JPS5911314A - 触媒成分 - Google Patents

触媒成分

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JPS5911314A
JPS5911314A JP11867082A JP11867082A JPS5911314A JP S5911314 A JPS5911314 A JP S5911314A JP 11867082 A JP11867082 A JP 11867082A JP 11867082 A JP11867082 A JP 11867082A JP S5911314 A JPS5911314 A JP S5911314A
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titanium
metal oxide
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copolymerization
trivalent
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Kazuo Soga
曽我 和雄
Michio Onishi
陸夫 大西
Yoshio Matsumura
松村 嘉雄
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Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
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Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 オレフィン類の重合用・触媒として高活性の担持チタン
系触媒が種々提案されている。例えばα−オレフィンの
重合社該固体触媒を用いることによりて、高立体規則性
重合体が高い触媒活性で得られることも知られている。
 しかしながら従来知られている固体触媒を例えばエチ
レン−プロピレンの共重合に用いた場合には、必ずしも
満足すべき結果は得られていない。即ち、従来の触媒系
では高い触媒活性は得られても、エチレン連鎖の長いブ
ロック共重合体が得られ、エチレン・プルピレンゴムと
して良好な物質を示すエチレンとプロピレンがランダム
に共重合した重合体は得られなかった。
この難点を解決すべく9本発明者らはアルミナを担体に
用い、これにTiCl4を固定化担持した触媒を調製し
1種々の濃度のアルキルアルミニウムを共存させた系で
共重合反応を行ない、下記の重要な結論をえた。すなわ
ちT13+はプロピレン。
エチレンの両モノマーに対して活性を示すが、Ti”は
エチレンのみに活性で、プロピレンに対しては活性を示
さない(Soga et al、 Polymer B
ull、。
4157 (1981))。
従来の触媒系においてはT12+の生成が不可避のため
上述のようにランダム共重合体をうろことができなかっ
たものと考えられる。 一方本発明者らがすでに指摘し
てきた通り、このような重合においては、その活性は担
持触媒調製時に用いる担体の細孔径に大きく依存し、細
孔径が100A未満の場合には、極めて低い活性しか発
現しない(Soga  et  al  Makrom
ol、Chem、j8j−657(1980))。
上記の研究で担体として用いたアルミナは非常に小さい
細孔径しか持たず、基礎的研究には不都合はないが、工
業化触媒の調製という観点からすれば、極めて不適格と
いわざるをえない。
本発明者らはこのような難点を克服すべく鋭意研究を重
ねた結果本発明に到達した。
本発明の目的はオレフィン類の共重合、とくにエチレン
とプロピレンとの共重合において、良好なランダム性を
示す、高活性の共重合用触媒組成物を提供することにあ
る。
本発明により (1)表面積が101n”/2以上、平均細孔径が10
0A以上、かつ粒子径が100μm以下である金属酸化
物(4)と3価又は4価のハロゲン化チタン化合物とを
接触させ、金属酸化物表面に存在する水酸基との反応に
より、これらのチタン化合物を固定担持したのち、4価
のハロゲン化チタン化合物の場合は、さらに還元処理を
ほどこし。
いずれもチタン種が6価の状態で安定化され。
かつ高分散担持されていることを特徴とするオレフィン
類の共重合用触媒組成物;および(2)  表面積が1
0 d/ ?以上、平均細孔径が100X以上1粒子径
が100μm以下である金属酸化物(4)とろ価又は4
価のハロゲン化チタン化合物とを接触させ金属酸化物表
面に存在する水酸基との反応により、これらのチタン化
合物を固定担持したのち、4価のハロゲン化チタン化合
物の場合は、さらに還元処理をほどこし、いずれもチタ
ン種が3価の状態で、安定化され、かつ高分散相持され
ている触媒組成物にマグネシウム、マンガン、コバルト
から選ばれた金属の無水のハロゲン化物を高分散担持さ
れていることを特徴とするオレフィン類の共重合用触媒
組成物が提供される。
本発明の触媒組成惜は大きな細孔径を持ち、かつ比較的
比表面積の大きな金属酸化物を担体に用い、その表面に
存在する水酸基を利用して3価又は4価のハロゲン化チ
タン化合物を固定化担持し。
(5) 4価のハロゲン化チタン化合物の場合は、さらに還元処
理をほどこして1本共重合反応の活性種であるT13+
をこれら押体上に高分散相持することを特徴とする。す
なわちこの反応を模式的に示すと例えば下記のようにな
る。
(式中Mは金属酸化物(4)の金属元素を示す。)Hc
 1− (1)  −M  OH+ T i c 1 s  −
−→=M  OT i c 12Hcl (2)(イ)二M−OH+T i c 14−−→’:
f、M−0−T i c l 3(ロ)ニニM−O−T
 1 c I   AlRnX3−n ユニ M   
OTiCl2−            3−一一一一
一一−j−このようにしてえられた調製された触媒は活
性種であるT13+が金属酸化物囚の表面水酸基との反
応によって固定化担持されるために、チタン種の凝集が
さけられ極めて高分散に担持されている。
本発明で使用される金属酸化物囚はBET法のN2吸着
実験による表面積が10ば/2以上、好ましくは50m
/1以上であり、 LWick、Kolloid 86
(2) 167 (1939)の方法による平均細孔径
が100A以上好ましくは150A以上であり、かつ粒
子径が100μm以下好ましくは70μm以下である。
これらは周期律表、第■ 族、■ 族、およびN5族。
a         a 金属酸化物であり、具体的にはシリカ、シリカアルミナ
、マグネシア、チタニアなどが挙げられる。
このうちシリカは活性種であるTi   i価のチタン
種)を安定化させることができるという利点があり、特
に好ましい。
上記範囲を外れると本発明の目的とする効果かえられま
い。
これらの担体の種類並びに製法の詳細は例えば触媒学会
線、触媒工学講座109元素別触媒便覧(地人書館刊行
、1967)に述べられている。
本発明で使用される3価のハロゲン化チタン化合物は1
例えばTic13+ TiBr、 TiI、などのトリ
ハロゲン化チタン;Ti(OCH3)C12,Ti(O
C2H5)C12,Ti (0−n−C4H,) C1
2,Ti (QC2H,、) Br2゜Ti (0−n
−C4]H,) Br2. Ti (OCOCR,)C
I 2+Tl(OCOC2H5)C12,Ti(OCO
C6H5)C12゜Ti (OCOC)T、) Br2
. Ti (OCOC6H5) Br2などのジハロゲ
ン化アルコキシチタンあるいはジハロゲン化カルボキシ
チタン; Ti (OCI5) 2C1,Ti (QC,、、H5
) 2C1、T1 (0゜2H5)2Br。
Ti (QCH)Br、Ti (OCOCH,) 2C
1゜4 9  2 T1(OCOC2H5)2C11Tl(OCOC6H5
)2C1゜Ti (OCOCT()  Br、 Ti 
(OCOC6H5) 2Brなどのモ2 ノハロゲン化アルコシチタンあるいはモノハロゲン化カ
ルボキシチタンなどが例示される。特に四塩化チタンを
水素などで還元して得られる三塩化チタンが好ましい。
また4価のハロゲン化チタン化合物は例えばT1Cl 
  Tier   TiI4などのテトラハロゲン化チ
タン;41        41 Ti (OCI(5) C13,Ti (OC2H5)
 C13,Ti (CC,H;) Br3゜Ti (0
−n−C4)(、)Br3.’ri (OCOCH3)
C13゜Tl (OCOCH3l)C13,Tt (O
COC6H5)C1,。
Ti (OCOC,、H5) Br5などのトリハロゲ
ン化アルコキシチタンあるいはトリハロゲン化カルボキ
シチタンITl(OC2H5)2C12,Ti(OC2
H5)2Br2゜Tl(OCOCH) CI Ti(O
COC6H5)2C12゜3 2   2I Ti (OCOC)(、)2Br2などのジハロゲン化
アルコキシチタンあるいはジハロゲン化カルボキシチタ
ン;Ti (OC2H5)、CI、Ti (OC2H5
)、”Br。
Ti (OCOCH3) 3C1,Ti (OCOC6
H5)、C1゜Ti (OCOCH3) Br tx 
トのモノハロゲン化アルコキシチタンあるいはモノハロ
ゲン化カルボキシチタンなどが例示される。好ましくは
テトラハロゲン化チタンであり、とくに四塩化チタンが
好ましい。
ハロゲン化チタン化合物の使用量は金属酸化物(4)の
表面水酸基量1モルに対し0.1〜100モルが好まし
く、より好ましくは0.5〜10モルである。
本発明において金属酸化物(4)の表面に存在する水酸
基との反応によりハロゲン化チタンを担持させる方法は
9例えば(1)3価のハロゲン化チタンと金属酸化物(
4)とを不活性ガス雰囲気下にボールミル中で共粉砕し
たのち加熱処理する方法、Q)3価のハロゲン化チタン
の溶液に金属酸化物(4)を浸漬し、得られた沈澱物を
分離後室温で一夜真空乾燥し、その後100〜450℃
で数時間真空加熱する方法、(6)炭化水素溶媒中で4
価のハロゲン化チタンと金属酸化物とを数時間混合かく
はんし得られた沈澱物を炭化水素溶媒で洗浄したのち、
数時間真空乾燥する。その後場合によっては1反応物を
炭化水素溶媒中でハ田ゲン化アルキルアルミニ(9) ラム(例えばA I Rn C15n )で処理する方
法などが挙げられる。この還元処理は重合時に起させる
こともできる。
本発明で還元処理の際使用される還元剤としてはアルキ
ルアルミニウムハ四ゲン化アルキルアルミニウムなどが
用いられる。具体的には例えばアルキルアルミニウムと
してはトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウ
ム、トリーイソブチルアルミニウムなどが挙げられる。
又ハロゲン化アルキルアルミニウムとしてはジメチルア
ルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド。
ジーh−プロピルアルミニウムクロリド、メチルアルミ
ニウムジクワリド、エチルアルミニウムジクロリド、n
−プロピルアルミニウムジクロリドエチルアルミニウム
セスキクロリドなどが挙げられる。アルキルアルミニウ
ム又はハロゲン化アルキルアルミニウムとの反応は特に
限定されないが。
通常炭化水素溶媒中で30°〜80℃で5分〜60分か
くはんする方法がとられる。還元剤の使用量は担持され
たハロゲン化チタン化合物1モルに対(10) し01〜60モルが好ましく、より好ましくは1〜10
モルである。
上記でえられる触媒組成物に、さらにマグネシウム、マ
ンガン又はコバルトから選ばれた金属の無水ハロゲン化
物を高分散させることにより、活性をさらに高めること
が可能である。
上記の無水ハロゲン化物としては具体的にはマグネシウ
ム、マンガン又はコバルトの塩化物又は臭化物などが挙
げられるが、このうちMgCl2が特に好ましい。高分
散相持させる方法としては例えばテトラヒドロフラン、
ピリジン、アセトンなどの電子供与体と無水ハロゲン化
物を室温で20時間混合し、錯体を形成させたものを上
記触媒組成物のへブタン懸濁液に加え、混合したのち、
適当なルイス酸で処理する方法が挙げられる。
上記ルイス酸としてはハロゲン化アルキルアルミニウム
が好ましく用いられる。具体的にはジエチルアルミニウ
ムクロライド、エチルアルミニウムセキスクロライド、
ジエチルアルミニウムブロマイド、などである。
かくして得られた触媒組成物は、この状態で重合活性を
存するが、さらに周期律表第1〜■族の有機金属化合物
を重合に際しモノマー1モル当り10 〜10.好まし
くは10−7〜10−3モル加えることにより活性を高
めることができる。
上記有機金属化合物としてアルキルリチウム。
アルキルナトリウム、アルキルアルミニウム、アルキル
アルミニウムクロリド、アルキルアルミニウムアルコキ
シド、アルキルアルミニウムヒドリド、ジアルキル亜鉛
、ジアルキルマグネシウム。
グリニヤール試薬、アルキルカドミウム、アルキルスズ
などが例示される。好ましい化合物は。
AI (CH)   AI (CH3) 5+ AI 
(C3H7) 3゜2 5 3I Al(C4H9)31(C2H5)2AIH9(C2H
5)2人IC1゜(CH)  AI (QC2H5)な
どである。
2 5 2 本発明の触媒組成物による共重合に適用しうるモノマー
トシてはエチレン、プロピレン、ノーブテン、ノーペン
テン、ノーヘキセン、ノーオクテン、ノーデセン、ノー
ドデセンなどのモノオレフィンが挙げられる。さらに1
.4−ペンタジェン、1,4−へキサジエン、1.5−
へキサジエンの如き非共役脂肪族ジエン;4−ビニル−
シクロヘキセン。
1.6−ジビニルシクロヘキサン、1,4−シクロヘプ
タジエン、1,5−シクロオクタジエンの如き非共役単
環式ジエン、ジシクロペンタジェン。
ノルボルナジェン、5−エチリデン−2−ノルボルネン
、プロペニルノルボルネンの如き非共役多環式ジエンと
オレフィンとの共重合にも適用できる0 本発明による重合においては温度は特に限定されないが
1通常−60〜120°C9好ましくは−30゜〜80
℃である。重合圧力は通常、常圧から60に9/Cm”
の範囲である。
重合溶媒としてはn−ヘキサン、n−ヘプタンなどの炭
化水素溶媒がよく用いられる。
重合に際しての触媒の使用量はモノマー1モル当り10
−9〜1O−2T1モルが好ましく、特に10−7〜1
0″Tiモルが好ましい。
以下に本発明の実施例をあげ、詳細に説明するが9本発
明の主旨をこえな、い限り2本発明が限定(13) されるものではない。
実施例1 あらかじめ300℃で4時間真空乾燥したシリカ(表面
積300ば/f 、平均細孔径20OA 、粒子径35
μm)10rをTlCl4のへブタン溶液C60t/7
0mA’)に加え、還流下に6時間攪拌を行なった。そ
の後沈澱物を窒素下に炉別し多量のへブタンで洗浄した
のち90℃で3時間真空乾燥した。
マグネチツクスターラーを入れた100m1の反応容器
に上記の担持触媒0.1Ofを加え、室温。
窒素下でジエチルアルミニウムクロラド(AIEt2C
1)のへブタン溶液(0,50mm o 1 / 7)
を5 mll加え65℃で15分激しくかくはんした。
沈澱物は窒素下で濾過し、多量のへブタンで洗浄し、室
温で6時間真空乾燥し触媒組成物を得た。チタンの担持
量は0.54mmolTi/f触媒であった。又ESR
(電子スピン共鳴スペクトル)等分析の結果。
/S′−0ゝTiC1のTi’+は還元が起らず、約0
\St −0/   2 80%をしめるS i OT iC1sのTi’十がほ
とんどT i ””−(S iOT s C12)の状
態で存在することを(14) 確認した。
こうして得た担持触媒010りとへブタン5 r+Jを
窒素下でマグネチツクスクーラーの入ったステンレスス
チール製100m1の反応容器に加え9次Hno4 いてAIEt C1のへブタン溶液(50/#5mlを
加え、その後反応容器を液体窒素で冷却し脱’A後、6
1のプロピレンと11のエチレンを反応容器に仕込む。
反応容器を65℃の油浴に浸しマグネチツクスターラー
でかくはんしながら1時間放置する反応終了後、希塩酸
含有メタノールを反応物に加え重合を停止させた。生成
ポリマーは熱−〇−ジクロロベンゼンで抽出し多量のメ
タノールに加えて再沈させる。沈澱物は室温で一夜減圧
乾燥させた。こうして6.79のポリマーが得られ、収
率は1.4に9/fTi−hrであった。このポリマー
のDSC(示差走査熱量測定)にはエチレンの連鎖にも
とづ< Tmが殆ど観測されない。
従って、エチレンとプロピレンのランダム性は非常に良
いことが確認された。又生成ポリマーのプロピレン含量
は45%であった。
比較例1 金属酸化物としてシリカに代えて、アルミナ(表面積1
oom:/r、平均a+孔asoX、s子径50μm)
を用いた以外は実施例1と同様に行なヮた。
重合収率は0.1 K9 / f Ti@hrで低活性
であった。
実施例2 実施例1で調製した触媒組成物を5 mlのへブタンに
懸濁させ、これにMgC12とテトラヒドロフランとか
ら別途調製したMgC12(THF)2をMg / T
i :3(原子比)と々るように加え、攪拌後AIEt
 e1で処理し1次いで固体成分を分離し触媒組成物を
えた。
この触媒組成物を用いて、実施例−1と同様にして共重
合を行なった。なお、トリエチルアルミニウムを助触媒
として用いた。
収率は17 K? / ? Ti11hrと高収率であ
り、ランダム性がよいことはDSCにより確認された。
プロピレン含量は45チであった。
実施例3 0、!+ f ノTi113と102のシリカ(実施例
1で用いたものと同じもの)をボールミルを用い窒素雰
囲気下室源で45時間粉砕したのち窒累雰囲気下り00
℃、3時間加熱処理した。こうして得た共粉砂物のT1
の担持量は0.2 m molTi / ?触媒であっ
た。
上記触媒組成物を用い実施例1と同様な方法でエチレン
とプロピレンの共重合を行なった。共重合体の収率は、
0.5KP/1tITi−hrであった。
このポリマーのランダム性がよいことはDSCにより確
認した。
又、生成ポリマー中プロピレン含量は44チであった。
(17)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  表面積が10m″/2以上、平均細孔径が1
    00A以上、かつ粒子径が100μm以下である金属酸
    化物(4)と3価又は4価のハロゲン化チタン化合物と
    を接触させ金属酸化物表面に存在する水酸基との反応に
    より、これらのチタン化合物を固定担持したのち、4価
    のハロゲン化チタン化合物の場合は、さらに還元処理を
    ほどこし、いずれもチタン種が3価の状態で。 安定化され、かつ高分散担持されていることを特徴とす
    るオレフィン類の共重合用触媒組成物。
  2. (2)  金属酸化物(4)がシリカであることを特徴
    とする特許請求の範囲第(1)項記載の触媒組成物。
  3. (3)  表面積が10ば/1以上、平均細孔径が10
    0X以上1粒子径が100μm以下である金属酸化物(
    ト)と3価又は4価のハロゲン化チタン化金物とを接触
    させ金属酸化物表面に存在する水酸基との反応により、
    これらのチタン化合物を固定担持したのち、4価のハロ
    ゲン化チタン化合物の場合は、さらに還元処理をほどこ
    し、いずれもチタン種が6価の状態で、安定化され、か
    つ高分散担持されている触媒組成物にマグネシウム、マ
    ンガン、コバルトから選ばれた金属の無水のハロゲン化
    物を高分散担持されていることを特徴とするオレフィン
    類の共重合用触媒組成物。
JP11867082A 1982-07-09 1982-07-09 触媒成分 Granted JPS5911314A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61234688A (ja) * 1985-04-10 1986-10-18 Mitsubishi Electric Corp 多方式カラ−テレビジヨン受信機

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61234688A (ja) * 1985-04-10 1986-10-18 Mitsubishi Electric Corp 多方式カラ−テレビジヨン受信機

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