KR790001205B1 - Manufacturing method of ethylene - Google Patents

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KR790001205B1
KR790001205B1 KR7901830A KR790001830A KR790001205B1 KR 790001205 B1 KR790001205 B1 KR 790001205B1 KR 7901830 A KR7901830 A KR 7901830A KR 790001830 A KR790001830 A KR 790001830A KR 790001205 B1 KR790001205 B1 KR 790001205B1
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catalyst
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hydrogen
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이소호 아이시마
히사야 사구라이
유우기찌 타카시
히데오 모리다
타다시 이게가미
도시오 사또
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미야자끼 강아야끼
아사히 가세이 고우꾜우 가부시기가이샤
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

Polyethylene and its olefin deriv. were manufd. in the presence of a catalyst prepd. by treating organo A1 compds. with complex compds. soluble in hydrocarbon. The A1 compds. of the general formula (A1R5nX3-n) [R5 = hydrocarbon radical having carbon atom of 1-20, X = selected radical from hydrogen, halogen, alkoxy, allyloxy or siloxy radical, n = 1-3 were prepd. by reacting linear or cyclic siloxane compds. with Ti or Vd compds. containing at least 1>= halogen atom or complex containing organo magnecium.

Description

에틸렌의 중합방법Ethylene Polymerization Method

본 발명은 에틸렌의 중합 및 에틸렌과 다른 올레핀과의 공중합 방법에 관한 것이다. 더욱 상술하면, 본 발명은 신규한 유기마그네슘 화합물을 사용하여 합성한 촉매에 의한 올레핀의 신규한 저압 중합방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the polymerization of ethylene and the copolymerization of ethylene with other olefins. More specifically, the present invention relates to a novel low pressure polymerization method of olefins by a catalyst synthesized using a novel organomagnesium compound.

유기마그네슘 화합물과 천이금속 화합물로 된 촉매를 사용하는 폴리에틸렌의 중합방법은 K. 지글러의 특허에 이미 공지되어 있다(일본 특공소 32-1546). 그렇지만 유기마그네슘 화합물 자체는 촉매합성 및 중합반응에 사용되는 불활성 탄화수소 매체에 불용성이기 때문에 유효하게 사용되지 않고, 높은 활성을 얻는 것도 성공되지 않았다.A process for the polymerization of polyethylene using a catalyst composed of an organomagnesium compound and a transition metal compound is already known from K. Ziegler's patent (Japanese Patent Office 32-1546). However, the organomagnesium compound itself is not effectively used because it is insoluble in the inert hydrocarbon medium used for catalytic synthesis and polymerization, and obtaining high activity has not been successful.

유기마그네슘 화합물을 가용화(可溶化) 하여 유효하게 이용함과 동시에 활성을 높인 촉매로서는 예를 들면 장쇄 알킬기의 유기알미늄 마그네슘 할로겐화물(소위 그라니아 시약), 그라니아 시약과 에텔과의 착체, 또는 유기마그네슘 알콕시드를 사용하는 것이 알려져 있다(일본 특공소 47-40959, 특개소 46-19274호 등) 이들의 촉매는 천이금속에 대하여는 상당히 고활성이지만 폴리에틸렌 제조공정의 촉매제거 공정을 완전히 생략할 수 있는 성능을 가지는 촉매로서는 잔존할로겐의 점에서 불충분하다.As a catalyst which solubilizes and effectively uses an organomagnesium compound and increases its activity, for example, an organoaluminum magnesium halide (so-called Grania reagent) of a long chain alkyl group, a complex of a Grania reagent and an ether, or an organic magnesium It is known to use alkoxides (Japanese Patent Publication No. 47-40959, Japanese Patent Application No. 46-19274, etc.). These catalysts are highly active against transition metals, but have the ability to completely omit the catalyst removal step of the polyethylene manufacturing process. As a catalyst which has, it is inadequate in terms of remaining halogen.

본 발명자들은 이 점을 개량한 촉매로서 유기마그네슘과 유기알미늄, 아연과의 착체를 사용하고 고체성분에 대하여 활성이 극히 높은 촉매를 완성하고, 이미 특허출원하였다. 다시 이 촉매계에 관하여 검토를 진행한 결과 상기의 유기마그네슘 착체와 실옥산 화합물과의 반응물을 1성분으로 한 촉매가 고성능이며, 또한 우수한 성질의 폴리머를 부여하는 것을 발견하고 본 발명을 하게 된 것이다.The present inventors have used a complex of organomagnesium, organoaluminum and zinc as a catalyst to improve this point, completed a catalyst having extremely high activity for a solid component, and has already applied for a patent. As a result of further studies on this catalyst system, it was found that the catalyst comprising one component of the reactant of the organomagnesium complex and the siloxane compound as a high-performance polymer with excellent properties gave the present invention.

즉, 본 발명은, 〔A〕(1) 일반식 MαMgβR1mαR2 2β〔식 중 M는 Al 또는 Zn 원자이며, m는 M의 원자가를 표시하고 R1및 R2는 동일 또는 상이하여도 좋고, 각기 수소 또는 탄소원자수 1-16의 탄화수소기를 표시하고 α와 β는 0보다 큰 수이며, β/α는 0.5-10이다〕로 표시되는 유기마그네슘을 함유하는 탄화수소 가용성 착제와, (2) 일반식

Figure kpo00001
[식 중 R3, R4는 수소 또는 탄소원자수 1-10의 탄화수소기를 표시한다〕인 구성단위를 가지는 쇄상 또는 환상의 실옥산 화합물과의 반응물을, (3) 적어도 1개의 할로겐 원자를 함유하는 티탄 또는 바나듐 화합물과 반응에 의하여 생성하는 탄화수소 불용성 반응생성물과, 〔B〕일반식 AIR5 nX3-n〔식 중 R5는탄소원자수 1-20의 탄화수소기, X는 수소, 할로겐, 알콕시, 아릴옥시 또는 실옥시기로부터 선택된 기이며, n은 1-3의 수이다〕로 표시되는 유기알미늄 화합물을 반응시켜 얻은 촉매를 사용하여 에틸렌 또는 에틸렌과 다른 올레핀을 중합하는 방법에 관한 것이다.That is, in the present invention, (A) (1) general formula MαMgβR 1 mαR 2 2 β [wherein M is Al or Zn atom, m represents valence of M and R 1 and R 2 are the same or different A hydrocarbon-soluble complex containing an organic magnesium represented by hydrogen or a hydrocarbon group of 1-16 carbon atoms, wherein α and β are numbers greater than 0, and β / α are 0.5-10; and (2) General formula
Figure kpo00001
A reaction product with a chain or cyclic siloxane compound having a structural unit in which R 3 and R 4 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is selected from (3) at least one halogen atom. A hydrocarbon insoluble reaction product produced by reaction with a titanium or vanadium compound, and (B) general formula AIR 5 n X 3-n [ wherein R 5 is a hydrocarbon group of 1-20 carbon atoms, X is hydrogen, halogen, alkoxy And an aryloxy or siloxy group, n is a number of 1 to 3]. The present invention relates to a method for polymerizing ethylene or ethylene with other olefins using a catalyst obtained by reacting an organoaluminum compound.

본 발명 촉매의 효과는 첫째로는 분자량 분포가 좁은 사출 성형의 용도에 적합한 폴리머가 얻어진다. 둘째로는 분자량 조절이 용이하고, 낮은 수소 분압에서 폴리에틸렌의 제조를 실시할 수 있다. 또한 셋째로는 상기와 같은 유용한 폴리머가 극히 성능이 양호한 촉매를 사용하여 제조할 수 있다.The effect of the catalyst of the present invention is firstly obtained a polymer suitable for the use of injection molding with a narrow molecular weight distribution. Secondly, molecular weight can be easily adjusted and polyethylene can be produced at low hydrogen partial pressure. Thirdly, such useful polymers can be prepared using extremely good catalysts.

본 발명의 상기의 효과를 다음의 실시예에서 설명한다. 이들 실시예 중에서 사용되는 MI는 멜트 인덱스(Melt Index)를 표시하고, ASTM D-1238에 따라 온도 190℃, 하중 2.16kg를 사용하여 측정한 것이며, R는 MI 측정조건에 있어서 하중 21.6kg로 측정한 값을 MI로 나눈 값으로 표시한다. 이 값은 분자량 분포의 척도이며 이것은 낮을수록 분자량 분포가 좁은 것을 표시한다.The above effects of the present invention will be described in the following examples. The MI used in these examples indicates a Melt Index and was measured using a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg according to ASTM D-1238, and R was measured at a load of 21.6 kg under MI measurement conditions. Expressed as a value divided by MI. This value is a measure of the molecular weight distribution, which indicates that the lower the molecular weight distribution is.

사출 성형용의 폴리에틸렌은 MI가 2-10, R가 25-33의 값을 갖는 것이 필요하다. 실옥산과 반응 전의 유기알미늄-마그네슘 또는 유기아연-마그네슘 착체를 사용한 경우 R의 값은 45전후이며, 사출 성형용에 사용하는 것은 불가능하다.Polyethylene for injection molding needs to have MI of 2-10 and R of 25-33. When organoaluminium-magnesium or organozinc-magnesium complexes before reaction with siloxane are used, the value of R is around 45 and cannot be used for injection molding.

이에 대하여 본 발명의 실옥산 반응물을 사용하는 경우에 R는 30 전후의 낮은 값으로 되며 더우기 수소농도 30%에서 적합한 분자량의 조절이 가능하다. 이와 같이 본 발명의 촉매는 비교적 낮은 수소농도에서 사출성형용의 폴리머를 부여할 수 있다.In contrast, in the case of using the siloxane reactant of the present invention, R becomes a low value around 30, and moreover, it is possible to control a suitable molecular weight at a hydrogen concentration of 30%. As such, the catalyst of the present invention can impart a polymer for injection molding at a relatively low hydrogen concentration.

또 실시예로부터 명백한 바와 같이 본 발명의 촉매는 효율이 극히 양호하다. 이의 높은 촉매효율은 티탄 또는 바나듐 원자가 본 발명에 있어서는 실질적으로 고활성의 형으로 유효하게 이용되고 있는 것을 표시하고 있다.As is clear from the examples, the catalyst of the present invention has extremely good efficiency. This high catalytic efficiency indicates that titanium or vanadium atoms are effectively used in the form of a substantially high activity in the present invention.

본 발명의 촉매효율을 고체성분 1g, 중합시간 1시간, 1kg/㎠의 에틸렌압으로 하여 20,000 이상도 가능하다. 이것에 대하여 전술의 특허의 실시예에 표시되어 있는 효율은 10,000 이하이다. 이렇게 하여 본 발명의 방법에 의하여 제조되는 폴리머 중의 할로겐 잔존량은 극히 낮고 이 제거공정의 생략이 실질적으로 가능하다.The catalyst efficiency of the present invention can be 20,000 or more by using 1 g of solid component, 1 hour of polymerization time and 1 kg / cm 2 of ethylene pressure. On the other hand, the efficiency shown by the Example of the above-mentioned patent is 10,000 or less. In this way, the residual amount of halogen in the polymer produced by the method of the present invention is extremely low and it is possible to substantially omit this removal step.

본 발명 촉매의〔A〕성분에 관하여 설명한다.[A] component of the catalyst of the present invention will be described.

일반식 MαMgβR1mαR2 2β〔M, m, R1, R2, α, β는 전술의 의미이다〕로 표시되는 화합물〔성분(1)〕은 서독공개 2232685호 특원소 49-47512호 및 특원소 49-38377호에 상술한 바와 같이 탄화수소용매에 가용한 유기알미늄-마그네슘, 유기아연-마그네슘 착체이다.Compound [Component (1)] represented by the general formula MαMgβR 1 mαR 2 2 β [M, m, R 1 , R 2 , α, β are the meanings of the foregoing] is disclosed in West German Patent Application Publication No. 2232685 and Atomic Nos. 49-47512 and As described above in Atomic No. 49-38377, it is an organoaluminium-magnesium and an organozinc-magnesium complex soluble in a hydrocarbon solvent.

이 착체는 AlR1 3또는 AlR1 2H로 표시되는 유기알미늄 화합물 또 ZnR1 2로 표시되는 유기아연 화합물과 MgR2 2, 또는 R2MgX(X는 할로겐)로 표시되는 유기마그네슘 화합물을 반응시킴에 따라 합성한다. 상기식 중 R1으로 표시되는 탄소원자수 1-16의 탄화수소기는 수소 또는 알킬기이며, 알킬기로서는 예를 들면 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-브틸, 이소부틸, 아밀, 헥실, 옥틸, 데실기가 좋은 것으로 사용된다.The complex reacts with an organoaluminum compound represented by AlR 1 3 or AlR 1 2 H or an organozinc compound represented by ZnR 1 2 and an organomagnesium compound represented by MgR 2 2 or R 2 MgX (X is halogen). Synthesis according to In the above formula, the hydrocarbon group of 1-16 carbon atoms represented by R 1 is hydrogen or an alkyl group, and examples of the alkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, amyl, hexyl, octyl, The decyl is used for good.

또 R2로 표시되는 탄소원자수 1-16의 탄화수소기는 알킬 또는 아릴기이며, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 아밀, 헥실, 옥틸 또는 페닐기가 적합한 기이다. 또 마그네슘에 대한 알미늄 또는 아연의 비 β/α는 0.5-10, 좋기로는 1-6이다. 이하 이의 착체를 유기마그네슘 착체라 칭한다.Moreover, the hydrocarbon group of 1-16 carbon atoms represented by R 2 is an alkyl or aryl group, and a methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, hexyl, octyl or phenyl group is a suitable group. The ratio β / α of aluminum or zinc to magnesium is 0.5-10, preferably 1-6. Hereinafter, the complex thereof is referred to as an organomagnesium complex.

일반식

Figure kpo00002
인 구성단위를 가지는 실옥산 화합물〔성분(2)〕의 치환기 R3및 R4는 수소 또는 탄소 원자수 1-10의 탄화수소기이고, 탄화수소기로서는 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 헥실, 옥틸, 싸이크로헥실, 페닐 등의 기가 권장된다. 이들의 화합물은 1종류 또는 2종류 이상의 구성단위로부터 이루는 2량체 이상의 쇄상 또는 환상의 화합물 형태로 사용할 수도 있다.General formula
Figure kpo00002
Substituents R 3 and R 4 of the siloxane compound [component (2)] having a phosphorus structural unit are hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and as the hydrocarbon group, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl Groups such as, octyl, cyclohexyl, phenyl and the like are recommended. These compounds can also be used in the form of the dimeric or more linear or cyclic compound which consists of one type or two or more types of structural units.

구체적인 화합물에 있어서는 예를 들면 대칭 디하이드로테트라메틸디실옥산, 헥사메틸디실옥산, 펜타메틸트리하이드로트리실옥산, 환상메틸하이드로테트라실옥산(말단메틸봉쇄), 폴리메틸하이드로실옥산, 폴리디메틸실옥산(말단메틸봉쇄), 폴리페닐하이드로실옥산, 폴리메틸페닐실옥산 등이 사용된다.In the specific compound, for example, symmetric dihydrotetramethyldisiloxane, hexamethyldisiloxane, pentamethyltrihydrotrisiloxane, cyclic methylhydrotetrasiloxane (terminal methyl block), polymethylhydrosiloxane, polydimethylsiloxane (Terminal methyl blockade), polyphenylhydrosiloxane, polymethylphenylsiloxane, and the like are used.

유기마그네슘 착체〔성분(1)〕와 실옥산과의 반응은 예를 들면, 헥산, 헵탄, 벤젠, 톨루엔 등의 불활성 반응 매체 중, 0-150℃ 사이의 온도에서 Si-O/Mg+Al(또는 Zn)의 비 0.3-5의 반응비율로 행한다.The reaction between the organomagnesium complex [component (1)] and the siloxane can be, for example, Si-O / Mg + Al (or Zn) at a temperature between 0 and 150 ° C. in an inert reaction medium such as hexane, heptane, benzene or toluene. At a reaction rate of 0.3-5.

반응경로 및 반응 생성물에 관해서는 불명확한 점이 많지만 Si-O-M(M는 Mg, Al 또는 Zn) 결합의 생성 및

Figure kpo00003
의 착결합의 생성이 적외 분광분석, 핵자기 공명 분광분석 및 분해물의 가스 분석으로부터 확인된다. 일반적으로 엄격한 조건, 예를 들면, 고온에서는 Si-0-M 결합이 생성하기 용이하고 방치조건에서는
Figure kpo00004
의 결합이 주이다. 어떤 결합이 주가 되더라도 촉매의 성능에는 큰 차이가 없다. 좋기로는 Si-O/Mg+Al(Zn)의 비는 0.3-5이다. 0.0 이하에서는 분자량 분포를 좁게 하는 효과가 나쁘고, 또 5 이하에서는 활성이 저하하기 때문에 좋지 않다. 다음에 적어도 1개의 할로겐 원자를 함유하는 티탄 또는 바나듐 화합물(3)로서는, 4염화티탄, 4취화티탄, 4옥화티탄, 에톡시 티탄트리크로라이드, 프로폭시티탄트리크로라이드, 부톡시티탄트리크로라이드, 디부톡시티탄디크로라이드, 트리부톡시티탄모노크로라이드, 4염화 바나듐, 3염화 바나딜, 모노부톡시바나딜디크로라이드, 디부톡시바나딜 모노크로라이드 등 티탄 및 바나듐의 할로겐화물 옥시할로겐화물, 알콕시할로겐화물의 단독 또는 혼합물이 사용된다.There are many uncertainties regarding the reaction pathway and reaction products, but the formation of Si-OM (M is Mg, Al or Zn) bonds and
Figure kpo00003
The formation of complex bonds of is confirmed by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy and gas analysis of digests. In general, under severe conditions, for example, at high temperatures, Si-0-M bonds are easy to form and under
Figure kpo00004
The combination of is the main. No matter what the bond is, there is no big difference in the performance of the catalyst. Specifically, the ratio of Si-O / Mg + Al (Zn) is 0.3-5. In 0.0 or less, since the effect of narrowing molecular weight distribution is bad, and in 5 or less, activity falls, it is not good. Next, as a titanium or vanadium compound (3) which contains at least 1 halogen atom, it is a titanium tetrachloride, a titanium tetrachloride, a titanium tetrachloride, an ethoxy titanium trichloride, propoxy citatri trichloride, butoxy titanium trichrome. Halide oxy of titanium and vanadium, such as lide, dibutoxytitanium dichloride, tributoxytitanium monochloride, vanadium tetrachloride, vanadium trichloride, monobutoxy vanadil dichloride, and dibutoxy vanadil monochloride Halides, alkoxyhalides alone or in mixtures are used.

유기마그네슘 착체-실옥산 반응물과 티탄 또는 바나듐 화합물과의 반응은 불활성 반응매체, 예를 들면 헥산, 헵탄과 같은 지방족 탄화수소, 벤젠 톨루엔, 키시렌과 같은 방향족 탄화수소, 싸이크로헥산 메틸싸이크로헥산과 같은 지환식 탄화수소 중, 150℃까지의 온도에서 실시한다.The reaction of the organomagnesium complex-siloxane reactant with the titanium or vanadium compound is carried out in an inert reaction medium, for example aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, aromatic hydrocarbons such as benzene toluene, xylene, cyclohexane methylcyclohexane It performs at the temperature to 150 degreeC in alicyclic hydrocarbon.

2종 촉매 성분의 반응 비율은 티탄 또는 바나듐 화합물 1Mol에 대하여, 유기마그네슘착체-실옥산 반응물을 마그네슘과 알미늄(또는 아연) 원자로 기준하여 0.05-50Mol, 특히 0.2-10Mol의 범위가 높은 활성을 얻기 때문에 권장된다. 반응에 따라 얻어지는 탄화 수소 불용성 반응 생성물은 반응이 완결되어 있으면 그대로 사용할 수도 있으나, 중합의 재현성을 높이기 위하여서는 반응액으로부터 분리하는 것이 바람직하다.The reaction ratio of the two catalyst components is about 0.05-50 Mol, especially 0.2-10 Mol, based on the magnesium and aluminum (or zinc) atoms of the organomagnesium complex-siloxane reactant with respect to 1 Mol of titanium or vanadium compound. Recommended. The hydrocarbon insoluble reaction product obtained by the reaction may be used as it is if the reaction is completed, but in order to increase the reproducibility of polymerization, it is preferable to separate from the reaction solution.

본 발명의 촉매의 또 하나의 성분인 유기알미늄 화합물(성분〔B〕)로서는 일반식 AIR5 nX3n로 표시되는 화합물을 단독 또는 혼합물로 사용한다. 상기 식 중 R5로 표시되는 탄소원자수 1-20의 탄화수소기는 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 지환식 탄화수소를 포함하는 것이다. 또 X로 표시되는 기는 수소, 할로겐원자, 알콕시, 아릴옥시, 실옥시를 표시하는 것이고, n는 1-3의 수를 표시한다. 특히 고활성을 얻기 위하여서는 n의 값은 1.7 이상의 것이 요망된다.In the organic aluminum compound of one component of the catalyst (component [B]) according to the present invention As the use of the compound represented by the general formula AIR n X 3n 5 alone or in mixture. In the formula, the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 5 includes an aliphatic hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon, and an alicyclic hydrocarbon. The group represented by X represents hydrogen, a halogen atom, alkoxy, aryloxy, siloxy, and n represents a number of 1-3. In particular, in order to obtain high activity, the value of n is desired to be 1.7 or more.

이들의 화합물을 구체적으로 표시하면 예를 들면 트리에틸알미늄, 트리-n-프로필알미늄, 트리이소프로필알미늄, 트리-n-부틸알미늄, 트리이소부틸알미늄, 트리헥실알미늄, 트리옥틸알미늄, 트리데실알미늄, 트리도데실알미늄, 트리헥사데실알미늄, 디에틸알미늄하이드라이드, 디이소부틸알미늄하이드라이드, 디에틸알미늄에톡시이드, 디이소부틸알미늄에톡시이드, 디옥틸알미늄부톡시이드, 디이소부틸알미늄크로라이드, 디메틸하이드록시알미늄디메틸, 에틸메틸하이드록시알미늄디에틸, 에틸디메틸실옥시알미늄디에틸, 에틸알미늄디크로라이드, 부틸알미늄디크로라이드, 에틸알미늄디에톡시이드, 에틸메틸하이드록시알미늄에틸크로라이드, 트리메틸 실옥시알미늄메틸크로라이드 등 및 이들의 혼합물이 권장된다.Specific examples of these compounds include triethyl aluminum, tri-n-propyl aluminum, triisopropyl aluminum, tri-n-butyl aluminum, triisobutyl aluminum, trihexyl aluminum, trioctyl aluminum, tridecyl aluminum , Tridodecyl aluminum, trihexadecyl aluminum, diethyl aluminum hydride, diisobutyl aluminum hydride, diethyl aluminum ethoxide, diisobutyl aluminum ethoxide, dioctyl aluminum butoxide, diisobutyl aluminum Chloride, dimethyl hydroxy aluminum dimethyl, ethyl methyl hydroxy aluminum diethyl, ethyl dimethyl siloxy aluminum diethyl, ethyl aluminum dichloride, butyl aluminum dichloride, ethyl aluminum diethoxide, ethyl methyl hydroxy aluminum ethyl Ride, trimethyl siloxyaluminum methyl chloride and the like and mixtures thereof are recommended.

이들의 알킬알미늄 화합물을 전기의 탄화수소 불용성 고체와 조합함에 따라 놀라운 촉매가 얻어지지만 특히 트리알킬알미늄, 디알킬알미늄하이드라이드가 최고의 활성이 달성되기 때문에 좋다. 트리알킬알미늄 또는 디알킬알미늄하이드라이드에 음성인기 X를 도입하면 활성은 저하하는 경향이 있지만 각기 특징이 있는 중합거동을 나타내고, 유용한 폴리머를 고활성하에서 제조하는 것이 가능하다. 예를 들면 알콕시기를 도입함에 따라 중합기 내의 스케일의 발생은 적게 되고 분자량 조절이 용이하다.Surprising catalysts are obtained by combining these alkylaluminum compounds with the above hydrocarbon insoluble solids, but especially trialkylaluminum and dialkylaluminum hydrides are good because the best activity is achieved. When negative phosphorus group X is introduced into trialkylaluminum or dialkylaluminum hydride, the activity tends to decrease, but each exhibits characteristic polymerization behavior, and it is possible to prepare useful polymers under high activity. For example, introduction of an alkoxy group reduces generation of scale in the polymerization reactor and facilitates molecular weight control.

본 발명의 촉매의 〔A〕및〔B〕성분의 반응은 중합계 내에 양촉매 성분을 첨가하고, 중합조건하에 중합의 진행과 함께 행하는 것도 가능하고, 미리 중합에 앞서 실시하여도 좋다. 또 촉매 성분의 반응비율은〔A〕성분 1g에 대하여〔B〕성분은 1-3,000mMol의 범위에서 행하는 것이 좋다.The reaction of the [A] and [B] components of the catalyst of the present invention may be carried out with the addition of a positive catalyst component into the polymerization system and carried out with the progress of polymerization under the polymerization conditions, and may be performed before the polymerization in advance. In addition, the reaction ratio of the catalyst component is preferably performed in the range of 1-3,000 mM with respect to 1 g of component [A].

중합방법으로서 통상의 현탁중합, 용액중합이 가능하고, 촉매를 중합용매 예를 들면 헥산, 헵탄과 같은 지방족 탄화수소, 벤젠, 톨루엔, 키시렌과 같은 방향족 탄화수소, 싸이크로헥산, 메틸싸이크로헥산과 같은 지환식 탄화수소와 함께 반응기에 도입하고 불활성 분위기 하에 에틸렌을 1-50kg/㎠에 압입하고 상온 내지 150℃의 온도에서 중합을 진행시킬 수 있다. 또 폴리머의 분자량을 조절하기 위하여 수소, 할로겐화 탄화수소 혹은 연쇄이동을 일으키기 쉬운 유기금속 화합물 등을 첨가하는 것도 가능하다.As a polymerization method, conventional suspension polymerization and solution polymerization are possible, and the catalyst is a polymerization solvent, for example, aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, cyclohexane, methylcyclohexane, etc. The alicyclic hydrocarbon may be introduced into the reactor, and the ethylene may be indented at 1-50 kg / cm 2 under an inert atmosphere and the polymerization may proceed at a temperature of from room temperature to 150 ° C. Moreover, in order to adjust the molecular weight of a polymer, it is also possible to add hydrogen, a halogenated hydrocarbon, or an organometallic compound which is easy to cause chain transfer.

또 본 발명의 촉매는 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1과 같은 모노올레핀의 공존하에 중합하고 또 프로필렌을 효율좋게 중합하기 위하여 사용하는 것도 가능하다.The catalyst of the present invention can also be used to polymerize in the presence of monoolefins such as propylene, butene-1 and hexene-1 and to efficiently polymerize propylene.

본 발명의 실시예를 다음에서 표시하는 바, 본 발명은 이들의 실시예에 따라 어떤 제한도 없다. 또 실시예 중의 MI, R은 상술한 바와 같은 뜻이고, 촉매효율은 고체성분 1g, 1시간. 에틸렌 압력 1kg/㎠당의 폴리머 생성량으로 표시한다.Examples of the present invention are shown below, and the present invention is not limited according to the embodiments thereof. In the examples, MI and R have the same meanings as described above, and the catalyst efficiency is 1 g of a solid component for 1 hour. The amount of polymer produced per 1 kg / cm 2 of ethylene pressure is expressed.

[실시예 1]Example 1

(1) 유기알미늄-마그네슘 착체와 실옥산의 반응(1) Reaction of organoaluminum-magnesium complex with siloxane

디-n-부틸 마그네슘 5.53g과 트리에틸알미늄 0.76g를 n-헥산 40㎖와 함께 200㎖의 후라스크에 넣고, 80℃에서 2시간 교반하에 반응시킴에 따라 조성 AlMg6(C2H5)3(n-C4H9)12에 상당하는 유기알미늄-마그네슘 착체를 합성한다. 계속하여 이 용액을 0℃로 냉각시키고, 대칭 테트라메틸디하이드로디실옥산 5.5g을 함유하는 n-헥산 용액 40㎖을 30분간 첨가하여 균일한 용매를 얻는다.5.53 g of di-n-butyl magnesium and 0.76 g of triethylaluminum were added together with 40 ml of n-hexane to a 200 ml flask, and the composition was reacted under stirring at 80 ° C. for 2 hours, whereby AlMg 6 (C 2 H 5 ) An organoaluminium-magnesium complex corresponding to 3 (nC 4 H 9 ) 12 is synthesized. Subsequently, this solution is cooled to 0 degreeC, and 40 ml of n-hexane solutions containing 5.5 g of symmetric tetramethyldihydrodisiloxane are added for 30 minutes, and a uniform solvent is obtained.

(2) 탄화수소 불용성 고체의 합성(2) Synthesis of Hydrocarbon Insoluble Solids

상기 유기알미늄-마그네슘 착체와 실옥산과의 반응물의 헥산 용액 전량과 4염화 티탄 40mMol을 함유하는 n-헥산용액 80㎖를 건조질소 치환에 의하여 수분과 산소를 제거한 용량 300㎖의 후라스크에 넣고 5℃에서 교반하에 4시간 반응시킨다. 생성한 탄화수소 불용성 고체를 단리하고, n-헥산으로 세정하여 124g의 고체를 얻는다. 고체 중의 Ti 함유량은 13.2중량%, 염소함유량은 37.5중량%이다(이후 조성은 중량%로 표시한다).80 ml of the n-hexane solution containing the total amount of the hexane solution of the organoaluminium-magnesium complex and the siloxane solution and 40mMol of titanium tetrachloride were placed in a flask having a capacity of 300 ml from which water and oxygen were removed by dry nitrogen substitution, and then 5 ° C. The reaction is carried out for 4 hours under stirring. The resulting hydrocarbon insoluble solid is isolated and washed with n-hexane to give 124 g of solid. Ti content in solid is 13.2 weight%, and chlorine content is 37.5 weight% (the composition is represented by weight% hereafter).

(3) 중합(3) polymerization

(2) 공정에서 합성한 탄화수소 불용성 반응 생성물 5mg과 트리이소부틸 알미늄 0.5mMol을 탈수 탈기한 헥산 800㎖와 함께 내부를 진공 탈기하고 질소 치환한 1.5ℓ의 오토크레브에 넣는다. 오토크레이브의 내온을 85℃로 유지하고 수소를 1.3kg/㎠, 에틸렌을 2.7kg/㎠의 압력으로 가압하고, 헥산의 증기압과 합한 전압을 4.7kg/㎠의 게이지압으로 한다.(2) 5 mg of the hydrocarbon-insoluble reaction product synthesized in the step and 800 ml of triisobutyl aluminum were degassed together with 800 ml of hexane dehydrated and placed in a nitrogen-replaced 1.5 liter autoclave. The internal temperature of the autoclave is maintained at 85 ° C., hydrogen is 1.3 kg / cm 2, ethylene is pressurized at a pressure of 2.7 kg / cm 2, and the voltage combined with the vapor pressure of hexane is 4.7 kg / cm 2.

에틸렌을 보급함에 따라 전압을 4.7kg/㎠의 게이지압으로 유지하여 1시간 중합을 행한다.As the ethylene was replenished, the voltage was maintained at a gauge pressure of 4.7 kg / cm 2 and polymerization was carried out for 1 hour.

327g의 폴리머를 얻고, 촉매효율은 24,200, MI은 6.1, R은 30이었다.Obtained 327g of polymer, the catalyst efficiency was 24,200, MI was 6.1, and R was 30.

[실시예 2]Example 2

실시예 (1)과 같이 하여 디-n-부틸 마그네슘 5.53g과 디에틸아연 0.82g으로 합성한 조성 ZnMg6(C2H5)2(n-C4H9)12에 상당하는 유기아연-마그네슘 착체와 헥사메틸디실옥산 3.3g를 반응시켜 균일한 용액을 얻었다. 이 용액과 4염화티탄 40mMol을 실시예 (1)과 같이 하여 -5℃에서 4시간 반응시켜 12.8g의 고체를 얻었다.An organic zinc-magnesium complex corresponding to composition ZnMg 6 (C 2 H 5 ) 2 (nC 4 H 9 ) 12 synthesized in the same manner as in Example (1) with 5.53 g of di-n-butyl magnesium and 0.82 g of diethyl zinc. And 3.3 g of hexamethyldisiloxane were reacted to obtain a uniform solution. This solution and titanium tetrachloride 40mMol were made to react at -5 degreeC for 4 hours like Example (1), and 12.8g of solids were obtained.

이 고체 중의 Ti 함유량은 14.2중량%, 염소 함유량은 42.6중량%이었다.Ti content in this solid was 14.2 weight%, and chlorine content was 42.6 weight%.

상기의 탄화수소 불용성 고체 5㎖과 트리헥실 알미늄 2mMol을 사용하여 실시예 (1)과 같이 하여 중합을 행하여 317g의 폴리머를 얻었다.Polymerization was carried out in the same manner as in Example (1) using 5 ml of the hydrocarbon-insoluble solid and trihexyl aluminum 2 mMol, to obtain 317 g of a polymer.

촉매효율은 23,500, MI는 4.6, R는 32이었다.Catalyst efficiency was 23,500, MI was 4.6, and R was 32.

[실시예 3-6]Example 3-6

제1표에 나타낸 출발성분, 반응조건 및 촉매성분을 사용하면 수소분압 1.0kg/㎠, 에틸렌분압 3.0kg/㎠의 중합조건을 사용한 이외는 실시예 1과 같이 하여 촉매합성, 중합반응을 행하여 표에 나타난 결과를 얻었다.When the starting components, reaction conditions and catalyst components shown in Table 1 were used, catalyst synthesis and polymerization reactions were carried out in the same manner as in Example 1 except that the polymerization conditions of hydrogen partial pressure 1.0 kg / cm 2 and ethylene partial pressure 3.0 kg / cm 2 were used. The results shown are obtained.

[제 1 표][Table 1]

Figure kpo00005
Figure kpo00005

[실시예 7-8]Example 7-8

(1) 유기마그네슘 착체와 실옥산의 반응의 반응(1) Reaction of Reaction of Organomagnesium Complex with Siloxane

실시예 (1)과 같이 하여 조성 AlMg6(C2H5)2(n-C4H9)12의 유기알미늄-마그네슘 착체 31.5g을 함유하는 헥산용액 200㎖을 합성한다. 계속하여 이 용액을 30℃로 유지하고 환상 메틸 하이드로테트라실옥산 12g을 함유하는 헥산 용액 200㎖을 가하고 80℃에서 5시간 반응시켜 균일한 용액을 얻었다.In the same manner as in Example (1), 200 ml of a hexane solution containing 31.5 g of an organoaluminum-magnesium complex having a composition AlMg 6 (C 2 H 5 ) 2 (nC 4 H 9 ) 12 was synthesized. Subsequently, this solution was kept at 30 degreeC, 200 ml of hexane solutions containing 12 g of cyclic methyl hydrotetrasiloxane were added, and it reacted at 80 degreeC for 5 hours, and the uniform solution was obtained.

(2) 탄화수소 불용성 고체의 합성(2) Synthesis of Hydrocarbon Insoluble Solids

상기의 유기마그네슘-실옥산 반응물을 사용하여 제2표에 나타낸 합성조건으로 실시예 (1)과 같이 하여 탄화수소 불용성 고체를 얻었다.Using the organomagnesium-siloxane reactant, a hydrocarbon-insoluble solid was obtained in the same manner as in Example (1) under the synthesis conditions shown in the second table.

(3) 중합(3) polymerization

(2)에서 합성한 탄화수소 불용성 고체 5mg과 제2표에 나타낸 유기알미늄 성분을 사용한 이외에는 실시예 (1)과 같이 하여 중합을 행하고 표에 나타낸 결과를 얻었다.Polymerization was carried out in the same manner as in Example (1), except that 5 mg of the hydrocarbon-insoluble solid synthesized in (2) and the organoaluminum component shown in Table 2 were used, and the results shown in the table were obtained.

[제 2 표][Table 2]

Figure kpo00006
Figure kpo00006

Claims (1)

〔A〕(1) 일반식 MαMgβR1mαR2 2β〔식 중 M는 Al 또는 Zn 원자이며, m와 M의 원자기를 표시하고, R1및 R2는 동일 또는 상이하여도 좋고, 각각 수소 또는 탄소원자수 1-16의 탄화수소기를 표시하고, α와 β는 0보다 큰 수이며, β/α는 0.5-10이다〕로 표시되는 유기마그네슘을 함유하는 탄화수소가용성 착체와,[A] (1) General Formula MαMgβR 1 mαR 2 2 β [wherein M is an Al or Zn atom, represents an atom group of m and M, and R 1 and R 2 may be the same or different and are each hydrogen Or a hydrocarbon-soluble complex containing an organomagnesium represented by a hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, α and β are numbers greater than 0, and β / α are 0.5-10; (2) 일반식
Figure kpo00007
〔식 중 R3, R4는 수소 또는 탄소원자수 1-10의 탄화수소기를 표시한다〕인 구성 단위를 가지는 쇄상 또는 환상의 실옥산 화합물과의 반응물을,
(2) general formula
Figure kpo00007
A reactant with a chain or cyclic siloxane compound having a structural unit in which R 3 and R 4 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1-10 carbon atoms,
(3) 적어도 1개의 할로겐 원자를 함유하는 티탄 또는 바나듐 화합물과 반응시켜 생성하는 탄화수소 불용성 반응생성물과,(3) a hydrocarbon insoluble reaction product produced by reacting with a titanium or vanadium compound containing at least one halogen atom, 〔B〕일반식 AIR5 nX3-n〔식 중, R5는 탄소원자수 1-20의 탄화수소기, X는 수소, 할로겐, 알콕시, 아릴옥시 또는 실옥시기로부터 선택된 기이며, n는 1-3의 수이다〕로 표시되는 유기알미늄 화합물을 반응시킴에 따라 얻어진 촉매를 사용하여 에틸렌 또는 에틸렌과 다른 올레핀과를 중합시킴을 특징으로 하는 에틸렌의 중합방법.[B] General formula AIR 5 n X 3-n [ wherein R 5 is a hydrocarbon group of 1-20 carbon atoms, X is a group selected from hydrogen, halogen, alkoxy, aryloxy or siloxy group, n is 1- Ethylene or other olefins using a catalyst obtained by reacting the organoaluminum compound represented by the above formula.
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