JP2001151812A - エチレン系重合体製造用触媒、その製造方法、及びエチレン系重合体の製造方法 - Google Patents

エチレン系重合体製造用触媒、その製造方法、及びエチレン系重合体の製造方法

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JP2001151812A
JP2001151812A JP34051199A JP34051199A JP2001151812A JP 2001151812 A JP2001151812 A JP 2001151812A JP 34051199 A JP34051199 A JP 34051199A JP 34051199 A JP34051199 A JP 34051199A JP 2001151812 A JP2001151812 A JP 2001151812A
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Japan
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chromium
catalyst
tris
ethylene
iii
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JP34051199A
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English (en)
Inventor
Hisashi Monoi
尚志 物井
Haruhiko Ikeda
晴彦 池田
Hidenobu Torigoe
秀信 鳥越
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Japan Polyolefins Co Ltd
Original Assignee
Japan Polyolefins Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 一般式(1)(式中の記号は、明細書に記載
の通り)で示される3価または4価アルキルクロム化合
物、一般式:Ar−Cr−L(式中の記号は、明細書に
記載の通り)で示されるシクロアルカジエニルクロム化
合物、及び無機酸化物固体からなるエチレン系重合体製
造用触媒、その触媒の製造方法並びにその触媒を用いる
エチレン系重合体の製造方法。 【化1】 【効果】 本発明による触媒により、耐環境応力亀裂性
(ESCR)と耐衝撃性に優れたエチレン系重合体を効
率よく製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエチレン系重合体製
造用触媒及びその触媒を使用するエチレン系重合体の製
造方法に関する。さらに詳しくは、3価または4価アル
キルクロム化合物、シクロアルカジエニルクロム化合物
及び無機酸化物固体からなる新規なエチレン系重合体製
造用触媒とその製造方法、及びその触媒を用いるエチレ
ン系重合体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】エチレン系重合体は、各種の成形品の樹
脂材料として、一般に広く用いられているが、その成形
方法と用途によって要求される特性は異なっている。例
えば、射出成形によって成形される製品には分子量が比
較的低く、狭い分子量分布を有する重合体が適している
が、フィルム成形やブロー成形などによって成形される
製品には、分子量が比較的高く、分子量分布の広い重合
体が適している。
【0003】従来より、三酸化クロムをシリカなどの無
機酸化物に担持させた、いわゆるフィリップス触媒を用
いることにより、ブロー成形等に適した広い分子量分布
のエチレン系重合体が得られることは公知である。ま
た、チーグラー触媒による一段または多段重合によって
も、ブロー成形等に適した広い分子量分布のエチレン系
重合体が得られる(特開平2-123108号、特開平4-18407
号、特開平5-230136号等)。
【0004】しかしながら、近年、ブロー成形等に適し
たエチレン系重合体に関して一層の高品質化が要望され
ている。上記の触媒によって得られる広い分子量分布を
有するエチレン系重合体を使用してブロー成形物を製造
した場合の成形物は、 (1)耐環境応力亀裂性(ESCR)が十分ではないこ
と、 (2)耐衝撃性が十分ではないこと、 などの点において必ずしも満足すべきものではない。
【0005】シクロアルカジエニルクロム化合物を無機
酸化物固体に担持して得られるエチレン系重合体製造用
触媒は、クロム化合物を無機酸化物固体に担持後、空気
または酸素などの非還元性雰囲気中で賦活活性化を行な
うことにより得られるフィリップス触媒と異なり、水素
による分子量調節が可能で広い分子量領域、特にフィリ
ップス触媒では得られない低分子量エチレン系重合体が
得られること、得られるエチレン系重合体の分子量分布
がフィリップス触媒の場合よりも狭いことなど、独自の
性能を有することはよく知られている。例えば、ビス
(シクロペンタジエニル)クロム(II)をシリカなどに
担持した触媒(特公昭45-40902号、特公昭50-32110号、
特公昭49-21433号、特公昭50-68985号、特公昭52-31226
号、特公昭58-25323号、特公昭56-15807号、特公平5-58
41号、特公平6-96612号、特表平8-512339号等)、ビス
(インデニル)クロム(II)またはビス(フルオレニ
ル)クロム(II)をシリカなどに担持した触媒(特公昭
55-8086号)、(ペンタメチルシクロペンタジエニル)
(2−メチルペンタジエニル)クロム(II)をシリカな
どに担持した触媒(特開平3-93804号)、シクロペンタ
ジエニルクロム(III)ヒドロカルビル化合物をシリカ
などの無機酸化物固体に担持した成分とアルキルアルミ
ニウム化合物からなる触媒(特許第2759016号公報、特
開平7-502783号、WO96-27621、WO96-23006等)など
が挙げられる。これらの中でもビス(シクロペンタジエ
ニル)クロム(II)をシリカなどに担持した触媒はクロ
モセン触媒として有名である。
【0006】しかしながら、これらの触媒により得られ
る重合体の分子量分布は狭く、1−ブテン、1−ヘキセ
ン等のα−オレフィンが共重合しないので短鎖分岐量が
不十分なため、ブロー成形物を製造した場合にESCR
と耐衝撃性のバランスが劣っていた。3価有機クロム化
合物を無機酸化物固体に担持して得られるエチレン系重
合体製造用触媒としては、トリス(ビシクロヘプチル)
クロム(III)をシリカに担持した触媒(特開昭47-1775
3号)、シクロペンタジエニルクロム(III)ヒドロカル
ビル化合物をシリカなどの無機酸化物固体に担持した成
分とアルキルアルミニウム化合物からなる触媒(特許第
2759016号公報、特開平7-502783号、WO96-27621、W
O96-23006等)が知られている。
【0007】また、4価有機クロム化合物を無機酸化物
固体に担持して得られるエチレン系重合体製造用触媒と
しては、テトラネオペンチルクロム(IV)をシリカなど
に担持した触媒(特公昭51-8757号)、テトラキス(ビ
シクロヘプチル)クロム(IV)をシリカなどに担持した
触媒(特開昭47-16590号)が知られている。これらの触
媒は上記シクロアルカジエニルクロム化合物を用いた触
媒とは異なり、1−ブテン、1−ヘキセン等のα−オレ
フィンを共重合し、得られる共重合体の分子量分布が上
記シクロアルカジエニルクロム化合物を用いた触媒より
広いという特徴を有するが、分子量分布の広さは十分で
はないためESCRが劣る。
【0008】クロム化合物をシリカなどの無機酸化物固
体に2種類担持した触媒を用いることにより、分子量分
布を広げる例も知られている。特開平3-93805号にはビ
ス(シクロペンタジエニル)クロム(II)と(ペンタメ
チルシクロペンタジエニル)(2−メチルペンタジエニ
ル)クロム(II)をシリカに担持した触媒が開示されて
いる。得られるエチレン系重合体の分子量分布は各クロ
ム化合物を単独で担持した場合に比べて広くなる。ビス
(シクロペンタジエニル)クロム(II)によって生成す
る低分子量成分は分子量分布が狭く極低分子量成分量が
少ないため、耐衝撃性向上には効果があるが、(ペンタ
メチルシクロペンタジエニル)(2−メチルペンタジエ
ニル)クロム(II)によって生成する高分子量成分が1
−ブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィンと共重合し
ないため、ESCR及び耐衝撃性のバランスが劣る。
【0009】特開平9-136912号には、クロムカルボン酸
塩、クロム化合物(クロム−1,3−ジケト化合物、ク
ロム酸エステル、クロムアミド化合物等)、担体、アル
ミノキサン、及び共役π電子を有する基を配位子とした
遷移金属化合物からなる触媒が開示されている。得られ
るエチレン系重合体の分子量分布は各遷移金属成分単独
の場合に比べ広くなるが、上記クロム化合物によって生
成する高分子量成分は共役π電子を有する基を配位子と
した遷移金属化合物によって生成する低分子量成分に比
べ1−ブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィンが共重
合されにくく、短鎖分岐が低分子量成分側に優先的に導
入されてしまうため、ESCR改良の余地がある。ま
た、高分子量成分の分子量分布が広すぎて極低分子量成
分が存在するため、耐衝撃性の改良にも余地がある。
【0010】特開平10-338707号には、クロムカルボン
酸塩、クロム−1,3−ジケト化合物、クロム酸エステ
ル及びクロムアミド化合物から選ばれる2種類のクロム
化合物、担体、アルミノキサン、有機金属アルコキシド
及び/または有機金属シロキシドからなる触媒が開示さ
れている。得られるエチレン系重合体の分子量分布は各
クロム化合物単独の場合に比べ広くなるが、上記クロム
化合物によって生成する高分子量成分は1−ブテン、1
−ヘキセン等のα−オレフィンが共重合されにくいた
め、ESCR改良の余地がある。また、高分子量成分の
分子量分布が広すぎて極低分子量成分が存在するため、
耐衝撃性改良の余地もある。
【0011】また、クロム化合物を無機酸化物固体に担
持して得られるエチレン系重合体製造用触媒を利用し
て、重合方法を工夫して分子量分布を広げる方法も知ら
れている。特開平6-49125号には、ビス(シクロペンタ
ジエニル)クロム(II)をシリカなどに担持した触媒を
用いて、二段重合によって分子量分布を広げる方法が開
示されている。この触媒で生成する高分子量成分は1−
ブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィンと共重合しな
いため、低分子量成分の分子量分布が狭く、極低分子量
成分量が少なく耐衝撃性向上に効果があるにもかかわら
ず、得られるエチレン系重合体のESCR及び耐衝撃性
のバランスは劣る。
【0012】特表平7-503739号には、クロム化合物とア
ルミノキサンからなる触媒において、アルミノキサンと
クロムのモル比を変えることによって分子量分布を広げ
る方法が開示されているが、この方法は操作が煩雑であ
り、定常的に一定の分子量分布の製品を得るのが困難で
あり、工業生産には向いていない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は上記従来技術の問題点を解消し得る、新規なエチレン
系重合体製造用触媒、及びその触媒を使用した耐環境応
力亀裂性(ESCR)と耐衝撃性に優れたエチレン系重
合体を効率よく製造する方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑みて鋭意検討した結果、2種類のクロム化合物、す
なわち下記一般式(1)で示される3価または4価アル
キルクロム化合物と一般式(2)で示されるシクロアル
カジエニルクロム化合物、及び無機酸化物固体からなる
触媒を用いることによって前記課題を解決した。
【0015】すなわち、本発明は、 [1]一般式(1)
【化3】 (式中、R1、R2及びR3は同一でも異なってもよく、
各々(1)水素原子、(2)炭素原子数1〜18のアルキル基
またはアリール基、または(3)炭素原子数1〜18のア
ルキル基またはアリール基で置換されたシリル基を表わ
すが、R1〜R3は同時に水素原子を表わさない。またR
1〜R3のうち少なくとも2つが連結されて環を形成して
いてもよい。nは3または4を表わす。)で示されるア
ルキルクロム化合物、一般式(2)
【化4】 (式中、Arは非置換または炭素原子数1〜18のアル
キル基またはアリール基で置換された、(1)シクロペン
タジエニル基、(2)インデニル基、または(3)フルオレニ
ル基であり、Lは非置換または炭素原子数1〜18のア
ルキル基またはアリール基で置換された、(1)シクロペ
ンタジエニル基、(2)インデニル基、(3)フルオレニル
基、(4)ペンタジエニル基、または(5)アリール基であ
る。)で示されるシクロアルカジエニルクロム化合物、
及び無機酸化物固体からなるエチレン系重合体製造用触
媒。 [2]一般式(1)で示されるアルキルクロム化合物及
び一般式(2)で示されるシクロアルカジエニルクロム
化合物を無機酸化物固体に担持してなる前記[1]記載
のエチレン系重合体製造用触媒 [3]一般式(1)で示されるアルキルクロム化合物及
び一般式(2)で示されるシクロアルカジエニルクロム
化合物を無機酸化物固体に対し、それぞれクロム原子と
して0.01〜5%(質量%、以下同様)担持させてなる前
記[2]記載のエチレン系重合体製造用触媒。 [4]無機酸化物固体に担持する一般式(1)で示され
るアルキルクロム化合物と一般式(2)で示されるシク
ロアルカジエニルクロム化合物の比が、クロム原子の質
量比として1〜99:99〜1である前記[2]または
[3]に記載のエチレン系重合体製造用触媒。 [5]400℃〜900℃で焼成した無機酸化物固体を
用いる前記[1]ないし[4]のいずれかに記載のエチ
レン系重合体製造用触媒。 [6]前記[1]ないし[5]のいずれかに記載のエチ
レン系重合体製造用触媒を用い、エチレンを重合するこ
とを特徴とするエチレン系重合体の製造方法。 [7]重合時に分子量調節剤として水素を共存させる前
記[6]記載のエチレン系重合体の製造方法。 [8]重合時にエチレンと共にコモノマーとして炭素数
3以上のα−オレフィンを共存させる前記[6]または
[7]に記載のエチレン系重合体の製造方法、を提供す
る。
【0016】
【発明の具体的な説明】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明の方法で使用する第一の触媒成分は、一般式
(1)で示される3価または4価アルキルクロム化合物
である。
【0017】
【化5】 式中、R1、R2及びR3は同一でも異なってもよく、各
々(1)水素原子、(2)炭素原子数1〜18のアルキル基ま
たはアリール基、または(3)炭素原子数1〜18のアル
キル基またはアリール基で置換されたシリル基を表わす
が、R1〜R3は同時に水素原子を表わさない。またR1
〜R3のうち少なくとも2つが連結されて環を形成して
いてもよい。nは3または4を表わす。
【0018】R1〜R3が表わすアルキル基としては、メ
チル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチ
ル、イソブチル、t−ブチル、シクロペンチル、シクロ
ヘキシル、ベンジル、ジメチルフェニルメチル、2,
2,2−トリフェニルエチルなど、アリール基としては
フェニル、トリル、キシリル、メシチル、ナフチル、イ
ンデニル、フルオレニルなどが挙げられ、アルキル置換
シリル基としては、トリメチルシリル、トリエチルシリ
ル、トリイソプロピルシリル、トリt−ブチルシリル、
トリシクロヘキシルシリルなどが挙げられ、アリール置
換シリル基としては、トリフェニルシリル、トリトリル
シリル、トリキシリルシリル、トリメシチルシリル、ジ
メチルフェニルシリル、ジフェニルメチルシリル、ジエ
チルフェニルシリル、ジフェニルエチルシリルなどが挙
げられ、R1〜R3のうち少なくとも2つが連結されて環
を形成する場合の例としては、シクロヘキシル、アルキ
ル置換シクロヘキシル、1−ビシクロ[2.2.1]ヘ
プチル、アルキル置換1−ビシクロ[2.2.1]ヘプ
チルなどが挙げられる。
【0019】これらの中でもアルキル基、アルキル置換
シリル基、1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、アル
キル置換1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチルが好まし
く、特にt−ブチル、ジメチルフェニルメチル、トリメ
チルシリル、1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、
2,2,3−トリメチル−1−ビシクロ[2.2.1]
ヘプチルが好ましい。
【0020】一般式(1)で示される3価アルキルクロ
ム化合物としては、例えばトリス[ビス(アルキル)メ
チル]クロム(III)、トリス[トリス(アルキル)メ
チル]クロム(III)、トリス[ビス(アルキル置換シ
リル)メチル]クロム(III)、トリス[トリス(アル
キル置換シリル)メチル]クロム(III)、トリス(1
−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(III)、
トリス(アルキル置換1−ビシクロ[2.2.1]ヘプ
チル)クロム(III)などが挙げられ、さらに具体的に
は、
【0021】トリス[ビス(トリメチルシリル)メチ
ル]クロム(III)、トリス[トリス(トリメチルシリ
ル)メチル]クロム(III)、トリス[ビス(トリエチ
ルシリル)メチル]クロム(III)、トリス[トリス
(トリエチルシリル)メチル]クロム(III)、トリス
[ビス(トリn−プロピルシリル)メチル]クロム(II
I)、トリス[トリス(トリn−プロピルシリル)メチ
ル]クロム(III)、トリス[ビス(トリイソプロピル
シリル)メチル]クロム(III)、トリス[トリス(ト
リイソプロピルシリル)メチル]クロム(III)、トリ
ス[ビス(トリn−ブチルシリル)メチル]クロム(II
I)、トリス[トリス(トリn−ブチルシリル)メチ
ル]クロム(III)、
【0022】トリス[ビス(トリイソブチルシリル)メ
チル]クロム(III)、トリス[トリス(トリイソブチ
ルシリル)メチル]クロム(III)、トリス[ビス(ト
リt−ブチルシリル)メチル]クロム(III)、トリス
[トリス(トリt−ブチルシリル)メチル]クロム(II
I)、トリス[1,1−ビス(トリメチルシリル)エチ
ル]クロム(III)、トリス[1,1−ビス(トリメチ
ルシリル)プロピル]クロム(III)、トリス[1,1
−ビス(トリメチルシリル)−2−メチルプロピル]ク
ロム(III)、トリス[1,1−ビス(トリメチルシリ
ル)ブチル]クロム(III)、トリス[{ビス(トリメ
チルシリル)フェニル}メチル]クロム(III)、
【0023】トリス[{ビス(トリメチルシリル)シク
ロヘキシル}メチル]クロム(III)、トリス[1,1
−ビス(トリエチルシリル)エチル]クロム(III)、
トリス[1,1−ビス(トリエチルシリル)プロピル]
クロム(III)、トリス[1,1−ビス(トリエチルシ
リル)−2−メチルプロピル]クロム(III)、トリス
[1,1−ビス(トリエチルシリル)ブチル]クロム
(III)、トリス[{ビス(トリエチルシリル)フェニ
ル}メチル]クロム(III)、トリス[{ビス(トリエ
チルシリル)シクロヘキシル}メチル]クロム(II
I)、トリス[1,1−ビス(トリn−プロピルシリ
ル)エチル]クロム(III)、トリス[1,1−ビス
(トリn−プロピルシリル)プロピル]クロム(II
I)、トリス[1,1−ビス(トリn−プロピルシリ
ル)−2−メチルプロピル]クロム(III)、
【0024】トリス[1,1−ビス(トリn−プロピル
シリル)ブチル]クロム(III)、トリス[{ビス(ト
リn−プロピルシリル)フェニル}メチル]クロム(II
I)、トリス[{ビス(トリn−プロピルシリル)シク
ロヘキシル}メチル]クロム(III)、トリス[1,1
−ビス(トリイソプロピルシリル)エチル]クロム(II
I)、トリス[1,1−ビス(トリイソプロピルシリ
ル)プロピル]クロム(III)、トリス[1,1−ビス
(トリイソプロピルシリル)−2−メチルプロピル]ク
ロム(III)、トリス[1,1−ビス(トリイソプロピ
ルシリル)ブチル]クロム(III)、トリス[{ビス
(トリイソプロピルシリル)フェニル}メチル]クロム
(III)、トリス[{ビス(トリイソプロピルシリル)
シクロヘキシル}メチル]クロム(III)、トリス(ジ
t−ブチルメチル)クロム(III)、
【0025】トリス(トリt−ブチルメチル)クロム
(III)、トリス(ジt−ヘプチルメチル)クロム(II
I)、トリス(トリt−ヘプチルメチル)クロム(II
I)、トリス(4,4,6,6−テトラn−プロピル−
5−ノニル)クロム(III)、トリス(4,4,5,
6,6−ペンタn−プロピル−5−ノニル)クロム(II
I)、トリス(2,6−ジメチル−3,5−ジイソプロ
ピル−4−ヘプチル)クロム(III)、トリス(2,6
−ジメチル−3,4,5−トリイソプロピル−4−ヘプ
チル)クロム(III)、トリス(2,2,3,5,5−
ペンタメチル−3−ペンチル)クロム(III)、トリス
(3−エチル−2,2,5,5−テトラメチル−3−ペ
ンチル)クロム(III)、トリス(3−イソプロピル−
2,2,5,5−テトラメチル−3−ペンチル)クロム
(III)、
【0026】トリス(3−n−プロピル−2,2,5,
5−テトラメチル−3−ペンチル)クロム(III)、ト
リス(3−フェニル−2,2,5,5−テトラメチル−
3−ペンチル)クロム(III)、トリス(3−シクロヘ
キシル−2,2,5,5−テトラメチル−3−ペンチ
ル)クロム(III)、トリス(4−メチル−2,2,
5,5−テトラエチル−4−ヘプチル)クロム(II
I)、トリス(2,2,4,5,5−ペンタエチル−4
−ヘプチル)クロム(III)、トリス(4−イソプロピ
ル−2,2,5,5−テトラエチル−4−ヘプチル)ク
ロム(III)、トリス(4−フェニル−2,2,5,5
−テトラエチル−4−ヘプチル)クロム(III)、トリ
ス(4−シクロヘキシル−2,2,5,5−テトラエチ
ル−4−ヘプチル)クロム(III)、トリス(1−トリ
メチルシリルシクロヘキシル)クロム(III)、トリス
(1−トリエチルシリルシクロヘキシル)クロム(II
I)、
【0027】トリス(1−トリブチルシリルシクロヘキ
シル)クロム(III)、トリス(1−トリフェニルシリ
ルシクロヘキシル)クロム(III)、トリス(1−t−
ブチルシクロヘキシル)クロム(III)、トリス(1−
トリエチルメチルシクロヘキシル)クロム(III)、ト
リス(1−トリブチルメチルシクロヘキシル)クロム
(III)、トリス(1−トリフェニルメチルシクロヘキ
シル)クロム(III)、トリス(1−トリメチルシリル
シクロペンチル)クロム(III)、トリス(1−トリエ
チルシリルシクロペンチル)クロム(III)、トリス
(1−トリブチルシリルシクロペンチル)クロム(II
I)、トリス(1−トリフェニルシリルシクロペンチ
ル)クロム(III)、
【0028】トリス(1−t−ブチルシクロペンチル)
クロム(III)、トリス(1−トリエチルメチルシクロ
ペンチル)クロム(III)、トリス(1−トリブチルメ
チルシクロペンチル)クロム(III)、トリス(1−ト
リフェニルメチルシクロペンチル)クロム(III)、ト
リス(トリフェニルメチル)クロム(III)、トリス
(トリメチルシリルジフェニルメチル)クロム(II
I)、トリス(トリエチルシリルジフェニルメチル)ク
ロム(III)、トリス(トリブチルシリルジフェニルメ
チル)クロム(III)、トリス(トリフェニルシリルジ
フェニルメチル)クロム(III)、トリス(t−ブチル
ジフェニル)クロム(III)、
【0029】トリス(1,1−ジフェニル−2,2−ジ
メチル−1−プロピル)クロム(III)、トリス(1,
1−ジフェニル−2,2−ジエチル−1−ブチル)クロ
ム(III)、トリス(1,1,2,2,2−ペンタフェ
ニル−1−エチル)クロム(III)、トリス(ビストリ
メチルシリルフェニルメチル)クロム(III)、トリス
(ビストリエチルシリルフェニルメチル)クロム(II
I)、トリス(ビストリブチルシリルフェニルメチル)
クロム(III)、トリス(ビストリフェニルシリルフェ
ニルメチル)クロム(III)、トリス(ジt−ブチルフ
ェニルメチル)クロム(III)、トリス[ビス(ジメチ
ルフェニルシリル)メチル]クロム(III)、トリス
[トリス(ジメチルフェニルシリル)メチル]クロム
(III)、
【0030】トリス[ビス(ジフェニルメチルシリル)
メチル]クロム(III)、トリス[トリス(ジフェニル
メチルシリル)メチル]クロム(III)、トリス(2,
2−ジメチル−1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)
クロム(III)、トリス(2,6−ジメチル−1−ビシ
クロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(III)、トリス
(2,2,3−トリメチル−1−ビシクロ[2.2.
1]ヘプチル)クロム(III)、トリス(2,2,4−
トリメチル−1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)ク
ロム(III)、トリス(2,2,5−トリメチル−1−
ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(III)、ト
リス(2,3,4−トリメチル−1−ビシクロ[2.
2.1]ヘプチル)クロム(III)、トリス(2,4,
6−トリメチル−1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチ
ル)クロム(III)、トリス(2,2,3,5−テトラ
メチル−1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)クロム
(III)、
【0031】トリス(2,2,3,4−テトラメチル−
1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(II
I)、トリス(2,3,3,6−テトラメチル−1−ビ
シクロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(III)、トリ
ス(2,3,4,6−テトラメチル−1−ビシクロ
[2.2.1]ヘプチル)クロム(III)、トリス
(2,3,5,6−テトラメチル−1−ビシクロ[2.
2.1]ヘプチル)クロム(III)、などが挙げられ
る。
【0032】これらの中でも特にトリス[ビス(トリメ
チルシリル)メチル]クロム(III)、及びトリス
(2,2,3−トリメチル−1−ビシクロ[2.2.
1]ヘプチル)クロム(III)が好ましい。
【0033】一般式(1)で示される4価アルキルクロ
ム化合物としては、テトラキス(アルキル)クロム(I
V)、テトラキス(アルキル置換シリル)クロム(I
V)、テトラキス(1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチ
ル)クロム(IV)、テトラキス(アルキル置換1−ビシ
クロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(IV)などが挙げ
られ、さらに具体的には、
【0034】テトラキス(2,2−ジメチルプロピル)
クロム(IV)、テトラキス(2,2−ジメチルブチル)
クロム(IV)、テトラキス(2−メチル−2−フェニル
プロピル)クロム(IV)、テトラキス(2,2−ジフェ
ニルプロピル)クロム(IV)、テトラキス(2,2,2
−トリフェニルエチル)クロム(IV)、テトラキス(ベ
ンジル)クロム(IV)、テトラキス(トリメチルシリル
メチル)クロム(IV)、テトラキス(トリエチルシリル
メチル)クロム(IV)、テトラキス(トリフェニルシリ
ルメチル)クロム(IV)、
【0035】テトラキス(シクロヘキシル)クロム(I
V)、テトラキス(1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチ
ル)クロム(IV)、テトラキス(2−メチル−1−ビシ
クロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(IV)、テトラキ
ス(3−メチル−1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチ
ル)クロム(IV)、テトラキス(4−メチル−1−ビシ
クロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(IV)、テトラキ
ス(7−メチル−1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチ
ル)クロム(IV)、テトラキス(2,3−ジメチル−1
−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(IV)、テ
トラキス(2,4−ジメチル−1−ビシクロ[2.2.
1]ヘプチル)クロム(IV)、テトラキス(2,5−ジ
メチル−1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)クロム
(IV)、テトラキス(3,3−ジメチル−1−ビシクロ
[2.2.1]ヘプチル)クロム(IV)、
【0036】テトラキス(3,4−ジメチル−1−ビシ
クロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(IV)、テトラキ
ス(3,5−ジメチル−1−ビシクロ[2.2.1]ヘ
プチル)クロム(IV)、テトラキス(3,7−ジメチル
−1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(I
V)、テトラキス(4,7−ジメチル−1−ビシクロ
[2.2.1]ヘプチル)クロム(IV)、テトラキス
(2,3,3−トリメチル−1−ビシクロ[2.2.
1]ヘプチル)クロム(IV)、テトラキス(2,3,4
−トリメチル−1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)
クロム(IV)、テトラキス(2,3,5−トリメチル−
1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(IV)、
テトラキス(2,5,5−トリメチル−1−ビシクロ
[2.2.1]ヘプチル)クロム(IV)、テトラキス
(3,3,7−トリメチル−1−ビシクロ[2.2.
1]ヘプチル)クロム(IV)、テトラキス(3,4,6
−トリメチル−1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)
クロム(IV)、テトラキス(3,4,7−トリメチル−
1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)クロム(IV)な
どが挙げられる。
【0037】これらの中でも特にテトラキス(2,2−
ジメチルプロピル)クロム(IV)、テトラキス(2−メ
チル−2−フェニルプロピル)クロム(IV)、テトラキ
ス(2,2,2−トリフェニルエチル)クロム(IV)、
テトラキス(トリメチルシリルメチル)クロム(IV)、
テトラキス(シクロヘキシル)クロム(IV)、及びテト
ラキス(1−ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)クロム
(IV)が好ましい。
【0038】本発明の方法で使用する第二の触媒成分
は、一般式(2)で示されるシクロアルカジエニルクロ
ム化合物である。
【化6】
【0039】式中、Arは、非置換または炭素原子数1
〜18のアルキル基またはアリール基で置換された、
(1)シクロペンタジエニル基、(2)インデニル基、または
(3)フルオレニル基であり、Lは、非置換または炭素原
子数1〜18のアルキル基またはアリール基で置換され
た、(1)シクロペンタジエニル基、(2)インデニル基、
(3)フルオレニル基、(4)ペンタジエニル基、または(5)
アリル基である。
【0040】アルキル基の具体例としては、メチル、エ
チル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソ
ブチル、t−ブチル、ベンジルなどが挙げられ、アリー
ル基の具体例としては、フェニル、トリル、キシリル、
メシチル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニ
ルなどが挙げられる。
【0041】Arの具体例としては、シクロペンタジエ
ニル、メチルシクロペンタジエニル、n−ブチルシクロ
ペンタジエニル、ペンタメチルシクロペンタジエニル、
インデニル、1−メチルインデニル、2−メチルインデ
ニル、フルオレニル、9−メチルフルオレニルなどが挙
げられ、特にシクロペンタジエニル、ペンタメチルシク
ロペンタジエニル、インデニル、フルオレニルが好まし
い。
【0042】Lの具体例としては、シクロペンタジエニ
ル、メチルシクロペンタジエニル、n−ブチルシクロペ
ンタジエニル、ペンタメチルシクロペンタジエニル、イ
ンデニル、1−メチルインデニル、2−メチルインデニ
ル、フルオレニル、9−メチルフルオレニル、ペンタジ
エニル、2−メチルペンタジエニル、2,4−ジメチル
ペンタジエニル、1,5−ジメチルペンタジエニル、2
−フェニルペンタジエニル、2,4−ジフェニルペンタ
ジエニル、1,5−ジフェニルペンタジエニル、アリ
ル、1−メチルアリル、2−メチルアリル、1−フェニ
ルアリル、2−フェニルアリルなどが挙げられ、特にシ
クロペンタジエニル、ペンタメチルシクロペンタジエニ
ル、インデニル、フルオレニル、2,4−ジメチルペン
タジエニル、アリルが好ましい。
【0043】シクロアルカジエニルクロム化合物の例と
しては、ビス(非置換またはアルキル置換シクロペンタ
ジエニル)クロム(II)、ビス(非置換またはアルキル
置換インデニル)クロム(II)、ビス(非置換またはア
ルキル置換フルオレニル)クロム(II)、(非置換また
はアルキル置換シクロペンタジエニル)(非置換または
アルキル置換ペンタジエニル)クロム(II)、(非置換
またはアルキル置換シクロペンタジエニル)(非置換ま
たはアルキル置換アリル)クロム(II)などが挙げら
れ、さらに具体的には、
【0044】ビス(シクロペンタジエニル)クロム(I
I)、ビス(メチルシクロペンタジエニル)クロム(I
I)、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)クロ
ム(II)、ビス(インデニル)クロム(II)、ビス(1
−メチルインデニル)クロム(II)、ビス(2−メチル
インデニル)クロム(II)、ビス(フルオレニル)クロ
ム(II)、ビス(9−メチルフルオレニル)クロム(I
I)、(シクロペンタジエニル)(ペンタメチルシクロ
ペンタジエニル)クロム(II)、(シクロペンタジエニ
ル)(インデニル)クロム(II)、
【0045】(シクロペンタジエニル)(フルオレニ
ル)クロム(II)、(ペンタメチルシクロペンタジエニ
ル)(インデニル)クロム(II)、(ペンタメチルシク
ロペンタジエニル)(フルオレニル)クロム(II)、
(シクロペンタジエニル)(ペンタジエニル)クロム
(II)、(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(ペン
タジエニル)クロム(II)、(インデニル)(ペンタジ
エニル)クロム(II)、(フルオレニル)(ペンタジエ
ニル)クロム(II)、(シクロペンタジエニル)(2,
4−ジメチルペンタジエニル)クロム(II)、(ペンタ
メチルシクロペンタジエニル)(2,4−ジメチルペン
タジエニル)クロム(II)、(インデニル)(2,4−
ジメチルペンタジエニル)クロム(II)、(フルオレニ
ル)(2,4−ジメチルペンタジエニル)クロム(I
I)、(シクロペンタジエニル)(2−メチルペンタジ
エニル)クロム(II)、
【0046】(ペンタメチルシクロペンタジエニル)
(2−メチルペンタジエニル)クロム(II)、(インデ
ニル)(2−メチルペンタジエニル)クロム(II)、
(フルオレニル)(2−メチルペンタジエニル)クロム
(II)、(シクロペンタジエニル)(アリル)クロム
(II)、(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(アリ
ル)クロム(II)、(インデニル)(アリル)クロム
(II)、(フルオレニル)(アリル)クロム(II)、
(シクロペンタジエニル)(2−メチルアリル)クロム
(II)、(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(2−
メチルアリル)クロム(II)、(インデニル)(2−メ
チルアリル)クロム(II)、(フルオレニル)(2−メ
チルアリル)クロム(II)などが挙げられる。
【0047】これらの中でも特にビス(シクロペンタジ
エニル)クロム(II)、ビス(ペンタメチルシクロペン
タジエニル)クロム(II)、ビス(インデニル)クロム
(II)、ビス(フルオレニル)クロム(II)、(シクロ
ペンタジエニル)(2,4−ジメチルペンタジエニル)
クロム(II)、(シクロペンタジエニル)(アリル)ク
ロム(II)、(ペンタメチルシクロペンタジエニル)
(2,4−ジメチルペンタジエニル)クロム(II)、
(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(アリル)クロ
ム(II)が好ましく、とりわけビス(シクロペンタジエ
ニル)クロム(II)、及び(シクロペンタジエニル)
(2,4−ジメチルペンタジエニル)クロム(II)が好
ましい。
【0048】本発明の方法で使用する第三の触媒成分
は、無機酸化物固体である。無機酸化物固体としては、
周期律表第2、4、13または14族の金属の酸化物が
使用される。具体的には、マグネシア、チタニア、ジル
コニア、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、シリカ
−チタニア、シリカ−ジルコニア、リン酸アルミニウム
またはこれらの混合物等が挙げられる。リン酸アルミニ
ウムは形式上はリン酸塩であるが、酸化物としての性質
を有する。これらの中で好ましいのはシリカ−アルミ
ナ、及びシリカである。
【0049】これらの無機酸化物固体の特性としては、
比表面積が50〜1000m2/g、好ましくは200〜8
00m2/g、細孔体積が0.5〜3.0m2/g、好ましくは
0.7〜2.5m2/g、平均粒径が10〜200μm、好ま
しくは30〜150μmの範囲のものが用いられる。
【0050】無機酸化物固体は、使用される前に予め吸
着した水分を除去し、焼成しておくことが望ましい。無
機酸化物固体の焼成は、通常モレキュラーシーブ流通
下、乾燥した窒素ガス気流中で、400℃〜900℃、
好ましくは450℃〜850℃、さらに好ましくは50
0℃〜800℃の温度範囲で、30分〜48時間、好ま
しくは2時間〜36時間、さらに好ましくは5時間〜2
4時間行なわれる。焼成温度が400℃未満の場合及び
900℃を越える場合、活性が非常に低下してしまうの
で好ましくない。充分な量の窒素ガスを供給し無機酸化
物固体を流動状態において乾燥させることが好ましい。
また、チタネート類やフッ素含有塩類等を添加して焼成
する公知の方法を併用してもよい。
【0051】[触媒の調製]本発明の触媒は、予め合成
した一般式(1)で示される3価または4価アルキルク
ロム化合物及び一般式(2)で示されるシクロアルカジ
エニルクロム化合物を無機酸化物固体に化学的に反応さ
せて担持し、調製する。一般式(1)で示される3価ア
ルキルクロム化合物の合成方法としては、三塩化クロム
のような三ハロゲン化クロム、または三塩化クロムのテ
トラヒドロフラン錯体CrCl3・3THFを、テトラ
ヒドロフランのようなエーテル系溶媒中で、例えばビス
(トリメチルシリル)メチルリチウムのようなアルキル
アルカリ金属塩と、アルキルアルカリ金属/クロムモル
比=3となるように反応させて得るのが一般的である。
その際、たとえば三塩化クロムとビス(トリメチルシリ
ル)メチルリチウムとの反応の場合にはハロゲン化アル
カリ金属として塩化リチウムが析出するが、ろ過により
この析出塩を除去する。さらに再結晶等の操作により目
的とする3価アルキルクロム化合物を単離するが、単離
せずとも、上記ハロゲン化アルカリ金属除去後、減圧下
エーテル系溶媒を除去し、ペンタン、ヘキサン、ヘプタ
ン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キ
シレンのような不活性炭化水素溶媒に溶解し3価アルキ
ルクロム化合物の生成物としてもよい。
【0052】一般式(1)で示される4価アルキルクロ
ム化合物の合成方法としては、三塩化クロムのような三
ハロゲン化クロムまたは三塩化クロムのテトラヒドロフ
ラン錯体CrCl3・3THFを、ジエチルエーテルま
たはテトラヒドロフランのようなエーテル系溶媒中で、
アルキルマグネシウムハライドのようなグリニャール化
合物またはアルキルリチウム化合物と、対クロムモル比
=4〜5となるように反応させて得るのが一般的であ
る。その際、たとえばCrCl3・3THFと2,2−
ジメチルプロピルマグネシウムクロリドとの反応の場合
には塩化マグネシウムが析出するが、ろ過によりこの析
出塩を除去する。さらに再結晶等の操作により目的とす
る4価アルキルクロム化合物を単離するが、単離せずに
上記析出塩除去後、減圧下エーテル系溶媒を除去し、ペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカン、シクロヘキサ
ン、ベンゼン、トルエン、キシレンのような不活性炭化
水素溶媒に溶解し4価アルキルクロム化合物の生成物と
してもよい。
【0053】一般式(2)で示されるシクロアルカジエ
ニルクロム化合物の合成方法としては、二塩化クロムの
ような二ハロゲン化クロムを、テトラヒドロフランのよ
うなエーテル系溶媒中で、例えばシクロペンタジエニル
ナトリウムのようなシクロアルカジエニルアルカリ金属
塩と、シクロアルカジエニルアルカリ金属塩/クロムモ
ル比=2となるように反応させて得るのが一般的であ
る。その際、例えば二塩化クロムとシクロペンタジエニ
ルナトリウムとの反応の場合にはハロゲン化アルカリ金
属として塩化ナトリウムが析出するが、ろ過によりこの
析出塩を除去する。さらに再結晶等の操作により目的と
するシクロアルカジエニルクロム化合物を単離するが、
単離せずに上記ハロゲン化アルカリ金属除去後、減圧下
エーテル系溶媒を除去し、ペンタン、ヘキサン、ヘプタ
ン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キ
シレンのような不活性炭化水素溶媒に溶解しシクロアル
カジエニルクロム化合物の生成物としてもよい。
【0054】一般式(1)で示される3価または4価ア
ルキルクロム化合物及び一般式(2)で示されるシクロ
アルカジエニルクロム化合物を無機酸化物固体に担持す
るにあたっては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカ
ン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレンな
どのような不活性炭化水素中で行なう。無機酸化物固体
あたりの溶媒量は任意の量を用いることができる。
【0055】担持する順序としては、 i)一般式(1)で示される3価または4価アルキルク
ロム化合物を担持してから一般式(2)で示されるシク
ロアルカジエニルクロム化合物を担持する方法、 ii)一般式(2)で示されるシクロアルカジエニルクロ
ム化合物を担持してから一般式(1)で示される3価ま
たは4価アルキルクロム化合物を担持する方法、 iii)一般式(1)で示される3価または4価アルキル
クロム化合物と一般式(2)で示されるシクロアルカジ
エニルクロム化合物を予め溶媒の存在または不存在下、
混合してから担持する方法、のいずれでもよい。 無機酸化物固体に対する一般式(1)で示される3価ま
たは4価アルキルクロム化合物及び一般式(2)で示さ
れるシクロアルカジエニルクロム化合物の担持量は、そ
れぞれクロム原子として0.01〜5%、好ましくは0.05〜
3%、さらに好ましくは0.1〜2%である。
【0056】また、担持する一般式(1)で示される3
価または4価アルキルクロム化合物と一般式(2)で示
されるシクロアルカジエニルクロム化合物の比は、クロ
ム原子の質量比として、1〜99:99〜1、好ましく
は5〜95:95〜5、さらに好ましくは10〜90:
90〜10である。さらに担持温度は−78℃〜100
℃、好ましくは−20℃〜80℃、さらに好ましくは0
℃〜60℃、また担持時間は10分〜48時間、好まし
くは30分〜24時間、さらに好ましくは1時間〜10
時間である。担持後、溶媒を減圧下で除去する方法また
はろ過によって分離する方法によって流動性の良いさら
さらの粉末とした後に重合に用いることができるし、溶
媒を除去せずにそのまま重合反応器に導入することもで
きる。
【0057】本発明の方法を実施するにあたり、上記の
触媒を用いて本発明のエチレン系重合体の製造を実施す
るには、スラリー重合、溶液重合のような液相重合法、
あるいは気相重合法などで行なうことができる。液相重
合法は通常炭化水素溶媒中で実施される。炭化水素溶媒
としては、プロパン、ブタン、イソブタン、ヘキサン、
ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシ
レンなどの不活性炭化水素が単独でまたは混合物として
用いられる。
【0058】気相重合法としては、不活性ガス共存下
で、流動床、撹拌床等による重合法を採用でき、場合に
より重合熱除去の媒体を共存させる、いわゆるコンデン
シングモードを採用することもできる。液相または気相
重合における重合温度は、一般には0〜300℃であ
り、実用的には20〜200℃である。反応器中の触媒
濃度及びエチレン圧は重合を進行させるのに十分な任意
の濃度及び圧力でよい。また、分子量調節のために重合
系内に水素などを共存させることができるが、本発明の
効果を最大に発現させるためには水素を共存させること
が好ましい。反応器中の水素濃度及び水素圧は重合を進
行させるのに十分な任意の濃度及び圧力でよい。
【0059】さらに必要に応じて、エチレンと共にプロ
ピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−
ペンテン、1−オクテンなどのα−オレフィンをコモノ
マーとして単独または2種類以上反応器中に導入して共
重合させることもできるが、本発明の効果を最大に発現
させるためにはコモノマーを共存させることが好まし
い。反応器中のコモノマー濃度は重合を進行させるのに
十分な任意の濃度でよい。本発明の触媒は、担体として
の無機酸化物固体上に一般式(1)で示される3価また
は4価アルキルクロム化合物及び一般式(2)で示され
るシクロアルカジエニルクロム化合物が担持されてい
る。所定の重合条件、特にエチレンとともに分子量調節
剤として水素及びコモノマーとしてα−オレフィンを導
入した共重合において、一般式(1)で示される3価ま
たは4価アルキルクロム化合物によって生じた活性点か
らは分子量分布が広く、短鎖分岐が導入された高分子量
成分が生成し、一般式(2)で示されるシクロアルカジ
エニルクロム化合物によって生じた活性点からは分子量
分布が狭く、短鎖分岐が導入されない低分子量成分が生
成する。特定のエチレン濃度及び水素濃度において、生
成する重合体の分子量は、一般式(2)のシクロアルカ
ジエニルクロム化合物によって生じた活性点から生成す
る分子量の方が一般式(1)の3価または4価アルキル
クロム化合物によって生じた活性点から生成する分子量
よりも常に低い。このため、本発明の方法を実施するこ
とによって、耐環境応力亀裂性(ESCR)と耐衝撃性
に優れたエチレン系重合体を効率よく製造することがで
きる。
【0060】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。なお、%は特に記載がない限り
質量%を表わす。実施例及び比較例において使用した測
定方法は以下の通りである。
【0061】a)物性測定のためのポリマー前処理 東洋精機製作所(株)製プラストグラフ(ラボプラスト
ミルME25;ローラー形状はR608型)を用い、添
加剤としてチバガイギー社製イルガノックスB225を
0.2%添加し、窒素雰囲気下190℃で7分間混練し
た。 b)メルトフローレート(HLMFR) JIS K−7210(1996年版)の表1、条件7に従
い、温度190℃、荷重211Nにおける測定値をHL
MFRとして示した。 c)密度 JIS K−7112(1996年版)に従い測定した。
【0062】d)分子量分布(Mw/Mn) 生成エチレン系重合体について下記の条件でゲル透過ク
ロマトグラフ(GPC)を行ない、数平均分子量(M
n)及び重量平均分子量(Mw)を求めた。 ゲル透過クロマトグラフ測定条件: 装置:WATERS 150Cモデル、 カラム:Shodex−HT806M、 溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン、 温度:135℃、 単分散ポリスチレンフラクションを用いて換算して分子
量を求めた。MwのMnに対する比率(Mw/Mn)で
示される分子量分布(Mw/Mnが大きいほど分子量分
布が広い)については、「サイズ排除クロマトグラフィ
ー(高分子の高速液体クロマトグラフィー)」(森定雄
著、共立出版、96ページ)に記載された分子量と検出
器感度の式にn−アルカン及びMw/Mn≦1.2の分別
直鎖ポリエチレンのデータを当てはめて、次式で示され
る分子量Mの感度を求め、サンプル実測値の補正を行な
った。
【数1】 (a、bは定数で、a=1.032、b=189.2)
【0063】e)ブチル分岐数 以下に示した条件により13C−NMRを測定し、Journa
l of Polymer Science,Polymer Physics Edition, Volu
me 13, 901ページ,1975年に記載された J. C.Randall
の方法に基づいて1000炭素連鎖当たりのブチル分岐数を
定量した。 ・装置:JMX−GSX400 ・溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン/ベンゼン−
d6/ヘキサメチルジシロキサン(混合比:30/10
/1) ・温度:120℃ ・サンプル濃度:0.3g/3ml ・パルス繰り返し時間:2秒
【0064】f)耐環境応力亀裂性(ECSR) JIS K−6760(1996年版)に従って測定したB
TL法によるF50値をESCR(hr)の値とした。 g)テンサイルインパクト ASTM D−1822に従って、23℃で測定したテ
ンサイルインパクト(kJ/m2)を耐衝撃性の値とし
た。
【0065】実施例1 (1)ビス(トリメチルシリル)メチルリチウム(Li
[CH (SiMe3)2])の合成 J. Chem. Soc. Dalton, 2268 (1976) に記載された方法
に従い、以下の手順によりビス(トリメチルシリル)メ
チルリチウムを合成した。すなわち、予め窒素で置換し
た200mlのフラスコに、金属リチウム1.10g(15
8mmol)を入れ、ジエチルエーテル40mlを加え
スラリーとした。氷浴で0〜3℃に冷却後、ビス(トリ
メチルシリル)クロロメタン(Aldrich社製)5.01g
(5.6ml,25.7mmol)をジエチルエーテル10m
lに希釈した溶液を滴下した。滴下終了後、反応溶液を
室温まで戻し、さらに還流下12時間撹拌し塩化リチウ
ムの沈殿が生成した。その後、グラスフィルターでろ過
して副生した塩化リチウムと過剰の金属リチウムを除去
した。得られた溶液のアルキルリチウム濃度を測定する
と、0.533mol/リットル(以下、Lと略記)であっ
た。
【0066】(2)トリス[ビス(トリメチルシリル)
メチル]クロム(III)(Cr [CH(SiMe3)2]3
の合成 J. Chem. Soc. Dalton, 734 (1977)に記載された方法に
従い、下記の手順でトリス[ビス(トリメチルシリル)
メチル]クロム(III)を合成した。すなわち、予め窒
素で置換した100mlのフラスコに、無水三塩化クロ
ム0.48g(3.03mmol)(ナカライテスク製)を入
れ、ジエチルエーテル50mlを加えスラリーとした。
ドライアイス−アルコール浴で冷却後、上記(1)で合
成したビス(トリメチルシリル)メチルリチウムのジエ
チルエーテル溶液17.1ml(9.09mmol)を1時間か
けて滴下した。滴下終了後、反応溶液を室温まで戻し、
2時間撹拌し塩化リチウムの沈殿が生成した。その後、
減圧下溶媒を完全に除去し、得られた濃緑色の塊にヘキ
サン80mlを加えこれを溶解し、遠心分離後上澄み溶
液だけを集めた。溶液のクロム濃度を測定すると、0.05
38mol/L(2.80g/L)であった。
【0067】(3)触媒の調製 予め窒素で置換した100mlのフラスコに、600℃
で24時間焼成したシリカ(W. R. Grace Corporation
製の952グレードを焼成,平均粒径80μm,比表面
積300m2/g,細孔体積1.6cm3/g)3.0gを入
れ、ヘキサン30mlを加えスラリーとした。上記
(2)で得られた3価アルキルクロム化合物のヘキサン
溶液2.1ml(クロム原子担持量=0.20%)を添加し、
45℃で1時間撹拌した。引き続き、シクロアルカジエ
ニルクロム化合物としてビス(シクロペンタジエニル)
クロム(II)(STREM社製)の0.1mol/L−ト
ルエン溶液5.8ml(クロム原子担持量=1.0%)を添加
し、45℃で1時間撹拌した。減圧下で溶媒を除去し、
さらさらの自由流動性(free flowing)の触媒を得た。
【0068】(4)重合 充分に窒素置換した1.5Lのオートクレーブに(3)で
得られた触媒0.12g及びイソブタン0.6Lを仕込み、内
温を100℃まで昇温した。水素を0.5MPa導入した
後、1−ヘキセン5mlをエチレンで加圧導入し、エチ
レン分圧を1.4MPaとなるように保ちながら、1時間
重合を行なった。ついで内容ガスを系外に放出すること
により重合を終結した。その結果、170gのポリエチ
レンが得られた。触媒1g当たり、重合時間1時間、エ
チレン1MPa当たりの重合活性は1010g/g・hr・
MPaであった。物性(HLMFR、密度、分子量分布
(Mw/Mn)、ブチル分岐数(1000炭素連鎖当たりの
ブチル分岐数)、耐環境応力亀裂性(ECSR)及びテ
ンサイルインパクト)の測定結果を表1に示した。
【0069】実施例2 (1)トリス(2,2,3−トリメチル−1−ビシクロ
[2.2.1]ヘプチル)クロム(III)(別名トリス
(4−カンフィル)クロム(III))の合成 特開昭47-17753号に記載された方法に従って、1−
(2,2,3−トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプ
チル)リチウムとCrCl3・3THFからトリス
(2,2,3−トリメチル−1−ビシクロ[2.2.
1]ヘプチル)クロム(III)(別名トリス(4−カン
フィル)クロム(III))を合成した。ヘキサンに溶解
させた後、得られたヘキサン溶液のクロム濃度を測定す
ると、0.0510mol/L(2.65g/L)であった。
【0070】(2)触媒の調製と重合 トリス[ビス(トリメチルシリル)メチル]クロム(II
I)の代わりに、上記(1)で合成した3価アルキルク
ロム化合物のヘキサン溶液2.3ml(クロム原子担持量
=0.20%)を添加した以外は全て実施例1(3)と同様
に触媒を調製し、重合を行なった。その結果、185g
のポリエチレンが得られた。触媒1g当たり、重合時間
1時間、エチレン1MPa当たりの重合活性は1100g/
g・hr・MPaであった。物性測定結果を表1に示し
た。
【0071】実施例3 (1)(シクロペンタジエニル)(2,4−ジメチルペ
ンタジエニル)クロム(II)の合成 J. Polym. Sci., Part A, Polm. Chem., Vol.25,2063
(1987) に記載された方法に従い、CrCl3・3TH
F、亜鉛粉末、シクロペンタジエニルナトリウム及び
2,4−ジメチルペンタジエニルカリウムから(シクロ
ペンタジエニル)(2,4−ジメチルペンタジエニル)
クロム(II)を合成した。
【0072】(2)触媒の調製と重合 ビス(シクロペンタジエニル)クロム(II)の代わり
に、上記(1)で合成したシクロアルカジエニルクロム
化合物をクロム原子担持量が1.0%になるように添加し
た以外は全て実施例1と同様に触媒を調製し、重合を行
なった。その結果130gのポリエチレンが得られた。
触媒1g当たり、重合時間1時間、エチレン1MPa当
たりの重合活性は770g/g・hr・MPaであっ
た。物性測定結果を表1に示した。
【0073】実施例4 (1)テトラキス(2,2−ジメチルプロピル)クロム
(IV)(Cr(CH2CMe34)の合成 J.Chem. Soc., Dalton Trans., 770(1973)に記載の方法
に従って、CrCl3(THF)3(Aldrich社製)と
2,2−ジメチルプロピルマグネシウムクロリド(Aldr
ich社製1−クロロ−2,2−ジメチルプロパンと和光
純薬製マグネシウムから合成した。)を反応させ、テト
ラキス(2,2−ジメチルプロピル)クロム(IV)を合
成した。蒸留精製したヘキサンに溶解し、0.10mol/
L(5.20g/L)の溶液とした。
【0074】(2)触媒の調製と重合 トリス[ビス(トリメチルシリル)メチル]クロム(II
I)の代わりに、上記(1)で合成した4価アルキルク
ロム化合物をクロム原子担持量が0.2%になるように添
加した以外は全て実施例1と同様に触媒を調製し、重合
を行なった。その結果130gのポリエチレンが得られ
た。触媒1g当たり、重合時間1時間、エチレン1MP
a当たりの重合活性は770g/g・hr・MPaであ
った。物性測定結果を表1に示した。
【0075】実施例5 (1)テトラキス(2−メチル−2−フェニルプロピ
ル)クロム(IV)(Cr (CH2CMe2Ph)4)の合成 J. Chem. Soc., Dalton Trans., 770 (1973) に記載の
方法に従って、CrCl3 (THF)3(Aldrich社製)と
2−メチル−2−フェニルプロピルマグネシウムクロリ
ド(Aldrich社製1−クロロ−2−メチル−2−フェニ
ルプロパンと和光純薬製マグネシウムから合成した。)
を反応させ、テトラキス(2−メチル−2−フェニルプ
ロピル)クロム(IV)を合成した。蒸留精製したヘキサ
ンに溶解し、0.10mol/L、5.20g/Lの溶液とし
た。
【0076】(2)触媒の調製と重合 トリス[ビス(トリメチルシリル)メチル]クロム(II
I)の代わりに、上記(1)で合成した4価アルキルク
ロム化合物をクロム原子担持量が0.20%になるように添
加した以外は全て実施例1と同様に触媒を調製し、重合
を行なった。その結果、235gのポリエチレンが得ら
れた。触媒1g当たり、重合時間1時間、エチレン1M
Pa当たりの重合活性は1400g/g・hr・MPaであ
った。物性測定結果を表1に示した。
【0077】実施例6 トリス[ビス(トリメチルシリル)メチル]クロム(II
I)の代わりに実施例4(1)で合成したテトラキス
(2,2−ジメチルプロピル)クロム(IV)をクロム原
子担持量が0.2%になるように添加し、さらにビス(シ
クロペンタジエニル)クロム(II)の代わりに実施例3
(1)で合成した(シクロペンタジエニル)(2,4−
ジメチルペンタジエニル)クロム(II)をクロム原子担
持量が1.0%になるように添加した以外は全て実施例1
と同様に触媒を調製し、重合を行なった。その結果17
6gのポリエチレンが得られた。触媒1g当たり、重合
時間1時間、エチレン1MPa当たりの重合活性は1050
g/g・hr・MPaであった。物性測定結果を表1に
示した。
【0078】比較例1 実施例1(3)において、3価アルキルクロム化合物を
添加せずに触媒を調製し、実施例1と同様に重合を行な
った。その結果、110gのポリエチレンが得られた。
触媒1g当たり、重合時間1時間、エチレン1MPa当
たりの重合活性は650g/g・hr・MPaであっ
た。物性測定結果を表1に示した。
【0079】比較例2 実施例1(3)において、3価アルキルクロム化合物を
添加せず、さらにビス(シクロペンタジエニル)クロム
(II)の代わりに実施例3(1)で合成した(シクロペ
ンタジエニル)(2,4−ジメチルペンタジエニル)ク
ロム(II)をクロム原子担持量が1.0%になるように添
加して触媒を調製し、実施例1と同様に重合を行なっ
た。その結果、105gのポリエチレンが得られた。触
媒1g当たり、重合時間1時間、エチレン1MPa当た
りの重合活性は630g/g・hr・MPaであった。
物性測定結果を表1に示した。
【0080】比較例3 実施例1(3)において、ビス(シクロペンタジエニ
ル)クロム(II)を添加せずに触媒を調製し、実施例1
と同様に重合を行なった。その結果、85gのポリエチ
レンが得られた。触媒1g当たり、重合時間1時間、エ
チレン1MPa当たりの重合活性は510g/g・hr
・MPaであった。物性測定結果を表1に示した。
【0081】比較例4 実施例1(3)において、トリス[ビス(トリメチルシ
リル)メチル]クロム(III)の代わりに実施例2で合
成したトリス(4−カンフィル)クロム(III)をクロ
ム原子担持量が0.2%になるように添加し、さらにビス
(シクロペンタジエニル)クロム(II)を添加せずに触
媒を調製し、実施例1と同様に重合を行なった。その結
果、120gのポリエチレンが得られた。触媒1g当た
り、重合時間1時間、エチレン1MPa当たりの重合活
性は710g/g・hr・MPaであった。物性測定結
果を表1に示した。
【0082】比較例5 実施例1(3)において、トリス[ビス(トリメチルシ
リル)メチル]クロム(III)の代わりに実施例4で合
成したテトラキス(2,2−ジメチルプロピル)クロム
(IV)をクロム原子担持量が0.2%になるように添加
し、さらにビス(シクロペンタジエニル)クロム(II)
を添加せずに触媒を調製し、実施例1と同様に重合を行
なった。その結果、113gのポリエチレンが得られ
た。触媒1g当たり、重合時間1時間、エチレン1MP
a当たりの重合活性は670g/g・hr・MPaであ
った。物性測定結果を表1に示した。
【0083】比較例6 実施例1(3)において、トリス[ビス(トリメチルシ
リル)メチル]クロム(III)の代わりに実施例5
(1)で合成したテトラキス(2−メチル−2−フェニ
ルプロピル)クロム(IV)をクロム原子担持量が0.2%
になるように添加し、さらにビス(シクロペンタジエニ
ル)クロム(II)を添加せずに触媒を調製し、実施例1
と同様に重合を行なった。その結果、134gのポリエ
チレンが得られた。触媒1g当たり、重合時間1時間、
エチレン1MPa当たりの重合活性は800g/g・h
r・MPaであった。物性測定結果を表1に示した。
【0084】比較例7 (1)触媒調製 特開平9-136912号に記載のクロム化合物、担体、アルミ
ノキサン及び共役π電子を有する基を配位子とした遷移
金属化合物からなる触媒として、以下の触媒を調製し
た。予め窒素で置換した100mlのフラスコに、40
0℃で8時間焼成したシリカ(富士シリシア社製P−3
グレードを焼成,平均粒径35μm、比表面積720m
2/g、細孔体積1.2cm3/g)3.0gを入れ、ヘキサン
30mlを加えスラリーとした。このスラリーに和光純
薬製トリス(アセチルアセトナート)クロムの0.1mo
l/L−トルエン溶液をクロム原子担持量が0.5%とな
るように添加し、40℃で2時間撹拌した。真空下で溶
媒を除去後、トルエン30mlを入れ、スラリーとし
た。次いで東ソー・アクゾ社製メチルアルモキサンの1.
1mol/L−トルエン溶液をアルミニウム原子/クロ
ム原子のモル比が100となるように添加し、40℃で
2時間撹拌した。真空下で溶媒を除去し、固体触媒成分
を得た。
【0085】(2)重合 充分に窒素置換した1.5Lのオートクレーブに上記
(1)で得られた固体触媒成分0.12g及びイソブタン0.
6Lを仕込み、内温を80℃まで昇温した。水素/エチ
レン質量比=7×10-5の混合比を有する水素/エチレ
ン混合ガスとともに1−ヘキセン3mlを加圧導入し、
混合ガス分圧を1.4MPaとした後、関東化学製,ビス
(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジク
ロリドの0.5mmol/L−ヘキサン溶液を固体触媒成
分のアルミニウム原子/ジルコニウム原子のモル比が5
00となるように窒素で加圧導入し、重合を開始した。
混合ガス分圧が1.4MPaとなるように保ちながら、3
0分重合を行なった。ついで内容ガスを系外に放出する
ことにより重合を終結した。その結果、103gのポリ
エチレンが得られた。固体触媒成分1g当たり、重合時
間1時間、エチレン1MPa当たりの重合活性は1230g
/g・hr・MPaであった。物性測定結果を表1に示
した。
【0086】実施例1〜6及び比較例1〜7の結果をま
とめて表1に示す。
【表1】 表1から、一般式(1)に含まれる3価または4価アル
キルクロム化合物と一般式(2)に含まれるシクロアル
カジエニルクロム化合物を無機酸化物個体に担持してな
る触媒を用いる実施例1〜6では、比較例1〜7に比べ
て触媒活性が高く、得られるエチレン系重合体は分子量
分布が広く、耐環境応力亀裂性(ESCR)と耐衝撃性
に優れていることがわかる。
【0087】
【発明の効果】本発明によれば、新規なエチレン系重合
体製造用触媒により、耐環境応力亀裂性(ESCR)と
耐衝撃性に優れたエチレン系重合体を効率よく製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるエチレン系重合体製造用触媒調
製のフローチャート図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥越 秀信 大分県大分市大字中ノ洲2番地 日本ポリ オレフィン株式会社研究開発センター内 Fターム(参考) 4J015 DA08 DA20 DA37 EA00

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1) 【化1】 (式中、R1、R2及びR3は同一でも異なってもよく、
    各々(1)水素原子、(2)炭素原子数1〜18のアルキル基
    またはアリール基、または(3)炭素原子数1〜18のア
    ルキル基またはアリール基で置換されたシリル基を表わ
    すが、R1〜R3は同時に水素原子を表わさない。またR
    1〜R3のうち少なくとも2つが連結されて環を形成して
    いてもよい。nは3または4を表わす。)で示されるア
    ルキルクロム化合物、一般式(2) 【化2】 (式中、Arは非置換または炭素原子数1〜18のアル
    キル基またはアリール基で置換された、(1)シクロペン
    タジエニル基、(2)インデニル基、または(3)フルオレニ
    ル基であり、 Lは非置換または炭素原子数1〜18のアルキル基また
    はアリール基で置換された、(1)シクロペンタジエニル
    基、(2)インデニル基、(3)フルオレニル基、(4)ペンタ
    ジエニル基、または(5)アリル基である。)で示される
    シクロアルカジエニルクロム化合物、及び無機酸化物固
    体からなるエチレン系重合体製造用触媒。
  2. 【請求項2】 一般式(1)で示されるアルキルクロム
    化合物及び一般式(2)で示されるシクロアルカジエニ
    ルクロム化合物を無機酸化物固体に担持してなる請求項
    1記載のエチレン系重合体製造用触媒。
  3. 【請求項3】 一般式(1)で示されるアルキルクロム
    化合物及び一般式(2)で示されるシクロアルカジエニ
    ルクロム化合物を無機酸化物固体に対し、それぞれクロ
    ム原子として0.01〜5%担持させてなる請求項2記載の
    エチレン系重合体製造用触媒。
  4. 【請求項4】 無機酸化物固体に担持する一般式(1)
    で示されるアルキルクロム化合物と一般式(2)で示さ
    れるシクロアルカジエニルクロム化合物の比が、クロム
    原子の質量比として1〜99:99〜1である請求項2
    または3記載のエチレン系重合体製造用触媒。
  5. 【請求項5】 400℃〜900℃で焼成した無機酸化
    物固体を用いる請求項1ないし4記載のいずれかに記載
    のエチレン系重合体製造用触媒。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載のエ
    チレン系重合体製造用触媒を用い、エチレンを重合する
    ことを特徴とするエチレン系重合体の製造方法。
  7. 【請求項7】 重合時に分子量調節剤として水素を共存
    させる請求項6記載のエチレン系重合体の製造方法。
  8. 【請求項8】 重合時にエチレンと共にコモノマーとし
    て炭素数3以上のα−オレフィンを共存させる請求項6
    または7に記載のエチレン系重合体の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007526250A (ja) * 2004-02-04 2007-09-13 プラクスエア・テクノロジー・インコーポレイテッド 核形成密度が高い有機金属化合物

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