KR19980045994A - Method for producing polypropylene having various distributions by sequential addition of metallocene catalyst and Ziegler-Natta catalyst - Google Patents

Method for producing polypropylene having various distributions by sequential addition of metallocene catalyst and Ziegler-Natta catalyst Download PDF

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Abstract

본 발명은 메탈로센 촉매와 지글러-나타촉매를 순차적으로 부가하여 성질과 분자량분포의 조절이 가능한 폴리프로필렌을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a polypropylene capable of controlling the properties and molecular weight distribution by sequentially adding a metallocene catalyst and a Ziegler-Natta catalyst.

본 발명은 중합에 의해 다양한 분자량, 분자량 분포, 녹는점을 가지는 폴리프로필렌을 제조함에 있어서, 메탈로센 촉매와 지글러-나타촉매를 순차적으로 부가하고, 지글러-나타 촉매의 조촉매로서는 일반식 RnAlY3-n(여기서, R은 1-20 개의 탄소원자들을 갖는 탄화수소이고, Y는 할로겐이며, 0≤n≤3임)으로 표시되는 유기알루미늄화합물 또는 알루미녹산 중에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물을 사용하고, 메탈로센 촉매의 조촉매로서는 알루미녹산을 사용함을 특징으로 한다.In the present invention, in the preparation of polypropylene having various molecular weights, molecular weight distribution and melting point by polymerization, a metallocene catalyst and a Ziegler-Natta catalyst are sequentially added, and as a co-catalyst of the Ziegler-Natta catalyst, a general formula R n 1 or a mixture thereof selected from organoaluminum compounds or aluminoxanes represented by AlY 3-n , wherein R is a hydrocarbon having 1-20 carbon atoms, Y is halogen, and 0≤n≤3. It is characterized by using aluminoxane as a cocatalyst of the metallocene catalyst.

본 발명에 의해 제조되는 폴리프로필렌은 다양한 성질과 분자량분포를 가지며, 판, 필름, 용기, 섬유 등 다양한 상품으로 성형되어 사용될 수 있다.Polypropylene produced by the present invention has a variety of properties and molecular weight distribution, can be molded and used in a variety of products such as plates, films, containers, fibers.

Description

메탈로센 촉매와 지글러-나타 촉매를 순차적 부가에 의해 다양한 분포를 갖는 폴리프로필렌의 제조방법Method for producing polypropylene having various distributions by sequentially adding a metallocene catalyst and a Ziegler-Natta catalyst

본 발명은 메탈로센 촉매와 지글러-나타촉매를 순차적으로 부가하여 성질과 분자량분포의 조절이 가능한 폴리프로필렌을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지글러-나타 촉매와 메탈로센 촉매를 사용하는데 있어서, 중합시 투여순서나 각 촉매의 중합시간 및 조촉매의 사용을 달리함으로써 성질과 분자량분포가 달라지는 폴리프fh필렌을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a polypropylene capable of controlling the properties and molecular weight distribution by sequentially adding a metallocene catalyst and a Ziegler-Natta catalyst, and more particularly, using a Ziegler-Natta catalyst and a metallocene catalyst. In this regard, the present invention relates to a method for producing polyffhylene having different properties and molecular weight distribution by varying the order of administration during polymerization, the polymerization time of each catalyst, and the use of a promoter.

지글러-나타 촉매계는 전이금속화합물이 주성분인 주촉매와 유기금속화합물인 조촉매, 그리고 전자공여체의 조합으로 이루어지는 촉매계를 말한다. 이 촉매는 지금까지 중합활성도와 입체규칙성을 향상시키는 방향으로 개발되어 왔으며 그 구성성분과 제조방법 등이 결정되면 생성되는 폴리프로필렌의 성질과 분자량분포가 결정된다. 따라서 폴리프로필렌의 성질과 분자량분포를 변화시키기 위하여는 촉매의 제조시 구성성분의 변화 및 중합방법의 변화 등이 수반되어야 한다.The Ziegler-Natta catalyst system refers to a catalyst system composed of a combination of a main catalyst composed mainly of transition metal compounds, a cocatalyst composed of an organic metal compound, and an electron donor. This catalyst has been developed in the direction of improving polymerization activity and stereoregularity until now, and the properties and molecular weight distribution of the resulting polypropylene are determined when its components and production methods are determined. Therefore, in order to change the properties and molecular weight distribution of the polypropylene, it should be accompanied by a change in the constituents and a polymerization method in the preparation of the catalyst.

메탈로센 촉매는 일종의 유기금속화합물로서 균일계 촉매로 알려져 있다. 메탈로센 촉매는 일반적으로 고활성을 나타내며 단일한 중합활성점을 가짐으로써 중합체의 MW/Mn값이 약 2 정도로 좁을 뿐만 아니라 공중합체의 공단위체분포도 균일한 특성을 가지고 있다. 특히 시클로펜텐, 노르보렌 등의 시클로올레핀의 중합 또는 공중합도 가능하게 하는 것으로 알려져 있다. 메탈로센 촉매는 올레핀 중합에 있어서 리간드의 구조변화에 따라 고분자의 입체특이성, 분자량, 촉매활성 등에 다양한 변화를 보여 준다. 이러한 메탈로센 촉매는 크게 중심금속, π리간드, 다리구조, σ리간드의 4부분으로 구성되어 있다. 중심금속과 리간드의 변화에 의한 메탈로센 촉매의 구조 변화와 이에 따른 전자적 및 입체적 영향 등에 의하여 올레핀의 중합메카니즘이 영향을 받게 되어 촉매의 활성과 중합된 고분자의 분자량, 입체특이성 등이 달라지게 된다.Metallocene catalysts are a type of organometallic compound and are known as homogeneous catalysts. Metallocene catalysts generally exhibit high activity and have a single polymerization activity point so that the M W / M n value of the polymer is not as narrow as about 2, and the copolymer distribution of the copolymer is uniform. In particular, it is known to enable the polymerization or copolymerization of cycloolefins such as cyclopentene and norborene. Metallocene catalysts show various changes in the stereospecificity, molecular weight, and catalytic activity of polymers according to the structure change of ligand in olefin polymerization. The metallocene catalyst is largely composed of four parts of a central metal, π ligand, bridge structure, and σ ligand. The polymerization mechanism of olefin is affected by the structural change of the metallocene catalyst and the electronic and steric effect by the change of the core metal and ligand, and thus the activity of the catalyst, molecular weight and stereospecificity of the polymerized polymer are changed. .

고분자의 분자량과 분자량분포는 고분자의 물리적, 기계적, 유변학적 성질을 결정 하는 중요한 요소이다. 분자량은 기계적 성질에 큰 영향을 미치는 반면에 분자량분포는 고분자의 유변학적 성질을 조절하는 요소로서 용융 가공성을 조정하므로 고분자 설계의 중심이 되고 있다. 일반적으로 폴리올레핀의 분자량이 크면 고분자의 강인성, 강도, 환경에 의한 응력균열저항력 등이 증가하는 것으로 알려져 있으나 높은 용융점도로 인하여 가공이 힘들어 진다. 분자량분포는 생산하고자 하는 고분자의 종류에 따라 다른 특성을 요구한다. 일반적으로 분자량분포가 좁은 고분자는 넓은 분자량분포를 가진 고분자에 비하여 용융점도가 전단속도에 따라 더 적게 감소하기 때문에 가공공정에서의 흐름성이 좋지 않다. 따라서 섬유의 압출이나 박판 사출의 경우보다 보다 좁은 분자량분포가, 일반적인 사출이나 압출의 경우는 보다 넓은 분자량분포가 요구된다. 그러므로 고분자의 물성을 유지한 채로 다양한 가공 조건을 만족시키기 위하여는 분자량분포를 조절하는 것이 필요하다. 특히, 이정분산(bimodal distribution) 형태의 분자량분포를 가짐으로서 고분자량 부분으로 기계적 강도를 증가시키고 저분자량 부분으로 가공성을 조절할 수 있다.The molecular weight and molecular weight distribution of the polymer are important factors in determining the physical, mechanical and rheological properties of the polymer. Molecular weight has a great influence on the mechanical properties, while molecular weight distribution is the center of polymer design because it controls the melt processability as a factor controlling the rheological properties of the polymer. In general, when the molecular weight of the polyolefin is large, it is known that the toughness, strength, stress cracking resistance due to the environment is increased, but processing is difficult due to the high melt viscosity. The molecular weight distribution requires different properties depending on the type of polymer to be produced. In general, the polymer having a narrow molecular weight distribution has a poor flow rate in the processing process because the melt viscosity decreases less with the shear rate than the polymer having a wide molecular weight distribution. Therefore, a narrower molecular weight distribution is required for fiber extrusion or thin plate injection, and a wider molecular weight distribution is required for general injection or extrusion. Therefore, in order to satisfy various processing conditions while maintaining the physical properties of the polymer, it is necessary to control the molecular weight distribution. In particular, by having a molecular weight distribution in the form of bimodal distribution, it is possible to increase the mechanical strength to the high molecular weight portion and to control the processability to the low molecular weight portion.

고분자의 분자량분포를 조절하기 위하여 다양한 방법이 사용되고 있다.Various methods are used to control the molecular weight distribution of the polymer.

첫째로 다단반응기를 사용하는 방법이다. 이 방법은 여러가지 중합 조건을 달리한 반응기를 순차적으로 통과시키면서 고분자를 중합하여 결과적으로 넓은 분자량분포를 가진 고분자를 합성해 내는 방법으로서, 다양한 공정에서 응용되고 있는 방법이다. 하지만 이 방법은 여러 개의 반응기를 거쳐야 하는 것이므로 효율성과 경제성 등이 문제점을 가지고 있다. 둘째 방법은 중합 후 여러가지 분자량을 가진 고분자를 블렌드하는 방법이다. 이 방법 역시 중합 후에 또 하나의 공정을 거쳐야 하므로 추가 비용이 요구되며 블렌딩하는 고분자 간의 용융점도의 차이로 인하여 상용성에 문제가 있을 수 있다. 세째 방법은 단일반응기에서 촉매의 조작에 의하여 중합 단계에서부터 원하는 성질과 분자량분포를 가진 폴리프로필렌을 만들어 내는 방법이다.Firstly, a multistage reactor is used. This method is a method that polymerizes a polymer while sequentially passing through reactors having various polymerization conditions, thereby synthesizing a polymer having a wide molecular weight distribution, which is applied in various processes. However, this method has to go through several reactors, so there are problems in efficiency and economics. The second method is to blend polymers of various molecular weights after polymerization. This method also requires an additional cost after the polymerization, and may have a compatibility problem due to a difference in melt viscosity between blending polymers. The third method is to produce polypropylene having desired properties and molecular weight distribution from the polymerization stage by manipulating the catalyst in a single reactor.

메탈로센 촉매는 구조와 중합 조건에 변화에 의하여 최종적으로 생성되는 고분자의 입체 규칙도와 녹는점, 결정화도 등을 여러가지로 바꿀 수 있다. 따라서 다양한 종류의 메탈로센 촉매를 지글러-나타 촉매와 혼합하여 사용함으로써 분자량분포와 입체규칙도 등 원하는 성질을 가진 제품을 생산할 수 있을 것으로 판단된다.Metallocene catalysts can vary the stereoregularity, melting point, crystallinity, etc. of the polymer finally produced by the change in structure and polymerization conditions. Accordingly, by using various types of metallocene catalysts mixed with Ziegler-Natta catalysts, it is expected that a product having desired properties such as molecular weight distribution and stereoregularity can be produced.

가공상 아탁틱 폴리프로필렌 부분이 존재하여야 하는 경우에는 입체규칙성이 없는 고분자를 생산하는 촉매가 혼합된 혼합촉매계를 사용하여 폴리프로필렌을 중합함으로써 생산되는 최종 고분자의 입체규칙성을 조절할 수가 있을 것이다. 다양한 분자량분포가 요구될 경우에는 상이한 분자량의 고분자를 생산하는 메탈로센 촉매와 지글러-나타 촉매를 혼합함으로써 분자량분포를 조절할 수 있을 것으로 생각된다. 반면에 메탈로센 촉매가 보이는 좁은 분자량분포로 인한 가공상의 어려움과 메탈로센 촉매가 가지는 공정에의 적응성 향상도 지글러-나타 촉매와의 혼합을 통하여 개선할 수 있을 것으로 기대된다.When processing requires an atactic polypropylene moiety, it is possible to control the stereoregularity of the final polymer produced by polymerizing polypropylene using a mixed catalyst system in which a catalyst producing a polymer having no stereoregularity is mixed. When various molecular weight distributions are required, it is thought that the molecular weight distribution can be controlled by mixing a metallocene catalyst and a Ziegler-Natta catalyst which produce polymers of different molecular weights. On the other hand, the difficulty in processing due to the narrow molecular weight distribution of the metallocene catalyst and the improved adaptability to the process of the metallocene catalyst are expected to be improved by mixing with the Ziegler-Natta catalyst.

분자량분포의 조절을 위하여 기존의 문헌에 보고된 방법들은 대체로 측매의 합성시 여러 금속을 사용하여 다중금속의 작물을 형성하고, 각각의 촉매금속성분의 활성점 조작에 의해 분자량분포를 개선하고자 한 것이다. 그러나 이러한 방법의 경우 촉매의 제조 과정과 촉매 성분이 복잡하여 촉매의 분석 뿐만 아니라 재현성을 갖는데도 많은 어려움이 생긴다.The methods reported in the literature for the control of molecular weight distribution are intended to improve the molecular weight distribution by manipulating the active site of each catalytic metal component, forming crops of multiple metals by using several metals in the synthesis of side solvents. . However, in this method, the process of preparing the catalyst and the components of the catalyst are complicated, which causes many difficulties in not only analyzing the catalyst but also reproducing it.

최근에는 메탈로센 촉매가 가지는 단점을 보완하고 분자량분포의 조절이 가능한 촉매계를 제조하기 위하여 메탈로센 촉매를 이용한 혼합촉매계의 제조가 시도되었다. 미국특허 4,975,403호, 미국특허, 4,530,914호, 대한민국공개특허 89-5155호 등에서는 이종의 메탈로센 촉매를 혼합하여 올레핀을 중합하는 방법이 제시되었다. 미국특허 4,701,432호, 미국특허 5,183,867호, 유럽특허 436328호, 일본공개특허 평 5-255435호 등에는 촉매의 제조 단계부터 지글러-나타 활성점과 메탈로센 촉매를 동시에 도입하는 방법이, 유럽특허 585512A1에는 리간드교환반응을 통하여 메탈로센 촉매를 지글러-나타 촉매에 도입하는 방법이 제시되어 있다. 그러나 이 방법들은 새로운 촉매를 제조하여야 하므로 촉매의 분석 뿐만 아니라 재현성 확보에도 어려움이 있다. 일본공개특허 평4-85306호에는 지글러-나타 촉매를 메탈로센 촉매로 개질하는 방법이 제시되어 있으나 분자량분포와 성질의 조절이 용이하지 않다. 미국특허 5,395,810호, 미국특허 5,242,876호, 일본공개특허 평5-255431호, 유럽특허 536104A1, 유럽특허 436399A2, 대한민국공개특허 94-23934호 등에서는 지글러-나타 촉매와 메탈로센 촉매의 혼합 촉매에 의한 올레핀의 중합에 대하여 제시하고 있다. 그러나 이러한 특허들에서는 단순히 두 촉매의 혼합촉매에 의한 중합만이 제시되고 있을 뿐 분자량분포와 성질 등의 조절을 위한 중합 조건의 선정이나 유기금속화합물의 선정 등에 대하여는 구체적으로 언급되고 있지 않다.Recently, in order to make up the catalyst system which can control the disadvantage of the metallocene catalyst and control the molecular weight distribution, the production of a mixed catalyst system using the metallocene catalyst has been attempted. US Patent No. 4,975,403, US Patent, 4,530,914, Republic of Korea Patent Publication No. 89-5155, etc. has been proposed a method of polymerizing olefins by mixing a heterogeneous metallocene catalyst. US Patent 4,701,432, US Patent 5,183,867, European Patent 436328, Japanese Patent Laid-Open No. 5-255435, etc., a method of simultaneously introducing a Ziegler-Natta active site and a metallocene catalyst from the step of preparing the catalyst, European Patent 585512A1 In the following, a method of introducing a metallocene catalyst to a Ziegler-Natta catalyst is disclosed. However, these methods have difficulty in securing the reproducibility as well as analyzing the catalyst because a new catalyst has to be prepared. Japanese Patent Laid-Open No. 4-85306 discloses a method of modifying a Ziegler-Natta catalyst to a metallocene catalyst, but it is not easy to control molecular weight distribution and properties. U.S. Patent 5,395,810, U.S. Patent 5,242,876, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-255431, European Patent 536104A1, European Patent 436399A2, Korean Patent Publication No. 94-23934, etc. The polymerization of olefins is presented. However, in these patents, only the polymerization by the mixed catalyst of the two catalysts is presented, and there is no specific reference to the selection of polymerization conditions or the selection of organometallic compounds for the control of molecular weight distribution and properties.

본 발명은 상기 종래기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원하는 성질과 분자량분포를 가진 폴리프로필렌을 생산하기 위하여 지글러-나타와 메탈로센 촉매를 사용하는데 있어서, 두 촉매를 순차적으로 부가시키고, 조촉매로 유기알루미늄화합물 또는 알루미녹산을 적절히 사용하며, 촉매의 중합시간 등을 변화시킴으로써 중합되는 최종 폴리프로필렌의 성질과 분자량분포 등을 보다 용이하게 조절하는 방법 및 이에 의해 용도별 가공성 및 물성이 향상된 폴리프로필렌을 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art, in the use of Ziegler-Natta and metallocene catalyst to produce a polypropylene having the desired properties and molecular weight distribution, the two catalysts are added sequentially, and the cocatalyst By using an organoaluminum compound or aluminoxane as appropriate, and controlling the properties and molecular weight distribution of the final polypropylene to be polymerized by changing the polymerization time of the catalyst and the like and thereby improving the processability and physical properties The purpose is to provide.

본 발명에서는 메탈로센 촉매와 지글러-나타 촉매를 순차적으로 부가하고, 조촉매로 유기알루미늄 화합물 또는 알루미녹산 또는 이들의 혼합물을 적절히 사용하며, 중합시간, 외부전자공여체 투여 등을 조절하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, a metallocene catalyst and a Ziegler-Natta catalyst are sequentially added, and an organoaluminum compound or aluminoxane or a mixture thereof is suitably used as a promoter, and polymerization time, external electron donor administration, etc. are controlled. do.

이하 본 발명에 의한 지글러-나타촉매와 메탈로센 촉매의 순차적 부가에 의하여 분자량분포와 성질이 조절될 수 있는 폴리프로필렌을 제조하는 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method for preparing polypropylene whose molecular weight distribution and properties can be controlled by the sequential addition of the Ziegler-Natta catalyst and the metallocene catalyst according to the present invention will be described in detail.

본 발명에서 중합이란 말은 단독 중합뿐만 아니라 공중합도 포함한 뜻으로 사용되는 경우가 있으며, 또한 중합체란 말도 단독 중합체 뿐만 아니라 공중합체도 포함한 뜻으로 사용되는 경우가 있다.In the present invention, the term "polymerization" may be used to include not only homopolymerization but also copolymerization, and the term "polymer" may be used to mean not only homopolymer but also copolymer.

본 발명에서 폴리프로필렌이라 함은 프로필렌의 단독중합체 또는 2 - 18개의 탄소원자를 가진 다른 α-올레핀과의 블록 또는 불규칙 공중합체를 뜻한다. 다른 α-올레핀의 예로는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센 그리고 1-옥텐 등이 있다. 프로필렌과 공중합되는 α-올레핀의 양은 프로필렌 몰당 0 - 50몰%까지이다.In the present invention, polypropylene means a block or irregular copolymer of propylene homopolymer or other α-olefin having 2-18 carbon atoms. Examples of other α-olefins include ethylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene and 1-octene. The amount of α-olefin copolymerized with propylene is up to 0-50 mol% per mole propylene.

본 발명에서 순차적 부가라 함은 지글러-나타 촉매와 메탈로센 촉매의 단독 또는 혼합 촉매를 단일 반응기 또는 하나 이상의 직렬로 연결된 중합 반응기 또는 하나 이상의 병렬로 연결된 중합 반응기에서 시간적으로 또는 순서적으로 또는 병렬로 연결된 반응기의 경우 공간적으로 촉매의 부가에 차이를 둠을 의미한다. 순차적 부가의 예로는 시간적으로 또는 순서적으로 최소한 하나의 지글러-나타 촉매의 부가에 의한 폴리프롤필렌의 합성을 최소한 하나의 메탈로센 촉매의 부가에 의한 폴리프로필렌의 합성 이전에 수행하는 방법 또는 이후에 수행하는 방법 등이 있다.In the present invention, sequential addition refers to temporally or sequentially or in parallel in a single reactor or in one or more serially connected polymerization reactors or in one or more parallelly connected polymerization reactors in which a single or mixed catalyst of Ziegler-Natta catalyst and metallocene catalyst is used. In the case of reactors connected in the same manner, it means that there is a spatial difference in the addition of the catalyst. An example of sequential addition is a method wherein or after the synthesis of polypropylene by the addition of at least one Ziegler-Natta catalyst in time or in sequence prior to the synthesis of polypropylene by the addition of at least one metallocene catalyst. How to do it.

지글러-나타 촉매계는 [A] 전이금속 화합물, 조촉매로 [B] 유기알루미늄 화합물 및 선택적으로 부촉매인 [C] 전자공여체로 형성됨을 특징으로 한다.The Ziegler-Natta catalyst system is characterized in that it is formed of a [A] transition metal compound, an [A] organoaluminum compound as a cocatalyst, and an optionally [C] electron donor.

촉매 성분 [A]는 일반식 MR+ X(여기서, M은 금속이고, R은 할로겐 또는 하이드로카빌옥시이며 x는 금속의 산화수이다. 바람직하기로 M은 주기율표 제 Ⅳ B 족 또는 ⅤB 족 또는 Ⅵ B 족에 속하는 금속이고, 더욱 바람직하기로는 주기율표 Ⅳ B족의 금속, 더더욱 바람직하기로는 티타늄이다. R은 바람직하기로 크로린 또는 브로민 또는 알콕시 또는 페녹시이며 더 바람직하기로는 크로린 또는 에톡시, 더더욱 바람직하기로는 크로린이다.) 로 표시되는 전이금속화합물이며, 전이금속화합물의 혼합물이 쓰일수도 있는데 이 경우 전이금속화합물의 수에는 제한이 없다.The catalyst component [A] is of the general formula MR + X , wherein M is a metal, R is halogen or hydrocarbyloxy and x is the oxidation number of the metal. Preferably M is a group IV B or VB or VI B of the periodic table. A metal belonging to the group, more preferably a metal of group IV B of the periodic table, even more preferably titanium, R is preferably chlorine or bromine or alkoxy or phenoxy and more preferably chlorine or ethoxy, Even more preferred is chlorine.) A mixture of transition metal compounds may be used, in which case the number of transition metal compounds is not limited.

전이금속 화합물은 담지될 수도 있고, 담지되지 않을 수도 있다. 담지되는 경우 담지체로는 지글러-나타 촉매와 메탈로센 촉매와 화학적 반응을 일으키지 않는 화학적으로 비활성인 고체를 사용한다.The transition metal compound may or may not be supported. If supported, a chemically inert solid that does not cause chemical reaction with the Ziegler-Natta catalyst and the metallocene catalyst is used as the support.

조촉매 성분 [B]는 일반식 RnAlY3-n(여기서, R은 1-20 개의 탄소원자들을 갖는 탄화수소이고, Y는 할로겐이며, 0≤n≤3임)으로 표시되는 유기알루미늄화합물 또는 알루미녹산이거나, 이들의 혼합물이다. 알루미녹산으로는 구체적으로 일반식(I) 및 일반식 (II)Cocatalyst component [B] is an organoaluminum compound represented by the formula R n AlY 3-n , wherein R is a hydrocarbon having 1-20 carbon atoms, Y is halogen, and 0 ≦ n3 ; or Aluminoxane or mixtures thereof. Specific examples of aluminoxanes include general formula (I) and general formula (II).

로 표시되는 화합물을 예시할 수 있으며 이외에도 사다리구조, 격자구조, 옥소브리지드클러스터(oxobridged cluster) 구조 등일 수 잇다. 이와 같은 알루미녹산에 있어서 R은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등의 탄화수소이며, m은 2이상, 바람직하기로는 5 - 40 의 정수이다.A compound represented by the above may be exemplified, and in addition, it may be a ladder structure, a lattice structure, an oxobridged cluster structure, or the like. In such aluminoxane, R is a hydrocarbon such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc., m is 2 or more, preferably an integer of 5-40.

상기의 조촉매 성분 [B]는 촉매의 제조시 첨가되지 않고, 중합시에 첨가된다.Said cocatalyst component [B] is not added at the time of preparation of a catalyst, but is added at the time of superposition | polymerization.

부촉매성분 [C]는 전자공여체로서 촉매 내에 존재하는 내부 전자공여체 및 중합시에 조촉매와 함께 투여되는 외부전자공여체로 구분할 수 있다. 내부전자공여체는 촉매의 제조시 첨가되는 것으로 프탈레이트 계통의 화합물을 예시할 수 있는데, 구체적으로 디이소부틸프탈레이트, 디노르말부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트 등 또는 이들의 혼합물을 예시할 수 있다.The subcatalyst component [C] can be classified into an internal electron donor present in the catalyst as an electron donor and an external electron donor administered together with a promoter during polymerization. The internal electron donor may be added at the time of preparation of the catalyst to exemplify a phthalate-based compound, and specifically, to diisobutyl phthalate, dinormalyl phthalate, dioctyl phthalate, or a mixture thereof.

외부전자공여체는 구체적으로 다음 구조식(III)The external electron donor is specifically represented by the following structural formula (III)

(여기서 R1, R3는 메톡시, 에톡시, 부톡시 등 알콕시기 또는 아릴알킬기이며, R2는 메틸, 에틸, 부틸 등 알킬기 또는 메톡시, 에톡시, 부톡시 등 알콕시기 또는 아릴알킬기이며, R4는 페닐, 안트라세닐, 나프탈레닐 등 아로마틱기 또는 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로옥틸 등 시클로알리파틱기이며, X는 탄소, 실리콘 등이다)의 구조를 가진 화합물, 특히 실리콘 화합물이 주로 사용된다. 외부전자공여체는 조촉매 몰 당 0.001 - 50몰%, 바람직하기로는 0.01 - 20몰%, 더욱 바람직하기로는 0.02 - 10몰%의 양으로 사용한다. 0.001몰% 미만으로 사용하면 입체규칙성의 개선이 이루어지지 않는 문제점이 발생하며, 50몰%를 초과하여 사용하면 더 이상 입체규칙성에 영향을 미치지 않는다.(Wherein R 1 , R 3 is an alkoxy group such as methoxy, ethoxy, butoxy or an arylalkyl group, R 2 is an alkyl group such as methyl, ethyl, butyl or an alkoxy group such as methoxy, ethoxy, butoxy or an arylalkyl group) , R 4 is an aromatic group such as phenyl, anthracenyl, naphthalenyl or a cycloaliphatic group such as cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, and X is carbon, silicon, etc. Used. The external electron donor is used in an amount of 0.001-50 mol%, preferably 0.01-20 mol%, more preferably 0.02-10 mol%, per mol of the promoter. If the content is less than 0.001 mol%, the problem of improvement of stereoregularity does not occur, and if it is used more than 50 mol%, it no longer affects stereoregularity.

한편 메탈로센 촉매계는 [D] 전이금속화합물, 조촉매로는 [E] 유기알루미늄 호합물 및 선택적으로 [F]물로 형성됨을 특징으로 한다.Meanwhile, the metallocene catalyst system is characterized by being formed of [D] transition metal compound, [E] organoaluminum compound and optionally [F] water as a promoter.

촉매성분 [D]는 전이금속화합물로서 구체적으로는 주기율표 제 Ⅳ B족의 티탄, 지르코늄 및 하프늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 전이금속을 포함하는 화합물인데, 바람직하기로는 공역 π전자를 갖는 기를 배위자로 하는 전이금속화합물로서 하기식(Ⅳ)The catalyst component [D] is a transition metal compound, specifically, a compound containing a transition metal selected from the group consisting of titanium, zirconium and hafnium of the Group IV B group of the periodic table, preferably a group having a conjugated? Formula (IV) as transition metal compound

(여기서, R1, R2는 시클로알카디에닐기 또는 아릴기이며, R3, R4는 시클로알카디에틸기, 아릴기, 인데닐기, 플루오넬기, 아랄알킬, 알콕시 또는 할로겐원자 또는 수소이며, M은 전이금속, X는 저급알킬기, 알케닐기, 키랄 그룹 및 Si, S, N, O, P 등이 사용될 수 있다. ) 또는 하기식(Ⅴ)로 표시되는 이온화 이온성 화합물Wherein R 1 and R 2 are cycloalkadienyl or aryl groups, R 3 and R 4 are cycloalkadiethyl groups, aryl groups, indenyl groups, fluorel groups, aralalkyl, alkoxy or halogen atoms or hydrogen, and M is The transition metal, X may be a lower alkyl group, an alkenyl group, a chiral group, and Si, S, N, O, P, etc.) or an ionized ionic compound represented by the following formula (V):

[C+][A-](Ⅴ) [C +] [A -] (Ⅴ)

(여기서, [C+]는 양이온이고, [A-]는 음이온이다.)이 사용된다.(Where, [C +] is the cation is, [A -]. Is an anion) is used.

구조식(Ⅳ)에서 시클로알카디에닐기로는 시클로펜타디에닐기, 메틸시클로펜타디에닐기, 에틸시클로펜타디에닐기, t-부틸시클로펜타디에닐기, 디메틸시클로펜타디에닐기, 펜타메틸시클로펜타디에닐기, 페닐시클로펜타디에닐기, 인데닐기, 테트라하이드로인데닐기, 플루오레닐기 등의 리간드 또는 치환된 리간드들을 예시할 수 있다.In the structural formula (IV), examples of the cycloalkadienyl group include cyclopentadienyl group, methylcyclopentadienyl group, ethylcyclopentadienyl group, t-butylcyclopentadienyl group, dimethylcyclopentadienyl group, pentamethylcyclopentadienyl group, and phenyl Ligands such as cyclopentadienyl groups, indenyl groups, tetrahydroindenyl groups, fluorenyl groups or substituted ligands can be exemplified.

아릴기로는 페닐기, 톨릴기 등을 예시할 수 있으며, 아랄알킬기로서는 벤질기, 네오필기 등을 예시할 수 있고, 알콕시기로는 메톡시기, 프로폭시기, 이소프로폭시기, 부톡시기 등을 예시할 수 있다. 할로겐 원자로는 불소, 염소 등을 예시할 수 있으며, 저급 알킬기와 알케닐기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 에틸렌기. 디메틸실리콘기 등을 예시할 수 있다.Examples of the aryl group include a phenyl group and a tolyl group. Examples of the aryl group include a benzyl group and neophil group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, propoxy group, isopropoxy group and butoxy group. Can be. Examples of the halogen atom include fluorine and chlorine, and lower alkyl groups and alkenyl groups include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group and ethylene group. Dimethyl silicone group etc. can be illustrated.

또한 구조식 (Ⅴ)에서 음이온으로서는 [B(C6F5)4]-, [B(C6H5)4]-등을 예시할 수 있다.In addition, as the anion in the formula (Ⅴ) [B (C 6 F 5) 4] - and the like can be given -, [B (C 6 H 5) 4].

그러나 각 성분이 이러한 예시에만 국한되는 것은 아니다.However, each component is not limited to this example.

전이금속화합물은 담지될 수도 있고, 담지되지 않을 수도 있는데, 담지되는 경우 담지체는 지글러-나타 촉매나 메탈로센 촉매와 화학적 반응을 일으키지 않는 화학적으로 비활성인 고체가 사용되어야 한다.The transition metal compound may or may not be supported. In the case of the supporting metal compound, a chemically inert solid which does not cause a chemical reaction with a Ziegler-Natta catalyst or a metallocene catalyst should be used.

조촉매성분 [E]는 유기알루미늄 화합물로서, 지글러-나타 촉매에서의 촉매성분[B]와 그 구조가 같고, 역시 프로필렌의 중합시에 투여된다. 촉매성분 [F]는 물로서, 이물은 중합용매에 용해시킨 물 또는 촉매성분 [E]를 제조할 때에 사용되는 화합물 또는 염류에 포함되는 물이다.The cocatalyst component [E] is an organoaluminum compound, which has the same structure as the catalyst component [B] in the Ziegler-Natta catalyst, and is also administered during the polymerization of propylene. The catalyst component [F] is water, and the foreign substance is water contained in a compound or salts used when preparing the catalyst component [E] or water dissolved in a polymerization solvent.

본 발명에서 폴리프롤필렌은 지글러-나타 촉매와 메탈로센 촉매의 단독 또는 혼합물을 순차적으로 부가하여 중합하는 방법에 의해 제조된다. 상기 촉매들을 순차적으로 부가시 각 촉매의 중합시간을 변화시킴에 따라 폴리프롤필렌의 성질이 달라지는데, 메탈로센 촉매에 의한 중합시간이 길수록 촉매 활성도는 증가하나, 폴리프롤필렌의 입체규칙성과 분자량은 감소하나, 지글러-나타 촉매에 의한 중합시간이 길수록 활성도는 감소하나, 입체규칙성과 분자량이 증가한다.Polypropylene in the present invention is prepared by a method of polymerization by sequentially adding a single or a mixture of Ziegler-Natta catalyst and metallocene catalyst. When the catalysts are added sequentially, the properties of polypropylene are changed as the polymerization time of each catalyst is changed. As the polymerization time by the metallocene catalyst is longer, the catalytic activity increases, but the stereoregularity and molecular weight of polypropylene are However, the longer the polymerization time by the Ziegler-Natta catalyst, the lower the activity, but the stereoregularity and molecular weight increases.

상기 방법에 의해 프로필렌을 제조시 중합 반응은 기상, 액상 또는 용액상으로 행하여 질 수 있다. 액상으로 중합 반응을 행할 때는 탄화수소 용매를 사용하여도 좋으며 올레핀 자체를 용매로 할 수도 있다. 용매로 사용되는 탄화수소로는 부탄, 이소부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 도데칸, 헥사데칸, 옥타데칸 등의 지방족계 탄화수소, 시클로펜탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로옥탄 등의 지환족계 탄화수소, 벤젠, 톨루엔, 키실렌 등의 방향족계 탄화수소, 휘발유, 등유, 경유 등의 석유류분 등을 들 수 있다. 외부전자공여체는 첨가될 수도 있고 되지 않을 수도 있는데, 외부전자공여체를 첨가하는 경우 입체규칙도가 증가한다.When producing propylene by the above method, the polymerization reaction can be carried out in gas phase, liquid phase or solution phase. When performing a polymerization reaction in a liquid phase, a hydrocarbon solvent may be used and olefin itself may be used as a solvent. Hydrocarbons used as solvents include aliphatic hydrocarbons such as butane, isobutane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane, hexadecane and octadecane, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane and cyclooctane Alicyclic hydrocarbons, such as alicyclic hydrocarbons, such as benzene, toluene, and xylene, and petroleum components, such as gasoline, kerosene, and diesel, are mentioned. The external electron donor may or may not be added, and the stereoregularity increases when the external electron donor is added.

또한 폴리프롤필렌의 중합시 수소를 첨가하거나 첨가하지 않음으로써 폴리프로필렌의 분자량 및 분자량분포를 조절할 수 있는데, 수소를 첨가하게 되면 수소가 첨가되지 않은 경우보다 분자량은 감소하는 반면에, 분자량분포의 값은 높게 된다.In addition, the molecular weight and molecular weight distribution of the polypropylene can be controlled by adding or not adding hydrogen during the polymerization of polypropylene, while the molecular weight decreases while hydrogen is added, whereas the value of the molecular weight distribution is reduced. Becomes high.

한편 중합 온도는 통상 -50 - 350℃, 바람직하기로는 0 - 310℃의 범위이다. -50℃ 미만일 경우에는 중합활성이 좋지 않으며, 350℃를 초과하는 경우에는 입체규칙성이 떨어지기 때문에 좋지 않다. 중합 압력은 통상 상압 -250kg중/㎠, 바람직하기로는 상압 -200kg중/㎠이며 만일 250kg중/㎠를 초과하는 경우에는 공업적, 경제적인 측면에서 바람직하지 않다. 중합 반응은 회분식, 반연속식, 연속식 중의 어느 방법으로도 행할 수 있다.On the other hand, polymerization temperature is -50-350 degreeC normally, Preferably it is the range of 0-310 degreeC. If it is below -50 ° C, the polymerization activity is not good, and if it exceeds 350 ° C, the stereoregularity is poor, which is not good. The polymerization pressure is usually at -250 kg / cm 2 at atmospheric pressure, preferably at -200 kg / cm 2 at atmospheric pressure, and if it exceeds 250 kg / cm 2, it is not preferable from an industrial and economical point of view. The polymerization reaction can be carried out by any of batch, semicontinuous and continuous methods.

또한 폴리프로필렌 중합시에는 통상적으로 첨가되는 열안정제, 광안정제, 난연제, 카본블랙, 피그먼트(pigment), 산화방지제 등이 첨가될 수 있다. 더 나아가 본 발명에 의한 성질과 분자량분포가 다양한 폴리프로필렌은 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 폴리부텐, EP(에틸렌/프로필렌)러버 등과 혼합하여 사용할 수 있다.In addition, during the polypropylene polymerization, heat stabilizers, light stabilizers, flame retardants, carbon blacks, pigments, antioxidants, and the like, which are commonly added, may be added. Furthermore, polypropylene having various properties and molecular weight distributions according to the present invention can be mixed with low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), polypropylene, polybutene, EP (ethylene / propylene) rubber, and the like.

이하, 본 발명을 실시예에 의해서 설명하겠으나 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited by these Examples.

다음의 실시예에서 열적 성질, 체규칙성, 분자량, 분자량분포 등은 다음의 방법에 의하여 측정하였다.In the following examples, thermal properties, regularity, molecular weight, molecular weight distribution, etc. were measured by the following method.

(1) 열적 성질(1) thermal properties

중합체의 녹는점(Tm), 강온결정화온도(Tmc), 유리전이온도(Tg)등 열적 성질은 시차주사열량게(DSC)로 조사하였으며, 기기는 펄킨 앨머(Perkin Elimer)사의 DSC 7을 사용하였다. 시료를 5.5±0.5mg이 되도록 칭량하여 알루미늄 팬에 넣은 후 1.2kg/㎠의 질소 기류하에서 50℃ - 200℃까지 20℃/min의 승온속도로 1차 조사한 후 다시 200℃ - 50℃까지 20℃/min의 속도로 강온시키면서 Tmc를 측정하였다. 50℃ - 200℃까지 20℃/min의 승온속도로 2차 조사하면서 Tm과 용융열(△IIm)을 측정하였다. 고순도의 인듐을 이용하는 표준방법으로 온도 및 용융열 등을 보정하였다. 폴리프로필렌의 Tg는 1차 승온 후 100℃/min의 속도로 -60℃까지 급냉한 후, 다시 20℃/min의 속도로 승온시키면서 조사하였다. 폴리프로필렌의 결정화도는 각 고분자의 용융열을 표준용융열인 188J/g으로 나누어서 계산하였다.Thermal properties such as melting point (T m ), low temperature crystallization temperature (T mc ), and glass transition temperature (T g ) of polymers were investigated by differential scanning calorimetry (DSC), and the instrument was DSC 7 of Perkin Elimer. Was used. The sample was weighed to 5.5 ± 0.5mg and placed in an aluminum pan, and then subjected to the first irradiation at a temperature rising rate of 20 ° C / min from 50 ° C to 200 ° C under a nitrogen stream of 1.2 kg / cm 2, and then to 20 ° C to 50 ° C. T mc was measured while cooling at a rate of / min. T m and heat of fusion (ΔII m ) were measured while performing secondary irradiation at a temperature increase rate of 20 ° C./min to 50 ° C.-200 ° C. The temperature and the heat of fusion were corrected by the standard method using high purity indium. T g of the polypropylene was investigated after rapidly cooled to -60 ℃ ℃ at a rate of 100 / min after the first temperature increase, while temperature was raised again at a rate of 20 ℃ / min. The crystallinity of polypropylene was calculated by dividing the heat of fusion of each polymer by 188 J / g, the standard heat of fusion.

(2) 입체규칙성(I.I : Isotacticity Index)(2) I.I: Isotacticity Index

폴리프로필렌의 입체규칙성은 끓는 헵탄에 녹지 않는 양인 이소탁틱 지수(isotaciticity index, I. I.)로 행하였다. 중합체는 미리 열안정제로 처리하여 분석 중의 분해를 방지하였다. 일정량의 완전히 건조시킨 중합체를 팀블 필터(timble filter)에 정량하여 넣은 후 소크렛 형태(Soxhlet type) 추출 장치에서 헵탄으로 추출하였다. 추출시간은 5시간으로 고정하였으며 추출 후 녹지 않고 남은 중합체를 수거하여 80℃에서 진공건조시킨 후 정량하여 무게를 측정하고 녹지 않고 남은 중합체의 무게와 원래 넣어준 중합체로 무게비로서, I. I를 구하였다.Stereoregularity of polypropylene was performed with the isotacticity index (I. I.), an amount insoluble in boiling heptane. The polymer was previously treated with a heat stabilizer to prevent degradation during analysis. A certain amount of the completely dried polymer was quantitatively placed in a timing filter and extracted with heptane in a Soxhlet type extraction apparatus. The extraction time was fixed at 5 hours, and the remaining polymer after extraction was collected, dried in vacuo at 80 ° C, quantitatively weighed and weighed. It was.

(3) 분자량 및 분자량분포(3) Molecular weight and molecular weight distribution

중합체의 분자량과 분자량분포는 겔투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 결정하였다. GPC는 Polymer Laboratory사의 PL-210 GPC를 사용하였으며 160℃에서 1,2,4-트리클로로벤젠(1,2,4-trichlorobenzene)을 용매로 하여 RI detector를 사용하여 측정하였다. 좁은 분자량분포의 폴리스티렌으로 구한 검량곡선을 다시 표준 폴리에틸렌 시료로 보정하여 분자량검량곡선을 구하였으며 이를 사용하여 중합체의 수평균분자량(Mn), 무게평균분자량(MW), 분자량분포(MW/Mn) 등을 결정하였다.The molecular weight and molecular weight distribution of the polymer were determined using gel permeation chromatography (GPC). GPC used PL-210 GPC of Polymer Laboratory Co., Ltd. and was measured by RI detector using 1,2,4-trichlorobenzene (1,2,4-trichlorobenzene) as solvent at 160 ° C. The calibration curve obtained from polystyrene with narrow molecular weight distribution was corrected with a standard polyethylene sample to obtain a molecular weight calibration curve. The number average molecular weight (M n ), weight average molecular weight (M W ) and molecular weight distribution (M W / M n ) and the like.

[제조실시예]Production Example

* 지글러-나타 촉매 제조* Ziegler-Natta catalyst manufacture

질소 분위기하에서 200ml 용량의 스테인레스 스틸 용기에 일정량의 톨루엔과 지름 3mm인 지르코니아 구슬 100개를 첨가하였다. 여기에 정량의 이염화마그네슘과 사염화티타늄, 그리고 내부전자공여체로 디이소부틸프탈레이트와 디옥틸프탈레이트를 첨가한 후 상온에서 72시간 볼-밀링(ball-milling)하였다. 이렇게 형성된 지글러-나타 촉매를 톨루엔으로 5회 세척한 후 일정량의 톨루엔에 분사시켰다. 이렇게 제조된 촉매를 MgCl2-Ti 촉매로 명명하였다. 담지촉매 내의 Ti의 함량은 1.10 중량%였다.Under a nitrogen atmosphere, a certain amount of toluene and 100 zirconia beads 3 mm in diameter were added to a 200 ml stainless steel container. Miso dichloride, titanium tetrachloride, and diisobutyl phthalate and dioctyl phthalate were added to the internal electron donor, followed by ball-milling at room temperature for 72 hours. The Ziegler-Natta catalyst thus formed was washed five times with toluene and then sprayed into a predetermined amount of toluene. The catalyst thus prepared was named MgCl 2 -Ti catalyst. The content of Ti in the supported catalyst was 1.10 wt%.

* 메탈로센 촉매의 제조* Preparation of Metallocene Catalyst

Aldrich사의 rac-에틸렌비스(인데닐)지르코늄(4) 디클로라이드 촉매 즉, rac-Et(Ind)2ZrCl2(EIZ) 촉매를 사용하였다.Aldrich's rac-ethylenebis (indenyl) zirconium (4) dichloride catalyst, ie rac-Et (Ind) 2 ZrCl 2 (EIZ) catalyst, was used.

[실시예 1]Example 1

상압에서 초자반응기를 이용하여 프로필렌의 중합을 행하였다. 반응기내를 3 torr 이하의 진공으로 감압시키고 고순도의 질소를 채워 넣는 과정을 5회 반복하였다. 반응기의 온도를 40℃로 일정하게 맞춘 후 질소를 불어넣어 공기의 역류를 막은 상태에서 용매인 톨루엔을 주사기로 200ml 정량하여 투입하였다. 온도가 일정하게 유지되면 유량조절기로 확인하면서 기체단위체(프로필렌 단위체)를 용매에 포화될 때까지 흘려준 후 다음 표 1과 같은 중합조건 및 금속의 함량을 가지는 메탈로센 촉매인 EIZ촉매와 지글러-나타 촉매인 MgCl2-Ti 촉매를 순차적으로 부가하고 조촉매로 알루미녹산을 투입하여 프로필렌을 중합하였는데, 먼저 EIZ 촉매를 투입하고 10분 후 MgCl2-Ti 촉매를 투입하여 중합하였다. 한 가지 촉매로 일정시간 동안 중합을 진행한 후 다른 촉매를 투입하고 나머지 시간 동안 중합을 진행하였으며 전체 중합시간은 1시간이었다. 중합은 에탄올 10ml를 주입하여 종결하였다. 반응생성물은 약 5중량% HCl-메탄올에서 24시간 교반한 후 다시 깨끗한 메탄올에서 24시간 교반하였다. 이어 거름종이에 거른 후 약 80℃에서 24시간 이상 진공건조시켜 최종 중합생성물을 얻었다. 촉매의 전체적인 활성의 값은 최종 생성물의 무게로부터 kg polymer/(mol metal·mol-monomer·h)의 단위로 구하였다.The polymerization of propylene was carried out at atmospheric pressure using a vitreous reactor. The reactor was decompressed to a vacuum of 3 torr or less and charged with nitrogen of high purity five times. After adjusting the temperature of the reactor to 40 ° C. constantly, 200 ml of toluene as a solvent was quantified by a syringe while nitrogen was blown to prevent backflow of air. When the temperature is kept constant, the gas unit (propylene unit) is flowed in the solvent until it is saturated while checking with a flow controller, and then the EIZ catalyst and Ziegler, which are metallocene catalysts having polymerization conditions and metal contents as shown in Table 1 below. MgCl 2 -Ti catalyst, which is a Nata catalyst, was sequentially added, and aluminoxane was added as a cocatalyst to polymerize propylene. First, an EIZ catalyst was added and 10 minutes later, a MgCl 2 -Ti catalyst was added to polymerize. After the polymerization was carried out for one time with one catalyst, another catalyst was added, and the polymerization was performed for the remaining time, and the total polymerization time was 1 hour. The polymerization was terminated by injecting 10 ml of ethanol. The reaction product was stirred for about 24 hours in about 5% by weight HCl- methanol and then again for 24 hours in clean methanol. Subsequently, the resultant was filtered through a filter paper and vacuum dried at about 80 ° C. for at least 24 hours to obtain a final polymerization product. The value of the overall activity of the catalyst was determined in units of kg polymer / (mol metal mol-monomer · h) from the weight of the final product.

물성측정결과를 다음 표 1에 나타내었다.Physical property measurement results are shown in Table 1 below.

[비교예 1]Comparative Example 1

지글러-나타 촉매 또는 메탈로센 촉매를 다음 표1에 기재된 중합조건에 따라 각각 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 지글러-나타 촉매나 메탈로센 촉매를 단독으로 사용할 경우에도 역시 실시예 1과 동일한 알루미녹산을 조촉매로 사용하였다. 물성측정결과를 다음 표 1에 나타내었다.The Ziegler-Natta catalyst or the metallocene catalyst was carried out in the same manner as in Example 1 except that each was used alone according to the polymerization conditions shown in Table 1 below. When using a Ziegler-Natta catalyst or a metallocene catalyst alone, the same aluminoxane as in Example 1 was also used as a promoter. Physical property measurement results are shown in Table 1 below.

실험결과 실시예 1은 비교예 1에 비해 녹는 점이 두 개 였으며, 촉매활성도는 지글러-나타 촉매와 메탈로센 촉매를 각각 사용한 경우의 중간정도의 값을 보였다.As a result of the experiment, Example 1 had two melting points compared to Comparative Example 1, and the catalytic activity was about the middle value of using the Ziegler-Natta catalyst and the metallocene catalyst, respectively.

[실시예 2]Example 2

다음 표 2와 같은 함량의 지글러-나타 촉매와 메탈로센 촉매를 표 2 에 기재된 순서대로 투여하고, 지글러-나타 촉매로 중합할 때는 삼에틸알루미늄을, 메탈로센 촉매로 중합할 때는 알루미녹산을 조촉매로 사용하여 중합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 전체 중합시간은 마찬가지로 1시간이었으며, 물성측정결과는 다음 표 2에 나타내었다.Next, the Ziegler-Natta catalyst and the metallocene catalyst having the same contents as in Table 2 are administered in the order shown in Table 2, and triethylaluminum is used to polymerize with the Ziegler-Natta catalyst, and aluminoxane is polymerized with the metallocene catalyst. It carried out similarly to Example 1 except having superposed | polymerized using it as a promoter. The total polymerization time was similarly 1 hour, and the measurement results of the physical properties are shown in Table 2 below.

[비교예 2]Comparative Example 2

지글러-나타 촉매나 메탈로센 촉매를 순차적으로 부가하여 중합을 하지 않고 각각 단독으로 중합한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 지글러-나타 촉매를 사용하여 단독으로 중합할 경우에는 삼에틸알루미늄을 조촉매로, 메탈로센 촉매를 사용하여 단독으로 중합할 때는 알루미녹산을 조촉매로 사용하여 중합하였으며, 물성측정결과는 다음 표 2에 나타내었다.The same process as in Example 2 was carried out except that the Ziegler-Natta catalyst and the metallocene catalyst were sequentially added to each other without polymerization. When the polymerization was carried out alone using a Ziegler-Natta catalyst, the polymerization was carried out using triethylaluminum as a cocatalyst and aluminoxane as a cocatalyst when polymerizing alone with a metallocene catalyst. 2 is shown.

실시예 2의 경우는 비교예 2에 비해 녹는 점이 두 개이었으며 촉매활성도는 지글러-나타와 메탈로센 촉매의 각각의 경우의 중간정도의 값을 보였다. 분자량도 중간정도의 값을 보였으나 분자량분포의 값은 각각의 경우보다 증가하였다. 각 촉매에 의한 중합시간의 변화에 따라 폴리프fh필렌의 조절이 가능하였는데, 메탈로센 촉매에 의한 중합시간을 길게할수록 폴리프fh필렌의 입체규칙성과 분자량은 감소하였으며, 지글러-나타 촉매에 의한 중합시간을 길게할수록 입체규칙성과 분자량이 증가하였다.Example 2 had two melting points compared to Comparative Example 2, and the catalytic activity was about the middle value of each of the Ziegler-Natta and metallocene catalysts. The molecular weight also showed a moderate value, but the molecular weight distribution was increased in each case. As the polymerization time of each catalyst was changed, it was possible to control the polyffh propylene. As the polymerization time of the metallocene catalyst was increased, the stereoregularity and molecular weight of the polyffh propylene decreased, and the Ziegler-Natta catalyst As the polymerization time was longer, the stereoregularity and molecular weight increased.

[실시예 3]Example 3

실시예 2에서와 같이 지글러-나타 촉매로 중합시에는 삼에틸알루미늄을 조촉매로, 메탈로센 촉매로 중합할 때는 알루미녹산을 조촉매로 사용하여 중합하되, 지글러-나타 촉매 중합시 외부전자공여체닌 시클로헥실디메톡시메틸실란을 삼에틸알루미늄양의 0.2배만큼 투여하였다. 전체 중합시간은 마찬가지로 1시간이었으며, 물성측정결과는 다음 표 3에 나타내었다.As in Example 2, the polymerization was carried out using triethylaluminum as a co-catalyst when polymerizing with a Ziegler-Natta catalyst and aluminoxane as a co-catalyst when polymerizing with a metallocene catalyst. Nin cyclohexyldimethoxymethylsilane was administered by 0.2 times the amount of triethylaluminum. The total polymerization time was similarly 1 hour, and the measurement results of the physical properties are shown in Table 3 below.

[비교예 3]Comparative Example 3

지글러-나타 촉매만을 단독으로 사용하여 중합한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 실시하였으며, 물성측정결과는 다음 표 3에 나타내었다.Except for polymerization using only Ziegler-Natta catalyst alone, it was carried out in the same manner as in Example 3, the physical properties are shown in Table 3 below.

실험결과 실시예 3과 같이 외부 전자공여체를 첨가하는 경우 첨가하지 않은 실시예 2에 비해 입체규칙도가 증가함을 알 수 있었다.As a result of the experiment, when the external electron donor was added as in Example 3, it was found that the stereoregularity was increased as compared with Example 2 which was not added.

[실시예 4]Example 4

수소 분압이 0.27기압이 되도록 일정 비율의 수소와 기체 단위체로 혼합관(mixing chamber)에서 미리 섞어준 후 반응기에 투입한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 수소가 첨가된 중합의 rud우 용매에 용해된 단위체의 농도를 에틸렌의 분압으로 환산하여 계산하였으며, 물성측정결과는 다음 표 4에 나타내었다.The same procedure as in Example 2 was carried out except that the hydrogen partial pressure was pre-mixed with a predetermined proportion of hydrogen and gas units in a mixing chamber so as to be 0.27 atm. The concentration of the monomer dissolved in the rudwoo solvent of the hydrogenated polymerization was calculated in terms of the partial pressure of ethylene, and the physical property measurement results are shown in Table 4 below.

[비교예 4][Comparative Example 4]

지글러-나타 촉매나 메탈로센 촉매를 순차적으로 부가하여 중합을 하지 않고 각각 단독 사용하여 중합한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 실시하였으며, 물성측정결과는 다음 표 4에 나타내었다.The Ziegler-Natta catalyst or the metallocene catalyst was added in the same manner as in Example 4 except that the polymerization was carried out using a single catalyst instead of the polymerization. The measurement results of the physical properties are shown in Table 4 below.

수소가 첨가된 실시예 4의 경우는 수소가 첨가되지 않은 실시예 2의 경우보다 분자량이 감소하였으며 분자량분포의 값은 수소가 첨가되지 않은 경우보다 높았다.In the case of Example 4 in which hydrogen was added, the molecular weight was lower than that in Example 2 in which hydrogen was not added, and the value of the molecular weight distribution was higher than in the case where no hydrogen was added.

[표 1] EIZ 촉매 투입후 MgCl2-Ti 촉매를 순차적으로 부가함으로 인한 프로필렌의 중합특성 및 얻어진 폴리프fh필렌의 성질[Table 1] Polymerization Characteristics of Propylene and Properties of Polyffhylene Obtained by Sequential Addition of MgCl 2 -Ti Catalyst after EIZ Catalyst Addition

조촉매 : 알루미녹산(MAO)Promoter: Aluminoxane (MAO)

a: 활성도 단위 : kg PP/mol-Zr·mol-propylene·h a : Activity unit: kg PP / mol-Zrmol-propylene

b끓는 헵탄에서 녹지 않고 남은 양(중량%) b Amount remaining undissolved in boiling heptane (% by weight)

cEIZ 촉매 투입 10분 뒤에 MgCl2-Ti 촉매를 투입함 c MgCl 2 -Ti catalyst was added 10 minutes after EIZ catalyst

중합조건 : 촉매의 순차적 부가시 → [Ti + Zr] = 2.81×10-5mol/L, 조촉매 = MAO([Al]/[Metal] = 4000), 40℃, 1 atm, 1 hPolymerization condition: When sequential addition of catalyst → [Ti + Zr] = 2.81 × 10 -5 mol / L, cocatalyst = MAO ([Al] / [Metal] = 4000), 40 ° C, 1 atm, 1 h

EIZ 촉매 단독 투입시 → [Zr] = 3.19×10-5mol/L, 조촉매 = MAO([Al]/[Metal] = 4000), 40℃, 1 atm, 1 hEIZ catalyst alone → Zr = 3.19 × 10 -5 mol / L, Cocatalyst = MAO ([Al] / [Metal] = 4000), 40 ° C, 1 atm, 1 h

MgCl2-Ti 촉매 단독 투입시 → [Ti] = 2.81×10-5mol/L, 조촉매 = MAO([Al]/[Metal] = 4000), 40℃, 1 atm, 1 hMgCl 2 -Ti catalyst alone → [Ti] = 2.81 × 10 -5 mol / L, cocatalyst = MAO ([Al] / [Metal] = 4000), 40 ° C, 1 atm, 1 h

[표 2] EIZ 촉매 투입후 MgCl2-Ti 촉매를 순차적으로 부가함으로 인한 프로필렌의 중합특성 및 얻어진 폴리프로필렌의 성질[Table 2] Polymerization Characteristics of Polypropylene and Properties of Polypropylene Obtained by Sequential Addition of MgCl 2 -Ti Catalyst after EIZ Catalyst Addition

조촉매 : 삼에틸알루미늄(TEA), 알루미녹산(MAO)Cocatalyst: triethylaluminum (TEA), aluminoxane (MAO)

a: 활성도 단위 : kg PP/mol-Zr·mol-propylene·h a : Activity unit: kg PP / mol-Zrmol-propylene

b끓는 헵탄에서 녹지 않고 남은 양(중량%) b Amount remaining undissolved in boiling heptane (% by weight)

중합조건 : 촉매의 순차적 부가시 → [Zr] = 6.06 × 10-6mol/L, [Ti] = 1.52 × 10-4mol/L,Polymerization condition: When sequential addition of catalyst → [Zr] = 6.06 × 10 -6 mol / L, [Ti] = 1.52 × 10 -4 mol / L,

조촉매 : MAO([Al]/[Zr] = 4000) 및 TEA([Al]/[Ti]=100), 40℃, 1 atm, 1 hPromoter: MAO ([Al] / [Zr] = 4000) and TEA ([Al] / [Ti] = 100), 40 ° C., 1 atm, 1 h

EIZ 촉매 단독 투입시 → [Zr] = 3.19×10-5mol/L, 조촉매 = MAO([Al]/[Zr] = 4000), 40℃, 1 atm, 1 hEIZ catalyst alone → Zr = 3.19 × 10 -5 mol / L, Cocatalyst = MAO ([Al] / [Zr] = 4000), 40 ° C, 1 atm, 1 h

MgCl2-Ti 촉매 단독 투입시 → [Ti] = 1.52×10-4mol/L, 조촉매 = TEA ([Al]/[Ti] = 100), 40℃, 1 atm, 1 hMgCl 2 -Ti catalyst alone → [Ti] = 1.52 × 10 -4 mol / L, Promoter = TEA ([Al] / [Ti] = 100), 40 ° C, 1 atm, 1 h

[표 3] EIZ/MAO 촉매를 투입후 MgCl2-Ti 촉매에 외부전자공여체a를 투여한 상태에서의 순차적 부가로 인한 프로필렌의 중합 특성 및 얻어진 폴리프로필렌의 성질[Table 3] Polymerization Properties and Properties of Polypropylene Obtained by Sequential Addition of EIZ / MAO Catalyst in the State of External Electron Donor a to MgCl 2 -Ti Catalyst

조촉매 : 삼에틸알루미늄(TEA), 알루미녹산(MAO)Cocatalyst: triethylaluminum (TEA), aluminoxane (MAO)

a외부전자공여체 : 시클로헥실디메톡시메틸 실란(CHDMS) a external electron donor: cyclohexyl methyl dimethoxy silane (CHDMS)

활성도 단위 : kg PP/mol-Zr·mol-propylene·hActivity Unit: kg PP / mol-Zrmol-propylene

b끓는 헵탄에서 녹지 않고 남은 양(중량%) b Amount remaining undissolved in boiling heptane (% by weight)

중합조건 : 촉매의 순차적 부가시 → [Zr] = 6.06 × 10-6mol/L, [Ti] = 1.52 × 10-4mol/L, 외부전자공여체 = ([CHDMS]/[Al]= 0.2),Polymerization condition: Sequential addition of catalyst → [Zr] = 6.06 × 10 -6 mol / L, [Ti] = 1.52 × 10 -4 mol / L, external electron donor = ([CHDMS] / [Al] = 0.2) ,

조촉매 : MAO([Al]/[Zr] = 4000) 및 TEA([Al]/[Ti]=100), 40℃, 1 atm, 1 hPromoter: MAO ([Al] / [Zr] = 4000) and TEA ([Al] / [Ti] = 100), 40 ° C., 1 atm, 1 h

MgCl2-Ti 촉매 단독 투입시 → [Ti] = 1.52×10-4mol/L, 외부전자공여체 = ([CHDMS]/[Al]= 0.2),MgCl 2 -Ti catalyst alone → [Ti] = 1.52 × 10 -4 mol / L, external electron donor = ([CHDMS] / [Al] = 0.2),

조촉매 = TEA ([Al]/[Ti] = 100), 40℃, 1 atm, 1 hPromoter = TEA ([Al] / [Ti] = 100), 40 ° C., 1 atm, 1 h

[표 4] 수소기체 존재하에서aEIZ 촉매 투입후 MgCl2-Ti 촉매를 순차적 부가함으로 인한 프로필렌의 중합특성 및 얻어진 폴리프로필렌의 성질[Table 4] Polymerization Properties of Propylene and Properties of Polypropylene Obtained by Sequential Addition of MgCl 2 -Ti Catalyst after a EIZ Catalyst Addition in the Presence of Hydrogen Gas

조촉매 : 삼에틸알루미늄(TEA), 알루미녹산(MAO)Cocatalyst: triethylaluminum (TEA), aluminoxane (MAO)

a수소 부분입 = 0.27 atm. a partial hydrogen = 0.27 atm.

b활성도 단위 : kg PP/mol-Zr·mol-propylene·h b Activity Unit: kg PP / mol-Zrmol-propylene

b끓는 헵탄에서 녹지 않고 남은 양(중량%) b Amount remaining undissolved in boiling heptane (% by weight)

중합조건 : 촉매의 순차적 부가시 → [Zr] = 6.06 × 10-6mol/L, [Ti] = 1.52 × 10-4mol/L,Polymerization condition: When sequential addition of catalyst → [Zr] = 6.06 × 10 -6 mol / L, [Ti] = 1.52 × 10 -4 mol / L,

조촉매 : MAO([Al]/[Zr] = 4000) 및 TEA([Al]/[Ti]=100), 40℃, 1 atm, 1 hPromoter: MAO ([Al] / [Zr] = 4000) and TEA ([Al] / [Ti] = 100), 40 ° C., 1 atm, 1 h

EIZ 촉매 단독 투입시 → [Zr] = 3.19×10-5mol/L, 조촉매 = MAO([Al]/[Zr] = 4000), 40℃, 1 atm, 1 hEIZ catalyst alone → Zr = 3.19 × 10 -5 mol / L, Cocatalyst = MAO ([Al] / [Zr] = 4000), 40 ° C, 1 atm, 1 h

MgCl2-Ti 촉매 단독 투입시 → [Ti] = 1.52×10-4mol/L, 조촉매 = TEA ([Al]/[Ti] = 100), 40℃, 1 atm, 1 hMgCl 2 -Ti catalyst alone → [Ti] = 1.52 × 10 -4 mol / L, Promoter = TEA ([Al] / [Ti] = 100), 40 ° C, 1 atm, 1 h

본 발명에서와 같이 지글러-나타촉매와 메탈로센 촉매를 순차적으로 부가하고, 조촉매로 유기알루미늄 화합물 또는 알루미녹산을 사용하여 중합·제조된 폴리프로필렌은 다양한 성질과 분자량분포를 가진다.As in the present invention, a Ziegler-Natta catalyst and a metallocene catalyst are sequentially added, and the polypropylene polymerized and manufactured using an organoaluminum compound or aluminoxane as a cocatalyst has various properties and molecular weight distribution.

또한 본 발명에서는 외부전자공여체를 투입하여 입체규칙성을 증가사키거나, 수소를 첨가하여 분자량을 감소시킬 수 있으며, 촉매에 의한 중합시간을 조절하여 입체규칙성과 분자량을 조절할 수 있다.In addition, in the present invention, the stereoregularity may be increased by adding an external electron donor, or the molecular weight may be reduced by adding hydrogen, and the stereoregularity and molecular weight may be controlled by controlling the polymerization time by the catalyst.

본 발명에 의한 폴리프롤필렌은 판, 필름, 용기, 섬유 등 다양한 상품으로 성형되어 사용될 수 있다.Polypropylene may be used to form a variety of products, such as plates, films, containers, fibers.

Claims (4)

중합에 의해 다양한 분자량, 분자량 분포, 녹는점 및 입체규칙성을 가지는 폴리프로필렌을 제조함에 있어서, 메탈로센 촉매와 지글러-나타촉매를 순차적으로 부가하고, 지글러-나타 촉매의 조촉매로서는 일반식 RnAlY3-n(여기서, R은 1-20 개의 탄소원자들을 갖는 탄화수소이고, Y는 할로겐이며, 0≤n≤3임)으로 표시되는 유기알루미늄화합물 또는 알루미녹산 중에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물을 사용하고, 메탈로센 촉매의 조촉매로서는 알루미녹산을 사용함을 특징으로 하는 폴리프로필렌의 제조방법.In preparing a polypropylene having various molecular weights, molecular weight distribution, melting point and stereoregularity by polymerization, a metallocene catalyst and a Ziegler-Natta catalyst are added sequentially, and as a cocatalyst of the Ziegler-Natta catalyst, a general formula R n 1 or a mixture thereof selected from organoaluminum compounds or aluminoxanes represented by AlY 3-n , wherein R is a hydrocarbon having 1-20 carbon atoms, Y is halogen, and 0≤n≤3 Aluminoxane is used as a cocatalyst of a metallocene catalyst, The manufacturing method of the polypropylene characterized by the above-mentioned. 제 1 항에 있어서, 중합시 외부전자공여체를 투입하여 입체규칙성을 증가시킴을 특징으로 하는 폴리프로필렌의 제조방법.The method of claim 1, wherein an external electron donor is added during polymerization to increase stereoregularity. 제 1 항에 있어서, 중합시 수소를 첨가하여 분자량을 감소시키고 분자량분포의 값은 증가시킴을 특징으로 하는 폴리프로필렌의 제조방법.The method for producing polypropylene according to claim 1, wherein the polymerization decreases the molecular weight by increasing hydrogen and increases the value of the molecular weight distribution. 제 1 항에 있어서, 제조되는 폴리프로필렌은 프로필렌의 단독 중합체 또는 2 -18 개의 탄소수를 가진 α-올레핀과 프로필렌의 불규칙 공중합체 또는 2 - 18개의 탄소원자를 가진 α-올레핀과 프로필렌의 블록 공중합체임을 특징으로 하는 폴리프로필렌의 제조방법.The polypropylene produced is a homopolymer of propylene or an irregular copolymer of propylene with an alpha -olefin having 2 to 18 carbon atoms or a block copolymer of propylene with an alpha -olefin having 2 to 18 carbon atoms. Method for producing a polypropylene, characterized in that.
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