WO2010079701A1 - オレフィン類重合用固体触媒成分、製造方法および触媒並びにオレフィン類重合体の製造方法 - Google Patents

オレフィン類重合用固体触媒成分、製造方法および触媒並びにオレフィン類重合体の製造方法 Download PDF

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titanium
solid
compound
solid catalyst
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河野浩之
藤田孝
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東邦チタニウム株式会社
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    • C08F210/04Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F210/06Propene

Definitions

  • the present invention relates to a solid catalyst component for olefin polymerization that can maintain a high degree of stereoregularity and yield of a polymer and obtain a polymer with a small amount of fine powder, a method and a catalyst for the production thereof, and an olefin polymer. It relates to the manufacturing method.
  • solid catalysts comprising a transition metal catalyst component such as titanium and a typical metal catalyst component such as aluminum are widely known.
  • the catalyst for olefin polymerization is greatly increased in polymerization activity due to the appearance of a supported catalyst using a magnesium compound as a carrier, and further added with an electron donor such as an ester compound, thereby having 3 carbon atoms.
  • a polymer having high stereoregularity can be produced from the above ⁇ -olefin.
  • the above-mentioned supported catalyst has a high activity capable of omitting the so-called deashing step for removing catalyst residues such as chlorine and titanium remaining in the produced polymer, and also has a high degree of stereoregularity.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 6-157659 discloses an aromatic hydrocarbon as a means for solving the problems of fluidity and particle size distribution of the produced polymer and the preparation process while simplifying the preparation process.
  • Solid catalyst component obtained by adding a suspension of spherical dialkoxymagnesium, aromatic hydrocarbon and phthalic acid diester to a mixed solution of titanium tetrachloride and titanium tetrachloride, allowing them to react, reacting with titanium tetrachloride, and then washing
  • An olefin polymerization catalyst comprising:
  • the suspension of spherical dialkoxymagnesium, aromatic hydrocarbons, and phthalic acid diesters is a mixed solution of aromatic hydrocarbons and titanium tetrachloride.
  • the object of the present invention is to polymerize olefins which can maintain a high degree of polymer stereoregularity and yield when subjected to olefin polymerization, and can obtain a polymer having a small particle size and a sharp particle size distribution.
  • Another object of the present invention is to provide a solid catalyst component, a production method and a catalyst thereof, and a production method of an olefin polymer.
  • the present inventors have conducted a step of bringing a solution containing the solid component and the component (d) into contact with each other under a specific condition as a post-process when preparing the solid catalyst component. If the component (d) remains on the surface and inside of the solid catalyst component, and the olefins are polymerized in the presence of the catalyst prepared by leaving the component (d), the stereoregularity and yield of the polymer. The present inventors have found that a polymer having a sharp particle size distribution with few fine powders can be obtained, and the present invention has been completed.
  • the present invention is a solid catalyst component for olefin polymerization comprising a solid component obtained by bringing a magnesium compound (a), a titanium halogen compound (b) and an electron donating compound (c) into contact with each other.
  • the component was washed with 10 ml of heptane per gram of the solid catalyst component at 40 ° C. for 5 minutes, and this was repeated 7 times, and when the washing was performed 8 times, the content of titanium in the solid catalyst component was 0.2.
  • the present invention provides a solid catalyst component for olefin polymerization, characterized in that a titanium compound of not less than 2.5% by weight is washed away.
  • the present invention also provides a solid component (A1) obtained by contacting a magnesium compound (a), a titanium halogen compound (b) and an electron donating compound (c), and titanium contained in the solid component (A1).
  • the method for producing a solid catalyst component for polymerizing olefins is characterized in that it is contacted so as to remain, and then dried to form a powder.
  • the present invention also provides (A) the solid catalyst component for olefin polymerization, (B) The following general formula (1); R 1 p AlQ 3-p (1) (Wherein R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, Q represents a hydrogen atom or a halogen atom, and p is an integer of 0 ⁇ p ⁇ 3) and ( C) An olefin polymerization catalyst characterized by being formed from an external electron donating compound.
  • the present invention also provides a method for producing an olefin polymer, characterized in that olefins are polymerized in the presence of the olefin polymerization catalyst.
  • FIG. 1 is a flow chart showing the steps for preparing the catalyst component and the polymerization catalyst of the present invention.
  • the magnesium compound (a) used for the preparation of the solid catalyst component (A) (hereinafter sometimes referred to as “component (A)”).
  • component (a) examples thereof include magnesium dihalogenide, dialkylmagnesium, halogenated alkylmagnesium, dialkoxymagnesium, diaryloxymagnesium, halogenated alkoxymagnesium, and fatty acid magnesium.
  • magnesium dihalide a mixture of magnesium dihalide and dialkoxymagnesium
  • dialkoxymagnesium is preferable
  • dialkoxymagnesium is particularly preferable, specifically, dimethoxymagnesium, diethoxymagnesium, dipropoxymagnesium
  • Examples include butoxymagnesium, ethoxymethoxymagnesium, ethoxypropoxymagnesium, and butoxyethoxymagnesium.
  • Diethoxymagnesium is particularly preferable.
  • These dialkoxymagnesium may be obtained by reacting metal magnesium with alcohol in the presence of a halogen-containing organic metal or the like. The above dialkoxymagnesium can be used alone or in combination of two or more.
  • dialkoxymagnesium that is preferably used is in the form of granules or powder, and the shape thereof may be indefinite or spherical.
  • spherical dialkoxymagnesium when spherical dialkoxymagnesium is used, a polymer powder having a better particle shape and a narrow particle size distribution is obtained, and the handling operability of the produced polymer powder during the polymerization operation is improved. Problems such as filter clogging in the polymer separation apparatus due to the fine powder contained are solved.
  • the above spherical dialkoxymagnesium does not necessarily have a true spherical shape, and an elliptical shape or a potato shape can also be used.
  • the shape of the particles is such that the ratio (L / W) of the major axis diameter L to the minor axis diameter W is 3 or less, preferably 1 to 2, more preferably 1 to 1.5.
  • the dialkoxymagnesium having an average particle diameter of 1 to 200 ⁇ m can be used. Preferably, it is 5 to 150 ⁇ m.
  • the average particle size is 1 to 100 ⁇ m, preferably 5 to 80 ⁇ m, and more preferably 10 to 60 ⁇ m.
  • the particle size it is preferable to use a thing with few fine powder and coarse powder and a narrow particle size distribution.
  • the particle size of 5 ⁇ m or less is 20% or less, preferably 10% or less.
  • the particle size of 100 ⁇ m or more is 10% or less, preferably 5% or less.
  • D90 / D10 when the particle size distribution is represented by D90 / D10 (where D90 is the integrated particle size at 90%, D10 is the integrated particle size at 10%), it is 3 or less, preferably 2 or less.
  • JP-A-58-4132, JP-A-62-51633, JP-A-3-74341, JP-A-4-368391, JP-A-4-36891 can be used for producing spherical dialkoxymagnesium as described above. It is illustrated in the 8-73388 gazette etc.
  • the titanium halogen compound (b) used for the preparation of the component (A) (hereinafter sometimes simply referred to as “component (b)”) has the general formula Ti (OR 2 ) n X 4-n (Wherein R 2 Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X represents a halogen atom, and n is an integer of 0 ⁇ n ⁇ 4. 1) or a compound selected from the group consisting of tetravalent titanium halides and alkoxy titanium halides.
  • titanium tetrachloride such as titanium tetrachloride, titanium tetrabromide and titanium tetraiodide is exemplified as the titanium halide, and methoxy titanium trichloride, ethoxy titanium trichloride, propoxy titanium trichloride, n- Butoxy titanium trichloride, dimethoxy titanium dichloride, diethoxy titanium dichloride, dipropoxy titanium dichloride, di-n-butoxy titanium dichloride, trimethoxy titanium chloride, triethoxy titanium chloride, tripropoxy titanium chloride, tri-n-butoxy titanium chloride, etc. Is exemplified.
  • the electron donating compound (c) used for the preparation of the component (A) is an organic compound containing an oxygen atom or a nitrogen atom, such as alcohols, Phenols, ethers, esters, ketones, acid halides, aldehydes, amines, amides, nitriles, isocyanates, organosilicon compounds containing Si—O—C bonds or Si—N—C bonds, etc. Is mentioned.
  • alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol and 2-ethylhexanol, phenols such as phenol and cresol, methyl ether, ethyl ether, propyl ether, butyl ether, amyle ether, diphenyl ether, 9, Ethers such as 9-bis (methoxymethyl) fluorene, 2-iso-propyl-2-iso-pentyl-1,3-dimethoxypropane, 4-ethyl-heptane-3,5-diol dibenzoate, methyl formate, acetic acid Ethyl, vinyl acetate, propyl acetate, octyl acetate, cyclohexyl acetate, ethyl propionate, ethyl butyrate, ethyl 3-benzoyloxybutyrate, isobutyl 3-benzoyloxybutyrate, ethyl 3-benz
  • esters, particularly aromatic dicarboxylic acid diesters are preferably used, and phthalic acid diesters and phthalic acid diester derivatives are particularly preferable.
  • Specific examples of these phthalic acid diesters include dimethyl phthalate, diethyl phthalate, di-n-propyl phthalate, di-iso-propyl phthalate, di-n-butyl phthalate, and di-iso-butyl phthalate.
  • Ethyl methyl phthalate methyl phthalate-iso-propyl, ethyl phthalate (n-propyl), ethyl phthalate (n-butyl), ethyl phthalate-iso-butyl, di-n-pentyl phthalate, phthalic acid Examples include di-iso-pentyl, dineopentyl phthalate, dihexyl phthalate, di-n-heptyl phthalate, di-n-octyl phthalate, bis (2-ethylhexyl) phthalate, and di-iso-decyl phthalate. These phthalic acid diesters are used alone or in combination of two or more.
  • one or two hydrogen atoms of the benzene ring to which the two ester groups of the above phthalic acid diester are bonded are alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, chlorine atoms, bromine atoms and fluorine atoms. Examples thereof include those substituted with a halogen atom such as an atom.
  • the solid catalyst component prepared by using the phthalic acid diester derivative as an electron donating compound can improve the hydrogen response more, and can improve the melt flow rate of the polymer even when the amount of hydrogen added during polymerization is the same or small. Can do.
  • a method of preparing a solid component by contacting the components (a), (b) and (c) in the presence of an inert organic solvent is a preferred embodiment.
  • an inert organic solvent dissolves the above-mentioned titanium halide compound and does not dissolve dialkoxymagnesium.
  • it is a saturated hydrocarbon compound such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane, benzene, toluene.
  • Aromatic hydrocarbon compounds such as xylene and ethylbenzene, halogenated hydrocarbon compounds such as methylene chloride and 1,2-dichlorobenzene, ethers such as diethyl ether, and the like.
  • aromatic hydrocarbon compounds having a boiling point of 50 to 150 ° C. at room temperature such as toluene and xylene and saturated hydrocarbon compounds having a boiling point of liquid of 50 to 150 ° C. at room temperature such as hexane, heptane, and cyclohexane are preferably used. It is done. Moreover, these may be used independently or may be used in mixture of 2 or more types.
  • a suspension is formed from the component (a), the component (c), and an aromatic hydrocarbon compound having a boiling point of 50 to 150 ° C.
  • the preparation method by making the mixed solution formed from the component (b) and an aromatic hydrocarbon compound contact this suspension, and making it react after that can be mentioned.
  • polysiloxane in addition to the above components, it is preferable to use polysiloxane. By using polysiloxane, the stereoregularity or crystallinity of the produced polymer can be improved. Fine powder can be reduced.
  • Polysiloxane is a polymer having a siloxane bond (—Si—O bond) in the main chain, but is also collectively referred to as silicone oil, and has a viscosity at 25 ° C. of 0.02 to 100 cm 2 / s (2 to 1000 centistokes). It is a liquid or viscous chain, partially hydrogenated, cyclic or modified polysiloxane at room temperature.
  • chain polysiloxane dimethylpolysiloxane and methylphenylpolysiloxane are used.
  • As the partially hydrogenated polysiloxane methylhydrogen polysiloxane having a hydrogenation rate of 10 to 80% is used.
  • cyclic polysiloxane hexamethylcyclotrimethyl is used.
  • Siloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentanesiloxane, 2,4,6-trimethylcyclotrisiloxane, 2,4,6,8-tetramethylcyclotetrasiloxane, and modified polysiloxanes include higher fatty acid groups. Examples thereof include substituted dimethylsiloxane, epoxy group-substituted dimethylsiloxane, and polyoxyalkylene group-substituted dimethylsiloxane.
  • decamethylcyclopentasiloxane and dimethylpolysiloxane are preferable, and decamethylcyclopentasiloxane is particularly preferable.
  • the above components (a), (b) and (c) and, if necessary, an aromatic hydrocarbon compound or polysiloxane are brought into contact with each other to form a solid component.
  • the method is described. Specifically, the magnesium compound (a) is suspended in a titanium halogen compound (b) or an aromatic hydrocarbon compound, and an electron donating compound (c) such as phthalic acid diester, and further a tetravalent if necessary.
  • the method of obtaining a solid component by contacting a titanium halogen compound (b) is mentioned.
  • a solid component having a spherical shape and a sharp particle size distribution can be obtained.
  • the same component (A) can be obtained, and without using a spherical magnesium compound.
  • a solid component having a spherical shape and a sharp particle size distribution can be obtained by forming particles by spraying and drying a solution or suspension using a spraying device, that is, a so-called spray drying method. The contact of each component is performed with stirring in a container equipped with a stirrer in an inert gas atmosphere and in a state where moisture and the like are removed.
  • the contact temperature is the temperature at the time of contact of each component at the time of contact of each component, and may be the same temperature as the reaction temperature or a different temperature.
  • the contact temperature may be a relatively low temperature range around room temperature when the mixture is simply brought into contact with stirring and mixed, or is dispersed or suspended for modification, but the product is allowed to react after contact. In the case of obtaining, a temperature range of 40 to 130 ° C. is preferable. If the temperature during the reaction is less than 40 ° C, the reaction does not proceed sufficiently, resulting in insufficient performance of the prepared solid catalyst component, and if it exceeds 130 ° C, evaporation of the solvent used becomes remarkable. Therefore, it becomes difficult to control the reaction.
  • the reaction time is 1 minute or longer, preferably 10 minutes or longer, more preferably 30 minutes or longer.
  • the solid catalyst component (A) of the present invention is 0.1 to 15 times, preferably 0.3 to 5 times, particularly preferably a molar ratio in terms of titanium atom of the titanium compound contained in the solid component. Is an inert organic solvent containing 0.5 to 1.5 times as much titanium compound (d) (hereinafter sometimes simply referred to as “component (d)”). It is obtained by contacting the components so that they remain, followed by drying.
  • the contact process of a solid component and a component (d) is also only called “the post-contact process of a component (d)."
  • the titanium compound of component (d) one or more compounds selected from the same titanium halogen compound and alkoxy titanium halide group as those of component (b) can be used, and the resulting solid catalyst component (A) From the viewpoint of improving the polymerization activity, tetravalent titanium halogen compounds are preferable, and titanium tetrachloride is particularly preferable.
  • Inert organic solvents include hexane, heptane, octane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, 1,2-diethylcyclohexane, methylcyclohexene, decalin and other saturated hydrocarbon compounds, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and other aromatics.
  • Halogenated hydrocarbon compounds such as hydrocarbon compounds, orthodichlorobenzene, methylene chloride, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc., of which saturated or aromatic liquids at room temperature with a boiling point of about 50 to 150 ° C.
  • Hydrocarbon compounds specifically heptane, ethylcyclohexane, toluene, xylene and ethylbenzene are preferably used. Moreover, these may be used independently or may be used in mixture of 2 or more types.
  • the inert organic solvent (Y) containing the titanium compound (d) 0.1 to 15 times the molar ratio in terms of titanium atom of the titanium compound contained therein is 40 to 110 ° C., preferably 85 to 105 ° C.
  • the first step of mixing and stirring at 85 to 100 ° C. for 2 to 10 minutes and removing the supernatant liquid after standing to obtain a solid component (A2) (hereinafter referred to as “component (d) post-contact step”)
  • component (d) post-contact step) For example.
  • a method comprising a second step of mixing and stirring (Y) at 40 to 110 ° C. for 2 to 10 minutes, allowing to stand and removing the supernatant liquid to obtain a solid component (A3) is preferable.
  • the mixing and stirring contact between the solid component and the inert organic solvent (Y) containing the component (d) is preferably performed 2 to 8 times, preferably 3 to 6 times, on the surface of the solid component or the solid component. It is preferable in that the component (d) can remain in a specific amount.
  • the solid catalyst component (A) may be obtained by drying and powdering. After the contact treatment of the solid component and the inert organic solvent containing the component (d), the component (d) is present in the solvent and on the surface of the solid component or in the solid component. Dry in the presence.
  • the used inert organic solvent may be removed and dried to form a powder, and examples thereof include vacuum drying, heat drying, and heat vacuum drying.
  • the solid catalyst component obtained is incorporated with a specific amount of a component (d) that is somewhat free from the catalytically active component, and is separated from the catalytically active component.
  • a polymer with less fine powder can be obtained.
  • the solid catalyst component (A) of the present invention was washed with 10 ml of heptane per gram of the solid catalyst component at 40 ° C. for 5 minutes, and this was repeated 7 times.
  • a titanium compound having a titanium content of 0.2 wt% or more and 2.5 wt% or less is washed away.
  • the titanium compound to be washed away is the component (d).
  • the amount of titanium washed away is a value obtained by subtracting the titanium content of the solid catalyst component (A) after washing from the titanium content of the solid catalyst component (A) before washing.
  • the component (d) can be almost completely washed away by conducting the first washing and the convenience of seven repeated washings and eight washings.
  • the above-described washing method for measuring the component (d) remaining in the solid catalyst component (A) is applied to a 500 ml round bottom flask equipped with a stirrer and sufficiently substituted with nitrogen gas. Then, 10 g of the solid catalyst component (A) is charged, and then 100 ml of 40 ° C.
  • the stirrer has a stirring blade attached to the stirring shaft provided at the center of the round bottom flask.
  • the stirring blade has a half-moon shape with a width of 60 mm, a height of 19 mm, and a thickness of 4 mm.
  • the stirring condition is 200 revolutions per minute. It is. That is, the stirring blade has a downwardly convex half-moon shape, and the tip of the stirring shaft is fixed at the center of the half-moon shape, and is symmetrical with respect to the stirring shaft.
  • the magnesium compound (a) is suspended in an aromatic hydrocarbon compound having a boiling point of 50 to 150 ° C., and then the titanium halogen compound is suspended in this suspension. After contacting (b), a reaction treatment is performed. At this time, before or after the titanium halide compound (b) is brought into contact with the suspension, one or more electron donating compounds (c) such as phthalic acid diester are added at ⁇ 20 to 130 ° C. Contact, and if necessary, contact with polysiloxane to perform a reaction treatment to obtain a solid component.
  • component (A) is 0.5 per mol of the magnesium compound (a).
  • the aromatic hydrocarbon compound is 0.001 to 500 mol, preferably 0.001 to 70 mol, more preferably 0.005 to 50 mol, and the polysiloxane is 0.00.
  • the amount is from 01 to 100 g, preferably from 0.05 to 80 g, more preferably from 1 to 50 g.
  • the content of titanium, magnesium, halogen atom and electron donating compound in the component (A) in the present invention is not particularly defined, but preferably titanium is 1.0 to 10% by weight, preferably 2.0 to 10%.
  • % By weight, more preferably 3.0 to 10% by weight, 10 to 70% by weight of magnesium, more preferably 10 to 50% by weight, particularly preferably 15 to 40% by weight, still more preferably 15 to 25% by weight, halogen 20 to 90% by weight of atoms, more preferably 30 to 85% by weight, particularly preferably 40 to 80% by weight, still more preferably 45 to 80% by weight, and the total amount of electron donating compounds is 0.5 to 30% by weight, More preferred is a total of 1 to 25% by weight, and particularly preferred is a total of 2 to 20% by weight.
  • the organoaluminum compound (B) (hereinafter sometimes referred to as “component (B)”) used in forming the olefin polymerization catalyst of the present invention is a compound represented by the above general formula (1).
  • R1 is preferably an ethyl group or an isobutyl group.
  • Y is preferably a hydrogen atom, a chlorine atom or a bromine atom, and n is preferably 2 or 3, particularly preferably 3.
  • organoaluminum compounds include triethylaluminum, diethylaluminum chloride, triisobutylaluminum, diethylaluminum bromide, and diethylaluminum hydride, and one or more can be used. Triethylaluminum and triisobutylaluminum are preferable.
  • an external electron donating compound (C) hereinafter sometimes referred to as “component (C)” is used in addition to the solid catalyst component (A) and component (B).
  • the external electron donating compound (C) (hereinafter sometimes referred to as “component (C)”) used in forming the olefin polymerization catalyst of the present invention is used for the preparation of the solid catalyst component described above.
  • the same electron donating compound (c) that can be used is used, and among them, ethers, esters, and organosilicon compounds are preferable.
  • ethers 1,3 diether is preferable, and 9,9-bis (methoxymethyl) fluorene and 2-iso-propyl-2-iso-pentyl-1,3-dimethoxypropane are particularly preferable.
  • esters methyl benzoate and ethyl benzoate are preferred.
  • R 6 Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group, a phenyl group, a vinyl group, an allyl group or an aralkyl group, may contain a hetero atom, and may be the same or different, and R 4 And R 5 May combine to form a ring. ).
  • R 3 Is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, particularly a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or having 5 to 8 carbon atoms.
  • a cycloalkyl group is preferred.
  • R 4 Or R 5 Is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, particularly a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or having 5 to 8 carbon atoms. A cycloalkyl group is preferred.
  • R 4 And R 5 Combine to form a ring (NR 4 R 5 ) Is preferably a perhydroquinolino group or a perhydroisoquinolino group.
  • R 6 Is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • examples of the organosilicon compound in which r is 0 include phenylalkoxysilanes such as phenyltrimethoxysilane, alkylalkoxysilanes such as t-butylmethyldimethoxysilane and t-butylethyldimethoxysilane, and phenylmethyldimethoxysilane.
  • Cycloalkylalkoxysilanes such as phenylalkylalkoxysilane, dicyclohexyldimethoxysilane, dicyclopentyldimethoxysilane, dicyclopentyldiethoxysilane, cyclohexylcyclopentyldimethoxysilane, and the like, and cycloalkylalkylalkoxysilanes such as cyclohexylmethyldimethoxysilane, etc.
  • examples of the organosilicon compound having r of 1 to 4 include isopropylaminotrimethoxysilane and t-butylaminotrimethoate.
  • the organosilicon compound (C) can be used alone or in combination of two or more. These external electron donating compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • the method for producing an olefin polymer of the present invention performs homopolymerization, random copolymerization or block copolymerization of olefins in the presence of the olefin polymerization catalyst of the present invention.
  • olefins include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, and vinylcyclohexane. These olefins can be used alone or in combination of two or more.
  • ethylene, propylene, and 1-butene are preferably used, and propylene is particularly preferable.
  • copolymerization with other olefins can be performed.
  • the olefin to be copolymerized include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, vinylcyclohexane, and the like, and these olefins can be used alone or in combination of two or more.
  • ethylene and 1-butene are preferably used.
  • Copolymerization of propylene and other olefins includes random copolymerization in one stage using propylene and a small amount of ethylene as a comonomer, and homopolymerization of propylene in the first stage (first polymerization tank).
  • first polymerization tank The so-called propylene-ethylene block copolymerization in which propylene and ethylene are copolymerized in a stage (second polymerization tank) or more stages (multistage polymerization tank) is typical.
  • the catalyst of the present invention comprising the component (A), the component (B) and the component (C) is effective and has catalytic activity, stereoregularity and / or hydrogen.
  • alcohols can be added to the polymerization system in order to prevent gel formation in the final product, especially when shifting from homopolymerization of propylene to block copolymerization.
  • specific examples of alcohols include ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like, and the amount used is 0.01 to 10 mol, preferably 0.1 to 2 mol, per 1 mol of component (B).
  • the use amount ratio of each component is arbitrary as long as it does not affect the effect of the present invention, and is not particularly limited.
  • the component (B) is used per 1 mole of the titanium atom in the component (A).
  • Component (C) is used in an amount of 0.002 to 10 mol, preferably 0.01 to 2 mol, particularly preferably 0.1 to 0.5 mol, per mol of component (B).
  • the order of contacting the components is arbitrary, but the organoaluminum compound (B) is first charged into the polymerization system, then the component (C) is charged, and then the solid catalyst component (A) is contacted. desirable.
  • the polymerization method in the present invention can be carried out in the presence or absence of an organic solvent, and olefin monomers such as propylene can be used for polymerization in any state of gas and liquid.
  • the polymerization temperature is 200 ° C.
  • the polymerization reaction may be performed in one stage, or may be performed in two or more stages.
  • main polymerization in polymerizing olefins using the catalyst formed from component (A) and component (B) or component (C) in the present invention (also referred to as “main polymerization”), catalytic activity, stereoregularity and In order to further improve the particle properties and the like to be generated, it is desirable to perform preliminary polymerization prior to the main polymerization.
  • component (A) and component (B), or component (C) are contacted in the presence of olefins, and 0.1 to 100 g of polyolefin per 1 g of component (A) is preliminarily polymerized, Further, component (B) and / or component (C) are contacted to form a catalyst.
  • the order of contacting the components and the monomers is arbitrary, but preferably, the component (B) is first placed in a prepolymerization system set to an inert gas atmosphere or a gas atmosphere for carrying out polymerization such as propylene. Then, after contacting component (A), an olefin such as propylene and / or one or more other olefins are contacted.
  • the prepolymerization temperature is arbitrary and is not particularly limited, but is preferably in the range of ⁇ 10 ° C. to 70 ° C., more preferably in the range of 0 ° C. to 50 ° C.
  • Example 1 Preparation of solid components> A 500 ml round bottom flask equipped with a stirrer and sufficiently substituted with nitrogen gas was charged with 20 g of diethoxymagnesium and 100 ml of toluene to form a suspended state. The suspension was then added to a suspension of 40 ml toluene and 60 ml titanium tetrachloride, pre-charged in a 500 ml round bottom flask equipped with a stirrer and fully substituted with nitrogen gas. And then the suspension was reacted at 6 ° C. for 1 hour.
  • Titanium content (% by weight) in solid sample ⁇ X (g) / Y (g) ⁇ ⁇ 100 ⁇ Preparation of solid catalyst component (A)>
  • the solid component (A1) 20 g obtained above and heptane 80 ml were charged into a 500 ml round bottom flask equipped with a stirrer and sufficiently substituted with nitrogen gas, and a suspension was obtained by stirring. .
  • the same operation as in the second contact was repeated, and the contact between the solid component and titanium tetrachloride was performed 5 times. Then, it filtered and dried and obtained the powdery solid catalyst component (A).
  • the titanium content in the solid catalyst component was measured and found to be 3.9% by weight. That is, in the “post-contact step of component (d)”, the solid catalyst component (A) has a titanium amount of 0.6 wt% (3.9 wt% to 3.3 wt%) of a titanium compound (titanium tetra Chloride) has increased. And the confirmation test that the following washing
  • the molar amount of titanium tetrachloride used in heptane was 1.3 times as a molar ratio in terms of titanium atom of the titanium compound contained in the solid component.
  • the solid catalyst component (A) 10 g was charged into a 500 ml round bottom flask equipped with a stirrer and sufficiently substituted with nitrogen gas, and then 100 ml of 40 ° C. heptane was added, and 40 ° C. for 5 minutes. Stir at 200 rpm. After the stirring was stopped, filtration was performed to obtain a washed solid catalyst component (A). This was taken as one time, and batch washing was repeated 8 times.
  • the stirrer had a stirring blade attached to a stirring shaft provided at the center of the round bottom flask.
  • the stirring blade had a half-moon shape with a width of 60 mm, a height of 19 mm, and a thickness of 4 mm, and a fluororesin stirring blade “F-4022-3” (made by Freon Industries Co., Ltd.) was used.
  • F-4022-3 a fluororesin stirring blade “F-4022-3” (made by Freon Industries Co., Ltd.) was used.
  • the amount of titanium in the solid catalyst component (A) after washing eight times was 3.3% by weight, and the washed-out titanium compound (titanium tetrachloride) was 0.6% by weight as the amount of titanium. It was confirmed that the method was reasonable.
  • the polymerization activity per solid catalyst component used here was calculated by the following equation.
  • Polymerization activity produced polymer (g) / solid catalyst component (g) Further, the ratio (HI) of boiling n-heptane insoluble matter in the produced polymer is the ratio (% by weight) of the polymer insoluble in n-heptane when this produced polymer is extracted with boiling n-heptane for 6 hours. ). Further, the melt flow rate value (MFR) of the produced polymer was measured according to ASTM D 1238. In addition, the amount of fine powder of 44 ⁇ m or less or 75 ⁇ m or less of the produced solid polymer is obtained by flowing ethanol through the produced polymer placed on a 330 mesh or 200 mesh sieve, and centrifuging the ethanol suspension containing the fine particles that have passed through the sieve.
  • MFR melt flow rate value
  • the solid content (fine particles) was recovered by separation and further measured by a method of drying under reduced pressure and measuring the weight. Next, the amount of coarse powder of 1700 ⁇ m or more of the produced solid polymer was measured by collecting the produced polymer on a 10 mesh sieve. The average particle size and particle size distribution of the produced solid polymer were measured by measuring the particle size distribution according to JIS K0069, and then determining the particle size corresponding to the accumulated weight of 10%, 50%, and 90%.
  • Example 2 The solid catalyst component (A) was prepared, the polymerization catalyst was formed and polymerized under the same conditions as in Example 1 except that the same mole of diisobutyl phthalate was used instead of di-n-butyl phthalate. The results obtained are shown in Table 1.
  • the amount of titanium in the solid component was 3.3% by weight, the content of titanium in the solid catalyst component (A) was 3.9% by weight, and the increased titanium tetrachloride was 0.6% as the amount of titanium. %Met.
  • the molar ratio of titanium tetrachloride used in heptane was 1.3 times as a molar ratio in terms of titanium atom of the titanium compound contained in the solid component.
  • Example 3 Preparation of solid components> Anhydrous magnesium chloride (20 g), decane (100 ml) and 2-ethylhexyl alcohol (80 g) were heated at 135 ° C. for 4 hours to obtain a homogeneous solution.
  • the solid part was washed with decane to obtain a solid component.
  • the titanium content in the solid component was measured and found to be 3.0% by weight.
  • ⁇ Preparation of solid catalyst component (A)> The solid catalyst component (A) was prepared, the polymerization catalyst was formed and polymerized under the same conditions as in Example 1 except that the solid component obtained above was used. The obtained results are shown in Table 1.
  • the titanium content in the solid catalyst component (A) was measured and found to be 3.4% by weight. That is, in the “component (d) post-contact step”, the solid catalyst component (A) increased by 0.4 wt% (3.4 wt% -3.0 wt%) as the amount of titanium. .
  • Example 4 In the preparation of the solid catalyst component (A), the same as in Example 1 except that the solid component was prepared using a heptane solution containing 20 ml of titanium tetrachloride instead of a heptane solution containing 2 ml of titanium tetrachloride.
  • the polymerization catalyst was formed and polymerized under the conditions. The results obtained are shown in Table 1.
  • the titanium content in the solid component was 3.3% by weight.
  • the titanium content in the solid catalyst component (A) was 5.5% by weight, and the increased titanium tetrachloride was 2.2% by weight as titanium.
  • the molar amount of titanium tetrachloride used in heptane was 13.2 times as a molar ratio in terms of titanium atom of the titanium compound contained in the solid component.
  • Example 5 Example 1 except that in preparing the solid catalyst component (A), the solid component was prepared using a heptane solution containing 0.2 ml of titanium tetrachloride instead of a heptane solution containing 2 ml of titanium tetrachloride.
  • the polymerization catalyst was formed and polymerized under the same conditions as in Example 1. The results obtained are shown in Table 1.
  • the titanium content in the solid component was 3.3% by weight.
  • the titanium content in the solid catalyst component (A) was 3.7% by weight, and the increased titanium tetrachloride was 0.4% by weight as the amount of titanium.
  • the molar amount of titanium tetrachloride used in heptane was 0.1 times in terms of a molar ratio in terms of titanium atom of the titanium compound contained in the solid component.
  • Comparative Example 1 ⁇ Preparation of solid catalyst component> A 500 ml round bottom flask equipped with a stirrer and sufficiently substituted with nitrogen gas was charged with 20 g of diethoxymagnesium and 100 ml of toluene to form a suspended state. The suspension was then added to a suspension of 40 ml toluene and 60 ml titanium tetrachloride, pre-charged in a 500 ml round bottom flask equipped with a stirrer and fully substituted with nitrogen gas. And then the suspension was reacted at 6 ° C. for 1 hour.
  • Example 1 except that in the preparation of the solid catalyst component (A), the solid component was prepared using a heptane solution containing 0.1 ml of titanium tetrachloride instead of a heptane solution containing 2 ml of titanium tetrachloride.
  • the polymerization catalyst was formed and polymerized under the same conditions as in Example 1. The results obtained are shown in Table 2.
  • the titanium content in the solid component was 3.3% by weight.
  • the titanium content in the solid catalyst component (A) was 3.4% by weight, and the increased titanium tetrachloride was 0.1% by weight as the amount of titanium.
  • the molar amount of titanium tetrachloride used in heptane was 0.05 times as a molar ratio in terms of titanium atom of the titanium compound contained in the solid component.
  • Comparative Example 3 In the preparation of the solid catalyst component (A), the same as Example 1 except that the solid component was prepared using a heptane solution containing 26 ml of titanium tetrachloride instead of a heptane solution containing 2 ml of titanium tetrachloride. The polymerization catalyst was formed and polymerized under the conditions. The results obtained are shown in Table 2. The titanium content in the solid component was 3.3% by weight.
  • Example 6 Preparation of solid component, preparation of solid catalyst component (A), polymerization under the same conditions as in Example 1 except that the same mole of diethyl di-iso-butylmalonate was used instead of di-n-butyl phthalate Catalyst formation and polymerization were performed. The results obtained are shown in Table 3.
  • the titanium content and the increased titanium tetrachloride in the solid component and the solid catalyst component (A) were 4.2% by weight, 5.0% by weight and 0.8% by weight, respectively.
  • the molar ratio of titanium tetrachloride used in heptane was 1.3 times as a molar ratio in terms of titanium atom of the titanium compound contained in the solid component.
  • Example 7 Preparation of a solid component under the same conditions as in Example 1, except that the same mole of 2-iso-propyl-2-iso-pentyl-1,3-dimethoxypropane was used instead of di-n-butyl phthalate.
  • Preparation of the solid catalyst component (A) formation of a polymerization catalyst and polymerization were carried out.
  • Example 8 Preparation of solid component, preparation of solid catalyst component (A), polymerization under the same conditions as in Example 1 except that the same mole of diethyl 2,3-diisopropylsuccinate was used instead of di-n-butyl phthalate Catalyst formation and polymerization were performed. The results obtained are shown in Table 3.
  • the titanium content and the increased amount of titanium tetrachloride in the solid component and the solid catalyst component (A) were 3.7% by weight, 4.3% by weight, and 0.6% by weight, respectively.
  • the molar ratio of titanium tetrachloride used in heptane was 1.3 times as a molar ratio in terms of titanium atom of the titanium compound contained in the solid component.
  • Example 9 In the preparation of the solid catalyst component (A), the temperature of the turbid liquid of the solid component (A1) and the heptane solution was raised, and the stirring temperature was changed from 100 ° C. to 50 ° C. under the same conditions as in Example 1. The preparation of the solid catalyst component (A), the formation of the polymerization catalyst and the polymerization were carried out.
  • the results obtained are shown in Table 3.
  • the titanium content in the solid component (A1) is 3.3% by weight
  • the titanium content in the solid catalyst component (A) is 3.7% by weight
  • the increased titanium tetrachloride is a solid catalyst.
  • the amount of titanium in the component was 0.4% by weight.
  • the molar amount of titanium tetrachloride used in heptane was 1.3 times as a molar ratio in terms of titanium atom of the titanium compound contained in the solid component.
  • Comparative Example 4 In the preparation of the solid catalyst component (A), the temperature of the turbid liquid of the solid component (A1) and the heptane solution was increased, and the stirring temperature was changed from 100 ° C. to room temperature (23 ° C.).
  • the results obtained are shown in Table 3.
  • the titanium content in the solid component (A1) is 3.3% by weight
  • the titanium content in the solid catalyst component (A) is 3.4% by weight
  • the increased titanium tetrachloride is a solid catalyst.
  • the amount of titanium in the component was 0.1% by weight.
  • the molar amount of titanium tetrachloride used in heptane was 1.3 times as a molar ratio in terms of titanium atom of the titanium compound contained in the solid component.

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Abstract

マグネシウム化合物(a)、チタンハロゲン化合物(b)及び電子供与性化合物(c)を接触させて得られる固体成分を含むオレフィン類重合用固体触媒成分であって、該固体触媒成分は、ヘプタン洗浄により、該固体触媒成分中のチタン含有量で0.2重量%以上2.5重量%以下のチタン化合物が洗い流されるものである。この固体触媒成分を含む触媒を用いて、オレフィン類の重合を行えば、高立体規則性を有し粒度分布が狭く、さらに微粉の少ない顆粒状または球状重合体を高収率で得ることができる。

Description

オレフィン類重合用固体触媒成分、製造方法および触媒並びにオレフィン類重合体の製造方法
 本発明は、ポリマーの立体規則性および収率を高度に維持することができ、微粉の少ない重合体を得ることのできるオレフィン類重合用固体触媒成分、その製造方法及び触媒、並びにオレフィン類重合体の製造方法に関する。
 従来、オレフィン類の重合においては、チタンなどの遷移金属触媒成分とアルミニウムなどの典型金属触媒成分とからなる固体触媒が広く知られている。
 そして、オレフィン類重合用触媒は、マグネシウム化合物を担体として用いた担持型触媒の登場により、重合活性が飛躍的に増大し、さらにエステル化合物などの電子供与体を添加することで、炭素原子数3以上のα−オレフィンから立体規則性の高い重合体の製造も可能となった。
 上記の担持型触媒は、その目的が生成重合体中に残留する塩素やチタン等の触媒残渣を除去する所謂、脱灰工程を省略し得る程の高活性を有するとともに、併せて立体規則性重合体の収率の向上や、重合時の触媒活性の持続性を高めることに注力したものであり、それぞれ優れた成果を上げているが、この種の高活性型触媒成分と有機アルミニウム化合物およびケイ素化合物に代表される電子供与性化合物とからなる組成の重合用触媒を用いてオレフィン類の重合を行なうと、固体触媒成分自体の微粉および重合した際の反応熱による粒子破壊のため、生成重合体中に微粉が多く含まれ、粒度分布もブロード化する傾向があった。微粉重合体が多くなると、均一な反応の継続を妨げ、重合体移送時における配管の閉塞をもたらす等のプロセス障害の原因となり、また粒度分布が広くなると結果的に重合体の成形加工にまで好ましくない影響を及ぼすため、微粉重合体が可及的に少なく、かつ均一粒径で粒度分布の狭い重合体を希求する要因となっていた。
 この生成重合体の流動性や粒度分布の問題や調製プロセスを簡略化しつつかつ粒度分布等の問題を解決する手段として、特許文献1(特開平6−157659号公報)においては、芳香族炭化水素と四塩化チタンの混合溶液に、球状のジアルコキシマグネシウム、芳香族炭化水素及びフタル酸ジエステルの懸濁液を添加し、反応させさらに四塩化チタンと反応させ、その後洗浄して得られる固体触媒成分からなるオレフィン類重合用触媒が提案されている。
 また、特許文献2(特開平6−287225号公報)においては、球状のジアルコキシマグネシウム、芳香族炭化水素及びフタル酸ジエステルとの懸濁液を、芳香族炭化水素と四塩化チタンとの混合溶液に加えて反応させ、得られた反応生成物を芳香族炭化水素で洗浄し、再度四塩化チタンと反応させ、その後洗浄して得られた固体成分を乾燥させ、微粉除去処理工程を経て得られることを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分が提案されている。
 上記技術は固体触媒成分そのものに含まれる微粉を除去し、結果として生成した重合体の微粉量を低減させるという効果は見られた。しかしながら、先に述べた重合時における反応熱による粒子破壊による微粉の発生までは制御するまでには至っておらず、まだなお生成重合体に微粉が存在するという問題があった。
特開平6−157659号公報 特開平6−287225号公報
 従って、本発明の目的は、オレフィンの重合に供した際、ポリマーの立体規則性および収率を高度に維持でき、しかも微粉が少なくシャープな粒度分布を有する重合体を得ることができるオレフィン類重合用固体触媒成分、その製造方法及び触媒並びにオレフィン類重合体の製造方法を提供することにある。
 かかる実情において、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、固体触媒成分の調製に際し、後工程として、固体成分と成分(d)を含む溶液を特定条件下で接触させる工程を行なえば、固体触媒成分の表面及び内部に成分(d)が残留すること、この成分(d)を残存させて調製された触媒の存在下でオレフィン類を重合させれば、ポリマーの立体規則性および収率を高度に維持でき、しかも微粉が少なくシャープな粒度分布を有する重合体が得られることなどを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、マグネシウム化合物(a)、チタンハロゲン化合物(b)及び電子供与性化合物(c)を接触させて得られる固体成分を含むオレフィン類重合用固体触媒成分であって、該固体触媒成分は、該固体触媒成分1g当たり10mlのヘプタンで、40℃で5分間洗浄し、これを7回繰り返し、都合8回の洗浄をした際、該固体触媒成分中のチタン含有量で0.2重量%以上2.5重量%以下のチタン化合物が洗い流されるものであることを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分を提供するものである。
 また、本発明は、マグネシウム化合物(a)、チタンハロゲン化合物(b)及び電子供与性化合物(c)を接触させて得られる固体成分(A1)と、その固体成分(A1)中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で0.1~15倍のチタン化合物(d)を含有する不活性有機溶媒とを、該固体成分(A1)の表面又は該固体成分中に、(d)成分が残留するように接触させ、その後乾燥して粉末状にすることを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法を提供するものである。
 また、本発明は、(A)前記オレフィン重合用固体触媒成分、
(B)下記一般式(1);R AlQ3−p(1)
(式中、Rは炭素数1~4のアルキル基を示し、Qは水素原子あるいはハロゲン原子を示し、pは0<p≦3の整数である。)で表される有機アルミニウム化合物および
(C)外部電子供与性化合物から形成されることを特徴とするオレフィン類重合用触媒を提供するものである。
 また、本発明は、前記オレフィン類重合用触媒の存在下に、オレフィン類の重合を行なうことを特徴とするオレフィン類重合体の製造方法を提供するものである。
 本発明のオレフィン類重合用固体触媒成分を用いて形成された触媒を用いれば、ポリマーの立体規則性および収率を高度に維持しながら、極めて微粉が少なくシャープな粒度分布を有する重合体を得ることができる。従って、汎用ポリオレフィンを、低コストで提供し得る。
 第1図は、本発明の触媒成分及び重合触媒を調製する工程を示すフローチャート図である。
 本発明のオレフィン類重合用触媒のうち固体触媒成分(A)(以下、「成分(A)」ということがある。)の調製に用いられるマグネシウム化合物(a)(以下単に「成分(a)」ということがある。)としては、ジハロゲン化マグネシウム、ジアルキルマグネシウム、ハロゲン化アルキルマグネシウム、ジアルコキシマグネシウム、ジアリールオキシマグネシウム、ハロゲン化アルコキシマグネシウムあるいは脂肪酸マグネシウム等が挙げられる。これらのマグネシウム化合物の中、ジハロゲン化マグネシウム、ジハロゲン化マグネシウムとジアルコキシマグネシウムの混合物、ジアルコキシマグネシウムが好ましく、特にジアルコキシマグネシウムが好ましく、具体的にはジメトキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウム、ジプロポキシマグネシウム、ジブトキシマグネシウム、エトキシメトキシマグネシウム、エトキシプロポキシマグネシウム、ブトキシエトキシマグネシウム等が挙げられ、ジエトキシマグネシウムが特に好ましい。
 また、これらのジアルコキシマグネシウムは、金属マグネシウムを、ハロゲン含有有機金属等の存在下にアルコールと反応させて得たものでもよい。上記のジアルコキシマグネシウムは、単独あるいは2種以上併用することもできる。更に、好適に用いられるジアルコキシマグネシウムは、顆粒状または粉末状であり、その形状は不定形あるいは球状のものを使用し得る。例えば球状のジアルコキシマグネシウムを使用した場合、より良好な粒子形状と狭い粒度分布を有する重合体粉末が得られ、重合操作時の生成重合体粉末の取り扱い操作性が向上し、生成重合体粉末に含まれる微粉に起因する重合体の分離装置におけるフィルターの閉塞等の問題が解決される。
 上記の球状ジアルコキシマグネシウムは、必ずしも真球状である必要はなく、楕円形状あるいは馬鈴薯形状のものを用いることもできる。具体的にその粒子の形状は、長軸径Lと短軸径Wとの比(L/W)が3以下であり、好ましくは1~2であり、より好ましくは1~1.5である。
 また、上記ジアルコキシマグネシウムの平均粒径は1~200μmのものが使用し得る。好ましくは5~150μmである。球状のジアルコキシマグネシウムの場合、平均粒径は1~100μm、好ましくは5~80μmであり、さらに好ましくは10~60μmである。また、その粒度については、微粉及び粗粉が少なく、かつ粒度分布の狭いものを使用することが好ましい。具体的には、5μm以下の粒子が20%以下であり、好ましくは10%以下である。一方、100μm以上の粒子が10%以下であり、好ましくは5%以下である。更にその粒度分布をD90/D10(ここで、D90は積算粒度で90%における粒径、D10は積算粒度で10%における粒度である。)で表すと3以下であり、好ましくは2以下である。
 上記の如き球状のジアルコキシマグネシウムの製造方法は、例えば特開昭58−4132号公報、特開昭62−51633号公報、特開平3−74341号公報、特開平4−368391号公報、特開平8−73388号公報などに例示されている。
 成分(A)の調製に用いられるチタンハロゲン化合物(b)(以下単に「成分(b)」ということがある。)は、一般式Ti(OR4−n(式中、Rは炭素数1~4のアルキル基を示し、Xはハロゲン原子を示し、nは0≦n≦4の整数である。)で表される四価のチタンハライドもしくはアルコキシチタンハライド群から選択される化合物の1種或いは2種以上である。
 具体的には、チタンハライドとしてチタンテトラクロライド、チタンテトラブロマイド、チタンテトラアイオダイド等のチタンテトラハライドが例示され、アルコキシチタンハライドとしてメトキシチタントリクロライド、エトキシチタントリクロライド、プロポキシチタントリクロライド、n−ブトキシチタントリクロライド、ジメトキシチタンジクロライド、ジエトキシチタンジクロライド、ジプロポキシチタンジクロライド、ジ−n−ブトキシチタンジクロライド、トリメトキシチタンクロライド、トリエトキシチタンクロライド、トリプロポキシチタンクロライド、トリ−n−ブトキシチタンクロライド等が例示される。これらのうち、チタンテトラハライドが好ましく、特に好ましくはチタンテトラクロライドである。これらチタン化合物は単独あるいは2種以上併用することもできる。
 成分(A)の調製に用いられる電子供与性化合物(c)(以下単に「成分(c)」ということがある。)は、酸素原子あるいは窒素原子を含有する有機化合物であり、例えばアルコール類、フェノール類、エーテル類、エステル類、ケトン類、酸ハライド類、アルデヒト類、アミン類、アミド類、ニトリル類、イソシアネート類、Si−O−C結合またはSi−N−C結合を含む有機ケイ素化合物などが挙げられる。
 具体的には、メタノール、エタノール、n−プロパノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール類、フェノール、クレゾール等のフェノール類、メチルエーテル、エチルエーテル、プロピルエーテル、ブチルエーテル、アミールエーテル、ジフェニールエーテル、9,9−ビス(メトキシメチル)フルオレン、2−iso−プロピル−2−iso−ペンチル−1,3−ジメトキシプロパン等のエーテル類、4−エチル−ヘプタン−3,5−ジオールジベンゾエート、ギ酸メチル、酢酸エチル、酢酸ビニル、酢酸プロピル、酢酸オクチル、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸エチル、酪酸エチル、3−ベンゾイルオキシ酪酸エチル、3−ベンゾイルオキシ酪酸イソブチル、3−ベンゾイルオキシ−4,4−ジメチル吉草酸エチル、2−メチル−3−ベンゾイルオキシ吉草酸エチル、4−メチル−3−ベンゾイルオキシ吉草酸イソブチル、5−イソブチル−4−ベンゾイルオキシカプリン酸エチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸オクチル、安息香酸シクロヘキシル安息香酸フェニル、p−トルイル酸メチル、p−トルイル酸エチル、アニス酸メチル、アニス酸エチル等のモノカルボン酸エステル類、マロン酸ジエチル、マロン酸ジプロピル、マロン酸ジブチル、マロン酸ジ−iso−ブチル、マロン酸ジペンチル、マロン酸ジネオペンチル、iso−プロピルブロモマロン酸ジエチル、ブチルブロモマロン酸ジエチル、iso−ブチルブロモマロン酸ジエチル、ジ−iso−プロピルマロン酸ジエチル、ジブチルマロン酸ジエチル、ジ−iso−ブチルマロン酸ジエチル、ジ−iso−ペンチルマロン酸ジエチル、iso−プロピルブチルマロン酸ジエチル、iso−プロピル−iso−ペンチルマロン酸ジメチル、ビス(3−クロロ−n−プロピル)マロン酸ジエチル、ビス(3−ブロモ−n−プロピル)マロン酸ジエチルなどのマロン酸ジエステル類や、2,3−ジエチルコハク酸ジエチル、2,3−ジプロピルコハク酸ジエチル、2,3−ジイソプロピルコハク酸ジエチル、2,3−ジブチルコハク酸ジエチル、2,3−ジイソブチルコハク酸ジエチル、2,3−ジ−t−ブチルコハク酸ジエチル、2,3−ジエチルコハク酸ジブチル、2,3−ジプロピルコハク酸ジブチル、2,3−ジイソプロピルコハク酸ジブチル、2,3−ジブチルコハク酸ジブチル、2,3−ジイソブチルコハク酸ジブチル、2,3−ジ−t−ブチルコハク酸ジブチル等のコハク酸ジエステル類、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−iso−デシル、アジピン酸ジオクチル、フタル酸ジエステル、フタル酸ジエステル誘導体等のジカルボン酸ジエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等のケトン類、フタル酸ジクロライド、テレフタル酸ジクロライド等の酸クロライド類、アセトアルデヒド、プロピオンアルドヒド、オクチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類、メチルアミン、エチルアミン、トリブチルアミン、ピペリジン、アニリン、ピリジン等のアミン類、オレフィン酸アミド、ステリアリン酸アミド等のアミド類、アセトニトリル、ベンゾニトリル、トルニトリル等のニトリル類、イソシアン酸メチル、イソシアン酸エチル等のイソシアネート類、フェニルアルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン、フェニルアルキルアルコキシシラン、シクロアルキルアルコキシシラン、シクロアルキルアルキルアルコキシシラン等のSi−O−C結合を含む有機珪素化合物、ビス(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ビス(シクロアルキルアミノ)ジアルコキシシラン、アルキル(アルキルアミノ)ジアルコキシシラン、ジアルキルアミノトリアルコキシシラン、シクロアルキルアミノトリアルコキシシラン等のSi−N−C結合を含む有機珪素化合物を挙げることができる。
 上記の電子供与性化合物のうち、エステル類、とりわけ芳香族ジカルボン酸ジエステルが好ましく用いられ、特にフタル酸ジエステルおよびフタル酸ジエステル誘導体が好適である。これらのフタル酸ジエステルの具体例としては、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−n−プロピル、フタル酸ジ−iso−プロピル、フタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジ−iso−ブチル、フタル酸エチルメチル、フタル酸メチル−iso−プロピル、フタル酸エチル(n−プロピル)、フタル酸エチル(n−ブチル)、フタル酸エチル−iso−ブチル、フタル酸ジ−n−ペンチル、フタル酸ジ−iso−ペンチル、フタル酸ジネオペンチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジ−n−ヘプチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)、フタル酸ジ−iso−デシルなどが例示され、これらのフタル酸ジエステルは1種あるいは2種以上が使用される。
 またフタル酸ジエステル誘導体としては、上記のフタル酸ジエステルの2つのエステル基が結合するベンゼン環の1または2個の水素原子が、炭素数1~5のアルキル基、または塩素原子、臭素原子およびフッ素原子などのハロゲン原子に置換されたものが挙げられる。該フタル酸ジエステル誘導体を電子供与性化合物として用いて調製した固体触媒成分により、より水素レスポンスを向上させることができ、重合時に添加する水素が同量あるいは少量でもポリマーのメルトフローレートを向上することができる。
 なお、上記のエステル類は、2種以上組み合わせて用いることも好ましく、その際用いるエステルのアルキル基の炭素数合計が他のエステルのそれと比べ、その差が4以上になると該エステル類を組み合わせることが望ましい。
 本発明においては、上記成分(a)、(b)及び(c)を、不活性有機溶媒の存在下で接触させることによって固体成分を調製する方法が好ましい態様であるが、この不活性有機溶媒としては、上記のハロゲン化チタン化合物を溶解しかつジアルコキシマグネシウムは溶解しないものであり、具体的にはペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素化合物、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素化合物、塩化メチレン、1,2−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素化合物、ジエチルエーテルなどのエーテル類等が挙げられる。これらの中でもトルエン、キシレンなどの室温で液体の沸点が50~150℃の芳香族炭化水素化合物およびヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの室温で液体の沸点が50~150℃の飽和炭化水素化合物が好ましく用いられる。また、これらは単独で用いても、2種以上混合して使用してもよい。
 本発明における成分(A)の調製における固体成分の特に好ましい調製方法としては、成分(a)と成分(c)と沸点50~150℃の芳香族炭化水素化合物とから懸濁液を形成し、成分(b)と芳香族炭化水素化合物とから形成した混合溶液を該懸濁液に接触させ、その後反応させることによる調製方法を挙げることができる。
 固体成分の調製においては、上記成分の他、更に、ポリシロキサンを使用することが好ましく、ポリシロキサンを用いることにより生成ポリマーの立体規則性あるいは結晶性を向上させることができ、さらには生成ポリマーの微粉を低減することが可能となる。ポリシロキサンは、主鎖にシロキサン結合(−Si−O結合)を有する重合体であるが、シリコーンオイルとも総称され、25℃における粘度が0.02~100cm2/s(2~1000センチストークス)を有する、常温で液状あるいは粘ちょう状の鎖状、部分水素化、環状あるいは変性ポリシロキサンである。
 鎖状ポリシロキサンとしては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサンが、部分水素化ポリシロキサンとしては、水素化率10~80%のメチルハイドロジェンポリシロキサンが、環状ポリシロキサンとしては、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルキクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタンシロキサン、2,4,6−トリメチルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサンが、また変性ポリシロキサンとしては、高級脂肪酸基置換ジメチルシロキサン、エポキシ基置換ジメチルシロキサン、ポリオキシアルキレン基置換ジメチルシロキサンが例示される。これらの中で、デカメチルシクロペンタシロキサン、及びジメチルポリシロキサンが好ましく、デカメチルシクロペンタシロキサンが特に好ましい。
 本発明では上記成分(a)、(b)及び(c)、また必要に応じて芳香族炭化水素化合物またはポリシロキサンを接触させ固体成分を形成させるが、以下に、本発明の固体成分の調製方法について述べる。具体的には、マグネシウム化合物(a)を、チタンハロゲン化合物(b)または芳香族炭化水素化合物に懸濁させ、フタル酸ジエステルなどの電子供与性化合物(c)、更に必要に応じて4価のチタンハロゲン化合物(b)を接触して固体成分を得る方法が挙げられる。該方法において、球状のマグネシウム化合物を用いることにより、球状でかつ粒度分布のシャープな固体成分が得られ結果として同様の成分(A)を得ることができ、また球状のマグネシウム化合物を用いなくとも、例えば噴霧装置を用いて溶液あるいは懸濁液を噴霧・乾燥させる、いわゆるスプレードライ法により粒子を形成させることにより、同様に球状でかつ粒度分布のシャープな固体成分を得ることができる。
 各成分の接触は、不活性ガス雰囲気下、水分等を除去した状況下で、攪拌機を具備した容器中で、攪拌しながら行われる。接触温度は、各成分の接触時は、各成分の接触時の温度であり、反応させる温度と同じ温度でも異なる温度でもよい。接触温度は、単に接触させて攪拌混合する場合や、分散あるいは懸濁させて変性処理する場合には、室温付近の比較的低温域であっても差し支えないが、接触後に反応させて生成物を得る場合には、40~130℃の温度域が好ましい。反応時の温度が40℃未満の場合は十分に反応が進行せず、結果として調製された固体触媒成分の性能が不十分となり、130℃を超えると使用した溶媒の蒸発が顕著になるなどして、反応の制御が困難になる。反応時間は1分以上、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上である。
 本発明の固体触媒成分(A)は、上記固体成分をその固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で0.1~15倍、好ましくは0.3~5倍、特に好ましくは0.5~1.5倍のチタン化合物(d)(以下単に「成分(d)」ということがある。)を含有する不活性有機溶媒で固体成分の表面又は固体成分中に(d)成分を残留させるように接触し、その後乾燥することにより得られる。なお、本明細書中、固体成分と成分(d)の接触工程を単に「成分(d)の後接触工程」とも言う。成分(d)のチタン化合物は、上記成分(b)と同じチタンハロゲン化合物及びアルコキシチタンハライド群から選択される化合物の1種或いは2種以上を用いることができ、得られる固体触媒成分(A)の重合活性を向上させる点から、4価のチタンハロゲン化合物が好ましく、チタンテトラクロライドが特に好ましい。
 不活性有機溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、1,2‐ジエチルシクロヘキサン、メチルシクロヘキセン、デカリン等の飽和炭化水素化合物、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素化合物、オルトジクロルベンゼン、塩化メチレン、四塩化炭素、ジクロルエタン等のハロゲン化炭化水素化合物等が挙げられるが、このうち、沸点が50~150℃程度の、常温で液状の飽和または芳香族炭化水素化合物、具体的にはヘプタン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンが好ましく用いられる。また、これらは単独で用いても、2種以上混合して使用してもよい。
 上記固体成分と成分(d)を含有する不活性有機溶媒との好適な接触方法としては、上記固体成分(A1)と、不活性有機溶媒に懸濁させた液(X)と固体成分(A1)中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で0.1~15倍のチタン化合物(d)を含有する不活性有機溶媒(Y)を、40~110℃、好ましくは85~105℃、特に好ましくは85~100℃で2~10分間混合攪拌し、静置後上澄み液を除去して固体成分(A2)を得る第一工程(以下、「成分(d)の後接触工程」とも言う。)を実施する方法が挙げられる。
 また、更に、前記固体成分(A2)と、固体成分(A1)中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で0.1~15倍のチタン化合物(d)を含有する不活性有機溶媒(Y)を40~110℃で2~10分間混合攪拌し、静置後上澄み液を除去して固体成分(A3)を得る第二工程を有する方法が好ましい。また、前記固体成分と成分(d)を含有する不活性有機溶媒(Y)との混合攪拌接触は、都合2~8回、好ましくは3~6回行なうことが、固体成分の表面又は固体成分中に(d)成分を特定量で残留させることができる点で好ましい。
 第一工程又は第二工程において、上澄み液を除去した後は乾燥して粉末状にして固体触媒成分(A)を得ればよい。上記固体成分と成分(d)を含有する不活性有機溶媒との接触処理後は、溶媒中及び固体成分表面あるいは固体成分中に成分(d)が存在するが、本発明では成分(d)が存在したまま乾燥する。乾燥方法としては、使用した不活性有機溶媒を除去し、粉末状になるように乾燥すればよく、真空乾燥、加熱乾燥、加熱真空乾燥などの方法が挙げられる。
 このように乾燥することによって、得られた固体触媒成分中に触媒活性成分とは別の、ある程度遊離成分に近い成分(d)が特定量で取り込まれ、このような固体触媒成分をオレフィン類の重合に供することにより微粉の少ない重合体を得ることができる。
 本発明の固体触媒成分(A)は、該固体触媒成分1g当たり10mlのヘプタンで、40℃で5分間洗浄し、これを7回繰り返し、都合8回の洗浄をした際、該固体触媒成分中のチタン含有量で0.2重量%以上、2.5重量%以下のチタン化合物が洗い流されるものである。すなわち、この洗い流されるチタン化合物が成分(d)である。洗い流されるチタン量は、洗浄前の固体触媒成分(A)のチタン含有量から、洗浄後の固体触媒成分(A)のチタン含有量を差し引いた値である。最初の洗浄及び7回の繰り返し洗浄の都合8回の洗浄を行なうことにより、成分(d)をほぼ完全に洗い流すことができる。
 固体触媒成分(A)中に残留する成分(d)を測定するための上記の洗浄方法は、具体的には、攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された容量500mlの丸底フラスコに、固体触媒成分(A)10gを装入し、その後40℃のヘプタン100mlを投入し、40℃で5分間攪拌する。攪拌機は丸底フラスコの中心部に設けられた攪拌軸に攪拌翼が付設されたものであり、攪拌翼は幅60mm、高さ19mm、厚み4mmの半月状であり、攪拌条件は毎分200回転である。すなわち、撹拌翼は、下に凸の半月状であって、半月状の中心に撹拌軸の先端が固定され撹拌軸を中心として左右対称形のものである。
 以上を踏まえ、本発明における成分(A)の特に好ましい調製方法としては、マグネシウム化合物(a)を沸点50~150℃の芳香族炭化水素化合物に懸濁させ、次いでこの懸濁液にチタンハロゲン化合物(b)を接触させた後、反応処理を行う。この際、該懸濁液にチタンハロゲン化合物(b)を接触させる前又は接触した後に、フタル酸ジエステルなどの電子供与性化合物(c)の1種あるいは2種以上を、−20~130℃で接触させ、必要に応じてポリシロキサンを接触させて、反応処理を行い、固体成分を得る。この際、電子供与性化合物の1種あるいは2種以上を接触させる前又は後に、低温で熟成反応を行うことが望ましい。この固体成分を炭化水素化合物で洗浄(中間洗浄)し、固体成分を得る。次いで、上記の「成分(d)の後接触工程」を行ない、成分(A)を得る。
 固体成分を調製する際の各成分の使用量比は、調製法により異なるため一概には既定できないが、例えばマグネシウム化合物(a)1モルあたり、4価のチタンハロゲン化合物(b)が0.5~100モル、好ましくは0.5~10モル、より好ましくは1~5モルであり、電子供与性化合物(c)が0.01~10モル、好ましくは0.01~1モル、より好ましくは0.02~0.6モルであり、芳香族炭化水素化合物が0.001~500モル、好ましくは0.001~70モル、より好ましくは0.005~50モルであり、ポリシロキサンが0.01~100g、好ましくは0.05~80g、より好ましくは1~50gである。
 また本発明における成分(A)中のチタン、マグネシウム、ハロゲン原子、電子供与性化合物の含有量は特に既定されないが、好ましくは、チタンが1.0~10重量%、好ましくは2.0~10重量%、より好ましくは3.0~10重量%、マグネシウムが10~70重量%、より好ましくは10~50重量%、特に好ましくは15~40重量%、さらに好ましくは15~25重量%、ハロゲン原子が20~90重量%、より好ましくは30~85重量%、特に好ましくは40~80重量%、さらに好ましくは45~80重量%、また電子供与性化合物が合計0.5~30重量%、より好ましくは合計1~25重量%、特に好ましくは合計2~20重量%である。
 本発明のオレフィン重合用触媒を形成する際に用いられる有機アルミニウム化合物(B)(以下、「成分(B)」ということがある。)としては、上記一般式(1)で表される化合物であれば、特に制限されないが、R1としては、エチル基、イソブチル基が好ましく、Yとしては、水素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、nは、2又は3が好ましく、3が特に好ましい。このような有機アルミニウム化合物の具体例としては、トリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、トリイソブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムブロマイド、ジエチルアルミニウムハイドライドが挙げられ、1種あるいは2種以上が使用できる。好ましくは、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムである。
 また本発明の触媒では上記固体触媒成分(A)及び成分(B)の他に外部電子供与性化合物(C)(以下、「成分(C)」ということがある。)を用いる。
 本発明のオレフィン類重合用触媒を形成する際に用いられる外部電子供与性化合物(C)(以下、「成分(C)」ということがある。)としては前記した固体触媒成分の調製に用いることのできる電子供与性化合物(c)と同じものが用いられるが、その中でもエーテル類、エステル類又は有機ケイ素化合物が好ましい。エーテル類の中、1,3ジエーテルが好ましく、特に9,9−ビス(メトキシメチル)フルオレン、2−iso−プロピル−2−iso−ペンチル−1,3−ジメトキシプロパンが好ましい。また、エステル類の中、安息香酸メチル、安息香酸エチルが好ましい。
 上記の有機ケイ素化合物としては、下記一般式(3)
 R Si(NR(OR4−(q+r)   (3)
(式中、qは0、1~4の整数、rは0、1~4の整数、但し、q+rは0~4の整数、R、R又はRは水素原子、炭素数1~12の直鎖または分岐状アルキル基、置換又は未置換のシクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基のいずれかで、ヘテロ原子を含有してもよく、同一または異なっていてもよい。Rは炭素数1~4のアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基、アラルキル基を示し、ヘテロ原子を含有してもよく、同一または異なってもよく、RとRは結合して環状を形成してもよい。)で表される化合物が挙げられる。
 一般式(3)中、Rは炭素数1~10の直鎖又は分岐状のアルキル基、炭素数5~8のシクロアルキル基が好ましく、特に炭素数1~8の直鎖又は分岐状のアルキル基、炭素数5~8のシクロアルキル基が好ましい。また、R又はRは炭素数1~10の直鎖又は分岐状のアルキル基、炭素数5~8のシクロアルキル基が好ましく、特に炭素数1~8の直鎖又は分岐状のアルキル基、炭素数5~8のシクロアルキル基が好ましい。また、RとRが結合して環状を形成する(NR)はパーヒドロキノリノ基、パーヒドロイソキノリノ基が好ましい。また、Rは炭素数1~6の直鎖又は分岐状のアルキル基が好ましく、特に炭素数1~4の直鎖又は分岐状のアルキル基が好ましい。
 一般式(3)中、rが0の有機ケイ素化合物としては、フェニルトリメトキシシラン等のフェニルアルコキシシラン、t−ブチルメチルジメトキシシラン、t−ブチルエチルジメトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン等のフェニルアルキルアルコキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、シクロヘキシルシクロペンチルジメトキシシラン等のシクロアルキルアルコキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン等のシクロアルキルアルキルアルコキシシランを挙げることができ、一般式(3)中、rが1~4の有機ケイ素化合物としては、イソプロピルアミノトリメトキシシラン、t−ブチルアミノトリメトキシシラン、シクロペンチルアミノトリメトキシシラン、シクロヘキシルアミノトリメトキシシラン、ジイソプロピルアミノジメトキシシラン、ジt−ブチルアミノジメトキシシラン、ジシクロペンチルアミノジメトキシシラン、ジシクロヘキシルアミノジメトキシシラン、ジt−ブチルアミノエチルアミノメトキシシラン、ジシクロペンチルアミノエチルアミノメトキシシラン等の(アルキルアミノ)アルコキシシラン、イソプロピルイソプロピルアミノジメトキシシラン、t−ブチルt−ブチルアミノジメトキシシラン、シクロペンチルシクロペンチルアミノジメトシシラン、シクロヘキシルシクロヘキシルアミノジメトキシシラン、イソプロピルイソプロピルアミノエチルアミノメトキシシラン、t−ブチルt−ブチルアミノエチルアミノメトキシシラン、シクロペンチルシクロペンチルアミノエチルアミノメトシシラン、シクロヘキシルシクロヘキシルアミノエチルアミノメトキシシラン、ジイソプロピルアミノエチルアミノメトキシシラン、ジt−ブチルエチルアミノメトキシシラン、ジシクロペンチルエチルアミノメトキシシラン、シクロヘキシルメチルエチルアミノメトキシシラン等のアルキル(アルキルアミノ)アルコキシシラン、トリエチルエチルアミノシラン、トリイソプロピルエチルアミノシラン、ジイソプロピルジエチルアミノシラン、ジt−ブチルジエチルアミノシラン、t−ブチルメチルジエチルアミノシラン、t−ブチルエチルジエチルアミノシラン、ジシクロペンチルジエチルアミノシラン、シクロヘキシルメチルジエチルアミノシラン、t−ブチルエチルアミノジエチルアミノシラン、シクロペンチルエチルアミノジエチルアミノシラン、シクロヘキシルエチルアミノジエチルアミノシラン等のアルキル(アルキルアミノ)シラン、テトラキス(イソプロピルアミノ)シラン、テトラキス(t−ブチルアミノ)シラン、テトラキス(シクロペンチルアミノ)シラン、テトラキス(シクロヘキシルアミノ)シラン等のアルキルアミノシラン等を挙げることができる。
 該有機ケイ素化合物(C)は1種あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。また、これらの外部電子供与性化合物は、1種あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
 本発明のオレフィン重合体の製造方法は、本発明のオレフィン類重合用触媒の存在下にオレフィン類の単独重合、ランダム共重合もしくはブロック共重合を実施する。オレフィン類としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン等であり、これらのオレフィン類は1種あるいは2種以上併用することができる。とりわけ、エチレン、プロピレン、1−ブテンが好適に用いられ、特に好ましくはプロピレンである。プロピレンの場合、他のオレフィン類との共重合を行うことができる。共重合されるオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン等であり、これらのオレフィン類は1種あるいは2種以上併用することができる。とりわけ、エチレン、1−ブテンが好適に用いられる。プロピレンと他のオレフィン類との共重合としては、プロピレンと少量のエチレンをコモノマーとして1段で重合するランダム共重合と、第一段階(第一重合槽)でプロピレンの単独重合を行い、第二段階(第二重合槽)あるいはそれ以上の多段階(多段重合槽)でプロピレンとエチレンの共重合を行う、所謂プロピレン−エチレンブロック共重合が代表的である。このようなランダム共重合やブロック共重合においても、上記の成分(A)および成分(B)及び成分(C)からなる本発明の触媒は有効であり、触媒活性、立体規則性及び/または水素レスポンスが良好であるばかりでなく、共重合特性や得られた共重合体の特性も良好である。また、特にプロピレンの単独重合からブロック共重合に移行する際に、最終製品中のジェル生成を防止するために、アルコール類を重合系に添加することができる。アルコール類の具体例としては、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられ、使用量は成分(B)1モルに対し0.01~10モル好ましくは0.1~2モルである。
 各成分の使用量比は、本発明の効果に影響を及ぼすことのない限り任意であり、特に限定されるものではないが、通常成分(B)は成分(A)中のチタン原子1モル当たり、1~2000モル、好ましくは50~1000モルの範囲で使用される。成分(C)は成分(B)1モル当たり、0.002~10モル、好ましくは0.01~2モル、特に好ましくは0.1~0.5モルの範囲で用いられる。
 各成分の接触順序は任意であるが、重合系内にまず有機アルミニウム化合物(B)を装入し、次いで、成分(C)を装入し、その後固体触媒成分(A)を接触させることが望ましい。
 本発明における重合方法は、有機溶媒の存在下でも不存在下でも行うことができ、また、プロピレン等のオレフィン単量体は、気体および液体のいずれの状態でも重合に用いることができる。重合温度は200℃以下、好ましくは100℃以下であり、重合圧力は10MPa以下、好ましくは6MPa以下である。また、連続重合法、バッチ式重合法のいずれも可能である。更に、重合反応を1段で行っても良いし、2段以上の多段で行ってもよい。
 更に、本発明において成分(A)および成分(B)、または成分(C)から形成される触媒を用いてオレフィンを重合するにあたり(「本重合」ともいう。)、触媒活性、立体規則性及び生成する粒子性状度等を一層改善させるために、本重合に先立ち予備重合を行うことが望ましい。予備重合の際には、本重合と同様のオレフィン類あるいはスチレン等のモノマーを用いることができる。具体的には、オレフィン類の存在下に成分(A)および成分(B)、または成分(C)を接触させ、成分(A)1g当たり0.1~100gのポリオレフィンを予備的に重合させ、更に成分(B)及び/又は成分(C)を接触させ触媒を形成する。
 予備重合を行うに際して、各成分及びモノマーの接触順序は任意であるが、好ましくは、不活性ガス雰囲気あるいはプロピレンなどの重合を行うガス雰囲気に設定した予備重合系内にまず成分(B)を装入し、次いで成分(A)を接触させた後、プロピレン等のオレフィン及び/又は1種あるいは2種以上の他のオレフィン類を接触させる。予備重合温度は任意であり、特に制限はないが、好ましくは−10℃~70℃の範囲、更に好ましくは0℃~50℃の範囲である。
 以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1
〈固体成分の調製〉
 攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコに、ジエトキシマグネシウム20g及びトルエン100mlを装入し、懸濁状態とした。次いで、該懸濁液を、攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコに予め装填されたトルエン40ml及びチタンテトラクロライド60mlの溶液中に添加して懸濁液を得、次いで、該懸濁液を6℃で1時間反応させた。その後、フタル酸ジ−n−ブチル6mlを添加し、さらに105℃まで昇温した後、撹拌しながら2時間反応処理を行なった。反応終了後、生成物を100℃のトルエン200mlで4回洗浄し、固体成分(A1)を得た。この固体成分中のチタン含有量を測定したところ、3.3重量%であった。なお、固体成分中のチタン含有量の測定は、下記の方法にて行なった。
〈固体成分中のチタン含有量の測定〉
 窒素雰囲気下、容量100mlのなす型フラスコに固体試料3gを採取し、60℃、0.02torr以下で3時間の減圧処理を行ない、該固体試料中に残留している有機溶媒成分を完全に除去したものを測定サンプル(Y)とし、JIS M 8311−1997に準じた酸化還元滴定法を用いてチタン量(X)を測定後、固体試料中のチタン含有量を下記式にて求めた。
固体試料中のチタン含有量(重量%)={X(g)/Y(g)}×100
〈固体触媒成分(A)の調製〉
 攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコに、上記で得た固体成分(A1)20g及びヘプタン80mlを装入し、攪拌することによって懸濁液を得た。次いで、該懸濁液に室温のチタンテトラクロライド2mlを含有するヘプタン溶液120mlを投入後、昇温し、100℃で5分攪拌後、静置して、その後上澄みを除去した。以上までの固体成分とチタンテトラクロライドの接触を1回とした。次いで、丸底フラスコ内の固体成分に対してさらに室温のチタンテトラクロライド2mlを含有するヘプタン溶液120mlを投入、100℃で5分攪拌し、攪拌後静置して、その後上澄みを除去した(都合2回の接触)。その後、2回目の接触と同様の操作を繰り返し、固体成分とチタンテトラクロライドの接触を都合5回行なった。その後、濾過、乾燥して、粉末状の固体触媒成分(A)を得た。この固体触媒成分中のチタン含有量を測定したところ、3.9重量%であった。すなわち、「成分(d)の後接触工程」において、固体触媒成分(A)にはチタン量として、0.6重量%(3.9重量%−3.3重量%)のチタン化合物(チタンテトラクロライド)が増加したことになる。そして、増加したチタン化合物(チタンテトラクロライド)の定量方法として、下記の洗浄方法が妥当であることの確認試験を行なった。なお、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル量は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で1.3倍であった。
〈洗い流されるチタン化合物の定量〉
 攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された容量500mlの丸底フラスコに、上記固体触媒成分(A)10gを装入し、その後40℃のヘプタン100mlを投入し、40℃で5分間、200rpmで攪拌した。攪拌停止後、濾過して、洗浄された固体触媒成分(A)を得た、これを1回として、都合8回のバッチ洗浄を繰り返した。攪拌機は丸底フラスコの中心部に設けられた攪拌軸に攪拌翼が付設されたものであった。なお、攪拌翼は、幅60mm、高さ19mm、厚み4mmの半月形状であり、フッ素樹脂製の攪拌羽根「F−4022−3」(フロン工業株式会社製)を使用した。その結果、8回洗浄後の固体触媒成分(A)中のチタン量は3.3重量%であり、洗い流されたチタン化合物(チタンテトラクロライド)はチタン量として0.6重量%となり、当該洗浄方法が妥当なものであることが確認された。
〈重合触媒の形成および重合〉
 窒素ガスで完全に置換された内容積2.0リットルの撹拌機付オートクレーブに、トリエチルアルミニウム1.32mmol、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.13mmolおよび前記固体成分をチタン原子として0.0026mmol装入し、重合用触媒を形成した。その後、水素ガス1.5リットル、液化プロピレン1.4リットルを装入し、20℃で5分間予備重合を行なった後に昇温し、70℃で1時間重合反応を行った。このときの固体触媒成分1g当たりの重合活性、生成重合体中の沸騰n−ヘプタン不溶分の割合(HI)、生成重合体のメルトフローレートの値(MFR)、生成固体重合体の44μm以下又は75μm以下の微粉の量、生成固体重合体の平均粒径および粒度分布を第1表に示した。
 なお、ここで使用した固体触媒成分当たりの重合活性は下式により算出した。
 重合活性=生成重合体(g)/固体触媒成分(g)
 また、生成重合体中の沸騰n−ヘプタン不溶分の割合(HI)は、この生成重合体を沸騰n−ヘプタンで6時間抽出したときのn−ヘプタンに不溶解の重合体の割合(重量%)とした。さらに、生成重合体のメルトフローレートの値(MFR)は、ASTM D 1238に準じて測定した。また、生成固体重合体の44μm以下の微粉または75μm以下の微粉の量は330メッシュまたは200メッシュの篩上に置いた生成ポリマーにエタノールを流し、篩を通過した微粒子を含むエタノール懸濁液を遠心分離することにより固体分(微粒子)を回収し、さらに減圧乾燥して重量を測る方法により測定した。次に、生成固体重合体の1700μm以上の粗粉の量は10メッシュの篩上の生成ポリマーを回収し測定した。生成固体重合体の平均粒径及び粒度分布は、JIS K0069に従い粒度分布を測定した後、積算重量10%、50%、90%に相当する粒子径を求める方法により測定した。
実施例2
 フタル酸ジ−n−ブチルの代りに、フタル酸ジイソブチルを同モル用いた以外は、実施例1と同じ条件で固体触媒成分(A)の調製、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を第1表に示す。なお、固体成分中のチタン量は3.3重量%であり、固体触媒成分(A)中のチタン含有量は3.9重量%であり、増加したチタンテトラクロライドはチタン量として0.6重量%であった。また、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル倍率は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で1.3倍であった。
実施例3
〈固体成分の調製〉
 無水塩化マグネシウム20g、デカン100mlおよび2−エチルヘキシルアルコール80gを135℃で4時間加熱して均一溶液とした後、この溶液中に無水フタル酸4.5gを添加し、さらに、135℃にて1時間攪拌混合を行い、無水フタル酸を溶解させた。このようにして得られた均一溶液を室温に冷却した後、この均一溶液のうち30mlを、−20℃に保持したチタンテトラクロライド80ml中に45分間にわたって滴下装入した。滴下終了後、液の温度を4時間かけて110℃に昇温し、110℃に達したところでフタル酸ジイソブチル14mlを添加した。さらに2時間上記の温度で攪拌した。2時間の反応終了後、濾過した。固体部をデカンで洗浄し、固体成分を得た。この固体成分中のチタン含有量を測定したところ、3.0重量%であった。
〈固体触媒成分(A)の調製〉
 上記で得られた固体成分を用いた以外は、実施例1と同じ条件で、固体触媒成分(A)の調製、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を表1に示す。この固体触媒成分(A)中のチタン含有量を測定したところ、3.4重量%であった。すなわち、「成分(d)の後接触工程」において、固体触媒成分(A)にはチタン量として、0.4重量%(3.4重量%−3.0重量%)が増加したことになる。そして、増加したチタン化合物の定量方法として、上記洗浄方法が妥当であることの確認試験を実施例1と同様にして行なった。その結果、洗い流されたチタン化合物の量は0.4重量%であった。なお、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル量は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で1.5倍であった。
実施例4
 固体触媒成分(A)の調製において、チタンテトラクロライド2mlを含有するヘプタン溶液の代りに、チタンテトラクロライド20mlを含有するヘプタン溶液を用いて固体成分の調製を行なった以外は、実施例1と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を第1表に示す。なお、固体成分中のチタン含有量は3.3重量%であった。固体触媒成分(A)中のチタン含有量は、5.5重量%であり、増加したチタンテトラクロライドはチタン量として2.2重量%であった。なお、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル量は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で13.2倍であった。
実施例5
 固体触媒成分(A)の調製において、チタンテトラクロライド2mlを含有するヘプタン溶液の代りに、チタンテトラクロライド0.2mlを含有するヘプタン溶液を用いて固体成分の調製を行なった以外は、実施例1と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を第1表に示す。なお、固体成分中のチタン含有量は3.3重量%であった。固体触媒成分(A)中のチタン含有量は、3.7重量%であり、増加したチタンテトラクロライドはチタン量として0.4重量%であった。なお、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル量は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で0.1倍であった。
比較例1
〈固体触媒成分の調製〉
 攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコに、ジエトキシマグネシウム20g及びトルエン100mlを装入し、懸濁状態とした。次いで、該懸濁液を、攪拌機を具備し、窒素ガスで充分に置換された、容量500mlの丸底フラスコに予め装填されたトルエン40ml及びチタンテトラクロライド60mlの溶液中に添加して懸濁液を得、次いで、該懸濁液を6℃で1時間反応させた。その後、フタル酸ジ−n−ブチル6mlを添加し、さらに105℃まで昇温した後、撹拌しながら2時間反応処理を行なった。反応終了後、生成物を100℃のトルエン200mlで4回洗浄し、新たにトルエン80ml及びチタンテトラクロライド20mlを加えて、撹拌しながら100℃で0.5時間の反応処理を行った。次いで、生成物を40℃のヘプタン150mlで4回洗浄し、濾過、乾燥して、粉末状の固体触媒成分を得た。この固体触媒成分中のチタン含有量を測定したところ、2.9重量%であった。
〈チタンテトラクロライドの定量〉
 固体触媒成分(A)に代えて、比較例1で得た固体触媒成分を使用した以外は、実施例1と同様の方法で行った。その結果、8回洗浄後の固体触媒成分中のチタン量は2.9重量%であり、増加したチタンテトラクロライドはチタン量として0重量%であった。
〈重合触媒の形成および重合〉
 上記で得られた固体触媒成分を用いた以外は実施例1と同様に実験を行った。得られた結果を第2表に示した。
比較例2
 固体触媒成分(A)の調製において、チタンテトラクロライド2mlを含有するヘプタン溶液の代りに、チタンテトラクロライド0.1mlを含有するヘプタン溶液を用いて固体成分の調製を行なった以外は、実施例1と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を第2表に示す。なお、固体成分中のチタン含有量は3.3重量%であった。固体触媒成分(A)中のチタン含有量は、3.4重量%であり、増加したチタンテトラクロライドはチタン量として0.1重量%であった。なお、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル量は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で0.05倍であった。
比較例3
 固体触媒成分(A)の調製において、チタンテトラクロライド2mlを含有するヘプタン溶液に代えて、チタンテトラクロライド26mlを含有するヘプタン溶液を用いて固体成分の調製を行なった以外は、実施例1と同じ条件で、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を第2表に示す。なお、固体成分中のチタン含有量は3.3重量%であった。固体触媒中のチタン含有量は、6.0重量%で、増加したチタンテトラクロライドの量は2.7重量%であった。なお、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル量は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で17倍であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
実施例6
 フタル酸ジ−n−ブチルの代りに、ジ−iso−ブチルマロン酸ジエチルを同モル用いた以外は、実施例1と同じ条件で、固体成分の調製、固体触媒成分(A)の調製、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を第3表に示す。なお、固体成分中及び固体触媒成分(A)中のチタン含有量、増加したチタンテトラクロライドはそれぞれ、4.2重量%、5.0重量%、0.8重量%であった。また、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル倍率は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で1.3倍であった。
実施例7
 フタル酸ジ−n−ブチルの代りに、2−iso−プロピル−2−iso−ペンチル−1、3−ジメトキシプロパンを同モル用いた以外は、実施例1と同じ条件で、固体成分の調製、固体触媒成分(A)の調製、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を第3表に示す。なお、固体成分中及び固体触媒成分(A)中のチタン含有量、増加したチタンテトラクロライド量はそれぞれ、3.9重量%、4.6重量%、0.7重量%であった。また、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル倍率は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で1.3倍であった。
実施例8
 フタル酸ジ−n−ブチルの代りに、2,3−ジイソプロピルコハク酸ジエチルを同モル用いた以外は、実施例1と同じ条件で、固体成分の調製、固体触媒成分(A)の調製、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を第3表に示す。なお、固体成分中及び固体触媒成分(A)中のチタン含有量、増加したチタンテトラクロライド量はそれぞれ、3.7重量%、4.3重量%、0.6重量%であった。また、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル倍率は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で1.3倍であった。
実施例9
 固体触媒成分(A)の調製において、固体成分(A1)とヘプタン溶液の混濁液を昇温し、攪拌する温度をいずれも100℃から50℃に変更した以外は、実施例1と同じ条件で、固体触媒成分(A)の調製、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を第3表に示す。なお、固体成分(A1)中のチタン含有量は3.3重量%であり、固体触媒成分(A)中のチタン含有量は、3.7重量%であり、増加したチタンテトラクロライドは固体触媒成分中のチタン量として0.4重量%であった。なお、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル量は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で1.3倍であった。
比較例4
 固体触媒成分(A)の調製において、固体成分(A1)とヘプタン溶液の混濁液を昇温し、攪拌する温度をいずれも100℃から室温(23℃)に変更した以外は、実施例1と同じ条件で、固体触媒成分(A)の調製、重合触媒の形成及び重合を行なった。得られた結果を第3表に示す。なお、固体成分(A1)中のチタン含有量は3.3重量%であり、固体触媒成分(A)中のチタン含有量は、3.4重量%であり、増加したチタンテトラクロライドは固体触媒成分中のチタン量として0.1重量%であった。なお、ヘプタン中のチタンテトラクロライドの使用モル量は、固体成分中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で1.3倍であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 第1表~第3表の結果から、本発明の方法により得られた固体触媒成分を用いてプロピレンの重合を行うことにより、高立体規則性を有し、生成固体重合体微粉が少なく、粒度分布が狭い重合体を高収率で得られることがわかる。
 本発明のオレフィン類重合触媒の存在下で、オレフィン類の重合を行った場合、従来の触媒を使用した場合に比べ、高立体規則性を有し、微粉が少なく粒度分布が狭い重合体を高収率で得ることができる。

Claims (9)

  1. マグネシウム化合物(a)、チタンハロゲン化合物(b)及び電子供与性化合物(c)を接触させて得られる固体成分を含むオレフィン類重合用固体触媒成分であって、該固体触媒成分は、該固体触媒成分1g当たり10mlのヘプタンで、40℃で5分間洗浄し、これを7回繰り返し、都合8回の洗浄をした際、該固体触媒成分中のチタン含有量で0.2重量%以上2.5重量%以下のチタン化合物が洗い流されるものであることを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分。
  2. マグネシウム化合物(a)、チタンハロゲン化合物(b)及び電子供与性化合物(c)を接触させて得られる固体成分(A1)と、その固体成分(A1)中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で0.1~15倍のチタン化合物(d)を含有する不活性有機溶媒とを、該固体成分(A1)の表面又は該固体成分中に、(d)成分が残留するように接触させ、その後乾燥して粉末状にすることを特徴とする、オレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
  3. マグネシウム化合物(a)、チタンハロゲン化合物(b)及び電子供与性化合物(c)を接触させて得られる固体成分(A1)を不活性有機溶媒に懸濁させた液(X)と、固体成分(A1)中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で0.1~15倍のチタン化合物(d)を含有する不活性有機溶媒(Y)を、40~110℃で2~10分間混合攪拌し、静置後上澄み液を除去して固体成分(A2)を得る第一工程を有することを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
  4. 前記固体成分(A2)と、固体成分(A1)中に含まれるチタン化合物のチタン原子換算のモル比で0.1~15倍のチタン化合物(d)を含有する不活性有機溶媒(Y)を40~110℃で2~10分間混合攪拌し、静置後上澄み液を除去して固体成分(A3)を得る第二工程を更に有することを特徴とする請求項3記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
  5. 前記固体成分とチタン化合物(d)を含有する不活性有機溶媒(Y)との混合攪拌接触は、2~8回行なうことを特徴とする請求項4記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
  6. 前記のチタン化合物(d)がチタンテトラクロライドであることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
  7. 前記不活性有機溶媒が脂肪族炭化水素溶媒であることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
  8. (A)請求項1記載のオレフィン重合用固体触媒成分、
    (B)下記一般式(1);R1pAlQ3−p(1)
    (式中、R1は炭素数1~4のアルキル基を示し、Qは水素原子あるいはハロゲン原子を示し、pは0<p≦3の整数である。)で表される有機アルミニウム化合物および(C)外部電子供与性化合物から形成されることを特徴とするオレフィン類重合用触媒。
  9. 請求項8に記載のオレフィン類重合用触媒の存在下に、オレフィン類の重合を行なうことを特徴とするオレフィン類重合体の製造方法。
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