JPS59184207A - エチレン系重合体の製造方法 - Google Patents

エチレン系重合体の製造方法

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JPS59184207A
JPS59184207A JP5796083A JP5796083A JPS59184207A JP S59184207 A JPS59184207 A JP S59184207A JP 5796083 A JP5796083 A JP 5796083A JP 5796083 A JP5796083 A JP 5796083A JP S59184207 A JPS59184207 A JP S59184207A
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ethylene polymer
catalyst
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Masahiko Kuramoto
正彦 蔵本
Sadaichi Murotani
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Idemitsu Kosan 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】 本発明はエチレン系重合体の製造方法に関し、詳しくは
特定の活性化チタン触媒成分と有機金属化合物を主成分
とする触媒を用いると共にα−オレフィンの予備重合を
行なうことによシ、嵩密度が高く粒径の揃ったエチレン
系重合体を高活性で重合する方法に関する。
従来からマグネシウムとチタンを含有する固体触媒成分
と有機金属化合物からなる触媒を用いて立体規則性ポリ
オレフィン、特にポリプロビレ〉を製造する方法として
は各種のものが知られている。
しかしながらこれらの触媒を用いてエチレンの重合ある
いはエチレンと炭素数6以上のα−オレフィンとの共重
合などを行なうと、得られる重合体は嵩密度が非常に小
さく、また粒径の分布も広く、特に微粉末の生成が多く
、その上粒子の形状も微視的に凹凸のあるものである。
このため、重合の後処理や重合体製品の貯蔵、軸道に手
間を要し、取扱いが不便であるという大きな欠点があっ
た。しかもこれらの触媒では必ずしも触媒活性が充分な
ものではなかった。
他方、オレフィンの重合に際しては、例えばホ。
リブロビレンの立体規則性などを高めるために、二段重
合するなどの方法が提案されている。しかし、上記触媒
系でエチレンを重合する場合、予備重合を行なう二段重
合を採用しても、活性はある程度向上するものの、得ら
れるホ”リエチレ〉の嵩密度は全く改善されない。
本発明者らは、嵩密度が大きく、粒径分布1粒子形状の
良好なポリエチレン系樹脂を高活性で製造すべく鋭意研
究を重ねだ。その結果、特定の触媒を用いると共に、本
重合に先立ってエチを一ン以外のα−オレフィンを予備
重合し、しかる後にエチレンあるいはエチル〉と他のα
−オレフィンとの本重合を行なうことにより目的を達成
しうろことを見出し、本発明を完成するに至った。すな
わち本発明は、(A)マグネシウム化合物とチタン化合
物との反応生成物および(B)有機金属化合物を主成分
とする触媒を用いてエチレン系重合体を製造する方法に
おいて、一般式Mg (OR’)]]lIX’2−、l
C式中 Blは炭素数1〜20のアルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基またはアラルキル基を示し Xi
はハロゲン原子を示し、nはO<n≦2の実数を示す。
〕で表わされるマグネシウム化合物、電子供与性化合物
および一般式T i (OR2)mX24−m [式中
、R2は炭素数1〜20のアルキル基、シクロアルキル
基、アリール基またはアラルキル基を示し z2はハロ
ゲン原子を示し、mは0≦m≦3の実数を示す。〕で表
わされるハロゲン含有四価チタン化合物を反応させて得
られる固体生成物を上記触媒の(A)成分として用いる
と共に、本重合に先立って炭素数3以上のα−オレフィ
ンの予備重合を行なうことを特徴とするエチレン系重合
体の製造方法を提供するものである。
本発明に用いるマグネシウム化合物は一般式%式% R1は炭素数1〜20のアルキル基、シクロアルキル基
、アリール基またはアラルキル基を示し zlは塩素、
臭素などのハロゲン原子を示し、さらにnはO< n≦
2を満たす実数である。このマグネシウム化合物を具体
的に示せば、マグネシウムジメトキシドアマグネシウム
ジェトキシド、マグネシウムジプロボキシド、マグネシ
ウムジブトキシドなどのマグネシウムジアルフキシドあ
るいはマグネシウムジシクロヘキソキシド、マグネシウ
ムジフエノキシドまだはマグネシウムモノクロロモノメ
トキシド、マグネシウムモノクロロモノエトキシド、マ
グネシウムモノクロロモノプロポキシドナトのマグネシ
ウムモノハロゲン化モ/アルフキシトなどをあげること
ができ、これらを単独であるいは適宜混合して用いれば
よい。
また電子供与性化合物としては様々なものがあるが、一
般に酸素、窒素、す〉あるいは硫黄を含有する有機化合
物である。具体的には、アミン類。
アミド類、ケトン類、ニトリル類、ホスフィン類。
ホスホルアミド類、エステル類、チオエーテル類。
沖 チオエステル類、酸無水物類、酸ハライビアルデヒド類
、有機酸類などがあげられる。
より具体的には、安息香酸、p−オキシ安息香酸のよう
な芳香族カルボン酸の如き有機酸;無水コハク酸、無水
安息香酸、無水I)−)ルイル酸のような酸無水物;ア
セトン、メチルエチルケトン。
メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェ
ノン、ベンゾキノンなどの炭素数3〜15のケトン類;
アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、オクチルア
ルデヒド、ベンズアルデヒド。
トルアルデヒド、す7トアルデヒドなどの炭素数2〜1
5のアルデヒド類;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチ
ル、酢酸ビニル、酢酸プロピル、酢酸オクチル、酢酸シ
クロヘキシル、プロピオ〉酸エチル、酪酸メチル、吉草
酸エチル、クロルifメチル、ジクロル酢酸エチル、メ
タクリル酸メチル、りa)ン酸エチル、ピバリン酸エチ
ル、マレイン酸ジメチル、シクロヘキサンカルボン酸エ
チル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロ
ピル、安息香酸ブチル、安息香酸オクチル。
安息香酸シクロヘキシル、安息香酸フェニル、安息香酸
ベンジル、トルイル酸メチル、トルイル酸エチル、トリ
イル酸アミル、エチル安息香酸エチル、アニス酸メチル
、アニス酸エチル、エトキシ安息香酸エチル、p−ブト
キシ安息香酸エチル。
0−クロル安息香醐エチル、す7トエ酸エチル穿γ−ブ
チロラクトン、δ−バレロラクトン、クマリ〉、フタリ
ド、炭酸エチレンなどの炭素数2〜18のエステル類;
アセチルクロリド、ベンジルクロリド、トルイル酸クロ
リド、アニス酸クロリドなどの炭素数2〜15の酸ハラ
イド類;メチルエーテル、エチルエーテル、イソプロピ
ルエーテル、n−ブチルエーテル、アミルエーテル、テ
トラヒドロフラン、アニソール、ジフェニルエーテル、
エチレングリコールブチルエーテルなどの炭素数2〜2
0のエーテル類;酢酸アミド、安息香酸アミド、トルイ
ル酸アミドなどの酸アミド類;トリブチルアミン、N、
N’−ジメチルピペラジン。
トリベンジルアミン、アニリ〉、ピリジン、ヒ゛コリン
、ナトラメチルエチレンジアミンなどのアミン類;ア七
トニトリル、ベンゾニトリル、トルニトリルなどのニト
リル類;テトラメチル尿緊、ニトロベンゼン、リチウム
ブチ1/−トなどを例示することができる。このうち好
ましくは、エステル類、エーテル類、ケトン類、酸無水
物類などである。とシわけ、芳香族カルボン酸のアルキ
ルエステル、例えば安息香酸、p−メトキシ安息香酸。
p−工l・キシ安息香酸、トルイル酸の如き芳香族カル
ミン酸の炭素数1〜4のアルキルエステルが好まシく、
まだベンゾキノンのような芳香族ケト〉、無水安息香酸
のような芳香族カルS<ン酸無水物、エチレングリコー
ルブチルエーテルのようなエーテルなども好ましい。
次に、ハロゲン含有四価チタン化合物は一般式%式% F:2は前記R1と同様に炭素数1〜20のアルキル基
シクロアルキル基、アリール基まだはアラルキル基を示
し、xlはxlと同様に塩素、臭素などのハロゲン原子
を示ず。またmはO≦m≦3を満たす実数である。これ
らを具体的に示せば、TiO4。
Tj、Br4. Ti工。などのテトラハロゲン化チタ
ン、T、1. (QC!I3) CLs 、 T;−(
002H5) 04 、 Ti (0、n 04Hg)
 cz31Ti (QC2H,) Br3などのトリハ
ロゲン化アルコキシチタ〉、T= (ocH3)、a4
 、 T1(oc、 Hs’)20t2. Ti(0、
n−c4)(、″)2CLz *Tj、 (OC2H5
)2Br、、などのジハロゲン化ジアルコキシチタン、
Ti(OCH3)3CL 、 Ti (QC2H,)3
01 、 Ti(0・n−04H,)04Tx (oc
2a、)、Brなどのモノハロゲン化トリアルコキシチ
タンなどを例示することができる。これらは、単独でも
混合物として用いてもよい。これらのうち高ハロゲン含
有物を用いるのが好ましく、特に四塩化チタン (Ti
04)  を用いることが好ましい。
本発明に用いる触媒の(A)成分は、上述したマグネシ
ウム化合物、電子供与性化合物およびノーロゲン含有四
価チタン化合物を反応させることにより調製するもので
あるが、その調製方法は各種のものが考えられる。例え
ば次の如き(1)〜(3)の方法をあげることができる
(1)  まず前記マグネシウム化合物を電子供与性化
合物と接触させ、次いでハロゲン含有四価チタン化合物
と反応させる方法がある。ここでマグネシウム化合物を
電子供与性化合物と接触させる際の条件は特に制限はな
いが、通常はマグネシウム化合物1モルに対し、て電子
供与性化合物001〜10モル、好ましくは005〜5
モルを加え、0〜200°Cにて5分〜10時間、好ま
しくは30〜150°Cにて60分〜3時間の条件で接
触反応を行なえばよい。なおこの反応系にはペンタン、
ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の不活性炭化水素を溶
媒として加えることもできる。次にこの接触反応の後、
得られた生成物を上記ハロゲン含有四価チタン化合物と
反応させるわけであるが、この際の条件としては、通常
は生成物中のマグネシウム1モルに対してハロゲン含有
四価チタン化合物を1〜50モル、好ましくは2〜20
モルの範囲で加え、0〜200°Cにて5分〜10時間
、好ましくは60〜150°Cにて30分〜5時間反応
させる。この反応は必要に応じてペンタ〉、ヘキサン、
ヘプタン等の不活性溶媒を用いることも可能である。な
おこの(1)の方法ではハロゲン含有四価チタン化合物
による反応を1回のみならず2回以上経返し行なうこと
ができ、このようにすることにより一層触媒活性のすぐ
れたものが得られる。
(2)  前記マグネシウム化合物をアルコールと反応
させた後、電子供与性化合物およびハロゲン含有四価チ
タン化合物と反応させる方法により、触媒の(A)成分
を調製することもできる。ここで行なうアルコール処理
の条件としては、通常マグネシウム化合物1モルに41
してアルコールを0.01〜10モル、好ましくは01
〜5モル用い、0〜200℃の温度で5分〜5時間、好
ましくは20〜100°Cにて20分〜6時間反応させ
ればよい。また、好適なアルコールとしては、炭素数1
〜10の第1、第2あるいは第3アルコールがあげられ
、より具体的にはメタノール、エタノール、プロパツー
ル、インプロパツール、ブタノール、インブタノール、
アミルアルコール、オクタツールなどをあげることがで
きる。この(2)の方法では、アルコール処理したマグ
ネシウム化合物を電子供与性化合物およびハロゲン含有
四価チタン化合物と反応させるわけであるが、この場合
、まず電子供与性化合物と反応させ、その後に/10ゲ
ン含有四価チタン化合物を加えて反応させてもよく、あ
るいはこの両化合物を同時に加えて、アルコール処理し
たマグネシウム化合物と反応させてもよい。なおこれら
の場合における各化合物の添加割合2反応源度9時間等
については前記(1)の方法の条件に準ずればよい。
(3)  まず前記マグネシウム化合物を2・ロゲ〉化
炭化水素、酸素含有ハロゲン化炭化水素、ノhロゲン化
チオニル、ハロゲン化リン化合物およびノ10ゲン含有
窒素化合物よシなる群から選ばれた一種または二種以上
のハロゲン含有化合物ならびに一般式T1(OB3)4
〔式中、只3は炭素数1〜10のアルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基またはアラルキル基を示す。〕で
表わされる酸素含有チタン化合物で処理し、しかる後に
、前述した/10ゲン含有四価チメン化合物と反応させ
る方法によっても、触媒の(A)成分を得ることができ
る。この際電子供与性化合物は上記(3)の方法のいず
れかの段階で反応系に加えればよい。加える時期は特に
制限なく、d、じめから反応系に存在させてもよく、ま
た途中の段階で加えてもよい。この(3)の方法で用い
るハロゲン含有化合物は上述のとおりであるカニ、ここ
でハロゲン化炭化水素としては、ノ・ロゲン化アルキル
、ハロゲン化アリル、ノ10ゲン化アリール、ハロゲン
化アラルキルなどかあり、具体的に:は塩化n−ブチル
、モノクロルベンゼン、塩化アリル、四塩化炭素、ヨウ
化エチルなどをあげることができる。また、酸素含有ノ
・ロゲン化炭化水素トシてハ、ハロゲン化ベンゾイノν
、ノ)ロゲン化エポキシ、ハロゲン化アルコキシカルボ
ニルナトカあり、具体的にはエピクロルヒドリン、クロ
ルギ酸エチルなどをあげることができる。さらにノ10
ゲン化チオニルとしては、塩化チオニル、臭化チオニル
などがあり、710ゲン化リン化合物としては、m化ホ
スホリル等の710ゲン化ホスホリル、三塩化リン等の
三ノ・ロゲン化りン、五塩化リン等の五ハロゲン化リン
などをあげることができる。
また、ハロゲン含有窒素化合物としては、ト1ノクロル
アセトニトリル等qノ10ゝγ、ン含有ア七トニトリル
、塩化ニトロシル等のノ10ゲン含有ニトロシルなどを
あげることができる。一方、虻h々素含イj°チタン化
合物としては、 ’l’i (OQH3)4 + <l
 (0(!2)(5)4 +Ti(0−n−03H?)
41 Ti(0・n C4Ho)4+  Ti(OCe
Hu)4+Ti (0−CaHs )4などをあげるこ
とができる。反ル杯条件等については特開昭56−16
6205@公報に1<ちずればよい。
本発明の方法は、上記(])〜(3)等の方法により9
製した固体生成物を(A)成匁とし、また有機金属イし
合物を(B)成分とした(A) 、 (B)両氏外を主
成分とする触媒を用いてエチレンの重合を行なう。ここ
で固1体触媒成分である上記(A)成分の形状等は特に
tlil) ’Ja↓ばないが、好ましくは粒径5〜1
00μとし、比表面積5〜35i/L!−になるように
調節すべきである。まだ触媒の(B)成分である有線金
属化合物は各種のものがあり、特に制限はない。この有
機金属化合物に含まれる金属としては、周期律表第1〜
第3族の金属、例えばリチウム、ナトリウム。
カリウム、亜鉛、カドミニウム、アルミニウムなどがあ
るが、特にアルミニウムが好ましい。具体的には、メチ
ルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、ブチ
ルリチウム等のアルキルリチウムあるいけジメチル亜鉛
、ジエチル亜鉛、ジプロピル亜鉛、ジプチル亜鉛等のジ
アルキル亜鉛などがあり、さらに有機アルミニウム化合
物としてに、一般式AtR’kX33−にで表わされる
ものが広く用いられる。R4は炭素数1〜1oのアルキ
ル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、kは
1〜乙の間の実数であり z3は塩素、臭素などのハロ
ゲン原子を示す。具体的にはトリメチルアルミニウム、
トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウ
ム、トリイソブチルアルミニウム。
トリオクチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウ
ム化合物およびジエチルアルミニウムモノクロリド、ジ
イソプロピルアルミニウムモノクロリド、ジイソブチル
アルミニウムモノクロリド。
ジオクチルアルミニウムモノクロリド等のジアルキルア
ルミニウムモノハライドが好適であシ、またこれらの混
合物も好適なものとしてあげられる。
本発明の方法でエチレンを重合するにあたっては、まず
反応系に(A)成分である前記の固体生成物の分散液お
よび(B)成分である有機金属化合物、さらに所望によ
り、電子供与性化合物を加え、次いでこの系に炭素数3
以上のα−オレフィンを加えて予備重合を行ない、しか
る後にエチレンの本重合を行なう。
ここで行なう予備重合はエチレン以外のα−オレフィン
、換言すれば炭素数3以上のα−オレフィン、好ましく
は炭素数3〜12のα−オレフィン、具体的にはプロピ
レン、ブテン−1,ペンテ〉−1,ヘキセ〉−1,オク
テ>−1などを原料とすべきである。この予備重合で゛
は通常は後に行なうエチレンの本重合よシ低温で行なっ
て重合速度を低く抑えることが好ましく、一般に40’
C以下、好ましくは10〜50’C程度で重合爪が触媒
の(A)成分中のチタン原子1?あたシ、0.01〜3
゜1の範囲になるように予備重合を進行させる。またこ
の予備重合の形式等については特に制限はなく、溶液重
合、懸濁重合、気相重合等のいずれも可能であるが、重
合速度を調節するためKは溶液重合が好ましい。この溶
液重合にあたってはペンタ〉、ヘキサン、へブタンある
いはベンゼン、トルエン、ギシレン等の不活性溶媒が用
いられ、また、触媒の添加鼠は、(A)成分をチタン原
子に換算して0001〜5ミリモル/1.好ましくは0
、005〜1ミリモル/lとし、一方(B)成分は(A
)成分中のチタン原子に対して1〜1o’oo(モル比
)、好ましくは10〜500 (モル比)とする。
さらにこの予備重合にあたっては、公知の手段例えば水
素等により分子量調節を図ることもできる。
本発明の方法では上述の如く、エチレンの本重合に先立
って予備重合を行なうことが必要である。
ここで予備重合を行なわず直ちに本重合を開始すると、
触媒活性が低く、しかも得られるエチレン系重合体は嵩
密度が小さく、まだ微粉末の多いものとなる。なお、エ
チレンを原料として予備重合を行なうと、得られるエチ
レン系重合体は嵩密度の小さいものとなり好ましくない
本発明では予備重合終了後、エチレンの本重合を行なう
。この本重合では、予備重合に用いた触媒をそのまま用
いればよく、予備重合を行なった反応系にエチレンを導
入することにより進行する。
なおこの際、新たに触媒の(A)成分、(B)成分さら
には電子供与性化合物等を反応系に補充してもよい。
またこの本重合ではエチレンを単独で重合させてもよい
が、少量の他のα−オレフィンと共重合してもよい。重
合方法ならびに条件等は特に制限はなく、不活性炭化水
素溶媒によるスラリー重合。
無溶媒による液相重合、気相重合等のいずれも可能であ
り、また連続重合、非連続重合のどちらも可能である。
触媒成分の添加屋は、不活性炭化水素溶媒によるスラリ
ー重合あるいは無溶媒による液相重合の場合を例にとれ
ば、(A)成分をチタン原子に換算して0001〜5ミ
リモル/1.好ましくは0.005〜1ミリモル/lと
する。一方、(B)成分は(A)成分中のチタン原子に
対して1〜1000(モル比)、好ましくは10〜50
D (モル比)とする。また反応系のエチレン圧は常圧
〜50kl?/cr1が好ましく、反応温度は45°C
以上、好ましくは50〜100”Cである。重合に際し
ての分子fil調節は公知の手段、例えば水素等により
行なうことができる。なお反応時間は5分〜10時間の
範囲で適宜定めればよい。
本発明の方法によれば、予備重合を行なうため、触媒活
性が極めて高くなると共に、得られるエチレン系重合体
は嵩密度が大きく、粒径分布が狭くて微粉末が非常に少
なく、しかも微視的形状が球状である。その上このエチ
レン系重合体は分子量分布の狭いものであるため、貯蔵
、輸送を効率よくかつ何のトラブルもなく容易に行なう
ことができる。
従って本発明の方法は、製品価値の大きいポリエチレン
、特に高密度ポリエチレンあるいは直鎮状低密度ポリエ
チレン(Lr、、DpE)の製造に有効に利用しつるも
のである。
次に本発明の方法を実施例および比較例によりさらに詳
しく説明する。
実施例1 (1)  固体触媒成分の製這 よく乾燥したs o o at四つ目フラスコに、脱水
精製したn−へブタ>150mA!、マグネシウムジェ
トキシド1(LO7(88ミリモル)および安息香酸ノ
ルマルブチル2.64f(17,6ミリモル)を加えて
還流下1時間反応を行なった。次いで温度を70°Cに
して四塩化チタン83g−(440ミリモル)を30分
間で滴下し、さらに還流下6時間反応を行なった。反応
終了後、傾瀉法でn−ヘプタンを用いて塩素イオンが検
出されなくなるまで洗浄を繰シ返して固体触媒成分を得
た。この固体触媒成分中のチタ〉担持量を比色法によシ
測定したところ45■−T1/1−担体であった。なお
この固体触媒成分の平均粒子径は24μ、比表面積は2
om”/s’であった。
(2)  エチレン系重合体の製造 1を容のステンレス製オートクレーブに、脱水精製した
n−へブタン400d、)ジエチルアルミニウム2ミ9 触媒成分をチタンとして001ミリモル加えた。
次いで25°Cでプロピレンを分圧でo. 8 kg 
/ di a供給して15分間予備重合を行なった。
次に、反応系の温度を70°Cに昇温し、水素を6kg
/ d aになるように装入した後、全圧が9kg /
 dl aになるようにエチレンを連続的に導入し、1
時間屯合を行なった。重合終了後、未反応モノマーを除
去し、不溶性ポリマーを得た。結果を第1表および第2
表に示す、。
実施例2 実施例1(2)において、予備重合上ツマ−としてプロ
ピレンの代わりにオクテン−1を用いたこと以外−二実
施例1(2)と同様の操作を行なった。結果を第1表に
示す。
実施例6 実施例1(2)において、予備重合時にp−)ルイル酸
メヂル02ミリモルを加えたこと以外は実施例1(2)
と同様の操作を行なった。結果を第1表に示す。
比較例1 実職例1(2)において、予備iJ【合を行なわなかっ
たこと以外は実施例1(2)と同様の操作を行なつ/ζ
0結果をtl)1表および第2表に示す。
比較例2 実施5’J 1 (2)において、予備重合をプロピレ
ンの代わ.!1llVCエチレンを用い、分圧で2 k
!9/ csl G供給して行なったこと以外は実施1
p111 (2+と同様の操作を行なった。結果を第1
表に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11(A)マグネシウム化合物とチタン化合物との反
    応生成物および(B)有機金属化合物を主成分とする触
    媒を用いてエチレン系重合体を製造する方法において、
    一般式Mg (OR1)nx ’ 2− B (式中、
    R1は炭素数1〜20のアルキル基、シクロアルキル基
    、アリール基またはアラルキル基を示し、Xlはハロゲ
    ン原子を示し、nは0(n≦2の実数を示す。〕で表わ
    されるマグネシウム化合物。 電子供与性化合物および一般式Ti(oBすmX24−
    m〔式中 B2は炭素数1〜20のアルキル基、シクロ
    アルキル基、アリール基またはアラルキル基を示し 、
    z2はハロゲン原子を示し、mは0≦m≦3の実数を示
    す。〕で表わされるハロゲン含有四価チタン化合物を反
    応させて得られる固体生成物を上記触媒の(A)成分と
    して用いると共K、本重合に先立って炭素数3以上のα
    −オレフィンの予備重合を行なうことを特徴とするエチ
    レン系重合体の製造方法。
JP5796083A 1983-04-04 1983-04-04 エチレン系重合体の製造方法 Granted JPS59184207A (ja)

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