KR20220009782A - Polyethylene - Google Patents

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김석환
김병석
정윤철
강민영
김세영
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Abstract

The present invention relates to polyethylene, which does not decrease in density while increasing a comonomer content in a high molecular weight region. In order to solve the above problems, the present invention provides the following polyethylene which comprises 1-hexene as the comonomer, has 126.5℃ or more and 132℃ or less of a melting point (Tm), and a comonomer sequence distribution index represented by formula 1: Comonomer sequence distribution Index = SCB content - 6 * 10^(47) * Tm^(-22.52) is 0 or more.

Description

폴리에틸렌{Polyethylene}polyethylene {Polyethylene}

본 발명은 고분자량 영역에서 공단량체의 함량이 증가하면서도 밀도가 저하되지 않는 폴리에틸렌에 관한 것이다.The present invention relates to polyethylene, which does not decrease in density while increasing the comonomer content in the high molecular weight region.

통상적으로 사출용 폴리에틸렌은 일정 수준 이상의 내구성이 요구된다. 폴리에틸렌의 내구성은 공단량체의 함량을 증가시켜 향상시킬 수 있는데, 공단량체의 함량을 유추하기 위해 BOCD index를 이용할 수 있다. 여기서 비오씨디(BOCD, Broad Orthogonal Comonomer Distribution)는 고분자 관련 용어로서, BOCD 구조란, 알파-올레핀과 같은 공단량체의 함량이 고분자량 주쇄에 집중되어 있는 구조, 즉 짧은 사슬 가지(Short Chain Branching, SCB) 함량이 고분자량 쪽으로 갈수록 많아지는 새로운 구조로서, BOCD 구조를 갖는 고분자일수록 BOCD index가 높다. 이때, 짧은 사슬 가지(SCB)는 주 사슬에 붙어 있는 2 내지 7개의 탄소수를 가지는 가지들을 의미하며, 보통 공단량체로서 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐 등과 같이 탄소수 4 이상인 알파-올레핀을 사용할 경우 만들어지는 곁가지들을 의미한다. 따라서 상기 BOCD index를 높이기 위해서는 고분자량의 폴리에틸렌이 공단량체를 다량 포함하여야 한다. In general, polyethylene for injection requires a certain level of durability or more. The durability of polyethylene can be improved by increasing the comonomer content, and the BOCD index can be used to infer the comonomer content. Here, BOCD (Broad Orthogonal Comonomer Distribution) is a polymer-related term, and the BOCD structure is a structure in which the content of a comonomer such as alpha-olefin is concentrated in a high molecular weight main chain, that is, short chain branching (SCB). ) as a new structure with a higher molecular weight content, the higher the BOCD index, the higher the BOCD structure. In this case, the short chain branch (SCB) refers to branches having 2 to 7 carbon atoms attached to the main chain, and is usually an alpha-olefin having 4 or more carbon atoms, such as 1-butene, 1-hexene, 1-octene, etc. as a comonomer. It means side branches that are created when used. Therefore, in order to increase the BOCD index, high molecular weight polyethylene must contain a large amount of comonomer.

한편, 올레핀 중합 촉매계는 지글러 나타 및 메탈로센 촉매계로 분류할 수 있다. 그 중 메탈로센 촉매는 메탈로센 화합물이 주성분인 주촉매와 알루미늄이 주성분인 유기 금속 화합물인 조촉매의 조합으로 이루어진다. 이와 같은 촉매는 균일계 착체 촉매로 단일 활성점 촉매(single site catalyst)이며, 단일 활성점 특성에 따라 분자량 분포가 좁으며, 공단량체의 조성 분포가 균일한 고분자가 얻어지며, 촉매의 리간드 구조 변형 및 중합 조건의 변경에 따라 고분자의 입체 규칙도, 공중합 특성, 분자량, 결정화도 등을 변화시킬 수 있는 특성을 가지고 있다. 그러나 현재 통상적으로 사용되는 폴리에틸렌 제조용 촉매 전구체 화합물은 고분자량 및 고공중합성의 폴리에틸렌을 제조하기에 공단량체의 전환율이 낮아 폴리에틸렌이 함유하는 공단량체의 함량이 낮은 한계점이 있다.On the other hand, olefin polymerization catalyst systems can be classified into Ziegler-Natta and metallocene catalyst systems. Among them, the metallocene catalyst is composed of a combination of a main catalyst containing a metallocene compound as a main component and a cocatalyst containing an organometallic compound containing aluminum as a main component. Such a catalyst is a homogeneous complex catalyst, which is a single site catalyst, has a narrow molecular weight distribution according to the single site characteristic, and obtains a polymer with a uniform composition distribution of comonomers, and changes the ligand structure of the catalyst and the ability to change the stereoregularity, copolymerization characteristics, molecular weight, crystallinity, etc. of the polymer according to the change of polymerization conditions. However, the catalyst precursor compound for preparing polyethylene currently used has a limitation in that the comonomer content contained in the polyethylene is low because the conversion rate of the comonomer is low to prepare polyethylene having a high molecular weight and high co-polymerizability.

이에 본 발명은 고분자량 영역에서 공단량체의 함량이 증가하면서도 공단량체의 함량 증가와 무관하게 동등한 수준의 밀도를 갖도록 하는 메탈로센 화합물을 사용하여 제조된 폴리에틸렌을 제공하고자 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a polyethylene prepared using a metallocene compound that has an equivalent level of density regardless of an increase in the comonomer content while increasing the comonomer content in the high molecular weight region.

본 발명은 고분자량 영역에서 공단량체의 함량이 증가하면서도 밀도가 저하되지 않는 폴리에틸렌을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide polyethylene with an increase in the comonomer content in the high molecular weight region and no decrease in density.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기의 폴리에틸렌을 제공한다:In order to solve the above problems, the present invention provides the following polyethylene:

1-헥센을 공단량체로 포함하고,1-hexene as a comonomer;

용융점(Tm)이 126.5 ℃ 이상 132 ℃ 이하이고,Melting point (Tm) is 126.5 ℃ or more and 132 ℃ or less,

하기 식 1로 표시되는 Comonomer sequence distribution Index가 0 이상인,Comonomer sequence distribution Index represented by the following formula 1 is 0 or more,

폴리에틸렌:Polyethylene:

[식 1][Equation 1]

Comonomer sequence distribution Index = SCB 함량 - 6 * 1047 * Tm-22.52 Comonomer sequence distribution Index = SCB content - 6 * 10 47 * Tm -22.52

상기 식 1에서,In Equation 1 above,

SCB(short chain branch) 함량은 탄소 1000 개당 탄소수 2 내지 7 개의곁가지(branch) 함량(개/1000C)이고,SCB (short chain branch) content is a branch content of 2 to 7 carbon atoms per 1000 carbons (piece / 1000C),

Tm은 용융점이다.Tm is the melting point.

본 발명에 따르면, 동일한 수준의 Tm를 갖는 폴리에틸렌과 대비하여 공단량체의 함량이 높으면서도, 밀도 등의 물성은 저하되지 않고 동등한 수준을 유지하는 폴리에틸렌을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a polyethylene having a higher content of comonomer compared to polyethylene having the same level of Tm, and maintaining the same level without lowering physical properties such as density.

도 1은 실시예 및 비교예의 용융점과 SCB 함량의 관계를 용융점(Tm, ℃)을 x축, SCB 함량(개/1000C)을 y축으로 하여 나타낸 것이다. 각 실시예 및 비교예는 도 1 상에 표시하였다.1 shows the relationship between the melting point and the SCB content of Examples and Comparative Examples, with the melting point (Tm, ℃) being the x-axis and the SCB content (units/1000C) being the y-axis. Each Example and Comparative Example are shown on FIG. 1 .

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 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, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is used to describe exemplary embodiments only, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise", "comprising" or "have" are intended to designate the existence of an embodied feature, number, step, element, or a combination thereof, but one or more other features or It should be understood that the existence or addition of numbers, steps, elements, or combinations thereof, is not precluded in advance.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하, 본 발명의 폴리에틸렌에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the polyethylene of the present invention will be described in detail.

본 발명의 폴리에틸렌은 후술할 메탈로센 화합물을 사용하여 제조함으로써 고분자량 영역의 공단량체 함량이 향상된다는 특징이 있다. 또한 후술하는 메탈로센 화합물은 단일 또는 혼성 촉매로 사용되어, 폴리에틸렌 중 고분자량 영역의 공단량체 함량을 향상시킴과 동시에 SCB가 블록(block)을 형성하며 떼지어 존재하도록 하여 공중합체의 밀도 저하를 방지한다. 즉, 본 발명에 따른 폴리에틸렌은 동등 Tm의 폴리에틸렌 대비 다량의 SCB 함량을 가지면서도, SCB 함량 증가와 무관하게 동등한 수준의 밀도를 유지한다.The polyethylene of the present invention is characterized in that the comonomer content in the high molecular weight region is improved by preparing it using a metallocene compound, which will be described later. In addition, the metallocene compound to be described later is used as a single or hybrid catalyst to improve the comonomer content in the high molecular weight region of polyethylene and at the same time allow the SCB to form a block and exist in swarms to reduce the density of the copolymer prevent. That is, the polyethylene according to the present invention has a large amount of SCB content compared to polyethylene having the same Tm, and maintains the same level of density regardless of the increase in the SCB content.

본 발명의 일 구현예에 따른 폴리에틸렌은, 1-헥센을 공단량체로 포함하고, 용융점(Tm)이 126.5 ℃ 이상 132 ℃ 이하이고, 하기 식 1로 표시되는 Comonomer sequence distribution Index가 0 이상인 것을 특징으로 한다:Polyethylene according to an embodiment of the present invention contains 1-hexene as a comonomer, has a melting point (Tm) of 126.5 ° C. or more and 132 ° C. or less, and has a Comonomer sequence distribution Index represented by the following formula 1 is 0 or more. do:

[식 1][Equation 1]

Comonomer sequence distribution Index = SCB 함량 - 6 * 1047 * Tm-22.52 Comonomer sequence distribution Index = SCB content - 6 * 10 47 * Tm -22.52

상기 식 1에서,In Equation 1 above,

SCB(short chain branch) 함량은 탄소 1000 개당 탄소수 2 내지 7 개의 곁가지(branch) 함량(개/1000C)이고,SCB (short chain branch) content is a branch content of 2 to 7 carbon atoms per 1000 carbons (piece / 1000C),

Tm은 용융점이다.Tm is the melting point.

일반적으로 사출용 폴리에틸렌의 내구성을 향상시키기 위해서는 고분자량의 폴리에틸렌이 저분자량의 폴리에틸렌보다 공단량체를 상대적으로 많이 포함하여야 한다. 이러한 공단량체의 함량 정도는 BOCD index(Broad Orthogonal Comonomer Distribution index)로 알 수 있는데, BOCD index는 "(고분자량 쪽 SCB 함량-저분자량 쪽 SCB 함량)/(저분자량 쪽 SCB 함량)"으로 계산된다. SCB 함량은 GPC-FTIR 장비를 이용하여 측정할 수 있으며, BOCD index는 중량 평균 분자량(Mw)을 기준으로 분자량 분포(MWD) 좌우 30%(총 60%) 범위에서 SCB 함량(단위: 개/1,000C)을 측정해 상기 식으로부터 구할 수 있다. In general, in order to improve the durability of polyethylene for injection, high molecular weight polyethylene should contain relatively more comonomers than low molecular weight polyethylene. The content of these comonomers can be known by the BOCD index (Broad Orthogonal Comonomer Distribution index), which is calculated as "(SCB content on the high molecular weight side - SCB content on the low molecular weight side)/(SCB content on the low molecular weight side)" . The SCB content can be measured using GPC-FTIR equipment, and the BOCD index is based on the weight average molecular weight (Mw) of the molecular weight distribution (MWD) left and right 30% (total 60%) of the SCB content (unit: pieces/1,000) It can be obtained from the above formula by measuring C).

구체적으로는, 상기 BOCD index가 클수록 BOCD 구조를 갖는 것을 의미한다. BOCD 구조란 알파-올레핀과 같은 공단량체의 함량이 고분자량 주쇄에 집중되어 있는 구조, 즉 공단량체로부터 비롯되는 짧은 사슬 가지(Short Chain Branching, SCB) 함량이 고분자량 주쇄 쪽으로 갈수록 많아지는 구조를 뜻하므로, BOCD 구조는 고분자량의 공단량체 함량이 높다고 볼 수 있다.Specifically, the larger the BOCD index, the greater the BOCD structure. The BOCD structure refers to a structure in which the content of a comonomer such as alpha-olefin is concentrated in the high molecular weight main chain, that is, a structure in which the content of Short Chain Branching (SCB) derived from the comonomer increases toward the high molecular weight main chain. Therefore, it can be seen that the BOCD structure has a high content of high molecular weight comonomers.

이에 본 발명에서는 하기 식 1을 통하여 고분자량 영역의 공단량체의 함량을 유추하여 비교할 수 있도록 하였다. 하기 식 1은 폴리에틸렌의 SCB와 Tm을 측정하여, Tm 대비 고분자량 영역에서의 SCB의 함량이 높은 폴리에틸렌을 찾기 위해 수식화한 것으로, 폴리에틸렌의 Tm 및 SCB 함량을 하기 식 1에 대입하여 도출된 Comonomer sequence distribution Index 값으로부터 고분자량에서의 SCB 함량을 유추할 수 있다.Accordingly, in the present invention, the content of the comonomer in the high molecular weight region was inferred through Equation 1 below to be compared. Equation 1 below is a formula to measure the SCB and Tm of polyethylene and formulate it to find polyethylene with a high content of SCB in the high molecular weight region compared to Tm, and the comonomer sequence derived by substituting the Tm and SCB contents of polyethylene into Equation 1 below SCB content at high molecular weight can be inferred from the distribution index value.

[식 1][Equation 1]

Comonomer sequence distribution Index = SCB 함량 - 6 * 1047 * Tm-22.52 Comonomer sequence distribution Index = SCB content - 6 * 10 47 * Tm -22.52

구체적으로, 상기 식 1은 Tm 대비 고분자량 영역의 SCB 함량이 높더라도 밀도가 저하되지 않는 폴리에틸렌을 정량적으로 예측하기 위한 모델이다. 따라서, 상기 Comonomer sequence distribution Index가 0 이상인 폴리에틸렌이라면, 동등 Tm의 폴리에틸렌 대비 고분자량 영역의 SCB 함량이 높고 밀도는 동등한 수준인 것을 확인할 수 있다.Specifically, Equation 1 is a model for quantitatively predicting polyethylene in which the density does not decrease even if the SCB content of the high molecular weight region compared to Tm is high. Therefore, if the Comonomer Sequence Distribution Index is 0 or more, it can be confirmed that the SCB content in the high molecular weight region is high and the density is at the same level compared to the polyethylene having the equivalent Tm.

바람직하게는, 상기 SCB(short chain branch) 함량이 1.5 개/1000C 이상, 1.7 개/1000C 이상, 또는 1.9 개/1000C 이상일 수 있고, 6.5 개/1000C이하, 6.3 개/1000C 이하, 6.0 개/1000C 이하, 또는 5.9 개/1000C 이하일 수 있다.Preferably, the SCB (short chain branch) content may be 1.5/1000C or more, 1.7/1000C or more, or 1.9/1000C or more, and 6.5/1000C or less, 6.3/1000C or less, 6.0/1000C or less or less, or 5.9 pieces/1000C or less.

또한, 일반적으로 고분자량 영역의 SCB 함량이 증가하면 폴리에틸렌의 밀도가 저하되는 문제가 발생하는데, 본 발명에 따른 Comonomer sequence distribution Index가 0 이상인 폴리에틸렌 공중합체는 SCB가 블록(block)을 형성하며 존재하여 밀도 저하의 문제가 발생하지 않는다.In addition, in general, when the SCB content in the high molecular weight region increases, a problem occurs in that the density of polyethylene is lowered. There is no problem of density drop.

바람직하게는, 상기 밀도가 0.928 g/cm3 이상, 또는 0.930 g/cm3 이상이고, 0.948 g/cm3 이하, 0.945 g/cm3 이하, 0.943 g/cm3 이하, 또는 0.942 g/cm3 이하일 수 있다.Preferably, the density is at least 0.928 g/cm 3 , or at least 0.930 g/cm 3 , and at most 0.948 g/cm 3 , at most 0.945 g/cm 3 , at most 0.943 g/cm 3 , or at most 0.942 g/cm 3 . may be below.

한편, 저분자량 저공중합성의 촉매와 고분자량 고공중합성의 촉매를 혼성하여 사용하는 경우, 고분자량 고공중합성 촉매의 전구체를 포함하여 BOCD index의 향상이 가능하다. 다만, 종래 폴리에틸렌 제조용 촉매 전구체로 사용되는 C2-symmetric, C2-asymmetric, 또는 CGC type의 촉매 전구체는 공단량체의 전환율이 높은 반면 공단량체 함량이 증가함에 따라 폴리에틸렌의 밀도가 낮아져 물성이 저하되는 한계가 있다.On the other hand, when a catalyst of low molecular weight, low copolymerization and high molecular weight are mixed and used, the BOCD index can be improved by including the precursor of the high molecular weight, high copolymerization catalyst. However, the conventional C2-symmetric, C2-asymmetric, or CGC type catalyst precursor used as a catalyst precursor for the production of polyethylene has a high comonomer conversion rate, but as the comonomer content increases, the density of polyethylene decreases and the physical properties decrease. have.

이에 후술할 본 발명의 메탈로센 화합물은 고분자량 고공중합성 촉매의 전구체로서, 이를 사용하여 폴리에틸렌을 제조하는 경우, 고분자량 영역의 SCB의 함량을 높이면서도, SCB가 블록을 형성하여 공단량체가 일정한 밀도를 유지하도록 하여 폴리에틸렌의 밀도 저하를 막고 우수한 물성을 유지할 수 있다. 따라서, 상기 화합물을 단일 촉매로 사용하는 것 외에 혼성 촉매로 사용하더라도, 밀도 등의 물성 저하가 없으면서 공단량체 함량 증가에 따른 BOCD index 향상으로 내구성이 증가한 폴리에틸렌을 제조할 수 있다. Accordingly, the metallocene compound of the present invention, which will be described later, is a precursor of a high molecular weight high copolymerization catalyst. When polyethylene is manufactured using the metallocene compound, while increasing the content of SCB in the high molecular weight region, the SCB forms a block to form a comonomer. By maintaining a constant density, a decrease in the density of polyethylene can be prevented and excellent physical properties can be maintained. Therefore, even if the compound is used as a hybrid catalyst in addition to being used as a single catalyst, polyethylene with increased durability can be produced by improving the BOCD index according to an increase in the comonomer content without deterioration in physical properties such as density.

구체적으로, 상기 식 1의 Comonomer sequence distribution Index가 0 이상인 본 발명의 일 구현예에 따른 폴리에틸렌은, 촉매 활성 성분으로 특정 메탈로센 화합물의 존재 하에, 에틸렌 단량체를 중합하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.Specifically, the polyethylene according to an embodiment of the present invention having a Comonomer sequence distribution index of 0 or more in Formula 1 is a catalytically active component in the presence of a specific metallocene compound, in a manufacturing method comprising the step of polymerizing an ethylene monomer can be manufactured by

보다 구체적으로, 본 발명의 다른 일 구현예에 따라, 본 발명의 폴리에틸렌은 하기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에 에틸렌 단량체를 중합시켜 제조될 수 있다:More specifically, according to another embodiment of the present invention, the polyethylene of the present invention may be prepared by polymerizing an ethylene monomer in the presence of a catalyst composition including a metallocene compound represented by the following Chemical Formula 1:

[화학식 1] [Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

M은 4족 전이 금속 중 어느 하나이고,M is any one of a Group 4 transition metal,

A는 14족의 원소 중 어느 하나이고,A is any one of the elements of group 14,

R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C1-20 알킬실릴, C1-20 실릴알킬, C1-20 알콕시실릴, C1-20 알콕시, C6-20 아릴, C7-20 알킬아릴, 또는 C7-20 아릴알킬이고,R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 silylalkyl, C 1-20 alkoxysilyl , C 1-20 alkoxy, C 6-20 aryl, C 7-20 alkylaryl, or C 7-20 arylalkyl,

R3는 메틸 또는 이소프로필이고,R 3 is methyl or isopropyl;

X1, 및 X2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐이고,X 1 , and X 2 are the same as or different from each other and are each independently halogen,

Q1, 및 Q2는 서로 동일하거나 상이하고, C1-20 알킬이다.Q 1 , and Q 2 are the same as or different from each other and are C 1-20 alkyl.

본 명세서에서 특별한 제한이 없는 한 다음 용어는 하기와 같이 정의될 수 있다. Unless otherwise limited herein, the following terms may be defined as follows.

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).

탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알킬은 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬일 수 있다. 구체적으로, 탄소수 1 내지 20의 알킬은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 알킬; 탄소수 1 내지 15의 직쇄 알킬; 탄소수 1 내지 5의 직쇄 알킬; 탄소수 3 내지 20의 분지쇄 또는 고리형 알킬; 탄소수 3 내지 15의 분지쇄 또는 고리형 알킬; 또는 탄소수 3 내지 10의 분지쇄 또는 고리형 알킬일 수 있다. 일예로, 상기 탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알킬은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Alkyl having 1 to 20 carbon atoms (C 1-20 ) may be a straight chain, branched chain or cyclic alkyl. Specifically, alkyl having 1 to 20 carbon atoms is straight-chain alkyl having 1 to 20 carbon atoms; straight-chain alkyl having 1 to 15 carbon atoms; straight-chain alkyl having 1 to 5 carbon atoms; branched or cyclic alkyl having 3 to 20 carbon atoms; branched or cyclic alkyl having 3 to 15 carbon atoms; Or it may be a branched or cyclic alkyl having 3 to 10 carbon atoms. For example, the alkyl having 1 to 20 carbon atoms (C 1-20 ) is methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl , cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and the like, but is not limited thereto.

탄소수 2 내지 20(C2-20)의 알케닐로는 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐을 포함하고, 구체적으로 알릴, 알릴, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The alkenyl having 2 to 20 carbon atoms (C 2-20 ) includes straight-chain or branched alkenyl, and specifically includes allyl, allyl, ethenyl, propenyl, butenyl, pentenyl, and the like. but is not limited.

탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알콕시로는 메톡시기, 에톡시, 이소프로폭시, n-부톡시, tert-부톡시, 시클로헥실옥시기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Examples of alkoxy having 1 to 20 carbon atoms (C 1-20 ) include, but are not limited to, a methoxy group, ethoxy, isopropoxy, n-butoxy, tert-butoxy, and cyclohexyloxy group. .

탄소수 2 내지 20(C2-20)의 알콕시알킬기는 상술한 알킬의 1개 이상의 수소가 알콕시로 치환된 작용기이며, 구체적으로 메톡시메틸, 메톡시에틸, 에톡시메틸, iso-프로폭시메틸, iso-프로폭시에틸, iso-프로폭시프로필, iso-프로폭시헥실, tert-부톡시메틸, tert-부톡시에틸, tert-부톡시프로필, tert-부톡시헥실 등의 알콕시알킬을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The alkoxyalkyl group having 2 to 20 (C 2-20 ) is a functional group in which one or more hydrogens of the aforementioned alkyl are substituted with alkoxy, specifically methoxymethyl, methoxyethyl, ethoxymethyl, iso-propoxymethyl, alkoxyalkyl such as iso-propoxyethyl, iso-propoxypropyl, iso-propoxyhexyl, tert-butoxymethyl, tert-butoxyethyl, tert-butoxypropyl, and tert-butoxyhexyl; The present invention is not limited thereto.

탄소수 6 내지 40(C6-40)의 아릴옥시로는 페녹시, 비페녹실, 나프톡시 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The aryloxy having 6 to 40 carbon atoms (C 6-40 ) may include, but is not limited to, phenoxy, biphenoxyl, naphthoxy, and the like.

탄소수 7 내지 40(C7-40)의 아릴옥시알킬기는 상술한 알킬의 1개 이상의 수소가 아릴옥시로 치환된 작용기이며, 구체적으로 페녹시메틸, 페녹시에틸, 페녹시헥실 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The aryloxyalkyl group having 7 to 40 (C 7-40 ) is a functional group in which one or more hydrogens of the aforementioned alkyl are substituted with aryloxy, and specifically, phenoxymethyl, phenoxyethyl, phenoxyhexyl, etc. may be mentioned. , but is not limited thereto.

탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알킬실릴 또는 탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알콕시실릴기는 -SiH3의 1 내지 3개의 수소가 1 내지 3개의 상술한 바와 같은 알킬 또는 알콕시로 치환된 작용기이며, 구체적으로 메틸실릴, 디메틸실릴, 트라이메틸실릴, 디메틸에틸실릴, 디에틸메틸실릴기 또는 디메틸프로필실릴 등의 알킬실릴; 메톡시실릴, 디메톡시실릴, 트라이메톡시실릴 또는 디메톡시에톡시실릴 등의 알콕시실릴; 메톡시디메틸실릴, 디에톡시메틸실릴 또는 디메톡시프로필실릴 등의 알콕시알킬실릴을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Alkylsilyl having 1 to 20 (C 1-20 ) or an alkoxysilyl group having 1 to 20 (C 1-20 ) is -SiH 3 1 to 3 hydrogens are 1 to 3 alkyl or alkoxy as described above. A substituted functional group, specifically, alkylsilyl, such as methylsilyl, dimethylsilyl, trimethylsilyl, dimethylethylsilyl, diethylmethylsilyl group or dimethylpropylsilyl; alkoxysilyl such as methoxysilyl, dimethoxysilyl, trimethoxysilyl or dimethoxyethoxysilyl; alkoxyalkylsilyl such as methoxydimethylsilyl, diethoxymethylsilyl, or dimethoxypropylsilyl, but is not limited thereto.

탄소수 1 내지 20(C1-20)의 실릴알킬은 상술한 바와 같은 알킬의 1 이상의 수소가 실릴로 치환된 작용기이며, 구체적으로 -CH2-SiH3, 메틸실릴메틸 또는 디메틸에톡시실릴프로필 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Silylalkyl having 1 to 20 (C 1-20 ) is a functional group in which one or more hydrogens of alkyl as described above are substituted with silyl, specifically -CH 2 -SiH 3 , methylsilylmethyl or dimethylethoxysilylpropyl, etc. can be mentioned, but is not limited thereto.

또한, 탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알킬렌으로는 2가 치환기라는 것을 제외하고는 상술한 알킬과 동일한 것으로, 구체적으로 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 시클로프로필렌, 시클로부틸렌, 시클로펜틸렌, 시클로헥실렌, 시클로헵틸렌, 시클로옥틸렌 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In addition, the alkylene having 1 to 20 carbon atoms (C 1-20 ) is the same as the above-mentioned alkyl except that it is a divalent substituent, specifically methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, hep. tylene, octylene, cyclopropylene, cyclobutylene, cyclopentylene, cyclohexylene, cycloheptylene, cyclooctylene, and the like, but is not limited thereto.

탄소수 6 내지 20(C6-20)의 아릴은 모노사이클릭, 바이사이클릭 또는 트라이사이클릭 방향족 탄화수소일 수 있다. 일예로, 상기 탄소수 6 내지 20(C6-20)의 아릴은 페닐, 비페닐, 나프틸, 안트라세닐, 페난트레닐, 플루오레닐 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Aryl having 6 to 20 carbon atoms (C 6-20 ) may be a monocyclic, bicyclic or tricyclic aromatic hydrocarbon. For example, the aryl having 6 to 20 carbon atoms (C 6-20 ) may include, but is not limited to, phenyl, biphenyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, and fluorenyl.

탄소수 7 내지 20(C7-20)의 알킬아릴은 방향족 고리의 수소 중 하나 이상의 수소가 상술한 알킬에 의하여 치환된 치환기를 의미할 수 있다. 일예로, 상기 탄소수 7 내지 20(C7-20)의 알킬아릴은 메틸페닐, 에틸페닐, 메틸비페닐, 메틸나프틸 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. Alkylaryl having 7 to 20 carbon atoms (C 7-20 ) may refer to a substituent in which one or more hydrogens among hydrogens of an aromatic ring are substituted by the aforementioned alkyl. For example, the alkylaryl having 7 to 20 carbon atoms (C 7-20 ) may include, but is not limited to, methylphenyl, ethylphenyl, methylbiphenyl, methylnaphthyl, and the like.

상기 탄소수 7 내지 20(C7-20)의 아릴알킬은 상술한 알킬의 1 이상의 수소가 상술한 아릴에 의하여 치환된 치환기를 의미할 수 있다. 일예로, 상기 탄소수 7 내지 20(C7-20)의 아릴알킬은 페닐메틸, 페닐에틸, 비페닐메틸, 나프틸메틸 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The arylalkyl having 7 to 20 carbon atoms (C 7-20 ) may mean a substituent in which one or more hydrogens of the aforementioned alkyl are substituted by the aforementioned aryl. For example, the arylalkyl having 7 to 20 carbon atoms (C 7-20 ) may include, but is not limited to, phenylmethyl, phenylethyl, biphenylmethyl, naphthylmethyl, and the like.

또한, 탄소수 6 내지 20(C6-20)의 아릴렌은 2가 치환기라는 것을 제외하고는 상술한 아릴과 동일한 것으로, 구체적으로 페닐렌, 비페닐렌, 나프틸렌, 안트라세닐렌, 페난트레닐렌, 플루오레닐렌 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In addition, arylene having 6 to 20 (C 6-20 ) is the same as the above-described aryl except that it is a divalent substituent, specifically phenylene, biphenylene, naphthylene, anthracenylene, and phenanthrenylene. , fluorenylene, and the like, but are not limited thereto.

그리고, 4족 전이 금속은, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 또는 러더포듐(Rf)일 수 있으며, 구체적으로 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 또는 하프늄(Hf) 일 수 있으며, 보다 구체적으로 지르코늄(Zr), 또는 하프늄(Hf)일 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. And, the Group 4 transition metal may be titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), or rutherpodium (Rf), specifically, titanium (Ti), zirconium (Zr), or hafnium (Hf) may be, and more specifically, may be zirconium (Zr) or hafnium (Hf), but is not limited thereto.

또한, 13족 원소는, 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 또는 탈륨(Tl)일 수 있으며, 구체적으로 붕소(B), 또는 알루미늄(Al)일 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. In addition, the group 13 element may be boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), or thallium (Tl), specifically, boron (B), or aluminum (Al). and is not limited thereto.

상술한 치환기들은 목적하는 효과와 동일 내지 유사한 효과를 발휘하는 범위 내에서 임의적으로 하이드록시기; 할로겐; 알킬 또는 알케닐, 아릴, 알콕시; 14족 내지 16족의 헤테로 원자들 중 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 알킬 또는 알케닐, 아릴, 알콕시; 실릴; 알킬실릴 또는 알콕시실릴; 포스파인기; 포스파이드기; 술포네이트기; 및 술폰기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기로 치환될 수 있다.The above-mentioned substituents are optionally a hydroxyl group within the range of exhibiting the same or similar effect as the desired effect; halogen; alkyl or alkenyl, aryl, alkoxy; alkyl or alkenyl, aryl, alkoxy containing one or more heteroatoms among the heteroatoms of Groups 14 to 16; silyl; alkylsilyl or alkoxysilyl; phosphine group; phosphide group; sulfonate group; And it may be substituted with one or more substituents selected from the group consisting of a sulfone group.

바람직하게는, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1로 표시될 수 있다:Preferably, the formula (1) may be represented by the following formula (1-1):

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1-1에서, A, M, R1, R2, R3, X1, X2, Q1 및 Q2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같으며, In Formula 1-1, A, M, R 1 , R 2 , R 3 , X 1 , X 2 , Q 1 and Q 2 are as defined in Formula 1,

R'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고; R′ is the same as or different from each other, and each independently represents hydrogen or C 1-6 straight or branched chain alkyl;

a 및 b은 각각 독립적으로 0 또는 1이다.a and b are each independently 0 or 1.

상기 화학식 1-1에서 a 및/또는 b가 0인 경우에는 수소가 치환된 것이다. In Formula 1-1, when a and/or b is 0, hydrogen is substituted.

바람직하게는, 상기 A는 실리콘일 수 있다.Preferably, A may be silicon.

바람직하게는, M은 지르코늄(Zr) 또는 하프늄(Hf)일 수 있으며, 보다 바람직하게는 지르코늄(Zr)일 수 있다. Preferably, M may be zirconium (Zr) or hafnium (Hf), more preferably zirconium (Zr).

바람직하게는, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 페닐, C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬이 치환된 페닐일 수 있으며, 보다 바람직하게는, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 페닐, 또는 1 개 또는 2개의 터트뷰틸이 치환된 페닐일 수 있다.Preferably, R 1 and R 2 are each independently hydrogen, phenyl, or phenyl substituted with C 1-6 straight or branched chain alkyl, more preferably, R 1 and R 2 are each independently hydrogen , phenyl, or phenyl substituted with one or two tertbutyls.

바람직하게는, X1 및 X2는 각각 클로로일 수 있다.Preferably, X 1 and X 2 may each be chloro.

바람직하게는, Q1 및 Q2는 각각 독립적으로, C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 C1-4 직쇄 또는 분지쇄 알킬일 수 있다. 보다 바람직하게는, Q1 및 Q2는 각각 독립적으로, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, 또는 tert-부틸일 수 있으며, 가장 바람직하게는 메틸 또는 에틸일 수 있다.Preferably, Q 1 and Q 2 may each independently be C 1-6 straight or branched chain alkyl or C 1-4 straight or branched chain alkyl. More preferably, Q 1 and Q 2 may each independently be methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, or tert-butyl, most preferably methyl or ethyl have.

또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기 구조식으로 표시되는 화합물들 중 어느 하나일 수 있다:In addition, the compound represented by Formula 1 may be any one of compounds represented by the following structural formula:

Figure pat00003
.
Figure pat00003
.

상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물은 알려진 유기 화합물의 합성 방법에 의해 제조할 수 있으며, 후술하는 실시예에 보다 구체화하여 기재하였다.The metallocene compound represented by Chemical Formula 1 can be prepared by a known method for synthesizing an organic compound, and has been described in more detail in Examples to be described later.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 촉매 조성물에 포함되어 특별한 한정 없이 단일 촉매 또는 혼성 촉매로 사용될 수 있으나, 바람직하게는, 본 발명의 일 구현예에 따른 촉매 조성물은, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 단일 촉매로서 포함할 수 있다.The compound represented by Formula 1 may be included in the catalyst composition and used as a single catalyst or a hybrid catalyst without particular limitation, but preferably, the catalyst composition according to an embodiment of the present invention comprises the compound represented by Formula 1 It may be included as a single catalyst.

이 때, 상기 촉매 조성물은, 상기 메탈로센 화합물 단일 성분으로 포함할 수도 있으며, 상기 메탈로센 화합물 및 담체를 포함하는, 담지 메탈로센 촉매 형태일 수 있다. 담지 메탈로센 촉매를 사용하는 경우, 제조되는 폴리에틸렌의 모폴로지 및 물성이 우수하며, 종래의 슬러리 중합 또는 벌크 중합, 기상 중합 공정에 적합하게 사용 가능하다.In this case, the catalyst composition may include the metallocene compound as a single component, or may be in the form of a supported metallocene catalyst including the metallocene compound and a carrier. When a supported metallocene catalyst is used, the morphology and physical properties of the polyethylene to be prepared are excellent, and can be suitably used in conventional slurry polymerization, bulk polymerization, or gas phase polymerization processes.

구체적으로 상기 담체로는 표면에 반응성이 큰 하이드록시기, 실라놀기 또는 실록산기를 갖는 담체를 사용할 수 있으며, 이를 위해 하소(calcination)에 의해 표면 개질되거나, 또는 건조에 의해 표면에 수분이 제거된 것이 사용될 수 있다. 예컨대, 실리카겔을 하소하여 제조한 실리카, 고온에서 건조한 실리카, 실리카-알루미나, 및 실리카-마그네시아 등이 사용될 수 있고, 이들은 통상적으로 Na2O, K2CO3, BaSO4, 및 Mg(NO3)2 등의 산화물, 탄산염, 황산염, 및 질산염 성분을 함유할 수 있다.Specifically, as the carrier, a carrier having a hydroxyl group, a silanol group, or a siloxane group having a high reactivity on the surface may be used. can be used For example, silica prepared by calcining silica gel, silica dried at high temperature, silica-alumina, and silica-magnesia may be used, and these are typically Na 2 O, K 2 CO 3 , BaSO 4 , and Mg(NO 3 ). 2 and the like oxide, carbonate, sulfate, and nitrate components.

상기 담체에 대한 하소 또는 건조 시 온도는 약 200 ℃ 내지 약 600 ℃, 또는, 약 250 ℃ 내지 약 600 ℃일 수 있다. 상기 담체에 대한 하소 또는 건조 온도가 낮을 경우에는 담체에 잔류하는 수분이 너무 많아서 표면의 수분과 조촉매가 반응할 우려가 있고, 또 과량으로 존재하는 하이드록실기로 인해 조촉매 담지율이 상대적으로 높아질 수 있으나, 이로 인해 많은 양의 조촉매가 요구되게 된다. 또 건조 또는 하소 온도가 지나치게 높을 경우에는 담체 표면의 기공들이 합쳐지면서 표면적이 감소하고, 표면에 하이드록시기 또는 실라놀기가 많이 없어지고, 실록산기만 남게 되어 조촉매와의 반응자리가 감소할 우려가 있다.The temperature for calcining or drying the carrier may be from about 200 °C to about 600 °C, or from about 250 °C to about 600 °C. When the calcination or drying temperature for the carrier is low, there is a risk that the surface moisture and the cocatalyst may react because there is too much moisture remaining in the carrier, and the cocatalyst loading rate is relatively low due to the excess hydroxyl groups. It can be increased, but this requires a large amount of co-catalyst. In addition, if the drying or calcination temperature is too high, the surface area decreases as the pores on the surface of the carrier coalesce, a lot of hydroxyl groups or silanol groups disappear on the surface, and only siloxane groups remain, so there is a risk of reducing the reaction site with the promoter. have.

상기 담체 표면의 하이드록시기 양은 0.1 mmol/g 내지 10 mmol/g이 바람직하며, 0.5 mmol/g 내지 5 mmol/g일 때 더욱 바람직하다. 상기 담체 표면에 있는 하이드록시기의 양은 담체의 제조방법 및 조건 또는 건조 조건, 예컨대 온도, 시간, 진공 또는 스프레이 건조 등에 의해 조절할 수 있다. 상기 하이드록시기의 양이 0.1 mmol/g 미만이면 조촉매와의 반응자리가 적고, 10 mmol/g을 초과하면 담체 입자 표면에 존재하는 하이드록시기 이외에 수분에서 기인한 것일 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.The amount of hydroxyl groups on the surface of the carrier is preferably 0.1 mmol/g to 10 mmol/g, more preferably 0.5 mmol/g to 5 mmol/g. The amount of hydroxyl groups on the surface of the carrier can be controlled by the method and conditions or drying conditions of the carrier, such as temperature, time, vacuum or spray drying, and the like. If the amount of the hydroxyl group is less than 0.1 mmol/g, there are few reaction sites with the co-catalyst, and if it exceeds 10 mmol/g, it is not preferable because it may be caused by moisture other than the hydroxyl group present on the surface of the carrier particle. not.

일 예로, 담체 표면의 하이드록시 기 양은 0.1 mmol/g 내지 10 mmol/g 또는 0.5 mmol/g 내지 5 mmol/g일 수 있다. 상기 담체 표면에 있는 하이드록시 기의 양은 담체의 제조 방법 및 조건 또는 건조 조건, 예컨대 온도, 시간, 진공 또는 스프레이 건조 등에 의해 조절할 수 있다. 상기 하이드록시 기의 양이 지나치게 낮으면 조촉매와의 반응 자리가 적고, 지나치게 많으면 담체 입자 표면에 존재하는 하이드록시 기 이외에 수분에서 기인한 것일 가능성이 있다.For example, the amount of hydroxyl groups on the surface of the carrier may be 0.1 mmol/g to 10 mmol/g or 0.5 mmol/g to 5 mmol/g. The amount of hydroxyl groups on the surface of the carrier can be controlled by the method and conditions or drying conditions of the carrier, such as temperature, time, vacuum or spray drying, and the like. If the amount of the hydroxyl group is too low, there are few reaction sites with the promoter, and if it is too large, it may be due to moisture other than the hydroxyl group present on the surface of the carrier particle.

상기한 담체들 중에서도 실리카, 특히 실리카겔을 하소하여 제조한 실리카의 경우, 실리카 담체와 상기 화학식 1의 화합물의 작용기가 화학적으로 결합하여 담지되기 때문에, 프로필렌 중합 공정에서 담체 표면으로부터 유리되어 나오는 촉매가 거의 없으며, 그 결과 슬러리 또는 기상 중합으로 폴리에틸렌을 제조할 때 반응기 벽면이나 중합체 입자끼리 엉겨 붙는 파울링을 최소화할 수 있다.Among the above-mentioned carriers, silica, especially silica prepared by calcining silica gel, is supported by chemical bonding between the silica carrier and the functional group of the compound of Formula 1, so the catalyst released from the surface of the carrier in the propylene polymerization process is almost non-existent. As a result, when polyethylene is produced by slurry or gas phase polymerization, it is possible to minimize fouling caused by agglomeration of the reactor wall or polymer particles.

또한, 담체에 담지될 경우, 상기 화학식 1의 화합물은 담체 중량당, 예컨대, 실리카 약 1 g을 기준으로 약 10 μmol 이상, 또는 약 30 μmol 이상이고, 약 100 μmol 이하, 또는 약 80 μmol 이하의 함량 범위로 담지될 수 있다. 상기 함량 범위로 담지될 때, 적절한 담지 촉매 활성을 나타내어 촉매의 활성 유지 및 경제성 측면에서 유리할 수 있다.In addition, when supported on a carrier, the compound of Formula 1 is present in an amount of, for example, about 10 μmol or more, or about 30 μmol or more, and about 100 μmol or less, or about 80 μmol or less, based on the weight of the carrier, based on about 1 g of silica. It may be supported in a content range. When supported in the above content range, it may exhibit an appropriate supported catalyst activity, which may be advantageous in terms of maintaining the activity of the catalyst and economic feasibility.

그리고, 상기 촉매 조성물은, 상술한 메탈로센 화합물 및 담체와 함께 하나 이상의 조촉매를 더 포함할 수 있다.In addition, the catalyst composition may further include one or more cocatalysts together with the above-described metallocene compound and the carrier.

상기 조촉매는 일반적인 메탈로센 촉매 하에 올레핀을 중합할 때 사용되는 조촉매이면 모두 사용 가능하다. 이러한 조촉매는 담체에 있는 하이드록시기와 13족 전이금속 간에 결합이 생성되도록 한다. 또한, 조촉매는 담체의 표면에만 존재함으로써 중합체 입자들이 반응기 벽면이나 서로 엉겨붙는 파울링 현상이 없이 본원 특정 혼성 촉매 구성이 가지는 고유특성을 확보하는 데 기여할 수 있다.The cocatalyst may be any cocatalyst used for polymerization of olefins under a general metallocene catalyst. This co-catalyst causes a bond to be formed between the hydroxyl group and the Group 13 transition metal on the carrier. In addition, since the cocatalyst exists only on the surface of the carrier, it can contribute to securing the unique characteristics of the specific hybrid catalyst composition of the present application without a fouling phenomenon in which the polymer particles are agglomerated with the reactor wall or each other.

그리고, 상기 촉매 조성물은, 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 조촉매를 더 포함할 수도 있다.In addition, the catalyst composition may further include one or more cocatalysts selected from the group consisting of compounds represented by the following Chemical Formulas 2 to 4.

[화학식 2][Formula 2]

-[Al(R21)-O]m--[Al(R 21 )-O] m -

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

R21은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1-20 알킬 또는 C1-20 할로알킬이고;R 21 are the same as or different from each other and are each independently halogen, C 1-20 alkyl or C 1-20 haloalkyl;

m은 2 이상의 정수이며;m is an integer greater than or equal to 2;

[화학식 3][Formula 3]

J(R31)3 J(R 31 ) 3

상기 화학식 3에서,In Formula 3,

R31은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1-20 알킬 또는 C1-20 할로알킬이고;R 31 are the same as or different from each other and are each independently halogen, C 1-20 alkyl or C 1-20 haloalkyl;

J는 알루미늄 또는 보론이며;J is aluminum or boron;

[화학식 4][Formula 4]

[E-H]+[ZQ4]- [EH] + [ZQ 4 ] -

상기 화학식 4에서,In Formula 4,

E는 중성 또는 양이온성 루이스 염기이고;E is a neutral or cationic Lewis base;

H는 수소 원자이며;H is a hydrogen atom;

Z는 13족 원소이고;Z is a group 13 element;

Q는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C6-20 아릴 또는 C1-20 알킬이고, 여기서 상기 C6-20 아릴 또는 C1-20 알킬은 비치환되거나 또는 할로겐, C1-20 알킬, C1-20 알콕시 및 C6-20 페녹시로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환된다.Q is the same as or different from each other and is each independently C 6-20 aryl or C 1-20 alkyl, wherein the C 6-20 aryl or C 1-20 alkyl is unsubstituted or halogen, C 1-20 alkyl , C 1-20 alkoxy and C 6-20 substituted with one or more substituents selected from the group consisting of phenoxy.

그리고, 상기 촉매 조성물은, 하기 화학식 5로 표시되는 대전방지제를 더 포함할 수도 있다.In addition, the catalyst composition may further include an antistatic agent represented by the following Chemical Formula 5.

[화학식 5][Formula 5]

R13N-(CH2CH2OH)2 R 13 N-(CH 2 CH 2 OH) 2

상기 화학식 5에서, In Formula 5,

R13은 C8-22의 직쇄상 알킬, C12-18의 직쇄상 알킬, 또는 C13-15의 직쇄상 알킬이다. R 13 is C 8-22 straight-chain alkyl, C 12-18 straight-chain alkyl, or C 13-15 straight-chain alkyl.

상기 촉매 조성물이 상기한 담체, 조촉매 및 대전방지제를 모두 포함하는 경우, 상기 촉매 조성물은 담체에 조촉매를 담지시키는 단계; 상기 조촉매가 담지된 담체에 상기 메탈로센 화합물을 담지시키는 단계; 및 상기 조촉매와 메탈로센 화합물이 담지된 담체에 대해 대전방지제를 Solution 상태로 첨가하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 상기와 같이 담체에 대해 조촉매, 메탈로센 화합물, 그리고 대전방지제의 순서로 담지된 구조를 갖는 촉매 조성물은 폴리프로필렌의 제조 공정에서 높은 촉매 활성과 함께 우수한 공정 안정성을 나타낼 수 있다.When the catalyst composition includes all of the above-described carrier, co-catalyst and antistatic agent, the catalyst composition comprises the steps of supporting the co-catalyst on a carrier; supporting the metallocene compound on the support on which the promoter is supported; and adding an antistatic agent in a solution state to the carrier on which the cocatalyst and the metallocene compound are supported. As described above, the catalyst composition having a structure in which a promoter, a metallocene compound, and an antistatic agent are supported in this order on a carrier may exhibit excellent process stability with high catalytic activity in the polypropylene manufacturing process.

본 명세서에서, 하이드로카빌기는 하이드로카본으로부터 수소 원자를 제거한 형태의 1가 작용기로서, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 아르알킬기, 아르알케닐기, 아르알키닐기, 알킬아릴기, 알케닐아릴기 및 알키닐아릴기 등을 포함할 수 있다. 그리고, 탄소수 1 내지 30의 하이드로카빌기는 탄소수 1 내지 20 또는 탄소수 1 내지 10의 하이드로카빌기일 수 있다. 일예로, 하이드로카빌기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬일 수 있다. 보다 구체적으로, 탄소수 1 내지 30의 하이드로카빌기는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, 사이클로헥실기 등의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기; 또는 페닐, 비페닐, 나프틸, 안트라세닐, 페난트레닐, 또는 플루오레닐 등의 아릴기일 수 있다. 또한, 메틸페닐, 에틸페닐, 메틸비페닐, 메틸나프틸 등의 알킬아릴일 수 있으며, 페닐메틸, 페닐에틸, 비페닐메틸, 나프틸메틸 등의 아릴알킬일 수도 있다. 또한, 알릴, 알릴, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐 등의 알케닐일 수 있다. In the present specification, the hydrocarbyl group is a monovalent functional group in the form of removing a hydrogen atom from hydrocarbon, and an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an aralkyl group, an aralkenyl group, an aralkynyl group, an alkylaryl group, an alkenyl group It may include an aryl group and an alkynylaryl group. The hydrocarbyl group having 1 to 30 carbon atoms may be a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms or 1 to 10 carbon atoms. For example, the hydrocarbyl group may be a straight chain, branched chain or cyclic alkyl group. More specifically, the hydrocarbyl group having 1 to 30 carbon atoms is a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group, an iso-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, and a n-hexyl group. straight-chain, branched-chain or cyclic alkyl groups such as a sil group, n-heptyl group, and cyclohexyl group; or an aryl group such as phenyl, biphenyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, or fluorenyl. In addition, it may be an alkylaryl such as methylphenyl, ethylphenyl, methylbiphenyl, or methylnaphthyl, and may be an arylalkyl such as phenylmethyl, phenylethyl, biphenylmethyl, or naphthylmethyl. In addition, it may be an alkenyl such as allyl, allyl, ethenyl, propenyl, butenyl, pentenyl.

상기 화학식 2로 표시되는 화합물은, 예를 들어 개질메틸알루미녹산(MMAO), 메틸알루미녹산(MAO), 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산, 부틸알루미녹산 등과 같은 알킬알루미녹산일 수 있다.The compound represented by Formula 2 may be, for example, alkylaluminoxane such as modified methylaluminoxane (MMAO), methylaluminoxane (MAO), ethylaluminoxane, isobutylaluminoxane, butylaluminoxane, and the like.

상기 화학식 3으로 표시되는 알킬 금속 화합물은, 예를 들어 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 디메틸클로로알루미늄, 디메틸이소부틸알루미늄, 디메틸에틸알루미늄, 디에틸클로로알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-s-부틸알루미늄, 트리씨클로펜틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리이소펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 에틸디메틸알루미늄, 메틸디에틸알루미늄, 트리페닐알루미늄, 트리-p-톨릴알루미늄, 디메틸알루미늄메톡시드, 디메틸알루미늄에톡시드, 트리메틸보론, 트리에틸보론, 트리이소부틸보론, 트리프로필보론, 트리부틸보론 등일 수 있다.The alkyl metal compound represented by the above formula (3) is, for example, trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, tripropylaluminum, tributylaluminum, dimethylchloroaluminum, dimethylisobutylaluminum, dimethylethylaluminum, diethylchloro Aluminum, triisopropylaluminum, tri-s-butylaluminum, tricyclopentylaluminum, tripentylaluminum, triisopentylaluminum, trihexylaluminum, ethyldimethylaluminum, methyldiethylaluminum, triphenylaluminum, tri-p-tolyl aluminum, dimethylaluminummethoxide, dimethylaluminumethoxide, trimethylboron, triethylboron, triisobutylboron, tripropylboron, tributylboron, and the like.

상기 화학식 4로 표시되는 화합물은, 예를 들어 트리에틸암모니움테트라페닐보론, 트리부틸암모니움테트라페닐보론, 트리메틸암모니움테트라페닐보론, 트리프로필암모니움테트라페닐보론, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라펜타플루오로페닐보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐 보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라펜타플루오로페닐보론, 디에틸암모니움테트라펜타플루오로페닐보론, 트리페닐포스포늄테트라페닐보론, 트리메틸포스포늄테트라페닐보론, 트리에틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리부틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리메틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리프로필암모니움테트라페닐알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄,트리부틸암모니움테트라펜타플루오로페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라펜타플로로페닐알루미늄, 디에틸암모니움테트라펜타플루오로페닐알루미늄, 트리페닐포스포늄테트라페닐알루미늄, 트리메틸포스포늄테트라페닐알루미늄, 트리페닐카보니움테트라페닐보론, 트리페닐카보니움테트라페닐알루미늄, 트리페닐카보니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 트리페닐카보니움테트라펜타플루오로페닐보론 등일 수 있다The compound represented by Formula 4 is, for example, triethylammonium tetraphenyl boron, tributyl ammonium tetraphenyl boron, trimethyl ammonium tetraphenyl boron, tripropyl ammonium tetraphenyl boron, trimethyl ammonium tetra (p- Tolyl) boron, tripropylammonium tetra(p-tolyl) boron, triethylammonium tetra(o,p-dimethylphenyl) boron, trimethylammonium tetra(o,p-dimethylphenyl) boron, tributylammonium tetra (p-trifluoromethylphenyl) boron, trimethylammonium tetra (p-trifluoromethylphenyl) boron, tributylammonium tetrapentafluorophenyl boron, N,N-diethylanilinium tetraphenyl boron, N, N-diethylanilinium tetraphenylboron, N,N-diethylaniliniumtetrapentafluorophenylboron, diethylammonium tetrapentafluorophenylboron, triphenylphosphoniumtetraphenylboron, trimethylphosphoniumtetra Phenyl boron, triethyl ammonium tetraphenyl aluminum, tributyl ammonium tetraphenyl aluminum, trimethyl ammonium tetraphenyl aluminum, tripropyl ammonium tetraphenyl aluminum, trimethyl ammonium tetra (p-tolyl) aluminum, tripropyl ammonium tetra (p-tolyl)aluminum, triethylammonium tetra(o,p-dimethylphenyl)aluminum, tributylammonium tetra(p-trifluoromethylphenyl)aluminum, trimethylammonium tetra(p-trifluoromethylphenyl)aluminum , Tributylammonium tetrapentafluorophenyl aluminum, N,N-diethylanilinium tetraphenylaluminum, N,N-diethylaniliniumtetraphenylaluminum, N,N-diethylaniliniumtetrapentafluoro Rophenylaluminum, diethylammonium tetrapentafluorophenylaluminum, triphenylphosphoniumtetraphenylaluminum, trimethylphosphoniumtetraphenylaluminum, triphenylcarboniumtetraphenylboron, triphenylcarboniumtetraphenylaluminum, triphenyl carbonium tetra (p-trifluoromethylphenyl) boron, triphenyl carbonium tetrapentafluorophenyl boron, and the like.

또한, 상기 촉매 조성물은, 상기 조촉매와 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 각각 약 1:1 내지 약 1:10000의 몰비로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 약 1:1 내지 약 1: 1000의 몰비로 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 약 1:10 내지 약 1:100의 몰비로 포함할 수 있다. 이때, 상기 몰비가 약 1 미만이면 조촉매의 금속 함량이 너무 적어서 촉매 활성종이 잘 만들어지지 않아 활성이 낮아질 수 있고, 상기 몰비가 약 10000을 초과하면 조촉매의 금속이 오히려 촉매 독으로 작용할 우려가 있다.In addition, the catalyst composition may include the cocatalyst and the metallocene compound of Formula 1 in a molar ratio of about 1:1 to about 1:10000, preferably about 1:1 to about 1:1000, respectively. It may be included in a molar ratio of, and more preferably, may be included in a molar ratio of about 1:10 to about 1:100. At this time, if the molar ratio is less than about 1, the metal content of the cocatalyst is too small, so the catalytically active species is not well made, and the activity may be lowered. have.

이러한 조촉매의 담지량은 담체 1g을 기준으로 약 3 mmol 내지 약 25 mmol, 또는 약 5 mmol 내지 약 20 mmol일 수 있다.The supported amount of the cocatalyst may be from about 3 mmol to about 25 mmol, or from about 5 mmol to about 20 mmol based on 1 g of the carrier.

한편, 상기 촉매 조성물은, 담체에 조촉매를 담지시키는 단계; 및 상기 조촉매가 담지된 담체에 메탈로센 화합물을 담지시키는 단계;를 포함하는 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.On the other hand, the catalyst composition, the step of supporting a cocatalyst on a carrier; and supporting the metallocene compound on the support on which the cocatalyst is supported.

상기 방법에서, 담지 조건은 특별히 한정되지 않고 이 분야의 당업자들에게 잘 알려진 범위에서 수행할 수 있다. 예를 들면, 고온 담지 및 저온 담지를 적절히 이용하여 진행할 수 있고, 예를 들어, 담지 온도는 약 -30 oC 내지 약 150 oC의 범위에서 가능하고, 바람직하게는 약 50 oC 내지 약 98 oC, 또는 약 55 oC 내지 약 95 oC가 될 수 있다. 담지 시간은 담지하고자 하는 제1 메탈로센 화합물의 양에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 반응시킨 담지 촉매는 반응 용매를 여과하거나 감압 증류시켜 제거하여 그대로 사용할 수 있고, 필요하면 톨루엔과 같은 방향족 탄화수소로 속실렛 필터하여 사용할 수 있다.In the above method, the supporting conditions are not particularly limited and may be performed within a range well known to those skilled in the art. For example, it can proceed by appropriately using high-temperature loading and low-temperature loading, for example, the loading temperature is possible in the range of about -30 o C to about 150 o C, preferably about 50 o C to about 98 o C, or from about 55 o C to about 95 o C. The loading time may be appropriately adjusted according to the amount of the first metallocene compound to be supported. The supported catalyst reacted may be used as it is by removing the reaction solvent by filtration or distillation under reduced pressure, and if necessary, it may be used after Soxhlet filter with an aromatic hydrocarbon such as toluene.

그리고, 상기 담지 촉매의 제조는 용매 또는 무용매 하에 수행될 수 있다. 용매가 사용될 경우, 사용 가능한 용매로는 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)와 같은 에테르계 용매, 아세톤, 에틸아세테이트 등의 대부분 유기 용매를 들 수 있고, 헥산, 헵탄, 톨루엔, 또는 디클로로메탄이 바람직하다.And, the preparation of the supported catalyst may be carried out in the presence of a solvent or non-solvent. When a solvent is used, the usable solvent includes an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane or pentane, an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene or benzene, a hydrocarbon solvent substituted with a chlorine atom such as dichloromethane, diethyl ether or tetrahydrofuran (THF) ) and most organic solvents such as acetone and ethyl acetate, preferably hexane, heptane, toluene, or dichloromethane.

이와 같이 본 발명에 따른 폴리에틸렌은 상술한 담지 메탈로센 촉매를 사용하여, 에틸렌을 중합하여 제조될 수 있으며, 1-헥센을 공단량체로 사용할 수 있다. 그 결과 상기 폴리에틸렌은 상기 식 1로 표시되는 Comonomer sequence distribution Index가 0 이상의 값을 가지며, 동일 공단량체 사용량 대비 공단량체의 함량이 높은 폴리에틸렌이 제조되어 내구성이 향상될 수 있다.As described above, the polyethylene according to the present invention may be prepared by polymerizing ethylene using the above-described supported metallocene catalyst, and 1-hexene may be used as a comonomer. As a result, the polyethylene has a comonomer sequence distribution index represented by Equation 1 above 0, and a polyethylene having a high comonomer content relative to the amount of the same comonomer used can be manufactured, so that durability can be improved.

본 발명에 따른 메탈로센 화합물과 저분자 저공중합성 메탈로센 화합물을 혼성한 촉매 조성물로 폴리에틸렌을 생성할 경우, 고분자량 영역의 SCB 함량이 증가하여 높은 BOCD index를 가져 내구성이 우수한 폴리에틸렌을 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 폴리에틸렌은 PE-RT(Polyethylene of Raised Temperature Resistance) 등에 바람직하게 적용될 수 있다.When polyethylene is produced with the catalyst composition in which the metallocene compound according to the present invention is mixed with the low-molecular-weight, low-copolymerizable metallocene compound, the SCB content in the high molecular weight region increases to have a high BOCD index to produce polyethylene with excellent durability. can The polyethylene prepared as described above may be preferably applied to polyethylene of raised temperature resistance (PE-RT) or the like.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, it will be described in more detail to help the understanding of the present invention. However, the following examples only illustrate the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following examples.

[메탈로센 화합물의 제조][Preparation of metallocene compound]

합성예 1Synthesis Example 1

Figure pat00004
Figure pat00004

(리간드 화합물 (2-isopropyl-4-phenyl-1H-inden-1-yl)dimethyl(2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl)silane의 제조)of (ligand compound (2-isopropyl-4-phenyl-1H-inden-1-yl)dimethyl(2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl)silane Produce)

2-이소프로필-4-페닐-1H-인덴(2-isopropyl-4-phenyl-1H-indene) 15.24 mmol을 반응기에 투입한 후 30 분간 감압 건조하였다. n-헥산(n-hexane) 70 mL 및 메틸 t-부틸 에테르 (MTBE, methyl tert-butyl ether) 10 mL를 투입하고 교반시켜 완전히 용해시켰다. 반응기를 -25 oC로 냉각시킨 후, n-부틸리튬(n-BuLi, 2.5 M의 n-헥산 용액) 6.4 mL (16 mmol)를 교반하면서 천천히 적가하였다. 25 oC에서 12 시간 동안 교반한 후, 디클로로디메틸실란(dichloro dimethyl silane, 15.24 mmol)을 이어서 넣었다. 15.24 mmol of 2-isopropyl-4-phenyl-1H-indene was added to the reactor, and then dried under reduced pressure for 30 minutes. 70 mL of n-hexane and 10 mL of methyl tert-butyl ether (MTBE) were added and stirred to completely dissolve. After the reactor was cooled to -25 o C, 6.4 mL (16 mmol) of n-butyllithium (n-BuLi, 2.5 M n-hexane solution) was slowly added dropwise with stirring. After stirring at 25 o C for 12 hours, dichloro dimethyl silane (15.24 mmol) was then added thereto.

다른 반응기에 2-메틸-4-페닐-1,5,6,7-테트라하이드로-s-인다센(2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene) 15.24 mmol을 반응기에 투입한 후 30 분간 감압 건조하였다. MTBE 35 mL를 투입하고 교반시켜 완전히 용해시켰다. 반응기를 -25 oC로 냉각시킨 후, n-BuLi (2.5 M의 n-헥산 용액) 6.4 mL (16 mmol)를 교반하면서 천천히 적가하였다. 25 oC에서 12 시간 동안 교반 한 후, CuCN을 넣고 30분간 반응시켰다. In another reactor, 2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene (2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene) 15.24 After adding mmol to the reactor, it was dried under reduced pressure for 30 minutes. 35 mL of MTBE was added and stirred to completely dissolve. After the reactor was cooled to -25 o C, 6.4 mL (16 mmol) of n-BuLi (2.5 M n-hexane solution) was slowly added dropwise with stirring. After stirring at 25 o C for 12 hours, CuCN was added and reacted for 30 minutes.

이렇게 준비한 두 반응물을 섞은 후, 25 oC에서 12 시간 동안 반응시켰다. 이후 물을 넣고 1 시간 동안 교반하고나서, 반응기를 정치시킨 후 물층을 분리하였다. 그리고나서, 물과 톨루엔을 반응기에 재투입하고 5 분 동안 교반 및 정치시킨 후 물층을 분리 제거하였다. 유기층을 MgSO4로 탈수시키고, 다시 필터(filter)하며 반응기로 투입한 후 건조하였다. After mixing the two reactants prepared in this way, they were reacted at 25 o C for 12 hours. After adding water and stirring for 1 hour, the reactor was allowed to stand and the water layer was separated. Then, water and toluene were re-injected into the reactor, and after stirring and standing for 5 minutes, the water layer was separated and removed. The organic layer was dehydrated with MgSO 4 , filtered again, and put into the reactor and dried.

(전이 금속 화합물 Dimethyl Silanediyl (2-methyl-1H-inden-1-yl)(2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl) Zirconium chloride의 제조) (Transition metal compound Dimethyl Silanediyl (2-methyl-1H-inden-1-yl) (2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl) Preparation of Zirconium chloride )

상기에서 제조한 리간드를 톨루엔(toluene) 21 mL 및 디에틸에테르(diethyle ther, Et2O) 2.1 mL의 혼합 용매(Toluene/Ether, 부피비 10/1)에 녹이고, -25 oC로 냉각 후, n-BuLi(2.5 M의 n-헥산 용액) 12.8 mL(32 mmol)를 천천히 적가하며 교반하였다. 이후에 25 oC에서 12 시간 동안 교반하고 -20 oC로 냉각한 후, ZrCl4 (15.24 mmol)을 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 투입하였다. 그리고 나서, 25 oC에서 12 시간 동안 교반한 후 용매를 모두 건조시켜 제거하였다. 디클로로메탄(DCM, dichloromethane)을 이용하여 필터 진행하여 건조한 후에, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 노란색 분말(powder, only racemic)로 20%(몰 기준) 수득하였다.The ligand prepared above was dissolved in a mixed solvent (Toluene/Ether, volume ratio 10/1) of 21 mL of toluene and 2.1 mL of diethyl ether (Et 2 O), and after cooling to -25 o C, 12.8 mL (32 mmol) of n-BuLi (2.5 M n-hexane solution) was slowly added dropwise and stirred. After stirring at 25 o C for 12 hours and cooling to -20 o C, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (15.24 mmol) with toluene (0.17 M) was added. Then, after stirring at 25 o C for 12 hours, all of the solvent was removed by drying. After filtering and drying using dichloromethane (DCM, dichloromethane), dichloromethane/hexane was added to recrystallize at room temperature. Then, the resulting solid was filtered and dried under vacuum to obtain the title metallocene compound as a yellow powder (powder, only racemic) in 20% (molar basis).

이렇게 얻어진 메탈로센 화합물에 대하여, Bruker AVANCE III HD 500 MHz NMR/ PABBO(1H/19F/Broad band) probe : 1H, 용매 : CDCl3으로 NMR 데이터를 측정하였다. For the metallocene compound thus obtained, NMR data was measured using Bruker AVANCE III HD 500 MHz NMR/PABBO (1H/19F/Broad band) probe: 1H and solvent: CDCl 3 .

1H-NMR (500 MHz, CDCl3, ppm): 0.21(s,6H), 0.82 (d, 6H),1.81(S, 3H), 1.98(m, 2H), 2.38 (m, 1H), 2.81(m,4H), 6.35(s, 2H), 7.18-7.49(m,13H), 8.29(d, 1H) 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 , ppm): 0.21 (s, 6H), 0.82 (d, 6H), 1.81 (S, 3H), 1.98 (m, 2H), 2.38 (m, 1H), 2.81 (m,4H), 6.35(s, 2H), 7.18-7.49(m,13H), 8.29(d, 1H)

합성예 2Synthesis Example 2

Figure pat00005
Figure pat00005

Diethyl Silanediyl (4-(4-(tert-butyl)phenyl)-2-methyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl)(4-(4-(tert-butyl)phenyl)-2-isopropyl-1H-inden-1-yl) Zirconium chlorideDiethyl Silanediyl (4-(4-(tert-butyl)phenyl)-2-methyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl)(4-(4-(tert-butyl)phenyl )-2-isopropyl-1H-inden-1-yl) Zirconium chloride

상기에서 합성예 1에서 2-이소프로필-4-페닐-1H-인덴(2-isopropyl-4-phenyl-1H-indene) 대신에 2-이소프로필-4-(4-터트부틸페닐)-1H-인덴(2-isopropyl-4-(4-tert-butylphenyl)-1H-indene)을 사용하고 2-메틸-4-페닐-1,5,6,7-테트라하이드로-s-인다센(2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene) 대신에 2-메틸-4-(4-터트부틸페닐)-1,5,6,7-테트라하이드로-s-인다센(2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene)을 사용하고, 디클로로디메틸실란(dichloro dimethyl silane) 대신에 디클로로디에틸실란(dichloro diethyl silane)을 사용한 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 표제의 메탈로센 화합물을 합성하였다.In Synthesis Example 1, in place of 2-isopropyl-4-phenyl-1H-indene in Synthesis Example 1, 2-isopropyl-4-(4-tertbutylphenyl)-1H- Using indene (2-isopropyl-4- (4-tert-butylphenyl) -1H-indene) and using 2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene (2-methyl -4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene) instead of 2-methyl-4-(4-tertbutylphenyl)-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene (2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene) was used, and dichlorodiethylsilane instead of dichlorodimethylsilane was used. silane) was used, and the title metallocene compound was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1.

1H-NMR (500 MHz, CDCl3, ppm): 0.68 (m,4H), 0.85(d, 6H), 0.92 (t, 9H), 1.35 (s, 18H), 1.75 (s,3H), 1.98(m,2H),2.38(m, 1H), 2.83(m,4H), 7.35-7.40 (m, 11H), 8.22(d,1H) 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 , ppm): 0.68 (m,4H), 0.85(d, 6H), 0.92 (t, 9H), 1.35 (s, 18H), 1.75 (s,3H), 1.98 (m,2H),2.38(m,1H), 2.83(m,4H), 7.35-7.40 (m, 11H), 8.22(d,1H)

합성예 3 Synthesis Example 3

Figure pat00006
Figure pat00006

Diethyl Silanediyl (4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-2-methyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl)(4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-2-isopropyl-1H-inden-1-yl) Zirconium chlorideDiethyl Silanediyl (4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-2-methyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl)(4-(3,5-di-tert) -butylphenyl)-2-isopropyl-1H-inden-1-yl) Zirconium chloride

상기에서 합성예 1에서 2-이소프로필-4-페닐-1H-인덴(2-isopropyl-4-phenyl-1H-indene) 대신에 2-이소프로필-4-(3,5-디터트부틸페닐)-1H-인덴(2-isopropyl-4-(3,5-di-t-butylphenyl)-1H-indene)을 사용하고 2-메틸-4-페닐-1,5,6,7-테트라하이드로-s-인다센(2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene) 대신에 2-메틸-4-(3,5-디터트부틸페닐)-1,5,6,7-테트라하이드로-s-인다센(2-methyl-4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene)을 사용하고, 디클로로디메틸실란(dichloro dimethyl silane) 대신에 디클로로디에틸실란(dichloro diethyl silane)을 사용한 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 표제의 메탈로센 화합물을 합성하였다.In Synthesis Example 1 in the above, 2-isopropyl-4-phenyl-1H-indene (2-isopropyl-4-phenyl-1H-indene) instead of 2-isopropyl-4- (3,5-ditertbutylphenyl) Use -1H-indene (2-isopropyl-4- (3,5-di-t-butylphenyl) -1H-indene) and 2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s -Indacene (2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene) instead of 2-methyl-4-(3,5-ditertbutylphenyl)-1,5,6 , using 7-tetrahydro-s-indacene (2-methyl-4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacene), and dichlorodimethylsilane A metallocene compound of the title was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that dichlorodiethyl silane was used instead of (dichloro dimethyl silane).

1H-NMR (500 MHz, CDCl3, ppm): 0.65 (m,4H),0.87(d,6H), 0.93 (t, 9H), 1.33 (s, 36H), 1.78 (s,3H), 1.95(m,2H), 2.81(m,4H), 3.36(s, 2H), 7.35 (m, 4H), 7.70 (s,4H), 8.25(d,1H) 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 , ppm): 0.65 (m,4H),0.87(d,6H), 0.93 (t, 9H), 1.33 (s, 36H), 1.78 (s,3H), 1.95 (m,2H), 2.81(m,4H), 3.36(s, 2H), 7.35 (m, 4H), 7.70 (s,4H), 8.25(d,1H)

합성예 4Synthesis Example 4

Figure pat00007
Figure pat00007

Dimethyl Silanediyl((2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl)(2-methyl-4-phenyl-1H-inden-1-yl) Zirconium chlorideDimethyl Silanediyl((2-methyl-4-phenyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl)(2-methyl-4-phenyl-1H-inden-1-yl) Zirconium chloride

상기에서 합성예 1에서 2-이소프로필-4-페닐-1H-인덴(2-isopropyl-4-phenyl-1H-indene) 대신에 2-메틸-4-페닐-1H-인덴(2-emthyl-4-phenyl-1H-indene)을 사용한 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 표제의 메탈로센 화합물을 합성하였다.In Synthesis Example 1, 2-methyl-4-phenyl-1H-indene (2-emthyl-4) instead of 2-isopropyl-4-phenyl-1H-indene in Synthesis Example 1 -phenyl-1H-indene) was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the title metallocene compound was synthesized.

1H-NMR (500 MHz, CDCl3, ppm): 0.22(s,6H), 1.81(S, 6H), 1.98(m, 2H), 2.81(m,4H), 6.35(s, 2H), 7.18-7.49(m,13H), 8.29(d, 1H) 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 , ppm): 0.22(s,6H), 1.81(S, 6H), 1.98(m, 2H), 2.81(m,4H), 6.35(s, 2H), 7.18 -7.49(m,13H), 8.29(d, 1H)

합성예 5Synthesis Example 5

Figure pat00008
Figure pat00008

Diethyl Silanediyl (4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-2-methyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl)(4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-2-methyl-1H-inden-1-yl) Zirconium chlorideDiethyl Silanediyl (4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-2-methyl-1,5,6,7-tetrahydro-s-indacen-1-yl)(4-(3,5-di-tert) -butylphenyl)-2-methyl-1H-inden-1-yl) Zirconium chloride

상기에서 합성예 3에서 2-이소프로필-4-(3,5-디터트부틸페닐)-1H-인덴(2-isopropyl-4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-1H-indene) 대신에 2-메틸-4-(3,5-디터트부틸페닐)-1H-인덴(2-methyl-4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-1H-indene)을 사용한 것을 제외하고 합성예 3과 동일한 방법으로 표제의 메탈로센 화합물을 합성하였다.In Synthesis Example 3 above, 2-isopropyl-4-(3,5-ditertbutylphenyl)-1H-indene (2-isopropyl-4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-1H-indene) Except for using 2-methyl-4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-1H-indene instead of 2-methyl-4-(3,5-di-tert-butylphenyl)-1H-indene The title metallocene compound was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 3.

1H-NMR (500 MHz, CDCl3, ppm): 0.68 (m,4H), 0.90 (t, 9H), 1.37 (s, 36H), 1.82 (s,6H), 1.98(m,2H), 2.81(m,4H), 3.36(s, 2H), 7.35 (m, 4H), 7.73 (s,4H), 8.29(d,1H) 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 , ppm): 0.68 (m,4H), 0.90 (t, 9H), 1.37 (s, 36H), 1.82 (s,6H), 1.98 (m,2H), 2.81 (m,4H), 3.36(s, 2H), 7.35 (m, 4H), 7.73 (s,4H), 8.29(d,1H)

비교합성예 1Comparative Synthesis Example 1

Figure pat00009
Figure pat00009

(리간드 화합물의 제조)(Preparation of ligand compound)

건조된 250 mL schlenk flask에 0.83 g (5 mmol)의 플루오렌(fluorene)을 넣고 감압 하에서 30 mL의 에테르(ether)를 주입하였다. 상기 에테르 용액(ether solution)을 -78℃ 까지 냉각한 후 플라스크 내부를 아르곤(argon)으로 치환하고 2.4 mL (6 mmol)의 2.5 M nBuLi 헥산 용액(hexane solution/)을 천천히 적가하였다. 반응 혼합물은 천천히 상온으로 올린 후 다음날까지 교반하였다. 다른 250 mL schlenk flask에 에테르 30 mL를 채운 후 2.4 mL (20 mmol)의 디클로로디메틸실란(dichlorodimethylsilane)을 주입하였다. 이 플라스크를 -78 ℃까지 냉각한 뒤, 여기에 2-헥실 플루오렌(2-hexyl-fluorene)의 lithiated solution을 캐뉼라(cannula)를 통해 주입하였다. 주입이 끝난 혼합물은 상온으로 천천히 올린 후 약 5시간 동안 교반시킨 후, 진공 감압 하에서 용매로 사용된 에테르와 남아있는 과량의 디클로로디메틸실란을 제거하였다. 플라스크 내에 진한 황토색의 고체(solid)의 chloro(9H-fluoren-9-yl)dimethylsilane 을 얻었다.0.83 g (5 mmol) of fluorene was added to a dried 250 mL schlenk flask, and 30 mL of ether was injected under reduced pressure. After the ether solution was cooled to -78°C, the inside of the flask was replaced with argon, and 2.4 mL (6 mmol) of a 2.5 M nBuLi hexane solution (hexane solution/) was slowly added dropwise. The reaction mixture was slowly raised to room temperature and stirred until the next day. Another 250 mL schlenk flask was filled with 30 mL of ether, and then 2.4 mL (20 mmol) of dichlorodimethylsilane was injected. After the flask was cooled to -78 °C, a lithiated solution of 2-hexyl-fluorene was injected thereto through a cannula. After the injection was completed, the mixture was slowly raised to room temperature, stirred for about 5 hours, and then ether used as a solvent and excess dichlorodimethylsilane remaining were removed under vacuum under reduced pressure. A dark ocher colored solid chloro(9H-fluoren-9-yl)dimethylsilane was obtained in the flask.

건조된 100 mL schlenk flask에 0.83 g (5 mmol)의 플루오렌을 주입하고 30 mL의 에테르에 용해시켰다. 이후 -78℃에서 2.4 mL (6 mmol)의 2.5 M nBuLi 헥산 용액을 천천히 적가하고 하루 동안 교반하였다. 앞서 합성한 chloro(9H-fluoren-9-yl)dimethylsilane을 40 mL의 에테르에 녹인 후, -78℃ 에서 플루오렌의 lithiated solution을 적가한다. 하룻밤 동안(overnight) 반응한 후 플라스크 내에 50 mL의 물을 넣어 퀀칭(quenching)하고 유기층을 분리하여 MgSO4로 건조(drying)하였다. 필터(filtration)을 통해 얻어진 혼합물은 진공 감압 조건에서 용매(solvent)를 모두 제거한 후 헥산(hexane)으로 재결정하여 리간드 화합물을 얻었다.0.83 g (5 mmol) of fluorene was injected into a dried 100 mL schlenk flask and dissolved in 30 mL of ether. Then, 2.4 mL (6 mmol) of 2.5 M nBuLi hexane solution was slowly added dropwise at -78°C, and the mixture was stirred for one day. After dissolving the previously synthesized chloro(9H-fluoren-9-yl)dimethylsilane in 40 mL of ether, a lithiated solution of fluorene at -78°C is added dropwise. After reacting overnight (overnight), 50 mL of water was added to the flask to quench (quenching), and the organic layer was separated and dried over MgSO 4 . The mixture obtained through filtration was recrystallized with hexane after removing all solvents under vacuum reduced pressure to obtain a ligand compound.

1H NMR (500 MHz, CDCl3, ppm): -0.52 (6H, s), 4.26 (2H, s), 7.29 (4H, m), 7.36 (4H, m), 7.53 (4H, m), 7.89 (4H, m) 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , ppm): -0.52 (6H, s), 4.26 (2H, s), 7.29 (4H, m), 7.36 (4H, m), 7.53 (4H, m), 7.89 (4H, m)

(메탈로센 화합물의 제조)(Preparation of metallocene compound)

건조한 250 mL schlenk flask에 상기 2-1)에서 합성한 리간드 화합물 1.94 g(5 mmol)을 넣고 에테르에 녹인 다음, 4.4 mL (11 mmol)의 2.5 M nBuLi 헥산 용액을 가해 lithiation을 시켰다. 하루가 지난 후 글러브 박스(glove box) 내에서 1.88g (5 mmol)의 ZrCl4(THF)2를 취해 250 mL schlenk flask에 담고 에테르를 넣은 서스펜션(suspension)을 준비하였다. 위의 두 개의 플라스크 모두 -78℃까지 냉각시킨 후 lithiation된 리간드 화합물을 천천히 Zr suspension에 가하였다. 주입이 끝난 후, 반응 혼합물은 천천히 상온까지 올렸다. 하루동안 반응을 진행시킨 후 외부 공기와 닿지 않는 필터 시스템(filter system)에서 이 혼합물을 필터하여 메탈로센 화합물을 수득하였다. 1.94 g (5 mmol) of the ligand compound synthesized in 2-1) was added to a dry 250 mL schlenk flask, dissolved in ether, and then 4.4 mL (11 mmol) of 2.5 M nBuLi hexane solution was added for lithiation. After one day, 1.88 g (5 mmol) of ZrCl 4 (THF) 2 was taken in a glove box and placed in a 250 mL schlenk flask to prepare a suspension containing ether. After both flasks were cooled to -78°C, the lithiated ligand compound was slowly added to the Zr suspension. After injection, the reaction mixture was slowly raised to room temperature. After the reaction was allowed to proceed for one day, the mixture was filtered in a filter system not in contact with external air to obtain a metallocene compound.

1H NMR (500 MHz, CDCl3, ppm): 1.46 (6H, s), 6.99 (4H, m), 7.29 (4H, m), 7.68 (4H, m), 7.9 (4H, m). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , ppm): 1.46 (6H, s), 6.99 (4H, m), 7.29 (4H, m), 7.68 (4H, m), 7.9 (4H, m).

비교합성예 2Comparative Synthesis Example 2

Figure pat00010
Figure pat00010

(리간드 화합물의 제조)(Preparation of ligand compound)

THF 용매 하에서 tert-Bu-O-(CH2)6Cl 화합물과 Mg(0) 간의 반응으로부터 그리냐드(Grignard) 시약인 tert-Bu-O-(CH2)6MgCl 용액 1.0 mol을 얻었다. 제조된 그리냐드 화합물을 -30℃의 상태의 MeSiCl3 화합물(176.1mL, 1.5mol)과 THF(2.0mL)가 담겨있는 플라스크에 가하고, 상온에서 8시간 이상 교반시킨 후, 걸러낸 용액을 진공 건조하여 tert-Bu-O-(CH2)6SiMeCl2의 화합물을 얻었다(수율 92%).From the reaction between the tert-Bu-O-(CH 2 ) 6 Cl compound and Mg(0) in a THF solvent, 1.0 mol of a Grignard reagent tert-Bu-O-(CH 2 ) 6 MgCl solution was obtained. The prepared Grignard compound was added to a flask containing MeSiCl 3 compound (176.1 mL, 1.5 mol) and THF (2.0 mL) at -30°C, stirred at room temperature for 8 hours or more, and the filtered solution was vacuum dried to obtain a compound of tert-Bu-O-(CH 2 ) 6 SiMeCl 2 (yield 92%).

-20℃에서 반응기에 플루오렌(3.33g, 20mmol)과 헥산(100mL), 및 MTBE(methyl tert-butyl ether, 1.2mL, 10mmol)를 넣고, 8ml의 n-BuLi(2.5M in Hexane)을 천천히 가하고, 상온에서 6시간 교반시켜 플로오레닐 리튬 용액을 얻었다. 교반이 종결된 후, 반응기 온도를 -30℃로 냉각시키고, -30℃에서 헥산(100ml)에 녹아있는 tert-Bu-O-(CH2)6SiMeCl2(2.7g, 10mmol) 용액에 상기 제조된 플루오레닐 리튬 용액을 1시간에 걸쳐 천천히 가하였다. 상온에서 8시간 이상 교반한 후, 물을 첨가하여 추출하고, 건조(evaporation)하여 (tert-Bu-O-(CH2)6)MeSi(9-C13H10)2 화합물을 얻었다(5.3g, 수율 100%). Put fluorene (3.33 g, 20 mmol), hexane (100 mL), and MTBE (methyl tert-butyl ether, 1.2 mL, 10 mmol) in a reactor at -20 ° C, and slowly add 8 ml of n-BuLi (2.5 M in Hexane) and stirred at room temperature for 6 hours to obtain a fluorenyl lithium solution. After the stirring was completed, the reactor temperature was cooled to -30°C, and tert-Bu-O-(CH 2 ) 6 SiMeCl 2 (2.7 g, 10 mmol) dissolved in hexane (100 ml) at -30° C. was prepared above. The fluorenyl lithium solution was slowly added over 1 hour. After stirring at room temperature for 8 hours or more, water was added to extract, and evaporation was performed to obtain (tert-Bu-O-(CH 2 ) 6 )MeSi(9-C 13 H 10 ) 2 compound (5.3 g). , yield 100%).

1H NMR(500 MHz, CDCl3, ppm) : -0.35 (MeSi, 3H, s), 0.26 (Si-CH2, 2H, m), 0.58 (CH2, 2H, m), 0.95 (CH2, 4H, m), 1.17(tert-BuO, 9H, s), 1.29(CH2, 2H, m), 3.21(tert-BuO-CH2, 2H, t), 4.10(Flu-9H, 2H, s), 7.25(Flu-H, 4H, m), 7.35(Flu-H, 4H, m), 7.40(Flu-H, 4H, m), 7.85(Flu-H, 4H, d). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , ppm): -0.35 (MeSi, 3H, s), 0.26 (Si-CH 2 , 2H, m), 0.58 (CH 2 , 2H, m), 0.95 (CH 2 , 4H, m), 1.17 (tert-BuO, 9H, s), 1.29 (CH 2 , 2H, m), 3.21 (tert-BuO-CH 2 , 2H, t), 4.10 (Flu-9H, 2H, s) , 7.25 (Flu-H, 4H, m), 7.35 (Flu-H, 4H, m), 7.40 (Flu-H, 4H, m), 7.85 (Flu-H, 4H, d).

(메탈로센 화합물의 제조)(Preparation of metallocene compound)

-20 ℃에서 상기 1-1)에서 제조한 (tert-Bu-O-(CH2)6)MeSi(9-C13H10)2(3.18g, 6mmol)/MTBE(20mL) 용액에 4.8 mL의 n-BuLi(2.5M in Hexane)을 천천히 가하고 상온으로 올리면서 8시간 이상 반응시켜 디리튬염(dilithium salts) 슬러리 용액을 제조하였다. -20℃에서 상기 제조된 디리튬염 슬러리 용액을 ZrCl4(THF)2(2.26g, 6mmol)/헥산(20mL)의 슬러리 용액으로 천천히 가하고 상온에서 8시간 동안 더 반응시켰다. 침전물을 여과하고 여러 번 헥산으로 씻어내어 붉은색 고체 형태의 (tert-Bu-O-(CH2)6)MeSi(9-C13H9)2ZrCl2 화합물을 얻었다(4.3g, 수율 94.5%).4.8 mL of (tert-Bu-O-(CH 2 ) 6 )MeSi(9-C1 3 H 10 ) 2 (3.18 g, 6 mmol)/MTBE (20 mL) solution prepared in 1-1) above at -20 ° C. of n-BuLi (2.5M in Hexane) was slowly added and reacted for at least 8 hours while raising to room temperature to prepare a slurry solution of dilithium salts. At -20°C, the prepared dilithium salt slurry solution was slowly added to a slurry solution of ZrCl 4 (THF) 2 (2.26 g, 6 mmol)/hexane (20 mL), followed by further reaction at room temperature for 8 hours. The precipitate was filtered and washed several times with hexane to obtain a red solid (tert-Bu-O-(CH 2 ) 6 )MeSi(9-C 13 H 9 ) 2 ZrCl 2 compound (4.3 g, yield 94.5%). ).

1H NMR(500 MHz, C6D6, ppm) : 1.15(tert-BuO, 9H, s), 1.26 (MeSi, 3H, s), 1.58 (Si-CH2, 2H, m), 1.66 (CH2, 4H, m), 1.91(CH2, 4H, m), 3.32(tert-BuO-CH2, 2H, t), 6.86 (Flu-H, 2H, t), 6.90 (Flu-H, 2H, t), 7.15 (Flu-H, 4H, m), 7.60 (Flu-H, 4H, dd), 7.64(Flu-H, 2H, d), 7.77(Flu-H, 2H, d). 1 H NMR (500 MHz, C 6 D 6 , ppm): 1.15 (tert-BuO, 9H, s), 1.26 (MeSi, 3H, s), 1.58 (Si-CH 2 , 2H, m), 1.66 (CH 2 , 4H, m), 1.91 (CH 2 , 4H, m), 3.32 (tert-BuO-CH 2 , 2H, t), 6.86 (Flu-H, 2H, t), 6.90 (Flu-H, 2H, t), 7.15 (Flu-H, 4H, m), 7.60 (Flu-H, 4H, dd), 7.64 (Flu-H, 2H, d), 7.77 (Flu-H, 2H, d).

[담지 촉매의 제조][Preparation of supported catalyst]

제조예 1Preparation Example 1

피코(pico) 반응기에 50 mL 톨루엔을 넣은 후, Ar 하에서 실리카겔(Silica gel, SYLOPOL 952X, calcinated under 250 ℃) 7 g을 넣고, 메틸알루미녹산(MAO) 10 mmol을 상온에서 천천히 주입하여 95 ℃에서 24 시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종결 후, 상온으로 식히고 15 분 동안 방치하여 cannula를 이용해 용매를 decant한다. Toluene (400 mL)을 넣고 1 분 동안 교반하고 15 분 동안 방치하여 cannula를 이용해 용매를 decant 하였다. After putting 50 mL of toluene in a pico reactor, 7 g of silica gel (Silica gel, SYLOPOL 952X, calcinated under 250 ℃) was added under Ar, and 10 mmol of methylaluminoxane (MAO) was slowly injected at room temperature at 95 ℃. The reaction was stirred for 24 hours. After completion of the reaction, cool to room temperature and leave for 15 minutes to decant the solvent using a cannula. Toluene (400 mL) was added, stirred for 1 minute, and left for 15 minutes to decant the solvent using a cannula.

합성예 1의 메탈로센 화합물 60 μmol을 톨루엔 30 mL에 녹인 후, 반응기에 cannula를 이용해 transfer하였다. 80 ℃에서 2 시간 동안 교반하며 반응시켰다. 반응 종료 후 침전이 끝나면, 상온으로 식히고 15 분 동안 방치하여 cannula를 이용해 용매를 decant하였다. 상층부 용액은 제거하고 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척하였다. 헥산으로 재차 세척한 후 헥산 하에서 대전방지제(Atmer 163)를 실리카 단위 중량(g)당 2 wt%를 헥산 3 ml에 녹여 넣은 후 상온에서 10 분 동안 교반하였다. 반응 종결후 침전이 끝나면, 상층부는 제거하고 glass filter로 transfer 하여 용매를 제거하였다. After dissolving 60 μmol of the metallocene compound of Synthesis Example 1 in 30 mL of toluene, it was transferred to the reactor using a cannula. The reaction was stirred at 80 °C for 2 hours. After the reaction was completed and the precipitation was completed, the solvent was decanted using a cannula, cooled to room temperature and left for 15 minutes. The upper layer solution was removed and the remaining reaction product was washed with toluene. After washing again with hexane, 2 wt% of an antistatic agent (Atmer 163) per unit weight (g) of silica was dissolved in 3 ml of hexane under hexane, followed by stirring at room temperature for 10 minutes. After completion of the reaction and the completion of precipitation, the upper layer was removed and transferred to a glass filter to remove the solvent.

상온에서 진공 하에 5 시간 동안 1차 건조하고, 45 ℃에서 4 시간 동안 진공 하에 2차 건조하여 고체 입자 형태의 실리카 담지 메탈로센 촉매를 수득하였다.The silica-supported metallocene catalyst in the form of solid particles was obtained by primary drying at room temperature under vacuum for 5 hours, and secondary drying at 45° C. under vacuum for 4 hours.

제조예 2 내지 5Preparation Examples 2 to 5

합성예 1의 메탈로센 화합물 대신에, 각각 합성예 2 내지 5의 메탈로센 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 실리카 담지 메탈로센 촉매를 제조하였다. A silica-supported metallocene catalyst was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the metallocene compounds of Synthesis Examples 2 to 5 were used instead of the metallocene compound of Synthesis Example 1, respectively.

비교제조예 1 및 2Comparative Preparation Examples 1 and 2

합성예 1의 메탈로센 화합물 대신에, 각각 비교합성예 1 내지 3의 메탈로센 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 실리카 담지 메탈로센 촉매를 제조하였다. A silica-supported metallocene catalyst was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the metallocene compounds of Comparative Synthesis Examples 1 to 3 were used instead of the metallocene compound of Synthesis Example 1, respectively.

[폴리에틸렌 중합][Polyethylene Polymerization]

실시예 1Example 1

상기 제조예 3에서 얻어진 담지 촉매의 존재 하에 에틸렌-1-헥센 공중합체를 제조하였으며, 구체적인 방법은 아래와 같다.An ethylene-1-hexene copolymer was prepared in the presence of the supported catalyst obtained in Preparation Example 3, and the specific method is as follows.

600 mL 스테인레스 반응기를 120 ℃에서 진공 건조한 후 냉각하고, 실온에서 헥산 250 g에 트리메틸알루미늄(TMA) 1 g을 넣고 10 분 동안 교반하였다. 반응시킨 헥산을 모두 제거 후, 헥산 250 g, 트리이소부틸알루미늄(TIBAL) 0.5 g을 넣고 5 분동안 교반하였다. 그리고 나서, 상기 제조예 3에서 얻어진 담지 촉매 7 mg을 넣은 후, 70 oC까지 온도를 올리며 교반하였다. 70 oC에서 교반을 멈춘 후 공단량체인 1-헥센(1-hexene, C6) 10 mL를 넣고 에틸렌(ethylene, C2)를 30 bar까지 채운 후 교반을 시작하였다. 30분 동안 중합 후 미반응 된 C2는 벤트하였다.A 600 mL stainless steel reactor was vacuum dried at 120° C., cooled, and 1 g of trimethylaluminum (TMA) was added to 250 g of hexane at room temperature and stirred for 10 minutes. After removing all of the reacted hexane, 250 g of hexane and 0.5 g of triisobutylaluminum (TIBAL) were added and stirred for 5 minutes. Then, after adding 7 mg of the supported catalyst obtained in Preparation Example 3, the temperature was raised to 70 o C and stirred. After stopping stirring at 70 o C, 10 mL of comonomer 1-hexene (1-hexene, C6) was added, and ethylene (ethylene, C2) was filled to 30 bar, and then stirring was started. After polymerization for 30 minutes, unreacted C2 was vented.

실시예 2 내지 6Examples 2 to 6

제조예 1의 담지 촉매 및 1-헥센 사용량 대신에, 하기 표 1에 개시된 촉매 및 1-헥센 사용량을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 에틸렌-1-헥센 공중합체를 제조하였다.An ethylene-1-hexene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the catalyst and 1-hexene used in Table 1 were used instead of the supported catalyst and 1-hexene used in Preparation Example 1.

비교예 1 내지 4Comparative Examples 1 to 4

제조예 1의 담지 촉매 및 1-헥센 사용량 대신에, 하기 표 1에 개시된 촉매 및 1-헥센 사용량을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 에틸렌-1-헥센 공중합체를 제조하였다.An ethylene-1-hexene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the catalyst and 1-hexene used in Table 1 were used instead of the supported catalyst and 1-hexene used in Preparation Example 1.

[실험예: 폴리에틸렌의 물성 평가][Experimental Example: Evaluation of Physical Properties of Polyethylene]

상기 실시예 및 비교예의 촉매 활성, 공정안정성 및 폴리에틸렌 공중합체의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Catalytic activity, process stability, and physical properties of the polyethylene copolymer of Examples and Comparative Examples were measured by the following method, and the results are shown in Table 1 below.

(1) 용융점 (Tm, ℃)(1) Melting point (Tm, ℃)

시차주사열량계(Differential Scanning Calorimeter, DSC)를 이용하여 Tm을 측정하였다. Tm was measured using a differential scanning calorimeter (DSC).

구체적으로는, 시차주사열량계(DSC)로서, DSC 2920 (TA instrument)를 이용하여 중합체의 용융 온도를 측정하였다. 구체적으로는 중합체를 150 oC까지 가열한 후 5분 동안 유지하고, -100 oC까지 온도를 내린 후 다시 온도를 증가시켰다. 이때 온도의 상승속도와 하강속도는 각각 10 oC/min으로 조절하였다. 용융 온도는 두 번째 온도가 상승하는 구간에서 측정한 흡열 피크의 최대 지점으로 하였다.Specifically, as a differential scanning calorimeter (DSC), the melting temperature of the polymer was measured using a DSC 2920 (TA instrument). Specifically, the polymer was heated to 150 o C and maintained for 5 minutes, and then lowered to -100 o C and then the temperature was increased again. At this time, the rate of rise and fall of the temperature was adjusted to 10 o C/min, respectively. The melting temperature was taken as the maximum point of the endothermic peak measured in the section where the second temperature was increased.

(2) SCB(Short Chain Branch) 함량(탄소 1,000 개당의 탄소수 2 내지 7개의 곁가지(branch) 함량, 개/1,000C)(2) SCB (Short Chain Branch) content (branch content of 2 to 7 carbon atoms per 1,000 carbons, pcs/1,000C)

시료를 PL-SP260VS을 이용하여 BHT 0.0125%가 포함된 1, 2, 4-Trichlorobenzene에서 160℃, 10시간 동안 녹여 전처리한 후, 고온 GPC(PL-GPC220)와 연결된 PerkinElmer Spectrum 100 FT-IR을 이용하여 160℃에서 측정하였다.The sample was pretreated by dissolving it in 1,2,4-Trichlorobenzene containing 0.0125% BHT at 160℃ for 10 hours using PL-SP260VS, and then using PerkinElmer Spectrum 100 FT-IR connected to high-temperature GPC (PL-GPC220). and measured at 160 °C.

(3) Comonomer sequence distribution Index(3) Comonomer sequence distribution Index

실시예 및 비교예의 폴리에틸렌 공중합체에 대하여, 하기 식 1에 Tm 및 SCB를 대입하여 Comonomer sequence distribution Index를 계산하였다.For the polyethylene copolymers of Examples and Comparative Examples, the Comonomer sequence distribution index was calculated by substituting Tm and SCB in Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

Comonomer sequence distribution Index = SCB 함량 - 6 * 1047 * Tm-22.52 Comonomer sequence distribution Index = SCB content - 6 * 10 47 * Tm -22.52

(4) Density(g/cm(4) Density (g/cm 33 ))

Pycnometer를 이용하여 ISO-1183 방법으로 측정하였다.It was measured by the ISO-1183 method using a pycnometer.

  촉매 화합물catalyst compound C6 사용량
(ml)
C6 usage
(ml)
Tm (℃)Tm (℃) SCB (개/C1000)SCB (pcs/C1000) Comonomer sequence distribution IndexComonomer sequence distribution index Density
(g/cm3)
Density
(g/cm 3 )
실시예 1Example 1 제조예 3Preparation 3 1010 127127 3.23.2 0.690.69 0.9310.931 실시예 2Example 2 제조예 1Preparation Example 1 33 129.2129.2 2.82.8 1.091.09 0.9390.939 실시예 3Example 3 제조예 2Preparation 2 33 128.5128.5 3.83.8 1.871.87 0.9360.936 실시예 4Example 4 제조예 3Preparation 3 33 131.2131.2 1.91.9 0.690.69 0.9420.942 실시예 5Example 5 제조예 4Preparation 4 33 127.5127.5 4.84.8 2.52.5 0.9350.935 실시예 6Example 6 제조예 5Preparation 5 33 126.5126.5 5.95.9 3.153.15 0.9340.934 비교예 1Comparative Example 1 비교제조예 1Comparative Preparation Example 1 1010 127.7127.7 2.22.2 -0.02-0.02 0.9390.939 비교예 2Comparative Example 2 비교제조예 2Comparative Preparation Example 2 1010 128.4128.4 1.91.9 -0.06-0.06 0.9380.938 비교예 3Comparative Example 3 비교제조예 1Comparative Preparation Example 1 2020 124.5124.5 3.83.8 -0.13-0.13 0.9260.926 비교예 4Comparative Example 4 비교제조예 2Comparative Preparation Example 2 2020 125.8125.8 3.13.1 -0.01-0.01 0.9270.927

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 4와 비교예 2를 비교하면, 동일 SCB를 가지더라도 Comonomer sequence distribution Index가 0보다 큰 경우 상대적으로 높은 density를 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 마찬가지로 실시예 2는 비교예 1에 비하여, 밀도가 유지되면서 SCB를 0.6개를 더 포함하는 것을 확인하였다.As shown in Table 1, when Example 4 and Comparative Example 2 were compared, it was confirmed that a relatively high density was maintained when the Comonomer sequence distribution Index was greater than 0 even with the same SCB. Similarly, Example 2 was confirmed to include 0.6 more SCBs while maintaining the density compared to Comparative Example 1.

한편, 도 1은 실시예 및 비교예의 용융점 및 SCB 함량을 각각 x축 및 y축으로 하여 나타낸 것이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는 비교예에 비하여 동등한 용융점 대비 SCB 함량이 다량 포함된 것을 확인할 수 있었다.Meanwhile, FIG. 1 shows the melting point and SCB content of Examples and Comparative Examples as the x-axis and the y-axis, respectively. As shown in FIG. 1 , it was confirmed that an embodiment of the present invention contained a large amount of SCB content compared to an equivalent melting point compared to the comparative example.

상기 표 1 및 도 1로부터 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에틸렌은 동등 수준의 Tm을 갖더라도 SCB 함량이 높고 밀도가 높은 것을 확인하여 SCB가 블록을 이루며 분포했음을 확인할 수 있었다.From Table 1 and FIG. 1, it was confirmed that the polyethylene according to an embodiment of the present invention had a high SCB content and a high density even though the polyethylene had an equivalent level of Tm, thereby confirming that the SCB was distributed in blocks.

Claims (9)

1-헥센을 공단량체로 포함하고,
용융점(Tm)이 126.5 ℃ 이상 132 ℃ 이하이고,
하기 식 1로 표시되는 Comonomer sequence distribution Index가 0 이상인,
폴리에틸렌:
[식 1]
Comonomer sequence distribution Index = SCB 함량 - 6 * 1047 * Tm-22.52
상기 식 1에서,
SCB(short chain branch) 함량은 탄소 1000 개당 탄소수 2 내지 7 개의 곁가지(branch) 함량(개/1000C)이고,
Tm은 용융점이다.
1-hexene as a comonomer;
Melting point (Tm) is 126.5 ℃ or more and 132 ℃ or less,
Comonomer sequence distribution Index represented by the following formula 1 is 0 or more,
Polyethylene:
[Equation 1]
Comonomer sequence distribution Index = SCB content - 6 * 10 47 * Tm -22.52
In Equation 1 above,
SCB (short chain branch) content is a branch content of 2 to 7 carbon atoms per 1000 carbons (piece / 1000C),
Tm is the melting point.
제1항에 있어서,
SCB(short chain branch) 함량이 1.5 개/1000C 이상 6.5 개/1000C 이하인,
폴리에틸렌.
According to claim 1,
SCB (short chain branch) content is 1.5 / 1000C or more and 6.5 / 1000C or less,
polyethylene.
제1항에 있어서,
밀도가 0.928 g/cm3 이상 0.948 g/cm3 이하인,
폴리에틸렌.
The method of claim 1,
Density of 0.928 g/cm 3 or more and 0.948 g/cm 3 or less,
polyethylene.
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌은 하기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물의 존재 하에 에틸렌을 중합시킴으로써 제조되는,
폴리에틸렌:
[화학식 1]
Figure pat00011

상기 화학식 1에서,
M은 4족 전이 금속 중 어느 하나이고,
A는 14족의 원소 중 어느 하나이고,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C1-20 알킬실릴, C1-20 실릴알킬, C1-20 알콕시실릴, C1-20 알콕시, C6-20 아릴, C7-20 알킬아릴, 또는 C7-20 아릴알킬이고,
R3는 메틸 또는 이소프로필이고,
X1, 및 X2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐이고,
Q1, 및 Q2는 서로 동일하거나 상이하고, C1-20 알킬이다.
According to claim 1,
The polyethylene is prepared by polymerizing ethylene in the presence of a metallocene compound represented by the following Chemical Formula 1,
Polyethylene:
[Formula 1]
Figure pat00011

In Formula 1,
M is any one of a Group 4 transition metal,
A is any one of the elements of group 14,
R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 silylalkyl, C 1-20 alkoxysilyl , C 1-20 alkoxy, C 6-20 aryl, C 7-20 alkylaryl, or C 7-20 arylalkyl,
R 3 is methyl or isopropyl;
X 1 , and X 2 are the same as or different from each other and are each independently halogen,
Q 1 , and Q 2 are the same as or different from each other and are C 1-20 alkyl.
제4항에 있어서,
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1로 표시되는,
폴리에틸렌:
[화학식 1-1]
Figure pat00012

상기 화학식 1-1에서, A, M, R1, R2, R3, X1, X2, Q1 및 Q2는 제3항에서 정의한 바와 같으며,
R'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고;
a 및 b은 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
5. The method of claim 4,
The formula 1 is represented by the following formula 1-1,
Polyethylene:
[Formula 1-1]
Figure pat00012

In Formula 1-1, A, M, R 1 , R 2 , R 3 , X 1 , X 2 , Q 1 and Q 2 are as defined in claim 3,
R′ is the same as or different from each other, and each independently represents hydrogen or C 1-6 straight or branched chain alkyl;
a and b are each independently 0 or 1.
제4항에 있어서,
A는 실리콘이고, M은 지르코늄인,
폴리에틸렌.
5. The method of claim 4,
A is silicon, M is zirconium,
polyethylene.
제4항에 있어서,
R1 및 R2는 각각 수소, 페닐, 또는 1 개 또는 2개의 터트뷰틸이 치환된 페닐인,
폴리에틸렌.
5. The method of claim 4,
R 1 and R 2 are each hydrogen, phenyl, or phenyl substituted with 1 or 2 tertbutyl;
polyethylene.
제4항에 있어서,
Q1 및 Q2는 각각 독립적으로, 메틸 또는 에틸인,
폴리에틸렌.
5. The method of claim 4,
Q 1 and Q 2 are each independently methyl or ethyl;
polyethylene.
제4항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
폴리에틸렌:
Figure pat00013
.
5. The method of claim 4,
The compound represented by Formula 1 is any one selected from the group consisting of
Polyethylene:
Figure pat00013
.
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