JPS6315927B2 - - Google Patents

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JPS6315927B2
JPS6315927B2 JP55137938A JP13793880A JPS6315927B2 JP S6315927 B2 JPS6315927 B2 JP S6315927B2 JP 55137938 A JP55137938 A JP 55137938A JP 13793880 A JP13793880 A JP 13793880A JP S6315927 B2 JPS6315927 B2 JP S6315927B2
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JP
Japan
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reactor
olefin
polymer particles
polymerization
propylene
Prior art date
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Application number
JP55137938A
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Japanese (ja)
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JPS5761013A (en
Inventor
Akinobu Shiga
Masahiro Kakugo
Koji Yamada
Hajime Sadatoshi
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP13793880A priority Critical patent/JPS5761013A/en
Publication of JPS5761013A publication Critical patent/JPS5761013A/en
Publication of JPS6315927B2 publication Critical patent/JPS6315927B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、ガス状のα−オレフインを重合体に
直接転化させる気相重合法に関するものである。
さらに具体的には、流動層型反応器あるいは、撹
拌機付き流動層型反応器を用い、連続的に高品質
のα−オレフインブロツク共重合体を製造する方
法に関する。 チーグラーおよびナツタらによつてα−オレフ
インの立体規則性触媒が発明されて以来、結晶性
α−オレフイン重合体が工業的に生産されてき
た。現在までに提案された工業的製造方法のうち
最も主要なものは、液状の不活性溶媒中に触媒を
分散し、α−オレフインを供給して重合するいわ
ゆる溶媒重合法による製造方法である。しかしな
がら、かかる溶媒重合法においては重合終了後、
触媒の失活、さらに触媒残渣の抽出を行つた後に
重合体粒子を不活性溶媒から分離し、更に乾燥を
行つて製品重合体を得る。一方分離した不活性溶
媒は、通常工業的には不活性溶媒中に溶解した低
分子量で、低結晶性重合体および触媒残渣を分離
し、精製して再使用しており、非常に複雑でエネ
ルギー消費の多い工程が必要となる。かかる問題
を克服するために、実質的に液状の不活性溶媒の
非存在下に気相中で、α−オレフインを重合する
気相重合法について既に多くの提案がなされてい
る。 しかしながら、これら気相中での重合法におい
ては、溶媒重合法と比較して幾多の克服すべき問
題点がある。すなわち気相中で重合体粒子を撹拌
して重合させる方法は、溶媒重合に比較して均一
な混合が極めて困難であることから、局部的に温
度の高い部分が発生しやすく、また触媒を重合系
内に添加する場合においても、固体触媒成分が迅
速に分散しにくいため、局部的に温度の高い部分
が発生しやすい。又、反応器の器壁の伝熱も溶媒
重合法と比較して著しく悪いことから、溶媒重合
法で通常実施されている反応器の器壁からの重合
熱の除去は、極めて困難である。 これらの問題点を克服するために、固体触媒成
分あるいは/および固体触媒成分を含む重合体粒
子あるいは/および分散体をα−オレフインを主
体とするガスの上昇流によつて流動化した床を形
成せしめ、そこでα−オレフインの重合反応を行
い、末反応のガスを外部熱交換器を有する循環系
へ導き、冷却して再度流動化された床へ送入する
ことにより重合反応熱を除去する、いわゆる流動
層型反応器あるいは、撹拌機付き流動層型反応器
を使用した重合法が提案されている。 これまでに提案された該気相重合法の多くは、
連続式重合であるが、固体触媒を含む複合触媒を
用いて本質的に多段階の重合工程を必要とするブ
ロツク共重合においては、連続式重合により得ら
れる重合体は触媒の滞留時間分布により、重合体
粒子間で組成が不均一であり、成形品中にブツが
発生し、成形品の外観が著るしく低下したり、引
張り特性、衝撃強度等の機械的性質が著るしく低
下する問題がある。ブロツク共重合体を連続的に
製造する場合のかかる問題点を改良する方法とし
て、特公昭53−25585号公報、特公昭49−12589号
公報に溶媒重合法において、反応器を多槽、連結
して重合することにより、高品質のブロツク共重
合体を製造する方法が提案されている。しかしな
がら該気相重合法において、反応器を多槽連結し
て重合する方法は、溶媒重合法と比較すると著る
しい困難を伴う。すなわち製造するブロツク共重
合体の構造によつては、重合体粒子の付着力が著
るしく増大し、流動層型反応器あるいは撹拌機付
き流動層型反応器で局部的な高温域の発生を防止
する目的及び重合熱の除去を達成する目的で充分
な量の循環ガスを反応器に供給するとスラツキン
グ等の異常流動現象が発生する問題がある。更に
反応器間の配管では、重合体粒子の移送時に閉塞
が頻発する問題がある。 本願発明者等は、かかる問題を克服するために
鋭意検討した結果、ブツの発生が少なく、かつ機
械的性質の優れるブロツク共重合体を連続式重合
で安定に製造する方法を発見し、本発明に到つ
た。すなわち、本発明はチーグラー・ナツタ触媒
の存在下に、流動層型反応器あるいは撹拌機付き
流動層型反応器を用いて、液状の不活性媒体の実
質的に不存在下にプロピレン単独か、あるいはプ
ロピレンと結果として共重合する炭素数2〜8の
α−オレフイン、好ましくは炭素数2〜4のα−
オレフイン、最も好ましくはエチレンが6モル%
以下となるように重合あるいは共重合する第1段
階と、プロピレンと結果として共重合する炭素数
2〜8のα−オレフイン、好ましくは炭素数2〜
4のα−オレフイン、最も好ましくはエチレンが
10モル%以上となるように共重合する第2段階と
からなるブロツク共重合において、第1段階は少
くとも2基、好ましくは3〜7基の反応器を直列
に結合して連続的に重合し、第2段階は少なくも
1基、好ましくは2〜5基の反応器を直列に結合
して連続的に重合し、かつ第2段階では、プロピ
レンを25〜80モル%共重合する工程を含み、該工
程での重合量を最終重合体の2〜40重量%、好ま
しくは2〜30重量%、最も好ましくは2〜25重量
%にすることを特徴とするブロツク共重合体の製
造方法である。 本発明のブロツク共重合の第1段階は少くとも
2基、好ましくは3〜7基で実施される。該段階
を1基で行う場合には、得られる重合体は粒子間
で組成が不均一であり、高品質の重合体は得られ
ない。2基以上、好ましくは3基以上連結するこ
とにより高品質の重合体が得られる。また、該段
階においては一般的には連結する反応器の数を増
す程、触媒の滞留時間分布は狭くなり均一な組成
の重合体粒子が得られるが、8基以上連結しても
改良効果は少ない。 第2段階は少くとも1基、好ましくは2〜5基
で実施する。該段階は1基でもさしつかえない
が、2基以上連結することにより更に均一な組成
の重合体が得られるため好ましい。6基以上連結
することも可能であるが、第1段階と同様に改良
効果は少ない。本発明で、プロピレンと共重合す
る炭素数2〜8のα−オレフインとしては、エチ
レン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−
1、ヘプテン−1、ペンテン−1、4−メチル−
ペンテン−1、オクテン−1等があげられる。な
かでもエチレンとブテン−1は重合速度が速いた
め好ましくエチレンは特に好ましい。また、重合
の各段階において、反応器毎に供給する単量体の
組成あるいは、更に種類を変更して実施すること
も可能であるが、第2段階ではプロピレンを25〜
80モル%共重合する工程を含むことを必須とす
る。第2段階で該工程を含み、かつ該工程の重合
量を少くとも最終重合体の2重量%にすることに
より、極めて耐衝撃強度及び脆化温度の優れた重
合体を製造することが可能となるが、該工程にお
ける重合量が最終重合体の40重量%より多い場合
には、著るしく重合体粒子の付着力が増大し、安
定に重合を行うことが困難となるために好ましく
ない。 該工程の重合量を30重量%以下にすることによ
り非常に付着力の小さい重合体が得られ、更に25
重量%以下にすることにより極めて付着力の小さ
い重合体が得られることから好ましい。本願発明
者等の検討結果によると、重合体粒子の付着力と
ともに安息角も増大するが、安息角が45゜を超え
ると、安定な重合は困難となつた。ブロツク共重
合を上記の限定された範囲で実施することによ
り、極めて品質が良好で、かつ粉体特性の優れた
重合体を製造することが可能となる。 本発明で使用する触媒は、いわゆるチーグラ
ー・ナツタ触媒すなわち周期律表第〜族遷移
金属化合物と周期律表第〜族典型金属の有機
化合物とからなる触媒であり、該遷移金属化合物
あるいはこれを含有する触媒成分が固体であるこ
とが好ましい。 遷移金属化合物として好ましいのは、少くとも
チタンおよびハロゲンを含有する化合物であつ
て、そのうちでも一般式Ti(OR)nXm−n(Rは
炭素数1ないし20、炭化水素基Xはハロゲンを表
わし、mは2ないし4、nは0ないしm−1の数
を表わす)で表わされるチタンのハロゲン化合物
が好ましい。かかる化合物を具体的に例示するな
らばTiCl4、TiCl3、TiCl2、Ti(OC2H5)Cl3、Ti
(OC6H5)Cl3などである。 遷移金属化合物は、それ自体が主成分である
か、あるいは適当な担体に担持された触媒成分と
して使用することができる。 チタン・ハロゲン化合物のうち、TiCl3は本発
明において最も好ましい遷移金属化合物の1つで
あるが、α・β・γおよびδ型の結晶型をとるこ
とが知られており、炭素数3以上のα−オレフイ
ンを立体現則性重合するためには属状の結晶形を
有するα・γおよびδ型のTiCl3が好ましい。 TiCl3は一般にTiCl3を水素、金属アルミニウ
ム、金属チタン、有機アルミニウム化合物、有機
マグネシウム化合物などで還元することによつて
一般にTiCl3組成物として得られる。好ましい
TiCl3組成物はTiCl4を金属アルミニウムで還元
し、さらに機械的粉砕などによつて活性化され
た、いわゆるTiCl3AAおよびTiCl4有機アルミニ
ウム化合物で還元し、さらに錯化剤とハロゲン化
合物を用いて活性化したものである。本発明にお
いては特に後者が好ましい。TiCl3組成物は液化
プロピレン中水素の存在下にジエチルアルミニウ
ムクロリドと組合せて65℃で4時間重合した時、
TiCl3組成物1gあたり6000g以上のポリプロピ
レンを生成せしめることができるものが特に好ま
しい。かかるTiCl3組成物は、特開昭47−34478
号公報、特開昭51−76196号公報、特開昭53−
33289号公報、特開昭54−11985号公報、特願昭55
−21252号公報などに開示された方法で製造する
ことができる。 遷移金属化合物を適当な担体に担持された触媒
成分として使用する場合、担体としては、各種固
体重合体、特にα−オレフインの重合体、各種固
体有機化合物、特に固体の炭化水素、各種固体無
機化合物、特に酸化物、水酸化物、炭酸塩、ハロ
ゲン化物などを用いることができる。 好ましい担体はマグネシウム化合物すなわちマ
グネシウムのハロゲン化物、酸化物、水酸化物、
ヒドロキシハロゲン化物などである。マグネシウ
ム化合物は、他の上記固体物質との複合体として
用いることもできる。マグネシウム化合物は、市
販のものをそのまま用いることもできるが、機械
的に粉砕して、あるいは溶媒に溶解した後析出さ
せて、あるいは電子供与性化合物や活性水素化合
物で処理して、あるいはグリニヤール試薬など有
機マグネシウム化合物を分解して得たマグネシウ
ム化合物であることが好ましい。これら好ましい
マグネシウム化合物を得るための操作は併用する
ことが多くの場合好ましく、またこれら操作をあ
らかじめ担体を製造する際に行つてもよいし、触
媒成分を製造する際に行つてもよい。 特に好ましいマグネシウム化合物はマグネシウ
ムのハロゲン化合物であり特に好ましい遷移金属
化合物は、前記のチタンのハロゲン化合物であ
る。 かかるチタン、マグネシウム、ハロゲンからな
る担体付触媒成分は本発明において最も好ましい
触媒成分の1つであるが、特公昭47−41676号公
報、USP3642746、特開昭49−86482号公報、特
開昭51−92885号公報、特開昭52−74684号公報、
特開昭53−39991号公報、特開昭54−2988号公報、
特開昭54−3183号公報、特開昭54−17988号公報、
特開昭54−112982号公報、特開昭54−112983号公
報、特願昭54−107471号公報などに開示された方
法で製造することができる。炭素数3以上のα−
オレフイン立体現則性重合するためには、これら
のうち電子供与体化合物を含有するチタン、マグ
ネシウム、ハロゲンからなる担体付触媒成分を使
用することが好ましい。 周期律表第〜族典型金属の有機化合物とし
て好ましいのは、有機アルミニウム化合物であつ
て、特に一般式ReAlX3-e(Rは炭素数1ないし
20。炭化水素、Xは水素またはハロゲンを表わ
し、eは1ないし3の数である)で表わされる有
機アルミニウム化合物が好ましい。かかる化合物
を具体的に例示するならば、トリエチルアルミニ
ウム、トリイソブチルアルミニウム、ジエチルア
ルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニウムクロ
リド、ジエチルアルミニウムブロミド、エチルア
ルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウム
ジクロリドなどである。最も好ましい化合物は、
トリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウム
クロリドおよびこれらの混合物である。 本発明で使用する触媒は、該遷移金属化合物か
らなる固体触媒成分と該有機金属化合物とからな
るが、活性および/または立体規則性の向上のた
め、さらに電子供与性化合物を併用することがで
きる。 かかる電子供与性化合物としては、酢酸エチ
ル、ε−カプロラクトン、メタクリル酸メチル、
安息香酸エチル、P−アニス酸エチル、P−トル
イル酸メチル、無水フタル酸などのエステルまた
は酸無水物、ジ−n−ブチルエーテル、ジフエニ
ルエーテル、ダイダライムなどのエーテル化合
物、トリ−n−ブチルホスフアイト、トリフエニ
ルホスフアイト、ヘキサメチレンホスフオリツク
トリアミドなどの有機リン化合物などをあげるこ
とができる。他にもケトン類、アミン類、アミド
類、チオエーテル類なども使用できる。好ましい
電子供与性化合物は、エステル類および亜リン酸
エステル類であり、時にチタン、マグネシウム、
ハロゲンからなる担体付触媒成分に対しては芳香
族モノカルボン酸エステルが好ましい。 本発明で使用する触媒は前記の如く、固体触媒
成分と有機金属化合物触媒成分の少くとも2成分
からなる。固体触媒成分はあらかじめ、その1重
量部あたり100重量部以下のα−オレフインを重
合せしめて、得られたα−オレフイン重合体との
混合物であつてもよい。 次に、好ましい反応器の実施態様を第1図およ
び第2図に示す。 第1図に示すように反応器は、長さと内径の比
が1〜6の範囲の円筒形からなる。 あるいは、第2図に示すように更にその上部に
直胴部の径に対して2倍以下の径を有する減速帯
を有することも可能である。 反応器は更に、均一な流動床を得る目的で、撹
拌機6あるいは更に粒子の飛散を防止する目的
で、内挿物7を有することも可能である。 本発明の重合においては撹拌機6は必ずしも必
須ではないが、スラツギング、チヤンネリングな
どの異常流動現象を防止する目的及び触媒供給時
の触媒の均一な分散を行う目的及び、反応器底部
への重合体の付着を防止する目的で装備すること
ができる。撹拌翼としては、多段パドル翼が望ま
しいが、特に限定されるものではなく、また撹拌
速度は撹拌翼先端速度が5m/sec以下で充分で
ある。 内挿物7は、必ずしも必須ではないが、重合体
粒子あるいは固体触媒粒子の飛散を防止する目的
で設置することができる。 内挿物は、軸方向に投影した場合、投影されな
い部分が、直胴部の断面積の10%以下にすること
により飛散の防止効果が大きく好ましい。重合体
粒子は、ガス分配装置8からα−オレフインを含
むガスを反応器に導入することにより、流動状態
に保たれる。 ガス分配装置8としては、特に限定されること
はないが、重合工程を通じて孔の閉塞がなく、ま
た、チヤンネリング等の異常流動現象の発生がな
く、かつ、局部的な高温域の発生がない、安定な
流動化状態が保たれる構造であることが好まし
く、かかる目的のためには多孔板、バブルキヤツ
チ、パイプスパージヤー等があげられる。特に、
水平より下に孔を有するパイプスパージヤーある
いはバブルキヤツプが好ましい。また、ガス分配
装置は、2段階以上に多段に配置することが可能
である。 触媒の供給場所については、特に限定されない
が、固体触媒成分を流動床中に供給する方法は、
循環系へ飛散が少なく、かつ触媒成分の分散が、
短時間に達成されることから好ましい。有機アル
ミニウム化合物あるいは電子供与性化合物は、固
体触媒成分が充分に分散している場合に供給する
のが局部的な反応が起こりにくいために好まし
く、流動層より上部から供給するのが最も好まし
い。また電子供与性化合物の供給場所は、有機ア
ルミニウム化合物と同一であつてもさしつかえな
い。 触媒成分の供給割合は、固体触媒成分をTiCl3
とした場合は、有機アルミニウム化合物/TiCl3
のモル比は1〜100が好ましく、更に3〜50の範
囲が特に好ましい。 電子供与性化合物は、TiCl3または有機アルミ
ニウム化合物1モルに対して、1モル以下の使用
量が普通である。 触媒成分の供給はいずれも連続に又は間けつ的
に行うが、重合体の抜き出しに伴つて抜き出され
る触媒量に見合つた量供給する。 かくして、重合体粒子中に分散した固体触媒成
分を重合活性中心として、重合が進行する。 重合反応は、液体媒体が実質的に反応器に存在
することがなく、かつ重合体粒子が溶融塊化しな
い条件で進行させることが必須である。詳細な重
合条件は40〜100℃の温度範囲、1〜50Kg/cm2(G)
の圧力範囲のα−オレフインが実質的に液化しな
い条件下で実施される。該温度圧力の範囲内であ
れば、各反応器で自由に変化させてもさしつかえ
ない。 重合は、製品の溶融流動性を調節する目的で水
素を添加することが好ましいが、重合の第2段階
では除去する工程を含むことも可能である。 反応で消費される単量体及び水素は連続的ある
いは間けつ的に供給される。 供給される位置は特に限定されず、循環ライ
ン、フリーボード、床のいずれでもさしつかえな
い。 重合は、定常な状態においては、重合体粒子を
少くとも流動化するに足りる上昇流を有する単量
体を主体とするガスの流れの中で進行させる。均
一な流動化及び局部的な高温域の発生を防止する
ためには、最終重合体粒子の流動化開始速度
(Umf)の1.5〜10倍、好ましくは2〜6倍のガス
上昇流の範囲で運転するのが好ましい。床で反応
しなかつた未反応ガスは10から循環系に移送さ
れる。未反応ガスに同伴される重合体粒子等の固
体成分はサイクロンあるいは/およびフイルター
等で除去し、圧縮機で昇圧した後に熱交換器で冷
却し、しかる後にガス分配装置8に供給される。
圧縮器と熱交換器の位置は逆にすることも可能で
あるが、単量体がプロピレンの如き本発明の重合
圧力の範囲で冷却した場合に、ガスの一部あるい
は大部が液化する条件においては、気液混合物を
圧縮器で安定に昇圧することが困難であるので、
圧縮器、熱交換器の順に循環させることが好まし
い。 サイクロンで分離した重合体粒子は、反応器に
返すこともあるいは、系外に除去するいずれの方
法も可能である。 重合熱の大部分は、熱交換器9により除去する
が、更に重合は所定の重合温度を達成するように
制御する必要がある。 床では、重合体粒子と循環ガスとの間の熱交換
は、比較的すみやかに起こり、床出口での循環ガ
ス温度と床の重合温度とは、ほぼ一致する。従つ
て、所定の重合温度を達成するためには、あらか
じめ重合ガスの熱容量及び循環ガス流量を考慮し
て、反応器入口の循環ガス温度をあらかじめ推定
して設定し、しかる後に反応器入口の循環ガス温
度を調節して、目的の重合温度を達成するのが好
ましい。 本発明の方法を以下に実施例をあげて、更に詳
細に説明するのが、本発明はこれら実施例によつ
てのみ限定されるものではない。 実施例、比較例の結果を第1表〜第4表に示す
が、表中の物性値は下記の基準により測定したも
のである。 メルトインデツクス ASTM D1238−57T 曲げ剛性度 ASTM D747−58T ピカツト軟化点 ASTM D1525 脆化温度 ASTM D746 落鍾衝撃強度:デユポン衝撃試験機に1mm(厚
み)の射出成形シートを設置し、尖端が半径
6.3mmの球を有する芯を接触させ、その上に1.5
Kgの分銅を高さを変えて自然落下させて、破壊
しない最大のエネルギーを求めた。測定は20℃
と−10℃で行つた。 引張り試験:ASTM D638−68Tに準拠し抗伏点
応力(YS)、破断点応力(US)、破断点伸び
(UE)を測定した。 極限粘度(以下〔η〕と略す)は、テトラリン
溶媒で135℃で測定した。 ブツの測定はT−ダイ押し出し機で厚み30のフ
イルムを成形し、径が50以上のブツを数え個/c.c.
に換算した。当発明者等の検討結果では、1000以
下であると形成品の表面光沢は良好であつた。 成形品の外観は厚さ1mm、縦横が16cmのシート
を射出成形機により成形し観察した。 実施例 1 (1) 触媒の合成 () 200撹拌機付オートクレーブに、ヘキ
サン45.5とTiCl411.8を装入し、この溶
液を−10〜−5℃に保ちながら、ヘキサン
43.2とジエチルアルミニウムクロリド13.5
からなる溶液を撹拌下に3時間で滴下し
た。 ついで、反応混合物を15分間−10〜0℃に
保持した後に、2時間で65℃まで昇温し、更
に65℃で2時間撹拌下に保持した。次に反応
混合物は固体(還元固体と略す)を、液相か
ら分離し50のヘキサンで6回洗浄した後に
ヘキサンを除去した。 () 得られた還元固体を、ヘキサン92中に
懸濁させ、これにジイソアミルエーテル19.6
を添加した。この懸濁液を35℃で1時間撹
拌した後、得られた固体(エーテル処理固体
と略す)を液相から分離し、50のヘキサン
で6回洗浄した後にヘキサンを除去した。 得られたエーテル処理固体にTiCl4の40容
量%のヘキサン溶液60を添加し、この懸濁
液を70℃で2時間撹拌した。 ついで得られた固体を液相から分離し、50
のヘキサンで10回洗浄した後にヘキサンを
除去し、乾燥を行つた。 かくして得られた固体をTiCl3固体触媒
()とする。 (2) プロピレン−エチレンブロツク共重合 第3図に示した如く6基の反応器を直列に結
合してプロピレン−エチレンブロツク共重合を
連続的に実施した。各反応器は、第1図に示し
た内容積1m3の撹拌機付き流動層型反応器であ
る。反応器Aには、触媒として三塩化チタン固
体触媒()を4.5g/hr、ジエチルアルミニ
ウムクロリドを40g/hr、トリエチルアルミニ
ウムを8g/hr、メチルメタアクリレートを
2.9g/hrの速度で供給するとともにプロピレ
ンと水素を連続的に供給し重合を行つた。重合
体粒子は各反応器の下部から、循環ガスの一部
とともに抜き出し、次の反応器に移送して連続
的に重合を行つた。反応器A,B,C,Dでは
プロピレンの重合を行い、反応器E,Fではエ
チレンとプロピレンの共重合を行つた。また、
反応器Cから抜き出した重合体粒子は、サイク
ロンで未反応モノマーの大部分を分離した後に
反応器Dにプロピレンで加圧投入した。他の反
応器の間の重合体粒子の移送は、圧力差を利用
して末反応モノマーとともに移送した。重合条
件を第1表に示す。 重合期間中反応器A〜Gは、循環系に設置し
た圧縮機を用いて、80〜120m3/hrの速度に循
環ガス流量を保つた。これは、重合体粒子の最
少流動化速度の2〜3倍の範囲にあつた。連続
重合は12時間続行したが、期間中反応器中での
異常流動現象もなく、また配管での閉塞もな
く、問題のないものであつた。なお反応器F出
口の重合体粒子の安息角は38゜であつた。 反応器D及びFの抜き出し口から少量のポリ
マーをサンプリングして〔η〕を測定した結
果、それぞれ1.79、2.57(dl/g)であつた。
また、反応器E及びFにおけるエチレン/プロ
ピレン反応比(モル比)は、物質収支から計算
した結果、それぞれ54/46、59/41であつた。
得られた重合体粒子は撹拌混合槽に移送し、重
合体粒子1Kgに対してプロピレンオキシド3ml
と水0.3mlを添加して、80℃30分間処理した後
に乾燥して、白色粉末状重合体を得た。得られ
た重合体粒子は、公知の添加剤を加え、ついで
押し出し機でストランド状に押し出した後に、
ペレツト状にして物性を測定した。結果を第4
表に示す。
The present invention relates to a gas phase polymerization method for directly converting gaseous alpha-olefins into polymers.
More specifically, the present invention relates to a method for continuously producing a high quality α-olefin block copolymer using a fluidized bed reactor or a fluidized bed reactor equipped with a stirrer. Crystalline α-olefin polymers have been produced industrially since the invention of α-olefin stereoregular catalysts by Ziegler and Natsuta et al. The most important industrial production method proposed to date is the so-called solvent polymerization method, in which a catalyst is dispersed in a liquid inert solvent, and α-olefin is supplied for polymerization. However, in such solvent polymerization method, after the completion of polymerization,
After deactivating the catalyst and extracting the catalyst residue, the polymer particles are separated from the inert solvent and further dried to obtain a product polymer. On the other hand, separated inert solvents are usually industrially low-molecular-weight, low-crystalline polymers and catalyst residues dissolved in inert solvents, purified, and reused, which is very complex and requires energy. Requires an intensive process. In order to overcome this problem, many proposals have already been made regarding gas phase polymerization methods in which α-olefins are polymerized in the gas phase in the absence of a substantially liquid inert solvent. However, these polymerization methods in the gas phase have many problems that need to be overcome compared to solvent polymerization methods. In other words, in the method of polymerizing by stirring polymer particles in the gas phase, it is extremely difficult to achieve uniform mixing compared to solvent polymerization, which tends to generate locally high temperature areas, and also makes it difficult to polymerize the catalyst. Even when added to the system, it is difficult for the solid catalyst component to disperse quickly, which tends to cause localized areas of high temperature. Furthermore, heat transfer through the walls of the reactor is also significantly poorer than in the solvent polymerization method, so it is extremely difficult to remove the polymerization heat from the walls of the reactor, which is usually carried out in the solvent polymerization method. In order to overcome these problems, a bed is formed in which the solid catalyst component and/or polymer particles and/or dispersion containing the solid catalyst component are fluidized by an upward flow of a gas mainly composed of α-olefin. The polymerization reaction of α-olefin is carried out there, and the final reaction gas is introduced into a circulation system having an external heat exchanger, cooled, and then fed into the fluidized bed again to remove the polymerization reaction heat. A polymerization method using a so-called fluidized bed reactor or a fluidized bed reactor equipped with a stirrer has been proposed. Many of the gas phase polymerization methods proposed so far are
Block copolymerization is continuous polymerization, but essentially requires a multi-step polymerization process using a composite catalyst containing a solid catalyst. Problems where the composition is non-uniform among polymer particles, causing lumps to appear in the molded product, significantly deteriorating the appearance of the molded product, and significantly deteriorating mechanical properties such as tensile properties and impact strength. There is. As a method to improve this problem in the continuous production of block copolymers, Japanese Patent Publication No. 53-25585 and Japanese Patent Publication No. 49-12589 disclose a method in which multiple reactors are connected in a solvent polymerization method. A method for producing high quality block copolymers by polymerization has been proposed. However, in the gas phase polymerization method, the method of polymerizing by connecting multiple reactors is extremely difficult compared to the solvent polymerization method. In other words, depending on the structure of the block copolymer to be produced, the adhesion of the polymer particles increases significantly, making it difficult to generate localized high temperature regions in a fluidized bed reactor or a fluidized bed reactor equipped with a stirrer. If a sufficient amount of circulating gas is supplied to the reactor for the purpose of prevention and removal of the heat of polymerization, there is a problem that abnormal flow phenomena such as slugging occur. Furthermore, there is a problem in that piping between reactors frequently becomes clogged during the transfer of polymer particles. As a result of intensive studies to overcome such problems, the inventors of the present application have discovered a method for stably producing block copolymers with fewer lumps and excellent mechanical properties by continuous polymerization, and the present invention I reached it. That is, the present invention uses a fluidized bed reactor or a fluidized bed reactor with a stirrer in the presence of a Ziegler-Natsuta catalyst to react with propylene alone or with substantially no liquid inert medium. α-olefins having 2 to 8 carbon atoms, preferably α-olefins having 2 to 4 carbon atoms, copolymerized as a result with propylene
Olefin, most preferably 6 mol% ethylene
a first step of polymerizing or copolymerizing with propylene and an α-olefin having 2 to 8 carbon atoms, preferably 2 to
4 α-olefin, most preferably ethylene
In block copolymerization, which consists of a second step in which copolymerization is carried out to a concentration of 10 mol% or more, the first step involves continuous polymerization using at least two reactors, preferably three to seven reactors connected in series. In the second stage, at least one reactor, preferably 2 to 5 reactors are connected in series for continuous polymerization, and the second stage includes a step of copolymerizing 25 to 80 mol% of propylene. A method for producing a block copolymer, characterized in that the amount of polymerization in the step is 2 to 40% by weight, preferably 2 to 30% by weight, most preferably 2 to 25% by weight of the final polymer. be. The first stage of the block copolymerization according to the invention is carried out with at least 2 groups, preferably 3 to 7 groups. When this step is carried out in one unit, the resulting polymer has a non-uniform composition among the particles, and a high quality polymer cannot be obtained. A high quality polymer can be obtained by linking two or more groups, preferably three or more groups. Additionally, at this stage, generally speaking, as the number of reactors connected increases, the residence time distribution of the catalyst narrows and polymer particles with a uniform composition can be obtained, but even if eight or more reactors are connected, there is no improvement effect. few. The second stage is carried out with at least one, preferably 2 to 5. Although one group may be used in this step, it is preferable to connect two or more groups because a polymer having a more uniform composition can be obtained. Although it is possible to connect six or more groups, the improvement effect is small as in the first stage. In the present invention, the α-olefin having 2 to 8 carbon atoms to be copolymerized with propylene includes ethylene, 1-butene, 1-pentene, and hexene-1.
1, heptene-1, pentene-1, 4-methyl-
Examples include pentene-1 and octene-1. Among them, ethylene and butene-1 are preferred because of their high polymerization rate, and ethylene is particularly preferred. In addition, in each stage of polymerization, it is possible to carry out the polymerization by changing the composition or type of monomers supplied to each reactor, but in the second stage, propylene is
It is essential to include a step of copolymerizing 80 mol%. By including this step in the second step and making the amount of polymerization in this step at least 2% by weight of the final polymer, it is possible to produce a polymer with extremely excellent impact resistance and embrittlement temperature. However, if the amount of polymerization in this step is more than 40% by weight of the final polymer, it is not preferable because the adhesive force of the polymer particles increases significantly and it becomes difficult to carry out stable polymerization. By reducing the amount of polymerization in this step to 30% by weight or less, a polymer with extremely low adhesion can be obtained, and
It is preferable that the amount is less than % by weight because a polymer with extremely low adhesive force can be obtained. According to the study results of the present inventors, the angle of repose increases with the adhesive force of polymer particles, but when the angle of repose exceeds 45°, stable polymerization becomes difficult. By carrying out the block copolymerization within the above-mentioned limited range, it becomes possible to produce a polymer of extremely good quality and excellent powder properties. The catalyst used in the present invention is a so-called Ziegler-Natsuta catalyst, that is, a catalyst consisting of a transition metal compound from groups 1 to 2 of the periodic table and an organic compound of a typical metal of groups 1 to 1 of the periodic table, and contains the transition metal compound or the like. It is preferred that the catalyst component used is a solid. Preferable transition metal compounds are compounds containing at least titanium and halogen, among which compounds having the general formula Ti(OR)nXm-n (R represents 1 to 20 carbon atoms, the hydrocarbon group X represents a halogen, A titanium halogen compound represented by m is a number from 2 to 4 and n is a number from 0 to m-1 is preferred. Specific examples of such compounds include TiCl 4 , TiCl 3 , TiCl 2 , Ti(OC 2 H 5 )Cl 3 , Ti
( OC6H5 ) Cl3 , etc. The transition metal compound can be used as the main component itself or as a catalyst component supported on a suitable carrier. Among titanium-halogen compounds, TiCl 3 is one of the most preferred transition metal compounds in the present invention, but it is known to take α, β, γ, and δ crystal forms, and TiCl 3 has three or more carbon atoms. For stereographic polymerization of α-olefin, α, γ and δ types of TiCl 3 having genus crystal forms are preferred. TiCl 3 is generally obtained as a TiCl 3 composition by reducing TiCl 3 with hydrogen, metallic aluminum, metallic titanium, an organoaluminum compound, an organomagnesium compound, or the like. preferable
TiCl 3 compositions are produced by reducing TiCl 4 with metallic aluminum, further reducing it with so-called TiCl 3 AA and TiCl 4 organoaluminium compounds activated by mechanical grinding, and then using a complexing agent and a halogen compound. It is activated by In the present invention, the latter is particularly preferred. When the TiCl 3 composition was polymerized for 4 hours at 65°C in combination with diethylaluminium chloride in the presence of hydrogen in liquefied propylene,
Particularly preferred are those capable of producing 6000 g or more of polypropylene per gram of TiCl 3 composition. Such a TiCl 3 composition is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-34478.
No. 76196, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-76196,
Publication No. 33289, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11985-1985, Patent Application No. 1983
It can be manufactured by the method disclosed in, for example, Japanese Patent No.-21252. When a transition metal compound is used as a catalyst component supported on a suitable carrier, examples of the carrier include various solid polymers, especially α-olefin polymers, various solid organic compounds, especially solid hydrocarbons, and various solid inorganic compounds. In particular, oxides, hydroxides, carbonates, halides, etc. can be used. Preferred carriers are magnesium compounds, ie magnesium halides, oxides, hydroxides,
Hydroxyhalides, etc. Magnesium compounds can also be used as complexes with other solid substances mentioned above. A commercially available magnesium compound can be used as it is, but it can be mechanically pulverized, dissolved in a solvent and then precipitated, or treated with an electron-donating compound or active hydrogen compound, or treated with a Grignard reagent, etc. Preferably, it is a magnesium compound obtained by decomposing an organomagnesium compound. In many cases, it is preferable to use these operations in combination to obtain a preferable magnesium compound, and these operations may be carried out in advance when producing the carrier, or may be carried out when producing the catalyst component. Particularly preferred magnesium compounds are halogenated magnesium compounds, and particularly preferred transition metal compounds are the aforementioned halogenated titanium compounds. Such a supported catalyst component consisting of titanium, magnesium, and halogen is one of the most preferred catalyst components in the present invention, and is disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-41676, USP 3642746, Japanese Patent Application Laid-open No. 49-86482, and Japanese Patent Application Laid-open No. 1986-51. -92885 publication, JP-A-52-74684 publication,
JP-A-53-39991, JP-A-54-2988,
JP-A-54-3183, JP-A-54-17988,
It can be produced by the methods disclosed in JP-A-54-112982, JP-A-54-112983, and Japanese Patent Application JP-A-54-107471. α- with 3 or more carbon atoms
In order to carry out stereophysical polymerization of olefins, it is preferable to use a supported catalyst component consisting of titanium, magnesium, and halogen containing an electron donor compound. Preferred organic compounds of typical metals of Groups ~ of the Periodic Table are organoaluminum compounds, particularly those with the general formula ReAlX 3-e (R is 1 to 1 carbon atoms).
20. Organoaluminum compounds represented by a hydrocarbon, X represents hydrogen or halogen, and e is a number from 1 to 3 are preferred. Specific examples of such compounds include triethylaluminum, triisobutylaluminum, diethylaluminum hydride, diethylaluminum chloride, diethylaluminum bromide, ethylaluminum sesquichloride, ethylaluminum dichloride, and the like. The most preferred compound is
triethylaluminum, diethylaluminium chloride and mixtures thereof. The catalyst used in the present invention consists of a solid catalyst component made of the transition metal compound and the organometallic compound, but an electron-donating compound can be further used in combination to improve activity and/or stereoregularity. . Such electron-donating compounds include ethyl acetate, ε-caprolactone, methyl methacrylate,
Ethyl benzoate, ethyl P-anisate, methyl P-toluate, esters or acid anhydrides such as phthalic anhydride, ether compounds such as di-n-butyl ether, diphenyl ether, daidalime, tri-n-butyl phosphite , triphenyl phosphite, hexamethylene phosphoric triamide, and other organic phosphorus compounds. In addition, ketones, amines, amides, thioethers, etc. can also be used. Preferred electron-donating compounds are esters and phosphites, sometimes titanium, magnesium,
Aromatic monocarboxylic acid esters are preferred for supported catalyst components comprising halogens. As mentioned above, the catalyst used in the present invention consists of at least two components: a solid catalyst component and an organometallic compound catalyst component. The solid catalyst component may be a mixture with an α-olefin polymer obtained by prepolymerizing 100 parts by weight or less of α-olefin per 1 part by weight of the solid catalyst component. Next, preferred embodiments of the reactor are shown in FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, the reactor has a cylindrical shape with a length to inner diameter ratio ranging from 1 to 6. Alternatively, as shown in FIG. 2, it is also possible to further have a deceleration zone in the upper part having a diameter less than twice the diameter of the straight body part. The reactor can furthermore have a stirrer 6 in order to obtain a homogeneous fluidized bed or an insert 7 in order to further prevent particle scattering. Although the stirrer 6 is not necessarily essential in the polymerization of the present invention, it is used for the purpose of preventing abnormal flow phenomena such as slugging and channeling, and for uniformly dispersing the catalyst when supplying the catalyst, and for dispersing the polymer at the bottom of the reactor. It can be equipped for the purpose of preventing the adhesion of The stirring blade is preferably a multi-stage paddle blade, but is not particularly limited, and a stirring speed of 5 m/sec or less at the tip of the stirring blade is sufficient. Although the insert 7 is not absolutely essential, it can be provided for the purpose of preventing the polymer particles or solid catalyst particles from scattering. When the insert is projected in the axial direction, it is preferable that the portion that is not projected be 10% or less of the cross-sectional area of the straight body to greatly prevent scattering. The polymer particles are kept in a fluid state by introducing a gas containing α-olefin into the reactor from the gas distribution device 8. The gas distribution device 8 is not particularly limited, but has no clogging of holes during the polymerization process, no occurrence of abnormal flow phenomena such as channeling, and no occurrence of localized high temperature regions. It is preferable to have a structure that maintains a stable fluidized state, and for this purpose, a perforated plate, a bubble catch, a pipe sparger, etc. may be used. especially,
Pipe spargers or bubble caps with holes below the horizontal are preferred. Further, the gas distribution device can be arranged in multiple stages of two or more stages. There are no particular limitations on the place where the catalyst is supplied, but the method of supplying the solid catalyst component into the fluidized bed is as follows:
There is less scattering into the circulation system, and the catalyst components are dispersed.
This is preferable because it can be achieved in a short time. It is preferable to feed the organoaluminum compound or the electron-donating compound when the solid catalyst component is sufficiently dispersed because local reactions are less likely to occur, and most preferably from above the fluidized bed. Further, the electron-donating compound may be supplied to the same place as the organoaluminum compound. The feeding ratio of the catalyst component is as follows: solid catalyst component is mixed with TiCl3
In this case, organoaluminum compound/TiCl 3
The molar ratio of is preferably 1 to 100, and particularly preferably 3 to 50. The electron donating compound is normally used in an amount of 1 mol or less per 1 mol of TiCl 3 or the organoaluminum compound. The catalyst components are supplied either continuously or intermittently, but in an amount commensurate with the amount of catalyst to be withdrawn as the polymer is withdrawn. In this way, polymerization proceeds with the solid catalyst component dispersed in the polymer particles serving as a polymerization active center. It is essential that the polymerization reaction proceed under conditions in which substantially no liquid medium is present in the reactor and the polymer particles do not melt into agglomerates. Detailed polymerization conditions are temperature range from 40 to 100℃, 1 to 50Kg/cm 2 (G)
The process is carried out under conditions in which the α-olefin is not substantially liquefied in the pressure range of . As long as the temperature and pressure are within the above range, it may be freely changed in each reactor. Although hydrogen is preferably added to the polymerization for the purpose of adjusting the melt flowability of the product, it is also possible to include a step of removing hydrogen in the second stage of the polymerization. The monomers and hydrogen consumed in the reaction are supplied continuously or intermittently. The location where it is supplied is not particularly limited and may be any of the circulation line, freeboard, and floor. Under steady state conditions, polymerization proceeds in a flow of monomer-based gas having an upward flow at least sufficient to fluidize the polymer particles. In order to achieve uniform fluidization and prevent the occurrence of localized high temperature regions, the gas upward flow should be in the range of 1.5 to 10 times, preferably 2 to 6 times, the fluidization initiation velocity (Umf) of the final polymer particles. Preferably driving. Unreacted gas that did not react in the bed is transferred from 10 to the circulation system. Solid components such as polymer particles entrained in the unreacted gas are removed by a cyclone and/or a filter, the pressure is increased by a compressor, the gas is cooled by a heat exchanger, and then the gas is supplied to the gas distribution device 8.
Although the positions of the compressor and heat exchanger can be reversed, the conditions are such that when the monomer is cooled within the polymerization pressure range of the present invention, such as propylene, part or most of the gas is liquefied. In this case, it is difficult to stably increase the pressure of a gas-liquid mixture using a compressor.
It is preferable to circulate the compressor and the heat exchanger in this order. The polymer particles separated by the cyclone can be returned to the reactor or removed from the system. Although most of the polymerization heat is removed by the heat exchanger 9, the polymerization must be further controlled to achieve a predetermined polymerization temperature. In the bed, heat exchange between the polymer particles and the circulating gas occurs relatively quickly, and the circulating gas temperature at the bed outlet and the polymerization temperature of the bed approximately coincide. Therefore, in order to achieve a predetermined polymerization temperature, the circulating gas temperature at the reactor inlet is estimated and set in advance, taking into account the heat capacity of the polymerization gas and the circulating gas flow rate, and then the circulating gas temperature at the reactor inlet is set. Preferably, the gas temperature is adjusted to achieve the desired polymerization temperature. The method of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited only by these Examples. The results of Examples and Comparative Examples are shown in Tables 1 to 4, and the physical property values in the tables were measured according to the following criteria. Melt index ASTM D1238-57T Bending rigidity ASTM D747-58T Picasso softening point ASTM D1525 Brittle temperature ASTM D746 Drop impact strength: A 1 mm (thick) injection molded sheet was placed in a Dupont impact tester, and the tip was
Touch a core with a 6.3mm ball and place a 1.5
A Kg weight was allowed to fall naturally at different heights to find the maximum energy that would not cause it to break. Measured at 20℃
and -10℃. Tensile test: The yield stress (YS), stress at break (US), and elongation at break (UE) were measured in accordance with ASTM D638-68T. The intrinsic viscosity (hereinafter abbreviated as [η]) was measured at 135°C using tetralin solvent. To measure the particles, form a film with a thickness of 30 mm using a T-die extruder, and count the particles with a diameter of 50 mm or more/cc.
It was converted into According to the results of studies conducted by the present inventors, the surface gloss of the formed product was good when it was 1000 or less. The appearance of the molded product was observed by molding a sheet with a thickness of 1 mm and a length and width of 16 cm using an injection molding machine. Example 1 (1) Synthesis of catalyst (200) 45.5% hexane and 11.8% TiCl 4 were charged into an autoclave equipped with a stirrer, and while keeping this solution at -10 to -5°C, hexane was added.
43.2 and diethylaluminum chloride 13.5
A solution consisting of was added dropwise over 3 hours while stirring. The reaction mixture was then held at -10 to 0°C for 15 minutes, then heated to 65°C over 2 hours, and kept under stirring at 65°C for an additional 2 hours. The solid (abbreviated as reduced solid) of the reaction mixture was then separated from the liquid phase and washed six times with 50 g of hexane to remove the hexane. () The resulting reduced solid was suspended in 92 hexane and diisoamyl ether 19.6
was added. After stirring this suspension at 35° C. for 1 hour, the resulting solid (abbreviated as ether-treated solid) was separated from the liquid phase and washed 6 times with 50° C. of hexane, and then the hexane was removed. A 40% by volume solution of TiCl 4 in hexane 60 was added to the resulting ether treated solid and the suspension was stirred at 70° C. for 2 hours. The resulting solid was then separated from the liquid phase and
After washing with hexane 10 times, the hexane was removed and drying was performed. The solid obtained in this way is referred to as a TiCl 3 solid catalyst (). (2) Propylene-ethylene block copolymerization As shown in Figure 3, six reactors were connected in series to carry out propylene-ethylene block copolymerization continuously. Each reactor was a fluidized bed reactor with an internal volume of 1 m 3 and equipped with a stirrer, as shown in FIG. In reactor A, 4.5 g/hr of titanium trichloride solid catalyst (), 40 g/hr of diethylaluminum chloride, 8 g/hr of triethyl aluminum, and methyl methacrylate were used as catalysts.
Polymerization was carried out by feeding propylene and hydrogen continuously at a rate of 2.9 g/hr. The polymer particles were extracted from the bottom of each reactor together with a portion of the circulating gas and transferred to the next reactor for continuous polymerization. In reactors A, B, C, and D, propylene was polymerized, and in reactors E and F, ethylene and propylene were copolymerized. Also,
The polymer particles taken out from reactor C were charged into reactor D under pressure with propylene after separating most of the unreacted monomers using a cyclone. The polymer particles were transferred between the other reactors along with the unreacted monomers using a pressure difference. Polymerization conditions are shown in Table 1. During the polymerization period, reactors A to G maintained the circulating gas flow rate at a rate of 80 to 120 m 3 /hr using a compressor installed in the circulation system. This was in the range of 2 to 3 times the minimum fluidization rate of the polymer particles. Continuous polymerization continued for 12 hours, and there were no abnormal flow phenomena in the reactor or blockages in the piping during this period, and there were no problems. The angle of repose of the polymer particles at the outlet of reactor F was 38°. A small amount of polymer was sampled from the outlet ports of reactors D and F and [η] was measured and found to be 1.79 and 2.57 (dl/g), respectively.
Further, the ethylene/propylene reaction ratio (molar ratio) in reactors E and F was calculated from the material balance and was 54/46 and 59/41, respectively.
The obtained polymer particles are transferred to a stirring mixing tank, and 3 ml of propylene oxide is added per 1 kg of polymer particles.
and 0.3 ml of water were added, treated at 80°C for 30 minutes, and then dried to obtain a white powdery polymer. The obtained polymer particles are added with known additives and then extruded into strands using an extruder.
It was made into a pellet and its physical properties were measured. 4th result
Shown in the table.

【表】 比較例 1 2基の実施例1と同じ構造の反応器G,Hを直
列に結合してプロピレン−エチレンブロツク共重
合を連続的に実施した。反応器Gには触媒とし
て、三塩化チタン固体触媒()を3.1g/hr、
ジエチルアルミニウムクロリドを30g/hr、トリ
エチルアルミニウムを6g/hr、メチルメタアク
リレートを1.9g/hrで供給するとともに、プロ
ピレンと水素を連続的に供給した。重合体粒子
は、反応器の下部から未反応モノマーとともに反
応器Hに移送し、プロピレンとエチレンを供給し
て重合を行つた。重合条件を第2表に示す。 反応器G及びHの抜き出し口から少量のポリマ
ーをサンプリングして〔η〕を測定した結果それ
ぞれ1.78、2.55(dl/g)であつた。また反応器
Hにおけるエチレン/プロピレン反応比(モル
比)は、物質収支から計算した結果55/45であつ
た。これらの結果から、実施例1とほぼ等しい平
均の構造を有するブロツク共重合体が得られたこ
とがわかる。 得られた重合体粒子は、実施例1と同様に処理
した後に、ペレツト状にして物性を測定した。 実施例1は、比較例1と比較してブツの発生が
少なく成形品の外観が優れており、また、脆化温
度、落錘衝撃強度、破断点伸び(UE)が極めて
優れていることがわかる。
[Table] Comparative Example 1 Two reactors G and H having the same structure as Example 1 were connected in series to carry out propylene-ethylene block copolymerization continuously. In reactor G, 3.1g/hr of titanium trichloride solid catalyst () was added as a catalyst.
Diethylaluminum chloride was supplied at 30g/hr, triethylaluminum at 6g/hr, methyl methacrylate at 1.9g/hr, and propylene and hydrogen were continuously supplied. The polymer particles were transferred from the lower part of the reactor together with unreacted monomers to reactor H, and propylene and ethylene were supplied to carry out polymerization. Polymerization conditions are shown in Table 2. A small amount of polymer was sampled from the outlet ports of reactors G and H and [η] was measured and found to be 1.78 and 2.55 (dl/g), respectively. Further, the ethylene/propylene reaction ratio (molar ratio) in reactor H was 55/45 as calculated from the material balance. These results show that a block copolymer having an average structure almost the same as that of Example 1 was obtained. The obtained polymer particles were treated in the same manner as in Example 1, and then made into pellets and their physical properties were measured. In Example 1, the appearance of the molded product was excellent with less occurrence of lumps compared to Comparative Example 1, and it was also found that the embrittlement temperature, falling weight impact strength, and elongation at break (UE) were extremely excellent. Recognize.

【表】 実施例 2 (1) 触媒の合成 () 200の撹拌機付オートクレーブにヘキ
サン52とTiCl413.5を装入し、この溶液
を−10〜−5℃に保ちながらヘキサン35と
ジエチルアルミニウムクロリド16.5からな
る溶液を撹拌下に4時間で滴下した。 ついで105℃まで昇温し、105℃で2時間さ
らに撹拌を続けた。 室温で静置して得られた固体を液相から分
離し、さらに50のヘキサンで6回洗浄する
ことにより、熱処理固体を得た。 () 得られた熱処理固体をトルエン120中
に懸濁させ、これに、ジ−n−ブチルエーテ
ル26と、ヨウ素28Kgを添加して、95℃で1
時間撹拌した。室温で静置して得られた固体
を液相から分離し、さらに50のヘキサンで
6回洗浄した後に乾燥を行つた。かくして得
られた固体を、TiCl3固体触媒()とす
る。 (2) プロピレン−エチレンブロツク共重合 第4図に示した如く、実施例1と同じ構造の
内容積1m3の撹拌機付き流動層型反応器を7基
直列に結合して、連続的にプロピレン−エチレ
ンブロツク共重合を実施した。反応器I,J,
K,Lは、反応器Iに供給する触媒成分を三塩
化チタン固体触媒()から三塩化チタン固体
触媒()に変更したこと以外はそれぞれ実施
例1の反応器A,B,C,Dと同じ重合条件で
実施した。反応器M,N,Oの重合条件を第3
表に示す。 また、反応器KからL,LからM,MからN
への重合体粒子の移送は、サイクロンで未反応
モノマーの大部分を分離した後にモノマーで加
圧して反応器に投入し、他の反応器間の移送
は、圧力差を利用して末反応モノマーとともに
移送した。重合は12時間続行したが、反応器中
での異常流動現象もなく、また配管での閉塞も
なく問題のないものであつた。反応器L,Oか
ら少量のポリマーをサンプリングして〔η〕を
測定した結果それぞれ1.81、3.01(dl/g)で
あつた。また、反応器L,N,Oにおけるエチ
レン/プロピレン反応比(モル比)を物質収支
から計算した結果それぞれ44/56、47/53、
86/14であつた。得られた重合体は、実施例1
と同様に処理した後にペレツト状にして、物性
を測定した結果を第4表に示す。 実施例2はブツの発生がなく成形品の外観は
問題ないものであつた。また物性は、特に脆化
温度、落錘衝撃強度、破断点伸び(UE)が極
めて優れていることがわかる。なお、反応器O
から抜き出した重合体粒子の安息角は35゜であ
つた。
[Table] Example 2 (1) Synthesis of catalyst (200) Hexane 52 and TiCl 4 13.5 were charged into an autoclave equipped with a stirrer, and hexane 35 and diethyl aluminum chloride were mixed while keeping this solution at -10 to -5°C. A solution consisting of 16.5 was added dropwise over 4 hours while stirring. The temperature was then raised to 105°C, and stirring was further continued at 105°C for 2 hours. The solid obtained by standing at room temperature was separated from the liquid phase, and further washed six times with 50 ml of hexane to obtain a heat-treated solid. () The obtained heat-treated solid was suspended in 120 toluene, to which were added 26 kg of di-n-butyl ether and 28 kg of iodine, and the mixture was heated at 95°C for 1 hour.
Stir for hours. The solid obtained by standing at room temperature was separated from the liquid phase, washed six times with 50 ml of hexane, and then dried. The solid thus obtained is referred to as a TiCl 3 solid catalyst (). (2) Propylene-ethylene block copolymerization As shown in Figure 4, seven fluidized bed reactors with an internal volume of 1 m 3 having the same structure as in Example 1 and equipped with a stirrer were connected in series to continuously produce propylene. - Ethylene block copolymerization was carried out. Reactor I, J,
K and L are reactors A, B, C, and D of Example 1, respectively, except that the catalyst component supplied to reactor I was changed from titanium trichloride solid catalyst () to titanium trichloride solid catalyst (). It was carried out under the same polymerization conditions. The polymerization conditions of reactors M, N, and O were changed to the third
Shown in the table. Also, from reactor K to L, from L to M, from M to N
The polymer particles are transferred to the reactor by separating most of the unreacted monomers in a cyclone, then pressurized with monomers, and then charged into the reactor. Transfer between other reactors uses the pressure difference to separate the unreacted monomers. It was transported along with the The polymerization continued for 12 hours, but there was no abnormal flow phenomenon in the reactor, and there was no blockage in the piping, so there were no problems. A small amount of polymer was sampled from reactors L and O and [η] was measured and found to be 1.81 and 3.01 (dl/g), respectively. In addition, the ethylene/propylene reaction ratio (molar ratio) in reactors L, N, and O was calculated from the material balance and was 44/56, 47/53, respectively.
It was 86/14. The obtained polymer was prepared in Example 1.
After being treated in the same manner as above, the pellets were made into pellets, and the physical properties were measured. Table 4 shows the results. In Example 2, there were no lumps and the appearance of the molded product was satisfactory. It is also clear that the physical properties are extremely excellent, especially in embrittlement temperature, falling weight impact strength, and elongation at break (UE). In addition, reactor O
The angle of repose of the polymer particles extracted from was 35°.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は、本発明に用いる流動層
型反応器の一例を示す。 1:流動層型反応器本体、2:減速帯域、3:
水素供給口、4:プロピレン供給口、5:エチレ
ンおよびα−オレフイン供給口、6:撹拌機、
7:内挿物、8:ガス分配装置、9:熱交換器、
10:未反応ガス出口、11:固体触媒供給口、
12:重合体抜き出し口、13:有機金属化合物
および電子供与性化合物供給口、14:サイクロ
ン、15:フイルター、16:圧縮機、17:ジ
ヤケツト、18:流動層レベル。 第3図及び第4図は、本発明のプロピレンと炭
素数2〜8のα−オレフインのブロツク共重合体
の製造形態の一例を示す。
FIGS. 1 and 2 show an example of a fluidized bed reactor used in the present invention. 1: Fluidized bed reactor main body, 2: Reduction zone, 3:
Hydrogen supply port, 4: Propylene supply port, 5: Ethylene and α-olefin supply port, 6: Stirrer,
7: interpolant, 8: gas distribution device, 9: heat exchanger,
10: unreacted gas outlet, 11: solid catalyst supply port,
12: polymer extraction port, 13: organometallic compound and electron donating compound supply port, 14: cyclone, 15: filter, 16: compressor, 17: jacket, 18: fluidized bed level. FIGS. 3 and 4 show an example of the production form of the block copolymer of propylene and α-olefin having 2 to 8 carbon atoms according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 チーグラー・ナツタ触媒の存在下に流動層型
反応器あるいは、撹拌機付き流動層型反応器を用
いて、液状の不活性媒体の実質的に不存在下にプ
ロピレン単独か、あるいはプロピレンと結果とし
て共重合する炭素数2〜8のα−オレフインが6
モル%以下となるように重合あるいは共重合する
第1段階と、プロピレンと結果として共重合する
炭素数2〜8のα−オレフインが10モル%以上と
なるように共重合する第2段階とからなるブロツ
ク共重合において、第1段階では少くとも2基の
反応器を直列に結合して連続的に重合し、第2段
階では少くとも1基の反応器を連続的に重合し、
かつ第2段階ではプロピレンを25〜80モル%共重
合する工程を含み、該工程での重合量を最終重合
体の2〜40重量%とすることを特徴とするブロツ
ク共重合体の製造方法。 2 a 反応器が、長さと内径の比が1〜6であ
る円筒形の直胴部を有し場合によつては、さら
にその内部に撹拌機を有するものであつてかつ
反応器にα−オレフインを含有するガスの大部
分を底部からα−オレフイン重合体粒子の流動
化開始速度の1.5〜10倍の範囲で供給し、反応
器内部に存在する重合体粒子を該気体の流れあ
るいは更に、回転せしめた撹拌機によつて流動
化せしめこの際、反応器内部の大部分を1〜50
Kg/cm2、40〜100℃でかつα−オレフインが実
質的に液化しない条件に維持し、 b 少くともチタンとハロゲンとを含有する固体
触媒成分を流動化された該α−オレフイン重合
体粒子の床に供給し、かつ有機アルミニウム化
合物を反応器の任意の位置に供給することによ
つて、α−オレフインを重合せしめ、 c 反応器の上部から、末反応のα−オレフイン
からなる気体をサイクロンおよび/またはフイ
ルターに導入して、同伴する。 α−オレフイン重合体粒子および/または固
体触媒成分を分離し、 d サイクロンおよび/またはフイルターにおい
て同伴するα−オレフイン重合体粒子および/
または固定触媒成分を分離除去されたα−オレ
フインからなる気体を圧縮機によつて昇圧した
後、熱交換器を通すことによつて反応器の内温
より低い温度に冷却した後、反応器の底部から
供給し、 e 反応器内部に存在するα−オレフイン重合体
粒子の少なくとも一部を反応器下部から抜き出
すことを特徴とする、特許請求の範囲第1項記
載の方法。
[Claims] 1 Propylene alone or in the substantially absence of a liquid inert medium in the presence of a Ziegler-Natsuta catalyst using a fluidized bed reactor or a fluidized bed reactor equipped with a stirrer. , or a C2-8 α-olefin copolymerized with propylene as a result of 6
A first stage of polymerization or copolymerization so that the amount is mol % or less, and a second stage that is copolymerized so that the α-olefin having 2 to 8 carbon atoms to be copolymerized with propylene is 10 mol % or more. In the block copolymerization, in the first stage, at least two reactors are connected in series for continuous polymerization, and in the second stage, at least one reactor is continuously polymerized,
A method for producing a block copolymer, which comprises a step of copolymerizing 25 to 80 mol% of propylene in the second step, and the amount of polymerization in this step is 2 to 40% by weight of the final polymer. 2 a The reactor has a cylindrical straight body with a length-to-inner diameter ratio of 1 to 6, and in some cases further has a stirrer inside it, and the reactor has an α- Most of the olefin-containing gas is supplied from the bottom at a rate in the range of 1.5 to 10 times the fluidization initiation speed of the α-olefin polymer particles, and the polymer particles present inside the reactor are fed with the gas flow or further. At this time, most of the inside of the reactor is fluidized using a rotating stirrer.
Kg/cm 2 , maintained at 40 to 100° C. under conditions in which the α-olefin is not substantially liquefied, b) the α-olefin polymer particles in which a solid catalyst component containing at least titanium and halogen has been fluidized; c) Polymerize the α-olefin by supplying the organic aluminum compound to the bed of the reactor and supplying the organoaluminum compound to any position in the reactor, and c. and/or introduced into a filter and entrained. α-olefin polymer particles and/or solid catalyst components are separated; d α-olefin polymer particles and/or entrained in a cyclone and/or filter;
Alternatively, the gas consisting of α-olefin from which fixed catalyst components have been separated and removed is pressurized by a compressor, and then cooled to a temperature lower than the internal temperature of the reactor by passing through a heat exchanger. The method according to claim 1, characterized in that the α-olefin polymer particles are fed from the bottom of the reactor, and at least a portion of the α-olefin polymer particles present inside the reactor are extracted from the bottom of the reactor.
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