KR101670486B1 - Transition metal compound, catalyst composition for preparing poly-olefin, preparation method of poly-olefin - Google Patents

Transition metal compound, catalyst composition for preparing poly-olefin, preparation method of poly-olefin Download PDF

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Abstract

본 발명은 특정 화학 구조의 전이 금속 화합물과, 상기 전이 금속 화합물을 포함하는 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물과, 상기 폴리올레핀 합성용 촉매의 존재 하에 에틸렌을 중합 반응시키는 단계를 포함하는 폴리 올레핀의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a polyolefin comprising a transition metal compound having a specific chemical structure, a catalyst composition for synthesizing polyolefin comprising the transition metal compound, and a step of polymerizing ethylene in the presence of the catalyst for synthesizing polyolefin will be.

Description

전이 금속 화합물, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물 및 폴리 올레핀의 제조 방법{TRANSITION METAL COMPOUND, CATALYST COMPOSITION FOR PREPARING POLY-OLEFIN, PREPARATION METHOD OF POLY-OLEFIN}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a transition metal compound, a catalyst composition for synthesizing a polyolefin, and a process for producing a polyolefin. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 전이 금속 화합물, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물 및 폴리 올레핀의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신규하게 합성된 전이 금속 화합물과, 폴리 올레핀 중합 반응에서 높은 반응성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 합성되는 폴리 올레핀의 화학적 구조, 분자량 분포, 기계적 물성 등의 특성을 용이하게 조절할 수 있는 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물 및 폴리 올레핀의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a transition metal compound, a catalyst composition for synthesizing polyolefins, and a process for producing polyolefins, and more particularly, to a process for producing a polyolefin, which can exhibit high reactivity with a newly synthesized transition metal compound, And more particularly, to a catalyst composition for polyolefin synthesis and a method for producing polyolefin which can easily control characteristics such as chemical structure, molecular weight distribution and mechanical properties of polyolefin.

기존의 폴리 올레핀의 상업적 제조 과정에는 티타늄 또는 바나듐 화합물의 지글러-나타 촉매가 널리 사용되어 왔는데, 상기 지글러-나타 촉매는 높은 활성을 갖지만, 다활성점 촉매이기 때문에 생성 고분자의 분자량 분포가 넓으며 공단량체의 조성 분포가 균일하지 않아 원하는 물성 확보에 한계가 있었다.Ziegler-Natta catalysts of titanium or vanadium compounds have been widely used for the commercial production of polyolefins. Since the Ziegler-Natta catalyst has a high activity, it has a wide molecular weight distribution of the resulting polymer because it is a multi- The composition distribution of the monomers is not uniform and there is a limit in ensuring desired physical properties.

이에 따라, 최근에는 티타늄, 지르코늄, 하프늄 등의 전이금속과 싸이클로펜타디엔 작용기를 포함하는 리간드가 결합된 메탈로센 촉매가 개발되어 널리 사용되고 있다. 이러한 메탈로센 촉매는 하나의 종류의 활성점을 가진 단일 활성점 촉매로 생성 중합체의 분자량 분포가 좁고 촉매와 리간드의 구조에 따라 분자량, 입체 규칙도, 결정화도, 특히 공단량체의 반응성을 대폭 조절할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 메탈로센 촉매로 중합한 폴리 올레핀은 분자량 분포가 좁아 일부 제품에 응용할 경우, 압출부하 등의 영향으로 생산성이 현저히 떨어지는 등 현장적용이 어려운 문제가 있어 이를 해결하기 위한 다양한 시도가 이루어져 왔다.Recently, a metallocene catalyst in which a transition metal such as titanium, zirconium, or hafnium and a ligand containing a cyclopentadiene functional group are bonded has been developed and widely used. These metallocene catalysts are single active site catalysts having one kind of active site. The molecular weight distribution of the produced polymer is narrow and the molecular weight, stereoregularity, crystallinity, especially reactivity of the comonomer can be greatly controlled depending on the structure of the catalyst and the ligand There is an advantage. However, the polyolefin polymerized with the metallocene catalyst has a narrow molecular weight distribution, and when it is applied to some products, productivity is remarkably decreased due to the influence of extrusion load, etc., and it is difficult to apply it to the field.

1990년대 초반 DOW 사가 개발한 [Me2Si(Me4C5)NtBu]TiCl2(Constrained-Geometry Catalyst, CGC)는 에틸렌과 알파-올레핀의 공중합 반응에서 기존에 알려진 메타로센 촉매에 비하여 (1) 높은 중합 온도에서도 높은 활성도를 나타내면서 고분자량의 중합체를 생성하며, (2) 1-헥센 및 1-옥텐과 같은 입체적 장애가 큰 알파-올레핀의 합성도 용이하게 해낼 수 있는 점에서 뛰어나다. [Me 2 Si (Me 4 C 5 ) NtBu] TiCl 2 (Constrained-Geometry Catalyst, CGC) developed by DOW in the early 1990s compared with the previously known metallocene catalysts in the copolymerization reaction of ethylene and α- ) Is superior in that it can produce a polymer of high molecular weight while exhibiting high activity even at a high polymerization temperature, and (2) can easily synthesize an alpha-olefin having a large steric hindrance such as 1-hexene and 1-octene.

이러한 CGC 의 여러 가지 특성들이 점차 알려지면서 이의 유도체를 합성하여 중합 촉매로 사용하려는 다양한 시도가 활발히 이루어졌다. 예를 들어, 실리콘 브릿지 대신에 다른 다양한 브릿지 및 질소(nitrogen) 치환체가 도입된 금속 화합물을 합성하고, 이를 이용하여 폴리 올레핀의 합성이 시도되었다. 최근까지 알려진 대표적인 금속 화합물들을 열거하면 아래와 같다.As various characteristics of CGC have become increasingly known, various attempts have been actively made to synthesize their derivatives and use them as polymerization catalysts. For example, instead of the silicon bridge, various other bridges and metal compounds into which a nitrogen substituent has been introduced have been synthesized, and the synthesis of polyolefins has been attempted. Representative metal compounds known until recently are as follows.

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상기에 나열된 화합물들은 CGC 구조의 실리콘 브릿지 대신에 포스포러스(1), 에틸렌 또는 프로필렌(2), 메틸리덴(3), 및 메틸렌(4) 브릿지가 각각 도입되어 있으나, 에틸렌 중합 또는 알파-올레핀과의 공중합 적용 시에 CGC에 대비하여 활성도나 공중합 성능 등의 측면에서 뛰어난 결과들을 주지 못했다.The compounds listed above have been introduced with phosphorus (1), ethylene or propylene (2), methylidene (3), and methylene (4) bridges, respectively, instead of the CGC structure of silicon bridges, In the case of the copolymerization, there were no excellent results in terms of activity or copolymerization performance in comparison with CGC.

또한, 상기 CGC 의 아미도 리간드 대신에 옥시도 리간드로 구성된 화합물들이 많이 합성되었으며, 이를 이용한 폴리 올레핀의 합성도 일부 시도되었다. 그 예들을 정리하면 다음과 같다.In addition, a large amount of compounds composed of oxydolides were synthesized instead of the amido ligands of CGC, and synthesis of polyolefins using the compounds was also partially tried. The examples are summarized as follows.

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또한, 스미토모(Sumitomo)사에 의하여 상기의 화합물과 유사한 구조의 촉매(8)의 합성 및 이를 이용한 고온 고압 중합 방법이 소개되었다. Also, the synthesis of the catalyst (8) having a structure similar to the above compound by Sumitomo Co., Ltd. and the high temperature high-pressure polymerization method using the catalyst (8) have been introduced.

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한편, 한편 일본 미쯔이 사에서는 페녹시 이민을 기본 골격으로 하는 4족 전이금속 화합물(Ti, Zr)을 개발하여 다양한 특성을 갖는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 합성하였다. 상기 촉매의 특징은 기존 메탈로센 촉매나 CGC 의 중요한 골격이 되는 시클로펜타디엔 리간드를 구조상 포함하지 않는다는 점이다. 이에 따라, 이러한 촉매는 포스트 메탈로센 즉, 메탈로센 구조를 벗어나는 차세대 촉매로 각광을 받기 시작하였다. 이후 이 촉매는 FI 촉매 (10)로 명명되어 촉매 기본 골격을 중심으로 여러 가지 치환체들이 바뀜에 따라 촉매의 활성과 효율성 등에 대하여 자세히 조사되었고 이와 관련한 다양한 연구가 진행되었다. On the other hand, in Mitsui, Japan, a transition metal compound (Ti, Zr) having a basic skeleton of phenoxyimine was developed to synthesize polyethylene and polypropylene having various properties. The characteristic feature of the catalyst is that it does not include a cyclopentadiene ligand which is an important skeleton of a conventional metallocene catalyst or CGC. As a result, these catalysts began to receive the spotlight as a next-generation catalyst that deviates from the post metallocene structure, ie, the metallocene structure. This catalyst was named as FI catalyst (10), and the activity and efficiency of the catalyst were investigated as various substituents were changed around the basic structure of the catalyst, and various studies related thereto were conducted.

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최근에는 엘지 화학에 의하여 CGC 백본에서 또 다른 브릿지, 즉 페닐기를 도입한 리간드를 가지는 촉매 (11,12)가 소개되었다(Organometallics, 2006, 25, 5122 and 2008, 27, 3907). 이들 촉매는 에틸렌/1-옥텐 공중합체를 합성하는데 있어서, 기존 CGC 대비 동등 수준의 이상의 활성, 1-옥텐의 함량 및 분자량 분포 등을 나타내는 것을 특징으로 한다. Recently, a catalyst (11, 12) having another bridge, that is, a ligand in which a phenyl group is introduced, was introduced from CGC backbone by LG Chem (Organometallics, 2006, 25, 5122 and 2008, 27, 3907). These catalysts are characterized by exhibiting an activity equivalent to or higher than that of existing CGCs, a content of 1-octene and a molecular weight distribution in the synthesis of an ethylene / 1-octene copolymer.

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다만, 실제로 상업 공정에 적용될 수 있는 포스트 메탈로센 촉매에 대하여는 많이 알려져 있지 않은 상황이며, 이에 따라, 보다 높은 중합 성능을 구현할 수 있고, 우수한 물성을 갖는 폴리 올레핀을 제공할 수 있는 포스트 메탈로센 촉매에 대한 연구가 여전히 필요하다.
However, the post metallocene catalyst that can be actually applied to commercial processes is not well known, and accordingly, a post metallocene catalyst capable of realizing higher polymerization performance and capable of providing a polyolefin having excellent physical properties Catalyst studies are still needed.

본 발명은 신규하게 합성된 전이 금속 화합물을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a novelly synthesized transition metal compound.

또한, 본 발명은 폴리 올레핀 중합 반응에서 높은 반응성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 합성되는 폴리 올레핀의 화학적 구조, 분자량 분포, 기계적 물성 등의 특성을 용이하게 조절할 수 있는 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물을 제공하기 위한 것이다. The present invention also provides a catalyst composition for polyolefin synthesis which can exhibit high reactivity in the polyolefin polymerization reaction and can easily control the characteristics such as the chemical structure, the molecular weight distribution, and the mechanical properties of the synthesized polyolefin .

또한, 본 발명은 높은 선택비와 반응 활성을 가지고 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 보다 용이하고 안정적으로 합성할 수 있는 폴리 올레핀의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention also provides a process for producing a polyolefin which can more easily and stably synthesize an ethylene / alpha-olefin copolymer with a high selectivity and a reaction activity.

본 명세서에서는 하기 화학식1의 전이 금속 화합물이 제공된다. In the present specification, a transition metal compound represented by the following general formula (1) is provided.

[화학식1][Chemical Formula 1]

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상기 화학식1에서, R1 는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 1이상 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 22의 아릴기(aryl)이고, R2 는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 1이상 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 22의 아릴기(aryl)이고, R3은 탄소수 2 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기(alkenyl)이고, M1은 3족 내지 12족의 전이금속이며, R4 및 R5는 각각 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 할로겐기이고, R6, R7 및 R8은 각각 수소, 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 할로겐기이고, 상기 화학식 중 →는 배위 결합을 의미한다. In Formula 1, R 1 is an aryl group (aryl) C 1 -C 10 alkyl group, or at least an alkyl group of straight or branched chain C 1 -C 51 substituted or unsubstituted C 6 -C 22 ring, R 2 is An aryl group having 6 to 22 carbon atoms in which at least one of a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted or unsubstituted and R 3 is a straight or branched alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms , M 1 is a transition metal of Groups 3 to 12, R 4 and R 5 are each a linear or branched alkyl or halogen group having 1 to 10 carbon atoms, R 6 , R 7 and R 8 are each hydrogen, A straight chain or branched chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a halogen group, and in the above formula, → denotes a coordinate bond.

또한, 본 명세서에서는 상기 화학식1의 전이 금속 화합물을 포함하는, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물이 제공된다. Further, the present invention provides a catalyst composition for synthesizing polyolefin, which comprises the transition metal compound of the above formula (1).

또한, 본 명세서에서는 상기 폴리올레핀 합성용 촉매의 존재 하에 에틸렌을 중합 반응시키는 단계를 포함하는 폴리 올레핀의 제조 방법이 제공된다. In addition, the present invention provides a process for producing a polyolefin comprising the step of polymerizing ethylene in the presence of the catalyst for synthesizing polyolefin.

이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 전이 금속 화합물, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물 및 폴리 올레핀의 제조 방법에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, a transition metal compound, a catalyst composition for synthesizing polyolefin, and a process for producing a polyolefin according to a specific embodiment of the present invention will be described in detail.

본 명세서에서, 알킬(Alkyl)은 알케인(alkane)으로부터 유래한 1가의 작용기를 의미하며, 알케닐(alkenyl)은 알켄(alkene)으로부터 유래한 1가의 작용기를 의미하며, 아릴(aryl)은 아렌(arene)으로부터 유래한 1가의 작용기를 의미한다.
As used herein, Alkyl refers to a monovalent functional group derived from an alkane, alkenyl refers to a monovalent functional group derived from an alkene, quot; means a monovalent functional group derived from arene.

발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식1의 전이 금속 화합물이 제공될 수 있다. According to one embodiment of the invention, the transition metal compound of the above formula (1) may be provided.

본 발명자들은 상기 화학식1의 전이 금속 화합물을 신규하게 합성하였으며, 상기 화학식1의 전이 금속 화합물이 갖는 전자적 및 입체적 구조 등으로 인하여 폴리 올레핀을 화학적 구조, 분자량 분포, 기계적 물성 등의 특성을 용이하게 조절하고 높은 반응 효율을 구현할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.The present inventors have newly synthesized a transition metal compound represented by the above formula (1). The transition metal compound represented by the above formula (1) has electronic and steric structures and the like, so that the polyolefin can easily control the characteristics such as chemical structure, molecular weight distribution, And the high reaction efficiency can be achieved through experiments.

특히, 상기 화학식1의 전이 금속 화합물은 그 전자적 및 입체적 구조로 인하여 에틸렌 등의 단량체를 보다 용이하고 높은 효율로 올리고머화 시킬 수 있으며, 에틸렌만으로도 하나의 반응기에서 저밀도 폴리에틸렌 또는 알파-올레핀을 합성할 수 있다. In particular, the transition metal compound of the above formula (1) can oligomerize monomers such as ethylene due to its electronic and steric structure, and can easily oligomerize ethylene or a low-density polyethylene or an alpha-olefin in a single reactor have.

상기 화학식1에 관하여 상술한 바와 같이, R1 는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 1이상 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 22의 아릴기(aryl)일 수 있으며, 또한 R1 는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 1이상 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴기(aryl)일 수 있다. R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms in which at least one of a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted or unsubstituted, And R 1 may be an aryl group having 6 to 14 carbon atoms in which one or more of a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted or unsubstituted.

또한, 상기 R2 는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 1이상 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 22의 아릴기(aryl)일 수 있고, 또한 상기 R2 는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 1이상 치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴기(aryl)일 수 있다. The R 2 may be an aryl group having 6 to 22 carbon atoms in which at least one of a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted or unsubstituted, and R 2 is a linear chain having 1 to 5 carbon atoms Or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms in which one or more branched-chain alkyl groups are substituted.

또한, 상기 R3은 탄소수 2 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기(alkenyl)일 수 있고, 또한 상기 R3은 탄소수 3 내지 8의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기(alkenyl)일 수 있다. Further, R 3 may be an alkenyl group (alkenyl) straight or branched chain having 2 to 12 carbon atoms, may also be in the R 3 is an alkenyl group (alkenyl) straight or branched chain having 3 to 8 carbon atoms.

상기 M1은 3족 내지 12족의 전이금속일 수 있으며, 구체적으로 M1은 코발트일 수 있다. The M 1 may be a transition metal of group 3 to 12, and specifically M 1 may be cobalt.

상기 R4 및 R5는 각각 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 할로겐기일 수 있고, 또한 상기 R4 및 R5는 각각 할로겐기일 수 있다. Each of R 4 and R 5 may be a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a halogen group, and R 4 and R 5 may each be a halogen group.

상기 R6, R7 및 R8은 각각 수소, 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 할로겐기일 수 있고, 또한 상기 R6, R7 및 R8은 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있다.
Each of R 6 , R 7 and R 8 is hydrogen, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a halogen group, and each of R 6 , R 7 and R 8 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms And may be a linear or branched alkyl group.

한편, 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 화학식1의 전이 금속 화합물을 포함하는 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물이 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a catalyst composition for synthesizing a polyolefin comprising the transition metal compound of the above formula (1).

상술한 바와 같이, 상기 화학식1의 전이 금속 화합물이 갖는 전자적 및 입체적 구조 등으로 인하여 폴리 올레핀을 화학적 구조, 분자량 분포, 기계적 물성 등의 특성을 용이하게 조절하고 높은 반응 효율을 구현할 수 있다. 또한, 상기 화학식1의 전이 금속 화합물은 그 전자적 및 입체적 구조로 인하여 에틸렌 등의 단량체를 보다 용이하고 높은 효율로 올리고머화 시킬 수 있으며, 에틸렌만으로도 하나의 반응기에서 저밀도 폴리에틸렌 또는 알파-올레핀을 합성할 수 있다.As described above, the polyolefin can easily control characteristics such as chemical structure, molecular weight distribution, mechanical properties, and the like, and realize high reaction efficiency owing to the electronic and steric structure possessed by the transition metal compound of Formula 1. In addition, the transition metal compound of the above formula (1) can oligomerize monomers such as ethylene easily and efficiently due to its electronic and steric structure, and it is possible to synthesize low density polyethylene or alpha-olefin in one reactor with ethylene alone have.

이에 따라, 상기 화학식1의 전이 금속 화합물과 함께 다른 전이 금속 화합물을 사용하는 경우, 에틸렌만을 단량체로 사용하여도 하나의 반응 과정을 통해서 높은 선택도 및 효율로서 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 합성할 수 있다. Accordingly, in the case of using other transition metal compounds together with the transition metal compound of Formula 1, even when ethylene alone is used as the monomer, the ethylene / alpha-olefin copolymer can be synthesized with high selectivity and efficiency through one reaction process .

상기 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물은 상기 화학식1의 전이 금속 화합물과 더불어 조촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 조촉매는 하기 화학식 11 내지 13의 화합물 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. The catalyst composition for synthesizing polyolefins may further include a cocatalyst in addition to the transition metal compound represented by the above formula (1). The cocatalyst may comprise a compound of the following general formulas (11) to (13) or a mixture of two or more thereof.

[화학식 11]  (11)

[L-H]+[Z(E)4]- 또는 [L]+[Z(E)4]- [LH] + [Z (E ) 4] - or [L] + [Z (E ) 4] -

상기 화학식 11에서, L은 중성 또는 양이온성 루이스 염기이고, [L-H]+ 또는 [L]+ 는 브론스테드 산이며, H는 수소 원자이고, Z는 13족 원소(바람직하게는 +3 형식 산화 상태의 붕소 또는 알루미늄)이고, E는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 1 이상의 수소 원자가 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 하이드로카르빌, 알콕시 작용기 또는 페녹시 작용기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다. 상기 '하이드로카르빌'은 하이드로카르본으로부터 수소 원자를 제거한 형태의 1가 작용기로서, 에틸, 페닐 등을 포함할 수 있다.In Formula 11, L is a neutral or cationic Lewis base, [LH] + or [L] + is a Bronsted acid, H is a hydrogen atom, Z is a Group 13 element (preferably boron or aluminum in +3 type oxidation state) And at least one hydrogen atom is independently an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with halogen, hydrocarbyl having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy functional group or phenoxy functional group. The 'hydrocarbyl' is a monovalent functional group in which a hydrogen atom is removed from a hydrocarbyl, and may include ethyl, phenyl, and the like.

[화학식12][Chemical Formula 12]

D(R9)3 D (R 9 ) 3

상기 화학식 12에서, D는 알루미늄 또는 붕소이며, R9은 서로 같거나 다를수 있으며, 각각 독립적으로 할로겐; 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기; 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이다.In Formula 12, D is aluminum or boron, R 9 may be the same or different from each other, and each independently halogen; A hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms; Or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms substituted with halogen.

[화학식13][Chemical Formula 13]

Figure 112014055528723-pat00014
Figure 112014055528723-pat00014

상기 화학식 13에서, R10, R11 및 R12는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소; 할로겐기; 탄소수 1 내지 20의 지방족 탄화수소기; 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 지방족 탄화수소기이고, a는 2 이상의 정수이다.In Formula 13, R 10 , R 11 And R 12 may be the same or different from each other and are each hydrogen; A halogen group; An aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; Or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms substituted with halogen, and a is an integer of 2 or more.

상기 화학식11의 화합물은 상기 화학식1의 전이 금속 화합물을 활성화 시키는 역할을 할 수 있으며, 브론스테드 산인 양이온과 양립 가능한 비배위 결합성 음이온을 포함할 수 있다. 바람직한 음이온은 크기가 비교적 크며 준금속을 포함하는 단일 배위결합성 착화합물을 함유하는 것이다. 특히, 음이온 부분에 단일 붕소 원자를 함유하는 화합물이 널리 사용되고 있다. 이러한 관점에서, 단일 붕소 원자를 함유하는 배위결합성 착화합물을 포함하는 음이온을 함유한 염이 바람직하다.The compound of Formula 11 may have a role of activating the transition metal compound of Chemical Formula 1 and may include a non-coordinating anion compatible with a cation which is a Bronsted acid. Preferred anions are relatively large in size and contain a single coordination complex containing a metalloid. Particularly, compounds containing a single boron atom in the anion moiety are widely used. From this viewpoint, anion-containing salts containing coordination complex compounds containing a single boron atom are preferred.

상기 전이 금속 촉매 조성물에 있어서, 상기 화학식1의 전이 금속 화합물의 몰수: 상기 화학식11의 화합물의 몰수는 1:1 내지 1:10, 바람직하게는 1:10 내지 1:4일 수 있다. 상기 몰비가 1:1미만인 경우에는 조촉매의 양이 상대적으로 적어서 금속 화합물의 활성화가 완전히 이루어지지 못해 전이 금속 촉매의 활성도가 충분하지 못할 수 있으며, 1:10을 초과하는 경우에는 전이 금속 촉매의 활성도는 증가할 수 있으나 필요 이상의 조촉매가 사용되어 생산 비용이 크게 증가하는 문제가 발생할 수 있다. In the transition metal catalyst composition, the number of moles of the transition metal compound represented by Formula 1 may be 1: 1 to 1:10, preferably 1:10 to 1: 4. When the molar ratio is less than 1: 1, the amount of the cocatalyst is relatively small, so that the activation of the metal compound is not completely performed, so that the activity of the transition metal catalyst may not be sufficient. When the molar ratio is more than 1:10, The activity may be increased, but the use of unnecessarily cocatalyst may cause a problem of a large increase in production cost.

상기 화학식11의 화합물의 구체적인 예로서, 트리에틸암모니움테트라(페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(페닐)보론, 트리프로필암모니움테트라(페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리메틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, N,N-디에틸아밀리디움테트라(페닐)보론, N,N-디에틸아닐리디움테트라(페닐)보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, 디에틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, 트리페닐포스포늄테트라(페닐)보론, 트리메틸포스포늄테트라(페닐)보론, 트리에틸암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리프로필암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라(페닐)알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라(페닐)알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라(펜타플루오로페닐)알루미늄, 디에틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)알루미늄, 트리페닐포스포늄테트라(페닐)알루미늄, 트리메틸포스포늄테트라(페닐)알루미늄, 트리에틸암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(페닐)보론, 트리프로필암모니움테트라(페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)보론,트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라(페닐)보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라(페닐)보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, 디에틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, 트리페닐포스포늄테트라(페닐)보론, 트리페닐카보니움테트라(p-트리풀로로메틸페닐)보론, 트리페닐카보니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, 트리틸테트라(펜타플루오로페닐)보론 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the compound of Formula 11 include triethylammoniumtetra (phenyl) boron, tributylammoniumtetra (phenyl) boron, trimethylammoniumtetra (phenyl) boron, tripropylammoniumtetra (phenyl) (P-tolyl) boron, trimethylammoniumtetra (o, p-dimethylphenyl) boron, tributylammoniumtetra (ptrifluoromethylphenyl) boron, trimethylammoniumtetra (ptrifluoromethylphenyl (Phenyl) boron, N, N-diethylamidinium tetra (phenyl) boron, N, N-diethylanilinium tetra (Pentafluorophenyl) boron, diethylammoniumtetra (pentafluorophenyl) boron, triphenylphosphonium tetra (phenyl) boron, trimethylphosphonium tetra (phenyl) boron, triethylammonium Tetra (phenyl) aluminum, tributylammonium (P-tolyl) aluminum, trimethylammonium tetra (p-tolyl) aluminum, triethylammonium tetra (phenyl) aluminum, trimethylammonium tetra Aluminum triethylammonium tetra (o, p-dimethylphenyl) aluminum, tributylammoniumtetra (ptrifluoromethylphenyl) aluminum, trimethylammoniumtetra (ptrifluoromethylphenyl) aluminum, tributylammoniumtetra N, N-diethylaniliniumtetra (phenyl) aluminum, N, N-diethylaniliniumtetra (phenyl) aluminum, N, N-diethylaniliniumtetra (pentafluoro (Phenyl) aluminum, trimethylphosphonium tetra (phenyl) aluminum, triethylammoniumtetra (phenyl) aluminum, diethylammoniumtetra (pentafluorophenyl) aluminum, triphenylphosphonium tetra (Phenyl) boron, trimethylammoniumtetra (phenyl) boron, trimethylammoniumtetra (p-tolyl) boron, tripropylammoniumtetra (p-tolyl) (O, p-dimethylphenyl) boron, tributylammoniumtetra (p-dimethylphenyl) boron, trimethylammoniumtetra (p-trifluoromethylphenyl) boron, tributylammoniumtetra (pentafluorophenyl) boron, N, N-diethylaniliniumtetra (phenyl) boron, N, N-diethylaniliniumtetra ) Boron, N, N-diethylaniliniumtetra (pentafluorophenyl) boron, diethylammoniumtetra (pentafluorophenyl) boron, triphenylphosphonium tetra (phenyl) boron, triphenylcarboniumtetra (p-tribromonomethylphenyl) boron, triphenylcarbonium tetra (pent Tetrafluorophenyl) boron, and trityltetra (pentafluorophenyl) boron, but are not limited thereto.

한편, 상기 화학식 12 또는 13의 화합물은 반응물 중 촉매에 독으로 작용하는 불순물을 제거하는 스캐빈져(scavenger)의 역할을 할 수 있다. Meanwhile, the compound of formula (12) or (13) may serve as a scavenger for removing poison-acting impurities from the reactants.

상기 전이 금속 촉매 조성물에 있어서, 상기 화학식1의 전이 금속 화합물의 몰수: 상기 화학식12 또는 13의 화합물의 몰수는 1:1 내지 1:8,000, 바람직하게는 1:10 내지 1:5,000일 수 있다. 상기 몰비가 1:1미만인 경우에는 스캐빈져의 첨가의 효과가 미미하고, 1:5,000을 초과하는 경우에는 반응에 참여하지 못하고 잔류하는 과량의 알킬기 등이 오히려 촉매 반응을 저해하여 촉매독으로 작용할 수 있으며, 이에 따라 부반응이 진행되어 과량의 알루미늄 또는 붕소가 중합체에 잔류하게 되는 문제가 발생할 수 있다.In the transition metal catalyst composition, the number of moles of the transition metal compound represented by Formula 1 may be 1: 1 to 1: 8,000, preferably 1:10 to 1: 5,000. If the molar ratio is less than 1: 1, the effect of addition of the scavenger is insignificant. If the molar ratio exceeds 1: 5,000, the excess alkyl group or the like remaining in the reaction can not participate in the reaction, The side reaction may proceed and excess aluminum or boron may remain in the polymer.

상기 화학식12의 화합물의 구체적인 예로는, 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 디메틸클로로알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-s-부틸알루미늄, 트리사이클로펜틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리이소펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 트리옥틸알루미늄, 에틸디메틸알루미늄, 메틸디에틸알루미늄, 트리페닐알루미늄, 트리-p-톨릴알루미늄, 디메틸알루미늄메톡시드, 디메틸알루미늄에톡시드, 트리메틸붕소, 트리에틸붕소, 트리이소부틸붕소, 트리프로필붕소, 트리부틸붕소가 있으며, 바람직하게는 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄 또는 트리이소부틸알루미늄을 사용할 수 있다. Specific examples of the compound of formula (12) include trimethyl aluminum, triethyl aluminum, triisobutyl aluminum, tripropyl aluminum, tributyl aluminum, dimethyl chloro aluminum, triisopropyl aluminum, , Tripentyl aluminum, triisopentyl aluminum, trihexyl aluminum, trioctyl aluminum, ethyl dimethyl aluminum, methyldiethyl aluminum, triphenyl aluminum, tri-p-tolyl aluminum, dimethyl aluminum methoxide, dimethyl aluminum ethoxide, Boron, triethylboron, triisobutylboron, tripropylboron, tributylboron, and preferably trimethylaluminum, triethylaluminum or triisobutylaluminum.

상기 화학식 13의 화합물의 구체적인 예로는, 메틸알루미녹산, 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산, 부틸알루미녹산 등이 있으며, 바람직하게는 메틸알루미녹산을 들 수 있다.Specific examples of the compound of the above formula (13) include methyl aluminoxane, ethyl aluminoxane, isobutyl aluminoxane, butyl aluminoxane and the like, preferably methyl aluminoxane.

상기 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물은 상기 화학식1의 전이 금속 화합물 100중량부에 대하여 유기 용매 50 내지 1000 중량부를 더 포함할 수 있다. The catalyst composition for synthesizing polyolefins may further include 50 to 1000 parts by weight of an organic solvent based on 100 parts by weight of the transition metal compound of Formula 1.

상기 유기 용매로서 펜탄, 헥산, 헵탄, 노난, 데칸, 및 이들의 이성질체와 같은 지방족 탄화수소 용매; 톨루엔, 자일렌, 벤젠과 같은 방향족 탄화수소 용매; 또는 디클로로메탄, 클로로벤젠과 같은 염소 원자로 치환된 탄화수소 용매 등을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 전이 금속 촉매에 사용 가능한 것으로 알려진 용매는 별 다른 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물 내에서 유기 용매의 함량은 사용되는 촉매 조성물의 특성 및 적용되는 폴리 올레핀 제조 공정의 조건 등에 따라서 적절히 조절할 수 있다.Examples of the organic solvent include aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, nonane, decane, and isomers thereof; Aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene and benzene; Or a hydrocarbon solvent substituted with a chlorine atom such as dichloromethane or chlorobenzene. However, the solvent is not limited thereto. Solvents known to be usable for the transition metal catalyst may be used without limitation. The content of the organic solvent in the catalyst composition for polyolefin synthesis can be appropriately controlled according to the characteristics of the catalyst composition to be used and the conditions of the polyolefin production process to be used.

상기 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물은 촉매의 유효 성분이 고정되는 담체를 더 포함할 수 있다. The catalyst composition for polyolefin synthesis may further comprise a carrier to which an effective component of the catalyst is fixed.

상기 화학식1의 전이 금속 화합물이나 또는 상기 조촉매는 담체에 고정된 상태로 사용될 수 있으며, 이러한 담체는 폴리 올레핀 제조용 촉매에 통상적으로 사용되는 것으로 알려진 것이면 별 다른 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 마그네시아 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 담체는 고온에서 건조된 것일 수 있고, 이들은 통상적으로 Na2O, K2CO3, BaSO4 및 Mg(NO3)2 등의 산화물, 탄산염, 황산염, 질산염 성분을 포함할 수 있다.The transition metal compound of Formula 1 or the cocatalyst may be used in a state of being fixed to a carrier. The carrier may be used without limitation, as long as it is known to be commonly used in a catalyst for producing polyolefins. For example, Silica, alumina, magnesia, or a mixture thereof may be used. In addition, the carrier may be one that has been dried at elevated temperatures, and these may typically include oxides, carbonates, sulfates, nitrate components such as Na2O, K2CO3, BaSO4 and Mg (NO3) 2.

한편, 상기 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물은 4족 전이 금속을 포함하는 에틸렌/α-올레핀 공중합체 합성용 전이 금속 화합물을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the catalyst composition for polyolefin synthesis may further include a transition metal compound for synthesizing an ethylene / alpha -olefin copolymer containing a Group 4 transition metal.

상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체 합성용 전이 금속 화합물은 4족 전이 금속을 포함하는 화합물로서 에틸렌 및 α-올레핀 단량체(올리고머)를 공중합할 수 있는 것으로 알려진 화합물이면 별 다른 제한 없이 사용할 수 있다. The transition metal compound for synthesizing the ethylene /? - olefin copolymer can be used without limitation as long as it is a compound containing a Group 4 transition metal and known to be capable of copolymerizing ethylene and? -Olefin monomers (oligomers).

상술한 바와 같이, 상기 화학식1의 전이 금속 화합물을 사용하면, 에틸렌만을 사용하여 합성하는 경우에도 올리고머화 반응이 높은 선택도 및 수율로서 진행될 수 있고, 이에 따라 상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체 합성용 전이 금속 화합물을 추가로 사용하는 경우 높은 효율로서 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 형성할 수 있다. As described above, when the transition metal compound of Formula 1 is used, the oligomerization reaction can proceed at a high selectivity and yield even in the case of synthesizing by using only ethylene. Thus, the synthesis of the ethylene / alpha -olefin copolymer When the transition metal compound is further used, the ethylene / alpha -olefin copolymer can be formed with high efficiency.

상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체 합성용 전이 금속 화합물의 구체적인 예로는, 하기 화학식2의 전이 금속 화합물을 들 수 있다. Specific examples of the transition metal compound for synthesizing the ethylene /? - olefin copolymer include a transition metal compound represented by the following formula (2).

[화학식2](2)

Figure 112014055528723-pat00015
Figure 112014055528723-pat00015

상기 화학식2에서, R11 및 R21은 각각 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, R12 , R22, R14, R15, R24 및 R25는 각각 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, R13및 R23 는 각각 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, R5는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, n은 R5가 벤젠 고리에 치환되는 개수로서 1 내지 4의 정수이다. In Formula 2, R < 11 > And R 21 are each a straight or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and R 12 , R 22 , R 14 , R 15 , R 24 and R 25 are each a straight or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 13 and R 23 is an alkyl group of straight or branched chain having 1 to 10 carbon atoms, respectively, R 5 is an alkyl group of straight or branched chain having 1 to 20, n is to 1 as the number of the R 5 being substituted on the benzene ring Lt; / RTI >

또한, 상기 화학식2에서, R11 및 R21은 각각 탄소수 1 내지 3의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, R12 , R22, R14, R15, R24 및 R25는 각각 탄소수 1 내지 3의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, R13및 R23 는 각각 탄소수 3 내지 8의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, R5는 탄소수 3 내지 15의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, n은 2이다.
In Formula 2, R < 11 > And R 21 are each a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and R 12 , R 22 , R 14 , R 15 , R 24 and R 25 are each a straight or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 13 and R 23 are each a straight or branched alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, R 5 is a linear or branched alkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and n is 2.

한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상술한 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물의 존재 하에 에틸렌을 중합 반응시키는 단계를 포함하는 폴리 올레핀의 제조 방법이 제공될 수 있다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, there can be provided a process for producing a polyolefin comprising the step of polymerizing ethylene in the presence of the above-mentioned catalyst composition for polyolefin synthesis.

상술한 바와 같이, 상기 화학식1의 전이 금속 화합물은 금속 주위의 전자적, 입체적 환경을 용이하게 제어할 수 있어서, 중합 반응의 수율을 높일 수 있으며 합성되는 폴리 올레핀의 화학적 구조, 분자량 분포, 기계적 물성 등의 특성을 용이하게 조절할 수 있다. As described above, the transition metal compound of Formula 1 can easily control the electronic and stereoscopic environment around the metal, thereby increasing the yield of the polymerization reaction and improving the chemical structure, molecular weight distribution, and mechanical properties of the polyolefin Can be easily controlled.

상기 폴리 올레핀의 제조 방법에 의하여, 올레핀 단독 중합체, 올레핀 공중합체 또는 에틸렌/α-올레핀 공중합체가 제공될 수 있다. By the method for producing the polyolefin, an olefin homopolymer, an olefin copolymer or an ethylene /? - olefin copolymer can be provided.

상기 에틸렌의 중합 반응은 20℃ 이상, 또는 25℃ 내지 200℃의 온도, 바람직하게는 30℃ 내지 100℃ 에서 이루어 질 수 있다.The polymerization of ethylene can be carried out at a temperature of 20 ° C or higher, or 25 ° C to 200 ° C, preferably 30 ° C to 100 ° C.

상기 에틸렌 단량체의 중합 반응은 연속식 용행 중합 공정, 벌크 중합 공정, 현탁 중합 공정 또는 유화 중합 공정으로 진행될 수 있으나, 바람직하게는 단일 반응기에서 이루어지는 용액 중합(solution polymerization) 반응에 의할 수 있다.The polymerization of the ethylene monomer may be carried out in a continuous flow polymerization process, a bulk polymerization process, a suspension polymerization process, or an emulsion polymerization process, but preferably a solution polymerization reaction in a single reactor.

상기 제조 방법에서 사용되는 반응기에는 별 다른 제한이 없으나, 연속 교반식 반응기(CSTR) 또는 연속 흐름식 반응기(PFR)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제조 방법에서 반응기는 2개 이상 직렬 혹은 병렬로 배열되는 것이 바람직하며, 반응 혼합물로부터 용매 및 미반응 단량체를 연속적으로 분리하기 위한 분리기를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.There is no particular limitation on the reactor used in the above production method, but it is preferable to use a continuous stirred tank reactor (CSTR) or a continuous flow reactor (PFR). In the above production process, it is preferable that two or more reactors are arranged in series or in parallel, and it is preferable that the separator further comprises a separator for continuously separating the solvent and unreacted monomers from the reaction mixture.

상기 폴리 올레핀의 제조 방법이 연속 용액 중합 공정으로 수행되는 경우, 촉매공정, 중합공정, 용매 분리 공정 및 회수 공정 단계로 구성될 수 있다. When the process for producing the polyolefin is carried out by a continuous solution polymerization process, it may be composed of a catalytic process, a polymerization process, a solvent separation process, and a recovery process step.

상기 폴리 올레핀의 제조방법에서는 상술한 내용을 제외하고, 메탈로센 촉매를 이용하여 폴리 올레핀을 합성하는데 사용될 수 있는 것으로 알려진 장치, 기구, 합성 방법, 반응 조건 등을 별 다른 제한 없이 사용할 수 있다.
In the process for producing the polyolefin, except for the above-mentioned contents, apparatuses, apparatuses, synthesis methods, reaction conditions, and the like known to be usable for synthesizing polyolefins using a metallocene catalyst can be used without any particular limitation.

본 발명에 따르면, 신규하게 합성된 전이 금속 화합물과, 폴리 올레핀 중합 반응에서 높은 반응성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 합성되는 폴리 올레핀의 화학적 구조, 분자량 분포, 기계적 물성 등의 특성을 용이하게 조절할 수 있는 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물 및 폴리올레핀 제조 방법이 제공될 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a novel polyolefin composition which can exhibit high reactivity in the polyolefin polymerization reaction and can easily control the characteristics such as the chemical structure, molecular weight distribution and mechanical properties of the synthesized polyolefin, A catalyst composition for synthesis and a method for producing a polyolefin may be provided.

도1은 실시예1에서 합성된 코발트(II) 클로라이드 디이민 촉매(A)의 1H-NMR 데이터를 나타낸 것이다.
도2은 실시예1에서 합성된 6-(2-나프틸)-피리디닐-2-카바알데하이드(A2)의 1H-NMR 데이터를 나타낸 것이다.
도3는 실시예1에서 합성된 [6-(2-나프틸)-피리디닐]-5-헥센-1-올(A3)의 1H-NMR 데이터를 나타낸 것이다.
도4는 실시예1에서 합성된 [6-(2-나프틸)-피리디닐]-5-헥센-1-온(A4)의 1H-NMR 데이터를 나타낸 것이다.
도5는 실시예1에서 합성된 이염화아연 착체(A5- ZnCl2)의 1H-NMR 데이터를 나타낸 것이다.
도6은 실시예1에서 합성된 6-나프틸 피리딘디민 리간드(A5)의 1H-NMR 데이터를 나타낸 것이다.
1 shows 1 H-NMR data of a cobalt (II) chloride diamine catalyst (A) synthesized in Example 1.
2 shows 1 H-NMR data of 6- (2-naphthyl) -pyridinyl-2-carbaldehyde (A2) synthesized in Example 1.
FIG. 3 shows 1 H-NMR data of [6- (2-naphthyl) -pyridinyl] -5-hexen-1-ol (A3) synthesized in Example 1.
4 shows 1 H-NMR data of [6- (2-naphthyl) -pyridinyl] -5-hexen-1-one (A4) synthesized in Example 1.
Fig. 5 shows 1 H-NMR data of the zinc dichloride complex (A5-ZnCl 2 ) synthesized in Example 1. Fig.
6 shows 1 H-NMR data of the 6-naphthylpyridine diamine ligand (A5) synthesized in Example 1. Fig.

발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
The invention will be described in more detail in the following examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

[[ 실시예1Example 1 : 전이 금속 촉매의 합성]: Synthesis of transition metal catalyst]

하기 반응식1에 나타난 반응 과정으로 통하여 하기 A의 코발트(II) 클로라이드 디이민 촉매를 합성하였다.The cobalt (II) chloride diimine catalyst of A was synthesized through the reaction shown in Scheme 1 below.

<< 반응식1Scheme 1 >>

Figure 112014055528723-pat00016
Figure 112014055528723-pat00016

(1) 6-(2-(1) 6- (2- 나프틸Naphthyl )-) - 피리디닐Pyridinyl -2--2- 카바알데하이드(A2)의Of the carbaldehyde (A2) 합성 synthesis

아릴 브롬산 및 아릴기가 치환된 팔라듐 복합체를 이용하는 스즈끼 반응(Suzuki Reaction)을 통하여 6-브로모-피리딘-2-카바알데하이드(A1)로부터 6-(2-나프틸)-피리디닐-2-카바알데하이드(A2)를 합성하였다(반응 수율: 80%). (2-naphthyl) -pyridinyl-2-carboxaldehyde was obtained from 6-bromo-pyridine-2-carbaldehyde (A1) via Suzuki reaction using a palladium complex substituted with aryl bromic acid and aryl group Aldehyde (A2) was synthesized (reaction yield: 80%).

IR 분석 결과 1712 ㎝-1의 부근에서 피크가 나타났으며, 합성된 6-(2-나프틸)-피리디닐-2-카바알데하이드(A2)의 1H-NMR 데이터를 도2에 나타내었다.
IR analysis showed a peak near 1712 cm -1 , and 1 H-NMR data of the synthesized 6- (2-naphthyl) -pyridinyl-2-carbaldehyde (A2) is shown in FIG.

(2) [6-(2-(2) Synthesis of [6- (2- 나프틸Naphthyl )-) - 피리디닐Pyridinyl ]-5-] -5- 헥센Hexen -1-올(A3)의 합성(A3) &lt; / RTI &gt;

상기 일반식1에 나타난 같이, 마그네슘 및 THF의 존재하에 5-브로모-1-펜틴을 상기 6-(2-나프틸)-피리디닐-2-카바알데하이드(A2)을 반응시켜 알데하이드기를 라세믹 아릴레이션(racemic allylation aldehyde)을 통하여 [6-(2-나프틸)-피리디닐]-5-헥센-1-올(A3)을 합성하였다. Bromo-1-pentyne is reacted with 6- (2-naphthyl) -pyridinyl-2-carbaldehyde (A2) in the presence of magnesium and THF to give the aldehyde group as racemic [6- (2-Naphthyl) -pyridinyl] -5-hexen-1-ol (A3) was synthesized via racemic allylation aldehyde.

IR 분석 결과 3400 ㎝-1의 부근에서 피크가 나타났으며, 합성된 [6-(2-나프틸)-피리디닐]-5-헥센-1-올(A3)의 1H-NMR 데이터를 도3에 나타내었다.
IR analysis showed a peak near 3400 cm -1 and 1 H-NMR data of the synthesized [6- (2-naphthyl) -pyridinyl] -5-hexen-1-ol (A3) Respectively.

(3) [6-(2-(3) [6- (2- 나프틸Naphthyl )-) - 피리디닐Pyridinyl ]-5-] -5- 헥센Hexen -1-온(A4)의 합성(A4) &lt; / RTI &gt;

상기 일반식1에 나타난 같이, Dess–Martin periodinane(DMP)을 이용하여 상기 합성된 [6-(2-나프틸)-피리디닐]-5-헥센-1-올(A3)을 산화시켜서 [6-(2-나프틸)-피리디닐]-5-헥센-1-온(A4)을 합성하였다(반응 수율: 98%). As shown in the above general formula 1, the synthesized [6- (2-naphthyl) -pyridinyl] -5-hexen-1-ol (A3) was oxidized using Dess-Martin periodinane (DMP) - (2-naphthyl) -pyridinyl] -5-hexen-1-one (A4) was synthesized (reaction yield: 98%).

IR 분석 결과 3400 ㎝-1의 부근의 피크가 사라지고 1690 ㎝-1 부근에서 피크가 나타났다. 합성된 [6-(2-나프틸)-피리디닐]-5-헥센-1-온(A4)의 1H-NMR 데이터를 도4에 나타내었다.
IR analysis showed that the peak near 3400 ㎝ -1 disappeared and the peak near 1690 ㎝ -1 . 1 H-NMR data of the synthesized [6- (2-naphthyl) -pyridinyl] -5-hexen-1-one (A4) is shown in FIG.

(4) (4) 이염화아연Zinc dichloride 착체(A5- ZnClComplex (A5-ZnCl 22 )의)of 합성 synthesis

상기 일반식1에 나타난 같이, 이염화아연(ZnCl2) 및 빙초산(glacial acetic acid)의 존재 하에, 상기 합성된 [6-(2-나프틸)-피리디닐]-5-헥센-1-온(A4)과 이소프로필아닐린을 2:1의 중량비로 반응시켜서, 노란색 고체 형태의 이염화아연 착체(A5- ZnCl2)를 형성하였다(수율: 60%). As shown in the above general formula (1), in the presence of zinc dichloride (ZnCl 2 ) and glacial acetic acid, the synthesized [6- (2-naphthyl) -pyridinyl] -5- to (A4) and diisopropylaniline 2: by reacting a weight ratio of 1, the zinc dichloride complex of the yellow solid (A5- ZnCl 2) was formed (yield: 60%).

합성된 이염화아연 착체(A5- ZnCl2)의 1H-NMR 데이터를 도5에 나타내었다.
The 1 H-NMR data of the synthesized zinc dichloride complex (A5-ZnCl 2 ) is shown in FIG.

(5) 6-(5) 6- 나프틸Naphthyl 피리딘디민Pyridine dimine 리간드(A5)의Of the ligand A5 합성 synthesis

상기 일반식1에 나타난 바와 같이, 상기 합성된 이염화아연 착체(A5- ZnCl2)를 이염화탄소 용액(CH2Cl2)에 용해시킨 이후, 옥살산칼륨(potassium oxalate) 수용액과 반응시켜서 6-나프틸 피리딘디민 리간드(A5)를 합성하였다. As shown in the above general formula 1, the synthesized dichloride zinc complex (A5- ZnCl 2) by a carbon dioxide dihydrochloride solution (CH 2 Cl 2) was later, oxalic acid potassium (potassium oxalate) reaction solution and dissolved in 6-naphthyl (A5) was synthesized.

IR 분석 결과 1636 ㎝-1의 부근의 피크가 확인되었으며, 합성된 6-나프틸 피리딘디민 리간드(A5)의 1H-NMR 데이터를 도6에 나타내었다.
As a result of IR analysis, a peak near 1636 cm -1 was confirmed, and 1 H-NMR data of the synthesized 6-naphthylpyridine diamine ligand (A5) is shown in FIG.

(6) 코발트((6) Cobalt IIII ) 클로라이드 ) Chloride 디이민Diimine 촉매(A)의 합성 Synthesis of Catalyst (A)

상기 일반식1에 나타난 바와 같이,6-나프틸 피리딘디민 리간드(A5)와 코발트(II) 클로라이드의 THF 용액을 반응시켜서 코발트(II) 클로라이드 디이민 촉매(A)를 합성하였다(반응 수율: 90%)As shown in the above general formula 1, a cobalt (II) chloride diimine catalyst (A) was synthesized by reacting a 6-naphthylpyridine diamine ligand (A5) with a THF solution of cobalt (II) chloride (reaction yield: 90 %)

IR 분석 결과 1636 ㎝-1의 부근의 피크가 1630 ㎝- 1으로 이동하였다는 점이 확인되었으며, 합성된 코발트(II) 클로라이드 디이민 촉매(A)의 1H-NMR 데이터를 도1에 나타내었다.
IR analysis of the vicinity of a peak 1636 ㎝ -1 1630 ㎝ - was moved to the first point is been identified, showing the 1 H-NMR data of the synthesized cobalt (II) chloride di-imine catalysts (A) in FIG.

[[ 실시예2Example 2 : 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 합성]: Synthesis of ethylene /? - olefin copolymer]

(1) 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물의 제조(1) Preparation of catalyst composition for polyolefin synthesis

상기 실시예1에서 얻어진 코발트(II) 클로라이드 디이민 촉매(A) 및 하기 화학식 2-1의 전이 금속 촉매를 톨루엔 용매 내에서 1:1의 중량비로 혼합하고, 조촉매로 메틸알루미녹산을 하기 표1에 기재된 함량으로 사용하여, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물을 제조하였다. The cobalt (II) chloride diamine catalyst (A) obtained in Example 1 and the transition metal catalyst of the following formula (2-1) were mixed in a toluene solvent at a weight ratio of 1: 1, and methylaluminoxane as a co- 1, to prepare a catalyst composition for polyolefin synthesis.

[화학식2-1][Formula 2-1]

Figure 112014055528723-pat00017
Figure 112014055528723-pat00017

상기 화학식2-1에서, R1, R2 및 R4는 각각 메틸기이고, R3는 tert-부틸기이고, R5는 옥틸기(octyl, -C8H17)이다.
In Formula 2-1, R 1 , R 2 and R 4 are each a methyl group, R 3 is a tert-butyl group, and R 5 is an octyl group (-C 8 H 17 ).

(2) 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 합성(2) Synthesis of ethylene /? - olefin copolymer

1atm의 압력 상에서 상기 얻어진 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물에 에틸렌을 30분간 주입하면서 약 30℃의 온도에서 중합 반응을 진행하고, 반응 결과를 측정하여 표1에 나타내었다.
The polymerization reaction was carried out at a temperature of about 30 캜 while injecting ethylene into the obtained catalyst composition for synthesizing polyolefin at a pressure of 1 atm for 30 minutes, and the reaction results were measured and shown in Table 1.

[Al]/[Ti]
<mol/mol>
[Al] / [Ti]
<mol / mol>
[Ti]의 농도
<Μmol/L>
The concentration of [Ti]
<Μmol / L>
활성도
(Activity)
Activity
(Activity)
Mn (*104)Mn (* 10 4 ) 녹는점(Tm)
<℃>
Melting point (Tm)
<° C>
[1-Butene]의 농도
[mol %]
Concentration of [1-Butene]
[mol%]
40004000 1010 360360 12.412.4 121.39121.39 19.5819.58 2020 140140 25.325.3 121.37121.37 24.0324.03 3030 113.3113.3 34.934.9 121.39121.39 22.5422.54 20002000 2020 340340 14.214.2 121.38121.38 24.0324.03

- 상기 활성도의 단위: Kg-polymer*mol-1*h-1 - unit of the activity: Kg-polymer * mol -1 * h -1

- 상기 녹는점은 DSC 분석을 통하여 측정하였다. - The melting point was measured by DSC analysis.

- 합성된 에틸렌/1-Butene 공중합체 중1-Butene의 농도는 1H-NMR 스펙트럼을 통하여 분석하였다.
The concentration of 1-butene in the synthesized ethylene / 1-butene copolymer was analyzed by 1 H-NMR spectroscopy.

상기 표1에 나타난 바와 같이, 실시예1에서 합성된 코발트(II) 클로라이드 디이민 촉매(A) 및 화학식2-1의 전이 금속 화합물을 포함하는 촉매 조성물을 사용하는 경우, 에틸렌만을 단량체로 사용하여도 하나의 반응 과정을 통해서 높은 선택도 및 효율로서 에틸렌/1-Butene 공중합체를 합성할 수 있다는 점이 확인되었다.
As shown in Table 1, when the catalyst composition comprising the cobalt (II) chloride diimine catalyst (A) synthesized in Example 1 and the transition metal compound represented by the general formula (2-1) was used, only ethylene was used as the monomer It was confirmed that an ethylene / 1-butene copolymer can be synthesized with high selectivity and efficiency through a single reaction process.

Claims (12)

하기 화학식1의 전이 금속 화합물; 및
4족 전이 금속을 포함하는 에틸렌 및 α-올레핀 간의 공중합체 합성용 전이 금속 화합물을 포함하는, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물:
[화학식1]
Figure 112016045934488-pat00018

상기 화학식1에서,
R1 는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 1이상 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 22의 아릴기(aryl)이고,
R2 는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 1이상 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 22의 아릴기(aryl)이고,
R3은 탄소수 2 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기(alkenyl)이고,
M1은 3족 내지 12족의 전이금속이며,
R4 및 R5는 각각 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 할로겐기이고,
R6, R7 및 R8은 각각 수소, 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 할로겐기이고,
상기 화학식 중, →는 배위 결합을 의미한다.
A transition metal compound represented by the following formula (1); And
A transition metal compound for the synthesis of a copolymer between ethylene and an? -Olefin comprising a Group 4 transition metal;
[Chemical Formula 1]
Figure 112016045934488-pat00018

In Formula 1,
R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms in which at least one of linear or branched alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms is substituted or unsubstituted,
R 2 is an aryl group having 6 to 22 carbon atoms in which at least one of a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted or unsubstituted,
R 3 is a linear or branched alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms,
M 1 is a transition metal of Groups 3 to 12,
R 4 and R 5 are each a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a halogen group,
R 6 , R 7 and R 8 are each hydrogen, a straight or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a halogen group,
In the above formula, → denotes coordination bonding.
제1항에 있어서,
상기 화학식1에서,
R1 는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 1이상 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴기(aryl)이고,
R2 는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 1이상 치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴기(aryl)이고,
R3은 탄소수 3 내지 8의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기(alkenyl)이고,
R4 및 R5는 각각 할로겐기이고,
M1은 코발트이고,
R6, R7 및 R8은 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기인,
폴리올레핀 합성용 촉매 조성물.
The method according to claim 1,
In Formula 1,
R 1 is an aryl group having 6 to 14 carbon atoms in which at least one of a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted or unsubstituted,
R 2 is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms in which at least one of a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted,
R 3 is a linear or branched alkenyl group having 3 to 8 carbon atoms,
R 4 and R 5 are each a halogen group,
M 1 is cobalt,
R 6 , R 7 and R 8 are each hydrogen or a straight or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
Catalyst composition for polyolefin synthesis.
삭제delete 제1항에 있어서,
조촉매를 더 포함하는, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물.
The method according to claim 1,
5. The catalyst composition for polyolefin synthesis according to claim 1, further comprising a cocatalyst.
제4항에 있어서,
상기 조촉매는 하기 화학식 11 내지 13의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물::
[화학식 11]
[L-H]+[Z(E)4]- 또는 [L]+[Z(E)4]-
상기 화학식 11에서,
L은 중성 또는 양이온성 루이스 염기이고,
[L-H]+ 또는 [L]+ 는 브론스테드 산이며,
H는 수소 원자이고,
Z는 13족 원소이고,
E는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 1 이상의 수소 원자가 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 하이드로카르빌, 알콕시 작용기 또는 페녹시 작용기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이며,
[화학식12]
D(R9)3
상기 화학식 12에서,
D는 알루미늄 또는 붕소이며,
R9은 서로 같거나 다를수 있으며, 각각 독립적으로 할로겐; 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기; 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고,
[화학식13]
Figure 112014055528723-pat00019

상기 화학식 13에서, R10, R11 및 R12는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소; 할로겐기; 탄소수 1 내지 20의 지방족 탄화수소기; 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 지방족 탄화수소기이고, a는 2 이상의 정수이다.
5. The method of claim 4,
Wherein the cocatalyst is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (11) to (13):
(11)
[LH] + [Z (E ) 4] - or [L] + [Z (E ) 4] -
In Formula 11,
L is a neutral or cationic Lewis base,
[LH] + or [L] + is a Bronsted acid,
H is a hydrogen atom,
Z is a Group 13 element,
E may be the same or different from each other, and independently at least one hydrogen atom is replaced by an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with halogen, hydrocarbyl having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy functional group or phenoxy functional group, Lt; / RTI &gt;
[Chemical Formula 12]
D (R 9 ) 3
In Formula 12,
D is aluminum or boron,
R 9 may be the same or different from each other and are each independently halogen; A hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms; Or a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms substituted with halogen,
[Chemical Formula 13]
Figure 112014055528723-pat00019

In Formula 13, R 10 , R 11 And R 12 may be the same or different from each other and are each hydrogen; A halogen group; An aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; Or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms substituted with halogen, and a is an integer of 2 or more.
제5항에 있어서,
상기 화학식1의 전이 금속 화합물의 몰수: 상기 화학식11의 화합물의 몰수는 1:1 내지 1:10인, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물.
6. The method of claim 5,
Wherein the number of moles of the transition metal compound represented by Formula 1 is 1: 1 to 1:10.
제5항에 있어서,
상기 화학식1의 전이 금속 화합물의 몰수: 상기 화학식12 또는 13의 화합물의 몰수는 1:1 내지 1:8,000 인, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물.
6. The method of claim 5,
Wherein the number of moles of the transition metal compound represented by Formula 1 is 1: 1 to 1: 8,000.
제1항에 있어서,
상기 화학식1의 전이 금속 화합물 100중량부에 대하여 유기 용매 50 내지 1000 중량부를 더 포함하는, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물.
The method according to claim 1,
The catalyst composition for synthesizing polyolefin according to claim 1, further comprising 50 to 1000 parts by weight of an organic solvent based on 100 parts by weight of the transition metal compound of the formula (1).
제1항에 있어서,
촉매의 유효 성분이 고정되는 담체를 더 포함하는, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물.
The method according to claim 1,
A catalyst composition for polyolefin synthesis, further comprising a carrier to which an effective component of the catalyst is fixed.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 에틸렌 및 α-올레핀 간의 공중합체 합성용 전이 금속 화합물은 하기 화학식2의 화합물을 포함하는, 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물:
[화학식2]
Figure 112016045934488-pat00020

상기 화학식2에서,
R11 및 R21은 각각 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고,
R12, R22, R14, R15, R24 및 R25는 각각 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고,
R13및 R23 는 각각 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고,
R5는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고,
n은 R5가 상기 벤젠 고리에 치환되는 개수로서 1 내지 4의 정수이다.
The method according to claim 1,
Wherein the transition metal compound for synthesizing a copolymer between ethylene and an? -Olefin comprises a compound represented by the following formula (2):
(2)
Figure 112016045934488-pat00020

In Formula 2,
R 11 and R 21 are each a straight or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms,
R 12, R 22 , R 14 , R 15 , R 24 and R 25 are each a straight or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms,
R 13 and R 23 are each a straight or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
R 5 is a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms,
n is an integer of 1 to 4 as the number of R 5 substituted on the benzene ring.
제1항의 폴리올레핀 합성용 촉매 조성물의 존재 하에, 에틸렌을 중합 반응시키는 단계를 포함하는 폴리 올레핀의 제조 방법.A process for producing a polyolefin comprising the step of polymerizing ethylene in the presence of the catalyst composition for polyolefin synthesis according to claim 1.
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