KR100491627B1 - Method for polymerization and copolymerization of ethylene using carbodiimide ligand chelated catalyst - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에틸렌 중합 또는 공중합 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는, 마그네슘 화합물을 카르보디이미드 계열 리간드와 반응시킨 후 주기율표 제 IV족의 전이금속 화합물과 반응시켜 제조한 것으로, 카르보디이미드 계열의 리간드에 의하여 킬레이트 결합된 전이금속 화합물 성분으로 이루어진 촉매를 사용하는 에틸렌 중합 또는 공중합 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 상기 방법으로 제조된 촉매와 마그네슘 함유 담지체 및 일반적으로 사용되는 유기금속화합물 조촉매 성분을 사용하여 에틸렌 중합 및 공중합이 가능하고, 제조된 (공)중합체는 좁은 분자량 분포와 균일한 (공)중합체 조성 분포를 갖는다. The present invention relates to a process for ethylene polymerization or copolymerization. In the present invention, a magnesium compound is reacted with a carbodiimide-based ligand and then reacted with a transition metal compound of Group IV of the periodic table, and a catalyst comprising a transition metal compound component chelate-bonded by a carbodiimide-based ligand is used. It is characterized by providing an ethylene polymerization or copolymerization method to be used. According to the present invention, ethylene polymerization and copolymerization are possible using the catalyst prepared by the above method, a magnesium-containing support and a commonly used organometallic compound cocatalyst component, and the prepared (co) polymer has a narrow molecular weight distribution and uniformity. (Co) polymer composition distribution.

Description

카르보디이미드계열 리간드에 의해 킬레이트 결합된 촉매를 이용한 에틸렌 중합 및 공중합방법{METHOD FOR POLYMERIZATION AND COPOLYMERIZATION OF ETHYLENE USING CARBODIIMIDE LIGAND CHELATED CATALYST}Ethylene polymerization and copolymerization method using a catalyst chelate bonded by carbodiimide-based ligand {METHOD FOR POLYMERIZATION AND COPOLYMERIZATION OF ETHYLENE USING CARBODIIMIDE LIGAND CHELATED CATALYST}

본 발명은 마그네슘 화합물을 카르보디이미드 계열 리간드와 반응시킨 후 주기율표 제 IV족의 전이금속 화합물과 반응시켜 제조한 것으로, 카르보디이미드 계열의 리간드에 의하여 킬레이트 결합된 전이금속 화합물 성분으로 이루어진 촉매를 사용하는 에틸렌 중합 또는 공중합 방법에 관한 것이다. The present invention is prepared by reacting a magnesium compound with a carbodiimide-based ligand and then reacting with a transition metal compound of Group IV of the periodic table, using a catalyst consisting of a transition metal compound component chelate-bonded by a carbodiimide-based ligand. It relates to an ethylene polymerization or copolymerization method.

전이금속 화합물이 올레핀과 반응하는 올레핀 중합 반응에 있어서, 전이 금속 화합물의 반응환경을 변화시켜서 생성되는 중합체의 특성을 향상시키려는 노력이 지속되어 왔다. 특히, 전이금속 화합물의 리간드를 시클로펜타디엔 리간드로 변화시킨 메탈로센 화합물을 이용하여 전이금속 화합물이 올레핀과 반응하는 환경을 조절하고자 하는 노력이 상당한 진전을 이루고 있다. In the olefin polymerization reaction in which the transition metal compound reacts with the olefin, efforts have been made to improve the properties of the polymer produced by changing the reaction environment of the transition metal compound. In particular, efforts to control the environment in which the transition metal compound reacts with the olefin using the metallocene compound obtained by converting the ligand of the transition metal compound into the cyclopentadiene ligand have made significant progress.

80년대 들어 메탈로센 화합물을 이용한 균일계 촉매는 알파올레핀과의 우수한 (공)중합 특성으로 인하여, 제조된 (공)중합체의 충격 강도, 투명성 등에서 우수한 특성을 나타내며 각광을 받기 시작하였다. 특히, 시클로펜타디에닐기에 전자적 또는 입체 공간적인 환경을 조절하는 인데닐기(Indenyl), 시클로헵타디엔기(Cycloheptadiene), 플루오레닐기(Fluorenyl)같은 특수한 치환기를 갖는 메탈로센 화합물을 합성함으로써 입체규칙성 및 중합체의 분자량 크기를 조절할 수 있는 메탈로센 촉매가 개발되어 그 활용 분야를 넓혀가고 있다. In the 80's, homogeneous catalysts using metallocene compounds started to attract attention due to their excellent (co) polymerization properties with alpha olefins, showing excellent properties in impact strength and transparency of the prepared (co) polymers. In particular, by synthesizing a metallocene compound having special substituents such as indenyl, cycloheptadiene, and fluorenyl, which controls the electronic or steric spatial environment of the cyclopentadienyl group Metallocene catalysts that can control the size and molecular weight of polymers have been developed and are expanding their applications.

최근에는 메탈로센 화합물을 무기담지체에 담지시켜 비균일계 촉매로 제조함으로써 우수한 공중합체를 생성하면서도 중합체의 입자 성상을 조절할 수 있는 촉매의 개발이 활발히 진전되고 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,439,995호 및 미국 특허 제 5,455,316호 등에는 지르코노센 및 티타노센 화합물을 마그네슘 또는 실리카 화합물에 담지시켜 입자 성상이 우수하고 공중합 특성이 우수한 비균일계 촉매의 제조에 대하여 기재되어 있다. Recently, the development of a catalyst capable of controlling the particle properties of a polymer while producing an excellent copolymer by preparing a metallocene compound on an inorganic carrier to produce a non-uniform catalyst has been actively developed. For example, US Pat. No. 5,439,995, US Pat. No. 5,455,316, and the like describe the preparation of non-uniform catalysts having excellent particle properties and excellent copolymerization properties by supporting zirconocene and titanocene compounds on magnesium or silica compounds. It is.

그러나 현재까지 메탈로센 촉매는 복잡한 유기금속화학적 합성이 요구되고, 올레핀 중합시 조촉매로 값비싼 메틸알루미녹산(MAO) 또는 보론화합물을 조촉매로 사용해야 하는 단점이 있어, 보다 합성이 용이한 화합물에 대한 욕구가 지속되고 있으며, 메탈로센 촉매에 의해 제조된 중합체는 분자량 분포가 좁아서(Mw/Mn = 2~5) 중합체의 가공 측면에서 불리한 면을 갖고 있다. However, to date, metallocene catalysts require complex organometallic chemical synthesis, and use expensive methylaluminoxane (MAO) or boron compounds as cocatalysts in the polymerization of olefins. The desire for is continued, and the polymer produced by the metallocene catalyst has a narrow molecular weight distribution (Mw / Mn = 2 to 5), which has disadvantages in terms of processing of the polymer.

최근들어 비메탈로센 촉매(non-metallocene catalyst), 초메탈로센 촉매(beyond metallocene catalyst) 또는 유기금속성 촉매(Organometallic catalyst)로 불리우는 전이금속 화합물을 촉매성분으로, 2좌배위(bidentate) 또는 3좌배위(tridentate)된 킬레이트 화합물을 사용하면서, 메탈로센 화합물과 같이 합성이 까다롭지 않으면서도 좁은 분자량 분포의 중합체를 생성하는 촉매를 개발하려는 노력이 지속되고 있다. 일본국 특허공개공보 소63-191811호에는 티탄할라이드 화합물의 할라이드 리간드를 TBP리간드(6-tert-butyl-4-methylphenoxy)로 치환한 화합물을 촉매 성분으로 하여 에틸렌 및 프로필렌을 중합한 결과를 발표하였다. MAO를 조촉매로 사용하여 에틸렌 및 프로필렌을 중합한 결과, 고활성이면서도 분자량이 높은(평균 분자량= 3,600,000 이상) 중합체가 형성되었음을 보고하였다. Recently, a transition metal compound called a non-metallocene catalyst, a supermetallocene catalyst or an organometallic catalyst is used as a catalyst component. While using tridentated chelate compounds, efforts have been made to develop catalysts that produce polymers of narrow molecular weight distribution without being difficult to synthesize, such as metallocene compounds. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-191811 discloses a result of polymerizing ethylene and propylene using a compound in which a halide ligand of a titanium halide compound is substituted with TBP ligand (6-tert-butyl-4-methylphenoxy) as a catalyst component. . Polymerization of ethylene and propylene using MAO as a promoter reported the formation of a highly active polymer of high molecular weight (average molecular weight = 3,600,000 or more).

한편, 미국특허 제 5,134,104호에는 TiCl4의 할라이드 리간드를 부피가 큰 아민 리간드로 바꾼 디옥틸아민티탄할라이드((C8H17)2NTiCl3) 화합물을 촉매 성분으로 한 올레핀 중합용 촉매에 대하여 기재되어있다. 미국의 'J. Am. Chem. Soc. 제 117호 3008페이지'에는 전이 금속의 입체적 공간을 제한할 수 있는 킬레이트 화합물로 티탄이나 지르코늄 전이금속에 1,1'-바이-2,2'-나프톡시 리간드(1,1'-bi-2,2'-naphthol)를 킬레이트 결합시킨 화합물 및 그 유도체를 사용한 올레핀 중합용 촉매에 대하여 기재되어있고, 일본국 특허공개공보 평 6-340711호 및 유럽특허 EP 0606125 A2에는 티탄할라이드 및 지르코늄 할라이드 화합물의 할라이드 리간드를 킬레이트된 페녹시그룹으로 치환하여 고분자량이면서 분자량 분포가 좁은 중합체를 생성하는 킬레이트 올레핀 중합용 촉매에 대하여 기재되어 있다.On the other hand, U.S. Patent No. 5,134,104 describes a catalyst for olefin polymerization using dioctylaminetitanium halide ((C 8 H 17 ) 2 NTiCl 3 ) compound in which a halide ligand of TiCl 4 is replaced with a bulky amine ligand. It is. American 'J. Am. Chem. Soc. No. 117, page 3008, is a chelating compound that can limit the steric space of transition metals and is a 1,1'-bi-2,2'-naphthoxy ligand (1,1'-bi-2) (2'-naphthol) and a catalyst for olefin polymerization using chelate-bonded derivatives thereof are described. Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-340711 and European Patent EP 0606125 A2 disclose the use of titanium halide and zirconium halide compounds. A catalyst for chelate olefin polymerization has been described in which a halide ligand is substituted with a chelated phenoxy group to produce a polymer of high molecular weight and narrow molecular weight distribution.

최근들어 아민계열의 킬레이트된 전이금속 화합물을 이용한 비메탈로센(Non-metallocene) 올레핀 중합용 촉매가 주목을 받고 있다. 'Organometallics 1996, 15, 2672' 및 'Chem. Commun. 1996, 2623'에는 여러 가지 형태의 디아미드(diamide) 화합물을 킬레이트 결합시킨 티탄 화합물을 합성하여 올레핀 중합용 촉매로 활용한 예를 소개하고 있으며, 'J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 8640'에는 디아미드에 의해 킬레이트 결합된 티탄화합물 및 지르코늄 화합물을 이용한 프로필렌 중합반응이 기재되어있다. 'Organometallics 1998, 17, 4795' 에는 [(ArylNCH2CH2)2O] 및 [(ArylNCH2CH2)2S]에 의해 킬레이트된 티탄 또는 지르코늄을 이용한 중합용 촉매가 소개되어 있고, 'Organometallics 1998, 17, 4541'에는 [N,N-diphenyl-2,4-pentanediimine] 리간드에 의해 킬레이트 결합된 티탄, 바나듐, 크롬 화합물을 이용한 올레핀 중합용 촉매가 소개되어있다. 또한, 'J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 10008'에는 (ArylNCH2CH2CH2NAryl)에 의해 킬레이트 결합된 티탄화합물이 올레핀 중합용 촉매로 소개되어있다. 또한 미국특허 제 5,502,128호에는 아미디네이트(amidinate) 리간드에 의해 킬레이트 결합된 티탄 지르코늄 화합물을 이용한 sPS 중합 방법이 기재되어 있으며, 'Organometallics 1999, 18, 2046'에는 포핀이미드(phophinimide) 계열의 아미드(amide) 화합물에 의해 결합된 티탄 또는 지르코늄 화합물을 이용한 고활성의 비메탈로센 촉매가 소개되어 있다.Recently, a catalyst for non-metallocene olefin polymerization using an amine-based chelate transition metal compound has been attracting attention. 'Organometallics 1996, 15, 2672' and 'Chem. Commun. 1996, 2623 'introduces an example of synthesizing a titanium compound chelate-bonded with various types of diamide compounds and utilizing them as catalysts for olefin polymerization. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 8640 'describes propylene polymerization using titanium compounds and zirconium compounds chelated by diamides. 'Organometallics 1998, 17, 4795' introduce catalysts for polymerization using titanium or zirconium chelated by [(ArylNCH 2 CH 2 ) 2 O] and [(ArylNCH 2 CH 2 ) 2 S], and 'Organometallics 1998 , 17, 4541 'introduce a catalyst for olefin polymerization using titanium, vanadium, and chromium compounds chelated by [N, N-diphenyl-2,4-pentanediimine] ligands. Also, 'J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 10008 'show a titanium compound chelate-bonded by (ArylNCH 2 CH 2 CH 2 NAryl) as a catalyst for olefin polymerization. In addition, U.S. Patent No. 5,502,128 describes an sPS polymerization method using a titanium zirconium compound chelate-bonded with an amidinate ligand. Highly active nonmetallocene catalysts using titanium or zirconium compounds bound by (amide) compounds have been introduced.

그러나 상기한 킬레이트된 티탄 및 지르코늄 화합물을 이용한 비메탈로센 계열의 올레핀 중합용 촉매는 값비싼 MAO 또는 붕소 화합물을 조촉매로 사용하는 균일계 촉매로 개발되어 있어, 무기 담지체에 의해 활성화되는 비균일계 촉매로 기존의 대부분의 중합공정 특히 기상중합공정과 같은 우수한 입자성상을 지닌 촉매가 요구되는 공정에는 직접적인 적용이 어렵다는 문제점이 있었다. 그러므로 비메탈로센 화합물 또는 메탈로센 화합물을 촉매 성분으로 하면서 대부분의 기존 공정에 적용하고 있는 MgCl2와 같은 무기 담지체에 의해 손쉽게 활성화될 수 있는 촉매를 이용한 중합방법의 개발이 요구되고 있다.However, the non-metallocene-based olefin polymerization catalyst using the chelated titanium and zirconium compounds has been developed as a homogeneous catalyst that uses expensive MAO or boron compounds as cocatalysts, and is activated by an inorganic carrier. As a homogeneous catalyst, there is a problem in that it is difficult to directly apply to most existing polymerization processes, particularly processes requiring a catalyst having excellent particulate properties such as gas phase polymerization. Therefore, there is a demand for the development of a polymerization method using a catalyst which can be easily activated by an inorganic carrier such as MgCl 2 that is applied to most existing processes while using a nonmetallocene compound or a metallocene compound as a catalyst component.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 독특한 방법에 의하여 제조된 카르보디이미드 계열 리간드에 의해 킬레이트 결합된 티탄 화합물을 촉매 성분으로 하며, 마그네슘 할라이드와 같은 무기담지체와 일반적인 유기금속 화합물 조촉매에 의해 활성화되는 새로운 개념의 에틸렌 중합 및 공중합용 촉매를 이용하여, 좁은 분자량 분포 및 균일한 조성분포를 갖는 중합체 또는 공중합체를 생성하는 에틸렌 중합 또는 공중합 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, and the catalyst component is a titanium compound chelate-bonded by a carbodiimide-based ligand prepared by a unique method, and an inorganic carrier such as magnesium halide and a general organometallic compound It is an object of the present invention to provide an ethylene polymerization or copolymerization method that produces a polymer or copolymer having a narrow molecular weight distribution and a uniform composition distribution using a new concept of ethylene polymerization and copolymerization catalyst activated by a catalyst.

본 발명에서 제공하는 에틸렌 중합 및 공중합 방법은, 하기에 기술된 방법으로 제조된 카르보디이미드 계열 리간드에 의해 킬레이트 결합된 주기율표 제 IV족 전이금속 화합물로 이루어진 촉매(A)와 마그네슘 함유 담지체(B) 및, 조촉매로서 주기율표 제 II족 또는 제 III족 유기금속 화합물(C)의 존재하에 에틸렌을 중합 또는 공중합하는 것을 특징으로 한다. The ethylene polymerization and copolymerization method provided by the present invention comprises a catalyst (A) consisting of a periodic table Group IV transition metal compound chelate-bonded with a carbodiimide-based ligand prepared by the method described below, and a magnesium-containing carrier (B). And ethylene in the presence of periodic table group II or group III organometallic compound (C) as a promoter.

본 발명에 사용되는 에틸렌 중합 및 공중합용 촉매(A)는 (i) 디알킬마그네슘 형태의 그리냐드 화합물을 카르보디이미드 계열의 리간드와 반응시킨 다음, (ii) 상기 (i)의 반응생성물을 주기율표 제 IV족의 전이금속 화합물과 반응시켜 제조된다. The catalyst for ethylene polymerization and copolymerization (A) used in the present invention comprises (i) reacting a Grignard compound in the form of dialkyl magnesium with a carbodiimide-based ligand, and then (ii) reacting the reaction product of (i) in the periodic table. It is prepared by reaction with a transition metal compound of Group IV.

본 발명에 사용되는 촉매(A)의 제조시에 상기 (i)단계에서 디알킬마그네슘 형태의 그리냐드 화합물은 일반식 MgR2(R은 탄소수 1~30의 알킬기)로 표시되는 것이며, 예를 들면 디부틸마그네슘, 부틸에틸마그네슘, 부틸옥틸마그네슘 등이 바람직하다.In the preparation of the catalyst (A) used in the present invention, the Grignard compound in the dialkyl magnesium form in step (i) is represented by the general formula MgR 2 (R is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms). Dibutyl magnesium, butyl ethyl magnesium, butyl octyl magnesium, etc. are preferable.

본 발명에 사용되는 촉매(A)의 제조시에 상기 (i)단계에서 사용되는 카르보디이미드 계열의 리간드는 다음의 일반식을 만족하는 화합물이며,The carbodiimide-based ligand used in step (i) at the time of preparing the catalyst (A) used in the present invention is a compound satisfying the following general formula,

(W,Y,Z는 독립적으로 알킬, 페닐, 또는 헤테로원자를 포함하는 알킬기), 예를 들어 디메틸카르보디이미드, 디시클로헥실카르보디이미드, 1,3-비스트리메틸시릴카르보디이미드 또는 이들의 유도체가 적합하다. (W, Y, Z is independently alkyl, phenyl, or an alkyl group containing heteroatoms), for example dimethylcarbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, 1,3-bistrimethylsilylcarbodiimide or Derivatives are suitable.

본 발명에 사용되는 촉매(A)는 상기 (i)단계에서 제조된 카르보디이미드 계열 리간드를 함유하는 마그네슘 화합물을, 주기율표 제 Ⅳ족의 전이금속 화합물과 반응시킴으로써 액상의 킬레이트된 전이금속 화합물의 형태로 제조된다(상기 (ii)단계). 즉, 상기에서 (i)단계에서 제조된 카르보디이미드 계열 리간드를 함유하는 마그네슘 화합물을, 전이금속 화합물에 상온에서 적가시킨 후, 65℃∼70℃ 에서 1시간 이상 반응시켜 킬레이트된 전이금속 화합물을 제조한다. 이때에 사용되는 카르보디이미드계열 리간드를 함유하는 마그네슘 화합물과 주기율표 제 IV족 전이금속 화합물의 몰비는, 상기 마그네슘화합물 중의 마그네슘 1몰당 전이금속 화합물 0.5~2.0몰의 비율이 바람직하다. Catalyst (A) used in the present invention is in the form of a liquid chelated transition metal compound by reacting a magnesium compound containing a carbodiimide ligand prepared in step (i) with a transition metal compound of group IV of the periodic table. It is prepared as (step (ii) above). That is, the magnesium compound containing the carbodiimide-based ligand prepared in step (i) is added dropwise to the transition metal compound at room temperature, and then reacted at 65 ° C to 70 ° C for at least 1 hour to chelate the transition metal compound. Manufacture. The molar ratio of the magnesium compound containing the carbodiimide-based ligand and the Group IV transition metal compound of the periodic table is preferably 0.5 to 2.0 moles per 1 mole of magnesium in the magnesium compound.

상기 주기율표 제 Ⅳ족의 전이금속 화합물은 일반식 M(OR)aX4-a(M은 Ti, Zr 또는 Hf이며, R은 탄화수소기, X는 할로겐원자, 그리고 a는 0≤a≤2의 자연수)를 만족하는 화합물이며, 그 예로는 MCl4, MBr4와 같은 전이금속 할라이드 화합물, M(OR)2Cl2, M(OR)Cl3, M(OR)2Br2, M(OR)Br3 등과 같이 최소 2개 이상의 할라이드기를 함유하는 전이금속화합물이 적합하고, 특히 티탄할라이드 화합물이 바람직하다. 그리고, 순조로운 반응을 위하여 테트라하이드로퓨란(THF)등과 같은 에테르 계열의 용매와 전이금속화합물을 반응시켜 MX4(THF)2 등과 같이 부가생성물(adduct)형태의 전이금속 할라이드 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.The transition metal compound of Group IV of the periodic table is a general formula M (OR) a X 4-a (M is Ti, Zr or Hf, R is a hydrocarbon group, X is a halogen atom , and a is 0 ≦ a ≦ 2). is a compound that satisfies a natural number), and examples thereof include MCl 4, transition metal halide, M (OR) 2 Cl 2 , M (OR) Cl 3, M (OR) 2 Br 2, M (OR) , such as MBr 4 Transition metal compounds containing at least two or more halide groups, such as Br 3 , are suitable, and titanium halide compounds are particularly preferred. In addition, it is preferable to use a transition metal halide compound in the form of an adduct such as MX 4 (THF) 2 by reacting a transition metal compound with an ether solvent such as tetrahydrofuran (THF) for a smooth reaction. Do.

상기 (ii)단계에서 킬레이트된 전이금속 화합물의 제조시 반응 부산물로 마그네슘 할라이드 화합물이 생성되는데, 이는 탄화수소 용매에 용해되지 않으므로 쉽게 분리가 가능하다. 헵탄, 헥산 등의 비극성 용매에 용해되어 있는 킬레이트된 전이금속 화합물은 매우 안정하며, 탄화수소 용매에 녹아있는 상태로 별도의 분리 공정없이 직접 사용할 수 있다. 이렇게 제조된 킬레이트된 전이금속 화합물 촉매(A)는 헥산, 헵탄 등의 비극성 용매에 용해되어 있는 액상의 형태로 조촉매 성분과 함께 에틸렌 중합 또는 공중합에 사용된다.In the preparation of the chelated transition metal compound in step (ii), a magnesium halide compound is produced as a reaction by-product, which is easily dissolved because it is not dissolved in a hydrocarbon solvent. Chelated transition metal compounds dissolved in non-polar solvents such as heptane and hexane are very stable and can be used directly in a hydrocarbon solvent without a separate separation process. The chelated transition metal compound catalyst (A) thus prepared is used for ethylene polymerization or copolymerization together with the promoter component in the form of a liquid dissolved in a nonpolar solvent such as hexane and heptane.

본 발명에서 사용되는 촉매(A)는 에틸렌 단독중합 및 알파 올레핀과의 공중합에 적합하며, 이때 알파 올레핀으로는 탄소수가 3~10개인 알파 올레핀이 적합하다. 예를 들어 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐의 알파 올레핀과 에틸렌의 공중합이 가능하다. 상기 촉매는 슬러리 또는 기상 중합에 적합하며, 슬러리 중합시 용매로는 지방족 및 방향족 탄화수소가 바람직하다. 슬러리 중합시에는 헥산, 헵탄, 펜탄, 시클로헥산, 벤젠, 톨루엔 등의 탄화수소를 용매로 사용하며, 중합시 온도는 50℃~120℃가 바람직하다. 슬러리 중합시 본 발명에 의한 촉매의 투입량은 변할 수 있으며, 탄화수소 용매 1L에 약 0.005~1mmol의 촉매를 사용하는 것이 바람직하고, 탄화수소 용매 1L에 0.01~0.1mmol을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 에틸렌 중합시 에틸렌의 압력은 2~50kg/㎠.G가 적합하다. 분자량 크기의 조절은 온도 및 에틸렌 압력의 조절, 수소압의 조절 등을 통해 이루어 질 수 있다. Catalyst (A) used in the present invention is suitable for ethylene homopolymerization and copolymerization with alpha olefins, wherein alpha olefins having 3 to 10 carbon atoms are suitable as alpha olefins. For example, copolymerization of ethylene with alpha olefins of propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene is possible. The catalyst is suitable for slurry or gas phase polymerization, and aliphatic and aromatic hydrocarbons are preferable as solvents in slurry polymerization. In the slurry polymerization, hydrocarbons such as hexane, heptane, pentane, cyclohexane, benzene, and toluene are used as a solvent, and the polymerization temperature is preferably 50 ° C to 120 ° C. In the slurry polymerization, the amount of the catalyst according to the present invention may vary, and it is preferable to use about 0.005 to 1 mmol of the catalyst in 1 L of the hydrocarbon solvent, and more preferably 0.01 to 0.1 mmol in 1 L of the hydrocarbon solvent. In the case of ethylene polymerization, the pressure of ethylene is preferably 2 to 50 kg / cm 2 .G. Control of the molecular weight size can be achieved through control of temperature and ethylene pressure, control of hydrogen pressure, and the like.

본 발명의 에틸렌 중합 또는 공중합 방법에 사용되는 마그네슘 함유 담지체(B)는 MgPh2.nMgCl2.mR2O(여기서, Ph=페닐, n=0.37∼0.7 ; m≥1 ; R20-에테르)의 조성을 갖는 유기마그네슘화합물을 -20℃~80℃의 온도에서 유기염소화합물과 반응시켜 제조된다.Magnesium is used in ethylene polymerization or copolymerization process of the invention contain carrier (B) is MgPh 2 .nMgCl 2 .mR 2 O (wherein, Ph = phenyl, n = 0.37~0.7; m≥1; R 2 0- ether It is prepared by reacting an organic magnesium compound having a composition of) with an organic chlorine compound at a temperature of -20 ℃ ~ 80 ℃.

본 발명에 사용되는 마그네슘 함유 담지체(B)는, 예를 들어 국내특허출원 10-2000-0085050호에 의해 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 공지된 방법에 의한 마그네슘 화합물은 전자공여체의 존재하에 마그네슘과 아릴할라이드 또는 알킬할라이드를 반응시켜 제조된 유기마그네슘 화합물 착체[MgPh2.nMgCl2.mR2 O]를 용액의 상태로 사용하여 탄화수소 용매내에서 -20℃~80℃에서 유기염소화합물과 마그네슘의 몰비를 0.5 이상으로 하여 유기염소화합물로 염화(chlorination)시켜 제조된다. 이와 같이 제조된 마그네슘 화합물은 입자 성상이 구형이면서 입자크기가 크고, 입자크기 분포가 균일하여 본 발명에 의한 촉매인 킬레이트된 전이금속 화합물을 활성화시켜 우수한 입자 성상을 갖는 중합체를 제조하기에 적합하다.The magnesium-containing carrier (B) used in the present invention can be produced by, for example, a method known by Korean Patent Application No. 10-2000-0085050. The magnesium compound according to the known method is a hydrocarbon solvent using an organomagnesium compound complex [MgPh 2 .nMgCl 2 .mR 2 O] prepared by reacting magnesium with an aryl halide or alkyl halide in the presence of an electron donor. It is prepared by chlorination with organochlorine compound at molar ratio of organochlorine compound and magnesium at 0.5 to -20 ° C to 80 ° C. The magnesium compound thus prepared is suitable for preparing a polymer having excellent particle properties by activating a chelated transition metal compound, which is a catalyst according to the present invention, because the particle shape is spherical, the particle size is large, and the particle size distribution is uniform.

또한 상기 마그네슘 함유 담지체는 AlR3(R은 탄소수 1~20의 알킬기를 나타낸다)의 일반식으로 표시되는 알킬알루미늄과 더 반응시킨 후 사용할 수도 있다.The magnesium-containing carrier may be used after further reacting with an alkylaluminum represented by the general formula of AlR 3 (R represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms).

본 발명의 에틸렌 중합 또는 공중합방법에 사용되는 조촉매 성분(C)은 MRn(여기에서 M은 마그네슘, 칼슘, 아연, 보론, 알루미늄, 갈륨과 같은 주기율표 Ⅱ족 또는 ⅢA족 금속 성분이고, R은 메틸, 에틸, 부틸, 헥실, 옥틸, 데실과 같은 탄소수 1~20의 알킬기를 나타내며, n은 금속 성분의 원자가를 표시한다)의 일반식으로 대표되는 유기금속 화합물로 표기할 수 있다. 보다 바람직한 유기금속 화합물로는 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리옥틸알루미늄과 같은 탄소수 1~8개의 알킬기를 가진 트리알킬알루미늄과 이들의 혼합물이 있다. 경우에 따라서는 에틸알루미늄디클로라이드, 디에틸알루미늄클로라이드, 에틸알루미늄세스퀴클로라이드 또는 디이소부틸알루미늄히드리드와 같이 한 개 이상의 할로겐 또는 히드리드기를 갖는 유기알루미늄 화합물도 사용될 수 있다.The cocatalyst component (C) used in the ethylene polymerization or copolymerization method of the present invention is MR n (where M is a periodic table group II or IIIA metal component such as magnesium, calcium, zinc, boron, aluminum, gallium, and R is Or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as methyl, ethyl, butyl, hexyl, octyl and decyl, and n represents the valence of the metal component. More preferred organometallic compounds include trialkylaluminums having 1 to 8 carbon atoms, such as triethylaluminum, triisobutylaluminum and trioctylaluminum, and mixtures thereof. In some cases, organoaluminum compounds having one or more halogen or hydride groups may also be used, such as ethylaluminum dichloride, diethylaluminum chloride, ethylaluminum sesquichloride or diisobutylaluminum hydride.

상기와 같은 촉매 시스템은 각각의 구성성분이 별도의 반응을 거치지 않고 중합과정에 순차적으로 주입되어 사용될 수도 있고, 또는 미리 혼합하여 액상의 형태로 동시에 주입되어 사용될 수도 있다.The catalyst system as described above may be used by sequentially injecting each component into a polymerization process without undergoing a separate reaction, or may be previously mixed and injected simultaneously in the form of a liquid phase.

본 발명에 의해 제조된 에틸렌/알파 올레핀 공중합체는 조성분포가 좁고, 분자량 분포가 좁아 충격강도가 매우 높고, 끈적거리는(sticky) 저분자량의 중합체를 함유하고 있지 않아 슈퍼헥센그레이드(super hexene grade)와 같은 고충격용 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)에 적합하다. The ethylene / alpha olefin copolymers prepared according to the present invention have a narrow compositional distribution, a narrow molecular weight distribution, and thus have very high impact strength, and do not contain sticky low molecular weight polymers, so they have a super hexene grade. Suitable for high impact linear low density polyethylene (LLDPE).

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 내용을 제한하지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples do not limit the content of the present invention.

실시예Example

촉매 제조에 사용한 탄화수소 용매는 나트륨 존재하에 증류함으로써 수분을 제거하였고, 할로겐화탄화수소는 칼슘하이드라이드 존재하에 증류하여 수분을 제거하였다. 촉매 제조를 위한 모든 반응은 질소 분위기에서 진행하였다. The hydrocarbon solvent used for preparing the catalyst was removed by distillation in the presence of sodium, and the halogenated hydrocarbon was distilled in the presence of calcium hydride to remove the water. All reactions for catalyst preparation were carried out in a nitrogen atmosphere.

실시예 1Example 1

디시클로헥실카르보디이미드 리간드에 의해 킬레이트된 티탄 화합물(A-1)의 제조Preparation of Titanium Compound (A-1) Chelated with Dicyclohexylcarbodiimide Ligand

디부틸마그네슘 1.0M 헵탄용액 400mL를 주입하고 82.4g의 디시클로헥실카르보디이미드(400mmol)를 주입한 후, 상온에서 1시간 교반하였다. 상기와 같이 제조된 화합물을 0.684g의 TiCl4(THF)2 400mmol과 상온에서 6시간 반응하였다. 반응에 의해 초기에 밝은 노란색이었던 TiCl4(THF)2 고체가 서서히 붉은색으로 변하며 흰색 마그네슘할라이드 고체를 생성하였다. 6시간 상온에서 교반 후, 교반을 멈추고 20분간 기다리면 밑부분에 흰색 고체가 가라앉는데, 상층의 붉은 용액을 밑부분의 갈색 고체로부터 분리하여 다른 플라스크에 옮겨 액상의 킬레이트된 티탄 화합물 촉매성분(A-1)으로 사용하였다.400 mL of dibutylmagnesium 1.0 M heptane solution was injected and 82.4 g of dicyclohexylcarbodiimide (400 mmol) was injected, followed by stirring at room temperature for 1 hour. The compound prepared as described above was reacted with 0.684 g of TiCl 4 (THF) 2 400 mmol at room temperature for 6 hours. By reaction, the TiCl 4 (THF) 2 solid, which was initially light yellow, gradually turned red, producing a white magnesium halide solid. After stirring for 6 hours at room temperature, after stopping the stirring and waiting for 20 minutes, the white solid at the bottom settles down. -1) was used.

마그네슘 함유 담지체(B)의 제조Preparation of Magnesium-Containing Carrier (B)

교반기와 온도조절기가 구비된 1L유리반응기내에서, 디부틸에테르 1.8mol 307㎖와 활성제로서 4㎖부틸클로라이드에 0.29g의 요오드가 용해된 용액의 존재하에 29.2g의 마그네슘 분말 1.2mol과 436㎖의 클로로벤젠 4.3mol을 반응시켰다. 반응은 80∼100℃의 온도에서 불활성기체 분위기하에서 10시간동안 교반하면서 진행되었다. 그런 다음 반응혼합물을 교반하지 않은 상태로 12시간동안 정치시킨 후 액체상을 침전물로부터 분리하였다. 액체상은 MgPh2.0.5MgCl2.2(C4H9 )2O의 조성을 갖는 유기마그네슘화합물이 클로로벤젠내에 용해된 용액(Mg의 농도는 1L 당 0.92mol)이다. 얻어진 용액 120㎖(0.11mol의 Mg)를 교반기가 구비된 반응기에 투입하고, 42㎖의 N-헥산에 용해된 10.6㎖ CCl4(0.11mol CCl4)를 50℃의 온도에서 1시간에 걸쳐 반응기내로 첨가했다. 반응혼합물을 60분동안 동일온도에서 교반한 다음, 용매를 제거하고, 침전물을 100㎖의 n-헥산으로 60℃에서 4회 세척하였다. 그 결과, 11.8g의 분말상 유기마그네슘 담체가 n-헥산내에 현탁된 상태로 얻어졌다.In a 1 L glass reactor equipped with a stirrer and a temperature controller, 1.2 mol of 29.2 g of magnesium powder and 436 mL of 307 ml of dibutyl ether and 0.29 g of iodine dissolved in 4 ml butyl chloride as an activator were added. 4.3 mol of chlorobenzene was reacted. The reaction proceeded with stirring for 10 hours under an inert gas atmosphere at a temperature of 80 to 100 ℃. The reaction mixture was then left for 12 hours without stirring to separate the liquid phase from the precipitate. Liquid phase MgPh 2 .0.5MgCl a 2 .2 (C 4 H 9) the solution is dissolved in chlorobenzene and an organic magnesium compound having a composition of 2 O (the concentration of Mg is 0.92mol per 1L). 120 ml (0.11 mol Mg) of the obtained solution was added to a reactor equipped with a stirrer, and 10.6 ml CCl 4 (0.11 mol CCl 4 ) dissolved in 42 ml of N-hexane was reacted at a temperature of 50 ° C. over 1 hour. Added on board. The reaction mixture was stirred at the same temperature for 60 minutes, then the solvent was removed and the precipitate was washed four times at 60 ° C. with 100 ml of n-hexane. As a result, 11.8 g of powdered organomagnesium carrier was obtained in a state suspended in n-hexane.

에틸렌 중합 반응Ethylene polymerization

충분히 질소로 치환한 내용적 2L의 오토클레이브에 실온에서 중합 용매인 헥산을 1000ml를 가한 후, 오토클레이브내의 질소를 에틸렌으로 치환하였다. 상온에서 3mmol의 트리옥틸알루미늄을 주입하고, 상기에서 제조한 킬레이트된 티탄 화합물(A-1) 0.05mmol과 고체상의 마그네슘 함유 담지체성분(B) 0.2g을 주입하였다. 60℃에서 수소를 1.5Kg중/㎠로 가하고, 온도를 80℃로 승온한 후, 에틸렌으로 가압하여 총압력을 6Kg중/㎠로 유지하였다. 중합은 1시간 동안 진행하였다. 중합된 중합체를 헥산으로부터 분리하여 건조하였다. 중합 결과를 표 1에 다른 분석결과와 함께 나타내었다. 1000 ml of hexane as a polymerization solvent was added to a 2 L autoclave, which was sufficiently substituted with nitrogen at room temperature, and then nitrogen in the autoclave was replaced with ethylene. 3 mmol of trioctyl aluminum was injected at room temperature, 0.05 mmol of the chelated titanium compound (A-1) prepared above and 0.2 g of a magnesium-containing carrier component (B) in the solid phase were injected. Hydrogen was added at 1.5 Kg / cm 2 at 60 ° C., the temperature was raised to 80 ° C., and then pressurized with ethylene to maintain a total pressure of 6 Kg / cm 2. The polymerization proceeded for 1 hour. The polymerized polymer was separated from hexane and dried. The polymerization results are shown in Table 1 together with the other analysis results.

에틸렌 / 1-헥센 공중합 반응Ethylene / 1-hexene Copolymerization Reaction

내용적 2L의 오토클레이브에 진공펌프를 연결하여 산소 및 수분을 제거한 뒤 에틸렌 가스로 채웠다. 이렇게 진공 펌프 연결 및 에틸렌 가스 퍼지를 3회 이상 반복하여 반응기 내부를 에틸렌 가스로 퍼지시켰다. 중합 용매인 헥산을 900ml 주입하고 1-헥센을 90ml 투입하여 10분간 교반시켰다. 다시 상온에서 3mmol의 트리옥틸알루미늄을 주입하고 상기에서 제조한 킬레이트된 티탄 화합물(A-1) 0.05mmol과 고체상의 마그네슘 함유 담지체성분(B) 0.1g을 주입하였다. 60℃에서 수소를 1.5Kg중/㎠로 가하고 온도를 80℃로 승온한 후, 에틸렌으로 가압하여 총압력을 6Kg중/㎠로 유지하였다. 중합은 20분 동안 진행하였다. 중합후 에탄올 용액을 투입하여 반응을 중단하였으며, 산성 알코올 용액을 첨가하여 중합체를 분리해 내었다. 중합결과를 표 1에 다른 분석결과와 함께 나타내었다. A vacuum pump was connected to an internal 2 L autoclave to remove oxygen and moisture and filled with ethylene gas. The vacuum pump connection and ethylene gas purge were repeated three more times to purge the reactor interior with ethylene gas. 900 ml of hexane as a polymerization solvent was injected, and 90 ml of 1-hexene was added thereto, followed by stirring for 10 minutes. Again, 3 mmol of trioctyl aluminum was injected at room temperature, and 0.05 mmol of the chelated titanium compound (A-1) prepared above and 0.1 g of a magnesium-containing carrier component (B) were injected. Hydrogen was added at 1.5 Kg / cm 2 at 60 ° C., and the temperature was raised to 80 ° C., and then pressurized with ethylene to maintain the total pressure at 6 Kg / cm 2. The polymerization proceeded for 20 minutes. After the polymerization, the reaction was stopped by adding an ethanol solution, and the acidic alcohol solution was added to separate the polymer. The polymerization results are shown in Table 1 together with the other analytical results.

표 1에서의 낮은 MFRR값은 생성된 중합체의 분자량 분포가 좁다는 것을 의미하며, 동일한 양의 공중합체를 함유하는 폴리머의 DSC분석을 통하여 얻어지는 Tm분석 결과로부터 균일한 공중합체 조성분포가 얻어졌음을 확인할 수 있었다. The low MFRR values in Table 1 indicate that the molecular weight distribution of the polymer produced is narrow, and that a uniform copolymer composition distribution was obtained from the Tm analysis results obtained through DSC analysis of polymers containing the same amount of copolymer. I could confirm it.

실시예 2Example 2

디메틸카르보디이미드 리간드에 의해 킬레이트된 티탄 화합물(A-2)의 제조Preparation of Titanium Compound (A-2) Chelated with Dimethylcarbodiimide Ligand

디시클로헥실카르보디이미드 대신 디메틸카르보디이미드 리간드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 킬레이트된 티탄 화합물(A-2)을 제조하여 사용하였다.Chelated titanium compound (A-2) was prepared and used in the same manner as in Example 1 except for using dimethylcarbodiimide ligand instead of dicyclohexylcarbodiimide.

마그네슘 함유 담지체(B)의 제조Preparation of Magnesium-Containing Carrier (B)

실시예 1에서와 동일한 방법으로 마그네슘 함유 담지체(B)를 제조하였다. A magnesium-containing carrier (B) was prepared in the same manner as in Example 1.

에틸렌 중합 및 공중합 반응Ethylene Polymerization and Copolymerization Reaction

티탄화합물(A-1) 대신 티탄화합물(A-2)를 사용한 것을 제외하고는 중합 및 공중합 반응을 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 중합 결과는 표 1에 기재하였다. The polymerization and copolymerization reaction were carried out in the same manner as in Example 1, except that the titanium compound (A-2) was used instead of the titanium compound (A-1). The polymerization results are shown in Table 1.

실시예 3Example 3

1,3-비스트리메틸시릴카르보디이미드에 의해 킬레이트된 티탄 화합물(A-3)의 제조Preparation of Titanium Compound (A-3) Chelated by 1,3-Bistrimethylsilylcarbodiimide

디시클로헥실카르보디이미드 대신 1,3-비스트리메틸시릴카르보디이미드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 킬레이트된 티탄 화합물(A-3)을 제조하여 사용하였다.Chelated titanium compound (A-3) was prepared and used in the same manner as in Example 1, except that 1,3-bistrimethylsilylcarbodiimide was used instead of dicyclohexylcarbodiimide.

마그네슘 함유 담지체(B)의 제조Preparation of Magnesium-Containing Carrier (B)

실시예 1에서와 동일한 방법으로 마그네슘 함유 담지체(B)를 제조하였다. A magnesium-containing carrier (B) was prepared in the same manner as in Example 1.

에틸렌 중합 및 공중합 반응Ethylene Polymerization and Copolymerization Reaction

티탄화합물(A-1) 대신 티탄화합물(A-3)을 사용한 것을 제외하고는 중합 및 공중합 반응을 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 중합 결과는 표 1에 기재하였다. The polymerization and copolymerization reaction were carried out in the same manner as in Example 1, except that the titanium compound (A-3) was used instead of the titanium compound (A-1). The polymerization results are shown in Table 1.

실시예 4Example 4

디시클로헥실카르보디이미드에 의해 킬레이트된 티탄 화합물(A-4)의 제조Preparation of Titanium Compound (A-4) Chelated by Dicyclohexylcarbodiimide

TiCl4(THF)2대신에 Ti(O-iPr)2Cl2 (400mmol)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 킬레이트된 티탄 화합물(A-4)을 제조하여 사용하였다.A chelated titanium compound (A-4) was prepared and used in the same manner as in Example 1 except that Ti (O-iPr) 2 Cl 2 (400 mmol) was used instead of TiCl 4 (THF) 2 .

마그네슘 함유 담지체(B)의 제조Preparation of Magnesium-Containing Carrier (B)

실시예 1에서와 동일한 방법으로 마그네슘 함유 담지체(B)를 제조하였다. A magnesium-containing carrier (B) was prepared in the same manner as in Example 1.

에틸렌 중합 및 공중합 반응Ethylene Polymerization and Copolymerization Reaction

티탄화합물(A-1) 대신 티탄화합물(A-4)를 사용한 것을 제외하고는 중합 및 공중합 반응을 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 중합 결과는 표 1에 기재하였다. The polymerization and copolymerization reaction were carried out in the same manner as in Example 1, except that the titanium compound (A-4) was used instead of the titanium compound (A-1). The polymerization results are shown in Table 1.

실시예 5Example 5

디시클로헥실카르보디이미드에 의해 킬레이트된 티탄 화합물(A-5)의 제조Preparation of Titanium Compound (A-5) Chelated by Dicyclohexylcarbodiimide

TiCl4(THF)2대신에 TiCl4 (400mmol)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 킬레이트된 티탄 화합물(A-5)을 제조하여 사용하였다.Chelated titanium compound (A-5) was prepared and used in the same manner as in Example 1 except that TiCl 4 (400 mmol) was used instead of TiCl 4 (THF) 2 .

마그네슘 함유 담지체(B)의 제조Preparation of Magnesium-Containing Carrier (B)

실시예 1에서와 동일한 방법으로 마그네슘 함유 담지체(B)를 제조하였다. A magnesium-containing carrier (B) was prepared in the same manner as in Example 1.

에틸렌 중합 및 공중합 반응Ethylene Polymerization and Copolymerization Reaction

티탄화합물(A-1) 대신 티탄화합물(A-5)를 사용한 것을 제외하고는 중합 및 공중합 반응을 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 중합 결과는 표 1에 기재하였다. The polymerization and copolymerization reaction were carried out in the same manner as in Example 1, except that the titanium compound (A-5) was used instead of the titanium compound (A-1). The polymerization results are shown in Table 1.

비교예 1Comparative Example 1

촉매의 제조Preparation of the catalyst

19.2g의 마그네슘 금속을 1L플라스크에 넣고 디부틸에테르를 20ml주입하였다. 다시 온도를 80℃로 올린 후, 요오드 2g과 클로로부탄 50ml를 혼합한 용액 중 5ml를 취하여 주입함으로써 마그네슘 표면을 활성화시켰다. 다시 20ml의 클로로벤젠을 200ml의 디부틸에테르와 함께 주입하고, 400ml의 클로로벤젠을 90℃에서 적가하여 반응을 지속시켰다. 90℃에서의 반응을 5시간이상 지속하여 그리냐드시약의 제조를 완성하였다. 액상의 그리냐드시약을 고체성분으로부터 분리해내었다. 분리해낸 상층용액 부분중 120ml(100mmol Mg함량)를 1L 플라스크에 투입한 후, 40℃에서 사염화탄소 20ml를 서서히 적가하여 구형의 마그네슘할라이드를 제조하였다. 적가 후, 온도를 80℃로 승온하여 1시간 이상 반응하여 마그네슘할라이드 성분의 제조를 완성하였다. 다시 상층 용액을 따라내고 헥산으로 3회 세척하여 고체상태인 마그네슘할라이드 담지체 성분을 분리해내었다. 이렇게 제조된 담지체에 헥산 300ml를 주입한후 TiCl4 30ml를 주입하고 60℃에서 1시간 가열하였다. 반응이 완료된 후에 60℃에서 상층 용액을 따라내고 헥산으로 3회 세척하여 촉매의 제조를 완성하였다. 티탄 담지율은 3.5% 였다.19.2 g of magnesium metal was added to a 1 L flask, and 20 ml of dibutyl ether was injected. After raising the temperature to 80 ° C., 5 ml of a solution of 2 g of iodine and 50 ml of chlorobutane was taken and injected to activate the magnesium surface. 20 ml of chlorobenzene was further injected with 200 ml of dibutyl ether, and 400 ml of chlorobenzene was added dropwise at 90 DEG C to maintain the reaction. The reaction at 90 ° C. was continued for at least 5 hours to complete the preparation of Grignard reagent. Liquid Grignard reagent was isolated from the solid component. 120 ml (100 mmol Mg content) of the separated supernatant was added to a 1 L flask, and 20 ml of carbon tetrachloride was slowly added dropwise at 40 ° C. to prepare a spherical magnesium halide. After the dropwise addition, the temperature was raised to 80 ° C. and reacted for 1 hour or more to complete the preparation of the magnesium halide component. The supernatant was again decanted and washed three times with hexane to separate the magnesium halide carrier component in the solid state. After injecting 300 ml of hexane to the carrier thus prepared, 30 ml of TiCl 4 was injected and heated at 60 ° C. for 1 hour. After the reaction was completed, the supernatant solution was decanted at 60 ° C. and washed three times with hexane to complete the preparation of the catalyst. The titanium loading rate was 3.5%.

에틸렌 중합 반응 및 공중합 반응Ethylene Polymerization and Copolymerization

티탄화합물(A-1) 대신에 상기에서 제조된 촉매를 사용한 것을 제외하고는 중합 및 공중합 반응은 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 중합 결과는 표 1에 기재하였다. Polymerization and copolymerization reaction were carried out in the same manner as in Example 1, except that the catalyst prepared above was used instead of the titanium compound (A-1). The polymerization results are shown in Table 1.

비교예 2Comparative Example 2

Ti성분의 제조Preparation of Ti Component

82.4g의 디시클로헥실카르보디이미드 400mmol을 톨루엔 용액 400mL에 용해한 후 TiCl4 40mL(400mmol)를 주입하고, 90℃에서 4시간동안 반응시켰다. 반응이 진전됨에따라 무색 용액이 진한 갈색을 나타냈다. 반응후에 진공펌프로 톨루엔을 제거하고, 남은 고체를 헥산으로 충분히 세척하여 미반응된 카르보디이미드 화합물 및 TiCl4를 제거하여 갈색의 용액상태의 Ti촉매성분을 얻었다.After dissolving 82.4 g of dicyclohexylcarbodiimide in 400 mL of toluene solution, 40 mL (400 mmol) of TiCl 4 was injected and reacted at 90 ° C. for 4 hours. As the reaction progressed, the colorless solution became dark brown. After the reaction, toluene was removed with a vacuum pump, and the remaining solid was sufficiently washed with hexane to remove the unreacted carbodiimide compound and TiCl 4 to obtain a brown catalyst Ti catalyst component.

마그네슘 함유 담지체(B)의 제조Preparation of Magnesium-Containing Carrier (B)

실시예 1에서와 동일한 방법으로 마그네슘 함유 담지체(B)를 제조하였다. A magnesium-containing carrier (B) was prepared in the same manner as in Example 1.

촉매(C)의 제조Preparation of Catalyst (C)

상기 Ti촉매성분을 톨루엔 400ml에 용해한 후, 상기 마그네슘 함유 담지체(B) 20g을 현탁시킨 슬러리 100ml에 주입하고, 60℃에서 1시간 동안 교반하였다. 교반을 멈추고 헥산 20ml를 주입하여 3회 세척하여, 분말상 고체가 n-헥산에 현탁된 상태의 촉매(C)를 얻었다. After dissolving the Ti catalyst component in 400 ml of toluene, 20 g of the magnesium-containing carrier (B) was poured into 100 ml of the suspended slurry, followed by stirring at 60 ° C. for 1 hour. After stirring was stopped, 20 ml of hexane was injected and washed three times to obtain a catalyst (C) in which a powdery solid was suspended in n-hexane.

에틸렌 중합 및 공중합 반응Ethylene Polymerization and Copolymerization Reaction

티탄화합물(A-1)과 마그네슘 함유 담지체를 사용하는 대신에 상기에서 제조한 촉매(C)를 사용한 것을 제외하고는 중합 및 공중합 반응은 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 중합 결과는 표 1에 기재하였다. The polymerization and copolymerization reaction were carried out in the same manner as in Example 1, except that the catalyst (C) prepared above was used instead of the titanium compound (A-1) and the magnesium-containing support. The polymerization results are shown in Table 1.

비교예 3Comparative Example 3

디시클로헥실카르보디이미드 리간드에 의해 킬레이트된 티탄 화합물(A-1)의 제조Preparation of Titanium Compound (A-1) Chelated with Dicyclohexylcarbodiimide Ligand

실시예 1과 동일한 방법으로 킬레이트된 티탄 화합물(A-1)을 제조하여 사용하였다. Chelated titanium compound (A-1) was prepared and used in the same manner as in Example 1.

마그네슘 함유 담지체(B)의 제조Preparation of Magnesium-Containing Carrier (B)

실시예 1에서와 동일한 방법으로 마그네슘 함유 담지체(B)를 제조하였다. A magnesium-containing carrier (B) was prepared in the same manner as in Example 1.

에틸렌 중합 및 공중합 반응Ethylene Polymerization and Copolymerization Reaction

조촉매로서 실시예 1에 있어서의 트리옥틸알루미늄 3mmol을 주입하는 대신에 PMAO 3mmol을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 에틸렌중합 및 에틸렌/1-헥센의 공중합반응을 실시하였으며, 중합결과를 표 1에 기재하였다. The copolymerization reaction of ethylene polymerization and ethylene / 1-hexene was carried out in the same manner as in Example 1, except that 3 mmol of PMAO was used instead of 3 mmol of trioctyl aluminum in Example 1 as a cocatalyst. And the polymerization results are shown in Table 1.

비교예 4Comparative Example 4

디시클로헥실카르보디이미드 리간드에 의해 킬레이트된 티탄 화합물(A-1)의 제조Preparation of Titanium Compound (A-1) Chelated with Dicyclohexylcarbodiimide Ligand

실시예 1과 동일한 방법으로 킬레이트된 티탄 화합물(A-1)을 제조하여 사용하였다. Chelated titanium compound (A-1) was prepared and used in the same manner as in Example 1.

에틸렌 중합 및 공중합 반응Ethylene Polymerization and Copolymerization Reaction

조촉매로서 실시예 1에 있어서의 트리옥틸알루미늄 3mmol을 주입하는 대신에 PMAO 3mmol을 사용하였으며, 마그네슘 함유 담지체성분(B)을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 에틸렌중합 및 에틸렌/1헥센의 공중합반응을 실시하였으며, 중합 결과를 표 1에 기재하였다. Instead of injecting 3 mmol of the trioctyl aluminum in Example 1 as a cocatalyst, PMAO 3 mmol was used, and ethylene polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the magnesium-containing carrier component (B) was not used. And copolymerization of ethylene / 1 hexene was carried out, the polymerization results are shown in Table 1.

<표 1> 에틸렌 중합 및 에틸렌 / 1-헥센 공중합 결과Table 1 Ethylene Polymerization and Ethylene / 1-Hexene Copolymerization Results

실시예 Example 에틸렌 중합 반응 Ethylene polymerization 에틸렌 / 1-헥센 공중합 반응 Ethylene / 1-hexene Copolymerization Reaction 활 성(g PE/g촉매) Activation (g PE / g Catalyst) M.I.(g/10min) M.I. (g / 10min) MFRR MFRR B/D(g/ml) B / D (g / ml) M.I.(g/10min) M.I. (g / 10min) MFRR MFRR ΔH(J/g) ΔH (J / g) Tm(℃) Tm (℃) 실시예(1) Example (1) 5400 5400 0.9 0.9 25.7 25.7 0.41 0.41 1.3 1.3 23.9 23.9 104.8 104.8 122.2 122.2 실시예(2) Example (2) 5700 5700 1.2 1.2 29.1 29.1 0.41 0.41 1.7 1.7 25.2 25.2 103.8 103.8 122.1 122.1 실시예(3) Example (3) 4600 4600 1.2 1.2 27.3 27.3 0.41 0.41 1.8 1.8 25.4 25.4 108.5 108.5 122.8 122.8 실시예(4) Example (4) 4900 4900 1.3 1.3 27.5 27.5 0.40 0.40 1.8 1.8 24.9 24.9 103.2 103.2 121.7 121.7 실시예(5) Example (5) 5300 5300 1.5 1.5 25.6 25.6 0.41 0.41 1.3 1.3 25.4 25.4 102.3 102.3 123.2 123.2 비교예(1) Comparative Example (1) 3500 3500 0.6 0.6 30.7 30.7 0.36 0.36 1.2 1.2 30.1 30.1 105.6 105.6 125.2 125.2 비교예(2) Comparative Example (2) 2500 2500 0.2 0.2 30.7 30.7 0.36 0.36 0.7 0.7 30.4 30.4 125.3 125.3 125.4 125.4 비교예(3) Comparative Example (3) 5200 5200 1.2 1.2 24.7 24.7 0.31 0.31 1.5 1.5 26.5 26.5 102.4 102.4 122.6 122.6 비교예(4) Comparative Example (4) 5400 5400 1.5 1.5 23.7 23.7 - - 1.8 1.8 24.1 24.1 103.1 103.1 122.3 122.3

이상과 같이 본 발명에 따른 에틸렌 중합 또는 공중합 방법에 의하면, 높은 겉보기 밀도를 가지면서, 좁은 분자량 분포 및 균일한 공중합체 조성 분포를 갖는 에틸렌 및 에틸렌/알파-올레핀의 중합체 및 공중합체의 중합이 가능하다. As described above, according to the ethylene polymerization or copolymerization method according to the present invention, polymers and copolymers of ethylene and ethylene / alpha-olefins having a high apparent density and having a narrow molecular weight distribution and a uniform copolymer composition distribution are possible. Do.

Claims (7)

디알킬마그네슘형태의 그리냐드 화합물과 카르보디이미드 계열의 리간드를 반응시켜 카르보디이미드 리간드를 포함하는 마그네슘 화합물을 제조하고, 이를 주기율표 제 IV족 전이금속화합물과 반응시켜 제조되는 킬레이트된 전이금속 화합물로 이루어진 촉매(A)와 마그네슘 함유 담지체(B) 및 조촉매로서 주기율표 제 Ⅱ족 또는 제 Ⅲ족 유기금속 화합물(C)의 존재하에 에틸렌을 중합 또는 공중합하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합 방법. A magnesium compound containing a carbodiimide ligand is prepared by reacting a Grignard compound in a dialkyl magnesium form with a ligand of a carbodiimide series, and a chelated transition metal compound prepared by reacting with a Group IV transition metal compound of the periodic table. Ethylene polymerization or copolymerization method, characterized in that the ethylene is polymerized or copolymerized in the presence of the catalyst (A), the magnesium-containing support (B) and the cocatalyst in the presence of a Group II or Group III organometallic compound (C). 제 1항에 있어서, 상기 카르보디이미드 계열의 리간드는 다음의 화학식을 만족하는 화합물이며,According to claim 1, wherein the carbodiimide-based ligand is a compound satisfying the following formula, , , 여기에서, W,Y,Z는 독립적으로 알킬, 페닐, 또는 헤테로원자를 포함하는 알킬기인 것을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합 방법.Here, W, Y, Z is an ethylene polymerization or copolymerization method, characterized in that independently alkyl, phenyl, or an alkyl group containing a hetero atom. 제 2항에 있어서, 상기 카르보디이미드 계열 리간드는 디메틸카르보디이미드, 디시클로헥실카르보디이미드, 1,3-비스트리메틸시릴카르보디이미드 또는 이들의 유도체인 것을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합 방법.The method of claim 2, wherein the carbodiimide-based ligand is dimethyl carbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, 1,3-bistrimethylsilylcarbodiimide or derivatives thereof. 제 1항에 있어서, 상기 주기율표 제 IV족 전이금속화합물은 일반식 M(OR)aX4-a(M은 Ti, Zr 또는 Hf이며, R은 탄화수소기, X는 할로겐원자, 그리고 a는 0≤a≤2의 자연수)로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합 방법.The compound of claim 1, wherein the Group IV transition metal compound of the periodic table is M (OR) a X 4-a (M is Ti, Zr or Hf, R is a hydrocarbon group, X is a halogen atom , and a is 0). Ethylene polymerization or copolymerization method characterized by the above-mentioned. 제 4항에 있어서, 상기 주기율표 제 IV족 전이금속화합물은 티탄할라이드인 것을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합 방법.5. The method of claim 4, wherein the Group IV transition metal compound of the periodic table is titanium halide. 제 1항에 있어서, 상기 마그네슘 함유 담지체(B)는 MgPh2.nMgCl2.mR2O(여기서, Ph는 페닐, n=0.37∼0.7 ; m≥1 ; R20은 에테르)의 조성을 갖는 유기마그네슘화합물과 유기염소화합물을 유기 염소화합물과 마그네슘의 몰비를 0.5 이상으로 하여 반응시켜 제조되는 것임을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합 방법.The method of claim 1, wherein the magnesium containing carrier (B) is MgPh 2 .nMgCl 2 .mR 2 O having a composition of (wherein, Ph is phenyl, n = 0.37~0.7; R 2 0 is ether; m≥1) Ethylene polymerization or copolymerization method characterized in that the produced by reacting the organic magnesium compound and the organic chlorine compound with a molar ratio of organic chlorine compound and magnesium of 0.5 or more. 제 1항에 있어서, 상기 조촉매(C)는 MRn(M은 주기율표 제 Ⅱ족 또는 제 ⅢA족 금속원자, R은 탄소수 1~20의 알킬기, n은 금속성분의 원자가)의 일반식으로 표시되는 유기금속 화합물인 것을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합 방법.The method of claim 1, The promoter (C) is an organometallic compound represented by the general formula of MR n (M is a group II or IIIA metal atom of the periodic table, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, n is a valence of a metal component) Ethylene polymerization or copolymerization method.
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