JPS594607A - 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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JPS594607A
JPS594607A JP11155982A JP11155982A JPS594607A JP S594607 A JPS594607 A JP S594607A JP 11155982 A JP11155982 A JP 11155982A JP 11155982 A JP11155982 A JP 11155982A JP S594607 A JPS594607 A JP S594607A
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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】 本発明は狭い分子量分布を有するエチレン系重合体の製
造方法に関する。さらにくわしくは、チタン化合物及び
ジルコニウム化合物を含も新規な触媒を使用し、分子量
分布の狭いエチレン系重合体を製造する方法に関する。
従来より、分子量分布が狭く射出成形に適するエチレン
系重合体を製造する方法は数多く提案されているが、分
子量分布が狭いとされている触媒系を用いてエチレンを
単独重合することによって得られる重合体においても、
溶媒(例えばノルマルヘキサン)を用いて溶媒抽出を行
なった場合、相当量の抽出分(極低分子量重合体)が存
在する。
これらの極低分子量重合体の存在は、重合体を成形する
さい、発煙、メヤ二または悪臭の発生となるとともに、
重合体を製造する時にファウリング(重合器などの器壁
などに重合体が付着すること)やブリッジングの原因と
なる。
」二記のごとき現象はエチレンとα−オレフィンとを共
重合させて得られる共重合体においてさらに顕著となる
。とりわけ、エチレンと比較的多量のα−オレフィンと
を共重合することによって得られる中密度ポリエチレン
および低密度ポリエチレンにおいては、シクロヘキサン
またはノルマルヘキサンなどの溶媒による抽出分が増大
する。該抽出分は、極低分子量重合体及び、又は極低密
度重合体とから構成されており、共重合時に生ずる密度
分布(分枝度分布)の広さにより極低密度部の存在量が
決定される。
以上のことから、本発明者らは、狭い分子量分布を有し
、かつ前記のような欠点が改良された重合体を製造する
ことを種々探索した結果、(AXI)  一般式Mg 
(o R’)z x、’−7で表わされるマグネシウム
化合物(至)と (2)一般式Ti(oR2)、で表わされるアルコギシ
チタン化合物(T)と (3)一般式Zr(oR3)4で表わされるアルコキシ
ジルコニウム化合物(Z) および (4)一般式Ap R1′rnxニー型で表わされるノ
・ロゲン化アルミニウム化合物(E)を特定量比で反応
させて得られる炭化水素不溶性の固体触媒成分と (B)有iアルミニウム化合物 とから得られる触媒系でエチレン単独またはエチレンと
α−オレフィンとを共重合させる方法によってこれらの
問題点がすべて改良されたエチレン系重合体が得られる
ことを見出し、本発明に到達した。
チタン化合物とジルコニウム化合物とを併用する触媒系
に関しては、従来より数多く知られているが、それらは
いずれも分子量分布を広げることを目的としたものであ
り(たとえば 特公昭55−8083号、特開昭54−
116077号)など、 本発明のように、チタン化合物とジルコニウム化合物を
併用することにより、分子量分布が著しく狭い重合体を
与えることは驚くべきことである。
本発明の特徴的効果は、本発明による重合方法によって
得られるエチレン系重合体は、分子量分布が狭く、極低
分子量重合体の含有隈が極めてわずかであり、射出成形
に最も適し、その成形時においても発煙、メヤニまたは
悪臭の発生がほとんどないことである。 さらに該重合
体の製造においても、ファウリングやブリッジングなど
の現象がほとんど発生しないためエチレン単独重合はも
ちろん低密度を与えるα−オレフィンとの共重合におい
ても安定的運転を行なうことができる。
固体触媒成分を製造するために用いられるマグネシウム
化合物は一般式が下式で示されるものである。
Mg(oR’ )z X’w−t      (1)(
11式において、R1は炭素数が多くとも16個の飽和
または不飽和の脂肪族、脂環族もしくは芳香族の炭化水
素基であり、Xlはハロゲン原子を示し、lけ01又は
2である。
(1)式で示されるマグネシウム化合物のうち、好適な
ものの代表例としては、塩化マグネシウム、臭化マグネ
シウム、マグネシウムブチラード、マグネシウムブチラ
ード、エトキシマグネシウムクロライド、ブトキシマグ
ネシウムクロライドなどが挙げられる。
固体触媒成分を製造するために用いられるチタン化合物
は一般式が下式で示されるものである。
Ti(oR2)4         (1)叫式におい
てR2は炭素数が多くとも16個の脂肪族、脂環族ある
いは芳香族の炭化水素基であり、(損式で示されるアル
コキシチタン化合物のうち、好適なものの代表例として
は、エチルチタネート、イソプロピルチタネート、n−
ブチルチタネート、イソブチルチタネート、フェニルチ
タネート、などがあげられる。
さらにジルコニウム化合物は一般式が下式で示されるも
のである。
Zr(oR3)4         (Ill)(Il
[)式においてR3は炭素数が多くとも16個の脂肪族
、脂環族あるいは芳香族の炭化水素基であり、(II[
)式で示されるアルコキシジルコニウム化合物のうち、
好適なものの代表例はエチルジルコネート、n−プロピ
ルジルコネート、n−ブチルジルコネート、フェニルジ
ルコネートなどがあげられる。
ハロゲン化アルミニウム化合物は一般式が下式で示され
るものである。
AjF÷だ−m(I■) GVJ式においてR4は炭素数が多くとも12個の飽和
または不飽和の脂肪族、脂環族もしくは芳香族の炭化水
素基であり、X2は ハロゲン原子を示し、mは04m
と2の数を示す。
IVj式で示されるハロゲン化アルミニウム化合物のウ
チ、好適なものの代表例は、メチルアルミニウムジクロ
ライド、エチルアルミニウムジクロライド、エチルアル
ミニウムセスキクロライド、ジエチルアルミニ ムジクロライド ロライド、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、など
があげられる。
本発明の固体触媒成分は、上記の反応剤(1)、(It
)、(■)および側からこれらの反応剤の化学反応を生
じる任意の方法によって製造することができる。
固体触媒成分生成反応は液状希釈剤中で行なうのが好ま
しい。液状希釈剤としては、ヘキサン、ヘプタン等の脂
肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素及び
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素など
が用いられる。又、エーテル類、アルコール類などの極
性溶媒の使用も可能である。
反応剤の添加順序は任意であるが、反応剤(1)、(I
I)、(III)の反応混合物に反応剤(V)を添加す
るのが最も好ましい。 反応剤(11、(損及び(I[
)の反応温度および時間は反応剤の種類およびその割合
によって異なり、特:C限定されないが、一般には40
 〜180℃で10分ないし3時間であり、特に好まし
くは、60〜140℃で30分ないし2時間である。 
反応剤の反応混合物と反応剤側との反応温度および時間
鴎一般には一40℃〜120℃で10分ないし5時間で
あり、とりわけ−30℃〜80℃で30分ないし2時間
が好ましい。
各反応剤の使用量は厳密なものであり、化合物(1) 
、 (It) 、 (l[+および側の使用量は式を満
足させるものでなければならない。
ここで、Mg,Ti.Zrおよびxi 、 x2  は
それぞれマグネシウム、チタン、ジルコニウムおよびハ
ロゲンのそれぞれの使用量を表わし、これらの量はダラ
ム当量で表わされる。
従って、本発明により、触媒固体成分を得るには、上式
Mを満足させるように、これらの化合物を使用すること
が必要である。
式(■における積は15以下であることが必要であり、
この積が1.5より大きい場合には、分子量分布が充分
に狭い重合体を得ることが出来ない。
前記のようにして得られる固体触媒成分は、不活性炭化
水素、たとえばn−ヘキサン、n−へブタンなどで充分
に洗浄し、そのままスラリーとして重合系に供給しても
よく、また乾燥した後、粉末状にして使用してもよい。
以上のようにして得られる固体成分中のチタン原子の含
有量は一般には0.1〜30重量%であり、ジルコニウ
ム原子の含有量は、0.1〜20電量チである。又、マ
グネシウム原子の含有量は0.1〜30重量%であり、
/)ロゲン原子の含有量は多くとも70重量%である。
以上のようにして精製された固体触媒成分を用いて常法
のように有機アルミニウム化合物または該化合物と第三
成分とから得られる触媒系で不活性溶媒中でエチレンの
単独重合またはエチレンとα−オレフィンとの共重合を
行なうことによって本発明を達成することができる。
重合において使用される有機アルミニウム化合物として
は一般式 %式%() で表わされる有機アルミニウム化合物が使用される。 
(V)式においてR5は炭素数が多くとも12個の脂肪
族、脂環族もしくは芳香族の炭化水素基、x3 Fi 
ハロゲン原子又は水素原子、nは2≦nく3の数である
代表的なものとしては、トルエチルアルミニウム、トリ
アルキルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、
トリヘキシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニ
ウム、ジエチルアルミニウムハイドライドおよびジイソ
ブチルアルミニウムハイドライドのごときアルキルアル
ミニウムハイドライドならびにジエチルアルミニウムク
ロライド、ジエチルアルミニウムハイドライドなどのジ
アルキルアルミニウムハライ゛ドがあげられる。
有機アルミニウム化合物の使用量は11の不活性溶媒に
対して一般には0.1〜10ミリモル、好ましくは0.
3〜3ミリモルである。
不活性溶媒としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘ
プタン、シクロヘキサンおよびメチルシクロヘキサンの
ような不飽和脂肪族炭化水素ならびにベンゼン、トルエ
ンおよびキシレンのような芳香族炭化水素があげられる
。 また第3成分は、電子供与性化合物であり、オレフ
ィンの重合において、重合活性、結晶性などの改質剤と
してよく知られているものである。エチレンと共重合す
る場合に、使われるα−オレフィンとしては、炭素数が
多くとも20個好ましくは12個のα−オレフィンであ
り、その代表例としては、プロピレンブテン−1,4−
メチルペンテン−1、ヘキセン−1およびオクテン−1
があげられる。 得られるエチレン系共重合体中に占め
る上記のα−オレフィンの割合は一般には20モルチ以
下が好ましく、特に15モルチ以下が好適である。
本発明方法を実施するにあたり重合温度および圧力は特
に制限させることなく、常用の条件を適用することがで
きるが、一般には常温〜300℃の温度範囲および1〜
200気圧の重合圧力を採用し気相法、懸濁法あるいは
溶液法により実施される。 また必要ならば分子量調節
のために、重合反応系内に水素などを共存させてもよい
次に実施例及び比較例をあげ本発明をさらに詳細に説明
する。
実施例 1〜5、比較例 1〜4 (1)固体触媒成分の製造 第1表に表示した割合でマグネシウムエチラート、n−
ブチルチタネート、n−ブチルジルコネート及び溶媒と
してn−へブタンを使用し、70℃で1.5時間反応を
行なった。次いで、所定量のエチルアルミニウムジクロ
ライドを80℃で添加した。生成した沈澱をn−ヘキサ
ンで充分に洗浄した後、40℃で真空乾燥して、固体触
媒粉末を得た。
(2)  エチレンの重合 3、Oj?のステンレス製のオートクレーブにn−ヘキ
サン2f、上記固体触媒成分を第1表に示す量およびト
リイソブチルアルミニウムを0.8mmol入れ内温を
90℃に昇温した。つぎに水素を第1表に示す量加え、
さらに、エチレンを圧入し、工チレン分圧を5. Ok
g / cm2 となるように保ちながら1時間重合を
行なった。ついで内容ガスを系外に放出することにより
重合を終結した。得られた結果は第1表に示した。
実施例 6 実施例4においてn−ブチルチタネートの代わりに、イ
ソプロピルチタネートを用いる以外は全く同様にして固
体触媒成分を得、このものを用いて、実施例4と全く同
様にエチレンの重合を行なった。結果は第1表に示した
実施例 7 実施例工において、マグネシウムエチラートの代わりに
、塩化マグネシウムを用いる以外は全く同様にして固体
触媒成分を得た。この固体触媒成分を所定量用いる以外
は実施例1と全く同様にエチレンの重合を行なった。結
果は第1表に示した。
実施例 8〜11 実施例1のエチレンの重合において、エチレンを圧太し
重合を開始するときにエチレンとともにα−オレフィン
(種類および供給量は第2表に示ず)を圧入しエチレン
とα−オレフィンとの共重合を1時間行なった。 重合
結果は第2表に示した。
実施例 12 3、Ql!のステンレス製オートクレーブに、実施例1
で調製した固体触媒成分221■ 0.5mmolのト
リイソブチルアルミニウムおよびl kgのイソブタン
を仕込み、内温を80℃に昇温した。水素を分圧がt 
o kg / cwr2 まで圧入し、ブテン−1を9
0F仕込み、つづいてエチレンを分圧が5.0 kg。
102になるまで圧入した。 エチレンをその圧力を維
持するように供給しながら、1時間重合を行なった。得
られた重合体は510pであり、重合活性は462of
l/11・固体触媒・時間・エチレン圧であった。 こ
の重合体のMIは6.21710分であり、HLMI/
MI  は21であり、密度は、0.921g/ccで
あった。又、n−ヘキサン抽出量は9.5%であった。
比較例 5 比較例1において調製した固体触媒成分236m9を用
い−る他は、実施例工2と同様に、エチレンとブテン−
1との共重合を行なった。得られた重合体は290gで
あり、重合活性は2460I/y−固体触媒・時間・エ
チレン圧であった。重合体のMIは5.97/10分で
ありHLMI / MIは45であり、密度は0.92
3 g/ccであった。n−ヘキサン抽出量は35チと
多かった。
−5′

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (A)(1)一般式Mg (OR’ )tx;、z (
    式中R1は炭素数が多くとも16個の飽和または不飽和
    の脂肪族、脂環族または芳香族の炭化水素基であり、X
    lはハロゲン原子を示し、Eは0.1又は2である)で
    表わされるマグネシウム化合物(財)と (2)一般式Ti(OR2人(式中R2は炭素数が多く
    とも16個の脂肪族脂環族あるいは芳香族の炭化水素基
    である)で表わされるアルコキシチタン化合物(T)と (3)一般式Z r (o R3)、 (式中R3は炭
    素数が多くとも16個の脂肪族、脂環族あるいは芳香族
    の炭化水素基である。)で表わされるアルコキシジルコ
    ニウム化合物(2))および(4)一般式Apix”、
    −m(式中Rは炭素数が多くとも12個の飽和または不
    飽和の脂肪族、脂環族あるいは芳香族の炭化水素基を示
    しダはハロゲン原子を示し、mはO≦mイ2の数を示す
    )で表わされるハロゲン化アルミニウム化合物(E)を
    反応させて得られる炭化水素不溶性の固体触媒成分と (B)  有機アルミニウム化合物 とから得られる触媒系でエチレン単独又はエチレンとα
    −オレフィンとを共重合させる方法において、上記化合
    物(財)、 (T) 、 (Z)および(E)をそれぞ
    れ下式 (式中、Mg、Ti+Zr、X”及びX2  はそれぞ
    れダラム当量で表わされるマグネシウム、チタン、ジル
    コニウム及びハロゲンの使用量を表わす。)を満足させ
    る触媒を用いることを特徴とするエチレン系重合体の製
    造方法。
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