KR20190066896A - Method for preparing supported metallocene catalyst, the supported metallocene catalyst prepared by the same method, and polypropylene prepared by using the same - Google Patents

Method for preparing supported metallocene catalyst, the supported metallocene catalyst prepared by the same method, and polypropylene prepared by using the same Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a method for preparing a metallocene supported catalyst, which exhibits excellent catalytic activity, a metallocene supported catalyst prepared thereby, and polypropylene prepared by using the same. The method for preparing a metallocene supported catalyst of the present invention comprises the steps of: immersing an alkylaluminoxane-based cocatalyst on a carrier; and immersing a metallocene compound of chemical formula 1 on the carrier supported with the alkylaluminoxane-based cocatalyst.

Description

메탈로센 담지 촉매의 제조방법, 상기 제조방법으로 제조된 메탈로센 담지 촉매, 및 이를 제조하여 제조한 폴리프로필렌{METHOD FOR PREPARING SUPPORTED METALLOCENE CATALYST, THE SUPPORTED METALLOCENE CATALYST PREPARED BY THE SAME METHOD, AND POLYPROPYLENE PREPARED BY USING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a metallocene supported catalyst, a metallocene supported catalyst prepared by the above production method, and a polypropylene prepared by the preparation of the supported metallocene supported catalyst, BY USING THE SAME}

본 발명은 고분자량과 함께 좁은 분자량 분포를 갖는 폴리프로필렌의 제조에 유용한 메탈로센 담지 촉매의 제조방법, 상기 제조방법으로 제조된 메탈로센 담지 촉매, 및 이를 이용하여 제조한 폴리프로필렌에 관한 것이다. The present invention relates to a process for producing a metallocene supported catalyst useful in the production of a polypropylene having a narrow molecular weight distribution together with a high molecular weight, a metallocene supported catalyst prepared by the above process, and a polypropylene prepared using the metallocene supported catalyst .

기존의 상업 프로세스에 널리 적용되는 지글러-나타 촉매는 다활성점 촉매이기 때문에 생성 고분자의 분자량 분포가 넓은 것이 특징이며 공단량체의 조성 분포가 균일하지 않아 원하는 물성 확보에 한계가 있다.Ziegler-Natta catalyst widely applied to existing commercial processes is characterized by a wide molecular weight distribution of the produced polymer because it is a multi-site catalyst and the composition distribution of the comonomer is not uniform.

반면, 메탈로센 촉매는 하나의 종류의 활성점을 가진 단일 활성점 촉매로 생성되는 중합체의 분자량 분포가 좁고 촉매와 리간드의 구조에 따라 분자량, 입체 규칙도, 결정화도, 특히 공단량체의 반응성을 대폭 조절할 수 있는 장점이 있다.On the other hand, the metallocene catalyst has a narrow molecular weight distribution of a polymer produced by a single active site catalyst having one kind of active site, and the molecular weight, stereoregularity, crystallinity, especially reactivity of the comonomer, There are advantages that can be adjusted.

상기 메탈로센 촉매계는 4족 금속을 중심으로 한 전이금속 화합물이 주성분인 주촉매와, 알루미늄 등 13족 금속이 주성분인 유기 금속 화합물로 되는 조촉매의 조합으로 이루어진다. 이와 같은 촉매의 단일 활성점 특성에 따라 분자량 분포가 좁은 폴리올레핀 등 고분자가 제조될 수 있다.The metallocene catalyst system is composed of a combination of a main catalyst mainly composed of a transition metal compound centered on a Group 4 metal and a cocatalyst comprising an organometallic compound mainly composed of a Group 13 metal such as aluminum. Polymers such as polyolefins having a narrow molecular weight distribution can be prepared according to the single active site characteristics of the catalyst.

폴리올레핀의 분자량 및 분자량 분포는 고분자의 물리적 특성, 고분자의 가공성에 영향을 미치는 유동 및 기계적 특성을 결정하는데 중요한 인자가 된다. 다양한 폴리올레핀 제품을 만들기 위해서는 분자량 분포 조절을 통하여 용융 가공성을 향상시키는 것이 중요한 인자이다. 특히, 폴리에틸렌의 경우에 있어서는 질김성, 강도, 내환경 응력 저항특성 등이 매우 중요하게 적용된다. 따라서, 이정 또는 넓은 분자량 분포를 가지는 폴리올레핀을 제조함으로써 고분자량의 수지에서 가지는 기계적인 물성과 저분자량 부분에서의 가공성을 향상시키는 방법도 제시되고 있다.The molecular weight and molecular weight distribution of polyolefins are important factors in determining the physical properties of the polymer and the flow and mechanical properties affecting the processability of the polymer. In order to produce various polyolefin products, it is important to improve the melt processability by controlling the molecular weight distribution. Particularly, in the case of polyethylene, quality, resistance and resistance to environmental stress are very important. Accordingly, a method of improving the mechanical properties of a high molecular weight resin and the processability in a low molecular weight portion by producing a polyolefin having such a high molecular weight distribution is also proposed.

한편, 슬러리 공정을 통해 담지 촉매로 폴리올레핀을 생산하는 경우, 담지 촉매의 일반적인 담체로는 실리카가 이용되며, 상기 담체에 조촉매인 메틸알루미녹산(MAO)과 1종 이상의 유기금속 촉매(예를 들면, 메탈로센 촉매)를 담지하여 제조된 담지 촉매를 사용하게 된다. 그런데 상기 담지 촉매의 활성화에 사용되는 MAO는 고가인데다 메탈로센 촉매에 비해서 과량이 요구되어 촉매 원가의 상당 부분을 차지하므로 상업적 측면에서 메탈로센 제조 폴리올레핀의 가격 경쟁력을 떨어뜨리는 큰 요인이 된다.On the other hand, when the polyolefin is produced through the slurry process, silica is used as a general carrier of the supported catalyst, and methylaluminoxane (MAO) and one or more organometallic catalysts (for example, , A metallocene catalyst) is supported on the supported catalyst. However, the MAO used for the activation of the supported catalyst is expensive and requires a larger amount of the metallocene catalyst than the metallocene catalyst, which accounts for a large portion of the catalyst cost, which is a major factor that lowers the price competitiveness of the metallocene-producing polyolefin in commercial terms.

따라서, 상기 일반적으로 사용되는 MAO와 같은 알루미녹산의 사용량을 절감하거나 다른 조촉매로 대체하려는 노력이 진행되고 있다. 하지만, 대부분의 종래 기술에서는 담지 촉매 활성화에 사용되는 MAO를 다른 촉매로 변경하여 사용했을 경우, 그 촉매 활성이 매우 저조한 결과를 보여 담지 촉매의 제조방법이 요구되고 있다.Therefore, efforts have been made to reduce the amount of aluminoxane such as MAO, which is generally used, or to replace it with another cocatalyst. However, in most of the conventional techniques, when the MAO used for the supported catalyst activation is changed to another catalyst, the catalytic activity thereof is very poor, and a method for preparing the supported catalyst is required.

한편, 올레핀의 중합 공정시 스캐빈저 또는 조촉매로 알킬알루미늄이 사용되고 있다. 그러나 알킬알루미늄이 잔류하는 경우 중합에 참여하여 사슬 이동제 역할을 함으로써 고분자량의 올레핀 중합체 제조가 어려운 문제가 있다.On the other hand, alkylaluminum is used as a scavenger or cocatalyst in the olefin polymerization process. However, when alkyl aluminum remains, it is difficult to produce a high molecular weight olefin polymer by participating in polymerization and acting as a chain transfer agent.

상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 높은 촉매 활성과 함께 단일 형태의 촉매 활성종을 나타내며, 고분자량 및 좁은 분자량 분포를 갖는 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌을 제조할 수 있는 메탈로센 담지 촉매의 제조방법, 상기 제조방법으로 제조된 메탈로센 담지 촉매, 및 이를 이용하여 제조한 폴리프로필렌을 제공하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art, the present invention relates to a polyolefin which exhibits a single type of catalytically active species with high catalytic activity and has a high molecular weight and a narrow molecular weight distribution, particularly a metallocene supported catalyst capable of producing polypropylene A supported metallocene catalyst prepared by the above process, and a polypropylene prepared by using the metallocene supported catalyst.

이에 본 발명의 일 구현예에 따르면, 담체에 알킬알루미녹산계 조촉매를 담지시키는 단계; 및 상기 알킬알루미녹산계 조촉매가 담지된 담체에 대해 하기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 담지시키는 단계를 포함하며,Thus, according to one embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a catalyst, comprising: supporting an alkylaluminoxane- And supporting the metallocene compound represented by the following formula (1) on the carrier carrying the alkylaluminoxane-based promoter,

상기 메탈로센 화합물의 담지 전 또는 담지 후, 알킬알루미늄을 담체에 담지시키는 단계를 더 포함하는, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법을 제공한다:Further comprising the step of supporting the alkylaluminum on the carrier before or after the loading of the metallocene compound,

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

A는 탄소, 실리콘 또는 게르마늄이고, A is carbon, silicon or germanium,

M은 4족 전이금속이며,M is a transition metal of Group 4,

R1 및 R5는 각각 독립적으로 C1-20 알킬로 치환된 C6-20 아릴이고, R 1 and R 5 are each independently C 6-20 aryl substituted with C 1-20 alkyl,

R2 내지 R4 및 R6 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C1-20 알킬실릴, C1-20 실릴알킬, C1-20 알콕시실릴, C1-20 에테르, C1-20 실릴에테르, C1-20 알콕시, C6-20 아릴, C7-20 알킬아릴, 또는 C7-20 아릴알킬이고,R 2 to R 4 and R 6 to R 8 are each independently hydrogen, halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 silylalkyl, C 1-20 alkoxysilyl group, a C 1-20 ether, C 1-20 silyl ether, C 1-20 alkoxy, C 6-20 aryl, C 7-20 alkylaryl, or C 7-20 arylalkyl,

R9 및 R10은 각각 독립적으로 C1-20 알킬이고,R 9 and R 10 are each independently C 1-20 alkyl,

X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C6-20 아릴, 니트로, 아미도, C1-20 알킬아미노, C6-20 아릴아미노, C1-20 알킬실릴, C1-20 알콕시, 또는 C1-20 술폰네이트기이다. X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 6-20 aryl, nitro, amido, C 1-20 alkylamino, C 6-20 arylamino, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 alkoxy, or C 1-20 sulfonate group.

또, 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기한 제조방법에 의해 제조되어, 담체; 및 상기 담체에 담지된 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물, 알킬 알루미늄, 및 알킬알루미녹산계 조촉매를 포함하며, 단일 형태의 촉매 활성종을 나타내는 메탈로센 담지 촉매를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a carrier; And a metallocene supported catalyst comprising the metallocene compound of Formula 1, the alkylaluminum, and the alkylaluminoxane based co-catalyst supported on the support, wherein the metallocene supported catalyst exhibits a single type of catalytically active species.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기한 메탈로센 담지 촉매의 존재 하에 프로필렌 단량체를 중합 반응시키는 단계를 포함하는 폴리프로필렌의 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing a polypropylene comprising the step of polymerizing a propylene monomer in the presence of the above metallocene supported catalyst.

아울러, 본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 제조방법에 의해 제조되어, 중량 평균 분자량이 35만 내지 50만 g/mol이고, z 평균 분자량이 70만 내지 100만 g/mol이며, 분자량 분포가 2.5 이하이고, 및 용융 질량 흐름지수가 1 내지 4 g/10min 인 폴리프로필렌을 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, there is provided a process for preparing a polymer having a weight average molecular weight of 350,000 to 500,000 g / mol, a z average molecular weight of 700,000 to 1,000,000 g / mol, A distribution of 2.5 or less, and a melt mass flow index of 1 to 4 g / 10 min.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 폴리프로필렌을 포함하는 섬유 및 필름을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a fiber and a film comprising the polypropylene.

본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 메탈로센 담지 촉매는, 우수한 촉매 활성을 나타낼 뿐만 아니라 단일 형태의 촉매 활성종 형성이 가능하여, 고분자량 및 좁은 분자량 분포를 갖는 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌의 제조가 가능하다. The metallocene supported catalyst produced by the production process according to the present invention exhibits excellent catalytic activity and is capable of forming a single type of catalytically active species and is useful for the production of polyolefins having a high molecular weight and a narrow molecular weight distribution, Is possible.

또, 상기 메탈로센 담지 촉매를 이용하여 제조된 폴리프로필렌은 압출 성형이 가능하여 다양한 제품 제조에 적용될 수 있고, 또 고분자량과 함께 좁은 분자량 분포가 요구되는 고강도 섬유 및 이축 연신 필름의 제조에 특히 유용하게 사용될 수 있다.The polypropylene produced by using the above metallocene supported catalyst can be extruded and thus can be applied to the production of various products. In addition, in the production of high-strength fibers and biaxially stretched films which require high molecular weight and narrow molecular weight distribution Can be usefully used.

도 1은 실시예 1, 2 및 비교예 1의 메탈로센 담지 촉매를 이용하여 제조한 폴리프로필렌에 대한 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 분석 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing gel permeation chromatography (GPC) analysis results of polypropylene prepared using the metallocene supported catalysts of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. FIG.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing exemplary embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises", "comprising", or "having" are used to designate the presence of stated features, steps, components, or combinations thereof, and are not intended to preclude the presence of one or more other features, Components, or combinations thereof, as a matter of convenience, without departing from the spirit and scope of the invention.

발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The invention is capable of various modifications and may take various forms, which illustrate specific embodiments and are described in detail below. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 메탈로센 담지 촉매의 제조방법, 상기 제조방법으로 제조된 메탈로센 담지 촉매, 및 이를 이용한 폴리올레핀의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for preparing a metallocene supported catalyst according to a specific embodiment of the present invention, a supported metallocene catalyst prepared by the method, and a method for producing a polyolefin using the metallocene supported catalyst will be described.

본 발명의 일 구현예에 따른 메탈로센 담지 촉매의 제조방법은,A method for preparing a metallocene supported catalyst according to an embodiment of the present invention includes:

담체에 알킬알루미녹산계 조촉매를 담지시키는 단계; 및 Supporting an alkylaluminoxane-based co-catalyst on the carrier; And

상기 알킬알루미녹산계 조촉매가 담지된 담체에 대해 하기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 담지시키는 단계를 포함하며,Supporting a metallocene compound represented by the following formula (1) on a carrier carrying the alkylaluminoxane-based promoter,

상기 메탈로센 화합물의 담지 전 또는 담지 후, 알킬알루미늄을 담체에 담지시키는 단계를 더 포함한다: Further comprising the step of supporting the alkylaluminum on the carrier before or after the carrying of the metallocene compound,

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

A는 탄소, 실리콘 또는 게르마늄이고, A is carbon, silicon or germanium,

M은 4족 전이금속이며,M is a transition metal of Group 4,

R1 및 R5는 각각 독립적으로 C1-20 알킬로 치환된 C6-20 아릴이고, R 1 and R 5 are each independently C 6-20 aryl substituted with C 1-20 alkyl,

R2 내지 R4 및 R6 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C1-20 알킬실릴, C1-20 실릴알킬, C1-20 알콕시실릴, C1-20 에테르, C1-20 실릴에테르, C1-20 알콕시, C6-20 아릴, C7-20 알킬아릴, 또는 C7-20 아릴알킬이고,R 2 to R 4 and R 6 to R 8 are each independently hydrogen, halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 silylalkyl, C 1-20 alkoxysilyl group, a C 1-20 ether, C 1-20 silyl ether, C 1-20 alkoxy, C 6-20 aryl, C 7-20 alkylaryl, or C 7-20 arylalkyl,

R9 및 R10은 각각 독립적으로 C1-20 알킬이고,R 9 and R 10 are each independently C 1-20 alkyl,

X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C6-20 아릴, 니트로, 아미도, C1-20 알킬아미노, C6-20 아릴아미노, C1-20 알킬실릴, C1-20 알콕시, 또는 C1-20 술폰네이트기이다.X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 6-20 aryl, nitro, amido, C 1-20 alkylamino, C 6-20 arylamino, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 alkoxy, or C 1-20 sulfonate group.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 통상 올레핀 중합체의 제조시 스캐빈저 또는 조촉매로 사용되는 알킬알루미늄을, 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물과 순차로 담지함으로써, 제조되는 담지 촉매가 알킬알루미늄이 단순 배위 또는 코디네이션(coodination)된 단일 형태의 촉매 활성종을 나타낸다. 그 결과, 이를 이용하여 제조한 올레핀 중합체, 특히 폴리프로필렌은 좁은 분자량 분포와 함께 고분자량을 가져 압출 성형이 가능하며, 또 고강도 섬유 또는 이축 연신 필름 등의 제조에 유용하다. As described above, in the present invention, by sequentially carrying out alkylaluminum used as a scavenger or cocatalyst in the production of an olefin polymer in sequence with the metallocene compound of Formula 1, ≪ / RTI > represents a single type of catalytically active species coordinated or coodinated. As a result, the olefin polymer, especially polypropylene, produced using the same, has a narrow molecular weight distribution and has a high molecular weight, which enables extrusion molding, and is useful for producing high strength fibers or biaxially stretched films.

알킬알루미늄과 메탈로센 화합물을 혼합하여 담체에 동시에 담지할 경우, 제조되는 담지 촉매는, 전구체의 활성화되어서 담지된 형태에 알킬알루미늄이 단순 코디네이션된 형태 외에도, 전구체내 금속 분자와 결합된 메틸이 알킬알루미늄의 알루미늄과 코디네이션된 다이머 형태, 그리고 전구체내 금속 분자와 결합된 메틸이 알킬알루미늄의 알킬기로 치환된 후, 알루미늄과 코디네이션된 다이머 형태로도 존재할 수 있다. 이 경우 다양한 형태로 존재하는 촉매 전구체로 인해 제조되는 올레핀 중합체의 분자량 분포가 넓어지고, 또 용융 질량 흐름 지수(MFR)가 증가하게 된다. 또 상기 알킬알루미늄과 메탈로센 화합물의 담지에 앞서 담체를 알킬알루미녹산과 같은 조촉매를 사용하여 먼저 활성화한 경우, 알킬화 과정에서 메탈로센 화합물의 활성이 저하되게 된다. When the alkyl aluminum and the metallocene compound are mixed and supported on the carrier at the same time, in addition to the form in which the alkyl aluminum is simply coordinated with the activated and supported form of the precursor, the supported catalyst, Aluminum may be present in coordinated dimer form with aluminum, and in the form of dimer coordinated with aluminum after the methyl bonded to the metal molecule in the precursor is substituted with the alkyl group of the alkyl aluminum. In this case, the molecular weight distribution of the olefin polymer produced by the various types of catalyst precursors is widened, and the melt mass flow index (MFR) is increased. Also, if the support is first activated using a co-catalyst such as alkylaluminoxane prior to loading the alkylaluminum and metallocene compound, the activity of the metallocene compound is reduced during the alkylation.

본 발명의 일 구현예에 따른 메탈로센 담지 촉매의 제조방법에 있어서, 상기 알킬알루미늄과 화학식 1의 메탈로센 화합물의 담지 순서는 한정되지 않으며, 담체에 알킬알루미늄을 먼저 담지시킨 후 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 담지 시킬 수도 있고, 또는 담체에 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 먼저 담지 시킨 후, 알킬알루미늄을 담지시킬 수도 있다. In the method for preparing a metallocene supported catalyst according to an embodiment of the present invention, the order of carrying the alkylaluminum and the metallocene compound of formula (1) is not limited, and after the alkylaluminum is supported on the carrier, Or the metallocene compound of Formula 1 may be first supported on the support, and then the alkylaluminum may be supported thereon.

이하 각 단계 별로 설명하면, 발명의 일 구현예에 따른 메탈로센 담지 촉매의 제조방법에 있어서, 단계 1은 담체에 알킬알루미녹산계 조촉매를 담지시키는 단계이다. Hereinafter, each step will be described. In the method for producing a metallocene supported catalyst according to an embodiment of the present invention, Step 1 is a step of supporting an alkylaluminoxane-based co-catalyst on a support.

상기 알킬알루미녹산계 조촉매는 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물의 브릿지 그룹(bridge group)에 도입된 작용기와 루이스 산-염기 상호 작용을 통한 결합을 형성할 수 있는 루이스 산의 역할을 할 수 있는 금속 원소를 포함하여 촉매 활성을 개선시킬 뿐만 아니라 공정 안정성을 향상시키는 역할을 한다. 그 구체적인 예로는 메틸알루미녹산, 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산, 또는 부틸알루미녹산 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 이중에서도 촉매 활성 개선 효과 및 공정 안정성 개선 효과의 우수함을 고려할 때 메틸알루미녹산이 사용될 수 있다. The alkylaluminoxane-based co-catalyst may be a compound capable of acting as a Lewis acid capable of forming a bond through a Lewis acid-base interaction with a functional group introduced into a bridge group of the metallocene compound of Formula 1 And includes a metal element to improve not only the catalytic activity but also the process stability. Specific examples thereof include methyl aluminoxane, ethyl aluminoxane, isobutyl aluminoxane, and butyl aluminoxane, and any one or a mixture of two or more thereof may be used. Among them, methylaluminoxane can be used in consideration of the effect of improving catalytic activity and improving the process stability.

상기 알킬알루미녹산계 조촉매의 담지 공정은 통상의 방법에 따라 수행될 수 있다. 담체에 대해 알킬알루미녹산계 조촉매를 선 담지 시킬 경우, 알킬알루미녹산계 조촉매와 담체와의 접촉 반응은 용매 중에서 수행될 수도 있고, 용매 없이 수행될 수도 있다. 상기 접촉 반응이 용매 중에서 수행될 경우, 헥산 또는 펜탄과 같은 지방족 탄화 수소 용매; 톨루엔 또는 벤젠과 같은 방향족 탄화 수소 용매; 디클로로메탄과 같은 염소 원자로 치환된 탄화수소 용매; 디에틸에테르 또는 테트라히드로퓨란(THF)과 같은 에테르계 용매; 아세톤과 같은 케톤계 용매; 또는 에틸아세테이트와 같은 에스테르계 용매 등의 유기 용매가 사용될 수 있으며, 이중에서도, 헥산, 헵탄, 톨루엔, 또는 디클로로메탄이 바람직할 수 있다.The step of supporting the alkylaluminoxane-based co-catalyst may be carried out according to a conventional method. When the carrier is preliminarily supported with the alkylaluminoxane co-catalyst, the contact reaction of the alkylaluminoxane co-catalyst with the carrier may be carried out in a solvent or without a solvent. When the contacting reaction is carried out in a solvent, an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane or pentane; Aromatic hydrocarbon solvents such as toluene or benzene; A hydrocarbon solvent substituted with a chlorine atom such as dichloromethane; Ether solvents such as diethyl ether or tetrahydrofuran (THF); Ketone-based solvents such as acetone; Or an organic solvent such as an ester solvent such as ethyl acetate may be used. Of these, hexane, heptane, toluene, or dichloromethane may be preferable.

또, 상기 알킬알루미녹산계 조촉매가 알킬알루미늄과 동시에 담체에 선 담지 될 경우에는 알킬알루미늄의 담지 공정 중에 알킬알루미녹산계 조촉매가 추가로 첨가될 수 있다.When the alkylaluminoxane-based co-catalyst is supported on the carrier simultaneously with the alkylaluminum oxide, the alkylaluminoxane-based co-catalyst may be further added during the step of supporting the alkylaluminum.

또, 상기 알킬알루미녹산의 담지 공정시 온도 조건은 25 내지 100 ℃, 보다 구체적으로는 50 내지 100 ℃일 수 있으며, 이때, 알킬알루미녹산의 담지 공정 시간은 담지하고자 하는 화합물의 양에 따라 적절하게 조절될 수 있다. In addition, the temperature condition during the step of supporting the alkylaluminoxane may be 25 to 100 ° C, more specifically 50 to 100 ° C. At this time, the time for carrying the alkylaluminoxane is appropriately adjusted depending on the amount of the compound to be supported Lt; / RTI >

상기 알킬알루미녹산계 조촉매는 담체 1g에 대하여 1 내지 20mmol, 보다 구체적으로는 1 내지 10mmol로 담지될 수 있다. 상기한 함량 범위로 담지될 경우 최종 제조되는 메탈로센 담지 촉매의 활성이 보다 뛰어날 뿐만 아니라, 상기 메탈로센 담지 촉매를 이용하여 제조된 중합체의 중량평균 분자량이 보다 높은 수준으로 유지될 수 있다.The alkylaluminoxane-based co-catalyst may be supported in an amount of 1 to 20 mmol, more preferably 1 to 10 mmol, per 1 g of the carrier. When the catalyst is supported in the above range, not only the activity of the supported metallocene supported catalyst is improved, but also the weight average molecular weight of the polymer produced using the metallocene supported catalyst can be maintained at a higher level.

다음으로 단계 2는 상기 알킬알루미녹산계 조촉매가 담지된 담체에 대해 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 담지시키는 단계이다.Next, Step 2 is a step of supporting the metallocene compound of Formula 1 on the support carrying the alkylaluminoxane-based co-catalyst.

상기 화학식 1의 메탈로센 화합물의 담지시, 화학식 1의 메탈로센 화합물과 단계 1에서 수득한 담체와의 접촉 반응은 앞서 알킬알루미녹산계 조촉매의 담지시와 마찬가지로 용매 중에서 수행될 수도 있고, 용매 없이 수행될 수도 있다. 이때 용매는 앞서 설명한 바와 동일하다. In carrying the metallocene compound of Formula 1, the metallocene compound of Formula 1 and the carrier obtained in Step 1 may be carried out in a solvent as in the case of carrying out the alkylaluminoxane co-catalyst, May be performed without a solvent. The solvent is the same as described above.

또 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물의 담체 담지 공정시, 온도 조건은 -30 내지 150℃, 보다 구체적으로는 30 내지 80℃, 보다 구체적으로는 50 내지 80℃일 수 있다. 상기한 온도 조건에서 각각의 담지 공정을 수행시 보다 안정적이고 우수한 효율로 담지가 이루어질 수 있다. In the metallocene compound of the formula 1, the temperature may be in the range of -30 to 150 ° C, more specifically 30 to 80 ° C, more specifically 50 to 80 ° C. It is possible to carry out the deposition under the above-described temperature condition with more stable and excellent efficiency when carrying out the respective deposition processes.

한편, 발명의 일 구현예에 따른 메탈로센 담지 촉매의 제조방법은 상기 단계 2에서의 메탈로센 화합물 담지 전, 또는 담지 후 알킬알루미늄을 담체에 담지하는 공정을 더 포함한다.The method for preparing a metallocene supported catalyst according to an embodiment of the present invention further includes a step of supporting the alkyl aluminum on the carrier before or after the metallocene compound is supported on the support in step 2 above.

구체적으로, 상기 단계 2의 수행 전 알킬알루미늄을 담체에 담지시키는 경우, 상기 단계 1에서 제조한 알킬알루미녹산계 조촉매가 담지된 담체를 알킬알루미늄과 접촉시킬 수도 있고, 또는 상기 단계 1에서 알킬알루미녹산계 조촉매와 담체의 접촉시 알킬알루미늄을 첨가하여 알킬알루미녹산계 조촉매와 동시에 담체에 담지 시킬 수도 있다. Specifically, when the alkyl aluminum before carrying out the step 2 is carried on the carrier, the carrier carrying the alkylaluminoxane co-catalyst prepared in the step 1 may be contacted with the alkylaluminum, Alkali aluminum may be added to the support in the presence of the oxycarboxylic acid catalyst and the carrier to be supported on the carrier simultaneously with the alkylaluminoxane promoter.

또, 상기 단계 2의 수행 후 알킬알루미늄을 담지시킬 경우, 알킬알루미녹산계 조촉매 및 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물이 담지된 담체를 알킬알루미늄과 접촉시킴으로써 수행될 수 있다. When the alkylaluminum is supported after the step 2, the alkylaluminoxane-based co-catalyst and the support carrying the metallocene compound of Formula 1 may be contacted with the alkylaluminum.

상기 알킬알루미늄의 담지를 위한 접촉 반응은 앞서 설명한 바와 마찬가지로 용매 중에서 수행될 수도 있고, 용매 없이 수행될 수도 있으며, 이때 용매는 앞서 설명한 바와 같다. The contact reaction for supporting the alkyl aluminum may be performed in a solvent as described above or may be performed without a solvent, as described above.

또, 알킬알루미늄의 담체 담지 공정시, 온도 조건은 25 내지 100℃, 보다 구체적으로는 50 내지 100 ℃일 수 있으며, 이때, 알킬알루미늄의 담지 공정 시간은 담지하고자 하는 화합물의 양에 따라 적절하게 조절될 수 있다.The temperature of the carrier for carrying the alkylaluminum may be in the range of 25 to 100 ° C, more specifically 50 to 100 ° C. At this time, the time for carrying the alkylaluminum is appropriately adjusted depending on the amount of the compound to be supported .

담지 공정 완료 후 결과로 생성된 담지 촉매는, 반응 용매를 여과하거나 감압 증류에 의해 제거한 후 사용될 수 있고, 필요한 경우 톨루엔과 같은 방향족 탄화수소를 이용하여 필터 후 사용될 수도 있다.The resultant supported catalyst after the completion of the supporting process can be used after filtration of the reaction solvent or by distillation under reduced pressure and, if necessary, after filtration using aromatic hydrocarbons such as toluene.

한편, 발명의 일 구현예에 따른 상기 메탈로센 담지 촉매의 제조방법에 있어서, 상기 알킬알루미늄은 메탈로센 화합물의 활성화에 기여하는 물질로, 탄소수 1 내지 10의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기를 갖는 알킬알루미늄계 화합물일 수 있다. Meanwhile, in the method for preparing a supported metallocene catalyst according to an embodiment of the present invention, the alkylaluminum contributes to the activation of the metallocene compound, and may be a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Or an alkylaluminum compound having a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms.

구체적인 예로는 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리n-프로필알루미늄, 트리n-부틸알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-sec-부틸알루미늄, 트리사이클로펜틸알루미늄, 트리n-펜틸알루미늄, 트리이소펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 트리옥틸알루미늄, 에틸디메틸알루미늄 또는 메틸디에틸알루미늄 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 이중에서도 메탈로센 촉매를 알킬화시켜 프로필렌과 같은 반응물이 고분자를 형성시키는 배위 중합 공간 확보가 보다 유리한 점을 고려할 때, 상기 알킬알루미늄은 트리이소부틸알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-sec-부틸알루미늄, 또는 트리이소펜틸알루미늄과 같은, 탄소수 3 내지 6의 분지쇄상 알킬기를 포함하는 알킬알루미늄일 수 있으며, 보다 구체적으로는 트리이소부틸알루미늄일 수 있다.Specific examples include trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, tri-n-propylaluminum, tri-n-butylaluminum, triisopropylaluminum, tri-sec-butylaluminum, tricyclopentylaluminum, Triisobutylaluminum, triisopentylaluminum, trihexylaluminum, trioctylaluminum, ethyldimethylaluminum or methyldiethylaluminum, and any one or a mixture of two or more thereof may be used. Considering that alkylation of a metallocene catalyst is more advantageous in securing a coordination polymerization space in which a reactant such as propylene forms a polymer, the alkylaluminum may be triisobutylaluminum, triisopropylaluminum, tri-sec-butylaluminum , Or alkyl aluminum containing a branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, such as triisopentyl aluminum, and more specifically triisobutyl aluminum.

상기 알킬알루미늄은 담체 1g에 대하여 0.01 내지 3 mmol, 보다 구체적으로는 0.05 내지 1mmol, 보다 더 구체적으로는 0.07 내지 0.5mmol로 담지될 수 있다. 상기한 범위 내로 담지될 때, 미담지된 알킬알루미늄의 잔존에 따른 우려없이, 메탈로센 담지 촉매의 활성종을 형성하는 개수가 충분하여 촉매 자체의 활성을 개선 시킬 수 있다.The alkylaluminum may be carried in an amount of 0.01 to 3 mmol, more specifically 0.05 to 1 mmol, and more particularly 0.07 to 0.5 mmol, per gram of the carrier. When supported within the above-mentioned range, the number of active species of the metallocene supported catalyst is sufficient, without concern for the remnants of the unsubstituted alkylaluminum, so that the activity of the catalyst itself can be improved.

또, 상기 알킬알루미늄은 화학식 1의 메탈로센 화합물 대비 함량이 지나치게 낮으면, 촉매 활성종이 충분히 형성되지 않고, 또 지나치게 높을 경우에는 오히려 촉매독으로 작용할 수 있다. 이에 최종 제조되는 메탈로센 담지 촉매에 있어서, 상기한 담지량 범위를 충족하는 조건 하에 알킬알루미늄에 포함되는 알루미늄 금속과 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물 내 포함되는 4족 전이금속(M)의 몰비가 1:1 내지 1,000:1, 보다 구체적으로는 10:1 내지 100:1의 몰비가 되도록 하는 함량으로 상기 알킬알루미늄이 사용될 수 있다. If the content of the alkylaluminum compound is too low relative to the metallocene compound of the formula (1), the catalytically active species can not be sufficiently formed. If the alkylaluminum compound is excessively high, the catalyst may act as a catalytic poison. In the metallocene supported catalyst thus produced, the molar ratio of the aluminum metal contained in the alkyl aluminum to the transition metal of the group 4 transition metal (M) contained in the metallocene compound of the formula (1) The alkylaluminum may be used in an amount such that the molar ratio is from 1: 1 to 1,000: 1, more specifically from 10: 1 to 100: 1.

또, 발명의 일 구현예에 따른 상기 메탈로센 담지 촉매의 제조방법에 있어서, 메탈로센 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다:In the method for preparing a supported metallocene catalyst according to an embodiment of the present invention, the metallocene compound may include at least one compound represented by the following general formula (1)

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

A는 탄소, 실리콘 또는 게르마늄이고, A is carbon, silicon or germanium,

M은 4족 전이금속이며,M is a transition metal of Group 4,

R1 및 R5는 각각 독립적으로 C1-20 알킬로 치환된 C6-20 아릴이고, R 1 and R 5 are each independently C 6-20 aryl substituted with C 1-20 alkyl,

R2 내지 R4 및 R6 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C1-20 알킬실릴, C1-20 실릴알킬, C1-20 알콕시실릴, C1-20 에테르, C1-20 실릴에테르, C1-20 알콕시, C6-20 아릴, C7-20 알킬아릴, 또는 C7-20 아릴알킬이고,R 2 to R 4 and R 6 to R 8 are each independently hydrogen, halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 silylalkyl, C 1-20 alkoxysilyl group, a C 1-20 ether, C 1-20 silyl ether, C 1-20 alkoxy, C 6-20 aryl, C 7-20 alkylaryl, or C 7-20 arylalkyl,

R9 및 R10은 각각 독립적으로 C1-20 알킬이고,R 9 and R 10 are each independently C 1-20 alkyl,

X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C6-20 아릴, 니트로, 아미도, C1-20 알킬아미노, C6-20 아릴아미노, C1-20 알킬실릴, C1-20 알콕시, 또는 C1-20 술폰네이트기이다.X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 6-20 aryl, nitro, amido, C 1-20 alkylamino, C 6-20 arylamino, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 alkoxy, or C 1-20 sulfonate group.

상기 화학식의 치환기들을 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.The substituents of the above formula will be more specifically described below.

할로겐(halogen)은 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 또는 요오드(I)일 수 있다.The halogen may be fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br) or iodine (I).

C1-20 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기일 수 있다. 구체적으로, C1-20 알킬기는 C1-15 직쇄 알킬기; C1-10 직쇄 알킬기; C1-5 직쇄 알킬기; C3-20 분지쇄 또는 고리형 알킬기; C3-15 분지쇄 또는 고리형 알킬기; 또는 C3-10 분지쇄 또는 고리형 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로, C1-20의 알킬기는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기 또는 사이클로헥실기 등일 수 있다. The C 1-20 alkyl group may be a straight chain, branched chain or cyclic alkyl group. Specifically, the C 1-20 alkyl group is a C 1-15 straight-chain alkyl group; A C 1-10 straight chain alkyl group; A C 1-5 straight chain alkyl group; A C 3-20 branched or cyclic alkyl group; C 3-15 branched or cyclic alkyl; Or a C 3-10 branched or cyclic alkyl group. More specifically, the C1-20 alkyl group may be a methyl group, an ethyl group, a n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert- - pentyl group or cyclohexyl group and the like.

C2-20 알케닐기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알케닐기일 수 있다. 구체적으로, C2-20 알케닐기는 C2-20 직쇄 알케닐기, C2-10 직쇄 알케닐기, C2-5 직쇄 알케닐기, C3-20 분지쇄 알케닐기, C3-15 분지쇄 알케닐기, C3-10 분지쇄 알케닐기, C5-20의 고리형 알케닐기 또는 C5-10의 고리형 알케닐기일 수 있다. 보다 구체적으로, C2- 20 의 알케닐기는 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 펜테닐기 또는 사이클로헥세닐기 등일 수 있다. The C 2-20 alkenyl group may be a straight chain, branched chain or cyclic alkenyl group. Specifically, C 2-20 alkenyl groups are C 2-20 straight-chain alkenyl group, C 2-10 linear alkenyl, C 2-5 straight-chain alkenyl group, C 3-20 branched chain alkenyl, C 3-15 branched chain alkenyl A C 3-10 branched alkenyl group, a C 5-20 cyclic alkenyl group, or a C 5-10 cyclic alkenyl group. More specifically, may be a C 2- 20 alkenyl group is ethenyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group or cyclohexenyl group.

C6-30 아릴은 모노사이클릭, 바이사이클릭 또는 트라이사이클릭 방향족 탄화수소를 의미할 수 있다. 구체적으로, C6-30 아릴은 페닐기, 나프틸기 또는 안트라세닐기 등일 수 있다.C 6-30 aryl can mean monocyclic, bicyclic or tricyclic aromatic hydrocarbons. Specifically, C 6-30 aryl may be phenyl, naphthyl or anthracenyl.

C7-30 알킬아릴은 아릴의 1 이상의 수소가 알킬에 의하여 치환된 치환기를 의미할 수 있다. 구체적으로, C7-30 알킬아릴은 메틸페닐, 에틸페닐, n-프로필페닐, iso-프로필페닐, n-부틸페닐, iso-부틸페닐, tert-부틸페닐 또는 사이클로헥실페닐 등일 수 있다. C 7-30 alkylaryl may mean a substituent wherein at least one hydrogen of the aryl is substituted by alkyl. Specifically, the C 7-30 alkylaryl may be methylphenyl, ethylphenyl, n-propylphenyl, iso-propylphenyl, n-butylphenyl, iso-butylphenyl, tert-butylphenyl or cyclohexylphenyl.

C7-30 아릴알킬은 알킬의 1 이상의 수소가 아릴에 의하여 치환된 치환기를 의미할 수 있다. 구체적으로, C7-30 아릴알킬은 벤질기, 페닐프로필 또는 페닐헥실 등일 수 있다.C 7-30 arylalkyl may mean a substituent wherein at least one of the hydrogens of the alkyl is substituted by aryl. Specifically, the C 7-30 arylalkyl may be a benzyl group, phenylpropyl or phenylhexyl.

상기 4족 전이금속으로는 티타늄, 지르코늄 또는 하프늄 등을 들 수 있다.Examples of the Group 4 transition metal include titanium, zirconium and hafnium.

상기한 구조를 갖는 화학식 1의 메탈로센 화합물을 이용하여 본 발명에 따른 제조방법으로 담지 촉매를 제조할 경우, 단일 형태를 갖는 촉매 활성종이 형성되고, 또 상기 촉매 활성종이 우수한 중합 활성을 나타냄으로써 고분자량과 함께 좁은 분자량 분포를 가지며, 더 나아가 낮은 용융 질량 흐름 지수를 가져 우수한 가공성과 함께 강도 특성을 갖는 폴리프로필렌을 제조할 수 있다. When a supported catalyst is prepared by the method of the present invention using the metallocene compound of Formula 1 having the above structure, a catalytically active species having a single form is formed, and the catalytically active species exhibits excellent polymerization activity It is possible to produce a polypropylene having a narrow molecular weight distribution together with a high molecular weight and further having a low melt mass flow index and having excellent processability and strength properties.

구체적으로, 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물은, 브릿지 그룹에 의해 서로 연결된 두 개의 리간드를 포함하고, 상기 리간드는 각각 인데닐기를 포함함으로써, 입체 규칙성이 향상된 폴리프로필렌을 제조할 수 있다. 더 나아가 두 개의 인데닐기 모두 2번 위치는 메틸기로 치환되고, 4번 위치(R1 및 R5)는 각각 알킬 치환된 페닐기와 같은 bulky group로 치환됨으로써, 입체 장애를 부여하여 메조 형태의 형성을 억제하고, 안사-메탈로센 구조를 가질 수 있으며, 또 두 개의 리간드를 연결하는 브릿지 그룹(bridge group)으로서, 알킬기로 2 치환된 2가의 작용기 A를 포함함으로써, 고분자량을 갖는 폴리프로필렌 제조가 보다 유리하다.Specifically, the metallocene compound of Formula 1 includes two ligands connected to each other by a bridge group, and the ligand includes an indenyl group, respectively, to thereby produce a polypropylene having improved stereoregularity. Further, in the two indenyl groups, the position 2 is substituted with a methyl group, and the position 4 (R 1 and R 5 ) is substituted with a bulky group such as an alkyl-substituted phenyl group, thereby giving a steric hindrance to form a meso form Metallocene structure, and also includes a bifunctional group A substituted by an alkyl group as a bridge group connecting two ligands, whereby the production of polypropylene having a high molecular weight is improved More advantageous.

보다 구체적으로 상기 화학식 1에서, 중심금속 원소 M은 Ti, Zr 또는 Hf일 수 있으며, 이중에서도 보다 우수한 촉매 활성을 나타내는 점에서 상기 중심금속 원소 M은 Zr 일 수 있다. More specifically, in the above Formula 1, the central metal element M may be Ti, Zr or Hf, and the central metal element M may be Zr in that it exhibits better catalytic activity.

또, 상기 화학식 1에서, R1 및 R5는 각각 독립적으로 C1-10 알킬로 치환된 C6-12 아릴기일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 tert-부틸 페닐과 같은 C3-6 분지쇄 알킬기로 치환된 페닐기일 수 있다. 또 상기 페닐기에 대한 알킬기의 치환 위치는 인데닐기에 결합한 R1 또는 R5 위치와 para 위치에 해당하는 4번 위치일 수 있다. In the above formula (1), R 1 and R 5 may each independently be a C 6-12 aryl group substituted with C 1-10 alkyl, more specifically C 3-6 branched such as tert-butylphenyl Or a phenyl group substituted with an alkyl group. The substitution position of the alkyl group with respect to the phenyl group may be a 4-position corresponding to the R 1 or R 5 position and the para position bonded to the indenyl group.

또, 상기 화학식 1에서, R2 내지 R4 및 R6 내지 R8은 각각 독립적으로 수소일 수 있으며, X1 및 X2는 각각 독립적으로 클로로일 수 있다. In the above formula (1), R 2 to R 4 and R 6 to R 8 may each independently be hydrogen, and X 1 and X 2 each independently may be chloro.

또, 상기 화학식 1에서 A는 보다 구체적으로 실리콘일 수 있으며, 또 상기 A의 치환기인 R9 및 R10는 C2-10 알킬기일 수 있고, 보다 구체적으로는 C2-4 직쇄상 알킬기, 보다 더 구체적으로는 각각 에틸일 수 있다. 이러한 브릿지의 치환기는 메틸기인 경우에 비해 담지 촉매 조제시 용해도 및 담지 반응성이 보다 우수하다. In formula (1), A may more specifically be silicon, and R 9 and R 10, which are substituents of A, may be a C 2-10 alkyl group, more specifically a C 2-4 straight chain alkyl group, More specifically, it may be ethyl. The substituent of such a bridge is superior to the methyl group in solubility and supportability in the preparation of the supported catalyst.

상기 R9 및 R10는 서로 동일할 수도 상이할 수도 있으며, 용해도를 증대시켜 담지 효율성을 개선하는 측면에서 R9 및 R10은 서로 동일한 것일 수 있다. Wherein R 9 and R 10 may be different may be the same as each other, and R 9 and R 10 in terms of improving the loading efficiency, to increase the solubility may be equal to each other.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 대표적인 예는 다음과 같다:Representative examples of the compound represented by the above formula (1) are as follows:

Figure pat00004
(1a)
Figure pat00004
(1a)

상기 화학식 1의 메탈로센 화합물은 공지의 반응들을 응용하여 합성될 수 있으며, 보다 상세한 합성 방법은 후술하는 제조예를 참고할 수 있다.The metallocene compound of formula (1) can be synthesized by applying known reactions, and a more detailed synthesis method can be referred to the following production examples.

또, 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물은 담체 1g에 대하여 0.01 내지 1 mmol, 보다 구체적으로는 0.07 내지 0.5mmol로 담지될 수 있다. 상기한 범위 내로 담지될 때 최적의 촉매 형상을 가져 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다.In addition, the metallocene compound of Formula 1 may be supported at 0.01 to 1 mmol, more specifically 0.07 to 0.5 mmol, per 1 g of the support. When the catalyst is supported within the above-mentioned range, it has an optimal catalyst shape and can exhibit excellent catalytic activity.

또, 발명의 일 구현예에 따른 상기 메탈로센 담지 촉매의 제조방법에 있어서, 상기 담체로는 표면에 히드록시기를 포함하는 담체가 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는 조촉매와의 반응성이 큰 히드록시기와 실록산기를 포함하는 것이 사용될 수 있다. 구체적인 예로는 실리카, 실리카-알루미나, 또는 실리카-마그네시아 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상이 사용될 수 있다. 또 상기한 담체들은 통상적으로 Na2O, K2CO3, BaSO4, 및 Mg(NO3)2 등의 산화물, 탄산염, 황산염, 및 질산염 성분을 포함할 수 있다.In addition, in the method for preparing a supported metallocene catalyst according to an embodiment of the present invention, a carrier containing a hydroxy group on the surface may be used as the carrier, more specifically, a hydroxy group having a high reactivity with the co- Siloxane groups may be used. Specific examples thereof include silica, silica-alumina, silica-magnesia and the like, and any one or two or more of them may be used. The above carriers may also typically include oxides, carbonates, sulphates, and nitrate components such as Na 2 O, K 2 CO 3 , BaSO 4 , and Mg (NO 3 ) 2 .

또, 담체 표면에 수분이 존재할 경우 수분과 조촉매가 반응하게 될 우려가 있으므로, 상기 담체는 건조 공정을 통해 표면에 존재하는 수분을 제거한 것이 바람직할 수 있다. 그러나 지나치게 건조될 경우 표면 수분과 함께 히드록시기가 함께 제거됨으로써 조촉매와의 반응자리가 감소하게 될 우려가 있으므로, 상기 담체에 대한 건조 공정은 200 내지 400℃, 보다 구체적으로는 200 내지 250 ℃에서 수행될 수 있다.In addition, when moisture is present on the surface of the support, moisture may react with the cocatalyst. Therefore, it may be preferable that the support removes water present on the surface through a drying process. However, when the catalyst is excessively dried, the surface of the carrier may be dried at a temperature of 200 to 400 ° C., more specifically 200 to 250 ° C. .

또 상기 건조 공정 외에도 담체의 제조 방법 및 제조 조건 등의 제어를 통해 담체 표면의 히드록시기 양이 조절될 수 있다.In addition to the drying step, the amount of the hydroxyl group on the surface of the carrier can be controlled by controlling the method of preparing the carrier and the production conditions.

상기와 같은 담체는 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물 중량을 기준으로 1 내지 1000의 중량비로 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는 1 내지 50의 중량비로 사용될 수 있다. 상기한 함량으로 사용시 적절한 담지 촉매 활성을 나타내어, 촉매의 활성 유지 및 경제성 측면에서 유리할 수 있다. The carrier may be used in a weight ratio of 1 to 1000 based on the weight of the metallocene compound of Formula 1. More specifically, the carrier may be used in a weight ratio of 1 to 50. As the above content, it exhibits proper supported catalyst activity at the time of use, and may be advantageous from the viewpoints of maintenance of the activity and economical efficiency of the catalyst.

상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 담지 촉매는, 화학식 1의 메탈로센 화합물과 알킬알루미늄을 담지함으로써, 우수한 촉매 활성과 함께 단일 형태를 갖는 촉매활성종을 나타냄으로써, 고분자량과 함께 좁은 분자량 분포를 갖는 폴리프로필렌을 제조할 수 있다. The supported catalyst prepared by the above production method shows catalytic active species having a single form together with excellent catalytic activity by supporting the metallocene compound of formula (1) and the alkylaluminum compound, whereby a high molecular weight and a narrow molecular weight distribution Can be produced.

이에 따라 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 제조방법에 따라 제조된 메탈로센 담지 촉매를 제공한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a supported metallocene catalyst prepared according to the above process.

구체적으로, 상기 메탈로센 담지 촉매는, 담체 및 상기 담체에 담지된, 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물 1종 이상, 알킬알루미늄, 그리고 선택적으로 알킬알루미녹산계 조촉매를 포함한다. 상기 담체, 화학식 1의 메탈로센 화합물, 알킬알루미늄 및 알킬알루미녹산계 조촉매의 종류와 함량은 앞서 설명한 바와 같다. Specifically, the metallocene supported catalyst includes a support and at least one metallocene compound of Formula 1 supported on the support, an alkylaluminum, and optionally an alkylaluminoxane-based co-catalyst. The kind and content of the above-mentioned support, the metallocene compound of formula (1), the alkyl aluminum and the alkyl aluminoxane-based co-catalyst are as described above.

상기 메탈로센 담지 촉매는 그 자체로서 올레핀계 단량체, 구체적으로 프로필렌 단량체의 중합에 사용될 수도 있고, 또는 올레핀계 단량체와 접촉 반응되어 예비 중합된 형태로 사용될 수도 있다. 예비 중합된 형태로 사용될 경우, 중합 반응 전 메탈로센 담지 촉매를 별도로 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐 등과 같은 올레핀계 단량체와 접촉시킴으로써 사용될 수 있다.The metallocene supported catalyst may itself be used for polymerization of an olefin-based monomer, specifically, a propylene monomer, or may be used in a prepolymerized form by being contact-reacted with an olefin-based monomer. When used in a prepolymerized form, the metallocene supported catalyst may be separately used before contacting the polymerization catalyst with an olefinic monomer such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene and the like.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면 상기한 제조방법에 따라 제조된 메탈로센 담지 촉매를 이용한 폴리프로필렌의 제조방법 및 이에 따라 제조된 폴리프로필렌이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing polypropylene using metallocene supported catalyst prepared according to the above-mentioned production method and polypropylene produced thereby.

구체적으로, 상기 폴리프로필렌의 제조방법은 상기 제조방법에 따라 제조된 메탈로센 담지 촉매의 존재 하에 프로필렌 단량체를 중합하는 단계를 포함한다.Specifically, the method for producing the polypropylene comprises polymerizing the propylene monomer in the presence of the metallocene supported catalyst prepared according to the above production method.

또, 상기 중합 반응은 하나의 연속식 슬러리 중합 반응기, 루프 슬러리 반응기, 기상 반응기 또는 용액 반응기를 이용하여 프로필렌 단량체를 중합 반응 시킴함으로써 수행될 수 있다.The polymerization reaction may be carried out by polymerizing the propylene monomer using one continuous slurry polymerization reactor, a loop slurry reactor, a gas phase reactor or a solution reactor.

또, 상기 중합 반응시 상기 메탈로센 담지 촉매는 촉매는 탄소수 5 내지 12의 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면 펜탄, 헥산, 헵탄, 노난, 데칸, 및 이들의 이성질체와 톨루엔, 벤젠과 같은 방향족 탄화수소 용매, 디클로로메탄, 클로로벤젠과 같은 염소원자로 치환된 탄화수소 용매 등에 용해하거나 희석한 형태로 사용될 수 있다. 여기에 사용되는 용매는 소량의 알킬알루미늄 처리를 통해 촉매 독으로 작용하는 소량의 물 또는 공기 등을 제거하여 사용하는 것이 바람직하며, 조촉매를 더 사용하여 실시하는 것도 가능하다.In addition, in the above metallocene-supported catalyst, the catalyst may be an aliphatic hydrocarbon solvent having 5 to 12 carbon atoms such as pentane, hexane, heptane, nonane, decane, and an isomer thereof and an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene or benzene , A hydrocarbon solvent substituted with a chlorine atom such as dichloromethane or chlorobenzene, or the like. The solvent used herein is preferably used by removing a small amount of water or air acting as a catalyst poison through a small amount of alkylaluminum treatment, and it is also possible to use a further cocatalyst.

본 발명의 제조방법에 따라 수득된 메탈로센 담지 촉매를 이용하여 제조한 폴리프로필렌은 고분자량 및 좁은 분자량 분포를 가져 우수한 강도 특성을 나타낼 수 있다.The polypropylene produced by the metallocene supported catalyst obtained according to the production method of the present invention has a high molecular weight and a narrow molecular weight distribution and can exhibit excellent strength characteristics.

구체적으로, 상기 폴리프로필렌은 35만 내지 50만 g/mol의 중량 평균 분자량(Mw) 및 70만 내지 100만 g/mol의 z 평균 분자량과 함께, 2.5 이하, 보다 구체적으로는 2 내지 2.5의 분자량 분포(MWD)를, 보다 구체적으로는 38만 내지 45만 g/mol의 중량 평균 분자량(Mw) 및 70만 내지 85만 g/mol의 z 평균 분자량과 함께 2.3 내지 2.45의 분자량 분포(MWD)를 나타낼 수 있다. Specifically, the polypropylene has a weight average molecular weight (Mw) of 350,000 to 500,000 g / mol and a z average molecular weight of 700,000 to 1,000,000 g / mol, and has a molecular weight of 2.5 or less, more specifically 2 to 2.5 (MWD) of from 2.3 to 2.45, with a weight average molecular weight (Mw) of from 380 to 450,000 g / mol and a z-average molecular weight of from 700,000 to 850,000 g / mol .

본 발명에 있어서, Mw 및 Mz 는 각각 겔 투과 크로마토그래피(GPC: gel permeation chromatography, Waters사 제조)를 이용하여 폴리스티렌으로 표준화하여 측정될 수 있으며, 측정된 중합체의 중량평균 분자량(Mw)과 수평균 분자량(Mn) 값으로부터 중량평균 분자량을 수평균 분자량으로 나누어 분자량 분포(MWD)를 계산할 수 있다. 이때, 분석온도는 160 ℃로 하고, 용매로는 트리클로로벤젠을 사용할 수 있다.In the present invention, Mw and Mz can be measured by standardizing with polystyrene using gel permeation chromatography (GPC) (Waters), and the weight average molecular weight (Mw) and number average From the molecular weight (Mn) value, the molecular weight distribution (MWD) can be calculated by dividing the weight average molecular weight by the number average molecular weight. At this time, the analysis temperature is 160 캜, and trichlorobenzene can be used as the solvent.

또, 상기 폴리프로필렌은 상기한 분자량과 더불어 1 내지 4 g/10min, 보다 구체적으로는 2 내지 3.5 g/10min 의 용융 질량 흐름 지수(MRF)을 나타낼 수 있다. In addition, the polypropylene may exhibit a melt mass flow index (MRF) of from 1 to 4 g / 10 min, more specifically from 2 to 3.5 g / 10 min, together with the above molecular weights.

본 발명에 있어서 MFR은 ISO 1133에 따라 측정될 수 있다. In the present invention, the MFR can be measured according to ISO 1133.

이에 따라 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 메탈로센 담지 촉매를 이용하여 제조된 폴리프로필렌은 압출 성형이 가능하여 다양한 제품 제조에 적용될 수 있고, 또 고분자량과 함께 좁은 분자량 분포가 요구되는 섬유나 필름, 특히 고강도 섬유 및 이축 연신 필름의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.Accordingly, the polypropylene produced by the metallocene supported catalyst produced by the production process according to the present invention can be extruded and can be applied to the production of various products. In addition, the polypropylene having a high molecular weight and a narrow molecular weight distribution Can be usefully used in the production of nano-films, especially high-strength fibers and biaxially stretched films.

이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어서는 안 된다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples of the present invention. However, the embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments.

제조예 Manufacturing example

단계 1) (Step 1) ( 디에틸실란Diethylsilane -- 디일Dill )-) - 비스Bis ((2-((2- 메틸methyl -4--4- 터트Rat -부틸--Butyl- 페닐인데닐Phenyl indenyl )) 실란의Silane 제조 Produce

2-메틸-4-터트-부틸-페닐인덴(20.0 g)을 톨루엔/THF=10/1 용액(220 mL)에 용해시킨 후, n-부틸리튬 용액(2.5 M, 헥산 용매, 22.2 g)을 0℃에서 천천히 적가한 다음, 상온에서 하루 동안 교반하였다. 그 후, -78℃에서 상기 혼합 용액에 디에틸디클로로실란(6.2 g)을 천천히 적가하였고, 약 10분 동안 교반한 뒤 상온에서 하루 동안 교반하였다. 그 후, 물을 가하여 유기층을 분리한 다음, 용매를 감압 증류하여 (디에틸실란-디일)-비스((2-메틸-4-터트-부틸-페닐인데닐)실란을 얻었다. Butyllithium solution (2.5 M, hexane solvent, 22.2 g) was dissolved in toluene / THF = 10/1 solution (220 mL) Was slowly added dropwise at 0 ° C, and then stirred at room temperature for one day. Then, diethyldichlorosilane (6.2 g) was slowly added dropwise to the mixed solution at -78 ° C, stirred for about 10 minutes, and then stirred at room temperature for one day. Thereafter, water was added to separate the organic layer, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain (diethylsilane-diyl) -bis ((2-methyl-4-tert-butylphenylindenyl) silane.

단계 2) [(Step 2) [( 디에틸실란Diethylsilane -- 디일Dill )-) - 비스((2-메틸-4-터트-부틸-페닐인데닐)]Bis ((2-methyl-4-tert-butyl-phenylindenyl)] - 지르코늄 디클로라이드의 제조Preparation of zirconium dichloride

상기 단계 1에서 제조한 (디에틸실란-디일)-비스((2-메틸-4-터트-부틸-페닐인데닐)실란을 톨루엔/THF=5/1 용액(120 mL)에 용해시킨 후, n-부틸리튬 용액(2.5 M, 헥산 용매, 22.2 g)을 -78℃에서 천천히 적가한 후, 상온에서 하루 동안 교반하였다. 반응액에 지르코늄 클로라이드(8.9 g)를 톨루엔(20 mL)에 희석시킨 후, -78℃에서 천천히 적가하고 상온에서 하루 동안 교반하였다. 반응액의 용매를 감압 제거한 다음, 디클로로메탄을 넣고 여과한 다음, 여액을 감압 증류하여 제거하였다. 톨루엔과 헥산을 사용하여 재결정을 하여 고순도의 rac-[(디에틸실란-디일)-비스((2-메틸-4-터트-부틸-페닐인데닐)]지르코늄 디클로라이드(10.1g, 34%, rac:meso=20:1)를 얻었다.The (diethylsilane-diyl) -bis ((2-methyl-4-tert-butylphenylindenyl) silane prepared in the above step 1 was dissolved in toluene / THF = 5/1 solution (120 mL) butyl lithium solution (2.5 M, hexane solvent, 22.2 g) was slowly added dropwise at -78 ° C, and the mixture was stirred at room temperature for one day. Zirconium chloride (8.9 g) was diluted in toluene (20 mL) After the reaction solution was removed under reduced pressure, dichloromethane was added to the reaction mixture, which was then filtered, and the filtrate was distilled off under reduced pressure, and the residue was recrystallized from toluene and hexane to give Zirconium dichloride (10.1 g, 34%, rac: meso = 20: 1) was added to a solution of high purity rac - [(diethylsilanediyl) .

Figure pat00005
(1a)
Figure pat00005
(1a)

실시예 1Example 1

톨루엔 30mL가 들어있는 반응기에 5 g의 실리카를 첨가한 후 충분히 교반시켰다. 여기에, 30 ℃에서 10 wt% 메틸알루미녹산(MAO) 50 mmol과 트리이소부틸알루미늄(TIBAL) (25 wt% in Toluene) 2.3 mL을 첨가하고 90℃에서 15시간 반응시켰다. 침강 후 여액을 제거하고 톨루엔으로 2회에 걸쳐 세척 하였다. 5 g of silica was added to a reactor containing 30 mL of toluene and sufficiently stirred. 50 mmol of 10 wt% methylaluminoxane (MAO) and 2.3 mL of triisobutylaluminum (TIBAL) (25 wt% in Toluene) were added thereto at 30 ° C. and reacted at 90 ° C. for 15 hours. After sedimentation, the filtrate was removed and washed twice with toluene.

상기 제조예에서 제조한 메탈로센 화합물 0.27g을 톨루엔에 용해시킨 후, 상기 반응기에 첨가하여 50 ℃에서 5시간 반응 시켰다. 반응 종료 후 침강시켜 상층부 용액은 제거하고, 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척한 후 헥산으로 재차 세척하였다. 결과의 수득물을 진공 건조하여 고체 형태의 담지 촉매를 얻었다. 0.27 g of the metallocene compound prepared in the above Preparation Example was dissolved in toluene, and the mixture was reacted at 50 ° C for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was sedimented to remove the upper layer solution, and the remaining reaction product was washed with toluene and then again with hexane. The resulting product was vacuum-dried to obtain a solid supported catalyst.

실시예 2Example 2

톨루엔 30mL가 들어있는 반응기에 5 g의 실리카를 첨가한 후 충분히 교반시킨다. 30 ℃에서 10 wt% 메틸알루미녹산(MAO) 50 mmol을 넣은 뒤 90℃에서 15시간 반응시켰다. 침강 후 여액을 제거하고 톨루엔으로 2회에 걸쳐 세척 하였다.Add 5 g of silica to a reactor containing 30 mL of toluene and stir well. 50 mmol of 10 wt% methylaluminoxane (MAO) was added at 30 ° C., and the mixture was reacted at 90 ° C. for 15 hours. After sedimentation, the filtrate was removed and washed twice with toluene.

0.27g의 상기 메탈로센 화합물(1a)을 톨루엔에 용해시킨 후 상기 반응기에 첨가하여 50 ℃에서 3시간 반응시켰다. 이어서 0.3 mL의 TIBAL (25wt% in Toluene)을 첨가하고 50 ℃에서 2시간 반응 시켰다. 반응 종료 후 침강시켜 상층부 용액은 제거하고, 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척한 후 헥산으로 재차 세척하였다. 결과의 수득물을 진공 건조하여 고체 형태의 담지 촉매를 얻었다. 0.27 g of the metallocene compound (1a) was dissolved in toluene, and the mixture was reacted at 50 ° C for 3 hours. Subsequently, 0.3 mL of TIBAL (25 wt% in Toluene) was added and reacted at 50 DEG C for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was sedimented to remove the upper layer solution, and the remaining reaction product was washed with toluene and then again with hexane. The resulting product was vacuum-dried to obtain a solid supported catalyst.

비교예 1Comparative Example 1

톨루엔 30mL가 들어있는 반응기에 5 g의 실리카를 첨가한 후, 충분히 교반시켰다. 여기에, 30 ℃에서 10 wt% 메틸알루미녹산(MAO) 50 mmol을 첨가하고, 90℃에서 15시간 반응시켰다. 침강 후 여액을 제거하고 톨루엔으로 2회에 걸쳐 세척 하였다. 5 g of silica was added to a reactor containing 30 mL of toluene, and then sufficiently stirred. Then, 50 mmol of 10 wt% methylaluminoxane (MAO) was added at 30 占 폚, and the mixture was reacted at 90 占 폚 for 15 hours. After sedimentation, the filtrate was removed and washed twice with toluene.

0.27g의 상기 메탈로센 화합물(1a)을 톨루엔에 용해시킨 후 상기 반응기에 첨가하여 50 ℃에서 5시간 반응 시켰다. 반응 종료 후 침강시켜 상층부 용액은 제거하고, 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척한 후 헥산으로 재차 세척하였다. 결과의 수득물을 진공 건조하여 고체 형태의 담지 촉매를 얻었다. 0.27 g of the metallocene compound (1a) was dissolved in toluene, and the mixture was reacted at 50 ° C for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was sedimented to remove the upper layer solution, and the remaining reaction product was washed with toluene and then again with hexane. The resulting product was vacuum-dried to obtain a solid supported catalyst.

비교예 2Comparative Example 2

톨루엔 30mL가 들어있는 반응기에 5 g의 실리카를 첨가한 후 충분히 교반시킨다. 30 ℃에서 10 wt% 메틸알루미녹산(MAO) 50 mmol, 톨루엔에 용해시킨 0.27g의 메탈로센 화합물(1a), 0.3 mL의 TIBAL (25wt% in Toluene)을 첨가하고 90 ℃에서 5시간 반응 시켰다. 반응 종료 후 침강시켜 상층부 용액은 제거하고, 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척한 후 헥산으로 재차 세척하였다. 결과의 수득물을 진공 건조하여 고체 형태의 담지 촉매를 얻었다. Add 5 g of silica to a reactor containing 30 mL of toluene and stir well. 50 mmol of 10 wt% methylaluminoxane (MAO), 0.27 g of the metallocene compound (1a) dissolved in toluene and 0.3 mL of TIBAL (25 wt% in Toluene) were added at 30 ° C. and reacted at 90 ° C. for 5 hours . After completion of the reaction, the reaction solution was sedimented to remove the upper layer solution, and the remaining reaction product was washed with toluene and then again with hexane. The resulting product was vacuum-dried to obtain a solid supported catalyst.

상기 실시예 1 내지 2, 및 비교예 1에서 제조한 각각의 담지 촉매를 하기 표 1에 정리하여 나타내었다.The supported catalysts prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Example 1 are summarized in Table 1 below.

담지 순서Order of support 담지량Loading MAO
(mmol/g SiO2)
MAO
(mmol / g SiO 2)
TIBAL
(mmol/g SiO2)
TIBAL
(mmol / g SiO 2)
Cat.
(μmol/g SiO2)
Cat.
(μmol / g SiO 2 )
실시예 1Example 1 SiO2/MAO/TIBAL/Cat.SiO 2 / MAO / TIBAL / Cat. 1010 0.50.5 7070 실시예 2Example 2 SiO2/MAO/Cat./TIBALSiO 2 /MAO/Cat./TIBAL 1010 0.7.0.7. 7070 비교예 1Comparative Example 1 SiO2/MAO/ Cat.SiO 2 / MAO / Cat. 1010 00 7070 비교예 2Comparative Example 2 동시담지Simultaneous loading 1010 0.70.7 7070

상기 표 1에서, SiO2: 실리카, MAO: 메틸알루미녹산, TIBA: 트리이소부틸알루미늄, Cat.: 화학식 1a의 메탈로센 화합물을 의미한다. In Table 1, SiO 2 : silica, MAO: methylaluminoxane, TIBA: triisobutylaluminum, Cat: metallocene compound of Formula 1a.

<실험예> <Experimental Example>

폴리프로필렌의 제조Manufacture of polypropylene

먼저, 2L 스테인레스 반응기를 65℃에서 진공 건조한 후 냉각하고, 실온에서 트리에틸알루미늄 1.5 mmol을 넣고, 770 g의 프로필렌을 투입하였다. 이를 10분 동안 교반한 후, 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 실리카 담지 메탈로센 촉매를 질소 압력으로 반응기에 투입하였다. 이때, 상기 촉매와 함께 약 일정 량의 수소 기체를 투입하였다. 이후 반응기 온도를 70℃까지 서서히 승온한 후 1 시간 동안 중합하였다. 반응 종료 후 미반응된 프로필렌은 벤트하였다.First, a 2L stainless steel reactor was vacuum dried at 65 deg. C and then cooled. Then, 1.5 mmol of triethyl aluminum was added at room temperature, and 770 g of propylene was added. After stirring for 10 minutes, the silica supported metallocene catalyst prepared in the above Examples and Comparative Examples was introduced into the reactor under a nitrogen pressure. At this time, a certain amount of hydrogen gas was introduced together with the catalyst. After the reactor temperature was gradually raised to 70 ° C, the reactor was polymerized for 1 hour. After the completion of the reaction, unreacted propylene was bubbled.

상기 올레핀 중합체의 제조시 촉매의 중합 활성, 제조된 올레핀 중합체의 분자량 및 분자량 분포를 하기와 같은 방법으로 측정 후, 그 결과를 하기 표 2 및 도 1에 나타내었다. The polymerization activity of the catalyst in the production of the olefin polymer, the molecular weight and the molecular weight distribution of the olefin polymer thus prepared were measured by the following methods, and the results are shown in Table 2 and FIG.

(1) 촉매 활성: 상기 실시예 및 비교예의 고분자 합성 반응에서 단위 시간(h)을 기준으로 사용된 촉매 함량 (촉매의 mmol 및 g) 당 생성된 중합체의 무게(kg)의 비를 산출하여 촉매의 활성(activity)으로 규정하였다. (1) Catalytic activity: The ratio of the weight (kg) of the polymer produced per unit time (h) to the amount of catalyst (mmol and g of catalyst) used in the polymer synthesis reaction in the above Examples and Comparative Examples was calculated, Of the activity.

(2) MFR : ISO 1133에 따라 MFR(용융 질량 흐름 지수)을 측정하였다.(2) MFR: The MFR (melt mass flow index) was measured according to ISO 1133.

(3) Mw, Mz, MWD: 샘플을 PL-SP260을 이용하여 BHT 0.0125% 포함된 1,2,4-Trichlorobenzene에서 160℃, 10시간 동안 녹여 전처리하고, PL-GPC220을 이용하여 측정 온도 160℃에서 Mw(중량평균분자량), Mz(Z-평균 분자량) 및 Mn(수평균분자량)을 각각 측정하였다. 이때 각각의 분자량은 폴리스티렌으로 표준화하여 측정하였으며, 측정한 Mw 값 및 Mn 값을 이용하여 Mw값을 Mn값으로 나누어 MWD(분자량 분포)를 계산하였다.(3) Mw, Mz, MWD: The sample was dissolved in 1,2,4-trichlorobenzene containing 0.0125% of BHT at 160 ° C for 10 hours using PL-SP260 and pretreated with PL-GPC220 at 160 ° C Mw (weight average molecular weight), Mz (Z-average molecular weight) and Mn (number average molecular weight) were measured. At this time, each molecular weight was measured by standardizing with polystyrene. MW value (MWD) was calculated by dividing Mw value by Mn value using measured Mw value and Mn value.

구분division 촉매 활성
(kg-PE/g-Cat.)
Catalytic activity
(kg-PE / g-Cat.)
MFR
(g/10min)
MFR
(g / 10 min)
Mw
(g/mol)
Mw
(g / mol)
Mz
(g/mol)
Mz
(g / mol)
MWDMWD
실시예 1Example 1 7.77.7 2.42.4 420,000420,000 831,000831,000 2.412.41 실시예 2Example 2 8.78.7 3.43.4 382,000382,000 747,000747,000 2.382.38 비교예 1Comparative Example 1 7.57.5 4.54.5 337,000337,000 688,000688,000 2.352.35 비교예 2Comparative Example 2 6.06.0 4.14.1 370,000370,000 725,000725,000 2.732.73

상기 표 2를 참고하면, 실시예 1 및 2와 같이 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물 담지 촉매의 제조시 알킬알루미늄을 순차 담지할 경우, 단일 형태의 촉매 활성종을 나타냄으로써, 알킬알루미늄을 담지 하지 않은 비교예 1, 및 동시 담지한 비교예 2에 비해 중합 활성이 증가되었으며, 또 제조된 폴리프로필렌은 고분자량과 함께 2.5 이하의 좁은 분자량 분포를 가짐을 확인하였다. As shown in Table 2 above, when the metallocene compound supported catalyst of Formula 1 is prepared in the same manner as in Examples 1 and 2, when alkyl aluminum is carried in succession, it shows a single type of catalytically active species, The polymerization activity was increased as compared with Comparative Example 1, which was Comparative Example 1 which was not simultaneously carried out, and Comparative Example 2, and that the produced polypropylene had a narrow molecular weight distribution with a high molecular weight of 2.5 or less.

Claims (16)

담체에 알킬알루미녹산계 조촉매를 담지시키는 단계; 및
상기 알킬알루미녹산계 조촉매가 담지된 담체에 대해 하기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 담지시키는 단계를 포함하며,
상기 메탈로센 화합물의 담지 전 또는 담지 후, 알킬알루미늄을 담체에 담지시키는 단계를 더 포함하는, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법:
[화학식 1]
Figure pat00006

상기 화학식 1에서,
A는 탄소, 실리콘 또는 게르마늄이고,
M은 4족 전이금속이며,
R1 및 R5는 각각 독립적으로 C1-20 알킬로 치환된 C6-20 아릴이고,
R2 내지 R4 및 R6 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C1-20 알킬실릴, C1-20 실릴알킬, C1-20 알콕시실릴, C1-20 에테르, C1-20 실릴에테르, C1-20 알콕시, C6-20 아릴, C7-20 알킬아릴, 또는 C7-20 아릴알킬이고,
R9 및 R10은 각각 독립적으로 C1-20 알킬이고,
X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C6-20 아릴, 니트로, 아미도, C1-20 알킬아미노, C6-20 아릴아미노, C1-20 알킬실릴, C1-20 알콕시, 또는 C1-20 술폰네이트기이다.
Supporting an alkylaluminoxane-based co-catalyst on the carrier; And
Supporting a metallocene compound represented by the following formula (1) on a carrier carrying the alkylaluminoxane-based promoter,
A step of supporting the alkylaluminum on the carrier before or after the loading of the metallocene compound;
[Chemical Formula 1]
Figure pat00006

In Formula 1,
A is carbon, silicon or germanium,
M is a transition metal of Group 4,
R 1 and R 5 are each independently C 6-20 aryl substituted with C 1-20 alkyl,
R 2 to R 4 and R 6 to R 8 are each independently hydrogen, halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 silylalkyl, C 1-20 alkoxysilyl group, a C 1-20 ether, C 1-20 silyl ether, C 1-20 alkoxy, C 6-20 aryl, C 7-20 alkylaryl, or C 7-20 arylalkyl,
R 9 and R 10 are each independently C 1-20 alkyl,
X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 6-20 aryl, nitro, amido, C 1-20 alkylamino, C 6-20 arylamino, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 alkoxy, or C 1-20 sulfonate group.
제1항에 있어서,
상기 M은 Zr인, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
And M is Zr.
제1항에 있어서,
상기 R1 및 R5는 각각 독립적으로 C3-6 분지쇄 알킬기로 치환된 페닐기인, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein R 1 and R 5 are each independently a phenyl group substituted with a C 3-6 branched alkyl group.
제1항에 있어서,
상기 R1 및 R5는 각각 tert-부틸 페닐인, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein R 1 and R 5 are each tert-butylphenyl.
제1항에 있어서,
상기 A는 실리콘이고,
상기 R9 및 R10는 동일하며, C2-4 직쇄상 알킬기인, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein A is silicon,
Wherein R 9 and R 10 are the same and are a C 2-4 straight chain alkyl group.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 메탈로센 화합물은 하기 화학식 1a로 표시되는 화합물인, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
[화학식 1a]
Figure pat00007

The method according to claim 1,
Wherein the metallocene compound of formula (1) is a compound represented by the following formula (1a).
[Formula 1a]
Figure pat00007

제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 메탈로센 화합물의 담지량은 상기 담체 1g에 대하여 0.01 내지 1 mmol인, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the supported amount of the metallocene compound of Formula 1 is 0.01 to 1 mmol based on 1 g of the support.
제1항에 있어서,
상기 알킬알루미늄은 탄소수 3 내지 6의 분지쇄상 알킬기를 포함하는 알킬알루미늄인, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the alkyl aluminum is alkylaluminum containing a branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms.
제1항에 있어서,
상기 알킬알루미늄은 트리이소부틸알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-sec-부틸알루미늄, 및 트리이소펜틸알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the alkyl aluminum comprises at least one member selected from the group consisting of triisobutylaluminum, triisopropylaluminum, tri-sec-butylaluminum, and triisopentylaluminum.
제1항에 있어서,
상기 알킬알루미늄의 담지량은 상기 담체 1g에 대하여 0.01 내지 3 mmol인, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the amount of the alkyl aluminum supported is 0.01 to 3 mmol based on 1 g of the support.
제1항에 있어서,
상기 알킬알루미늄에 포함되는 알루미늄 금속과 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물 내 포함되는 4족 전이금속(M)의 몰비가 1:1 내지 1,000:1인, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the molar ratio of the aluminum metal contained in the alkyl aluminum to the transition metal (M) of the Group 4 transition metal contained in the metallocene compound of Formula 1 is 1: 1 to 1,000: 1.
제1항에 있어서,
상기 담체는 실리카, 알루미나, 마그네시아 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the carrier comprises silica, alumina, magnesia, or a mixture thereof.
제1항에 있어서,
상기 메탈로센 화합물의 담지 전 알킬알루미늄의 담지는, 알킬알루미녹산계 조촉매의 담체 담지시 알킬알루미늄을 첨가함으로써 수행되는, 메탈로센 담지 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the loading of the alkylaluminum before the metallocene compound is carried out is carried out by adding an alkylaluminum at the time of carrying the carrier of the alkylaluminoxane co-catalyst.
담체; 및
상기 담체에 담지된, 하기 화학식 1의 메탈로센 화합물, 알킬알루미늄 및 알킬알루미녹산계 조촉매를 포함하며, 단일 형태의 촉매 활성종을 나타내는 메탈로센 담지 촉매:
[화학식 1]
Figure pat00008

상기 화학식 1에서,
A는 탄소, 실리콘 또는 게르마늄이고,
M은 4족 전이금속이며,
R1 및 R5는 각각 독립적으로 C1-20 알킬로 치환된 C6-20 아릴이고,
R2 내지 R4 및 R6 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C1-20 알킬실릴, C1-20 실릴알킬, C1-20 알콕시실릴, C1-20 에테르, C1-20 실릴에테르, C1-20 알콕시, C6-20 아릴, C7-20 알킬아릴, 또는 C7-20 아릴알킬이고,
R9 및 R10은 각각 독립적으로 C1-20 알킬이고,
X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C6-20 아릴, 니트로, 아미도, C1-20 알킬아미노, C6-20 아릴아미노, C1-20 알킬실릴, C1-20 알콕시, 또는 C1-20 술폰네이트기이다.
carrier; And
A metallocene supported catalyst comprising a metallocene compound represented by the following formula (1), an alkylaluminum and an alkylaluminoxane-based cocatalyst supported on the carrier and exhibiting a single type of catalytically active species:
[Chemical Formula 1]
Figure pat00008

In Formula 1,
A is carbon, silicon or germanium,
M is a transition metal of Group 4,
R 1 and R 5 are each independently C 6-20 aryl substituted with C 1-20 alkyl,
R 2 to R 4 and R 6 to R 8 are each independently hydrogen, halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 silylalkyl, C 1-20 alkoxysilyl group, a C 1-20 ether, C 1-20 silyl ether, C 1-20 alkoxy, C 6-20 aryl, C 7-20 alkylaryl, or C 7-20 arylalkyl,
R 9 and R 10 are each independently C 1-20 alkyl,
X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 6-20 aryl, nitro, amido, C 1-20 alkylamino, C 6-20 arylamino, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 alkoxy, or C 1-20 sulfonate group.
제14항에 따른 메탈로센 담지 촉매의 존재 하에, 프로필렌 단량체를 중합 반응시키는 단계를 포함하는, 폴리프로필렌의 제조방법.
A process for producing a polypropylene comprising the step of polymerizing a propylene monomer in the presence of the metallocene supported catalyst according to claim 14.
중량 평균 분자량이 35만 내지 50만 g/mol이고, z 평균 분자량이 70만 내지 100만 g/mol이며, 분자량 분포가 2.5 이하이고, 용융 질량 흐름지수가 1 내지 4 g/10min 인 폴리프로필렌.A polypropylene having a weight average molecular weight of 350,000 to 500,000 g / mol, a z average molecular weight of 700,000 to 1,000,000 g / mol, a molecular weight distribution of 2.5 or less and a melt mass flow index of 1 to 4 g / 10 min.
KR1020170166761A 2017-12-06 2017-12-06 Method for preparing supported metallocene catalyst, the supported metallocene catalyst prepared by the same method, and polypropylene prepared by using the same KR102405286B1 (en)

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