KR20100058126A - 프로필렌 중합체의 제조방법 - Google Patents

프로필렌 중합체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 프로필렌 중합체의 제조방법에 관한 것으로서, 특정 크기의 촉매 및 특정 조합의 외부전자공여체를 사용하므로써 중합 활성 및 중합체의 입체규칙성은 종래기술과 동등 수준 이상이면서, 수소반응성이 우수하고, 겉보기 밀도 및 용융흐름성이 높은 프로필렌 중합체를 제조할 수 있는 프로필렌 중합체의 제조방법에 관한 것이다.
프로필렌 중합체, 촉매의 활성, 입체규칙성, 대수소 반응성, 중합체의 겉보기 밀도, 용융흐름지수

Description

프로필렌 중합체의 제조방법{METHOD FOR PREPARATION OF PROPYLENE POLYMER}
본 발명은, 프로필렌 중합체의 제조방법에 관한 것으로서, 특정 크기의 촉매 및 특정 조합의 외부전자공여체를 사용하므로써 중합 활성 및 중합체의 입체규칙성은 종래기술과 동등 수준 이상이면서, 수소반응성이 우수하고, 겉보기 밀도 및 용융흐름성이 높은 중합체를 제조할 수 있는 프로필렌 중합체의 제조방법에 관한 것이다.
프로필렌의 기상중합, 슬러리중합 및 벌크중합에 사용되는 촉매계는 지글러계 촉매성분, 알킬알루미늄 및 외부전자공여체로 구성되는 것이 일반적이다. 이러한 일반적인 프로필렌 중합용 촉매계에 있어서, 외부전자공여체는, 고체촉매 표면 상에 존재하는 비입체규칙성의 활성점을 선택적으로 피독 또는 전환시키므로써, 생성되는 결과 중합체의 아이소탁틱 지수, 즉 입체규칙성을 향상시키는 역할을 하는 것으로 잘 알려져 있다. 요컨대, 사용되는 외부전자공여체의 분자구조에 따라, 제조되는 폴리프로필렌 중합체의 입체규칙성은 물론, 활성과 분자량분포 등이 달라지게 되며, 따라서, 이러한 물성들이 향상된 폴리프로필렌 중합체를 얻기 위하여, 특히 다양한 종류의 실란화합물을 외부전자공여체로서 사용하는 다양한 종래기술들이 알려져 있다.
예를 들어, 일본국 특허공개공보 평3-33105호 및 일본국 특허공개공보 평3-33106호에는, 실리카와 디알킬마그네슘을 반응시켜 얻은 담체로부터 합성된 고체촉매성분에 트리에틸알루미늄 및 외부전자공여체로서 디알킬디메톡시실란 화합물, 알킬트리메톡시실란 화합물을 단독으로 또는 혼합하여 사용하므로써 입체규칙성이 높은 폴리프로필렌을 중합하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 외부전자공여체로서 알킬트리메톡시실란 화합물을 사용하는 경우에는 촉매활성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
한편, 미국특허 제4,952,649호에는, 2-에틸헥실알코올에 녹인 염화마그네슘 용액을 티타늄 테트라클로라이드 및 디알킬프탈레이트와 -20~130℃에서 반응시켜 재결정화된 고체촉매 입자를 형성시키고, 이를 조촉매인 트리에틸알루미늄 및 외부전자공여체인 각종의 디알킬디알콕시실란과 함께 사용하여 프로필렌을 벌크중합하므로써, 아이소탁틱 지수가 96~98%인 고입체규칙성의 폴리프로필렌을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 미국특허 제6,384,160호에 따르면, 디에톡시마그네슘을 사염화티타늄 및 내부전자공여체인 디이소부틸프탈레이트 또는 디에틸프탈레이트와 반응시켜 얻어지는 고체촉매 성분을 조촉매인 트리에틸알루미늄 및 외부전자공여체인 디알킬디메톡시실란과 함께 사용하므로써 아이소탁틱 지수가 92~98%인 폴리프로필렌을 제조하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 상기의 미국특허들에 의해 개시된 주촉매성분과 외부전자공여체를 사용하는 경우에는, 분자량 조절제인 수소의 반응성이 충분하지 못하기 때문에 용 융흐름지수가 50g/10분 이상인 폴리프로필렌을 제조하기에는 현실적으로 무리가 있다. 즉, 실제 상용공정에 있어서 불충분한 수소 반응성을 보충하고자 중합반응기에 다량의 수소를 투입하게 되면, 장치설계압력의 한계로 인하여 폭발 등의 위험성이 있으므로,　실제 상용공정에서는 실질적으로 수소 투입량에 제약이 존재한다. 따라서, 실제 상용공정에서는, 상기의 미국특허들에 의해 개시된 주촉매성분과 외부전자공여체를 사용하는 경우, 높은 용융흐름성을 갖는 폴리프로필렌을 제조하기 위해서 필요한 수준의 압력으로까지 수소를 투입할 수 없다는 문제점이 있다.
한편, 일본국 특허공개공보 소57-63311호에 개시된, 외부전자공여체로서 페닐트리에톡시실란을 사용하는 올레핀 중합방법은, 중합후 외부전자공여체에서 이탈된 페닐기로 인한 유해성의 문제가 있고, 일본국 특허공개공보 평2-170803호에 개시된, 외부전자공여체로서 디알킬디메톡시실란을 사용하는 올레핀 중합방법은, 높은 용융지수를 갖는 중합체를 제조할 수 없다는 단점이 있다. 또한, 일본특허공개공보 평8-157520호에 개시된 올레핀 중합방법에서는 내부전자공여체로서 시클로알킬기로 치환된 알킬알콕시실란을 사용하는데, 이 경우 비교적 높은 수준의 용융흐름성을 가지는 중합체가 얻어질 수는 있으나, 촉매활성이 상대적으로 너무 낮다는 단점이 있다. 수소 반응성을 올리기 위한 상기의 방법들은 주로 전자 공여체의 종류를 변화시키는 방법인데 그 종류가 한정되어 있고, 또한 상업 공장에 경제적으로 사용이 불가능한 경우가 있는 등의 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 지글러 촉매계를 사용한 폴리프로필렌의 중합에 있어서, 촉매제조에 사용되는 담체의 크기를 조절하고, 특정 조합의 외부전자공여체를 사용하므로써, 아이소탁틱 지수가 97% 이상으로 상업적으로 사용하기에 충분히 높을 뿐만 아니라, 분자량 조절제인 수소의 반응성이 비약적으로 향상되어 동일한 양의 수소를 반응기에 투입하여도 훨씬 높은 용융흐름지수를 나타내며, 겉보기 밀도가 높고, 비교적 높은 수율로 프로필렌 중합체를 제조할 수 있는 프로필렌 중합체의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 프로필렌 중합체의 제조방법은, 주촉매로서 마그네슘, 티타늄, 할로겐 및 내부전자공여체를 포함하여 이루어지는, 평균입경이 15~20㎛인 지글러계 고체촉매; 조촉매로서 알킬알루미늄 화합물; 및 외부전자공여체로서 1종 이상의 디알콕시실란계 화합물 및 1종 이상의 트리알콕시실란계 화합물로부터 선택되는 서로 다른 종류의 3종의 알콕시실란계 화합물을 포함하여 이루어지는 프로필렌 중합용 촉매계의 존재하에 프로필렌을 중합 또는 공중합 시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 용어 '프로필렌 중합체'는 프로필렌 단독 중합체뿐만 아니라 프로필렌과 다른 α-올레핀과의 공중합체도 포함하는 의미로 사용된다.
본 발명에 따른 프로필렌 중합체의 제조방법에 있어서, 주촉매로 사용되는 상기 지글러계 고체 촉매는, 바람직하게는 마그네슘, 티타늄, 할로겐 및 내부전자 공여체를 포함하여 이루어지며, 그 조성비에 있어서는 특별한 제한이 없으나, 촉매 활성의 측면을 고려해 볼 때, 마그네슘 5∼40중량%, 티타늄 0.5∼10중량%, 할로겐 50∼85중량% 및 내부전자공여체 2.5∼30중량%를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 상기 주촉매는 평균입경이 15~20㎛인 것이 바람직한데, 15㎛ 미만이면 미세입자가 증가하여 바람직하지 않고, 20㎛를 초과하면 겉보기 밀도가 작아지는 경향이 있어서 바람직하지 않다.
상기 주촉매 성분에 포함되는 마그네슘의 공급원에는 특별한 제한이 없고, 염화마그네슘, 디알콕시마그네슘, 알콕시마그네슘클로라이드 등과 같이, 폴리프로필렌 중합용 지글러계 촉매의 제조에 담체성분으로 사용될 수 있는 마그네슘 화합물이라면 모두 제한없이 상기 주촉매 성분의 제조에 사용가능한데, 그 중, 촉매 입자크기 조절이 용이성의 관점에서 디알콕시마그네슘이 가장 바람직하다.
상기 디알콕시마그네슘은 반응개시제의 존재하에 금속 마그네슘과 알코올을 반응시키는 단계를 포함하여 제조되는데, 반응개시제　및 금속 마그네슘 반응 횟수 및 양을 조절하면　기존의 방법보다 결과물인 디알콕시마그네슘 담체의 크기를 쉽게 조절할 수 있고, 입자모양이 구형인 담체를 제공할 수 있다. 본 발명에서는 반응개시제의 양을 전체 사용한 금속 마그네슘 1중량부에 대해 0.001~0.2중량부로 하고, 금속 마그네슘과 알코올을 1회만 반응시키며, 상기 금속 마그네슘에 대한 전체 알코올의 사용량은 금속 마그네슘 중량:알코올 부피로 1:5~1:50, 바람직하게는 1:7~1:20로 하여 디알콕시마그네슘 담체를 제조하고, 이를 주촉매 제조에 사용한 다.
상기 디알콕시마그네슘 제조에 사용되는 반응개시제는　전체 사용된 금속 마그네슘　1중량부에 대하여 0.001~0.2중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 0.001중량부 미만이면 반응속도가 너무 느려져 바람직하지 않고, 0.2중량부를 초과하면 생성물의 입자크기가 너무 커지거나 미세입자가 다량 생성될 수 있어 바람직하지 않다.
상기 전체 금속 마그네슘에 대한 전체 알코올의 사용량은, 금속 마그네슘 중량:알코올 부피로 1:5~1:50인 것이 바람직하며, 1:7~1:20인 것이 보다 바람직한데, 상기 사용비가 1:5 미만이면 슬러리의 점도가 급격히 증가하여 균일한 교반이 어렵게 되고, 1:50을 초과하면 생성되는 담체의 겉보기밀도가 급격히 감소하거나 입자표면이 거칠어지는 문제가 발생한다.
상기 디알콕시마그네슘의 제조에 사용되는 상기 금속 마그네슘 입자의 형태에는 크게 제한이 없으나, 그 크기에 있어서는 평균입경이 10~300㎛인 분말상인 것이 바람직하며, 50~200㎛인 분말상의 것이 보다 바람직하다. 금속 마그네슘의 평균입경이 10㎛ 미만이면 생성물인 담체의 평균 입자크기가 너무 미세해지므로 바람직하지 않고, 300㎛를 초과하면 담체의 평균입자크기가 너무 커지고, 담체의 모양이 균일한 구형의 형태로 되기 어려워지므로 바람직하지 않다.
상기 디알콕시마그네슘 제조에 사용되는 상기 알코올로는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 노말프로판올, 이소프로판올, 노말부탄올, 이소부탄올, 노말펜탄올, 이소펜탄올, 네오펜탄올, 시클로펜탄올 및 시클로헥산올 등과 같이 일반식 ROH(여기에서, R은 탄소수 1~6인 알킬기이다)로 표시되는 지방족 알코올 또는 페놀과 같 은 방향족 알코올로부터 선택되는 1종 이상의 알코올을 단독으로 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하고, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올 등으로부터 선택되는 1종 이상의 알코올을 단독으로 또는 혼합하여 사용하는 것이 보다 바람직하며, 에탄올을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 디알콕시마그네슘 제조에 사용되는 상기 반응개시제는, 그 종류에 특별히 한정은 없고, 그 구체예로서, N-브로모숙신이미드, N-클로로숙신이미드, N-브로모프탈이미드 및 N-클로로프탈이미드 등과 같은 할로겐화 질소 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 반응개시제　존재하에서　금속 마그네슘을　투입시킬 때의 온도는　25~110℃인 것이 바람직하며, 25~50℃의 온도인 것이 보다 바람직한데, 25℃ 미만이면 저온으로 인하여 반응이 너무 느려 바람직하지 않고, 110℃를 초과하면 반응이 너무 급격하게 일어나 바람직하지 않으며, 이후 금속 마그네슘과 알코올의 반응은 60~90℃의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하고, 또한, 알코올의 끓는점 온도에서 냉각　환류시키면서 반응시킬 수도 있는데, 상기 반응온도가 60℃ 미만이면 반응이 너무 느려 바람직하지 않고, 90℃를 초과하면 반응이 너무 급격하게 일어나 미세입자의 양이 급격히 증가하고, 또한 입자의 뭉침 현상이 일어나 원하는 크기의 균일한 구형 담체를 얻을 수 없어 바람직하지 않다.
상기 디알콕시마그네슘 제조에 있어서, 반응 교반 속도는 50~300rpm이 바람직하며, 70~250rpm 것이 보다 바람직한데, 상기 범위를 벗어나면 입자가 균일하지 않아 바람직하지 않다.
상기 주촉매 성분은, 상기한 바와 같이 제조되는 구형입자 형태의 디알콕시마그네슘 담체를 유기용매의 존재하에서 티타늄 할라이드 화합물과 일차 반응시킴으로써 디알콕시마그네슘의 알콕시기를 할로겐기로 치환시킨 다음, 유기용매의 존재하에 티타늄 화합물 및 내부전자공여체를 0~130℃의 범위에서 반응시킴으로써 다공성의 고체촉매입자 형태로 얻을 수 있다.
상기 주촉매 성분에 포함되는 티타늄의 공급원에도 특별한 제한은 없으며, 따라서 폴리프로필렌 중합용 지글러계 촉매의 제조에 사용되는 티타늄 화합물이라면 모두 제한없이 상기 주촉매 성분의 제조에 사용가능하며, 특히 사염화티타늄을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 주촉매 성분에 포함되는 내부전자공여체에도 특별한 제한은 없고, 따라서, 알코올류, 에테르류, 케톤류, 카르복시산류 등과 같이 폴리프로필렌 중합용 지글러계 촉매의 제조에 내부전자공여체로서 사용가능한 화합물이라면 제한 없이 상기 주촉매 성분의 제조에 사용 가능하지만, 그 중에서도 카르복시산에스테르 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 구체적으로는 벤젠-1,2-디카르복시산에스테르 화합물 또는 숙신산에스테르 화합물 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 내부전자공여체로서 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 벤젠-1,2-디카르복시산에스테르 화합물의 구체적인 예로는, 디메틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디노말프로필프탈레이트, 디이소프로필프탈레이트, 디노말부틸프탈레이트, 디이소부틸프탈레이트, 디노말펜틸프탈레이트, 디(2-메틸부틸)프탈레이트, 디(3-메틸부틸)프탈레이트, 디네오펜틸프탈레이트, 디노말헥실프탈레이트, 디(2-메틸펜틸)프탈레이트, 디(3-메틸펜틸)프탈레이트, 디이소헥실프탈레이트, 디네오헥실프탈레이트, 디(2,3-디메틸부틸)프탈레이트, 디노말헵틸프탈레이트, 디(2-메틸헥실)프탈레이트, 디(2-에틸펜틸)프탈레이트, 디이소헵틸프탈레이트, 디네오헵틸프탈레이트, 디노말옥틸프탈레이트, 디(2-메틸헵틸)프탈레이트, 디이소옥틸프탈레이트, 디(3-에틸헥실)프탈레이트, 디네오옥틸프탈레이트, 디노말노닐프탈레이트, 디이소노닐프탈레이트, 디노말데실프탈레이트 및 디이소데실프탈레이트 등이 있다.
상기와 같이 제조되는 지글러계 고체촉매는, 평균입경이 5~20㎛인 것이 바람직한데, 5㎛ 미만이면 미세 입자가 증가하여 바람직하지 않고, 20㎛를 초과하면 겉보기 밀도가 감소하여 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 프로필렌 중합체의 제조방법에 있어서, 상기 조촉매 성분으로는 폴리프로필렌 중합에 통상적으로 사용되는 알킬알루미늄 화합물이 바람직하고, 특히 일반식 AlR1 3(여기에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이다)로 표시되는 트리알킬알루미늄 화합물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 그 구체적인 예로는, 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄 및 트리이소부틸알루미늄 등이 있다.
상기 주촉매 성분 중의 티타늄 원자에 대한 상기 조촉매 성분 중의 알루미늄 원자의 몰비는 1~1000인 것이 바람직한데, 상기 범위를 벗어나게 되면 중합활성이 급격히 저하되는 문제가 있다.
본 발명에 따른 프로필렌 중합체의 제조방법에 있어서, 상기 외부전자공여체는 중합시 분자량 조절제로서 투입되는 수소의 반응성을 향상시키는 효과를 얻기 위하여 사용되며, 상기 외부전자공여체는 1종 이상의 디알콕시실란 화합물 및 1종 이상의 트리알콕시실란 화합물로부터 선택되는 서로 다른 종류의 3종의 알콕시실란 화합물을 조합하여 이루어지고, 상기 3종의 외부전자 공여체의 조합 비율은 A:B:C=n:m:l의 몰비이고, n, m, l은 0.1~200인 것이 바람직한데, 상기 범위를 벗어나면 수소 반응성을 조절하기가 어려워 바람직하지 않다.
외부전자공여체로 사용되는 상기 디알콕시실란 화합물은, 그 종류에 특별히 제한은 없으나, 일반식 R1R2Si(OR3)2　(여기에서, R1 및 R2는 동일하거나 다를 수 있고, 탄소수 1~12의 알킬, 시클로알킬, 알릴, 알킬실릴기 또는 알킬실릴옥시를 나타내고, R3은 탄소수 1~3의 알킬기를 나타낸다)로 표시되는 디알콕시실란 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 그 중에서도 R1, R2가 탄소수 3~7의 알킬 또는 시클로알킬기이고, R3이 메틸기인 디메톡시실란 화합물을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 또한 상기 트리알콕시실란 화합물은, 그 종류에 특별히 제한은 없으나, 일반식 R4Si(OR5)3(여기서, R4는 탄소수 1~12의 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알킬아미노기, 알킬실릴기 또는 알킬실릴옥시기를 나타내고, R5는 탄소수 2~4의 알킬기를 나타낸다)로 표시되는 트리알콕시실란 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 그 중에서도 R2가 탄소수 3~7의 알킬, 알케닐, 시클로알킬, 또는 알킬아미노기이고, R3이 에틸기인 트리에톡시실란 화합물을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기　외부전자공여체의 구체예로는, n-C3H7Si(OCH3)3, (n-C3H7)2Si(OCH3)2, i-C3H7Si(OCH3)3, (i-C3H7)2Si(OCH3)2, n-C4H9Si(OCH3)3, (n-C4H9)2Si(OCH3)2, i-C4H9Si(OCH3)3, (i-C4H9)2Si(OCH3)2, t-C4H9Si(OCH3)3, (t-C4H9)2Si(OCH3)2, n-C5H11Si(OCH3)3, (1-프로페닐)Si(OC2H5)3, (n-C5H11)2Si(OCH3)2, (시클로펜틸)Si(OCH3)3, (시클로펜틸)2Si(OCH3)2, (시클로펜틸)(CH3)Si(OCH3)2, (시클로펜틸)(C2H5)Si(OCH3)2, (시클로펜틸)(C3H5)Si(OCH3)2, 　(시클로헥실)Si(OCH3)3, (시클로헥실)2Si(OCH3)2, (시클로헥실)(CH3)Si(OCH3)2, (시클로헥실)(C2H5)Si(OCH3)2, (시클로헥실)(C3H5)Si(OCH3)2, (시클로헵틸)Si(OCH3)3, (시클로헵틸)2Si(OCH3)2, (시클로헵틸)(CH3)Si(OCH3)2, (1-프로페닐)Si(OCH3)3, (시클로헵틸)(C2H5)Si(OCH3)2, (시클로헵틸)(C3H5)Si(OCH3)2, PhSi(OCH3)3(Ph는 페닐기), Ph2Si(OCH3)2, (N(CH3)2)Si(OCH3)3, (N(C2H5)2)Si(OCH3)3, (N(n-C3H7)2)Si(OCH3)3, (N(i-C3H7)2)Si(OCH3)3,　　(N(n-C4H9)2)Si(OCH3)3, (N(i-C4H9)2)Si(OCH3)3, (N(t-C4H9)2)Si(OCH3)3, n-C3H5Si(OC2H5)3, (n-C3H7)2Si(OC2H5)2, i-C3H7Si(OC2H5)3, (i-C3H7)2Si(OC2H5)2, n-C4H9Si(OC2H5)3, (n-C4H9)2Si(OC2H5)2, i-C4H9Si(OC2H5)3, (i-C4H9)2Si(OC2H5)2, (1-프로페닐)Si(OC2H5)3, t- C4H9Si(OC2H5)3, (t-C4H9)2Si(OC2H5)2, n-C5H11Si(OC2H5)3, (n-C5H11)2Si(OC2H5)2, (N(CH3)2)Si(OC2H5)3, (N(C2H5)2)Si(OC2H5)3, (N(n-C3H7)2)Si(OC2H5)3, (N(i-C3H7)2)Si(OC2H5)3,　　(N(n-C4H9)2)Si(OC2H5)3, (N(i-C4H9)2)Si(OC2H5)3, (N(t-C4H9)2)Si(OC2H5)3, (시클로펜틸)Si(OC2H5)3, (시클로펜틸)2Si(OC2H5)2, (시클로펜틸)(CH3)Si(OC2H5)2, (시클로펜틸)(C2H5)Si(OC2H5)2, (시클로펜틸)(C3H5)Si(OC2H5)2, 　(시클로헥실)Si(OC2H5)3, (시클로헥실)2Si(OC2H5)2, (시클로헥실)(CH3)Si(OC2H5)2, (시클로헥실)(C2H5)Si(OC2H5)2, (시클로헥실)(C3H5)Si(OC2H5)2, (시클로헵틸)Si(OC2H5)3, (시클로헵틸)2Si(OC2H5)2, (시클로헵틸)(CH3)Si(OC2H5)2, (시클로헵틸)(C2H5)Si(OC2H5)2, (시클로헵틸)(C3H5)Si(OC2H5)2, (페닐)Si(OC2H5)3, (페닐)2Si(OC2H5)2,　(CH3)3SiCH2Si(OCH3)3, (CH3)3SiCH2Si(OC2H5)3, (CH3)3SiCH2Si(OC3H7)3, (CH3)3Si(CH2)2Si(OCH3)3, (CH3)3Si(CH2)2Si(OC2H5)3, (CH3)3Si(CH2)2Si(OC3H7)3, (CH3)3Si(CH2)3Si(OCH3)3, (CH3)3Si(CH2)3Si(OC2H5)3, (CH3)3Si(CH2)3Si(OC3H7)3, (CH3)3Si(CH2)4Si(OCH3)3, (CH3)3Si(CH2)4Si(OC2H5)3, (CH3)3Si(CH2)4Si(OC3H7)3, [(CH3)3SiCH2]2Si(OCH3)2, [(CH3)3SiCH2]2Si(OC2H5)2, [(CH3)3Si(CH2)2]2Si(OCH3)2, [(CH3)3Si(CH2)2]2Si(OC2H5)2, [(CH3)3Si(CH2)2]2Si(OCH3)2, [(CH3)3Si(CH2)2]2Si(OC2H5)2, [(CH3)3Si(CH2)3]2Si(OCH3)2, [(CH3)3Si(CH2)3]2Si(OC2H5)2, [(CH3)3Si(CH2)4]2Si(OCH3)2, [(CH3)3Si(CH2)4]2Si(OC2H5)2, (C2H5)3SiCH2Si(OCH3)3, (C2H5)3SiCH2Si(OC2H5)3, (C2H5)3SiCH2Si(OC3H7)3, (C2H5)3Si(CH2)2Si(OCH3)3, (C2H5)3Si(CH2)2Si(OC2H5)3, (C2H5)3Si(CH2)2Si(OC3H7)3, (C2H5)3Si(CH2)3Si(OCH3)3, (C2H5)3Si(CH2)3Si(OC2H5)3, (C2H5)3Si(CH2)3Si(OC3H7)3, (C2H5)3Si(CH2)4Si(OCH3)3, (C2H5)3Si(CH2)4Si(OC2H5)3, (C2H5)3Si(CH2)4Si(OC3H7)3, (C2H5)3Si(CH2)4Si(OC2H5)3, [(C2H5)3SiCH2]2Si(OCH3)2, [(C2H5)3SiCH2]2Si(OC2H5)2, [(C2H5)3Si(CH2)2]2Si(OCH3)2, [(C2H5)3Si(CH2)2]2Si(OC2H5)2, [(C2H5)3Si(CH2)2]2Si(OCH3)2, [(C2H5)3Si(CH2)2]2Si(OC2H5)2, [(C2H5)3Si(CH2)3]2Si(OCH3)2, [(C2H5)3Si(CH2)3]2Si(OC2H5)2, [(C2H5)3Si(CH2)4]2Si(OCH3)2, [(C2H5)3Si(CH2)4]2Si(OC2H5)2, (이소-C3H7)(CH3)2SiCH2Si(OCH3)3, (이소-C3H7)(CH3)2SiCH2Si(OC2H5)3, (이소-C3H7)(CH3)2SiCH2Si(OC3H7)3, (이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)2Si(OCH3)3, (이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)2Si(OC2H5)3, (이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)2Si(OC3H7)3, (이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)3Si(OCH3)3, (이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)3Si(OC2H5)3, (이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)3Si(OC3H7)3, (이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)4Si(OCH3)3, (이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)4Si(OC2H5)3, (이소- C3H7)(CH3)2Si(CH2)4Si(OC3H7)3, [(이소-C3H7)(CH3)2SiCH2]2Si(OCH3)2, [(이소-C3H7)(CH3)2SiCH2]2Si(OC2H5)2, [(이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)2]2Si(OCH3)2, [(이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)2]2Si(OC2H5)2, [(이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)2]2Si(OCH3)2, [(이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)2]2Si(OC2H5)2, [(이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)3]2Si(OCH3)2, [(이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)3]2Si(OC2H5)2, [(이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)4]2Si(OCH3)2, [(이소-C3H7)(CH3)2Si(CH2)4]2Si(OC2H5)2, (터셔리-C4H9)(CH3)2SiCH2Si(OCH3)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2SiCH2Si(OC2H5)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2SiCH2Si(OC3H7)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)2Si(OCH3)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)2Si(OC2H5)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)2Si(OC3H7)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)3Si(OCH3)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)3Si(OC2H5)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)3Si(OC3H7)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)4Si(OCH3)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)4Si(OC2H5)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)4Si(OC3H7)3, [(터셔리-C4H9)(CH3)2SiCH2]2Si(OCH3)2, [(터셔리-C4H9)(CH3)2SiCH2]2Si(OC2H5)2, [(터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)2]2Si(OCH3)2, [(터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)2]2Si(OC2H5)2, [(터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)2]2Si(OCH3)2, [(터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)2]2Si(OC2H5)2, [(터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)3]2Si(OCH3)2, [(터셔리- C4H9)(CH3)2Si(CH2)3]2Si(OC2H5)2, [(터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)4]2Si(OCH3)2, [(터셔리-C4H9)(CH3)2Si(CH2)4]2Si(OC2H5)2, (CH3)3SiOSi(OCH3)3, (CH3)3SiOSi(OC2H5)3, (CH3)3SiOSi(OC3H7)3, [(CH3)3SiO]2Si(OCH3)2, [(CH3)3SiO]2Si(OC2H5)2, (C2H5)3SiOSi(OCH3)3, (C2H5)3SiOSi(OC2H5)3, (C2H5)3SiOSi(OC3H7)3, [(C2H5)3SiO]2Si(OCH3)2, [(C2H5)3SiO]2Si(OC2H5)2, (이소-C3H7)(CH3)2SiOSi(OCH3)3, (이소-C3H7)(CH3)2SiOSi(OC2H5)3, (이소-C3H7)(CH3)2SiOSi(OC3H7)3, [(이소-C3H7)(CH3)2SiO]2Si(OCH3)2, [(이소-C3H7)(CH3)2SiO]2Si(OC2H5)2, (터셔리-C4H9)(CH3)2SiOSi(OCH3)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2SiOSi(OC2H5)3, (터셔리-C4H9)(CH3)2SiOSi(OC3H7)3, [(터셔리-C4H9)(CH3)2SiO]2Si(OCH3)2 및 [(터셔리-C4H9)2SiO]2Si(OC2H5)2 등이 있다.
상기 프로필렌 중합체의 제조방법에 있어서, 상기 주촉매 성분에 대한 상기 외부전자공여체의 비율은, 중합방법에 따라서 다소 차이는 있으나, 주촉매 성분 중의 티타늄 원자에 대한 외부전자공여체 중의 실리콘 원자의 몰비가 0.1~500인 것이 바람직하며, 1~100인 것이 보다 바람직한데, 0.1 미만이면 생성되는 프로필렌 중합체의 입체규칙성이 현저히 낮아져 바람직하지 않고, 500을 초과하면 촉매의 중합활성이 현저히 떨어지는 문제점이 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 프로필렌 중합체의 제조방법에 있어서, 중합반응의 온도는 20~120 ℃인 것이 바람직한데, 중합반응의 온도가 20℃ 미만이면 반응이 충분하게 진행되지 못하고, 120℃를 초과하면 활성의 저하가 심하고, 중합체 물성에도 좋지 않은 영향을 주게 된다.
본 발명의 프로필렌 중합체의 제조방법은, 프로필렌 단독중합체 뿐만 아니라 프로필렌과 탄소수 2~6(3은 제외)의 알파-올레핀과의 공중합체의 제조에도 유효하게 적용될 수 있다.
본 발명의 프로필렌 중합체 제조방법에 의하면, 중합활성 및 중합체의 입체 규칙성은 종래 기술에 비해 동등 이상의 성능을 가지면서, 수소 반응성이 우수하고, 겉보기 밀도 및 용융흐름지수가 높은 프로필렌 중합체를 제조할 수 있다.
이하 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 상세히 설명하나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
중합활성, 겉보기 밀도(BD), 입체규칙성(아이소탁틱지수(I.I)) 및 용융흐름지수의 측정방법은 다음과 같다.
① 시간당 중합활성(kg/g-촉매): 시간당 중합체의 생성량(kg)/촉매의 양(g)
② 아이소탁틱지수(I.I)(wt%): 중합체 100g 중에서, 혼합크실렌중에서 결정화되어 석출되는 불용성분의 중량(g) 퍼센트
③ 용융흐름지수(MFR)(g/10분): ASTM1238에 의해, 230℃, 2.16kg 하중에서 측정.　
실시예 1
[구형 담체의 제조]
교반기와 오일히터, 냉각환류기가 장착된 5L 크기의 초자반응기를 질소로 충분히 환기시킨 다음, 무수 에탄올 800ml를 투입하여 반응기의 온도를 50℃로 맞추어 준 후, N-브로모숙신이미드 3.8g 및 금속 마그네슘(평균입경 100㎛인 분말제품) 60g을 투입하고, 교반속도를 240rpm으로 작동하면서 반응기의 온도를 78℃로 올려 에탄올이 환류되는 상태를 유지하였다. 약 5분이 경과하면 반응이 시작되면서 수소가 발생하므로, 발생되는 수소가 빠져 나가도록 반응기의 출구를 열린 상태로 두어 반응기에 압력을 상압으로 유지하였다. 수소 발생이 끝나면 반응기 온도 및 교반속도를 환류상태로 2시간 동안 유지하였다(숙성처리). 숙성처리가 끝난 후, 50℃에서 세정 1회당 노말헥산 2,000ml를 사용하여 결과물을 3회 세정하였다. 세정된 결과물을 흐르는 질소 하에서 24시간 동안 건조시켜 흐름성이 좋은 백색 분말상의 디에톡시마그네슘 265g(수율 94.3%)을 얻었다. 건조된 생성물을 노말헥산에 현탁시킨 상태의 입자크기를 광투과법에 의해 레이저 입자분석기(Mastersizer X:Malvern Instruments사 제조)로 측정결과, 입자모양은 구형이고, 평균 입자크기는 17.3㎛이었다. 또한 입도분포지수는 0.78이었고, 겉보기밀도는 0.32g/cc이었다.
[고체촉매성분의 제조]
질소로 충분히 치환된 1리터 크기의 교반기가 설치된 유리반응기에 톨루엔 　150ml와 상기에서 제조한 디에톡시마그네슘　25g을 투입하고, 10℃로 유지하였다. 사염화티타늄 25ml를 톨루엔 50ml에 희석하여 1시간에 걸쳐 투입한 후, 반응기의 온도를 60℃까지 분당 0.5℃의 속도로 올려 주었다. 　반응 혼합물을 60℃에서 1시간 동안 유지한 다음, 교반을 멈추어 고체생성물이 침전되기를 기다려 상등액을 제거하고, 새로운 톨루엔 200ml를 사용하여 15분간 교반시킨 후 동일한 방법으로 1회 세척하였다.
상기의 사염화티타늄으로 처리된 고체생성물에 톨루엔 150ml를 첨가하여 온도를 30℃로 유지한 상태에서 250rpm으로 교반시키면서 사염화티타늄 50ml를 1시간에 걸쳐 일정한 속도로 투입하였다. 사염화티타늄의 투입이 완료되면, 디이소부틸프탈레이트 2.5ml를 투입하고, 반응기의 온도를 110℃까지 80분간에 걸쳐 일정한 속도로 올려 주었다(분당 1℃의 속도로 승온). 승온과정에서 반응기의 온도가 40℃와 60℃에 도달하였을 때 각각 디이소부틸프탈레이트 2.5ml를 추가로 투입하였다. 110℃에서 1시간 동안 유지한 다음 90℃로 온도를 내려 교반을 멈추고, 상등액을 제거하고, 추가로 톨루엔 200ml를 사용하여 동일한 방법으로 1회 세척하였다. 여기에 톨루엔 150ml와 사염화티타늄 50ml를 투입하여 온도를 110℃까지 올려 1시간 동안 유지하였다. 숙성과정이 끝난 상기의 슬러리 혼합물을 매회당 톨루엔 200ml로 2회 세척하고, 40℃에서 노말헥산으로 매회당 200ml씩 5회 세척하여 연노랑색의 고체촉매성분을 얻었다. 흐르는 질소에서 18시간 건조시켜 얻어진 고체촉매성분 중의 티타늄의 함량은 2.33중량%이었고, 노말헥산에 현탁시킨 상태의 고체 촉매를 광투과법에 의해 레이저 입자분석기(Mastersizer X:Malvern Instruments사 제조)로 측정결과, 평균 입자크기는 17.5㎛이었다.
[프로필렌 중합]
2리터 크기의 고압용 스테인레스제 반응기 내에 상기에서 얻어진 촉매 5mg이 채워진 작은 유리관을 장착한 후, 반응기를 질소로 충분히 치환시키고, 조촉매 성분으로서 트리에틸알루미늄 7.0밀리몰을, 외부전자공여체로서 DIPDMS:IBTES:VTES=4:2:1의 몰비로 하여 0.7밀리몰과 함께 반응기 내에 투입하였다. 이어서 수소 1000ml와 액체상태의 프로필렌 1.2ℓ를 차례로 반응기 내에 투입한 후, 교반기를 작동시킴으로써 교반기의 회전과 동시에 내부에 장착되어 있던 유리관이 깨어져 중합이 시작되도록 하고, 이 때부터 온도를 70℃까지 올리고, 70℃에서 1시간 동안 중합하였다. 중합이 끝난 후에는 미반응의 프로필렌을 완전히 탈기시킴으로써 프로필렌 단독중합체를 얻었다.
얻어진 프로필렌 단독중합체의 무게로부터 시간당 중합활성을 계산하고, 그 아이소탁틱지수(I.I), 용융흐름지수(MFR)를 측정하여 하기 표 1 및 도 1에 나타내었다.
실시예 2~4
실시예 1의 [프로필렌 중합] 단계에 있어서, 수소 투입량을 각각 3000ml, 5000ml, 7000ml로 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 중합체를 제조하였다.
얻어진 프로필렌 중합체에 대하여 중합활성, 아이소탁틱지수 및 용융흐름지수를 측정하여, 그 결과를 하기 표 1 및 도 1에 나타내었다.
비교예 1~4
실시예 1의 [프로필렌 중합] 단계에 있어서, 수소 투입량을 각각 1000ml, 3000ml, 5000ml 및 7000ml로 하고, 외부전자공여체로서 DCPDMS:VTES=1:1(몰비)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 중합체를 제조하였다.
얻어진 프로필렌 중합체에 대하여, 중합활성, 아이소탁틱지수, 용융흐름지수를 결정하였으며, 그 결과를 하기 표 1 및 도 1에 나타내었다.
비교예 5
[구형 담체의 제조]
교반기와 오일히터, 냉각환류기가 장착된 5L 크기의 초자반응기를 질소로 충분히 환기시킨 다음, N-브로모숙신이미드 4.6g, 금속 마그네슘(평균입경 100㎛인 분말제품) 30g, 무수 에탄올 240ml를 투입하고, 교반속도를 240rpm으로 작동하면서 반응기의 온도를 78℃로 올려 에탄올이 환류되는 상태를 유지하였다. 약 5분이 경과하면 반응이 시작되면서 수소가 발생하므로, 발생되는 수소가 빠져 나가도록 반응기의 출구를 열린 상태로 두어 반응기에 압력을 상압으로 유지한다. 수소 발생이 끝나면 금속 마그네슘(평균입경이 100㎛인 분말형 제품) 10g과 에탄올 240ml를 3회로 나누어 매 20분마다 　투입하였다. 금속 마그네슘과 에탄올의 주입이 모두 끝나면 반응기 온도 및 교반속도를 환류상태로 2시간 동안 유지하였다(숙성처리). 숙성처리가 끝난 후, 50℃에서 세정 1회당 노말헥산 2,000ml를 사용하여 결과물을 3회 세정하였다. 세정된 결과물을 흐르는 질소 하에서 24시간 동안 건조시켜 흐름성이 좋은 백색 분말상의 디에톡시마그네슘 268.9g(수율 95.3%)을 얻었다. 건조된 생성물을 노말헥산에 현탁시킨 상태의 입자크기를 광투과법에 의해 레이저 입자분석 기(Mastersizer X:Malvern Instruments사 제조)로 측정결과, 입자모양은 구형이고, 평균 입자크기는 29.1㎛이었다.　또한, 입도분포지수가 0.77이었고, 겉보기 밀도가 0.31g/cc이었다.
[고체촉매성분의 제조]
질소로 충분히 치환된 1리터 크기의 교반기가 설치된 유리반응기에 톨루엔 　150ml과 상기에서 제조한 디에톡시마그네슘　25g을 투입하고, 10℃로 유지하였다. 사염화티타늄 25ml를 톨루엔 50ml에 희석하여 1시간에 걸쳐 투입한 후, 반응기의 온도를 60℃까지 분당 0.5℃의 속도로 올려 주었다. 　반응 혼합물을 60℃에서 1시간 동안 유지한 다음, 교반을 멈추어 고체생성물이 침전되기를 기다려 상등액을 제거하고, 새로운 톨루엔 200ml를 사용하여 15분간 교반시킨 후 동일한 방법으로 1회 세척하였다.
상기의 사염화티타늄으로 처리된 고체생성물에 톨루엔 150ml를 첨가하여 온도를 30℃로 유지한 상태에서 250rpm으로 교반시키면서 사염화티타늄 50ml를 1시간에 걸쳐 일정한 속도로 투입하였다. 사염화티타늄의 투입이 완료되면, 디이소부틸프탈레이트 2.5ml를 투입하고, 반응기의 온도를 110℃까지 80분간에 걸쳐 일정한 속도로 올려 주었다(분당 1℃의 속도로 승온). 승온과정에서 반응기의 온도가 40℃와 60℃에 도달하였을 때 각각 디이소부틸프탈레이트 2.5ml를 추가로 투입하였다. 110℃에서 1시간 동안 유지한 다음 90℃로 온도를 내려 교반을 멈추고, 상등액을 제거하고, 추가로 톨루엔 200ml를 사용하여 동일한 방법으로 1회 세척하였다. 여기에 톨루엔 150ml와 사염화티타늄 50ml를 투입하여 온도를 110℃까지 올려 1시간 동 안 유지하였다. 숙성과정이 끝난 상기의 슬러리 혼합물을 매회당 톨루엔 200ml로 2회 세척하고, 40℃에서 노말헥산으로 매회당 200ml씩 5회 세척하여 연노랑색의 고체촉매성분을 얻었다. 흐르는 질소에서 18시간 건조시켜 얻어진 고체촉매성분 중의 티타늄의 함량은 2.75중량%이었고, 노말헥산에 현탁시킨 상태의 고체 촉매를 광투과법에 의해 레이저 입자분석기(Mastersizer X:Malvern Instruments사 제조)로 측정결과, 평균 입자크기는 29.3㎛이었다.
[프로필렌 중합]
2리터 크기의 고압용 스테인레스제 반응기 내에 상기에서 얻어진 촉매 5mg이 채워진 작은 유리관을 장착한 후, 반응기를 질소로 충분히 치환시키고, 조촉매 성분으로서 트리에틸알루미늄 7.0밀리몰을, 외부전자공여체로서 DIPDMS:IBTES:VTES=4:2:1의 몰비로 하여 0.7밀리몰과 함께 반응기 내에 투입하였다. 이어서, 수소 1000ml와 액체상태의 프로필렌 1.2ℓ를 차례로 반응기 내에 투입한 후, 교반기를 작동시킴으로써 교반기의 회전과 동시에 내부에 장착되어 있던 유리관이 깨어져 중합이 시작되도록 하고, 이 때부터 온도를 70℃까지 올리고, 70℃에서 1시간 동안 중합하였다. 중합이 끝난 후에는 미반응의 프로필렌을 완전히 탈기시킴으로써 프로필렌 단독중합체를 얻었다.
얻어진 프로필렌 단독중합체의 무게로부터 시간당 중합활성을 계산하고, 그 아이소탁틱지수(I.I), 용융흐름지수(MFR)를 측정하여 하기 표 1 및 도 1에 나타내었다.
비교예 6~8
비교예 5의 [프로필렌 중합] 단계에 있어서, 수소 투입량을 각각 3000ml, 5000ml 및 7000ml로 한 것을 제외하고는, 비교예 5와 동일한 방법으로 프로필렌 중합체를 제조하였다.
얻어진 프로필렌 중합체에 대하여, 중합활성, 아이소탁틱지수, 용융흐름지수를 결정하였으며, 그 결과를 하기 표 1 및 도 1에 나타내었다.
표 1
구성 외부전자공여체의 종류 외부전자공여체의 몰수
(mmol)		 수소
(cc)		 시간당
중합활성
(kg-PP/g-cat hr)		 BD
(g/mL)		 입체규칙성
(I.I, wt%)		 용융흐름지수(g/10분)
실시예 1 DIPDMS:IBTES:VTES=4:2:1 0.7 1000 50.2 0.48 98.9 6.4
실시예 2 DIPDMS:IBTES:VTES=4:2:1 0.7 3000 54.8 0.47 98.7 28.9
실시예 3 DIPDMS:IBTES:VTES=4:2:1 0.7 5000 59.8 0.47 98.4 54.5
실시예 4 DIPDMS:IBTES:VTES=4:2:1 0.7 7000 53.0 0.46 98.6 84.2
비교예 1 DCPDMS:VTES=1:1 0.7 1000 48.8 0.46 98.1 3.1
비교예 2 DCPDMS:VTES=1:1 0.7 3000 55.1 0.46 98.3 12.3
비교예 3 DCPDMS:VTES=1:1 0.7 5000 58.3 0.45 98.6 24.6
비교예 4 DCPDMS:VTES=1:1 0.7 7000 57.3 0.45 98.5 37.4
비교예 5 DIPDMS:IBTES:VTES=4:2:1 0.7 1000 48.7 0.44 98.7 3.8
비교예 6 DIPDMS:IBTES:VTES=4:2:1 0.7 3000 56.2 0.43 98.6 17.0
비교예 7 DIPDMS:IBTES:VTES=4:2:1 0.7 5000 55.0 0.43 98.2 31.4
비교예 8 DIPDMS:IBTES:VTES=4:2:1 0.7 7000 52.6 0.42 98.5 51.9
주) 1) 디이소프로필디메톡시실란(DIPDMS)
2) 이소부틸트리에톡시실란(IBTES)
3) 비닐트리에톡시실란(VTES)
4) 디시클로펜틸디메톡시실란
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 동일한 수소량을 기준으로 대비하여 보면, 본 발명의 촉매와 외부전자공여체를 조합하여 사용한 실시예들은 기존의 외부전자공여체 조합을 사용한 비교예 1~4 및 금속 마그네슘과 알코올을 수회 반응시켜 제조된 담체를 이용하여 제조된 촉매를 사용한 비교예 5~8에 비하여 수소 반응성이 훨씬 향상되어, 용융흐름지수가 훨씬 높은 프로필렌 중합체를 제조할 수 있고, 아울러 겉보기 밀도가 높은 중합체를 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 겉보기 밀도가 충분히 높으면서 용융흐름지수가 상대적으로 매우 높은 프로필렌 중합체를 비교적 높은 수율로 용이하게 제조할 수 있는 바, 이를 상업공정에 적용할 경우, 용융흐름지수가 훨씬 높은 범위의 프로필렌 중합체를 기존의 설비와 중합조건 하에서 용이하게 생산할 수 있다.
도 1은 실시예 1~4 및 비교예 1~8에서 각각의 촉매를 사용하였을 경우, 분자량 조절제로 사용되는 수소량에 따른 용융흐름성 변화를 도식화한 것이다. 수소량을 1000~7000cc까지 증량하면서 중합반응을 실시한 결과, 실시예 1~4의 촉매의 경우에 수소반응성의 비약적인 증가로 인하여 동일한 수소량으로도 높은 용융흐름성을 나타내고 있음을 확인할 수 있다.

Claims (8)

  1. 주촉매 성분으로서, 반응개시제의 존재하에 금속 마그네슘과 알코올을 1회 반응시켜 제조되는 담체를 사용하여 제조되고, 마그네슘, 티타늄, 할로겐 및 내부전자공여체를 포함하여 이루어지는, 평균입경이 15~20㎛인 지글러계 고체촉매 및; 조촉매 성분으로서, 알킬알루미늄 화합물; 및 외부전자공여체로서, 1종 이상의 디알콕시실란계 화합물 및 1종 이상의 트리알콕시실란계 화합물로부터 선택되는 서로 다른 종류의 3종의 알콕시실란계 화합물을 포함하여 이루어지는 촉매계의 존재하에 프로필렌을 중합 또는 공중합시키는 것을 특징으로 하는 프로필렌 중합체의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 반응개시제는 N-브로모숙신이미드, N-클로로숙신이미드, N-브로모프탈이미드 및 N-클로로프탈이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 할로겐화 질소화합물인 것을 특징으로 하는 프로필렌 중합체의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 내부전자공여체는 벤젠-1,2-디카르복시산에스테르 화합물 및 숙신산에스테르 화합물로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 프로필렌 중합체의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 조촉매 성분인 알킬알루미늄 화합물은 일반식 AlR1 3(여기에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이다)로 표시되는 것을 특징으로 하는 프로필렌 중합체의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 외부전자공여체는 다음의 일반식 (1) 및 (2)로 표시되는 알콕시실란계 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 프로필렌 중합체의 제조방법:
    (1)　R1R2Si(OR3)2
    (여기서, R1 및 R2는 서로 동일하거나 다를 수 있고, 탄소수 1~12의 알킬, 시클로알킬, 알릴, 알킬실릴기 또는 알킬실릴옥시기를 나타내며, R3은　1~3의 알킬기를 나타낸다)
    (2)　R4Si(OR5)3
    (여기서, R4는 탄소수 1~12의 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알킬아미노기, 알킬실릴기 또는 알킬실릴옥시기를 나타내고, R5은 탄소수 2~4의 알킬기를 나타낸다).
  6. 제 1항에 있어서, 상기 3종의 외부전자공여체는 A:B:C=n:m:l(여기서, n, m, l은 각각 0.1~200이고, A, B, C는 각각 서로 다른 3종의 외부전자공여체를 나타낸다)의 몰비로 사용되는 것을 특징으로 하는 프로필렌 중합체의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 주촉매 성분 중의 티타늄 원자에 대한 상기 조촉매 성분 중의 알루미늄 원자의 몰비는 1~1000인 것을 특징으로 하는 프로필렌 중합체의 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 주촉매 성분 중의 티타늄 원자에 대한 상기 외부전자공여체 중의 실리콘 원자의 몰비는 0.1~500인 것을 특징으로 하는 프로필렌 중합체의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4375303A1 (en) * 2022-11-22 2024-05-29 Hanwha TotalEnergies Petrochemical Co., Ltd. Method for producing propylene copolymer using catalyst system having improved copolymerization activity

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