KR102215024B1 - Method for preparing polyolfin - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리올레핀의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고분자량을 가지면서 내응력 균열성(Full Notch Creep Test, FNCT)이 우수한 폴리올레핀을 보다 용이하고 효과적으로 제조할 수 있게 하는 폴리올레핀의 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention relates to a method for producing a polyolefin. In more detail, it is to provide a method for producing a polyolefin that enables easier and more effective production of a polyolefin having a high molecular weight and excellent stress cracking resistance (Full Notch Creep Test, FNCT).

Description

폴리올레핀의 제조 방법{METHOD FOR PREPARING POLYOLFIN}Manufacturing method of polyolefin {METHOD FOR PREPARING POLYOLFIN}

본 발명은 폴리올레핀의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a polyolefin.

올레핀 중합 촉매계는 지글러 나타 및 메탈로센 촉매계로 분류할 수 있으며, 이 두 가지의 고활성 촉매계는 각각의 특징에 맞게 발전되어 왔다. 지글러 나타 촉매는 50년대 발명된 이래 기존의 상업 프로세스에 널리 적용되어 왔으나, 활성점이 여러 개 혼재하는 다활성점 촉매(multi site catalyst)이기 때문에, 중합체의 분자량 분포가 넓은 것이 특징이며, 공단량체의 조성 분포가 균일하지 않아 원하는 물성 확보에 한계가 있다는 문제점이 있다.The olefin polymerization catalyst system can be classified into a Ziegler Natta and a metallocene catalyst system, and these two highly active catalyst systems have been developed according to their respective characteristics. Ziegler Natta catalysts have been widely applied in conventional commercial processes since their invention in the 50s, but since they are multi-site catalysts with multiple active points, they are characterized by a wide molecular weight distribution of the polymer. There is a problem in that there is a limit to securing desired physical properties because the composition distribution is not uniform.

특히, 지글러 나타 촉매를 사용하여 중량평균분자량 100만 이상의 초고분자량 폴리올레핀을 제조하는 경우, 촉매 잔사량(Cl 성분 등)이 많아 고온에서 성형 가공시 폴리올레핀의 분해가 발생할 수 있고 이는 폴리올레핀의 분자량 저하를 수반할 수 있다. 이 때문에, 초고분자량 폴리올레핀으로서의 우수한 물성을 제대로 발현할 수 없는 단점이 있다. In particular, when using a Ziegler-Natta catalyst to produce ultra-high molecular weight polyolefins having a weight average molecular weight of 1 million or more, the amount of catalyst residues (Cl component, etc.) is large, so that polyolefin decomposition may occur during molding processing at high temperatures, which reduces the molecular weight of the polyolefin. May be accompanied. For this reason, there is a disadvantage in that excellent physical properties as an ultra-high molecular weight polyolefin cannot be properly expressed.

이에 비해, 메탈로센 촉매를 사용하여 고분자량 폴리올레핀을 얻는 경우, 분자량 분포가 상대적으로 작고, 이로 인해 내충격성이 개선될 수 있다. 또한, 촉매 잔사의 Cl 성분이 적어 성형 가공시 폴리올레핀의 분해가 크게 억제될 수 있다. 그러나, 메탈로센 촉매를 사용하여 제조된 폴리올레핀은 좁은 분자량 분포로 인해 가공성이 떨어지는 문제가 있다. In contrast, when a high molecular weight polyolefin is obtained using a metallocene catalyst, the molecular weight distribution is relatively small, and thus impact resistance may be improved. In addition, since the Cl component of the catalyst residue is small, decomposition of the polyolefin during molding processing can be greatly suppressed. However, the polyolefin prepared using a metallocene catalyst has a problem of poor processability due to a narrow molecular weight distribution.

일반적으로 분자량 분포가 넓을수록 전단속도(shear rate)에 따른 점도저하 정도가 커져 가공영역에서 우수한 가공성을 나타내는데, 메탈로센 촉매로 제조된 폴리올레핀은 상대적으로 좁은 분자량 분포 등으로 인해, 높은 전단속도에서 점도가 높아 압출시 부하나 압력이 많이 걸리게 되어 압출 생산성이 저하되고, 블로우몰딩 가공시 버블 안정성이 크게 떨어지며, 제조된 성형품 표면이 불균일해져 투명성 저하 등을 초래하는 단점이 있다. In general, the wider the molecular weight distribution, the greater the degree of viscosity decrease according to the shear rate, indicating excellent processability in the processing area.Polyolefins made with metallocene catalysts are relatively narrow in molecular weight distribution, so that at high shear rates. Due to its high viscosity, a lot of load or pressure is applied during extrusion, resulting in lower extrusion productivity, significantly lowering bubble stability during blow molding, and resulting in uneven surface of the manufactured molded product resulting in lowering of transparency.

또한 메탈로센 촉매를 이용하여 고분자량 폴리올레핀을 얻는 과정에서는, 통상 수소 기체의 투입량을 조절하여 분자량을 조절할 수 있는데, 이러한 수소 기체의 투입량이 증가할수록 폴리올레핀의 분자량이 줄어든다. 더 나아가, 수소 기체를 투입하지 않은 상태에서 중합을 진행하더라도, 메탈로센 촉매의 특성상 베타 수소 제거 반응이 우수하여 100만 이상의 중량평균분자량을 갖는 초고분자량 폴리올레핀을 얻기는 어려운 것이 현실이다. In addition, in the process of obtaining a high molecular weight polyolefin using a metallocene catalyst, the molecular weight of the polyolefin can be controlled by adjusting the amount of hydrogen gas, and the molecular weight of the polyolefin decreases as the amount of the hydrogen gas is increased. Furthermore, even if the polymerization proceeds without adding hydrogen gas, it is difficult to obtain an ultra-high molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 1 million or more due to the excellent beta hydrogen removal reaction due to the characteristics of the metallocene catalyst.

한편, 대구경 고압 파이프관에 쓰이는 폴리올레핀 수지는 우수한 고온 고압에서 견딜 수 있는 특성인 내응력 균열성(Full Notch Creep Test, FNCT)이 요구되는데, 이러한 FNCT 물성은 폴리올레핀 수지 내 초고분자량 폴리올레핀의 함량에 의해 영향을 많이 받는다. On the other hand, polyolefin resins used in large-diameter high-pressure pipes require excellent stress cracking resistance (Full Notch Creep Test, FNCT), which is a characteristic that can withstand high temperature and high pressure.These FNCT properties are due to the content of ultra-high molecular weight polyolefins in the polyolefin resin. It is affected a lot.

대한민국 공개특허 제 2015-0037520 호에서는 다단 반응기를 이용하여 초고분자량 폴리올레핀을 중합하는 방법으로, 제 2 단계 반응에서 분자량 조절제 및 제 2 올레핀계 단량체를 추가로 투입하여 중합하는 방법을 개시하고 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제 2016-0038589 호에서는 제 2 단계 반응에서 메탈로센 촉매 및 제 2 올레핀계 단량체를 추가로 투입하여 중합하는 방법을 개시하고 있다.Korean Patent Application Publication No. 2015-0037520 discloses a method of polymerizing an ultra-high molecular weight polyolefin using a multistage reactor, and a method of polymerizing by adding a molecular weight modifier and a second olefin-based monomer in a second step reaction. In addition, Korean Patent Application Publication No. 2016-0038589 discloses a method of polymerization by additionally adding a metallocene catalyst and a second olefin-based monomer in a second step reaction.

그러나 상기 방법들은 다단-CSTR 반응기에서의 제 2 단계 반응기에서 추가로 반응물이나 촉매 등을 투입하여 분자량을 조절하는 방법이므로 중합 공정이 복잡하게 되고, 상기 방법에 의해서 얻어지는 폴리올레핀 수지의 FNCT는 200 내지 300 시간 정도로, 제반 물성을 만족하면서 보다 우수한 FNCT를 갖는 폴리올레핀 수지를 얻기 위한 연구가 여전히 필요한 상태이다.However, since the above methods are a method of controlling the molecular weight by additionally adding a reactant or a catalyst in the second stage reactor in a multistage-CSTR reactor, the polymerization process becomes complicated, and the FNCT of the polyolefin resin obtained by the method is 200 to 300. In time, research is still needed to obtain a polyolefin resin having a better FNCT while satisfying all physical properties.

이에 본 발명은 고분자량을 가지면서 내응력 균열성(Full Notch Creep Test, FNCT)이 우수한 폴리올레핀을 보다 용이하고 효과적으로 제조할 수 있게 하는 폴리올레핀의 제조 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention is to provide a method for producing a polyolefin capable of more easily and effectively producing a polyolefin having a high molecular weight and excellent in stress cracking resistance (Full Notch Creep Test, FNCT).

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 4족 전이 금속을 중심 금속으로 갖는 메탈로센 화합물 1종 이상, 조촉매 화합물, 및 담체를 포함하는 담지 메탈로센 촉매와 수소 기체의 존재 하에, 올레핀계 단량체를 중합하여 폴리올레핀을 생성하는 중합 반응; 및In order to solve the above problems, the present invention is in the presence of a supported metallocene catalyst including at least one metallocene compound having a Group 4 transition metal as a central metal, a cocatalyst compound, and a support and hydrogen gas, A polymerization reaction of polymerizing an olefinic monomer to produce a polyolefin; And

상기 중합 반응의 반응 혼합물에 존재하는 미반응 올레핀계 단량체를 1.5 내지 3.0 kg/cm2의 압력 하에서 추가로 폴리올레핀으로 전환시키는 후(post)반응;Post reaction of converting the unreacted olefin-based monomer present in the reaction mixture of the polymerization reaction to a polyolefin under a pressure of 1.5 to 3.0 kg/cm 2 ;

을 포함하는 폴리올레핀의 제조 방법을 제공한다. It provides a method for producing a polyolefin comprising a.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 올레핀계 단량체의 중합 생성물에 존재하는 미반응 올레핀계 단량체를 조절된 압력 조건 하에서 추가로 폴리올레핀으로 전환시킴에 따라 기계적 물성 및 내응력 균열성이 향상된 폴리올레핀을 보다 효과적으로 제조할 수 있다. As described above, according to the present invention, by converting the unreacted olefinic monomer present in the polymerization product of the olefinic monomer to a polyolefin under controlled pressure conditions, a polyolefin having improved mechanical properties and stress cracking resistance can be more effectively produced. Can be manufactured.

이하 발명의 구현예에 따른 폴리올레핀의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for producing a polyolefin according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 4족 전이 금속을 중심 금속으로 갖는 메탈로센 화합물 1종 이상, 조촉매 화합물, 및 담체를 포함하는 담지 메탈로센 촉매와 수소 기체의 존재 하에, 올레핀계 단량체를 중합하여 폴리올레핀을 생성하는 중합 반응; 및 상기 중합 반응의 반응 혼합물에 존재하는 미반응 올레핀계 단량체를 1.5 내지 3.0 kg/cm2의 압력 하에서 추가로 폴리올레핀으로 전환시키는 후(post)반응을 포함하는 폴리올레핀의 제조 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, in the presence of a supported metallocene catalyst including at least one metallocene compound having a Group 4 transition metal as a central metal, a cocatalyst compound, and a carrier and hydrogen gas, an olefinic monomer A polymerization reaction of polymerizing to produce a polyolefin; And further converting the unreacted olefin-based monomer present in the reaction mixture of the polymerization reaction into a polyolefin under a pressure of 1.5 to 3.0 kg/cm 2 (post) reaction.

본 발명의 폴리올레핀의 제조 방법에서 중합 반응은 4족 전이 금속을 중심 금속으로 갖는 메탈로센 화합물 1종 이상, 조촉매 화합물, 및 담체를 포함하는 담지 메탈로센 촉매와 수소 기체의 존재 하에, 올레핀계 단량체를 중합하여 폴리올레핀을 생성하는 단계이다. In the method for producing a polyolefin of the present invention, the polymerization reaction is carried out in the presence of a supported metallocene catalyst including at least one metallocene compound having a Group 4 transition metal as a central metal, a cocatalyst compound, and a carrier and a hydrogen gas. This is a step of polymerizing a system monomer to produce a polyolefin.

상기 중합 반응은 하나의 반응기로 이루어진 단일 반응기, 또는 제 1 및 제 2 반응기를 포함하는 다단-CSTR 반응기(Cascade-CSTR Reactor)에서 진행될 수 있다.The polymerization reaction may be performed in a single reactor consisting of one reactor, or a cascade-CSTR reactor including first and second reactors.

상기 중합 반응시 담지 메탈로센 촉매의 구성, 공단량체의 투입량, 분자량 조절제, 수소 기체의 유량, 반응 압력, 반응 온도 등을 적절히 조절하여 원하는 분자량을 갖는 폴리올레핀을 중합할 수 있다.During the polymerization reaction, a polyolefin having a desired molecular weight can be polymerized by appropriately adjusting the composition of the supported metallocene catalyst, the amount of comonomer added, the molecular weight modifier, the flow rate of hydrogen gas, the reaction pressure, and the reaction temperature.

상기 중합 반응은 담지 메탈로센 촉매와 수소 기체의 존재 하에, 올레핀계 단량체를 중합하여 폴리올레핀을 생성하는 단계이며, 이때 메탈로센 촉매와 수소 기체와의 높은 반응성으로 인해, 대부분의 올레핀계 단량체가 폴리올레핀으로 전환되며, 수소 기체도 거의 소모된다. 그러나, 필연적으로 미반응 상태로 남아있는 올레핀계 단량체가 약 2 내지 약 5 중량%로 존재하게 된다. The polymerization reaction is a step of polymerizing an olefinic monomer in the presence of a supported metallocene catalyst and hydrogen gas to produce a polyolefin, and due to the high reactivity between the metallocene catalyst and hydrogen gas, most of the olefinic monomers It is converted to polyolefin, and hydrogen gas is almost consumed. However, inevitably, the olefinic monomer remaining in the unreacted state is present in about 2 to about 5% by weight.

본 발명의 폴리올레핀의 제조 방법에 따르면, 후반응에서 이러한 미반응 올레핀계 단량체를 폴리올레핀으로 전환하여 전환율이 실질적으로 100%가 되도록 하되, 반응 조건을 조절하여 상기 미반응 올레핀계 단량체가 초고분자량쪽에 분포하도록 유도함으로써 FNCT가 향상된 폴리올레핀을 수득할 수 있다. According to the method for producing a polyolefin of the present invention, the unreacted olefinic monomer is converted to a polyolefin in the post-reaction so that the conversion rate is substantially 100%, but the unreacted olefinic monomer is distributed in the ultrahigh molecular weight side by adjusting the reaction conditions. It is possible to obtain a polyolefin with improved FNCT by inducing it.

본 발명의 폴리올레핀의 제조 방법에 사용되는 메탈로센 화합물의 구조는 제한되지 않으나, 고분자량 또는 초고분자량의 폴리올레핀 중합에 적합한 메탈로센 화합물을 하나 이상 사용할 수 있다. The structure of the metallocene compound used in the method for producing a polyolefin of the present invention is not limited, but at least one metallocene compound suitable for polymerization of a high molecular weight or ultra high molecular weight polyolefin may be used.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메탈로센 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 제 1 메탈로센 화합물을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the metallocene compound may include a first metallocene compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112016117732844-pat00001
Figure 112016117732844-pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A는 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, C7 내지 C20의 아릴알킬기, C1 내지 C20의 알콕시기, C2 내지 C20의 알콕시알킬기, C3 내지 C20의 헤테로시클로알킬기, 또는 C5 내지 C20의 헤테로아릴기이고;A is hydrogen, halogen, C1 to C20 alkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C6 to C20 aryl group, C7 to C20 alkylaryl group, C7 to C20 arylalkyl group, C1 to C20 alkoxy group, C2 to A C20 alkoxyalkyl group, a C3 to C20 heterocycloalkyl group, or a C5 to C20 heteroaryl group;

D는 -O-, -S-, -N(R)- 또는 -Si(R)(R')- 이고, 여기서 R 및 R'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, 또는 C6 내지 C20의 아릴기이고;D is -O-, -S-, -N(R)- or -Si(R)(R')-, wherein R and R'are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, halogen, C1 to A C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, or a C6 to C20 aryl group;

L은 C1 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기이고;L is a C1 to C10 linear or branched alkylene group;

B는 탄소, 실리콘 또는 게르마늄이고;B is carbon, silicon or germanium;

Q는 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이고;Q is hydrogen, halogen, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C6 to C20 aryl group, a C7 to C20 alkylaryl group, or a C7 to C20 arylalkyl group;

M은 4족 전이금속이며;M is a Group 4 transition metal;

X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C6 내지 C20의 아릴기, 니트로기, 아미도기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, 또는 C1 내지 C20의 술폰네이트기이고;X 1 and X 2 are the same as or different from each other, and each independently halogen, C1 to C20 alkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C6 to C20 aryl group, nitro group, amido group, C1 to C20 alkylsilyl group , A C1 to C20 alkoxy group, or a C1 to C20 sulfonate group;

C1 C2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 화학식 2a, 화학식 2b 또는 하기 화학식 2c 중 하나로 표시되고, 단, C1 C2가 모두 화학식 2c인 경우는 제외하며;C 1 And C 2 is the same as or different from each other, and each independently represented by one of the following formulas 2a, 2b, or 2c, provided that C 1 And Except when C 2 is all of Formula 2c;

[화학식 2a] [Formula 2a]

Figure 112016117732844-pat00002
Figure 112016117732844-pat00002

[화학식 2b][Formula 2b]

Figure 112016117732844-pat00003
Figure 112016117732844-pat00003

[화학식 2c][Formula 2c]

Figure 112016117732844-pat00004
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상기 화학식 2a, 2b 및 2c에서, R1 내지 R17 및 R1' 내지 R9'는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 실릴알킬기, C1 내지 C20의 알콕시실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이며, 상기 R10 내지 R17 중 서로 인접하는 2개 이상이 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있다.In Formulas 2a, 2b and 2c, R1 to R17 and R1' to R9' are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, halogen, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C1 to C20 alkyl Silyl group, C1 to C20 silylalkyl group, C1 to C20 alkoxysilyl group, C1 to C20 alkoxy group, C6 to C20 aryl group, C7 to C20 alkylaryl group, or C7 to C20 arylalkyl group, wherein Two or more adjacent to each other among R10 to R17 may be connected to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic ring.

상기 화학식 1에서, 4족 전이금속(M)으로는 티타늄, 지르코늄, 하프늄 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In Formula 1, the Group 4 transition metal (M) may include titanium, zirconium, hafnium, etc., but is not limited thereto.

상기 화학식 1의 제 1 메탈로센 화합물에 있어서, 상기 화학식 2a, 2b 및 2c의 R1 내지 R17 및 R1' 내지 R9'는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 페닐기, 할로겐기, 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리프로필실릴기, 트리부틸실릴기, 트리이소프로필실릴기, 트리메틸실릴메틸기, 메톡시기, 또는 에톡시기인 것이 더욱 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In the first metallocene compound of Formula 1, R1 to R17 and R1' to R9' of Formulas 2a, 2b and 2c are each independently hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl Group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, phenyl group, halogen group, trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tripropylsilyl group, tributylsilyl group, triisopropylsilyl group, trimethyl It is more preferable that it is a silylmethyl group, a methoxy group, or an ethoxy group, but is not limited thereto.

상기 화학식 1의 제 1 메탈로센 화합물에 있어서, L은 C4 내지 C8의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기인 것이 더욱 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 알킬렌기는 C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, 또는 C6 내지 C20의 아릴기로 치환 또는 비치환될 수 있다.In the first metallocene compound of Formula 1, L is more preferably a C4 to C8 linear or branched alkylene group, but is not limited thereto. In addition, the alkylene group may be substituted or unsubstituted with a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, or a C6 to C20 aryl group.

상기 화학식 1의 제 1 메탈로센 화합물에 있어서, A는 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, tert-부틸기, 메톡시메틸기, tert-부톡시메틸기, 1-에톡시에틸기, 1-메틸-1-메톡시에틸기, 테트라하이드로피라닐기, 또는 테트라하이드로퓨라닐기인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, B는 실리콘인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In the first metallocene compound of Formula 1, A is hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, tert-butyl group, methoxymethyl group, tert-butoxymethyl group, 1- Although it is preferable that it is an ethoxyethyl group, 1-methyl-1-methoxyethyl group, a tetrahydropyranyl group, or a tetrahydrofuranyl group, it is not limited thereto. In addition, B is preferably silicon, but is not limited thereto.

또한, 상기 화학식 1의 B는 실리콘인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In addition, B in Formula 1 is preferably silicon, but is not limited thereto.

상기 화학식 1의 제 1 메탈로센 화합물은 인데노 인돌(indeno indole) 유도체 및/또는 플루오렌(fluorene) 유도체가 브릿지에 의해 가교된 구조를 형성하며, 리간드 구조에 루이스 염기로 작용할 수 있는 비공유 전자쌍을 가짐으로써 담체의 루이스 산 특성을 지니는 표면에 담지되어 담지 시에도 높은 중합 활성을 나타낸다. 또한 전자적으로 풍부한 인데노 인돌기 및/또는 플루오렌기를 포함함에 따라 활성이 높고, 적절한 입체 장애와 리간드의 전자적인 효과로 인해 수소 반응성이 낮을 뿐 아니라 수소가 존재하는 상황에서도 높은 활성이 유지된다. 또한 인데노 인돌 유도체의 질소 원자가 자라나는 고분자 사슬의 beta-hydrogen을 수소결합에 의해 안정화시켜 beta-hydrogen elimination을 억제하여 초고분자량의 폴리올레핀을 중합할 수 있다.The first metallocene compound of Formula 1 forms a structure in which indeno indole derivatives and/or fluorene derivatives are crosslinked by a bridge, and a non-shared electron pair capable of acting as a Lewis base in the ligand structure It is supported on the surface having Lewis acid properties of the carrier and exhibits high polymerization activity even when supported. In addition, since the electronically rich indeno indole and/or fluorene group is included, the activity is high, and the hydrogen reactivity is low due to the appropriate steric hindrance and the electronic effect of the ligand, and high activity is maintained even in the presence of hydrogen. In addition, it is possible to polymerize ultra-high molecular weight polyolefins by stabilizing beta-hydrogen in the polymer chain in which the nitrogen atom of the indeno indole derivative grows by hydrogen bonds to inhibit beta-hydrogen elimination.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 상기 제 1 메탈로센 화합물의 구체적인 예로는 하기 구조식 들 중 하나로 표시되는 화합물을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, specific examples of the first metallocene compound represented by Formula 1 may include compounds represented by one of the following structural formulas, but are not limited thereto.

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상기 화학식 1의 제 1 메탈로센 화합물은 활성이 우수하고 고분자량의 폴리올레핀을 중합할 수 있다. 특히, 담체에 담지하여 사용할 경우에도 높은 중합 활성을 나타내어, 초고분자량의 폴리올레핀을 제조할 수 있다.The first metallocene compound of Formula 1 has excellent activity and can polymerize a high molecular weight polyolefin. In particular, it exhibits high polymerization activity even when used by being supported on a carrier, so that a polyolefin having an ultra high molecular weight can be produced.

또한, 다른 특성을 갖는 촉매와 혼성으로 사용하는 경우에도 활성의 저하없이 고분자량의 특성을 만족시키는 폴리올레핀을 제조할 수 있어, 고분자량의 폴리올레핀을 포함하면서 넓은 분자량 분포를 갖는 폴리올레핀을 용이하게 제조할 수 있다In addition, even when used in combination with catalysts having other properties, it is possible to prepare a polyolefin that satisfies the properties of a high molecular weight without deteriorating the activity, so that a polyolefin containing a high molecular weight polyolefin and having a wide molecular weight distribution can be easily prepared. Can

상기 화학식 1의 제 1 메탈로센 화합물은 인데노인돌 유도체 및/또는 플루오렌 유도체를 브릿지 화합물로 연결하여 리간드 화합물로 제조한 다음, 금속 전구체 화합물을 투입하여 메탈레이션(metallation)을 수행함으로써 수득될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The first metallocene compound of Formula 1 is obtained by connecting an indenoindole derivative and/or a fluorene derivative with a bridge compound to prepare a ligand compound, and then adding a metal precursor compound to perform metallation. However, it is not limited thereto.

상기 제 1 메탈로센 화합물의 제조방법은 후술하는 실시예에 구체화하여 설명한다.The method for preparing the first metallocene compound will be described in detail in Examples to be described later.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메탈로센 화합물로 하기 화학식 3 내지 화학식 5로 표시되는 화합물 중 선택되는 하나 이상의 제 2 메탈로센 화합물을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the metallocene compound may further include at least one second metallocene compound selected from compounds represented by the following Chemical Formulas 3 to 5.

[화학식 3] [Formula 3]

(Cp1Ra)n(Cp2Rb)M1Z1 3-n (Cp 1 R a ) n (Cp 2 R b ) M 1 Z 1 3-n

상기 화학식 3에서,In Chemical Formula 3,

M1은 4족 전이금속이고;M 1 is a Group 4 transition metal;

Cp1 및 Cp2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 시클로펜타디엔닐, 인데닐, 4,5,6,7-테트라하이드로-1-인데닐, 및 플루오레닐 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 이들은 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환될 수 있으며;Cp 1 and Cp 2 are the same as or different from each other, and each independently selected from the group consisting of cyclopentadienyl, indenyl, 4,5,6,7-tetrahydro-1-indenyl, and fluorenyl radicals. One, and these may be substituted with hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms;

Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C20의 알킬, C1 내지 C10의 알콕시, C2 내지 C20의 알콕시알킬, C6 내지 C20의 아릴, C6 내지 C10의 아릴옥시, C2 내지 C20의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C8 내지 C40의 아릴알케닐, 또는 C2 내지 C10의 알키닐이고;R a and R b are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, C1 to C20 alkyl, C1 to C10 alkoxy, C2 to C20 alkoxyalkyl, C6 to C20 aryl, C6 to C10 aryloxy, C2 To C20 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl, C7 to C40 arylalkyl, C8 to C40 arylalkenyl, or C2 to C10 alkynyl;

Z1은 할로겐 원자, C1 내지 C20의 알킬, C2 내지 C10의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C6 내지 C20의 아릴, 치환되거나 치환되지 않은 C1 내지 C20의 알킬리덴, 치환되거나 치환되지 않은 아미노기, C2 내지 C20의 알킬알콕시, 또는 C7 내지 C40의 아릴알콕시이고;Z 1 is a halogen atom, C1 to C20 alkyl, C2 to C10 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl, C7 to C40 arylalkyl, C6 to C20 aryl, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylidene , A substituted or unsubstituted amino group, a C2 to C20 alkylalkoxy, or a C7 to C40 arylalkoxy;

n은 1 또는 0 이고; n is 1 or 0;

[화학식 4][Formula 4]

(Cp3Rc) mB1(Cp4Rd)M2Z2 3-m (Cp 3 R c ) m B 1 (Cp 4 R d ) M 2 Z 2 3-m

상기 화학식 4에서,In Chemical Formula 4,

M2는 4족 전이 금속이고;M 2 is a Group 4 transition metal;

Cp3 및 Cp4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 시클로펜타디에닐, 인데닐, 4,5,6,7-테트라하이드로-1-인데닐 및 플루오레닐 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 이들은 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환될 수 있으며;Cp 3 and Cp 4 are the same as or different from each other, and each independently selected from the group consisting of cyclopentadienyl, indenyl, 4,5,6,7-tetrahydro-1-indenyl and fluorenyl radicals And these may be substituted with hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms;

Rc 및 Rd는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C20의 알킬, C1 내지 C10의 알콕시, C2 내지 C20의 알콕시알킬, C6 내지 C20의 아릴, C6 내지 C10의 아릴옥시, C2 내지 C20의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C8 내지 C40의 아릴알케닐, 또는 C2 내지 C10의 알키닐이고;R c and R d are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, C1 to C20 alkyl, C1 to C10 alkoxy, C2 to C20 alkoxyalkyl, C6 to C20 aryl, C6 to C10 aryloxy, C2 To C20 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl, C7 to C40 arylalkyl, C8 to C40 arylalkenyl, or C2 to C10 alkynyl;

Z2는 할로겐 원자, C1 내지 C20의 알킬, C2 내지 C10의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C6 내지 C20의 아릴, 치환되거나 치환되지 않은 C1 내지 C20의 알킬리덴, 치환되거나 치환되지 않은 아미노기, C2 내지 C20의 알킬알콕시, 또는 C7 내지 C40의 아릴알콕시이고;Z 2 is a halogen atom, C1 to C20 alkyl, C2 to C10 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl, C7 to C40 arylalkyl, C6 to C20 aryl, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylidene , A substituted or unsubstituted amino group, a C2 to C20 alkylalkoxy, or a C7 to C40 arylalkoxy;

B1은 Cp3Rc 고리와 Cp4Rd 고리를 가교 결합시키거나, 하나의 Cp4Rd 고리를 M2에 가교 결합시키는, 탄소, 게르마늄, 규소, 인 또는 질소 원자 함유 라디칼 중 하나 이상 또는 이들의 조합이고;B 1 is at least one of carbon, germanium, silicon, phosphorus or nitrogen atom-containing radicals that cross-link the Cp 3 R c ring and the Cp 4 R d ring, or cross-link one Cp 4 R d ring to M 2 Or a combination thereof;

m은 1 또는 0 이고;m is 1 or 0;

[화학식 5][Formula 5]

(Cp5Re)B2(J)M3Z3 2 (Cp 5 R e )B 2 (J)M 3 Z 3 2

상기 화학식 5에서,In Chemical Formula 5,

M3은 4족 전이 금속이고;M 3 is a Group 4 transition metal;

Cp5는 시클로펜타디에닐, 인데닐, 4,5,6,7-테트라하이드로-1-인데닐 및 플루오레닐 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 이들은 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환될 수 있으며;Cp 5 is any one selected from the group consisting of cyclopentadienyl, indenyl, 4,5,6,7-tetrahydro-1-indenyl and fluorenyl radicals, which may be substituted with hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms. Can;

Re는 수소, C1 내지 C20의 알킬, C1 내지 C10의 알콕시, C2 내지 C20의 알콕시알킬, C6 내지 C20의 아릴, C6 내지 C10의 아릴옥시, C2 내지 C20의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C8 내지 C40의 아릴알케닐, 또는 C2 내지 C10의 알키닐이고;R e is hydrogen, C1 to C20 alkyl, C1 to C10 alkoxy, C2 to C20 alkoxyalkyl, C6 to C20 aryl, C6 to C10 aryloxy, C2 to C20 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl , C7 to C40 arylalkyl, C8 to C40 arylalkenyl, or C2 to C10 alkynyl;

Z3은 할로겐 원자, C1 내지 C20의 알킬, C2 내지 C10의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C6 내지 C20의 아릴, 치환되거나 치환되지 않은 C1 내지 C20의 알킬리덴, 치환되거나 치환되지 않은 아미노기, C2 내지 C20의 알킬알콕시, 또는 C7 내지 C40의 아릴알콕시이고;Z 3 is a halogen atom, C1 to C20 alkyl, C2 to C10 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl, C7 to C40 arylalkyl, C6 to C20 aryl, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylidene , A substituted or unsubstituted amino group, a C2 to C20 alkylalkoxy, or a C7 to C40 arylalkoxy;

B2는 Cp5Re 고리와 J를 가교 결합시키는 탄소, 게르마늄, 규소, 인 또는 질소 원자 함유 라디칼중 하나 이상 또는 이들의 조합이고;B 2 is one or more of carbon, germanium, silicon, phosphorus, or nitrogen atom-containing radicals that bridge the Cp 5 R e ring and J, or a combination thereof;

J는 NRf, O, PRf 및 S로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 Rf는 C1 내지 C20의 알킬, 아릴, 치환된 알킬 또는 치환된 아릴이다.J is any one selected from the group consisting of NR f , O, PR f and S, and R f is C1 to C20 alkyl, aryl, substituted alkyl, or substituted aryl.

상기 화학식 4에서, m이 1인 경우는 Cp3Rc 고리와 Cp4Rd 고리 또는 Cp4Rd 고리와 M2가 B1에 의해 가교 결합된 브릿지 화합물 구조인 것을 의미하며, m이 0인 경우는 비가교 화합물 구조를 의미한다.In Formula 4, when m is 1, it means that the Cp 3 R c ring and the Cp 4 R d ring or the Cp 4 R d ring and M 2 are bridged compound structures crosslinked by B 1 , and m is 0 In the case of, it means a non-crosslinked compound structure.

상기 화학식 3으로 표시되는 제 2 메탈로센 화합물로는 예를 들어 하기 구조식들 중 하나로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The second metallocene compound represented by Formula 3 may be, for example, a compound represented by one of the following structural formulas, but is not limited thereto.

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또한, 화학식 4로 표시되는 화합물로는 예를 들어 하기 구조식으로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In addition, the compound represented by Formula 4 may be, for example, a compound represented by the following structural formula, but is not limited thereto.

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또한, 화학식 5로 표시되는 화합물로는 예를 들어 하기 구조식으로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In addition, the compound represented by Formula 5 may be, for example, a compound represented by the following structural formula, but is not limited thereto.

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본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 담지 메탈로센 촉매는 상기 화학식 1로 표시되는 제 1 메탈로센 화합물의 1종 이상과, 상기 화학식 3 내지 화학식 5로 표시되는 화합물 중 선택되는 제 2 메탈로센 화합물의 1종 이상을 조촉매 화합물과 함께 담체에 혼성 담지한 혼성 담지 메탈로센 촉매일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the supported metallocene catalyst is a second metal selected from at least one of the first metallocene compound represented by Chemical Formula 1 and the compounds represented by Chemical Formulas 3 to 5 It may be a hybrid supported metallocene catalyst in which at least one locene compound is mixedly supported on a carrier together with a cocatalyst compound.

상기 혼성 담지 메탈로센 촉매의 화학식 1로 표시되는 제 1 메탈로센 화합물은 주로 높은 SCB(short chain branch) 함량을 가지는 고분자량의 공중합체를 만드는데 기여하고, 화학식 3으로 표시되는 제 2 메탈로센 화합물은 주로 낮은 SCB 함량을 가지는 저분자량의 공중합체를 만드는데 기여할 수 있다. 또한, 화학식 4 또는 5로 표시되는 제 2 메탈로센 화합물은 중간 정도의 SCB 함량을 가지는 저분자량의 공중합체를 만드는데 기여할 수 있다.The first metallocene compound represented by Formula 1 of the hybrid supported metallocene catalyst mainly contributes to making a high molecular weight copolymer having a high SCB (short chain branch) content, and is used as a second metal represented by Formula 3 Sen compounds can mainly contribute to making low molecular weight copolymers with low SCB content. In addition, the second metallocene compound represented by Formula 4 or 5 may contribute to making a low molecular weight copolymer having a medium SCB content.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 혼성 담지 메탈로센 촉매는 화학식 1의 제 1 메탈로센 화합물 1종 이상과, 화학식 3의 제 2 메탈로센 화합물 1종 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the hybrid supported metallocene catalyst may include at least one first metallocene compound represented by Formula 1 and at least one second metallocene compound represented by Formula 3.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 혼성 담지 메탈로센 촉매는 화학식 1의 제 1 메탈로센 화합물 1종 이상과, 및 화학식 3의 제 2 메탈로센 화합물 1종 이상에 더하여, 화학식 4 또는 화학식 5의 제 2 메탈로센 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the hybrid supported metallocene catalyst is in addition to at least one first metallocene compound of Formula 1 and at least one second metallocene compound of Formula 3, Formula 4 Alternatively, at least one second metallocene compound of Formula 5 may be included.

발명의 혼성 담지 베탈로센 촉매에서는 상기 화학식 1로 표시되는 제 1 메탈로센 화합물 및 상기 화학식 3 내지 5로 표시되는 화합물 중 선택되는 제 2 메탈로센 화합물을 포함하여, 서로 다른 종류의 메탈로센 화합물을 적어도 2종 이상 포함함으로써 높은 SCB 함량을 가지는 고분자량의 폴리올레핀이면서, 동시에 분자량 분포가 넓어 물성이 우수할 뿐만 아니라 가공성도 우수한 폴리올레핀을 제조할 수 있다.In the hybrid supported betalocene catalyst of the present invention, the first metallocene compound represented by Chemical Formula 1 and the second metallocene compound selected from the compounds represented by Chemical Formulas 3 to 5 are used. By including at least two types of sen compounds, it is possible to prepare a polyolefin having a high SCB content and having a high SCB content, and at the same time, a polyolefin having excellent physical properties and excellent processability due to a wide molecular weight distribution.

본 발명에 따른 폴리올레핀의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 메탈로센 화합물을 활성화하기 위하여 담체에 함께 담지되는 조촉매 화합물로는 13족 금속을 포함하는 유기 금속 화합물로서, 일반적인 메탈로센 촉매 하에 올레핀을 중합할 때 사용될 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.In the method for producing a polyolefin according to the present invention, the cocatalyst compound supported together on a carrier to activate the first and second metallocene compounds is an organometallic compound containing a group 13 metal, and a general metallocene It is not particularly limited as long as it can be used when polymerizing olefins under a catalyst.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 특히 상기 조촉매 화합물은 하기 화학식 6의 알루미늄 함유 제 1 조촉매, 및 하기 화학식 7의 보레이트계 제 2 조촉매 중 하나 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in particular, the cocatalyst compound may include at least one of an aluminum-containing first cocatalyst represented by Formula 6 below and a borate-based second cocatalyst represented by Formula 7 below.

[화학식 6][Formula 6]

-[Al(R18)-O-]k--[Al(R 18 )-O-] k-

화학식 6에서, R18은 각각 독립적으로 할로겐, 할로겐 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌기이고, k는 2 이상의 정수이고, In Formula 6, R 18 is each independently halogen, halogen-substituted or unsubstituted hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms, k is an integer of 2 or more,

[화학식 7][Formula 7]

T+[BG4]- T + [BG 4 ] -

화학식 7에서, T+은 +1가의 다원자 이온이고, B는 +3 산화 상태의 붕소이고, G는 각각 독립적으로 하이드라이드기, 디알킬아미도기, 할라이드기, 알콕사이드기, 아릴옥사이드기, 하이드로카빌기, 할로카빌기 및 할로-치환된 하이드로카빌기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 G는 20개 이하의 탄소를 가지나, 단 하나 이하의 위치에서 G는 할라이드기이다.In Chemical Formula 7, T + is a +1 valent polyvalent ion, B is boron in a +3 oxidation state, and G is each independently a hydride group, a dialkylamido group, a halide group, an alkoxide group, an aryloxide group, a hydro It is selected from the group consisting of a carbyl group, a halocarbyl group, and a halo-substituted hydrocarbyl group, wherein G has 20 or less carbons, but G is a halide group at only one or less positions.

이러한 제 1 및 제 2 조촉매의 사용에 의해, 최종 제조된 폴리올레핀의 분자량 분포가 보다 균일하게 되면서, 중합 활성이 향상될 수 있다. By using such first and second cocatalysts, the molecular weight distribution of the finally produced polyolefin becomes more uniform, and polymerization activity can be improved.

상기 화학식 6의 제 1 조촉매는 선형, 원형 또는 망상형으로 반복단위가 결합된 알킬알루미녹산계 화합물로 될 수 있고, 이러한 제 1 조촉매의 구체적인 예로는, 메틸알루미녹산(MAO), 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산 또는 부틸알루미녹산 등을 들 수 있다. The first cocatalyst of Formula 6 may be an alkylaluminoxane-based compound in which a repeating unit is bonded in a linear, circular or network type, and specific examples of such a first cocatalyst include methylaluminoxane (MAO), ethylaluminum Noxane, isobutyl aluminoxane, butyl aluminoxane, etc. are mentioned.

또한, 상기 화학식 7의 제 2 조촉매는 삼치환된 암모늄염, 또는 디알킬 암모늄염, 삼치환된 포스포늄염 형태의 보레이트계 화합물로 될 수 있다. 이러한 제 2 조촉매의 구체적인 예로는, 트리메탈암모늄 테트라페닐보레이트, 메틸디옥타데실암모늄 테트라페닐보레이트, 트리에틸암모늄 테트라페닐보레이트, 트리프로필암모늄 테트라페닐보레이트, 트리(n-부틸)암모늄 테트라페닐보레이트, 메틸테트라데사이클로옥타데실암모늄 테트라페닐보레이트, N,N-디메틸아닐늄 테트라페닐보레이트, N,N-디에틸아닐늄 테트라페닐보레이트, N,N-디메틸(2,4,6-트리메틸아닐늄)테트라페닐보레이트, 트리메틸암모늄 테트라키스(펜타플로오로페닐)보레이트, 메틸디테트라데실암모늄 테트라키스(펜타페닐)보레이트, 메틸디옥타데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리에틸암모늄, 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리프로필암모늄테트라키스(펜타프루오로페닐)보레이트, 트리(n-부틸)암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리(2급-부틸)암모늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디에틸아닐늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸(2,4,6-트리메틸아닐늄)테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리메틸암모늄테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, 트리에틸암모늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, 트리프로필암모늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, 트리(n-부틸)암모늄 테트라키스(2,3,4,6-,테트라플루오로페닐)보레이트, 디메틸(t-부틸)암모늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, N,N-디에틸아닐늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트 또는 N,N-디메틸-(2,4,6-트리메틸아닐늄)테트라키스-(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트 등의 삼치환된 암모늄염 형태의 보레이트계 화합물; 디옥타데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 디테트라데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 또는 디사이클로헥실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등의 디알킬암모늄염 형태의 보레이트계 화합물; 또는 트리페닐포스포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 메틸디옥타데실포스포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 또는 트리(2,6-, 디메틸페닐)포스포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등의 삼치환된 포스포늄염 형태의 보레이트계 화합물 등을 들 수 있다. In addition, the second cocatalyst of Formula 7 may be a trisubstituted ammonium salt, a dialkyl ammonium salt, or a borate-based compound in the form of a trisubstituted phosphonium salt. Specific examples of such a second cocatalyst include trimetalammonium tetraphenylborate, methyldioctadecylammonium tetraphenylborate, triethylammonium tetraphenylborate, tripropylammonium tetraphenylborate, tri(n-butyl)ammonium tetraphenylborate , Methyltetradecyclooctadecylammonium tetraphenylborate, N,N-dimethylaninium tetraphenylborate, N,N-diethylaninium tetraphenylborate, N,N-dimethyl (2,4,6-trimethylaninium )Tetraphenyl borate, trimethylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, methylditetradecylammonium tetrakis (pentaphenyl) borate, methyldioctadecylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triethylammonium, tetra Kis (pentafluorophenyl) borate, tripropyl ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tri(n-butyl) ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tri (secondary-butyl) ammonium tetrakis (Pentafluorophenyl) borate, N,N-dimethylaninium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, N,N-diethylaninium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, N,N-dimethyl (2) ,4,6-trimethylaninium)tetrakis(pentafluorophenyl)borate, trimethylammonium tetrakis(2,3,4,6-tetrafluorophenyl)borate, triethylammonium tetrakis(2,3,4) ,6-tetrafluorophenyl)borate, tripropylammonium tetrakis(2,3,4,6-tetrafluorophenyl)borate, tri(n-butyl)ammonium tetrakis(2,3,4,6-, Tetrafluorophenyl) borate, dimethyl (t-butyl) ammonium tetrakis (2,3,4,6-tetrafluorophenyl) borate, N,N-dimethylaninium tetrakis (2,3,4,6- Tetrafluorophenyl) borate, N,N-diethylaninium tetrakis(2,3,4,6-tetrafluorophenyl)borate or N,N-dimethyl-(2,4,6-trimethylaninium) Borate compounds in the form of trisubstituted ammonium salts such as tetrakis-(2,3,4,6-tetrafluorophenyl)borate; A borate type of dialkyl ammonium salt such as dioctadecyl ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, ditetradecyl ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate or dicyclohexyl ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate compound; Or triphenylphosphonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, methyldioctadecylphosphonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate or tri(2,6-, dimethylphenyl)phosphonium tetrakis(pentafluorophenyl) ) Borate compounds in the form of trisubstituted phosphonium salts such as borate.

상기 혼성 담지 메탈로센 촉매에 있어서, 화학식 1로 표시되는 제 1 메탈로센 화합물 및 화학식 3 내지 5로 표시되는 제 2 메탈로센 화합물에 포함되는 전체 전이금속 대 담체의 질량비는 1 : 10 내지 1 : 1,000 일 수 있다. 상기 질량비로 담체 및 메탈로센 화합물을 포함할 때, 최적의 형상을 나타낼 수 있다. In the hybrid supported metallocene catalyst, the mass ratio of the total transition metal to the carrier contained in the first metallocene compound represented by Formula 1 and the second metallocene compound represented by Formulas 3 to 5 is 1: 10 to 1: may be 1,000. When the carrier and the metallocene compound are included in the mass ratio, the optimum shape may be exhibited.

또한, 조촉매 화합물 대 담체의 질량비는 1 : 1 내지 1 : 100 일 수 있다. 또한, 화학식 1로 표시되는 제 1 메탈로센 화합물 대 화학식 3 내지 5로 표시되는 제 2 메탈로센 화합물의 질량비는 10 : 1 내지 1 : 10, 바람직하게는 5 : 1 내지 1 : 5 일 수 있다. 상기 질량비로 조촉매 및 메탈로센 화합물을 포함할 때, 활성 및 고분자 미세구조를 최적화할 수 있다. In addition, the mass ratio of the cocatalyst compound to the carrier may be 1:1 to 1:100. In addition, the mass ratio of the first metallocene compound represented by Formula 1 to the second metallocene compound represented by Formulas 3 to 5 may be 10: 1 to 1: 10, preferably 5: 1 to 1: 5 have. When the cocatalyst and the metallocene compound are included in the mass ratio, the activity and the polymer microstructure can be optimized.

상기 혼성 담지 메탈로센 촉매에 있어서, 상기 담체로는 표면에 하이드록시기를 함유하는 담체를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 건조되어 표면에 수분이 제거된, 반응성이 큰 하이드록시기와 실록산기를 가지고 있는 담체를 사용할 수 있다.In the hybrid supported metallocene catalyst, a carrier containing a hydroxyl group on the surface may be used as the carrier, and preferably a carrier having a highly reactive hydroxyl group and a siloxane group from which moisture is removed from the surface by drying. You can use

예컨대, 고온에서 건조된 실리카, 실리카-알루미나, 및 실리카-마그네시아 등이 사용될 수 있고, 이들은 통상적으로 Na2O, K2CO3, BaSO4, 및 Mg(NO3)2 등의 산화물, 탄산염, 황산염, 및 질산염 성분을 함유할 수 있다.For example, silica dried at high temperature, silica-alumina, and silica-magnesia may be used, and these are usually oxides, carbonates, such as Na 2 O, K 2 CO 3 , BaSO 4 , and Mg(NO 3 ) 2 , It may contain sulfate and nitrate components.

상기 담체의 건조 온도는 200 내지 800℃가 바람직하고, 300 내지 600℃가 더욱 바람직하며, 300 내지 400℃가 가장 바람직하다. 상기 담체의 건조 온도가 200℃ 미만인 경우 수분이 너무 많아서 표면의 수분과 조촉매가 반응하게 되고, 800℃를 초과하는 경우에는 담체 표면의 기공들이 합쳐지면서 표면적이 줄어들며, 또한 표면에 하이드록시기가 많이 없어지고 실록산기만 남게 되어 조촉매와의 반응자리가 감소하기 때문에 바람직하지 않다.The drying temperature of the carrier is preferably 200 to 800°C, more preferably 300 to 600°C, and most preferably 300 to 400°C. When the drying temperature of the carrier is less than 200°C, there is too much moisture so that the moisture on the surface and the cocatalyst react, and when it exceeds 800°C, the pores on the surface of the carrier are combined and the surface area decreases, and there are many hydroxyl groups on the surface. It is not preferable because it disappears and only siloxane groups remain, and the reaction site with the cocatalyst decreases.

상기 담체 표면의 하이드록시기 양은 0.1 내지 10 mmol/g이 바람직하며, 0.5 내지 5 mmol/g일 때 더욱 바람직하다. 상기 담체 표면에 있는 하이드록시기의 양은 담체의 제조방법 및 조건 또는 건조 조건, 예컨대 온도, 시간, 진공 또는 스프레이 건조 등에 의해 조절할 수 있다. The amount of hydroxy group on the surface of the carrier is preferably 0.1 to 10 mmol/g, and more preferably 0.5 to 5 mmol/g. The amount of hydroxy groups on the surface of the carrier can be controlled by a method and conditions for preparing the carrier or drying conditions such as temperature, time, vacuum or spray drying.

상기 하이드록시기의 양이 0.1 mmol/g 미만이면 조촉매와의 반응자리가 적고, 10 mmol/g을 초과하면 담체 입자 표면에 존재하는 하이드록시기 이외에 수분에서 기인한 것일 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.If the amount of the hydroxyl group is less than 0.1 mmol/g, the reaction site with the cocatalyst is small, and if it exceeds 10 mmol/g, it is not preferable because it may be due to moisture other than the hydroxyl group present on the surface of the carrier particle. not.

상술한 제 1 및 제 2 메탈로센 화합물과, 제 1 및 제 2 조촉매 등을 사용해 혼성 담지 메탈로센 촉매를 제조함에 있어서는, 담체에 제 1 메탈로센 화합물 및 제 1 조촉매를 담지한 후, 이어서 제 2 메탈로센 화합물 및 제 2 조촉매를 담지할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 각 담지 단계 사이에는 용매를 사용한 세척 단계가 추가 진행될 수 있다.In preparing a hybrid supported metallocene catalyst using the first and second metallocene compounds and the first and second cocatalysts described above, the first metallocene compound and the first cocatalyst are supported on the support. Thereafter, the second metallocene compound and the second cocatalyst may be supported, but the present invention is not limited thereto. A washing step using a solvent may be additionally performed between each of these supporting steps.

본 발명의 폴리올레핀의 제조방법에 있어서, 폴리올레핀을 생성하는 중합 반응은, 4족 전이 금속을 중심 금속으로 갖는 메탈로센 화합물 1종 이상, 조촉매 화합물, 및 담체를 포함하는 담지 메탈로센 촉매와 수소 기체의 존재 하에, 올레핀계 단량체를 중합하여 수행되며, 상기 담지 메탈로센 촉매는 상술한 바대로 단일 메탈로센 담지 촉매이거나, 혼성 메탈로센 담지 촉매일 수 있다.In the method for producing a polyolefin of the present invention, the polymerization reaction to generate the polyolefin comprises at least one metallocene compound having a Group 4 transition metal as a central metal, a cocatalyst compound, and a supported metallocene catalyst including a carrier. It is carried out by polymerizing an olefin-based monomer in the presence of hydrogen gas, and the supported metallocene catalyst may be a single metallocene supported catalyst or a hybrid metallocene supported catalyst as described above.

또한 상기 중합 반응은 단일 반응으로 진행하거나, 다단 반응기를 이용하여 제 1 단계 및 제 2 단계 반응으로 나누어 진행할 수도 있다. In addition, the polymerization reaction may proceed as a single reaction or may be performed by dividing into a first step and a second step reaction using a multistage reactor.

사용가능한 올레핀계 단량체의 구체적인 예로는, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 노보넨, 에틸리덴노보넨, 스티렌, 알파-메틸스티렌 및 3-클로로메틸스티렌 등이 있다. 이러한 제조 방법의 일 예에서는, 에틸렌을 사용하여 폴리에틸렌을 제조하거나, 에틸렌과 함께, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-데센, 1-운데센 또는 1-도데센 등의 알파올레핀을 공중합하여 에틸렌-알파올레핀 공중합체를 제조할 수 있다. Specific examples of olefinic monomers that can be used include ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, norbornene, ethylidene norbornene, styrene, alpha-methylstyrene and 3-chloromethylstyrene. In one example of such a production method, polyethylene is prepared by using ethylene, or with ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene , 1-heptene, 1-decene, 1-undecene or 1-dodecene may be copolymerized with an alpha olefin to prepare an ethylene-alpha olefin copolymer.

상기 중합 반응을 제 1 단계 및 제 2 단계 반응으로 나누어 진행할 경우, 제 2 단계 반응에서는 상기 제 1 단계의 반응 혼합물에, 상기 담지 메탈로센 촉매, 분자량 조절제, 및/또는 올레핀계 단량체 등을 추가로 투입하여 중합을 수행할 수 있다.When the polymerization reaction is divided into a first step and a second step reaction, in the second step reaction, the supported metallocene catalyst, a molecular weight modifier, and/or an olefin-based monomer are added to the reaction mixture of the first step. And polymerization can be carried out.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분자량 조절제는 하기 화학식 8의 시클로펜타디에닐 금속 화합물과, 하기 화학식 9의 유기 알루미늄 화합물의 혼합물 또는 이들의 반응 생성물을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the molecular weight modifier may include a mixture of a cyclopentadienyl metal compound represented by Formula 8 below and an organoaluminum compound represented by Formula 9 below, or a reaction product thereof.

[화학식 8][Formula 8]

Cp6Cp7M4X'2Cp6Cp7M4X'2

상기 화학식 8에서, In Chemical Formula 8,

Cp6 및 Cp7은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 시클로펜타디에닐기, 치환 또는 비치환된 인데닐기 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기를 포함하는 리간드이고, M4는 4족 전이금속 원소이며, X'는 할로겐이며;Cp6 and Cp7 are each independently a substituted or unsubstituted cyclopentadienyl group, a substituted or unsubstituted indenyl group, or a ligand containing a substituted or unsubstituted fluorenyl group, M4 is a Group 4 transition metal element, and X' Is halogen;

[화학식 9][Formula 9]

RfRgRhAlRfRgRhAl

상기 화학식 9에서, In Formula 9,

Rf, Rg, 및 Rh는 각각 독립적으로 탄소수 4 내지 20의 알킬기 또는 할로겐이며, Rf, Rg, 및 Rh중 적어도 하나는 탄소수 4 내지 20의 알킬기이다.Rf, Rg, and Rh are each independently an alkyl group or halogen having 4 to 20 carbon atoms, and at least one of Rf, Rg, and Rh is an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms.

또한, 제 1 단계 반응에서, 각 원료 물질의 체류 시간은 적절한 분자량 분포 및 밀도 분포를 갖는 폴리올레핀을 형성할 수 있는 범위라면 특별한 제한 없이 선택할 수 있으나, 약 1 내지 약 3 시간으로 될 수 있다. 제 1 단계 반응에서의 체류 시간이 이보다 작아지면, 저분자량 폴리올레핀이 제대로 형성되지 않고 분자량 분포가 좁아져 최종 폴리올레핀의 가공성이 저하될 수 있다. 반대로, 제 1 단계 반응에서의 체류 시간이 지나치게 길어지면, 생산성 측면에서 바람직하지 않다. Further, in the first step reaction, the residence time of each raw material may be selected without particular limitation as long as it is a range capable of forming a polyolefin having an appropriate molecular weight distribution and density distribution, but may be about 1 to about 3 hours. If the residence time in the first step reaction is smaller than this, the low molecular weight polyolefin is not properly formed and the molecular weight distribution becomes narrow, so that the processability of the final polyolefin may be deteriorated. Conversely, if the residence time in the first step reaction is too long, it is not preferable in terms of productivity.

그리고, 제 1 단계 반응에서의 중합 반응 온도는, 약 70 내지 약 90℃로 될 수 있다. 이러한 중합 반응 온도가 지나치게 낮아지면, 중합 속도 및 생산성 측면에서 적절하지 않고, 중합 반응 온도가 지나치게 높아지면, 반응기 내 파울링을 유발할 수 있다. Further, the polymerization reaction temperature in the first step reaction may be about 70 to about 90°C. If the polymerization reaction temperature is too low, it is not appropriate in terms of polymerization rate and productivity, and if the polymerization reaction temperature is too high, fouling in the reactor may be caused.

또한, 제 1 단계 반응에서의 중합 반응 압력은 안정적인 연속 공정 상태를 유지하기 위해 약 7 내지 약 10 kg/cm2로 될 수 있다. In addition, the polymerization reaction pressure in the first step reaction may be about 7 to about 10 kg/cm 2 to maintain a stable continuous process state.

상기 제 1 단계 반응에서의 중합 반응을 진행한 후에는, 제 1 단계 반응에서의 슬러리 반응 혼합물에 대해 제 2 단계 반응이 수행될 수 있다. After the polymerization reaction in the first step reaction is performed, a second step reaction may be performed on the slurry reaction mixture in the first step reaction.

이 때 상기 제 2 단계 반응에는, 상기 제 1 단계 반응으로부터 전달된 슬러리 반응 혼합물에 더하여, 필요에 따라 상술한 담지 메탈로센 촉매 및/또는 올레핀계 단량체를 추가로 투입하여 중합 공정을 진행할 수 있으며, 이를 통해 고분자량 폴리올레핀을 얻을 수 있다. At this time, in the second-stage reaction, in addition to the slurry reaction mixture transferred from the first-stage reaction, the above-described supported metallocene catalyst and/or olefinic monomer may be additionally added to proceed with the polymerization process. In this way, a high molecular weight polyolefin can be obtained.

상기 제 2 단계 반응에서, 각 원료 물질의 체류 시간은 적절한 분자량 분포 및 밀도 분포를 갖는 폴리올레핀을 형성할 수 있는 범위라면 특별한 제한 없이 선택할 수 있으나, 약 1 내지 약 3 시간으로 될 수 있다. 제 2 단계 반응에서의 체류 시간이 이보다 작아지면, 고분자량 폴리올레핀이 제대로 형성되지 않고 최종 제조된 폴리올레핀의 내환경 응력 균열성이나 기계적 물성이 저하될 수 있고, 반대로, 제 2 단계 반응에서의 체류 시간이 지나치게 길어지면, 생산성 측면에서 바람직하지 않다. In the second step reaction, the residence time of each raw material may be selected without particular limitation as long as it is a range capable of forming a polyolefin having an appropriate molecular weight distribution and density distribution, but may be about 1 to about 3 hours. If the residence time in the second step reaction is smaller than this, the high molecular weight polyolefin is not formed properly, and the environmental stress cracking resistance or mechanical properties of the final polyolefin may be deteriorated. Conversely, the residence time in the second step reaction If this is too long, it is not preferable from the viewpoint of productivity.

또, 제 2 단계 반응에서의 중합 반응 온도는, 약 70 내지 약 90℃로 될 수 있다. 이러한 중합 반응 온도가 지나치게 낮아지면, 중합 속도 및 생산성 측면에서 적절하지 않고, 중합 반응 온도가 지나치게 높아지면, 반응기 내 파울링을 유발할 수 있다. Further, the polymerization reaction temperature in the second step reaction may be about 70 to about 90°C. If the polymerization reaction temperature is too low, it is not appropriate in terms of polymerization rate and productivity, and if the polymerization reaction temperature is too high, fouling in the reactor may be caused.

그리고, 제 2 단계 반응에서의 중합 반응 압력은 안정적인 연속 공정 상태를 유지하기 위해 약 6 내지 약 9 kg/cm2로 될 수 있다. In addition, the polymerization reaction pressure in the second step reaction may be about 6 to about 9 kg/cm 2 to maintain a stable continuous process state.

또한 상술한 중합 반응은, 예를 들어, 헥산, 부탄 또는 펜탄 등의 지방족 탄화수소계 용매 내에서 슬러리상 중합으로 진행될 수 있다. 이미 상술한 바와 같이, 메탈로센 촉매가 이러한 용매에 대한 우수한 용해도를 나타냄에 따라, 이들이 안정적으로 용해 및 반응계에 공급되어 상기 중합 공정이 효과적으로 진행될 수 있고, 큰 분자량 및 보다 넓은 분자량 분포를 갖는 폴리올레핀이 효과적으로 제조될 수 있다. In addition, the polymerization reaction described above may be carried out by slurry polymerization in an aliphatic hydrocarbon-based solvent such as hexane, butane, or pentane. As already described above, as the metallocene catalysts exhibit excellent solubility in these solvents, they are stably dissolved and supplied to the reaction system, so that the polymerization process can proceed effectively, and polyolefins having a large molecular weight and a wider molecular weight distribution Can be manufactured effectively.

상술한 바와 같이 단일 반응기 또는 다단-CSTR 반응기를 이용한 중합 반응을 수행함으로써 대부분의 올레핀계 단량체, 예를 들어 약 95 내지 약 97 중량%의 올레핀계 단량체가 폴리올레핀으로 전환된다. 그러나, 미반응 상태로 남아있는 올레핀계 단량체가 약 2 내지 약 5 중량% 정도로 여전히 존재한다. As described above, most of the olefinic monomers, for example about 95 to about 97% by weight of the olefinic monomers, are converted into polyolefins by performing a polymerization reaction using a single reactor or a multistage-CSTR reactor. However, about 2 to about 5% by weight of the olefinic monomer remaining unreacted is still present.

본 발명의 폴리올레핀 제조방법에서는 상기와 같이 중합 반응 후 남아 있는 미반응 올레핀계 단량체를 후반응을 수행하여 미반응 올레핀계 단량체를 실질적으로 100%에 가깝게 폴리올레핀으로 전환시킨다. 특히, 상기 후반응시 반응 조건을 조절함으로써 상기 미반응 올레핀계 단량체가 고분자량의 폴리올레핀으로 전환되게 하여 초고분자량 폴리올레핀의 함량을 더욱 높여 우수한 FNCT를 갖는 폴리올레핀 수지를 제조할 수 있다.In the polyolefin production method of the present invention, the unreacted olefinic monomer remaining after the polymerization reaction as described above is subjected to a post-reaction to substantially convert the unreacted olefinic monomer to a polyolefin close to 100%. In particular, by adjusting the reaction conditions during the post-reaction, the unreacted olefinic monomer is converted into a high molecular weight polyolefin, thereby further increasing the content of the ultra high molecular weight polyolefin, thereby producing a polyolefin resin having excellent FNCT.

종래에도 중합을 마친 슬러리 반응 혼합물에서 미반응 단량체를 추가 중합하기 위한 포스트 반응기를 더 포함하여 최종적으로 폴리올레핀을 제조하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 상기 포스트 반응기에서의 반응 조건의 조절에 따라 FNCT 물성을 향상시킬 수 있다는 것에 대해서는 알려진 바가 없다. Conventionally, a method of finally producing a polyolefin is known, further including a post reactor for additionally polymerizing unreacted monomers in a slurry reaction mixture that has been polymerized. However, it is not known that FNCT properties can be improved by controlling the reaction conditions in the post reactor.

또한, 종래의 Ziegler-Natta계 촉매를 이용한 중합 공정의 경우, 분자량 조절제인 수소 기체의 함량이 높아 중합 조건의 조절에 따른 물성 향상을 기대하기 어렵기 때문에 압출 과정에서 초고분자량의 수지를 일부 혼합하여 물성 향상을 도모하는 방법을 주로 사용하였다. In addition, in the case of a polymerization process using a conventional Ziegler-Natta catalyst, since the content of hydrogen gas, which is a molecular weight modifier, is high, it is difficult to expect improvement of physical properties by controlling the polymerization conditions. The method to improve physical properties was mainly used.

그러나, 본 발명의 폴리올레핀 제조방법에 따르면 상기 후반응 단계에서 반응 압력을 약 1.5 내지 약 3.0 kg/cm2, 또는 약 1.5 내지 약 2.5 kg/cm2의 범위가 되도록 조절함으로써 미반응 올레핀계 단량체의 추가 반응으로 초고분자량 폴리올레핀을 생성할 수 있다. 상기 후반응 단계에서 반응 압력이 너무 낮으면 최종적으로 생성되는 폴리올레핀의 FNCT 향상 효과가 미미할 수 있고, 반응 압력이 너무 높을 경우 가공성이 나빠질 수 있어 이러한 관점에서 상기 범위로 압력을 조절하는 것이 바람직하다. However, according to the polyolefin production method of the present invention, by adjusting the reaction pressure to be in the range of about 1.5 to about 3.0 kg/cm 2 , or about 1.5 to about 2.5 kg/cm 2 in the post reaction step, the unreacted olefinic monomer Further reactions can produce ultra-high molecular weight polyolefins. In the post-reaction step, if the reaction pressure is too low, the effect of improving the FNCT of the finally produced polyolefin may be insignificant, and if the reaction pressure is too high, the processability may deteriorate, so it is preferable to adjust the pressure within the above range from this point of view.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 후반응 단계에서 반응 온도를 약 70 내지 약 78℃, 또는 약 72 내지 약 78℃의 범위가 되도록 조절할 수 있다. 상기 후반응 단계에서 반응 온도가 상술한 범위일 때 폴리올레핀의 FNCT 향상 효과 달성에 보다 유리할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the reaction temperature in the post-reaction step may be adjusted to be in the range of about 70 to about 78°C, or about 72 to about 78°C. When the reaction temperature in the post-reaction step is within the above-described range, it may be more advantageous to achieve the FNCT improvement effect of the polyolefin.

또한, 상기 후반응에서는 별도의 수소 기체의 투입없이 반응을 진행할 수 있다. In addition, in the post-reaction, the reaction may proceed without additional hydrogen gas.

상술한 일 구현예의 제조 방법에 따라 제조된 폴리올레핀은 초고분자량의 폴리올레핀 수지 함량이 높아 온도 80℃, 압력 4.0MPa의 조건에서 ISO 16770에 따라 측정한 내응력 균열성(FNCT)이 약 480 시간 이상, 약 500 시간 이상, 또는 약 550 시간 이상으로 우수한 내압 내열 특성을 가질 수 있다. The polyolefin prepared according to the manufacturing method of the above-described embodiment has a high content of ultra-high molecular weight polyolefin resin, and thus has a stress cracking resistance (FNCT) of about 480 hours or more, measured according to ISO 16770 under conditions of a temperature of 80°C and a pressure of 4.0 MPa, About 500 hours or more, or about 550 hours or more may have excellent pressure and heat resistance properties.

또한 큰 분자량 및 넓은 분자량 분포로 인해, 우수한 기계적 물성 및 가공성을 동시에 나타낼 수 있다. In addition, due to a large molecular weight and a wide molecular weight distribution, excellent mechanical properties and processability can be exhibited at the same time.

이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예 는 발명을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred examples are presented to aid understanding of the invention, but the following examples are only illustrative of the invention, and the scope of the invention is not limited to the following examples.

<실시예><Example>

제 1 메탈로센 화합물의 합성 실시예Synthesis Example of First Metallocene Compound

합성예 1Synthesis Example 1

Figure 112016117732844-pat00037
Figure 112016117732844-pat00037

1-1 리간드 화합물의 제조1-1 Preparation of Ligand Compound

fluorene 2 g을 5 mL MTBE, hexane 100 mL에 녹여 2.5 M n-BuLi hexane solution 5.5 mL를 dry ice/acetone bath에서 적가하여 상온에서 밤새 교반하였다. (6-(tert-butoxy)hexyl)dichloro(methyl)silane 3.6 g을 헥산(hexane) 50 mL에 녹여 dry ice/acetone bath하에서 fluorene-Li 슬러리를 30분 동안 transfer하여 상온에서 밤새 교반하였다. 이와 동시에 5,8-dimethyl-5,10-dihydroindeno[1,2-b]indole (12 mmol, 2.8 g) 또한 THF 60 mL에 녹여 2.5M n-BuLi hexane solution 5.5 mL를 dry ice/acetone bath에서 적가하여 상온에서 밤새 교반하였다. fluorene과 (6-(tert-butoxy)hexyl)dichloro(methyl)silane 과의 반응 용액을 NMR 샘플링하여 반응 완료를 확인한 후 5,8-dimethyl-5,10-dihydroindeno[1,2-b]indole-Li solution을 dry ice/acetone bath하에서 transfer하였다. 상온에서 밤새 교반하였다. 반응 후 ether/water로 추출(extraction)하여 유기층의 잔류수분을 MgSO4로 제거 후 리간드 화합물(Mw 597.90, 12 mmol)을 얻었으며 이성질체(isomer) 두 개가 생성되었음을 1H-NMR에서 확인할 수 있었다. 2 g of fluorene was dissolved in 5 mL MTBE and 100 mL of hexane, and 5.5 mL of 2.5 M n-BuLi hexane solution was added dropwise in a dry ice/acetone bath, followed by stirring at room temperature overnight. 3.6 g of (6-(tert-butoxy)hexyl)dichloro(methyl)silane was dissolved in 50 mL of hexane, and the fluorene-Li slurry was transferred for 30 minutes in a dry ice/acetone bath, followed by stirring at room temperature overnight. At the same time, 5,8-dimethyl-5,10-dihydroindeno[1,2-b]indole (12 mmol, 2.8 g) was also dissolved in 60 mL of THF to add 5.5 mL of 2.5M n-BuLi hexane solution in a dry ice/acetone bath. It was added dropwise and stirred at room temperature overnight. After confirming the completion of the reaction by NMR sampling the reaction solution of fluorene and (6-(tert-butoxy)hexyl)dichloro(methyl)silane, 5,8-dimethyl-5,10-dihydroindeno[1,2-b]indole- Li solution was transferred under a dry ice/acetone bath. It was stirred at room temperature overnight. After the reaction, it was extracted with ether/water to remove residual moisture in the organic layer with MgSO 4 to obtain a ligand compound (Mw 597.90, 12 mmol), and it was confirmed by 1H-NMR that two isomers were generated.

1H NMR (500 MHz, d6-benzene): -0.30 ~ -0.18 (3H, d), 0.40 (2H, m), 0.65 ~ 1.45 (8H, m), 1.12 (9H, d), 2.36 ~ 2.40 (3H, d), 3.17 (2H, m), 3.41 ~ 3.43 (3H, d), 4.17 ~ 4.21 (1H, d), 4.34 ~ 4.38 (1H, d), 6.90 ~ 7.80 (15H, m) 1 H NMR (500 MHz, d6-benzene): -0.30 ~ -0.18 (3H, d), 0.40 (2H, m), 0.65 ~ 1.45 (8H, m), 1.12 (9H, d), 2.36 ~ 2.40 ( 3H, d), 3.17 (2H, m), 3.41 to 3.43 (3H, d), 4.17 to 4.21 (1H, d), 4.34 to 4.38 (1H, d), 6.90 to 7.80 (15H, m)

1-2 메탈로센 화합물의 제조1-2 Preparation of metallocene compound

상기 1-1에서 합성한 리간드 화합물 7.2 g (12 mmol)을 diethylether 50 mL에 녹여 2.5 M n-BuLi hexane solution 11.5 mL를 dry ice/acetone bath에서 적가하여 상온에서 밤새 교반하였다. 진공 건조하여 갈색(brown color)의 sticky oil을 얻었다. 톨루엔에 녹여 슬러리를 얻었다. ZrCl4(THF)2를 준비하고 톨루엔 50 mL를 넣어 슬러리로 준비하였다. ZrCl4(THF)2의 50 mL 톨루엔 슬러리를 dry ice/acetone bath에서 transfer하였다. 상온에서 밤새 교반함에 따라 보라색(violet color)으로 변화하였다. 반응 용액을 필터하여 LiCl을 제거하였다. 여과액(filtrate)의 톨루엔을 진공 건조하여 제거한 후 헥산을 넣고 1시간 동안 sonication하였다. 슬러리를 필터하여 여과된 고체(filtered solid)인 짙은 보라색(dark violet)의 메탈로센 화합물 6 g (Mw 758.02, 7.92 mmol, yield 66mol%)을 얻었다. 1H-NMR상에서 두 개의 isomer가 관찰되었다.7.2 g (12 mmol) of the ligand compound synthesized in 1-1 was dissolved in 50 mL of diethylether, and 11.5 mL of a 2.5 M n-BuLi hexane solution was added dropwise in a dry ice/acetone bath, followed by stirring at room temperature overnight. Vacuum-dried to obtain a brown color sticky oil. It was dissolved in toluene to obtain a slurry. ZrCl 4 (THF) 2 was prepared, and 50 mL of toluene was added to prepare a slurry. A 50 mL toluene slurry of ZrCl 4 (THF) 2 was transferred in a dry ice/acetone bath. As it was stirred at room temperature overnight, it changed to violet color. The reaction solution was filtered to remove LiCl. After removing toluene in the filtrate by vacuum drying, hexane was added and sonication was performed for 1 hour. The slurry was filtered to obtain 6 g of a dark violet metallocene compound (Mw 758.02, 7.92 mmol, yield 66 mol%) as a filtered solid. Two isomers were observed on 1H-NMR.

1H NMR (500 MHz, CDCl3): 1.19 (9H, d), 1.71 (3H, d), 1.50 ~ 1.70(4H, m), 1.79(2H, m), 1.98 ~ 2.19(4H, m), 2.58(3H, s), 3.38 (2H, m), 3.91 (3H, d), 6.66 ~ 7.88 (15H, m) 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 1.19 (9H, d), 1.71 (3H, d), 1.50 ~ 1.70 (4H, m), 1.79 (2H, m), 1.98 ~ 2.19 (4H, m), 2.58 (3H, s), 3.38 (2H, m), 3.91 (3H, d), 6.66 to 7.88 (15H, m)

합성예 2 Synthesis Example 2

Figure 112016117732844-pat00038
Figure 112016117732844-pat00038

2-1 리간드 화합물의 제조2-1 Preparation of Ligand Compound

250 mL flask에 5-methyl-5,10-dihydroindeno[1,2-b]indole 2.63 g (12 mmol)을 넣고 THF 50 mL에 녹인 후 2.5M n-BuLi hexane solution 6 mL를 dr yice/acetone bath에서 적가하여 상온에서 밤새 교반하였다. 또 다른 250 mL flask에 (6-(tert-butoxy)hexyl)dichloro(methyl)silane 1.62 g(6 mmol)을 hexane 100 mL에 녹여 준비한 후 dry ice/acetone bath 하에서5-methyl-5,10-dihydroindeno[1,2-b]indole의 lithiated solution에 천천히 적가하여 상온에서 밤새 교반하였다. 반응 후 ether/water로 추출하여 유기층의 잔류수분을 MgSO4로 제거 후 진공 건조하여 리간드 화합물 3.82 g (6 mmol)을 얻었으며 이를 1H-NMR에서 확인하였다. Add 2.63 g (12 mmol) of 5-methyl-5,10-dihydroindeno[1,2-b]indole to a 250 mL flask, dissolve in 50 mL of THF, and add 6 mL of 2.5M n-BuLi hexane solution to a dr yice/acetone bath. And stirred at room temperature overnight. In another 250 mL flask, 1.62 g (6 mmol) of (6-(tert-butoxy)hexyl)dichloro(methyl)silane was dissolved in 100 mL of hexane to prepare, and then 5-methyl-5,10-dihydroindeno in a dry ice/acetone bath. It was slowly added dropwise to the lithiated solution of [1,2-b]indole, and stirred at room temperature overnight. After the reaction, the reaction mixture was extracted with ether/water, and the residual moisture in the organic layer was removed with MgSO 4 and dried under vacuum to obtain 3.82 g (6 mmol) of a ligand compound, which was confirmed by 1H-NMR.

1H NMR (500 MHz, CDCl3): -0.33 (3H, m), 0.86~ 1.53 (10H, m), 1.16 (9H, d), 3.18 (2H, m), 4.07 (3H, d), 4.12 (3H, d), 4.17 (1H, d), 4.25 (1H, d), 6.95~ 7.92 (16H, m) 1 H NMR (500 MHz, CDCl3): -0.33 (3H, m), 0.86~ 1.53 (10H, m), 1.16 (9H, d), 3.18 (2H, m), 4.07 (3H, d), 4.12 ( 3H, d), 4.17 (1H, d), 4.25 (1H, d), 6.95~ 7.92 (16H, m)

2-2 메탈로센 화합물의 제조2-2 Preparation of metallocene compound

상기 2-1에서 합성한 리간드 화합물 3.82 g (6 mmol)을 toluene 100 mL와 MTBE 5 mL에 녹인 후 2.5M n-BuLi hexane solution 5.6 mL(14 mmol)를 dryice/acetone bath에서 적가하여 상온에서 밤새 교반하였다. 또 다른 flask에 ZrCl4(THF)2 2.26 g (6 mmol)을 준비하고 toluene 100ml를 넣어 슬러리로 준비하였다. ZrCl4(THF)2의 toluene slurry를 litiation된 리간드에 dry ice/acetone bath에서 transfer하였다. 상온에서 밤새 교반하였고 violet color로 변화하였다. 반응 용액을 필터하여 LiCl을 제거한 후 얻어진 여액을 진공 건조하여 hexane을 넣고 sonication하였다. 슬러리를 필터하여 filtered solid인 dark violet 의 메탈로센 화합물 3.40 g (yield 71.1mol%)을 얻었다. After dissolving 3.82 g (6 mmol) of the ligand compound synthesized in 2-1 in 100 mL of toluene and 5 mL of MTBE, 5.6 mL (14 mmol) of 2.5M n-BuLi hexane solution was added dropwise in a dryice/acetone bath overnight at room temperature. Stirred. In another flask, 2.26 g (6 mmol) of ZrCl 4 (THF) 2 was prepared, and 100 ml of toluene was added to prepare a slurry. The toluene slurry of ZrCl 4 (THF) 2 was transferred to the litiation ligand in a dry ice/acetone bath. It was stirred at room temperature overnight and changed to violet color. After the reaction solution was filtered to remove LiCl, the obtained filtrate was vacuum-dried, hexane was added, and sonication was performed. The slurry was filtered to obtain 3.40 g (yield 71.1 mol%) of a filtered solid dark violet metallocene compound.

1H NMR (500 MHz, CDCl3): 1.74 (3H, d), 0.85~2.33(10H, m), 1.29(9H, d), 3.87 (3H, s), 3.92 (3H, s), 3.36(2H, m), 6.48~ 8.10 (16H, m) 1 H NMR (500 MHz, CDCl3): 1.74 (3H, d), 0.85 to 2.33 (10H, m), 1.29 (9H, d), 3.87 (3H, s), 3.92 (3H, s), 3.36 (2H) , m), 6.48~ 8.10 (16H, m)

제 2 메탈로센 화합물의 제조 실시예Preparation Example of the Second Metallocene Compound

합성예 3 Synthesis Example 3

Figure 112016117732844-pat00039
Figure 112016117732844-pat00039

6-클로로헥사놀(6-chlorohexanol)을 사용하여 문헌(Tetrahedron Lett. 2951 (1988))에 제시된 방법으로 t-Butyl-O-(CH2)6-Cl을 제조하고, 여기에 NaCp를 반응시켜 t-Butyl-O-(CH2)6-C5H5를 얻었다(수율 60%, b.p. 80℃ / 0.1 mmHg).Using 6-chlorohexanol, t-Butyl-O-(CH 2 ) 6 -Cl was prepared by the method suggested in the literature (Tetrahedron Lett. 2951 (1988)), and NaCp was reacted thereto. t-Butyl-O-(CH 2 ) 6 -C 5 H 5 was obtained (yield 60%, bp 80°C / 0.1 mmHg).

또한, -78℃에서 t-Butyl-O-(CH2)6-C5H5를 THF에 녹이고, 노르말 부틸리튬(n-BuLi)을 천천히 가한 후, 실온으로 승온시킨 후, 8시간 반응시켰다. 그 용액을 다시 -78℃에서 ZrCl4(THF)2 (1.70 g, 4.50 mmol)/THF (30mL)의 서스펜젼(suspension) 용액에 기 합성된 리튬염(lithium salt) 용액을 천천히 가하고 실온에서 6시간 동안 더 반응시켰다.In addition, t-Butyl-O-(CH 2 ) 6 -C 5 H 5 was dissolved in THF at -78°C, and normal butyl lithium (n-BuLi) was slowly added, the temperature was raised to room temperature, and then reacted for 8 hours. . The solution is again ZrCl 4 (THF) 2 at -78 °C To a suspension solution of (1.70 g, 4.50 mmol)/THF (30 mL), a previously synthesized lithium salt solution was slowly added and further reacted at room temperature for 6 hours.

모든 휘발성 물질을 진공 건조하고, 얻어진 오일성 액체 물질에 헥산(hexane) 용매를 가하여 걸러내었다. 걸러낸 용액을 진공 건조한 후, 헥산을 가해 저온(-20℃)에서 침전물을 유도하였다. 얻어진 침전물을 저온에서 걸러내어 흰색 고체 형태의 [tBu-O-(CH2)6-C5H4]2ZrCl2 화합물을 얻었다(수율 92%).All volatile substances were vacuum-dried, and hexane solvent was added to the obtained oily liquid substance to filter it out. After vacuum drying the filtered solution, hexane was added to induce a precipitate at low temperature (-20°C). The obtained precipitate was filtered at low temperature to obtain a white solid [tBu-O-(CH 2 ) 6 -C 5 H 4 ] 2 ZrCl 2 compound (yield 92%).

1H NMR (300 MHz, CDCl3): 6.28 (t, J = 2.6 Hz, 2 H), 6.19 (t, J = 2.6 Hz, 2 H), 3.31 (t, 6.6 Hz, 2 H), 2.62 (t, J = 8 Hz), 1.7 - 1.3 (m, 8 H), 1.17 (s, 9 H). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 6.28 (t, J = 2.6 Hz, 2 H), 6.19 (t, J = 2.6 Hz, 2 H), 3.31 (t, 6.6 Hz, 2 H), 2.62 ( t, J = 8 Hz), 1.7-1.3 (m, 8H), 1.17 (s, 9H).

13C NMR (CDCl3): 135.09, 116.66, 112.28, 72.42, 61.52, 30.66, 30.61, 30.14, 29.18, 27.58, 26.00. 13 C NMR (CDCl 3 ): 135.09, 116.66, 112.28, 72.42, 61.52, 30.66, 30.61, 30.14, 29.18, 27.58, 26.00.

<담지 촉매의 제조 실시예><Preparation Example of Supported Catalyst>

제조예 1Manufacturing Example 1

1-1 담지체 건조1-1 Drying of carrier

실리카(Grace Davison사 제조 SYLOPOL 948)를 400℃의 온도에서 15 시간 동안 진공을 가한 상태에서 탈수하였다.Silica (SYLOPOL 948 manufactured by Grace Davison) was dehydrated at a temperature of 400° C. for 15 hours under vacuum.

1-2 담지 촉매 제조1-2 Preparation of supported catalyst

건조된 실리카 10 g를 유리 반응기에 넣고, 톨루엔 100 mL을 추가로 넣고 교반을 한다. 10 wt% 메틸알루미녹산(MAO)/톨루엔 용액을 50 mL를 가하여 40℃에서 교반하며 천천히 반응시켰다. 이 후 충분한 양의 톨루엔으로 세척하여 반응하지 않은 알루미늄 화합물을 제거하고, 감압하여 남아 있는 톨루엔을 제거하였다. 다시 톨루엔 100 mL를 투입한 후, 상기 합성예 2에서 제조된 메탈로센 촉매 0.25 mmol을 톨루엔에 녹여 같이 투입하여 1시간 동안 반응을 시켰다. 반응이 끝난 후, 합성예 1의 메탈로센 촉매 0.25 mmol을 톨루엔에 녹여 투입한 후 반응을 1시간 동안 추가로 진행하였다. 마지막으로, 상기 합성예 3에서 제조된 메탈로센 촉매 0.25 mmol을 톨루엔에 녹여 투입한 후, 1시간 동안 반응을 추가로 시켰다. 반응이 끝난 후, 교반을 멈추고 톨루엔층을 분리제거 후, 아닐리늄 보레이트 (N, N-dimethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, AB) 1.0 mmol을 투입하고 1시간 동안 교반을 시킨 후, 50℃에서 감압하여 톨루엔을 제거하여, 담지 촉매를 제조하였다.10 g of dried silica was put into a glass reactor, and 100 mL of toluene was additionally added thereto, followed by stirring. 50 mL of a 10 wt% methylaluminoxane (MAO)/toluene solution was added, and the mixture was slowly reacted with stirring at 40°C. Thereafter, the aluminum compound was washed with a sufficient amount of toluene to remove the unreacted aluminum compound, and the remaining toluene was removed under reduced pressure. After adding 100 mL of toluene again, 0.25 mmol of the metallocene catalyst prepared in Synthesis Example 2 was dissolved in toluene and added together to react for 1 hour. After the reaction was over, 0.25 mmol of the metallocene catalyst of Synthesis Example 1 was dissolved in toluene and added thereto, and the reaction was further performed for 1 hour. Finally, 0.25 mmol of the metallocene catalyst prepared in Synthesis Example 3 was dissolved in toluene and then added thereto, followed by further reaction for 1 hour. After the reaction was over, the stirring was stopped and the toluene layer was separated and removed, and 1.0 mmol of anilinium borate (N, N-dimethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, AB) was added, stirred for 1 hour, and then reduced pressure at 50°C. Toluene was removed to prepare a supported catalyst.

<중합 실시예><Polymerization Example>

실시예 1Example 1

0.2 m3 용량의 단일 CSTR 반응기를 사용하였다. A single CSTR reactor with a capacity of 0.2 m 3 was used.

반응기에 헥산이 31 kg/hr, 에틸렌이 10 kg/hr, 공단량체인 1-부텐이 0.3 kg/hr, 수소가 1.5 g/hr, 트리에틸알루미늄(TEAL)이 23 mmol/hr의 유량으로 각각 주입되고, 또한 제조예 1에서 제조된 메탈로센 담지 촉매가 0.65 gSiO2/hr로 주입되었다. 이때 상기 반응기는 80℃로 유지되고, 압력은 8 kg/cm2로 유지되었으며, 반응물의 체류시간은 3.0 시간으로 유지시켰고, 반응기 내 일정 액위를 유지하면서 연속적으로 폴리올레핀을 포함한 슬러리 반응 혼합물이 포스트 반응기(post reactor)로 넘어가도록 하여 후반응을 진행하였다. In the reactor, hexane was 31 kg/hr, ethylene was 10 kg/hr, comonomer 1-butene was 0.3 kg/hr, hydrogen was 1.5 g/hr, and triethylaluminum (TEAL) was 23 mmol/hr. Then, the metallocene-supported catalyst prepared in Preparation Example 1 was injected at 0.65 gSiO 2 /hr. At this time, the reactor was maintained at 80°C, the pressure was maintained at 8 kg/cm 2 , the residence time of the reactant was maintained at 3.0 hours, and a slurry reaction mixture containing polyolefin was continuously added to the post reactor while maintaining a constant liquid level in the reactor. The post reaction was carried out by passing it to the (post reactor).

상기 포스트 반응기는 78℃로, 압력은 2.5 kg/cm2로 유지되었으며, 수소 기체의 투입없이 반응물의 체류시간은 2.0 시간으로 유지시켜, 미반응 단량체를 중합하였다. 이후 중합 생성물은 용매 제거 설비 및 건조기를 거쳐 최종 폴리에틸렌으로 제조되었다. The post reactor was maintained at 78° C. and the pressure at 2.5 kg/cm 2 , and the residence time of the reactant was maintained at 2.0 hours without the introduction of hydrogen gas, thereby polymerizing the unreacted monomer. Thereafter, the polymerization product was manufactured into final polyethylene through a solvent removal equipment and a dryer.

실시예 2Example 2

실시예 1에서, 포스트 반응기의 압력을 1.5 kg/cm2로 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 중합 공정을 수행하였다. In Example 1, a polyolefin polymerization process was performed in the same manner as in Example 1 in the same manner, except that the pressure of the post reactor was 1.5 kg/cm 2 .

실시예 3Example 3

실시예 1에서, 포스트 반응기의 온도를 75℃로 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 중합 공정을 수행하였다. In Example 1, the polyolefin polymerization process was carried out in the same manner as in Example 1 in the same manner, except that the temperature of the post reactor was set to 75°C.

실시예 4Example 4

실시예 1에서, 포스트 반응기의 압력을 1.5 kg/cm2로, 온도를 75℃로 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 중합 공정을 수행하였다. In Example 1, the pressure in the post reactor was 1.5 kg/cm 2 , A polyolefin polymerization process was performed in the same manner as in Example 1 in the same manner, except that the temperature was set to 75°C.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1에서, 포스트 반응기에서의 후반응을 수행하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 중합 공정을 수행하였다.In Example 1, the polymerization process was performed in the same manner, except that the post reaction in the post reactor was not performed.

<실험예><Experimental Example>

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 제조된 폴리에틸렌의 특성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.The properties of the polyethylene prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were measured by the following method, and the results are shown in Table 1 below.

1) 밀도: ASTM 15051) Density: ASTM 1505

2) HLMI: 측정 온도 190℃, 하중 21.6kg에서 ASTM 1238에 따라 용융 지수를 측정하였다.2) HLMI: Melt index was measured according to ASTM 1238 at a measurement temperature of 190° C. and a load of 21.6 kg.

3) 내응력균열성(FNCT, 단위: 시간): 온도 80℃, 압력 4.0 MPa의 조건에서 ISO 16770에 따라 측정하였다. 3) Stress cracking resistance (FNCT, unit: time): It was measured according to ISO 16770 under the conditions of temperature 80°C and pressure 4.0 MPa.

HLMI
(g/10min)
HLMI
(g/10min)
밀도
(g/cm3)
density
(g/cm 3 )
FNCT
(Hr)
FNCT
(Hr)
실시예 1Example 1 7.07.0 0.9390.939 550550 실시예 2Example 2 7.17.1 0.9390.939 480480 실시예 3Example 3 6.96.9 0.9390.939 580580 실시예 4Example 4 7.07.0 0.9390.939 500500 비교예 1Comparative Example 1 7.27.2 0.9390.939 450450

상기 표 1을 참조하면, 일정한 압력 및 온도 범위에서 후반응을 수행한 실시예 1 내지 4의 폴리올레핀의 경우 다른 물성의 하락없이 높은 내응력균열성을 나타내었다. Referring to Table 1, the polyolefins of Examples 1 to 4, in which the post-reaction was performed at a constant pressure and temperature range, exhibited high stress cracking resistance without deterioration of other physical properties.

Claims (9)

4족 전이 금속을 중심 금속으로 갖는 메탈로센 화합물 1종 이상, 조촉매 화합물, 및 담체를 포함하는 담지 메탈로센 촉매와 수소 기체의 존재 하에, 올레핀계 단량체를 중합하여 폴리올레핀을 생성하는 중합 반응; 및
상기 중합 반응의 반응 혼합물에 존재하는 미반응 올레핀계 단량체를 1.5 내지 3.0 kg/cm2의 압력 하에서 추가로 폴리올레핀으로 전환시키는 후반응;
을 포함하는 폴리올레핀의 제조 방법.
A polymerization reaction in which an olefin monomer is polymerized to produce a polyolefin in the presence of a supported metallocene catalyst including at least one metallocene compound having a Group 4 transition metal as a central metal, a cocatalyst compound, and a carrier, and hydrogen gas. ; And
A post reaction of converting the unreacted olefinic monomer present in the reaction mixture of the polymerization reaction into a polyolefin further under a pressure of 1.5 to 3.0 kg/cm 2 ;
A method for producing a polyolefin comprising a.
제1항에 있어서, 상기 중합 반응은 단일 반응기 또는 다단-CSTR 반응기(Cascade-CSTR Reactor)에서 진행되는 폴리올레핀의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the polymerization reaction is performed in a single reactor or a cascade-CSTR reactor.
제1항에 있어서, 상기 후반응은 수소 기체의 부존재 하에서 수행되는, 폴리올레핀의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the post-reaction is performed in the absence of hydrogen gas.
제1항에 있어서, 상기 후반응은 70 내지 78℃의 온도에서 수행되는, 폴리올레핀의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the post reaction is performed at a temperature of 70 to 78°C.
제1항에 있어서, 상기 올레핀계 단량체는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 노보넨, 에틸리덴노보넨, 스티렌, 알파-메틸스티렌 및 3-클로로메틸스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 단량체를 포함하는 폴리올레핀의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the olefinic monomer is ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-decene , 1-undecene, 1-dodecene, norbornene, ethylidene norbornene, styrene, alpha-methylstyrene, and a method of producing a polyolefin comprising at least one monomer selected from the group consisting of 3-chloromethylstyrene.
제1항에 있어서, 상기 메탈로센 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 제 1 메탈로센 화합물을 포함하는, 폴리올레핀의 제조 방법:
[화학식 1]
Figure 112016117732844-pat00040

상기 화학식 1에서,
A는 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, C7 내지 C20의 아릴알킬기, C1 내지 C20의 알콕시기, C2 내지 C20의 알콕시알킬기, C3 내지 C20의 헤테로시클로알킬기, 또는 C5 내지 C20의 헤테로아릴기이고;
D는 -O-, -S-, -N(R)- 또는 -Si(R)(R')- 이고, 여기서 R 및 R'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, 또는 C6 내지 C20의 아릴기이고;
L은 C1 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기이고;
B는 탄소, 실리콘 또는 게르마늄이고;
Q는 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이고;
M은 4족 전이금속이며;
X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C6 내지 C20의 아릴기, 니트로기, 아미도기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, 또는 C1 내지 C20의 술폰네이트기이고;
C1 C2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 화학식 2a, 화학식 2b 또는 하기 화학식 2c 중 하나로 표시되고, 단, C1 C2가 모두 화학식 2c인 경우는 제외하며;
[화학식 2a]
Figure 112016117732844-pat00041

[화학식 2b]
Figure 112016117732844-pat00042

[화학식 2c]
Figure 112016117732844-pat00043

상기 화학식 2a, 2b 및 2c에서, R1 내지 R17 및 R1' 내지 R9'는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 실릴알킬기, C1 내지 C20의 알콕시실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이며, 상기 R10 내지 R17 중 서로 인접하는 2개 이상이 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있다.
The method of claim 1, wherein the metallocene compound comprises a first metallocene compound represented by Formula 1 below:
[Formula 1]
Figure 112016117732844-pat00040

In Formula 1,
A is hydrogen, halogen, C1 to C20 alkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C6 to C20 aryl group, C7 to C20 alkylaryl group, C7 to C20 arylalkyl group, C1 to C20 alkoxy group, C2 to A C20 alkoxyalkyl group, a C3 to C20 heterocycloalkyl group, or a C5 to C20 heteroaryl group;
D is -O-, -S-, -N(R)- or -Si(R)(R')-, wherein R and R'are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, halogen, C1 to A C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, or a C6 to C20 aryl group;
L is a C1 to C10 linear or branched alkylene group;
B is carbon, silicon or germanium;
Q is hydrogen, halogen, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C6 to C20 aryl group, a C7 to C20 alkylaryl group, or a C7 to C20 arylalkyl group;
M is a Group 4 transition metal;
X 1 and X 2 are the same as or different from each other, and each independently halogen, C1 to C20 alkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C6 to C20 aryl group, nitro group, amido group, C1 to C20 alkylsilyl group , A C1 to C20 alkoxy group, or a C1 to C20 sulfonate group;
C 1 And C 2 is the same as or different from each other, and each independently represented by one of the following formulas 2a, 2b, or 2c, provided that C 1 And Except when C 2 is all of Formula 2c;
[Formula 2a]
Figure 112016117732844-pat00041

[Formula 2b]
Figure 112016117732844-pat00042

[Formula 2c]
Figure 112016117732844-pat00043

In Formulas 2a, 2b and 2c, R1 to R17 and R1' to R9' are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, halogen, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C1 to C20 alkyl Silyl group, C1 to C20 silylalkyl group, C1 to C20 alkoxysilyl group, C1 to C20 alkoxy group, C6 to C20 aryl group, C7 to C20 alkylaryl group, or C7 to C20 arylalkyl group, wherein Two or more adjacent to each other among R10 to R17 may be connected to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic ring.
제6항에 있어서, 상기 메탈로센 화합물은 하기 화학식 3 내지 화학식 5로 표시되는 화합물 중 선택되는 하나 이상의 제 2 메탈로센 화합물을 더 포함하는, 폴리올레핀의 제조 방법:
[화학식 3]
(Cp1Ra)n(Cp2Rb)M1Z1 3-n
상기 화학식 3에서,
M1은 4족 전이금속이고;
Cp1 및 Cp2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 시클로펜타디엔닐, 인데닐, 4,5,6,7-테트라하이드로-1-인데닐, 및 플루오레닐 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 이들은 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환될 수 있으며;
Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C20의 알킬, C1 내지 C10의 알콕시, C2 내지 C20의 알콕시알킬, C6 내지 C20의 아릴, C6 내지 C10의 아릴옥시, C2 내지 C20의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C8 내지 C40의 아릴알케닐, 또는 C2 내지 C10의 알키닐이고;
Z1은 할로겐 원자, C1 내지 C20의 알킬, C2 내지 C10의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C6 내지 C20의 아릴, 치환되거나 치환되지 않은 C1 내지 C20의 알킬리덴, 치환되거나 치환되지 않은 아미노기, C2 내지 C20의 알킬알콕시, 또는 C7 내지 C40의 아릴알콕시이고;
n은 1 또는 0 이고;
[화학식 4]
(Cp3Rc) mB1(Cp4Rd)M2Z2 3 -m
상기 화학식 4에서,
M2는 4족 전이 금속이고;
Cp3 및 Cp4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 시클로펜타디에닐, 인데닐, 4,5,6,7-테트라하이드로-1-인데닐 및 플루오레닐 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 이들은 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환될 수 있으며;
Rc 및 Rd는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C20의 알킬, C1 내지 C10의 알콕시, C2 내지 C20의 알콕시알킬, C6 내지 C20의 아릴, C6 내지 C10의 아릴옥시, C2 내지 C20의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C8 내지 C40의 아릴알케닐, 또는 C2 내지 C10의 알키닐이고;
Z2는 할로겐 원자, C1 내지 C20의 알킬, C2 내지 C10의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C6 내지 C20의 아릴, 치환되거나 치환되지 않은 C1 내지 C20의 알킬리덴, 치환되거나 치환되지 않은 아미노기, C2 내지 C20의 알킬알콕시, 또는 C7 내지 C40의 아릴알콕시이고;
B1은 Cp3Rc 고리와 Cp4Rd 고리를 가교 결합시키거나, 하나의 Cp4Rd 고리를 M2에 가교 결합시키는, 탄소, 게르마늄, 규소, 인 또는 질소 원자 함유 라디칼 중 하나 이상 또는 이들의 조합이고;
m은 1 또는 0 이고;
[화학식 5]
(Cp5Re)B2(J)M3Z3 2
상기 화학식 5에서,
M3은 4족 전이 금속이고;
Cp5는 시클로펜타디에닐, 인데닐, 4,5,6,7-테트라하이드로-1-인데닐 및 플루오레닐 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 이들은 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환될 수 있으며;
Re는 수소, C1 내지 C20의 알킬, C1 내지 C10의 알콕시, C2 내지 C20의 알콕시알킬, C6 내지 C20의 아릴, C6 내지 C10의 아릴옥시, C2 내지 C20의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C8 내지 C40의 아릴알케닐, 또는 C2 내지 C10의 알키닐이고;
Z3은 할로겐 원자, C1 내지 C20의 알킬, C2 내지 C10의 알케닐, C7 내지 C40의 알킬아릴, C7 내지 C40의 아릴알킬, C6 내지 C20의 아릴, 치환되거나 치환되지 않은 C1 내지 C20의 알킬리덴, 치환되거나 치환되지 않은 아미노기, C2 내지 C20의 알킬알콕시, 또는 C7 내지 C40의 아릴알콕시이고;
B2는 Cp5Re 고리와 J를 가교 결합시키는 탄소, 게르마늄, 규소, 인 또는 질소 원자 함유 라디칼중 하나 이상 또는 이들의 조합이고;
J는 NRf, O, PRf 및 S로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 Rf는 C1 내지 C20의 알킬, 아릴, 치환된 알킬 또는 치환된 아릴이다.
The method of claim 6, wherein the metallocene compound further comprises at least one second metallocene compound selected from compounds represented by the following Formulas 3 to 5:
[Formula 3]
(Cp 1 R a ) n (Cp 2 R b ) M 1 Z 1 3-n
In Chemical Formula 3,
M 1 is a Group 4 transition metal;
Cp 1 and Cp 2 are the same as or different from each other, and each independently selected from the group consisting of cyclopentadienyl, indenyl, 4,5,6,7-tetrahydro-1-indenyl, and fluorenyl radicals. One, and these may be substituted with hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms;
R a and R b are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, C1 to C20 alkyl, C1 to C10 alkoxy, C2 to C20 alkoxyalkyl, C6 to C20 aryl, C6 to C10 aryloxy, C2 To C20 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl, C7 to C40 arylalkyl, C8 to C40 arylalkenyl, or C2 to C10 alkynyl;
Z 1 is a halogen atom, C1 to C20 alkyl, C2 to C10 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl, C7 to C40 arylalkyl, C6 to C20 aryl, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylidene , A substituted or unsubstituted amino group, a C2 to C20 alkylalkoxy, or a C7 to C40 arylalkoxy;
n is 1 or 0;
[Formula 4]
(Cp 3 R c ) m B 1 (Cp 4 R d ) M 2 Z 2 3 -m
In Chemical Formula 4,
M 2 is a Group 4 transition metal;
Cp 3 and Cp 4 are the same as or different from each other, and each independently selected from the group consisting of cyclopentadienyl, indenyl, 4,5,6,7-tetrahydro-1-indenyl and fluorenyl radicals And these may be substituted with hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms;
R c and R d are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, C1 to C20 alkyl, C1 to C10 alkoxy, C2 to C20 alkoxyalkyl, C6 to C20 aryl, C6 to C10 aryloxy, C2 To C20 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl, C7 to C40 arylalkyl, C8 to C40 arylalkenyl, or C2 to C10 alkynyl;
Z 2 is a halogen atom, C1 to C20 alkyl, C2 to C10 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl, C7 to C40 arylalkyl, C6 to C20 aryl, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylidene , A substituted or unsubstituted amino group, a C2 to C20 alkylalkoxy, or a C7 to C40 arylalkoxy;
B 1 is at least one of carbon, germanium, silicon, phosphorus or nitrogen atom-containing radicals that cross-link the Cp 3 R c ring and the Cp 4 R d ring, or cross-link one Cp 4 R d ring to M 2 Or a combination thereof;
m is 1 or 0;
[Formula 5]
(Cp 5 R e )B 2 (J)M 3 Z 3 2
In Chemical Formula 5,
M 3 is a Group 4 transition metal;
Cp 5 is any one selected from the group consisting of cyclopentadienyl, indenyl, 4,5,6,7-tetrahydro-1-indenyl and fluorenyl radicals, which are substituted with hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms. Can;
R e is hydrogen, C1 to C20 alkyl, C1 to C10 alkoxy, C2 to C20 alkoxyalkyl, C6 to C20 aryl, C6 to C10 aryloxy, C2 to C20 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl , C7 to C40 arylalkyl, C8 to C40 arylalkenyl, or C2 to C10 alkynyl;
Z 3 is a halogen atom, C1 to C20 alkyl, C2 to C10 alkenyl, C7 to C40 alkylaryl, C7 to C40 arylalkyl, C6 to C20 aryl, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylidene , A substituted or unsubstituted amino group, a C2 to C20 alkylalkoxy, or a C7 to C40 arylalkoxy;
B 2 is one or more of carbon, germanium, silicon, phosphorus or nitrogen atom-containing radicals that bridge the Cp 5 R e ring and J, or a combination thereof;
J is any one selected from the group consisting of NR f , O, PR f and S, and R f is C1 to C20 alkyl, aryl, substituted alkyl, or substituted aryl.
제6항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 제 1 메탈로센 화합물은 하기 구조식들 중 하나인 폴리올레핀의 제조방법:
Figure 112016117732844-pat00044
Figure 112016117732844-pat00045

Figure 112016117732844-pat00046
Figure 112016117732844-pat00047

Figure 112016117732844-pat00048
Figure 112016117732844-pat00049

Figure 112016117732844-pat00050
Figure 112016117732844-pat00051

Figure 112016117732844-pat00052
Figure 112016117732844-pat00053

Figure 112016117732844-pat00054
Figure 112016117732844-pat00055

Figure 112016117732844-pat00056
Figure 112016117732844-pat00057

Figure 112016117732844-pat00058
Figure 112016117732844-pat00059

Figure 112016117732844-pat00060
Figure 112016117732844-pat00061

Figure 112016117732844-pat00062

The method of claim 6, wherein the first metallocene compound represented by Formula 1 is one of the following structural formulas:
Figure 112016117732844-pat00044
Figure 112016117732844-pat00045

Figure 112016117732844-pat00046
Figure 112016117732844-pat00047

Figure 112016117732844-pat00048
Figure 112016117732844-pat00049

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Figure 112016117732844-pat00051

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Figure 112016117732844-pat00053

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Figure 112016117732844-pat00055

Figure 112016117732844-pat00056
Figure 112016117732844-pat00057

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Figure 112016117732844-pat00062

제1항에 있어서, 상기 조촉매 화합물은 하기 화학식 6의 제 1 조촉매, 및 하기 화학식 7의 제 2 조촉매로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 폴리올레핀의 제조 방법:
[화학식 6]
-[Al(R18)-O-]k-
화학식 6에서, R18은 각각 독립적으로 할로겐, 할로겐 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌기이고, k는 2 이상의 정수이고,
[화학식 7]
T+[BG4]-
화학식 7에서, T+은 +1가의 다원자 이온이고, B는 +3 산화 상태의 붕소이고, G는 각각 독립적으로 하이드라이드기, 디알킬아미도기, 할라이드기, 알콕사이드기, 아릴옥사이드기, 하이드로카빌기, 할로카빌기 및 할로-치환된 하이드로카빌기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 G는 20개 이하의 탄소를 가지나, 단 하나 이하의 위치에서 G는 할라이드기이다.
The method of claim 1, wherein the cocatalyst compound comprises at least one selected from the group consisting of a first cocatalyst of Formula 6 below and a second cocatalyst of Formula 7 below:
[Formula 6]
-[Al(R 18 )-O-] k-
In Formula 6, R 18 is each independently halogen, halogen-substituted or unsubstituted hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms, k is an integer of 2 or more,
[Formula 7]
T + [BG 4 ] -
In Chemical Formula 7, T + is a +1 valent polyvalent ion, B is boron in a +3 oxidation state, and G is each independently a hydride group, a dialkylamido group, a halide group, an alkoxide group, an aryloxide group, a hydro It is selected from the group consisting of a carbyl group, a halocarbyl group, and a halo-substituted hydrocarbyl group, wherein G has 20 or less carbons, but G is a halide group at only one or less positions.
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