JPS5812890B2 - エチレンノジユウゴウホウホウ - Google Patents

エチレンノジユウゴウホウホウ

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JPS5812890B2
JPS5812890B2 JP50135046A JP13504675A JPS5812890B2 JP S5812890 B2 JPS5812890 B2 JP S5812890B2 JP 50135046 A JP50135046 A JP 50135046A JP 13504675 A JP13504675 A JP 13504675A JP S5812890 B2 JPS5812890 B2 JP S5812890B2
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JP
Japan
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titanium
ethylene
catalyst
polymerization
molecular weight
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JP50135046A
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JPS5259692A (en
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伊藤昭
岩田健二
佐々木平三
大沢正紀
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はチタン化合物と有機金属化合物との複合触媒を
用いるエチレンの重合(共重合を含む。
以下において同じ)における新規な高活性触媒にがんし
、とくにかかる触媒を用いるエチレンの重合方法にかん
する。
エチレンの重合触媒として最近坦体を利用した高活性触
媒の開発が行われている。
本発明者らはさきに特願昭46−54824号において
、高活性でしかもかさ比重の大きなポリエチレンを生成
しうる触媒系、即ち(イ)四塩化チタン、三塩化チタン
又は三塩化チタン組成物とハロゲン化マグネシウム及び
ハロゲン化アルミニウム・エーテル錯体とを共粉砕した
組成物と、(口)有機アルミニウム化合物とよりなる触
媒を提案した。
本発明は特願昭46−54824号に開示された触媒の
すぐれた特性を維持し更に活性を大巾に向上させまた生
成ポリマーの分子量分布を広くできる触媒系を用いるエ
チレンの重合方法を提供することを目的とする。
本発明のエチレン重合方法は、 (イ)(A)四塩化チタン、三塩化チタン又は三塩化チ
タン組成物より選ばれるチタン化合物、 (B) ハロゲン化マグネシウム、 (C)ハロゲン化アルミニウム、酸化ホウ素又はシロキ
サン重合物より選ばれる成分 の(A)、(B)及び(C)成分を共粉砕した組成物、
(ロ)有機アルミニウム化合物及び (ハ)炭素数1〜15のハロゲン化炭化水素よりなる触
媒の存在下でエチレンを重合させることを特徴とする。
本発明によれば、上記特願昭46−54824号に開示
した坦体触媒/有機アルミニウム化合物の触媒系に更に
ハロゲン化炭化水素を添加することにより触媒の活性を
飛躍的に向上させ、また生成ポリマーの分子量分布を広
くすることができる。
ハロゲン化炭化水素の添加による活性増大の理由につい
て理論的に明らかでないが、チタン化合物、有機金属化
合物及びハロゲン化炭化水素の3成分により高活性で分
子量分布の広いポリエチレンを生成する活性点がつくら
れるものと考えられる。
触媒の活性の向上は触媒の原単位の向上だけではなく、
後処理を全く省略してもポリマーを劣化また変質させる
触媒残渣の量が少なくなるのでポリマーの品質上から極
めて重要な特徴である。
また一般に生成ポリマーの種々の機械的性質は分子量が
大きくなるにつれて向上するが、一方加工性は低下する
そこで加工性を改良するため分子量分布を広くすること
が必要である。
本発明による分子量分布の広い生成ポリマーは加工性が
すぐれており、たとえば中空成形、押出成形グレード用
として極めて有用である。
本発明の触媒(イ)(A)成分のチタン化合物としては
四塩化チタン、三塩化チタン、又は三塩化チタン組成物
が用いられる。
三塩化チタン組成物は、四塩化チタンを金属で還元して
得られる三塩化チタンと金属ハライドとの共晶体、及び
四塩化チタンをSi−H結合を有する化合物又は有機ア
ルミニウム化合物で還元して得られる三塩化チタン組成
物など、三塩化チタンを主成分とするすべての三塩化チ
タン組成物を包含する。
(イ)(B)成分のハロゲン化マグネシウムとしては、
実質的に無水のハロゲン化マグネシウムが用いられ、と
くに塩化マグネシウム、臭化マグネシウムが好ましい。
また触媒の(イ)(C)成分としてハロゲン化アルミニ
ウム、酸化ホウ酸又はシロキサン重合体が用いられる。
これらはいづれもかさ比重の大きいポリマーを生成しう
る触媒系の構成成分となるものである。
(イ)C)成分の中、ハロゲン化アルミニウムとしては
塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、沃化アルミニウ
ム、弗化アルミニウムが用いられ、とくに塩化アルミニ
ウムが好ましい。
酸化ホウ素は実質的に無水のものが用いられる。
またシロキサン重合物としては次の一般式で示、される
骨格を有するアルキルシロキサン重合物、アリールシロ
キサン重合物、アルキルアリールシロキサン重合物など
が用いられる。
(Rは水素、アルキル基、またはアリール基を表わす) 例えばオクタメチルトリシロキサン、オクタエチルテト
ラシクロシロキザン、ジメチルポリシロキサン、エチル
ポリシロキサン、メチルエチルホリシロキサンなどのア
ルキルシロキサン重合物、ヘキサフエニルシクロシロキ
サン、ジフエニルポリシロキサン、などのアリールシロ
キサン重合物、ジフエニルオクタメチルテトラシロキサ
ン、メチルフエニルポリシロキサンなどのアルキルアリ
ールシロキサン重合物があげられ、実際的には25℃に
おける粘度が数センチストークスから百万センチストー
クスにいたる種々の粘度のシリコーン油を使用すること
ができる。
上記諸成分を共粉砕することにより触媒(イ)成分とし
て用いられる活性化チタンが調製される。
活性化チタンの組成は四塩化チタン1〜35%(重量%
、以下同じ)、(三塩化チタン使用の場合は1〜80%
)、ハロゲン化マグネシウム10〜90%、ハロゲン化
アルミニウム、酸化ホウ素又はシロキサン重合体5〜5
0%が一般的であり、実施に当っては活性化チタン11
当りのポリマーの取得量又は後処理方法によって想定さ
れるポリマーの残存触媒成分の化学組成等を考慮して選
択される。
使用される粉砕機は粉体な粉砕するために用いられる通
常の粉砕機が使用され、例えばボールミル、振動ミル、
塔式ミル、ジェット粉砕機などである。
粉砕操作は真空、または不活性ガス雰囲気中で行われ、
水分、酸素などはほとんど完全に除かれた状態で行わな
ければならない。
また共粉砕される各成分の混合時期、混合順序などにと
くに限定はない。
粉砕時の温度についてはとくに制限はないが、−30℃
から150℃の範囲が一般的であり、粉砕時間は1〜1
00時間程度が一般的である。
本発明に於て触媒(口)成分として用いる有機アルミニ
ウム化合物としては、チタン化合物と組合せてエチレン
またはα−オレフイン重合触媒として用いられる公知の
ものなら使用できるが、とくに一般式AIRnX3−n
(ただしRは炭化水素残基、Xはハロゲン原子、アル
コキシ基又は水素、nは1〜3を示す)で示される化合
物が好ましく、例えばジエチルアルミニウムモノクロラ
イド、トリエチルアルミニウム、ジーn−プロビルアル
ミニウムモノクロライド、ジイソプロビルアルミニウム
モノクロライド、トリーn−プロビルアルミニウム、ジ
イソブチルアルミニウムモノクロライド、トリイソブチ
ルアルミニウム、ジエチルアルミニウムモノハイドライ
ド、ジエチルアルミニウムモノエトキサイド、エチルア
ルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジク
ロライド、トリイソブチルアルミニウムとイソプレンと
の反応生成物(イソプレニルアルミニウム)あるいはこ
れらの混合物が一般的である。
本発明に於て触媒e9成分として用いられる炭素数1〜
15のハロゲン化炭化水素としては脂肪族芳香族、脂環
族ハロゲン化炭化水素であり、例えばメチルクロライド
、エチルクロライド、インブチルクロライド、n−へキ
シルクロライド、nードテシルクロライト゛、メチルブ
ロマイド、メチルアイオダイド、塩化ビニル、ヨウ化ビ
ニル、塩化プロペニル、臭化アリル、メチレンクロライ
ド、臭化メチレン、エチリデンクロライド、エチレンジ
クロライド、■・2−シクロルプロパン、エチレンジブ
ロマイド、1・2−ジプロムブタン、1・3−ジクロル
プロパン、1 ・2−ジクロルエチレン、クロロホルム
、プロモホルム、四塩化炭素、四ヨウ化炭素、テトラク
ロロエチレン、3−クロルーシクロペンテン、ヘキサク
ロロシクロペンタジエン、クロルベンゼン、0−ジクロ
ルベンゼン、p−ジクロルベンゼン、m−ジクロルベン
ゼン、ブロムベンゼン、ヨウ化ベンゼン、ペンジルクロ
ライドなどがあげられる。
上記のハロゲン化炭化水素の添加量は重合に使用する坦
体触媒中のチタン1グ原子に対して0.7モル〜70モ
ルの範囲、好ましくは2モル〜20モルの範囲である。
本発明の方法はエチレンの単独重合体及びエチレンを含
有する共重合体の製造に適用することができる。
エチレンと共重合することのできる単量体は、一般式R
CH=CH2(ただしRは炭素数1〜10の炭化水素残
基を示す)で示される化合物であり、例エばプロピレン
、ブテンー1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチ
ルペンテン−1、などのα−オレフィン及びスチレンな
どがあげられる。
本発明の方法による重合反応は従来の当該技術におげろ
通常の条件で行なわれる。
その際の重合温度は20℃ないし3’0 0℃、好まし
くは50℃ないし200℃の範囲であり、圧力は常圧な
いし200気圧の範囲を用いることができるが、一般的
には常圧ないし150気圧の圧力下で重合を行なうこと
が好ましい。
重合反応では一般に脂肪族、脂環族炭化水素類、または
それらの混合物を溶媒として使用され、例えばプロパン
、ブタン、ヘキサン、ヘプタンなどが一般に好ましい溶
媒である。
また本重合反応は溶媒が実質的に存在しない条件、すな
わちエチレンを気相中で重合する気相重合などに適用す
ることができる。
得られる重合体の分子量は反応様式、触媒系、重合条件
によって変化するが、必要に応して水素亜鉛ジアルキル
などの添加によって制御することができる。
実施例 1 直径12龍の鋼球約80個の入った内容積600171
lの振動ミル中に窒素雰囲気下で、四塩化チタン2.4
ク、無水塩化マグネシウム23.0g、塩化アルミニウ
ム・ジフエニルエーテル錯体4.5グを装入して室温で
14時間粉砕した。
内容物を窒素雰囲気下で鋼球と分離し、活性化チタン組
成物をえた。
Ti含有率は202%であった。
内容積2 1のステンレス製オートクレープ中に窒素雰
囲気下でn−へプタン1lと−モ記活性化チタン組成物
27mg及びトリイソブチルアルミニウム0.5ml、
1・2−ジクロルプロパン0.022を装入し、70℃
で30分間反応した。
反応後オートクレープを冷却し、オートクレープ内を水
素置換し、水素を2. 5kg/cm2Gまで装入し、
ついでエチレンを装入して内圧を6. 0kg/cm2
Gとした。
オートクレープを加熱し、内温を90℃まで昇温し重合
を開始した。
重合中エチレンを連続的に装入し、内圧を9. 5 k
g/cm2Gに保った。
2時間15分後にエチレンの導入を止め、オートクレー
プを冷却後内容物を取出し、ろ過して溶媒を除き60℃
で減圧乾燥して白色のポリエチレン5102をえた。
えられたポリエチレンのかさ比重0.40、極限粘度数
1,72であった。
本重合反応での触媒の重合活性は8。
4kg/g・cat・hr(ここでcatは活性化チタ
ン組成物をさす。
以下同じ)、416kg/g・Ti・hrであり、ポリ
マーの取得量は18. 9kg/g・cat、936k
g/gTiであった。
このポリエチレンの分子量分布はその濃度が0.1重量
%の1・2・4−トリクロルベンゼン溶液についてゲル
浸透クロマトグラフイーにより測定した。
重要平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比
(Mw/Mn)は14.5であった。
此較例 1 実施例1の方法に於て1・2−ジクロルプロパンを添加
しないで行なった。
すなわち実施例1で調製した活性化チタン36■、アル
ミニウムトリイソブチル0.5mlを触媒系として実施
例1の方法に準じて重合を行なった。
重合時間2.4時間で極限粘度数2.02、かさ比重0
.38のポリエチレン525gが得られた。
この場合での触媒の重合活性は61 kg/’if − cat−hr、3 0 0kg/?
−Ti −hr、取得量14.6kg/g・cat、
720kg/g・Tiであり、実施例1において1・2
−ジクロルプロパン添加により活性が約40%向上して
いる。
また得られたポリエチレンの分子量分布指数(Mw A
7in)は8.5であり実施例1014.5の方が大き
く、分子量分布が広いことがわかる。
実施例 2〜12 実施例1の方法に於て添加剤として用いた1・2−ジク
ロルプロパンの代りに種々のハロゲン化炭化水素を用い
、他は全く同様にして重合反応を行なった結果を表1に
示す。
実施例 1〜3 直径12mmの鋼球約80個の入った内容積600ml
の振動ミル中に窒素雰囲気下で、四塩化チタン2,42
、無水塩化マグネシウム23.Og、表2に示すとおり
の(C)成分4.5gを装入して室温で14時間粉砕し
た。
内容物を窒素雰囲気下で鋼球と分離し、活性化チタン組
成物をえた。
Ti含有率は2.0%であった。
内容積2lのステンレス製オートクレーフ沖に窒素雰囲
気下でn−へプタン1lと上記活性化チタン組成物27
〜及びトリイソブチルアルミニウム0. 5 ml、1
・2−ジクロルプロパ70.02Pを装入し、70℃で
30分間反応した。
反応後オートクレープを冷却し、オートクレープ内を水
素置換し、水素を2. 5kg/cm2・Gまで装入し
、ついでエチレンを装入して内圧を6.0kg/cm2
Gとした。
オートクレープを加熱し、内温を90℃まで昇温し重合
を開始した。
重合中エチレンを連続的に装入し、内圧を9. 5 k
g/cm2gに保った。
所定時間後にエチレンの導入を止め、オートクレープを
冷却後内容物を取出し、沢過して溶媒を除き6 0℃で
減圧卓凝して白色のポリエチレンを得た。
えられたポリエチレンのかさ此重、極限粘度数、本重合
反応での触媒の重合活性k9/g・cat−hr(ここ
でcatは活性化チタン組成物をさす。
以下同じ)、kg/1・Ti −hr、及びポリマーの
取得量は表2に示すとおりである。
このポリエチレンの分子量分布はその濃度が0.1重量
%の1・2・4−トリクロルベンゼン溶液についてゲル
浸透クロマトグラフイーにより測定した。
重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比
( Mw /VIn ) は表2に示すとおりである
比較例 1〜3 実施例1〜3の方法に於て1・2−ジクロルプロパンを
添加しないで重合を行なった結果を表2に併記した。
比較例1〜3と実施例1〜3を比べると1・2−ジクロ
ルプロパンを添加すると活性が向上し、生成ポリエチレ
ンの分子量分子が広くなることがわかる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (イ)(A)四塩化チタン、二酸化チタンまたは三
    塩化チタン組成物より選ばれるチタン化合物、 (B) ハロゲン化マグネシウム、 (C)ハロゲン化アルミニウム、酸化ホウ素又はシロキ
    サン重合体より選ばれる成分 の(A)、(B)及び(C)成分を共粉砕した組成物、
    (ロ)有機アルミニウム化合物及び (ハ)炭素数1〜15を有するハロゲン化炭素化水素 よりなる触媒の存在下でエチレンを重合させることを特
    徴とするエチレンの重合方法。
JP50135046A 1975-11-12 1975-11-12 エチレンノジユウゴウホウホウ Expired JPS5812890B2 (ja)

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