれを
用いたエチレン/1−ブテンの共重合〕触媒の合成 下記仕様に従い、保持MAOを製造した。MAOのトル
エン溶液(100.95g、10重量%、アクゾノーベ
ル社)を、攪拌しながら、部分脱ヒドロキシル化シリカ
(5.01g、グレース・デビソン945)に、液滴状
で添加した。得られたスラリーを室温で一夜中ゆっくり
と攪拌した後、トルエンを真空除去し、固体を一夜中真
空乾燥した。引き続いて、固体を170℃で3時間真空
加熱し、トルエン(150ml)に分散してスラリーと
し、さらに90℃で1時間加熱した。白色の固体を濾過
し、加熱トルエン(2×30ml)とヘキサン(2×20
ml)で洗浄した。固体を120℃で1時間真空乾燥した
後、11.7gの白色、流動性の粉末を回収した。
サン(40ml)に懸濁させ、30分間攪拌した。シクロ
ペンタジエニルチタニウム[(トリ(t−ブチル)ホス
フィンイミン)]ジクロライド(0.018g、0.0
51mmol)の無水ヘキサンスラリーを調整し、この
全量をシリカに保持させたMAOの攪拌した懸濁液に液
滴状に添加した。スラリーを30分間攪拌した後、濾過
し、ヘキサン(2×20ml)で洗浄し、真空乾燥した。
触媒を白色粉末として分離し、収量0.80gであっ
た。
た同一手段を用いて重合を行い、36gのポリエチレン
を得ることができ、145,000g/gTiの触媒生
産性を示した。GPCによるポリマー分析結果は、47
2,000(Mw)の分子量と3.3の多分散性を示し
た。ポリマーは、2.9モル%の1−ブテンを含有する
ことが判明した。
ウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジメ
チルを保持したMAO/シリカの製造とこれを用いたエ
チレン/1−ブテンの共重合〕触媒の製造 シクロペンタジエニルチタニウム[(トリ(t−ブチ
ル)ホスフィンイミン)]ジクロライドのサンプル
(0.186g、0.52mmol)を無水ジエチルエ
ーテル(40ml)に溶解し、−78℃の温度にした。こ
れに、1.4mmolのMeMgBrを含有する15ml
の溶液を徐々に添加し、得られた溶液を室温に加熱し
た。溶剤を真空除去し、ヘキサンで洗浄後、緑色固体を
得た。これをトルエンに溶解し、濾過し、ヘキサンを用
いて沈殿させて、薄黄緑色の固体を得た。ジメチル付加
物の存在は 1HNMRにより確認した。
アルミノキサン(MAO)(0.62g、ウイッコ社、
TA02794/HL/04、23重量%Al)を、無
水ヘキサン(40ml)に懸濁させた。この溶液に、シク
ロペンタジエニルチタニウム[(トリ(t−ブチル)ホ
スフィンイミン)]ジメチルのトルエン溶液(0.06
2mmol、3.6ml中0.019g)を加え、得られ
た懸濁液を30分間攪拌した。固体を濾過し、ヘキサン
で洗浄し、真空乾燥して、0.49gの流動性の黄色粉
末を得た。ニュートロン・アクチベーションによる保持
触媒の組成分析結果は、アルミニウムとチタニウムを9
3:1(モルベース)の比率で含有する触媒であった。
た同一手段を用いて重合を行い、20gのポリエチレン
を得ることができ、178,000g/gTiの触媒生
産性を示した。GPCによるポリマー分析結果は、55
7,000(Mw)の分子量と3.1の多分散性を示し
た。ポリマーは、3.8モル%の1−ブテンを含有する
ことが判明した。
ウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジメ
チルを保持した改質MAO/シリカの製造とこれを用い
たエチレン/1−ブテンの共重合〕触媒の製造 シクロペンタジエニルチタニウム[(トリ(t−ブチ
ル)ホスフィンイミン)]ジクロライドのサンプル
(0.186g、0.52mmol)を無水ジエチルエ
ーテル(40ml)に溶解し、−78℃の温度にした。こ
れに、1.4mmolのMeMgBrを含有する15ml
の溶液を徐々に添加し、得られた溶液を室温に加熱し
た。溶剤を真空除去し、ヘキサンで洗浄後、緑色固体を
得た。これをトルエンに溶解し、濾過し、ヘキサンを用
いて沈殿させて、薄黄緑色の固体を得た。ジメチル付加
物の存在は 1HNMRにより確認した。
AOのサンプル(0.56g)を、30mlのヘキサンに
懸濁させ、これにシクロペンタジエニルチタニウム
[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジメチル
のトルエン溶液(0.056mmol、3.3ml中0.
017g)を加え、得られた懸濁液を30分間攪拌し
た。固体を濾過し、ヘキサンで洗浄し、真空乾燥して、
0.46gの流動性の黄色粉末を得た。
た同一手段を用いて重合を行い、24gのポリエチレン
を得ることができ、209,000g/gTiの触媒生
産性を示した。GPCによるポリマー分析結果は、62
2,000(Mw)の分子量と2.3の多分散性を示し
た。ポリマーは、2.5モル%の1−ブテンを含有する
ことが判明した。
ニウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジ
メチルおよびトリエチルアルミニウム−処理シリカに保
持された[Ph3 C][B(C6 F5 )4 ]の製造とこ
れを用いたエチレン/1−ブテンの共重合〕触媒の製造 シリカのサンプル(10g、デビソン948)を、窒素
ガスの一様な流れの下で、600℃の温度に8時間焼成
した。室温に冷却後、サンプルを乾燥n−ヘキサンに懸
濁させ、0℃に冷却した後、トリエチルアルミニウムの
n−ヘキサン溶液(25重量%の溶液を50ml、アクゾ
ノーベル社)を滴下ロートを用いて徐々に添加した。得
られた懸濁液を周期的に攪拌しながら室温に徐々に加熱
し、固体を濾過分離した。n−ヘキサンによる洗浄と真
空乾燥を繰り返して白色粉末を得た。
(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジメチルのトルエ
ン溶液(0.110mmol、実施例5に記載のように
製造)に、[Ph3 C][B(C6 F5 )4 ]のトルエ
ン溶液(0.111mmol)を添加した。暗黄色溶液
を15分間攪拌し、トリエチルアルミニウム(“TEA
L”)処理シリカのトルエン溶液(30ml中1.07
g)に徐々に添加した。懸濁液を30分間攪拌した後、
トルエンを40℃の温度で真空除去した。乾燥ヘキサン
を加えて懸濁液を作成し、これを濾過し、さらにヘキサ
ンによる洗浄と続く真空乾燥の繰返により0.62gの
輝いた黄色固体を得た。
た同一手段を用いて重合を行い、25gのポリエチレン
を得ることができ、68,000g/gTiの触媒生産
性を示した。GPCによるポリマー分析結果は、51
9,000(Mw)の分子量と3.5の多分散性を示し
た。ポリマーは、1.8モル%の1−ブテンを含有する
ことが判明した。
ニウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジ
クロライドおよびトリイソブチルアルミニウム−処理シ
リカに保持されたMAOの製造とこれを用いたエチレン
/1−ブテンの共重合〕触媒の製造 トリイソブチルアルミニウムを保持したシリカを、シリ
カに保持されたトリイソブチルアルミニウムを150℃
(真空中)で3時間加熱した以外は、トリエチルアルミ
ニウムを保持したシリカの製造に用いた実施例7に記載
の手段と同様の手段により製造した。
(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジメチルのトルエ
ン溶液(0.085mmol、実施例5に記載のように
製造)に、PMAOのトルエン溶液(10重量%トルエ
ン溶液を0.574g、アクゾノーベル社)を添加し
た。溶液を30分間攪拌し、トリイソブチルアルミニウ
ム処理シリカのトルエン懸濁液(15ml中0.934
g)に徐々に添加した。懸濁液を30分間攪拌した後、
トルエンを40℃の温度で真空除去した。乾燥ヘキサン
を加えて懸濁液を作成し、これを濾過し、さらにヘキサ
ンによる洗浄と続く真空乾燥の繰返により0.71gの
明るい黄色粉末を得た。
た同一手段を用いて重合を行い、15gのポリエチレン
を得ることができ、33,800g/gTiの触媒生産
性を示した。GPCによるポリマー分析結果は、68
8,000(Mw)の分子量と3.5の多分散性を示し
た。ポリマーは、2.8モル%の1−ブテンを含有する
ことが判明した。
ニウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジ
クロライドを保持したMAO/シリカの製造とこれを用
いたエチレン/1−ブテンの共重合〕実施例3に記載し
た同一触媒を50mgの量で用い、そしてエチレンに対す
る水素のモル比が2.5%になるように水素を加えた以
外は、実施例3に記載した同一重合条件を用いて、26
gのポリエチレンを得ることができ、60,000g/
gTiの触媒生産性を示した。GPCによるポリマー分
析結果は、80,000(Mw)の分子量と3.6の多
分散性を示した。ポリマーは、3.1モル%の1−ブテ
ンを含有することが判明した。
ウム(2,6−ジ(イソプロピル)フェノキシ)ジクロ
ライドを保持したMAO/シリカの製造とこれを用いた
エチレン/1−ブテンの共重合〕 [注意:この比較例の有機金属錯体は、ホスフィンイミ
ン配位子を含有していない。]触媒の製造 シクロペンタジエニルチタニウム[(トリ(t−ブチ
ル)ホスフィンイミン)](2,6−ジ(イソプロピ
ル)フェノキシ)ジクロライドに代わって、シクロペン
タジエニルチタニウム(2,6−ジ(イソプロピル)フ
ェノキシ)ジクロライド(0.051g、0.14mm
ol)を用いた以外は、実施例1に記載した同一手段を
用い、1.2gの触媒を得た。
た同一手段を用いて重合を行い、0.7gのポリエチレ
ンを得ることができ、2,000gPE/gTiの触媒
生産性を示した。GPCによるポリマー分析結果は、2
3,3000(Mw)の分子量と7.7の多分散性を示
した。
たシクロペンタジエニルジルコニウムトリクロライドの
製造とこれを用いたエチレン/1−ブテンの重合〕触媒の製造 3gのウイッコ社製MAO処理SiO2 (製品TA−0
2794、25重量%Al)に、30mlの乾燥トルエン
を加え、そのスラリーを60℃に加熱した。これとは別
に、CpZrCl3 (146mg、0.56mmol)を
含む75mlの乾燥トルエン溶液を調整した(CpZrC
l3 溶液を約50℃に加熱し、溶解を促進したことに注
意)。MAO/SiO2 スラリーを一様に攪拌しなが
ら、これにCpZrCl3 溶液を加えた。添加終了後、
スラリーを60℃で2時間、間欠的に攪拌しつつ加熱し
た。2時間後に加熱を中止し、スラリーをさらに2時間
放置し、その後に溶剤をデカンテーション除去し、生成
物を真空乾燥した。得られた乾燥粉末を乾燥ペンタン
(2×30ml)で洗浄し、室温で2時間真空乾燥した。
た同一手段を用いて重合を行い、2.5gのポリエチレ
ンを得ることができ、27,800g/gZrの触媒生
産性を示した。GPCによるポリマー分析結果は、13
6,000(Mw)の分子量と4.6の多分散性を示し
た。ポリマーは、3.5モル%の1−ブテンを含有する
ことが判明した。
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
MAOの製造とこれを用いたエチレンの重合〕触媒の製造 グレースデビソン社のMAO処理シリカ(XPO−24
09)の3gのサンプルに、D948シリカ(200℃
で10時間脱水)と30mlの乾燥トルエンを加えた。別
のフラスコで、CpZrCl3 (61mg、0.23mm
ol)を50mlの乾燥トルエンに溶解し、これに2.5
ml(5.5mmol)のMAO溶液(アクゾ社、PMA
O/tol−236、6.7重量%Al)を加え、得ら
れた溶液を室温で15分間攪拌した。MAO/CpZr
Cl3 溶液をシリカスラリーに移し、得られた混合物を
室温で時々攪拌しながら2時間保持した。溶剤をデカン
テーション除去し、固体を乾燥ペンタン(4×30ml)
で繰返し洗浄し、室温で2時間真空乾燥して、2.9g
の淡黄色の固体を得た。
ンに代えてエチレンを用いた以外は、実施例1に記載し
た同一手段を用いて重合を行い、1.3gのポリエチレ
ンを得ることができ、3,900g/gZrの触媒生産
性を示した。
理シリカに保持されたシクロペンタジエニルジルコニウ
ムトリメチル及び[Me2 NHPh][B((C
6 F5 )4 ]の製造とこれを用いたエチレンの重合〕M
eLiの貯蔵溶液(1.4M/Et2 O)を乾燥Et2
Oで希釈して、MeLi作業溶液(0.14mmol/
ml、全容量10ml)を調整した。CpZrCl3 (26
mg、0.0926mmol)を乾燥トルエン(15ml)
に添加してスラリーを作成し、これをMeLi(2当
量、0.185mmol、1.3mlの作業溶液)で処理
し、室温で10分間攪拌した。溶剤を真空除去し、固体
を室温で60分間乾燥した。
[Me2 NHPh][B(C6 F5)4 ]のトルエン溶
液(0.20mmol、10ml)を加え、得られた溶液
を30分間攪拌した。これとは別に、トリエチルアルミ
ニウム処理シリカのサンプル(1g、実施例7に記載の
ように調整)を乾燥トルエン(20ml)中に懸濁させ、
CpZrMe2 Cl/[Me2 NHPh][B(C6 F
5 )4 ]溶液を15分間かけて徐々に添加した。15分
間攪拌後、溶剤を真空除去し、固体を60分間真空乾燥
し、そして乾燥ヘキサンで繰返し洗浄した。得られた固
体を一夜真空乾燥し、流動性の粉末(1.0g)を得
た。
ンに代えてエチレンを用いた以外は、実施例1に記載し
た同一手段を用いて重合を行い、4.6gのポリエチレ
ンを得ることができ、5,100g/gZrの触媒生産
性を示した。
ジルコニウムジクロライドを保持したシリカの製造とこ
れを用いたエチレン/1−ブテンの重合〕触媒の製造 2.0gのウイッコ社のMAO/SiO2 を用いたこ
と、およびシクロペンタジエニルチタニウム[(トリ
(t−ブチル)ホスフィンイミン)](2,6−ジ(イ
ソプロピル)フェノキシ)ジクロライドに代えて、ビス
−シクロペンタジエニルジルコニウムジクロライド
(0.056g、0.20mmol)を用いた以外は、
実施例1に記載した同一手段を用い、1.78gの流動
性の粉末を得た。ニュートロン・アクチベーションによ
る保持触媒の組成分析の結果は、アルミニウムとジルコ
ニウムを106:1の比率(モルベース)で含む触媒で
あった。
た同一手段を用いて重合を行い、37gのポリエチレン
を得ることができ、81,000g/gZrの触媒生産
性を示した。GPCによるポリマー分析結果は、10
7,000(Mw)の分子量と2.9の多分散性を示し
た。ポリマーは、1.5モル%の1−ブテンを含有する
ことが判明した。
ウムトリクロライドを保持したMAO処理シリカの製造
とこれを用いたエチレンの重合〕触媒の製造 市販のポリメチルアルミノキサン(MAO)処理粒状シ
リカ(2.0g、ウイッコ社、TA02794/HL/
04、23重量%Al)を、無水トルエン(40ml)に
懸濁させた。シクロペンタジエニルチタニウムトリクロ
ライド(0.020g、0.11mmol)の無水トル
エン溶液を調整し、この全量を攪拌したMAO処理した
シリカ懸濁液に液滴状に添加した。スラリーを一夜攪拌
し、続いて45℃で2.0時間加熱した。
ン(2×15ml)で洗浄、次いでヘキサン(2×20m
l)で洗浄した。真空乾燥後、1.55gの流動性の固
体を得た。ニュートロン・アクチベーションによる保持
触媒の組成分析の結果は、アルミニウムとチタニウムを
173:1の比率(モルベース)で含む触媒であった。
ンに代えてエチレンを用いた以外は、実施例1に記載し
た同一手段を用いて重合を行った。この実験から極少量
のポリマーが回収され、触媒生産性は10g/gTi以
下と推定する。
応装置を用いた重合試験〕以下に記載する重合実験は、
全て総内部容積2.2リットルの半−バッチ、スラリー
相重合反応装置を用いて実施した。200psigの一
定の反応装置圧力で、前記した精製媒体を通過させたエ
チレンを、目盛り付きの熱質量流量計を用いて計量し、
連続ベースで反応装置に入れた。予め測定した質量の触
媒サンプルを、精製ヌジョール中のスラリーとして、注
入口ガスの流動下で反応装置に加えた。触媒は他の薬
品、例えば触媒活性化剤との事前接触は避けた。
サン(600ml)を用いた。液相中0.41mol/l
の初期濃度で、1−ヘキセンをコモノマーとして共重合
実験を行った。1−ヘキセンに対しても同様な精製方法
を用いた。触媒の活性化は、金属アルキル化合物(トリ
イソブチルアルミニウム)を用いて、モノマーの存在下
に反応温度でインシチュー(重合反応装置中)で行っ
た。前記金属アルキル化合物は、外来の不純物を除去す
るために予め反応装置に加えたものである。
で監視し、要求設定温度で±2℃に制御可能である。重
合実験時間は1時間である。重合実験終了後、重合溶剤
を蒸発させ、環境条件でポリマーを乾燥し、収量を測定
した。
ニウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]
(2,6−ジ(イソプロピル)フェノキシ)クロライド
を保持したMAO/シリカの製造とこれを用いたエチレ
ン/1−ヘキセンの共重合〕実施例1で用いたものと同
一の触媒を3mg使用して、重合実験を行った。分離乾燥
後のポリマー収量は25gであり、1,200,000
gPE/gTiの触媒生産性を示した。GPCによるポ
リマー分析結果は、887,000(Mw)の分子量と
2.1の多分散性を示した。ポリマーは、1.5モル%
の1−ヘキセンを含有することが判明した。
ニウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジ
クロライドを保持したMAO/シリカの製造とこれを用
いたエチレン/1−ヘキセンの共重合〕実施例2で用い
たものと同一の触媒を3mg使用して、重合実験を行っ
た。分離乾燥後のポリマー収量は21gであり、97
0,000gPE/gTiの触媒生産性を示した。GP
Cによるポリマー分析結果は、994,000(Mw)
の分子量と2.1の多分散性を示した。ポリマーは、
1.6モル%の1−ヘキセンを含有することが判明し
た。
ニウム[(トリ(t−ブチル)ホスフィンイミン)]ジ
メチルおよびトリエチルアルミニウム−処理シリカに保
持された[Ph3 C][B(C6 F5 )4 ]の製造とこ
れを用いたエチレン/1−ヘキセンの共重合〕実施例7
で用いたものと同一の触媒を8mg使用して、重合実験を
行った。分離乾燥後のポリマー収量は27gであり、5
00,000gPE/gTiの触媒生産性を示した。G
PCによるポリマー分析結果は、700,000(M
w)の分子量と2.1の多分散性を示した。ポリマー
は、1.2モル%の1−ヘキセンを含有することが判明
した。
Claims (20)
- 【請求項1】(a)(i)Ti、HfとZrから選ばれ
る4族の金属 (ii)シクロペンタジエニル型配位子 (iii )ホスフィンイミン配位子 (iv)2つの1価配位子 を含む有機金属錯体、と (b)微粒子状担体 を含むことを特徴とするオレフィン重合用触媒成分。 - 【請求項2】 前記有機金属錯体が、式: 【化1】 〔式中、MはTi、ZrとHfより成る群から選ばれ;
nは1または2であり;Cpは非置換であるか又は5つ
までの置換基で置換されたシクロペンタジエニル型配位
子であり、該置換基は、(1)C1-10ヒドロカルビル基
または一緒にして環を形成し得る2つのヒドロカルビル
基(そして該ヒドロカルビル置換基又はシクロペンタジ
エニル基は、非置換であるか又はさらにハロゲン原子、
C1-8 アルキル基、C1-8 アルコキシ基、C6-10アリー
ルまたはアリールオキシ基で置換されてもよく)、
(2)アミド基(非置換であるか又は2つまでのC1-8
アルキル基で置換されている)、(3)ホスフィド基
(非置換であるか又は2つまでのC 1-8 アルキル基で置
換されている)、(4)式−Si−(R2 ) 3 (式中、
各R 2 は、水素、C1-8 アルキル又はアルコキシ基、C
6-10アリール又はアリールオキシ基より成る群から独立
して選ばれる)で表されるシリル基、と(5)式Ge−
(R2 ) 3 (式中、R2 は上で定義したものである)で
表されるゲルマニル基より成る群から独立して選ばれ;
各R1 は、(1)水素原子、(2)ハロゲン原子、
(3)C1-10ヒドロカルビル基(非置換であるか又はさ
らにハロゲン原子、C1-8 アルキル基、C1-8 アルコキ
シ基、C6-10アリール又はアリールオキシ基で置換され
ている)、(4)式−Si−(R2 ) 3 (式中、各R2
は、水素、C1-8 アルキル又はアルコキシ基、C6-10ア
リール又はアリールオキシ基より成る群から独立して選
ばれる)で表されるシリル基、と(5)式Ge−
(R2 ) 3 (式中、R2 は上で定義したものである)で
表されるゲルマニル基より成る群から独立して選ばれる
か、又は2つのR1 基は一緒に2座のC1-10ヒドロカル
ビル基を形成してもよく(そして該ヒドロカルビル基
は、非置換であるか又はさらに(1)ハロゲン原子、
(2)C1-8アルキル基、(3)C1-8 アルコキシ基、
(4)C6-10アリール又はアリールオキシ基、(5)式
−Si−(R2 ) 3 (式中、各R2 は、水素、C1-8 ア
ルキル又はアルコキシ基、C6-10アリール又はアリール
オキシ基より成る群から独立して選ばれる)で表される
シリル基、と(6)式Ge−(R2 ) 3 (式中、R2 は
上で定義したものである)で表されるゲルマニル基で置
換されたものであり)、ただしR1 は個々に又は2つの
R1 基が一緒になって上に定義したCp配位子を形成し
ないものとし;各L1 は、(1)水素原子、(2)ハロ
ゲン原子、(3)C1-10ヒドロカルビル基、(4)C
1-10アルコキシ基、と(5)C5-10アリールオキサイド
基より成る群から独立して選ばれ(そして該ヒドロカル
ビル、アルコキシ、とアリールオキサイド基の各々は、
非置換であるか又はさらにハロゲン原子、C1-8 アルキ
ル基、C1-8 アルコキシ基、C6-10アリール又はアリー
ルオキシ基、アミド基(非置換であるか又は2つまでの
C1-8 アルキル基で置換されている)、とホスフィド基
(非置換であるか又は2つまでのC1-8 アルキル基で置
換されている)で置換されていてもよい)、ただしL1
は上に定義したCp基ではないものとする〕で表される
錯体から成る、請求項1に記載する触媒成分。 - 【請求項3】 前記微粒子状担体が、金属酸化物、金属
塩化物、タルクとポリマーから選ばれる、請求項1に記
載する触媒成分。 - 【請求項4】 前記微粒子状担体が、シリカとシリカア
ルミナから選ばれる、請求項3に記載する触媒成分。 - 【請求項5】 保持された活性化剤を含む請求項1に記
載する触媒成分。 - 【請求項6】 前記活性化剤が、アルモキサンと実質的
非配位アニオンから選ばれる、請求項5に記載する触媒
成分。 - 【請求項7】 前記活性化剤が、式: B(R7 )3 又は 4 〔式中、各R7 はフッ化フェニル配位子であり、Bはボ
ロンである〕で表される実質的非配位アニオンである、
請求項6に記載する触媒成分。 - 【請求項8】 前記保持された活性化剤がアルモキサン
である、請求項5に記載する触媒成分。 - 【請求項9】 さらに、Al/Mのモル比が100:1
〜200:1であり、且つAlが前記アルモキサンに含
まれるアルミニウムであり、Mが前記遷移金属である、
請求項8に記載する触媒成分。 - 【請求項10】(a)前記アルモキサンを最初に前記担
体上に沈積させ、(b)前記有機金属錯体を続いて沈積
させ、そして(c)前記Al/Mのモル比を110:1
〜150:1とする、請求項9に記載する触媒成分。 - 【請求項11】 前記有機金属錯体と前記微粒子状担体
を共に噴霧/乾燥して製造する、請求項1に記載する触
媒成分。 - 【請求項12】12(1)前記有機金属錯体と前記活性
化剤を或る容積の触媒/活性化剤溶液の形態で最初に提
供し、12(2)前記微粒子状担体が、触媒/活性化剤
溶液の前記容積より大きい気孔容積を有し、12(3)
12(1)の前記容積の触媒/活性化剤溶液、と12
(2)の前記微粒子状担体を混合して、前記容積の触媒
/活性化剤溶液を実質的に前記気孔容積に含有させるこ
とにより、前記触媒成分を製造する、請求項5に記載す
る触媒成分。 - 【請求項13】 請求項1に記載する触媒成分の存在下
で、エチレンを、所望成分として少なくとも1種の追加
のα−オレフィンと共に、重合することを特徴とするオ
レフィンの重合方法。 - 【請求項14】 気相反応装置で行う請求項13に記載
する方法。 - 【請求項15】 スラリー反応装置で行う請求項13に
記載する方法。 - 【請求項16】 触媒毒除去剤としてトリアルキルアル
ミニウムを添加する請求項14に記載する方法。 - 【請求項17】 75〜115℃の温度、100〜35
0psigの圧力下で行う、請求項16に記載する方
法。 - 【請求項18】 冷却コイルと接触させて重合圧力下で
凝縮可能なアルカンまたはイソアルカンの存在下で凝縮
方式で行う、請求項17に記載する方法。 - 【請求項19】 前記ホスフィンイミン配位子がトリ
(第三ブチル)ホスフィンイミンである、請求項1に記
載する触媒成分。 - 【請求項20】 鉱油のコーテイングを含み、該鉱油を
前記有機金属錯体の沈積に続いてコートする、請求項1
0に記載する触媒成分。
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