KR101719042B1 - Method for preparing polyolefin and polyolefin prepared thereby - Google Patents

Method for preparing polyolefin and polyolefin prepared thereby Download PDF

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Abstract

본 발명은 분자내 탄소수 8 이상의 직쇄상 탄화수소기 및 극성 작용기를 포함하는 극성 단량체를 유기 알루미늄 화합물과 1:1.5 내지 1:3의 몰비로 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계; 및 에틸렌 단량체를 상기 혼합물과 혼합한 후, 하기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 포함하는 올레핀 중합용 촉매의 존재 하에서 40 내지 80℃의 온도에서 중합반응시키는 단계를 포함하는, 중합체내 극성 작용기를 3몰% 이상 포함하는 폴리올레핀의 제조방법, 및 이를 이용하여 제조한 폴리올레핀을 제공한다.
[화학식 1]

Figure 112014114106776-pat00011

(상기 화학식 1에서, A, R1~R4, R3' R4', M, X 및 n는 명세서 중에서 정의한 바와 같다)The present invention relates to a process for preparing a mixture comprising mixing a polar monomer containing a straight chain hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms in a molecule and a polar functional group with an organoaluminum compound at a molar ratio of 1: 1.5 to 1: 3 to prepare a mixture; And polymerizing the polymeric polar functional group at a temperature of 40 to 80 DEG C in the presence of an olefin polymerization catalyst comprising a metallocene compound represented by the following formula 1 after mixing the ethylene monomer with the above- Mol% or more, and a polyolefin prepared using the same.
[Chemical Formula 1]
Figure 112014114106776-pat00011

(Wherein A, R 1 to R 4 , R 3 ' R 4' , M, X and n are as defined in the specification)

Description

폴리올레핀의 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 폴리올레핀{METHOD FOR PREPARING POLYOLEFIN AND POLYOLEFIN PREPARED THEREBY}METHOD FOR PREPARING POLYOLEFIN AND POLYOLEFIN PREPARED THEREBY BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyolefin,

본 발명은 메탈로센 촉매를 이용한 기능성 폴리올레핀의 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 폴리올레핀에 관한 것이다.
The present invention relates to a process for preparing a functional polyolefin using a metallocene catalyst and a polyolefin produced by the process.

폴리올레핀은 성형성, 내열성, 기계적 특성, 위생 품질, 내수증기 투과성 및 성형품의 외관 특성이 우수하여, 압출 성형품, 블로우 성형품 및 사출 성형품용으로 널리 사용되고 있다. 그러나, 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌은 분자 내에 극성기가 없기 때문에 나일론과 같은 극성 수지와의 상용성이 낮고, 극성 수지 및 금속과의 접착성이 낮은 문제가 있다. 그 결과, 폴리올레핀을 극성 수지 또는 금속과 블렌딩하거나 또는 이들 재료와 적층하여 사용하기가 어려웠다. 또한, 폴리올레핀의 성형품은 표면 친수성 및 대전 방지성이 낮은 문제가 있다.BACKGROUND ART Polyolefins are widely used for extrusion molded articles, blow molded articles and injection molded articles because of their excellent moldability, heat resistance, mechanical properties, hygienic quality, water vapor permeability and appearance characteristics of molded articles. However, polyolefins, particularly polyethylene, have a problem of low compatibility with polar resins such as nylon because of the absence of polar groups in the molecule, and low adhesiveness to polar resins and metals. As a result, it has been difficult to blend the polyolefin with a polar resin or a metal, or to laminate it with these materials. Further, a molded article of polyolefin has a problem of low surface hydrophilicity and antistatic property.

이 같은 문제점을 해결하고, 극성 재료에 대한 친화성을 높이기 위하여, 라디칼 중합을 통하여 폴리올레핀 상에 극성기 함유 단량체를 그래프팅하는 방법이 널리 사용되었다. 그러나 이 방법은 그래프트 반응 도중에 폴리올레핀의 분자내 가교 및 분자쇄의 절단이 일어나 그래프트 중합체와 극성 수지의 점도 발란스가 좋지 않아 혼화성이 낮은 문제가 있었다. 또 분자내 가교에 의해 생성된 겔 성분 또는 분자쇄의 절단에 의하여 생성된 이물질로 인하여 성형품의 외관 특성이 낮은 문제가 있었다.In order to solve such a problem and to increase the affinity for a polar material, a method of grafting a polar group-containing monomer onto a polyolefin through radical polymerization has been widely used. However, this method has a problem in that cross-linking of the polyolefin and molecular chain breakage occur during the grafting reaction, and the viscosity balance of the graft polymer and the polar resin is poor and the miscibility is low. There is also a problem in that the appearance characteristics of a molded article are low due to a gel component produced by intramolecular crosslinking or a foreign substance generated by cleavage of molecular chains.

또, 에틸렌 단독중합체, 에틸렌/α-올레핀 공중합체, 프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌/α-올레핀 공중합체와 같은 올레핀 중합체를 제조하는 방법으로, 티탄 촉매 또는 바나듐 촉매와 같은 금속 촉매하에서 극성의 단량체를 공중합하는 방법이 이용되었다. 그러나, 상기와 같은 금속 촉매를 사용하여 극성 단량체를 공중합하는 경우, 분자량 분포 또는 조성물 분포가 넓고, 중합 활성이 낮은 문제가 있다.In addition, a method of producing an olefin polymer such as an ethylene homopolymer, an ethylene / alpha -olefin copolymer, a propylene homopolymer or a propylene / alpha -olefin copolymer can be carried out by copolymerizing a polar monomer with a metal catalyst such as a titanium catalyst or a vanadium catalyst Was used. However, when a polar monomer is copolymerized using the metal catalyst as described above, there is a problem that the molecular weight distribution or the composition distribution is wide and the polymerization activity is low.

또 다른 방법으로 지르코노센과 같은 천이 금속 화합물과 유기알루미늄 옥시 화합물(알루민옥산)로 된 메탈로센 촉매의 존재하에서 중합하는 방법이 알려져 있다. 메탈로센 촉매를 사용할 경우 고분자량의 올레핀 중합체가 고활성으로 얻어지고, 또한 생성되는 올레핀 중합체는 분자량 분포가 좁고 조성 분포가 좁다.As another method, there is known a method of polymerizing in the presence of a transition metal compound such as zirconocene and a metallocene catalyst comprising an organic aluminum oxy compound (aluminoxane). When a metallocene catalyst is used, a high molecular weight olefin polymer is obtained with high activity, and the resulting olefin polymer has a narrow molecular weight distribution and a narrow composition distribution.

또, 비가교 시클로펜타디에닐기, 가교 또는 비가교 비스 인데닐기, 또는 에틸렌 가교 비치환 인데닐기/플루오레닐기의 리간드를 갖는 메탈로센 화합물을 촉매로 사용하여, 극성기를 함유하는 폴리올레핀을 제조하는 방법으로는 메탈로센 촉매를 사용하는 방법도 알려져 있다. 그러나 이들 방법은 중합 활성이 매우 낮은 단점이 있다. 이 때문에, 보호기에 의해 극성기를 보호하는 방법이 실시되고 있으나, 보호기의 도입할 경우, 반응 후에 이 보호기를 다시 제거해야 하기 때문에 공정이 복잡해지는 문제가 있다.Alternatively, a metallocene compound having a ligand of a non-crosslinked cyclopentadienyl group, a crosslinked or non-crosslinked bisindenyl group, or an ethylene crosslinked unsubstituted indenyl / fluorenyl group is used as a catalyst to prepare a polyolefin containing a polar group As a method, a method using a metallocene catalyst is also known. However, these methods have a disadvantage in that the polymerization activity is very low. For this reason, although a method of protecting a polar group by a protecting group has been carried out, there is a problem that the process becomes complicated because the protecting group must be removed again after the reaction when a protecting group is introduced.

안사-메탈로센(ansa-metallocene) 화합물은 브릿지 그룹에 의해 서로 연결된 두 개의 리간드를 포함하는 유기금속 화합물로서, 상기 브릿지 그룹(bridge group)에 의해 리간드의 회전이 방지되고, 메탈 센터의 활성 및 구조가 결정된다.The ansa-metallocene compound is an organometallic compound containing two ligands connected to each other by a bridge group, in which the rotation of the ligand is prevented by the bridge group, The structure is determined.

이와 같은 안사-메탈로센 화합물은 올레핀계 호모폴리머 또는 코폴리머의 제조에 촉매로 사용되고 있다. 특히 사이클로펜타디에닐(cyclopentadienyl)-플루오레닐(fluorenyl) 리간드를 포함하는 안사-메탈로센 화합물은 고분자량의 폴리에틸렌을 제조할 수 있으며, 이를 통해 폴리프로필렌의 미세 구조를 제어할 수 있음이 알려져 있다.These anisometallocene compounds are used as catalysts in the production of olefinic homopolymers or copolymers. In particular, it is known that an anisometallocene compound containing a cyclopentadienyl-fluorenyl ligand can produce a high molecular weight polyethylene, thereby controlling the microstructure of the polypropylene have.

또한, 인데닐(indenyl) 리간드를 포함하는 안사-메탈로센 화합물은 활성이 우수하고, 입체 규칙성이 향상된 폴리올레핀을 제조할 수 있는 것으로 알려져 있다.It is also known that an anhydride-metallocene compound containing an indenyl ligand can produce a polyolefin having excellent activity and improved stereoregularity.

이처럼, 보다 높은 활성을 가지면서도, 올레핀계 고분자의 미세 구조를 제어할 수 있는 안사-메탈로센 화합물에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 그 정도가 아직 미흡한 실정이다.As described above, various researches have been made on anthra-metallocene compounds capable of controlling the microstructure of olefin-based polymers while having higher activity, but the degree of such anisotropy is still insufficient.

한국등록특허 제288272호 (2001.02.05 등록)Korean Registered Patent No. 288272 (registered on May 2, 2001)

본 발명의 해결하고자 하는 제1 기술적 과제는, 비스-인덴(bis indene)을 리간드로 포함하는 고활성의 메탈로센 촉매를 이용하여, 중합체내 극성 작용기가 높은 함량으로 도입된 폴리올레핀을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.A first object of the present invention is to provide a method for producing a polyolefin having a high polar functional group incorporated therein by using a highly active metallocene catalyst containing bisindene as a ligand .

또, 본 발명의 해결하고자 하는 제2 기술적 과제는 상기 제조방법에 따라 제조된 폴리올레핀을 제공하는 것이다.
A second technical object of the present invention is to provide a polyolefin produced by the above process.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 분자내 탄소수 8 이상의 직쇄상 탄화수소기 및 극성 작용기를 포함하는 극성 단량체를 유기 알루미늄 화합물과 1:1.5 내지 1:3의 몰비로 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계; 및 에틸렌 단량체를 상기 혼합물과 혼합한 후, 하기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 포함하는 올레핀 중합용 촉매의 존재 하에서 40 내지 80℃의 온도에서 중합반응시키는 단계를 포함하는, 중합체내 상기 극성 작용기를 3몰% 이상 포함하는 폴리올레핀의 제조방법을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, a polar monomer having at least 8 carbon atoms in a linear hydrocarbon group and a polar functional group in a molecule is mixed with an organoaluminum compound in a molar ratio of 1: 1.5 to 1: 3 Preparing a mixture; And polymerizing the polar functional group in the polymer at a temperature of 40 to 80 DEG C in the presence of an olefin polymerization catalyst comprising a metallocene compound represented by the following formula 3 mol% or more of the polyolefin.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014114106776-pat00001
Figure 112014114106776-pat00001

(상기 화학식 1에서,(In the formula 1,

M은 3족 전이금속, 4족 전이금속, 5족 전이금속, 란타나이드 계열의 전이금속 및 악타나이드 계열의 전이금속으로 이루어진 군에서 선택되고;M is selected from the group consisting of a Group 3 transition metal, a Group 4 transition metal, a Group 5 transition metal, a lanthanide series transition metal, and an ethanide series transition metal;

A는 14족의 원소이고;A is an element of Group 14;

R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 7 내지 30의 알킬아릴기, 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고;R 1 is selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkylaryl group having 7 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms;

R2는 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 7 내지 30의 알킬아릴기, 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고;R 2 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkylaryl group having 7 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms ;

R3, R3', R4, 및 R4'은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 7 내지 30의 알킬아릴기, 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고;R 3 , R 3 ' , R 4 and R 4' each independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkylaryl group having 7 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, An aryl group having 6 to 30 carbon atoms;

X는 각각 독립적으로 할로겐기이며;Each X is independently a halogen group;

n은 1 내지 20의 정수이다)and n is an integer of 1 to 20)

또, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기한 제조방법에 의해 제조된, 중합체내 극성 작용기를 3몰% 이상 포함하는 폴리올레핀을 제공한다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a polyolefin produced by the above-mentioned production method and containing at least 3 mol% of a polar functional group.

본 발명에 따른 폴리올레핀의 제조방법에 의해 중합체내 극성 작용기가 높은 함량으로 도입된 폴리올레핀을 우수한 효율로 용이하게 제조할 수 있다. 그 결과, 상기 제조방법은 극성 작용기가 도입된 폴리올레핀의 상업적 생산에 특히 유용하다.
By the process for producing a polyolefin according to the present invention, a polyolefin introduced with a high content of polar functional groups in the polymer can be easily produced with excellent efficiency. As a result, the process is particularly useful for the commercial production of polar functionalized polyolefins.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail in order to facilitate understanding of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 중합체내 극성 작용기를 3몰% 이상 포함하는 폴리올레핀의 제조방법은, 분자내 탄소수 8 이상의 직쇄상 탄화수소기 및 극성 작용기를 포함하는 극성 단량체를 유기 알루미늄 화합물과 1:1.5 내지 1:3의 몰비로 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계(단계 1); 및 에틸렌 단량체를 상기 혼합물과 혼합한 후, 하기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 포함하는 올레핀 중합용 촉매의 존재 하에서 40 내지 80℃의 온도에서 중합반응시키는 단계(단계 2)를 포함한다:A method for producing a polyolefin containing at least 3 mol% of a polar functional group in a polymer according to an embodiment of the present invention comprises reacting a polar monomer containing a linear functional group having a carbon number of 8 or more in a molecule and a polar functional group with an organoaluminum compound in a ratio of 1: To 1: 3 to prepare a mixture (step 1); And a step (step 2) of mixing the ethylene monomer with the mixture and then conducting a polymerization reaction at a temperature of 40 to 80 ° C in the presence of a catalyst for olefin polymerization comprising a metallocene compound represented by the following formula (1):

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014114106776-pat00002
Figure 112014114106776-pat00002

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

M은 3족 전이금속, 4족 전이금속, 5족 전이금속, 란타나이드 계열의 전이금속 및 악타나이드 계열의 전이금속으로 이루어진 군에서 선택되고;M is selected from the group consisting of a Group 3 transition metal, a Group 4 transition metal, a Group 5 transition metal, a lanthanide series transition metal, and an ethanide series transition metal;

A는 인데닐기를 연결하는 브릿지 그룹(bridge group)으로서, 구체적으로 14족의 원소이고;A is a bridge group connecting an indenyl group, specifically a Group 14 element;

R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 7 내지 30의 알킬아릴기, 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고;R 1 is selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkylaryl group having 7 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms;

R2는 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 7 내지 30의 알킬아릴기, 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고;R 2 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkylaryl group having 7 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms ;

R3, R3', R4, 및 R4'은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 7 내지 30의 알킬아릴기, 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고;R 3 , R 3 ', R 4 and R 4 ' each independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkylaryl group having 7 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, An aryl group having 6 to 30 carbon atoms;

X는 각각 독립적으로 할로겐이며;Each X is independently halogen;

n은 1 내지 20의 정수이다.n is an integer of 1 to 20;

보다 구체적으로, 상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고; R3 및 R3'은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 및 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬로 이루어진 군에서 선택되며; R4 및 R4'는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 18의 아릴기 및 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기로 이루어진 군에서 선택되고; n은 1 내지 6의 정수이며; A는 규소(Si)일 수 있다.
More specifically, in Formula 1, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; R 3 and R 3 'are each independently selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, and an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms; R 4 and R 4 'are each independently selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 18 carbon atoms and an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms; n is an integer from 1 to 6; A may be silicon (Si).

이하 각 단계별로 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 중합체내 극성 작용기를 3몰% 이상 포함하는 폴리올레핀의 제조를 위한 단계 1은, 분자내 탄소수 8 이상의 직쇄상 탄화수소기 및 극성 작용기를 포함하는 극성 단량체를 유기 알루미늄 화합물과 혼합하는 단계이다.Step 1 for the production of a polyolefin containing 3 mol% or more of a polymeric polar functional group according to the present invention is a step 1 in which a polar monomer having a straight chain hydrocarbon group having a carbon number of 8 or more in a molecule and a polar functional group Is mixed with an organoaluminum compound.

상기 극성 단량체는 폴리올레핀 제조를 위한 에틸렌 단량체의 공단량체(comonomer)로서, 분자내 극성 작용기와 함께 탄소수 8 이상의 직쇄상 탄화수소기를 포함한다. The polar monomer is a comonomer of an ethylene monomer for producing a polyolefin, and includes a straight chain hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms together with an intramolecular functional group.

통상 메탈로센 촉매의 경우 극성 작용기를 가진 단량체의 사용량 증가에 따라 촉매의 활성이 크게 감소한다. 이에 대해 본 발명에서는 긴 사슬형의 탄화수소기를 포함하여 극성 작용기와 에틸렌성 불포화 작용기 사이의 거리를 길게 하여 메탈로센계 촉매, 특히 담지 촉매의 활성을 향상시킬 수 있다. In the case of a metallocene catalyst in general, the activity of the catalyst is greatly reduced as the amount of the monomer having a polar functional group is increased. In contrast, in the present invention, the distance between the polar functional group and the ethylenically unsaturated functional group is increased by including a long chain hydrocarbon group, thereby improving the activity of the metallocene catalyst, particularly the supported catalyst.

상기 극성 단량체에 있어서, 극성 작용기는 카르복시기, 카르복실산 에스테르기, 알코올성 히드록시기, 페놀성 히드록시기, 산무수물기, 아미노기, 아미드기, 에폭시기, 또는 머캅토기 등일 수 있으며, 보다 구체적으로 카르복시기 또는 카르복실산 에스테르기일 수 있다.In the polar monomer, the polar functional group may be a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, an alcoholic hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group, an acid anhydride group, an amino group, an amide group, an epoxy group or a mercapto group, Ester group.

구체적으로, 상기 극성 단량체는 하기 화학식 2의 화합물일 수 있다.Specifically, the polar monomer may be a compound represented by the following formula (2).

[화학식 2] (2)

Figure 112014114106776-pat00003
Figure 112014114106776-pat00003

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

R5는 탄소수 8 내지 20의 직쇄상 알칸디일기이고, R 5 is a linear alkanediyl group having 8 to 20 carbon atoms,

Y는 카르복실기(-COOH) 또는 카르복실산 에스테르기(-COOR, R은 탄소수 1 내지 4의 저급알킬기)이고, 그리고Y is a carboxyl group (-COOH) or a carboxylic acid ester group (-COOR, R is a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), and

p는 1 내지 3의 정수이며, p가 2 또는 3일 경우, 각각의 Y는 동일하거나 또는 상이하다.p is an integer of 1 to 3, and when p is 2 or 3, each Y is the same or different.

또, 상기 화학식 2에서, R5는 운데카메틸렌, 도데카메틸렌, 테트라데카메틸렌, 펜타데카메틸렌, 헥사데카메틸렌, 헵타데카메틸렌, 옥타데카메틸렌, 노나데카메틸렌 및 에이코사메틸렌로 이루어진 군에서 선택되는 것이고, Y는 카르복시기이며, p는 1의 정수일 수 있다.In Formula 2, R 5 is selected from the group consisting of undecamethylene, dodecamethylene, tetradecamethylene, pentadecamethylene, hexadecamethylene, heptadecamethylene, octadecamethylene, nonadecamethylene and eicosamethylene Y is a carboxyl group, and p can be an integer of 1.

보다 구체적으로, 상기 극성 단량체는 9-데세노익산, 10-운데세노익산, 11-도데세노익산, 메틸 9-데세노에이트, 메틸 10-운데세노에이트, 메틸 11-도데세노에이트, 에틸 5-헥세노에이트, 에틸 6-헵테노에이트, 에틸 7-옥테노에이트, 에틸 8-노네노에이트, 에틸 9-데세노에이트, 에틸 10-운데세노에이트, 에틸 11-도데세노에이트, 이소프로필 9-데세노에이트, 이소프로필 10-운데세노에이트, 이소프로필 11-도데세노에이트, 부틸 5-헥세노에이트, 부틸 6-헵테노에이트, 부틸 7-옥테노에이트, 부틸 8-노네노에이트, 부틸 9-데세노에이트, 부틸 10-운데세노에이트, 또는 부틸 11-도데세노에이트 등일 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 보다 더 구체적으로 상기 극성 단량체는 10-운데세노익산(10-undecenoic acid)일 수 있다.More specifically, the polar monomers are selected from the group consisting of 9-decenoic acid, 10-undecenoic acid, 11-dodecenoic acid, methyl 9-decenoate, methyl 10- undecenoate, Hexanoate, ethyl 6-heptenoate, ethyl 7-octenoate, ethyl 8-nonenoate, ethyl 9-decenoate, ethyl 10-undecenoate, ethyl 11-dodecenoate, isopropyl 9- Octenoate, isopropyl 10-undecenoate, isopropyl 11-dodecenoate, butyl 5-hexenoate, butyl 6-heptenoate, butyl 7-octenoate, butyl 8-nonenoate, butyl 9 -Decenoate, butyl 10-undecenoate, or butyl 11-dodecenoate, and the like, alone or in a mixture of two or more. More specifically, the polar monomer may be 10-undecenoic acid.

상기 극성 단량체는 최종 제조되는 올레핀계 중합체내 극성기의 함량 또는 극성 단량체 유래 반복단위의 함량을 고려하여 그 사용량을 결정할 수 있다. 구체적으로는 상기 극성 단량체는 0.05 내지 0.6몰(M)의 농도, 보다 구체적으로는 0.08 내지 0.48M의 농도로 사용될 수 있다.The polar monomer may be used in consideration of the content of the polar group or the content of the repeating unit derived from the polar monomer in the olefin polymer to be finally produced. Specifically, the polar monomer may be used at a concentration of 0.05 to 0.6 mol (M), more specifically, at a concentration of 0.08 to 0.48M.

한편, 상기 유기 알루미늄 화합물은 구체적으로 하기 화학식 3의 화합물일 수 있다.On the other hand, the organoaluminum compound may be specifically a compound of the following formula (3).

[화학식 3](3)

(Ra)mAlZ3 -m (R a) m AlZ 3 -m

상기 화학식 3에서, In Formula 3,

Ra는 탄소수 1 내지 12의 탄화수소기, 구체적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고,R a is selected from the group consisting of a hydrocarbon group of 1 to 12 carbon atoms, specifically an alkyl group of 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group of 3 to 12 carbon atoms, an aryl group of 6 to 12 carbon atoms,

Z는 할로겐 원자 또는 수소 원자이고, 그리고Z is a halogen atom or a hydrogen atom, and

m은 1 내지 3의 정수일 수 있다.and m may be an integer of 1 to 3.

또, 상기 화학식 3에서, 상기 Ra는 보다 구체적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, 이소부틸기, 펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기 및 톨릴기로 이루어진 군에서 선택되고, m은 3의 정수일 수 있다. In Formula 3, R a is more specifically a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, Tolyl group, and m may be an integer of 3.

보다 구체적으로, 상기 유기 알루미늄 화합물로는 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리옥틸알루미늄, 트리-2-에틸헥실알루미늄 등의 트리알킬알루미늄; 이소프레닐알루미늄 등의 알케닐알루미늄; 디메틸알루미늄클로라이드, 디에틸알루미늄클로라이드, 디이소프로필 알루미늄클로라이드, 디이소부틸알루미늄클로라이드 및 디메틸알루미늄 브로마이드 등의 디알킬알루미늄 할라이드; 메틸알루미늄세스키클로라이드, 에틸알루미늄세스키클로라이드, 이소프로필알루미늄세스키클로라이드, 부틸알루미늄세스키클로라이드 및 에틸알루미늄세스키브로마이드 등의 알킬알루미늄세스키할라이드; 메틸알루미늄디클로라이드, 에틸알루미늄디클로라이드, 이소프로필 알루미늄디클로라이드 및 에틸알루미늄디브로마이드 등의 알킬알루미늄 디할라이드; 디에틸알루미늄하이드라이드 및 디이소부틸알루미늄하이드라이드 등의 알킬알루미늄하이드라이드를 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 유기 알루미늄 화합물은 트리이소부틸알루미늄일 수 있다. More specifically, examples of the organoaluminum compound include trialkylaluminum such as trimethylaluminum, triethylaluminum, triisopropylaluminum, triisobutylaluminum, trioctylaluminum and tri-2-ethylhexylaluminum; Alkenyl aluminum such as isoprenyl aluminum; Dialkylaluminum halides such as dimethylaluminum chloride, diethylaluminum chloride, diisopropylaluminum chloride, diisobutylaluminum chloride and dimethylaluminum bromide; Alkylaluminum sesquihalides such as methyl aluminum sesquichloride, ethyl aluminum sesquichloride, isopropyl aluminum sesquichloride, butyl aluminum sesquichloride, and ethyl aluminum sesquibromide; Alkylaluminum dihalides such as methylaluminum dichloride, ethylaluminum dichloride, isopropylaluminum dichloride and ethylaluminum dibromide; Alkyl aluminum hydrides such as diethyl aluminum hydride and diisobutyl aluminum hydride, and any one or a mixture of two or more thereof may be used. More specifically, the organoaluminum compound may be triisobutylaluminum.

상기 유기 알루미늄 화합물은 상기한 극성 단량체와 혼합되어 이후 중합반응시 극성 단량체의 반응성을 높이는 역할을 한다. 이에 따라 중합반응시 상기 극성 단량체와 유기 알루미늄 화합물의 혼합비를 최적화하는 것이 바람직하다. 특히 중합체 내 극성 작용기를 3몰% 이상, 보다 구체적으로는 3 내지 11몰%의 함량으로 포함하는 폴리올레핀의 제조를 위해서는 상기 극성 단량체와 유기 알루미늄 화합물은 1:1.5 내지 1:3, 보다 구체적으로는 1:1.5 내지 1:2의 몰비로 혼합 사용할 수 있다. 만약 상기 유기 알루미늄 화합물과 극성단량체의 몰비가 상기 범위를 벗어날 경우, 극성기를 포함하는 폴리올레핀의 제조가 어렵다. The organoaluminum compound is mixed with the above-mentioned polar monomer and serves to increase the reactivity of the polar monomer during the subsequent polymerization reaction. Accordingly, it is preferable to optimize the mixing ratio of the polar monomer and the organoaluminum compound in the polymerization reaction. In particular, for the production of polyolefins comprising a polymeric polar functional group in an amount of 3 mol% or more, more specifically 3 to 11 mol%, the polar monomer and the organoaluminum compound are used in a molar ratio of 1: 1.5 to 1: 3, May be mixed at a molar ratio of 1: 1.5 to 1: 2. If the molar ratio of the organoaluminum compound to the polar monomer is out of the above range, it is difficult to prepare a polyolefin containing a polar group.

또, 상기 유기 알루미늄 화합물은 상기한 극성 단량체와의 혼합비 조건을 충족하는 조건 하에서, 0.1 내지 1M의 농도로 사용될 수 있다.The organoaluminum compound may be used at a concentration of 0.1 to 1 M under conditions that satisfy the mixing ratio condition with the above-mentioned polar monomer.

또, 상기 극성 단량체와 유기 알루미늄 화합물의 혼합은 통상의 방법에 따라 수행될 수 있으며, 구체적으로는 유기용매 중에서 극성 단량체와 유기 알루미늄 화합물을 혼합함으로써 수행될 수 있다.In addition, the polar monomer and the organoaluminum compound may be mixed according to a conventional method. Specifically, the polar monomer may be mixed with an organoaluminum compound in an organic solvent.

이때 상기 유기용매로는 탄소수 3 내지 20의 탄화수소계 유기용매가 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 쿠멘, 시멘 등의 방향족 탄화수소; 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 도데칸, 헥사데칸, 옥타데칸 등의 지방족 탄화수소; 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로옥탄, 메틸시클로펜탄 등의 지환족 탄화수소; 가솔린, 등유, 경유 등의 석유 유분, 및 상기 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 지환족 탄화수소의 할로겐화물(염소화물, 브롬화물 등)을 들 수 있다. 이들 중 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한 에틸에테르, 테트라하이드로 퓨란 등의 에테르류가 사용될 수도 있다. 상기 유기용매는 또한 중합반응에서의 용매로도 사용될 수 있다.The organic solvent may be a hydrocarbon-based organic solvent having 3 to 20 carbon atoms, and examples thereof include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, cumene and cymene; Aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, decane, dodecane, hexadecane and octadecane; Alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, cyclooctane and methylcyclopentane; Petroleum oils such as gasoline, kerosene and light oil, and halides (chlorides, bromides, etc.) of the above aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons and alicyclic hydrocarbons. Any one or a mixture of two or more thereof may be used. In addition, ethers such as ethyl ether and tetrahydrofuran may be used. The organic solvent may also be used as a solvent in the polymerization reaction.

또, 상기 혼합은 통상의 혼합 방법에 따라 수행될 수 있으며, 구체적으로는 오토클레이브와 같은 내열·내압성 장치를 이용하여 수행될 수도 있다. 보다 구체적으로는 상기 혼합은 20 내지 100℃의 온도 및 1 내지 40atm의 압력하에서 10분 동안 수행될 수 있다.
In addition, the mixing may be carried out according to a conventional mixing method, specifically, a heat resistant / pressure-resistant apparatus such as an autoclave. More specifically, the mixing can be performed at a temperature of 20 to 100 DEG C and a pressure of 1 to 40 atm for 10 minutes.

다음으로, 중합체내 극성 작용기를 3몰% 이상 포함하는 폴리올레핀의 제조를 위한 단계 2는, 상기 단계 1에서 준비한 혼합물을 에틸렌 단량체와 중합반응시키는 단계이다.Next, step 2 for the production of a polyolefin containing at least 3 mol% of an intramolecular polar functional group is a step of polymerizing the mixture prepared in step 1 with an ethylene monomer.

상기 중합반응은 슬러리 중합법, 기상중합법 또는 액상중합법 등이 모두 이용될 수 있으며, 일례로 촉매를 고체 담체에 담지시키지 않고 용액 상태로 사용할 경우에는 액상중합법이 이용될 수 있다.The polymerization reaction may be carried out by slurry polymerization, gas phase polymerization or liquid phase polymerization. For example, a liquid phase polymerization may be used when the catalyst is not supported on a solid carrier and used in a solution state.

구체적으로, 상기 중합반응은 단계 1에서 준비한 혼합물을 에틸렌 단량체와 혼합한 후, 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 포함하는 올레핀 중합용 촉매의 존재 하에서 수행될 수 있다. Specifically, the polymerization reaction may be carried out in the presence of an olefin polymerization catalyst comprising the metallocene compound of Formula 1 after mixing the mixture prepared in Step 1 with an ethylene monomer.

상기 올레핀 중합용 촉매에 있어서, 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물은 리간드로 두 개의 인데닐기(indenyl group)를 포함하며, 특히 상기 리간드를 연결하는 브릿지 그룹(bridge group)에 산소-주게(oxygen-donor)로서 루이스 염기의 역할을 할 수 있는 작용기가 치환되어 있어 촉매로서의 활성을 극대화할 수 있다.In the catalyst for olefin polymerization, the metallocene compound of formula (1) includes two indenyl groups as ligands, and in particular, an oxygen-ligand group is added to a bridge group connecting the ligands. donor is substituted with a functional group capable of acting as a Lewis base, the activity as a catalyst can be maximized.

보다 구체적으로, 상기 메탈로센 화합물은 하기 화학식 1a의 화합물일 수 있다.More specifically, the metallocene compound may be a compound represented by the following formula (1a).

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure 112014114106776-pat00004
Figure 112014114106776-pat00004

(상기 화학식 1a에서 Ph는 페닐기이다)(Ph in the above formula (1a) is a phenyl group)

상기와 같은 메탈로센 화합물은 중합반응시 0.01 내지 0.05mM의 농도로 사용될 수 있다.The metallocene compound may be used at a concentration of 0.01 to 0.05 mM during the polymerization.

또, 상기 올레핀 중합용 촉매는 담체에 담지된 촉매일 수 있다. The catalyst for olefin polymerization may be a catalyst supported on a support.

상기 담체는 메탈로센계 촉매에서 담체로 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용가능하다. 구체적으로 상기 담체는 실리카, 실리카-알루미나 또는 실리카-마그네시아 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.The carrier can be used without any particular limitation as long as it is used as a carrier in a metallocene catalyst. Specifically, the carrier may be silica, silica-alumina or silica-magnesia, and any one or a mixture of two or more thereof may be used.

이중에서도 상기 담체가 실리카인 경우, 실리카 담체와 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물의 작용기가 화학적으로 결합을 형성하기 때문에, 올레핀 중합과정에서 표면으로부터 유리되어 나오는 촉매가 거의 없다. 그 결과, 폴리올레핀의 제조 공정 중 반응기 벽면이나 중합체 입자끼리 엉겨 붙는 파울링의 발생을 방지할 수 있다. 또, 상기 실리카 담체를 포함하는 촉매의 존재 하에 제조되는 폴리올레핀은 폴리머의 입자 형태 및 겉보기 밀도가 우수하다.In the case where the support is silica, there are few catalysts liberated from the surface during the olefin polymerization process because the functional groups of the silica carrier and the metallocene compound of Chemical Formula 1 form a chemical bond. As a result, it is possible to prevent fouling of the wall surface of the reactor or the polymer particles entangled with each other during the production process of the polyolefin. In addition, the polyolefin produced in the presence of the catalyst containing the silica carrier has excellent particle shape and apparent density of the polymer.

보다 구체적으로, 상기 담체는 고온 건조 등의 방법을 통해 표면에 반응성이 큰 실록산기를 포함하는, 고온 건조된 실리카 또는 실리카-알루미나 등일 수 있다.More specifically, the carrier may be a high-temperature dried silica or silica-alumina containing a siloxane group having high reactivity on its surface through a method such as high temperature drying.

상기 담체는 또 Na2O, K2CO3, BaSO4, 또는 Mg(NO3)2 등과 같은 산화물, 탄산염, 황산염 또는 질산염 성분을 더 포함할 수 있다.The carrier may further comprise an oxide, carbonate, sulphate or nitrate component such as Na 2 O, K 2 CO 3 , BaSO 4 , or Mg (NO 3 ) 2 and the like.

또, 상기한 화학식 1의 메탈로센 화합물은 그 자체로 올레핀 중합용 촉매로서 사용될 수도 있고, 또는 촉매 전구체로 조촉매와 함께 사용될 수도 있다. In addition, the metallocene compound of the above formula (1) may be used as a catalyst for olefin polymerization itself, or may be used together with a cocatalyst as a catalyst precursor.

이때 상기 조촉매는 메틸알루민옥산(Methylalumineoxane, 이하 "MAO"라함)과 같은 알킬알루민옥산일 수 있다. The cocatalyst may be alkylaluminoxane such as methylalumineoxane (hereinafter referred to as "MAO").

이러한 조촉매를 사용할 경우, 메탈로센 화합물의 금속 원소(M)에 결합된 할로겐기(X)가 알킬기, 예컨대, 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환된 형태의 촉매로 사용될 수 있다. When such a cocatalyst is used, it can be used as a catalyst in which a halogen group (X) bonded to a metal element (M) of the metallocene compound is substituted with an alkyl group, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

상기 조촉매는 메탈로센 화합물내 금속(M)에 대한 조촉매내 금속(Al)의 몰비(Al/M)가 1000 내지 5000, 보다 구체적으로는 2000 내지 3000이 되도록 하는 양으로 사용될 수 있다.The cocatalyst may be used in an amount such that the molar ratio (Al / M) of metal (Al) in the cocatalyst to the metal (M) in the metallocene compound is 1000 to 5000, more specifically 2000 to 3000.

또, 상기 에틸렌 단량체는 분자내 중합성 불포화 에틸렌기를 포함하는 화합물로서, 폴리올레핀의 제조에 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용가능하다.The above-mentioned ethylene monomer is a compound containing an intramolecular polymerizable unsaturated ethylene group and can be used without particular limitation as long as it is used in the production of a polyolefin.

상기 에틸렌 단량체는 중합방법에 따라 다양한 상태, 고체상, 액체상, 또는 기체상으로 사용될 수 있다. 구체적으로 본 발명에서는 기체상의 에틸렌 단량체가 사용될 수 있으며, 이 경우 단계 1에서 제조한 혼합물과 촉매, 그리고 선택적으로 조촉매를 포함하는 혼합물에 대해 기체상의 에틸렌 단량체를 공급함으로써 수행될 수 있다. The ethylene monomer may be used in various states, solid, liquid, or gas phase depending on the polymerization method. Specifically, in the present invention, gaseous ethylene monomers may be used, in which case the gaseous ethylene monomer may be fed to the mixture comprising the mixture prepared in step 1 and a catalyst, and optionally a cocatalyst.

또, 상기 단계 2에 있어서, 중합반응은 40 내지 80℃, 보다 구체적으로 50 내지 70℃의 온도에서 수행될 수 있다. 중합반응시 온도가 40℃ 미만이면 중합체가 합성되지 않고, 80℃를 초과할 경우 파울링의 우려가 있다.Further, in the step 2, the polymerization reaction may be carried out at a temperature of 40 to 80 캜, more specifically 50 to 70 캜. If the temperature is lower than 40 ° C during the polymerization reaction, the polymer is not synthesized, and if it exceeds 80 ° C, there is a fear of fouling.

또, 상기 중합반응은 10분 내지 1시간 동안, 보다 구체적으로는 10분 내지 30분 동안 수행될 수 있다. Further, the polymerization reaction may be carried out for 10 minutes to 1 hour, more specifically 10 minutes to 30 minutes.

또, 상기 중합반응시 수소 첨가 또는 미첨가 조건에 따라 최종적으로 생성되는 폴리머 제품의 분자량 범위를 조절할 수 있다. 특히, 수소를 첨가하지 않은 조건 하에서는 고분자량의 폴리올레핀을 제조할 수 있고, 수소 첨가의 조건 하에서는 적은 양의 수소 첨가로 저분자량의 폴리올레핀을 제조할 수 있다. 이때, 상기 중합반응에 첨가되는 수소 함량은, 구체적으로 반응기 조건 1 기압 하에서 0.07L 내지 4L 범위이거나, 또는 반응기 내 1 bar 내지 40 bar의 압력으로 공급되거나, 또는 에틸렌 단량체 대비 수소 몰 함량 범위로 168 ppm 내지 8,000 ppm으로 공급될 수 있다.In addition, the molecular weight range of the finally produced polymer product can be controlled according to the hydrogenation or non-addition conditions during the polymerization reaction. Particularly, a polyolefin having a high molecular weight can be produced under hydrogen-free conditions, and a low molecular weight polyolefin can be produced with a small amount of hydrogen under the condition of hydrogenation. At this time, the hydrogen content added to the polymerization reaction may be in the range of 0.07 L to 4 L under 1 atm of the reactor condition, or at a pressure of 1 bar to 40 bar in the reactor, or in a molar amount of hydrogen of 168 ppm to 8,000 ppm.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리올레핀의 제조방법은 비스-인덴(bis indene)을 리간드로 포함하여 고활성을 나타내는 메탈로센 촉매를 사용함으로써, 극성의 기능성기가 도입된 폴리올레핀을 우수한 효율로 용이하게 제조할 수 있다.
As described above, the method of producing a polyolefin according to an embodiment of the present invention uses a metallocene catalyst having high activity by including bisindene as a ligand, Can be easily produced.

또, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기한 제조방법에 의해 제조된 폴리올레핀을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a polyolefin produced by the above production method.

구체적으로, 상기 올레핀계 중합체는 하기 화학식 4로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 5로 표시되는 반복단위를 포함하는 공중합체로서, 극성 단량체로부터 유래된 극성 작용기를 3몰% 이상 포함한다.Specifically, the olefin-based polymer is a copolymer comprising a repeating unit represented by the following formula (4) and a repeating unit represented by the following formula (5), and contains at least 3 mol% of a polar functional group derived from a polar monomer.

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112014114106776-pat00005
Figure 112014114106776-pat00005

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112014114106776-pat00006
Figure 112014114106776-pat00006

상기 화학식 4 및 5에 있어서, R5, Y 및 p는 앞서 정의한 바와 동일하고,In the above formulas 4 and 5, R 5 , Y and p are the same as defined above,

R은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 분기된 지방족 탄화수소기이며, 구체적으로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 2-메틸프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸, 1,1-디메틸프로필, 2,2-디메틸프로필, 펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 1-에틸-1-메틸프로필, 1,1-디에틸프로필, 2-에틸헥실, 옥틸, 데실 또는 도데실일 수 있다. R is each independently a hydrogen atom or a straight or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and specifically methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, 2-methylpropyl, n-butyl, Butyl, t-butyl, 1,1-dimethylpropyl, 2,2-dimethylpropyl, pentyl, neopentyl, n-hexyl, , Octyl, decyl or dodecyl.

상기 중합체는 중합체내 극성 작용기(Y)에 따라 다양한 물성적 특징으로 나타낼 수 있다, 일례로 상기 극성 작용기가 카르복실기 또는 카르복실산 에스테르기인 경우, 금속 또는 극성 수지(나일론, EVOH 등)와의 접착성 및 상용성, 수분산성 그리고 내유성이 우수하다. 이 같은 개선효과는 중합체내 포함된 카르복실기 등의 극성 작용기의 함량에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 올레핀계 중합체는 극성 작용기를 3몰% 이상, 보다 구체적으로는 3 내지 11몰%, 보다 더 구체적으로는 3 내지 5몰%로 포함할 수 있다. 통상 중합체내 극성 작용기 등의 특정 작용기의 함량은 핵자기 공명법 또는 적외선 분광분석법 등을 통해 측정할 수 있으며, 본 발명에서는 적외선 분광분석법을 통해 측정하였다.The polymer may exhibit various physical properties depending on the polar functional group (Y) in the polymer. For example, when the polar functional group is a carboxyl group or a carboxylic acid ester group, the polymer may exhibit adhesiveness to a metal or a polar resin (nylon, EVOH, etc.) It has excellent compatibility, water dispersibility and oil resistance. Such an improvement effect can be determined by the content of the polar functional group such as the carboxyl group contained in the polymer. Specifically, the olefinic polymer according to one embodiment of the present invention may contain at least 3 mol%, more specifically 3 to 11 mol%, and more specifically, 3 to 5 mol% of the polar functional group. Generally, the content of a specific functional group such as a polar functional group in a polymer can be measured by a nuclear magnetic resonance method or an infrared spectroscopic method. In the present invention, the content is measured by infrared spectroscopy.

또, 상기 올레핀계 중합체는 상기 화학식 4 및 5의 반복단위 이외의 구성 단위들을 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위내에서 함유할 수도 있다. The olefin-based polymer may contain constitutional units other than the repeating units of the formulas (4) and (5) within the range not impairing the object of the present invention.

선택적으로 포함가능한 구성단위의 예로는 상기 화학식 2의 단량체 이외의 환상 올레핀, 비공액 폴리엔, 하이드록시기 함유 에틸렌성 불포화 화합물, 아미노기 함유 에틸렌성 불포화 화합물, 에폭시기 함유 에틸렌성 불포화 화합물, 방향족 비닐 화합물, 불포화 카복실산 및 이들의 유도체, 비닐 에스테르 화합물, 또는 염화비닐로부터 유도된 구성 단위들을 들 수 있다. 이들 구성 단위들을 함유하는 경우, 이들 양은 상기 극성기 함유 올레핀 공중합체를 구성하는 모든 구성 단위에 대하여 10몰% 이하이다.Examples of the optionally contained constituent units include cyclic olefins other than the monomer of Formula 2, nonconjugated polyenes, hydroxyl group-containing ethylenically unsaturated compounds, amino group-containing ethylenically unsaturated compounds, epoxy group-containing ethylenic unsaturated compounds, aromatic vinyl compounds , Unsaturated carboxylic acids and derivatives thereof, vinyl ester compounds, or vinyl chloride. When these constituent units are contained, these amounts are 10 mol% or less based on all the constituent units constituting the polar group-containing olefin copolymer.

또, 상기 추가의 구성 단위는, 폴리올레핀의 제조 공정 중 에틸렌성 불포화 단량체의 투입시 함께 투입될 수 있다. The above-mentioned additional structural unit may be added together with the addition of the ethylenically unsaturated monomer during the production of the polyolefin.

상기 올레핀계 중합체는 상기 화학식 1의 촉매활성이 우수한 메탈로센 화합물을 사용함으로써, 종래 메탈로센 화합물을 촉매로 사용하여 제조한 올레핀계 중합체에 비해 높은 분자량을 가질 수 있다. 구체적으로, 수소를 첨가하지 않는 조건 하에서 중합 공정을 수행하였을 때, 생성된 폴리올레핀의 중량평균 분자량(Mw)은 100,000 내지 600,000g/mol, 보다 구체적으로는 300,000 내지 600,000g/mol일 수 있다. 또, 수소를 첨가하는 조건 하에서 중합 공정을 수행하였을 때, 예컨대, 반응기 조건 1 기압 하에서 0.37L의 수소를 첨가하는 조건 하에서 중합 공정을 수행하였을 때, 생성된 폴리올레핀은 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 300,000g/mol, 보다 구체적으로는 10,000 내지 100,000g/mol일 수 있다. The olefin-based polymer can have a higher molecular weight than the olefin-based polymer prepared by using the metallocene compound as a catalyst by using the metallocene compound having excellent catalytic activity of the formula (1). Specifically, when the polymerization process is carried out under the condition that hydrogen is not added, the weight average molecular weight (Mw) of the produced polyolefin may be 100,000 to 600,000 g / mol, more specifically 300,000 to 600,000 g / mol. Further, when the polymerization process is carried out under the condition of adding hydrogen, for example, when the polymerization process is carried out under the condition of adding 0.37 L of hydrogen under 1 atm of the reactor condition, the resulting polyolefin has a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 To 300,000 g / mol, more specifically from 10,000 to 100,000 g / mol.

또, 상기 폴리올레핀의 분자량 분포(Mw/Mn)는 3.3 이하, 보다 구체적으로는 1.2 내지 3일 수 있다. 상기 분자량 분포(Mw/Mn)가 3 이하인 경우에, 상기 올레핀계 중합체는 상기 중합체와 극성 재료 사이 계면으로 중합체내 카르복시기 또는 카르복실산 에스테르기의 배향성이 우수하며, 또한 극성 재료와의 접착성과 극성 재료와의 상용성이 우수하다. The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polyolefin may be 3.3 or less, more specifically 1.2 to 3. When the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 3 or less, the olefin polymer is excellent in the orientation of the carboxyl group or the carboxylic acid ester group in the polymer at the interface between the polymer and the polar material, It is excellent in compatibility with materials.

본 발명에 있어서, 중량평균 분자량(Mw)과 분자량 분포(Mw/Mn)는 GPC(겔 투과 크로마토그래피)를 사용하여 o-디클로로벤젠 용매 중 140℃에서 측정하여 얻은 결과로부터 구하였다.
In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were determined from the results obtained by measurement in 140 ° C in o-dichlorobenzene solvent using GPC (gel permeation chromatography).

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

[[ 실시예Example 1: 올레핀계 중합체의 제조] 1: Production of olefinic polymer]

유리초자에서 톨루엔 50ml 중 10-운데세노익산 0.16M을 유기 알루미늄 화합물로서 트리이소부틸알루미늄 0.32M과 10분간 접촉시켰다. 결과의 반응물을 100ml 용량의 스테인레스 스틸 반응기에 넣고, 여기에 조촉매로서 메틸알루민옥산(MAO, Al/Zr=3000) 10mM 및 하기 구조의 메탈로센 촉매(PI) 0.02mM을 순차로 첨가하였다. 반응기의 온도를 60℃까지 가열한 다음, 에틸렌으로 반응기내의 압력을 5기압까지 채웠다. 5기압의 압력으로 에틸렌이 연속적으로 공급되도록 하여 10분간 중합한 다음, 10㎖의 에탄올을 투입하여 중합을 종료시켰다. 반응기가 냉각된 후, 생성물을 회수하여 60℃의 진공오븐에서 8시간동안 건조시켜 올레핀계 중합체를 수득하였다.0.16 M of 10-undecenoic acid in 50 ml of toluene was contacted with 0.32 M of triisobutylaluminum as an organoaluminum compound in the glass beads for 10 minutes. The resulting reaction product was placed in a stainless steel reactor having a capacity of 100 ml and 10 mM of methyl aluminoxane (MAO, Al / Zr = 3000) and 0.02 mM of a metallocene catalyst (PI) having the following structure were added thereto as a cocatalyst . The temperature of the reactor was heated to 60 DEG C and the pressure in the reactor was then filled up to 5 atm with ethylene. The polymerization was carried out for 10 minutes so that ethylene was continuously supplied at a pressure of 5 atm, followed by the addition of 10 ml of ethanol to terminate the polymerization. After the reactor was cooled, the product was recovered and dried in a vacuum oven at 60 DEG C for 8 hours to obtain an olefinic polymer.

제조한 중합체로부터 촉매의 활성도 및 중합체내 공단량체 유래 반복단위의 함량을 측정하였다. 상세하게는 촉매의 활성도는 제조한 올레핀계 중합체 총 수득량에 대한 촉매 투입 몰 비로부터 구한 값이고, 올레핀계 중합체 내 극성 작용기, 즉 카르복실기의 함량은 적외선 분광분석법을 통해 각각 계산하였다 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The activity of the catalyst and the content of repeating units derived from comonomers in the polymer were measured from the prepared polymer. Specifically, the activity of the catalyst was determined from the molar ratio of the catalyst to the total amount of the produced olefinic polymer, and the content of the polar functional group, that is, the carboxyl group, in the olefinic polymer was calculated by infrared spectroscopy. Table 1 shows the results.

Figure 112014114106776-pat00007
(PI)
Figure 112014114106776-pat00007
(PI)

[[ 비교예Comparative Example 1: 올레핀계 중합체의 제조] 1: Production of olefinic polymer]

하기 표 1에 기재 바와 같이, 중합반응을 25℃에서 수행하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하였다. 그러나, 중합체는 생성되지 않았다.
As shown in the following Table 1, the same procedures as in Example 1 were carried out except that the polymerization was carried out at 25 캜. However, no polymer was produced.

[[ 비교예Comparative Example 2: 올레핀계 중합체의 제조] 2: Preparation of olefin-based polymer]

하기 표 1에 기재 바와 같이, 공단량체로서 10-운데세노익산(UDA) 0.48M, 트리이소부틸알루미늄(TIBA)을 0.48M, 톨루엔을 25ml으로 각각 사용하고, 또 중합반응을 60℃에서 수행하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하였다. 그러나, 중합체는 생성되지 않았다.
As shown in the following Table 1, 0.48 M of 10-undecenoic acid (UDA), 0.48 M of triisobutylaluminum (TIBA) and 25 ml of toluene were used as the comonomer, and the polymerization was carried out at 60 ° C Was carried out in the same manner as in Example 1. < tb >< TABLE > However, no polymer was produced.

[[ 비교예Comparative Example 3 내지 5: 올레핀계 중합체의 제조] 3 to 5: Preparation of olefin-based polymer]

하기 표 1에 기재 바와 같은 조건으로 실시하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 중합체를 제조하였다. 제조한 중합체에 대해 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 촉매 활성도 및 중합체내 극성 작용기로서 카르복실기의 함량을 측정하였다. A polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the conditions were as shown in Table 1 below. The catalyst activity and the carboxyl group content as a polar functional group in the polymer were measured in the same manner as in Example 1 above.

촉매 (mM)The catalyst (mM) 에틸렌 (bar)Ethylene (bar) 공단량체 (M)Comonomer (M) TIBA (M)TIBA (M) 톨루엔
(ml)
toluene
(ml)
온도
(℃)
Temperature
(° C)
활성도 (kg/mmol·hr)Activity (kg / mmol · hr) 카르복실기의 함량 (mol%)Content of carboxyl group (mol%)
실시예1Example 1 0.020.02 55 UDA (0.16)UDA (0.16) 0.320.32 5050 4040 4.34.3 33 실시예2Example 2 0.020.02 55 UDA (0.16)UDA (0.16) 0.320.32 5050 6060 5.55.5 33 실시예3Example 3 0.020.02 55 UDA (0.08)UDA (0.08) 0.160.16 5050 6060 5.45.4 33 실시예4Example 4 0.020.02 55 UDA (0.32)UDA (0.32) 0.640.64 5050 6060 8.68.6 44 실시예5Example 5 0.020.02 55 UDA (0.48)UDA (0.48) 0.960.96 2525 6060 10.810.8 55 실시예6Example 6 0.020.02 55 UDA (0.48)UDA (0.48) 0.720.72 2525 6060 9.29.2 44 비교예1Comparative Example 1 0.020.02 55 UDA (0.16)UDA (0.16) 0.320.32 5050 2525 -- -- 비교예2Comparative Example 2 0.020.02 55 UDA (0.48)UDA (0.48) 0.480.48 2525 6060 -- -- 비교예3Comparative Example 3 0.020.02 55 AA (0.16)AA (0.16) 0.320.32 5050 6060 -- -- 비교예4Comparative Example 4 0.020.02 55 MA (0.16)MA (0.16) 0.320.32 5050 6060 -- -- 비교예5Comparative Example 5 0.010.01 55 PA (0.02)PA (0.02) 0.040.04 900900 6060 4.24.2 --

상기 표 1에서, 영문약어의 의미는 하기와 같다:In Table 1, the meanings of the abbreviations in English are as follows:

UDA : 10-운데세노익산(10-undecenoic acid)UDA: 10-undecenoic acid

TIBA : 트리이소부틸알루미늄TIBA: Triisobutyl aluminum

AA : 아크릴산AA: Acrylic acid

MA : 메틸아크릴레이트MA: methyl acrylate

PA: 펜타노익산
PA: pentanoic acid

상기 표 1에 제시된 조건으로 올레핀계 중합체를 제조한 결과, 실시예 1 내지 6은 우수한 촉매활성을 갖는 메탈로센 화합물의 사용으로, 카르복실기를 갖는 중합체의 제조가 용이하였다. 그러나, 중합 온도가 25℃로 낮은 비교예 1, 공단량체와 유기 알루미늄계 화합물의 함량비가 1:1인 비교예 2, 그리고 카르복실기와 에틸렌기 사이의 직쇄 탄화수소기의 탄소수가 8 미만인 비교예 3과 4의 경우 모두 분자내 카르복실기가 도입된 중합체의 제조가 불가능하였다. 다만, 공단량체로서 펜타노익산을 사용한 비교예 5의 경우 중합체의 제조는 가능하였으나, 제조된 중합체내에는 카르복실기가 존재하지 않았다.
As a result of preparing olefinic polymers under the conditions shown in Table 1, Examples 1 to 6 were able to easily produce polymers having carboxyl groups by using metallocene compounds having excellent catalytic activity. However, in Comparative Example 1 in which the polymerization temperature was as low as 25 占 폚, Comparative Example 2 in which the content ratio of the comonomer and the organoaluminum compound was 1: 1, and Comparative Example 3 in which the carbon number of the straight chain hydrocarbon group between the carboxyl group and the ethylene group was less than 8 4, it was impossible to prepare a polymer into which an intramolecular carboxyl group was introduced. However, in the case of Comparative Example 5 using pentanoic acid as a comonomer, it was possible to produce a polymer, but no carboxyl group was present in the polymer produced.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니며, 이하의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And falls within the scope of the invention.

Claims (12)

하기 화학식 2의 분자 내 탄소수 8 이상의 직쇄상 탄화수소기 및 극성 작용기를 포함하는 극성 단량체를 유기 알루미늄 화합물과 1:1.5 내지 1:3의 몰비로 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계; 및
에틸렌 단량체를 상기 혼합물과 혼합한 후, 하기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 포함하는 올레핀 중합용 촉매의 존재 하에서 40 내지 80℃의 온도에서 중합반응시키는 단계를 포함하는, 중합체내 극성 작용기를 3몰% 이상 포함하는 폴리올레핀의 제조방법:
[화학식 1]
Figure 112016109501030-pat00012

[화학식 2]
Figure 112016109501030-pat00013

(상기 화학식 1 및 2에서,
M은 4족 전이금속이고;
A는 규소(Si)이고;
R1은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고;
R2는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고;
R3 및 R3'은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고;
R4 및 R4'은 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 18의 아릴기이고;
R5는 탄소수 8 내지 20의 직쇄상 알칸디일기이고;
X는 각각 독립적으로 할로겐이며;
Y는 카르복실기 또는 카복실산 에스테르기이고,
n은 1 내지 6의 정수이고,
p는 1 내지 3의 정수이며, p가 2 또는 3일 경우, 각각의 Y는 동일하거나 또는 상이하다)
Preparing a mixture by mixing a polar monomer having a polar functional group and a linear hydrocarbon group having a carbon number of 8 or more in the molecule of Formula 2 with an organoaluminum compound in a molar ratio of 1: 1.5 to 1: 3; And
Polymerizing the polar functional group in the polymer at a temperature of 40 to 80 DEG C in the presence of an olefin polymerization catalyst comprising a metallocene compound represented by the following formula 1 after mixing the ethylene monomer with the above mixture, % ≪ / RTI >
[Chemical Formula 1]
Figure 112016109501030-pat00012

(2)
Figure 112016109501030-pat00013

(In the above formulas (1) and (2)
M is a Group 4 transition metal;
A is silicon (Si);
R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms;
R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms;
R 3 and R 3 ' are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms;
R 4 and R 4 ' are each independently an aryl group having 6 to 18 carbon atoms;
R 5 is a linear alkanediyl group having 8 to 20 carbon atoms;
Each X is independently halogen;
Y is a carboxyl group or a carboxylic acid ester group,
n is an integer of 1 to 6,
p is an integer of 1 to 3, and when p is 2 or 3, each Y is the same or different)
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 극성 단량체는 10-운데세노익산(10-undecenoic acid)인 폴리올레핀의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the polar monomer is 10-undecenoic acid.
제1항에 있어서,
상기 유기 알루미늄 화합물은 하기 화학식 3의 화합물인 폴리올레핀의 제조방법.
[화학식 3]
(Ra)mAlZ3 -m
(상기 화학식 3에서,
Ra는 탄소수 1 내지 12의 탄화수소기이고,
Z는 할로겐 원자 또는 수소 원자이며, 그리고
m은 1 내지 3의 정수이다)
The method according to claim 1,
Wherein the organoaluminum compound is a compound represented by the following general formula (3).
(3)
(R a) m AlZ 3 -m
(3)
Ra is a hydrocarbon group of 1 to 12 carbon atoms,
Z is a halogen atom or a hydrogen atom, and
and m is an integer of 1 to 3)
제4항에 있어서,
상기 유기 알루미늄 화합물은 트리이소부틸알루미늄인 폴리올레핀의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the organoaluminum compound is triisobutylaluminum.
제4항에 있어서,
상기 극성 단량체와 유기 알루미늄 화합물은 1:1.5 내지 1:2의 몰비로 혼합되는 폴리올레핀의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the polar monomer and the organoaluminum compound are mixed in a molar ratio of 1: 1.5 to 1: 2.
제1항에 있어서,
상기 올레핀 중합용 촉매는 하기 화학식 1a의 메탈로센 화합물을 포함하는 폴리올레핀의 제조방법.
[화학식 1a]
Figure 112014114106776-pat00010

(상기 화학식 1a에서 Ph는 페닐기이다)
The method according to claim 1,
Wherein the catalyst for olefin polymerization comprises a metallocene compound represented by the following formula (1a).
[Formula 1a]
Figure 112014114106776-pat00010

(Ph in the above formula (1a) is a phenyl group)
제1항에 있어서,
상기 올레핀 중합용 촉매는 실리카, 실리카-알루미나 및 실리카-마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 담체에 담지된 것인 폴리올레핀의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the catalyst for olefin polymerization is supported on a support selected from the group consisting of silica, silica-alumina and silica-magnesia.
제1항에 있어서,
상기 올레핀 중합용 촉매는 알킬알루민옥산의 조촉매를 더 포함하는 폴리올레핀의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the catalyst for olefin polymerization further comprises a cocatalyst of alkylaluminoxane.
제9항에 있어서,
상기 알킬알루민옥산은 메틸알루민옥산인 폴리올레핀의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the alkylaluminoxane is methylaluminoxane.
제1항에 따른 제조방법에 의해 제조된, 중합체내 극성 작용기를 3몰% 이상 포함하는 폴리올레핀.
A polyolefin produced by the process according to claim 1, wherein the polyolefin contains at least 3 mol% of polar functional groups in the polymer.
제11항에 있어서,
중합체내 극성 작용기를 3몰% 내지 5몰% 포함하는 폴리올레핀.
12. The method of claim 11,
A polyolefin comprising from 3 mol% to 5 mol% of an intramolecular polar functional group.
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