JP2002542348A - 遅延活性支持オレフィン重合触媒組成物、並びにその作成および使用方法 - Google Patents

遅延活性支持オレフィン重合触媒組成物、並びにその作成および使用方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、支持触媒およびその作成/使用方法を提供し、特殊に選択されたジエンと共に有機金属第4〜10族触媒を用いることを特徴とし、これは助触媒と合すれば気相重合法にて向上したキネチックプロフィルを有する支持触媒をもたらす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、遅延活性支持オレフィン重合触媒組成物、並びにその作成および使
用方法に関するものである。
【0002】 気相法に使用されるオレフィン重合触媒は典型的にはキャリヤに支持されて、
許容しうる形態のポリマーを得る。望ましくは、ポリマー粒子は低微細物(粒子
寸法<125μmを有する粒子として規定される)と低い凝集体(粒子寸法>1
500μmを有する粒子として規定される)とを有すると共に許容しうる嵩密度
(>0.3g/ml)である。メタロセン触媒および拘束配置触媒の高活性特性
は生産性の観点から有利であるが、支持触媒が反応器中へ注入される際にピーク
活性となるのでポリマー形態の問題が生じうる。これは急速過ぎる重合および触
媒粒子の重大な亀裂をもたらしても許容しえない量の微細物の発生をもたらし或
いはその組合せをもたらして高い発熱により凝集体形成をもたらす。さらに触媒
注入器の汚染が生じて、重合を停止させると共に注入器を清浄する尚早な必要性
をもたらしうる。
【0003】 これに対し、従来のチーグラー・ナッタ触媒は、触媒が反応器中へ注入された
後までピーク活性を達成しない。この相違点は、反応器への助触媒(たとえばト
リエチルアルミニウム)の添加が遅延触媒活性化をもたらしうると言う実質に部
分的に起因する。たとえばブーア・ジョーン・ジュニア、チーグラー・ナッタ触 媒および重合 (1979)、アカデミック・プレス、NY、第18章;キネチッ
クス参照。
【0004】 気相重合法にて拘束配置の触媒またはメタロセン触媒による少なくとも1種の
α−オレフィンの重合を調節するには、金属錯体活性化の反応器内法が有利であ
る。しかしながら、これはオレフィン重合につき使用された典型的な金属錯体お
よび助触媒が極めて活性な重合触媒を容易に形成するという事実に基づき問題を
有する。
【0005】 USP5,693,727号は、液体スプレーとして触媒成分を反応器中へ添
加することを開示している。この米国特許は、助触媒の全部もしくはし1部を金
属化合物とは別途に反応器へ供給しうることを記載している。この米国特許は支
持触媒を例示していない。
【0006】 USP5,763,349号は、メタロセンハロゲン化物および助触媒を支持
体上で混合することを記載している。その後の金属アルキルの添加を次いで用い
て活性触媒を発生させる。USP5,763,349号も同様に、反応器へ金属
アルキルを導入して活性化を達成することを教示している。
【0007】 WO95/10542号は、2種の異なるキャリヤに別々に支持された触媒お
よび助触媒の添加を開示している。反応器中へ導入するに先立ち、支持メタロセ
ンハロゲン化物/助触媒は触媒活性があるにせよ最少の活性を有し、全活性化が
反応器内で生ずることを示す。この技術は1つの粒子から他の粒子への金属錯体
もしくは助触媒の反応器内移動に依存して、活性化を達成しこれは生成物形態の
諸問題をもたらしうる。
【0008】 たとえばUSP5,470,993号(参考のため、全体をここに引用する)
に開示されたようなTi(II)およびZr(II)ジエン錯体は、トリスペン
タフルオロフェニルボランもしくはボレート助触媒により活性化されうることが
知られている。これら触媒組成物はしばしば極めて高い初期重合速度、高い発熱
およびバッチ式反応器における遅延反応キネチックプロフィルをしばしば示す。
【0009】 当業者はα−オレフィンの気相重合につき完全処方された支持触媒組成物に大
きい利点を見出し、これは重合の遅延開始、向上した反応キネチックプロフィル
および増大触媒寿命にわたる高い生産率を示す一方、減少した微細物および凝集
体を特徴とするポリマー生成物を発生する。
【0010】 或る種の族に属する各元素に対する全ての説明は、CRCプレス社(1995
)により出版されて著作権を有する元素周期律表を引用する。さらに、これら族
に対する説明も各族の番号付けにつきIUPACシステムを用いるこの元素周期
律表に反映される族とすべきである。全ゆる特許、特許出願、予備出願もしくは
公開公報の全ての教示をここに引用する。
【0011】 本発明は、1種もしくはそれ以上のα−オレフィンの気相重合にて使用するた
めの支持触媒組成物およびその作成/使用方法を提供し、前記触媒組成物は (A) 不活性支持体と、 (B) 式:
【化13】 [式中、Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態にある元素周期律表第4〜1
0族の1種からの金属であり、 Cpはπ結合アニオン性リガンド基であり、 ZはCpに結合すると共に共有もしくは配位/共有結合によりMに結合した二価
成分であって硼素また元素周期律表第14族の一員を含み、さらに窒素、燐、硫
黄もしくは酸素をも含み; Xは60個までの原子を有する中性共役ジエンリガンド基またはそのジアニオン
性誘導基である] に対応する第4〜10族金属錯体と; (C) 金属錯体を活性重合触媒まで変換させうるイオン性助触媒と からなり、前記触媒組成物は気相重合法にて向上したキネチックプロフィルを有
することを特徴とする。
【0012】 1具体例において本発明は、次の関係式: K=A30/A90≦1.6 [式中、Krは重合開始の30分間後の累積正味触媒活性(A30)を重合開始
の90分間後の累積正味触媒活性(A90)により割算された比である] に従う1種もしくはそれ以上のα−オレフィンの気相重合を行う、バッチ式反応
器におけるキネチックプロフィルを有する前記支持触媒組成物を提供する。A およびA90は、gポリマー/g支持触媒組成物x時間(hr)x全モノマー
圧力(100kPa)を計算することにより決定される。
【0013】 他の具体例において本発明は、支持触媒組成物およびその作成/使用方法をも
提供し、ここで支持触媒組成物は気相重合反応器に注入されて1種もしくはそれ
以上のα−オレフィンモノマーと接触すればK より少なくとも10%低いK
を示し、ここでK は金属錯体(t−ブチルアミド)ジメチル−(テトラメチ
ルシクロペンタジエニル)シランチタニウム(II)1,3−ペンタジエンおよ
びアルメニウム(ジエチルアルミニウムオキシフェニル)トリス−(ペンタフル
オロフェニル)ボレートからなる助触媒を用いて作成された比較支持触媒組成物
に対する累積正味触媒活性の比である。
【0014】 本発明は完全処方された支持拘束配置の触媒組成物を提供し、これは増大した
触媒寿命にわたり高い生産性を示す。特に、適する助触媒と組み合わせた適する
ジエンリガンドとの金属錯体の選択を介し、高い初期触媒活性に続く減少触媒活
性の期間を示すことを特徴とする公知触媒と比較して、本発明の組成物は少なく
とも最初の90分間の重合にわたり向上したキネチックプロフィルを示すことが
判明した。より詳細には、触媒組成物は比較触媒組成物よりも発熱性の低い初期
触媒活性を示しうる。さらに、触媒活性は比較触媒組成物によりも長時間にわた
り増大しうる。最後に、触媒活性は最終的にバッチ式反応器の条件下で比較触媒
組成物によりも低い速度で減少しうる。
【0015】 適する金属錯体は任意の遷移金属、好ましくは+2もしくは+4フォーマル酸
化状態にある第4族金属の誘導体とすることができる。好適化合物は1個のπ−
結合アニオン性リガンド基を有する拘束配置の金属錯体を包含し、これは環式も
しくは非環式の非局在化π−結合アニオン性リガンド基とすることができる。こ
の種のπ−結合アニオン性リガンド基の例は共役もしくは非共役の環式もしくは
非環式ジエニル基、アリル基、ボラトベンゼン基およびアリーレン基である。「
π−結合」という用語は、π−結合に存在する非局在化電子によりリガンド基が
遷移金属に結合されることを意味する。
【0016】 非局在化π−結合基における各原子は独立して水素、ハロゲン、ヒドロカルビ
ル、ハロヒドロカルビルよりなる群から選択される基、第15もしくは16族の
異原子含有基、ヒドロカルビル置換メタロイド基で置換することができ、メタロ
イドは元素周期律表第14族から選択され、この種のヒドロカルビル−もしくは
ヒドロカルビル置換メタロイド基は第15もしくは16族異原子含有部分でさら
に置換される。「ヒドロカルビル」という用語にはC−C20直鎖、分枝鎖お
よび環式のアルキル基、C−C20芳香族基、C−C20アルキル置換芳香
族基およびC−C20アルール置換アルキル基が包含される。さらに、2個も
しくはそれ以上のこの種の基は一緒になって部分もしくは完全水素化融合環系を
含め融合環系を形成することができ、或いはこれらは金属とのメタロサイクルを
形成することもできる。適するヒドロカルビル置換有機メタロイド基は第14族
元素のモノ−、ジ−およびトリ−置換有機メタロイド基を包含し、ここでヒドロ
カルビル基のそれぞれは1〜20個の炭素原子を有する。適するヒドロカルビル
−置換有機メタロイド基の例はトリメチルシリル、トリエチルシリル、エチルジ
メチルシリル、メチルジエチルシリル、トリフェニルゲルミルおよびトリメチル
ゲルミルの各基を包含する。第15もしくは16族異原子含有部分の例はアミン
、ホスフィン、エーテルもしくはチオエーテル部分またはその二価誘導基、たと
えば遷移金属もしくはランタニド金属に結合されると共にヒドロカルビル基もし
くはヒドロカルビル置換メタロイド含有基に結合されたアミド、ホスフィド、エ
ーテルもしくはチオエーテル基を包含する。
【0017】 限定はしないが、適するアニオン性非局在化π−結合基の例はシクロペンタジ
エニル、インデニル、フルオレニル、テトラヒドロインデニル、テトラヒドロフ
ルオレニル、オクタヒドロフルオレニル、ペンタジエニル、ジメチルシクロヘキ
サジエニル、ジメチルジヒドロアンスラセニル、ジメチルヘキサヒドロアンスラ
セニル、デメチルデカヒドロアンスラセニル基およびボラタゼンベン基、さらに
そのC1−10ヒドロカルビル置換もしくはC1−10ヒドロカルビル置換シリ
ル置換誘導基を包含する。好適アニオン性非局在化π−結合基はシクロペンタジ
エニル、テトラメチルシクルペンタジエニル、インデニル、2,3−ジメチルイ
ンデニル、フルオレニル、2−メチルインデニル、2−メチル−4−フェニルイ
ンデニル、テトラヒドロフルオレニル、オクタヒドロフルオレニル、テトラヒド
ロインデニル、2−メチル−s−インダセニル、3−(N−ピロジニル)インデ
ニルおよびシクロペンタ(I)フェナンスレニルを包含する。
【0018】 ボラタベンゼンは、ベンゼンに対する硼素含有同族体であるアニオン性リガン
ドである。これらはG.ヘルベリッチ等によりオルガノメタリックス(1995
)、第14(1)巻、第471〜480頁に記載されたように当業界にて従来公
知である。好適ボラタベンゼンは式:
【化14】 [式中、各R″は独立してヒドロカルビル、シリルもしくはゲルミル基よりなる
群から選択され、前記各R″は20個までの非水素原子を有すると共に必要に応
じ第15もしくは16族元素を含有する基で置換される] に対応する。この種の非局在下π−結合基の二価誘導基を含む錯体において、そ
の1個の原子は共有結合または共有結合した二価の基により錯体の他の原子に結
合されて架橋系を形成する。
【0019】 本発明により使用されるこの種の第4族金属配位錯体の好適種類は式:
【化15】 に対応し、ここでCpはMに結合されるアニオン性の非局在化π−結合基であっ
て50個までの非水素原子を有し; Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態における元素周期律表第4族の金属で
あり; Xは式:
【化16】 [式中、R、R、RおよびRはそれぞれ独立して水素、芳香族、置換芳
香族、融合芳香族、置換融合芳香族、脂肪族、置換脂肪族、異原子含有芳香族、
異原子含有融合芳香族もしくはシリル基である] により示されるC4−30共役ジエンであり; Yは−O−、−S−、−NR−もしくは−PR−であり; ZはSiR、CR、SiRSiR、CRCR、CR=CR、CR SiRもしくはGeR、BR、B(NR、BRBR、B(NR B(NRであり、 ここでRはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ
、ハロおよびその組合せよりなる群から選択され、前記Rは20個までの非水素
原子を有し、或いは隣接R基は一緒になって二価の誘導基(すなわちヒドロカル
バジル、シラジルもしくはゲルマジル基)を生成することにより融合環系を形成
する。
【0020】 本発明により使用されるこの種の第4族金属配位錯体の一層好適な種類は式:
【化17】 に対応し、ここでMは+2もしくは+4フォーマル酸化状態におけるチタニウム
もしくはジルコニウムであり; Xは式:
【化18】 [式中、ここでR、R、RおよびRはそれぞれ独立して水素、芳香族、
置換芳香族、融合芳香族、置換融合芳香族、脂肪族、置換脂肪族、異原子含有芳
香族、異原子含有融合芳香族もしくはシリル基である] により示されるC5−30共役ジエンであり; Yは−O−、−S−、−NR−、−PR−であり; ZはSiR 、CR 、SiR SiR 、CR CR 、CR =CR、CR SiR もしくはGeR であり、 RおよびRはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シ
アノおよびその組合せよりなる群から選択され、前記Rは20個までの非水素原
子を有し、或いは隣接R基は一緒になって二価の誘導基(すなわちヒドロカルバ
ジル、シラジルもしくはゲルマジル基)を生成することにより融合環系を形成す
る。
【0021】 本発明の実施にて使用しうる第4族金属錯体の例は次の化合物を包含する: (t−ブチルアミド)(テトラメチル−η−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタニウム(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、 (t−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタニウム(I
I)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、 (t−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタニウム(I
V)1,3−ブタジエン、 (t−ブチルアミド)(2,3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチタニウ
ム(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、 (t−ブチルアミド)(2,3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチタニウ
ム(IV)1,3−ブタジエン、 (t−ブチルアミド)(2,3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチタニウ
ム(II)1,3−ペンタジエン、 (t−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタニウム(I
I)1,3−ペンタジエン、 (t−ブチルアミド)(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジメチルシラン
チタニウム(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、 (t−ブチルアミド)(テトラメチル−η−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタニウム(IV)1,3−ブタジエン、 (t−ブチルアミド)(テトラメチル−η−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタニウム(II)1,4−ジベンジル−1,3−ブタジエン、 (t−ブチルアミド)(テトラメチル−η−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタニウム(II)2,4−ヘキサジエン、 (t−ブチルアミド)(テトラメチル−η−シクロペンタジエニル)ジメチル
シランチタニウム(II)3−メチル−1,3−ペンタジエン、 (t−ブチルアミド)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジメチルシランチ
タニウム−1,3−ペンタジエン、 (t−ブチルアミド)(3−(N−ピロリジニル)インデン−1−イル)ジメチ
ルシランチタニウム−1,3−ペンタジエン、 (t−ブチルアミド)(2−メチル−s−インダセン−1−イル)ジメチルシラ
ンチタニウム−1,3−ペンタジエン、および (t−ブチルアミド)(3,4−シクロペンタ(I)フェナンスレン−1−イル
)ジメチルシランチタニウム1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン。
【0022】 ここに使用するのに適する活性化用助触媒はイオン形成性化合物(酸化条件下
における前記化合物の使用を含む)、特に適合性の非配位性アニオン、ルイス酸
のアンモニウム−、ホスホニウム−、オキソニウム−、カルボニウム−シリリウ
ム−、スルホニウム−もしくはフェロセニウム−塩の使用、たとえばC1−30 ヒドロカルビル置換の第13族化合物、特にトリ(ヒドロカルビル)アルミニウ
ム−もしくはトリ(ヒドロカルビル)硼素−化合物およびそれぞれヒドロカルビ
ルもしくはハロゲン化ヒドロカルビル基に1〜20個の炭素を有するそのハロゲ
ン化(過ハロゲン化を含む)誘導体、特に過弗素化トリ(アリール)硼素化合物
、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、並びに前記活性化用助触媒の
組合せの使用を包含する。前記活性化用助触媒はUSP5,132,380号、
5,153,157号、5,064,802号、5,321,106号、5,7
21,185号および5,350,723号に種々異なる金属錯体に関し従来教
示されている。
【0023】 ルイス酸の組合せ物、特に各アルキル基に1〜4個の炭素を有するトリアルキ
ルアルミニウム化合物と各ヒドロカルビル基に1〜20個の炭素を有するハロゲ
ン化トリ(ヒドロカルビル)硼素化合物(殊にトリス(ペンタフルオロフェニル
)ボラン)との組合せ物、さらにこの種のルイス酸混合物とポリマーもしくはオ
リゴマーアルモキサンとの組合せ物および単一ルイス酸(殊にトリス(ペンタフ
ルオロフェニル)ボランとポリマーもしくはオリゴマーアルモキサンとの組合せ
物も使用することができる。
【0024】 本発明の1具体例にて助触媒として有用な適するイオン性化合物はプロトンを
供与しうるブレンステッド酸であるカチオンおよび適合性の非配位性アニオンA を含む。ここで使用する「非配位性」という用語は、第4族金属含有先駆錯体
およびそれから誘導された触媒誘導体に配位しないか或いはこの種の錯体に弱く
のみ配位して、たとえばオレフィンモノマーのようなルイス塩基により充分排除
される傾向を保持するアニオンもしくは物質を意味する。非配位性アニオンは特
に、カチオン性金属錯体における電荷バランスアニオンとして機能する際にアニ
オン成分もしくはその断片を前記カチオンまで移動させて中性錯体を形成しない
アニオンを意味する。「適合性アニオン」は、最初に形成された錯体が分解する
と共にその後の所望の重合または錯体の他の使用を阻害しないアニオンである。
【0025】 好適アニオンは1個もしくはそれ以上の電荷支持金属もしくはメタロイド原子
を含む配位錯体を含有するものであり、前記アニオンは2種の成分を組み合わせ
た際に形成されうる活性触媒物質(金属カチオン)の電荷をバランスさせること
ができる。さらに前記アニオンはオレフィン系、ジオレフィン系およびアセチレ
ン系不飽和の化合物またはたとえばエーテルもしくはニトリルのような他のルイ
ス塩基により充分排除され易くすべきである。適する金属は限定はしないがアル
ミニウム、金および白金を包含する。適するメタロイドは限定はしないが硼素、
燐および珪素を包含する。単一金属もしくはメタロイド原子を含有する配位錯体
からなるアニオンを含有する化合物は勿論周知されており、多くの特にアニオン
部分に単一硼素原子を有するこの種の化合物は市販入手することができる。
【0026】 好ましくは、の種の助触媒は次の一般式: (L−H) (A′)d− により示すことができ、式中 Lは中性ルイス塩基であり; (L−H)はブレンステッド酸であり; A′d−はd−の電荷を有する非配位性の適合性アニオンであり; dは1〜3の整数である。
【0027】 より好ましくは、A′d−は式:[Mに対応し、ここでMは+3
フォーマル酸化状態における硼素もしくはアルミニウムであり; Qはそれぞれ独立してハイドライド、ジアルキルアミド、ハライド、ヒドロカル
ビル、ハロヒドロカルビル、ハロカルビル、ヒドロカルビルオキシド、ヒドロカ
ルビルオキシ置換−ヒドロカルビル、有機金属置換−ヒドロカルビル、有機メタ
ロイド置換−ヒドロカルビル、有機金属−置換ヒドロカルビル、ハロヒドロカル
ビルオキシ、ハロヒドロカルビルオキシ置換ヒドロカルビル、ハロカルビル−置
換ヒドロカルビル、およびハロ置換シリルヒドロカルビル基(過ハロゲン化ヒド
ロカルビル−過ハロゲン化ヒドロカルビルオキシ−および過ハロゲン化シリルヒ
ドロカルビル基を包含する)から選択され、前記Qは20個までの炭素を有し、
ただし精々1つの場合はQハライドである。適するQ基の例は米国特許第5,2
96,433号およびWO98/27119号などに開示されている。より好適
な具体例においてdは1であり、すなわち対イオンは単一の陰電荷を有してA′ d− である。本発明による触媒の作成にて特に有用である硼素を含む活性化用助
触媒は次の一般式 (L−H)(BQ により示すことができ、式中 Lは上記の意味を有し; Bは3のフォーマル酸化状態にて硼素であり; Qはヒドロカルビル−、ヒドロカルビルオキシ−、有機金属−置換ヒドロカルビ
ルオキシ、弗素化ヒドロカルビル−、弗素化ヒドロカルビルオキシ−もしくは弗
素化シリルヒドロカルビル−基であって20個までの非水素原子を有し、ただし
精々1つの場合はQはヒドロカルビルである。
【0028】 特に好ましくはQはそれぞれ弗素化アリール基またはジアルキルアルミニウム
オキシフェニル基、特にペンタフルオロフェニル基もしくはジエチルアルミニウ
ムオキシフェニル基である。
【0029】 本発明による改良触媒の作成にて活性化用助触媒として使用しうる限定はしな
いが硼素化合物の例は三置換アンモニウム塩、たとえば次の化合物である: トリメチルアンモニウムテトラフェニルボレート、 メチルジオクタデシルアンモニウムテトラフェニルボレート、 トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、 トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボレート、 トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラフェニルボレート、 メチルテトラデシルオクタデシルアンモニウムテトラフェニルボレート、 N,N−ジメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、 N,N−ジエチルアニリニウムテトラフェニルボレート、 N,N−ジメチル(2,4,6−トリメチルアニリニウム)テトラフェニルボレ
ート、 トリメチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 メチルジテトラデシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレ
ート、 メチルジオクタデシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレ
ート、 トリエチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 トリプロピルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレー
ト、 トリ(sec−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボ
レート、 N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート
、 N,N−ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート
、 N,N−ジメチル(2,4,6−トリメチルアニリニウム)テトラキス(ペンタ
フルオロフェニル)ボレート、 トリメチルアンモニウムテトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル
)ボレート、 トリエチルアンモニウムテトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル
)ボレート、 トリプロピルアンモニウムテトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニ
ル)ボレート、 トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロ
フェニル)ボレート、 ジメチル(t−ブチル)アンモニウムテトラキス(2,3,4,6−テトラフル
オロフェニル)ボレート、 N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフ
ェニル)ボレート、 N,N−ジエチルアニリニウムテトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフ
ェニル)ボレートおよび N,N−ジメチル−(2,4,6−トリメチルアニリニウム)テトラキス−(2
,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート。
【0030】 更に、たとえば次のようなジアルキルアンモニウム塩も包含される: ジオクタデシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
ジテトラデシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートお
よび ジシクロヘキシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート
【0031】 たとえば次のような三置換ホスホニウム塩も包含される: トリフェニルホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 メチルジオクタデシルホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレ
ートおよび トリ(2,6−ジメチルフェニル)ホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボレート。
【0032】 本明細書にて硼素含有アニオンのアルメエニウム塩として挙げられるような助
触媒、特にアンモニウムカチオン上に1個もしくは2個のC14−C20アルキ
ル基およびテトラキスペンタフルオロフェニルボレートであるアニオンを有する
トリアンモニウム塩が好適である。特に好適なアルメエニウム塩助触媒はメチル
ジ(オクタデシル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレー
トおよびメチルジ(テトラデシル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボレート、またはこれを含有する混合物である。この種の混合物は2個
のC14、C16もしくはC18アルキル基および1個のメチル基を含むアミン
から誘導されるプロトン化アンモニウムカチオンを包含する。この種のアミンを
ここではアルメエンスと称し、そのカチオン性誘導体をアルメエニウムカチオン
と称する。これらは商品名ケマミン(登録商標)T9701としてウィトコ・コ
ーポレーション社から、並びに商品名アルメーン(登録商標)M2HTとしてア
クゾ・ノーベル社から入手しうる。
【0033】 特に不均質触媒組成物にて使用するための他の適するアンモニウム塩は有機金
属もしくは有機メタロイド化合物(特にトリ(C1−6アルキル)アルミニウム
化合物)とヒドロキシアリールトリス(フルオロアリール)ボレート化合物との
反応に際し形成される。得られる化合物はオルガノメタロキシアリールトリス(
フルオロアリール)ボレート化合物であって、一般に脂肪族液体に不溶性である
。典型的には、この種の化合物は支持材料(たとえばシリカ、アルミナもしくは
トリアルキルアルミニウム不動化シリカ)に有利に沈殿して、支持助触媒混合物
を形成する。適する化合物の例はトリ(C1−6アルキル)アルミニウム化合物
とヒドロキシアリールトリス(フルオロアリール)ボレートのアンモニウム塩と
の反応生成物を包含する。フルオロアリール基の例はペルフルオロフェニル、ペ
ルフルオロナフチルおよびペルフルオロビフェニルを包含する。
【0034】 特に好適なヒドロキシアリールトリス(フルオロアリール)ボレートは次の化
合物のアンモニウム塩、特に前記のアルメエニウム塩を包含する: (4−ジメチルアルミニウムオキシ−1−フェニル)トリス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボレート、 (4−ジメチルアルミニウムオキシ−3,5−ジ(トリメチルシリル)−1−フ
ェニル)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (4−ジメチルアルミニウムオキシ−3,5−ジ(t−ブチル−1−フェニル)
トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (4−ジメチルアルミニウムオキシ−1−ベンジル)トリス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボレート、 (4−ジメチルアルミニウムオキシ−3−メチル−1−フェニル)トリス(ペン
タフルオロフェニル)ボレート、 (4−ジメチルアルミニウムオキシ−テトラフルオロ−1−フェニル)トリス(
ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (5−ジメチルアルミニウムオキシ−2−ナフチル)トリス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボレート 4−(4−ジメチルアルミニウムオキシ−1−フェニル)フェニルトリス(ペン
タフルオロフェニル)ボレート、 4−(2−(4−(ジメチルアルミニウムオキシフェノキシ)プロパン−2−イ
ル)フェニルオキシ)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (4−ジエチルアルミニウムオキシ−1−フェニル)トリス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボレート、 (4−ジエチルアルミニウムオキシ−3,5−ジ(トリメチルシリル)−1−フ
ェニル)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (4−ジエチルアルミニウムオキシ−3,5−ジ(t−ブチル)−1−フェニル
)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (4−ジエチルアルミニウムオキシ−1−ベンジル)トリス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボレート、 (4−ジエチルアルミニウムオキシ−3−メチル−1−フェニル)トリス(ペン
タフルオロフェニル)ボレート、 (4−ジエチルアルミニウムオキシ−テトラフルオロ−1−フェニル)トリス(
ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (5−ジエチルアルミニウムオキシ−2−ナフチル)トリス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボレート、 4−(4−ジエチルアルミニウムオキシ−1−フェニル)フェニルトリス(ペン
タフルオロフェニル)ボレート、 4−(2−(4−(ジエチルアルミニウムオキシフェニル)プロパン−2−イル
)フェニルオキシ)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (4−ジイソプロピルアルミニウムオキシ−1−フェニル)トリス(ペンタフル
オロフェニル)ボレート、 (4−ジイソプロピルアルミニウムオキシ−3,5−ジ(トリメチルシリル)−
1−フェニル)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (4−ジイソプロピルアルミニウムオキシ−3,5−ジ(t−ブチル)−1−フ
ェニル)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (4−ジイソプロピルアルミニウムオキシ−1−ベンジル)トリス(ペンタフル
オロフェニル)ボレート、 (4−ジイソプロピルアルミニウムオキシ−3−メチル−1−フェニル)トリス
(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (4−ジイソプロピルアルミニウムオキシ−テトラフルオロ−1−フェニル)ト
リス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、 (5−ジイソプロピルアルミニウムオキシ−2−ナフチル)トリス(ペンタフル
オロフェニル)ボレート、 4−(4−ジイソプロピルアルミニウムオキシ−1−フェニル)フェニルトリス
(ペンタフルオロフェニル)ボレート、および 4−(2−(4−(ジイソプロピルアルミニウムオキシフェニル)プロパン−2
−イル)フェニルオキシ)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート。
【0035】 特に好適なアンモニウム化合物はメチルジ(テトラデシル)アンモニウム(4
−ジエチルアルミニウムオキシ−1−フェニル)トリス(ペンタフルオロフェニ
ル)ボレート、メチルジ(ヘキサデシル)アンモニウム(4−ジエチルアルミニ
ウムオキシ−1−フェニル)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、メチ
ルジ(オクタデシル)アンモニウム(4−ジエチルアルミニウムオキシ−1−フ
ェニル)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレートおよびその混合物である。
上記錯体は1996年3月4日付け出願のUSSN08/610,647号に等
しいWO96/28480号および1996年12月18日付け出願のUSSN
08/768,518号に開示されている。
【0036】 他の適する活性化用助触媒はカチオン性酸化剤および式: (Oxe+(A′d− により示される非配位性の適合性アニオンの塩からなり、ここでOxe+はe+
の電荷を有するカチオン性酸化剤であり; eは1〜3の整数であり; A′d−およびdは上記の意味を有する。
【0037】 カチオン性酸化剤の例はフェロセニウム、ヒドロカルビル置換フェロセニウム
、AgもしくはP +2を包含する。A′d−の好適具体例は、活性化用助触
媒(特にテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)を含有するブレンス
テッド酸に関し上記したようなアニオンである。
【0038】 他の適する活性化用助触媒は、カルベニウムイオンと式: CarbA′ により示される非配位性の適合性アニオンとの塩である化合物からなり、式中 CarbはC1−20カルベニウムイオンであり; A′は−1の電荷を有する非配位性の適合性アニオンである。好適カルベニウ
ムイオンはトリチルカチオン、すなわちトリフェニルメチリウムである。
【0039】 更に適する活性化用助触媒は、シリリニウムイオンと式: RSiX′A′ により示される非配位性の適合性アニオンとの塩である化合物からなり、ここで
RはC1−10ヒドロカルビルであり; X′はルイス塩基であり; nは0、1もしくは2であり; A′は上記の意味を有する。
【0040】 好適シリリニウム塩活性化用助触媒はトリメチルシリリウムテトラキスペンタ
フルオロフェニルボレート、トリエチルシリリウムテトラキスペンタフルオロフ
ェニルボレートおよびそのエーテル置換アダクトである。シリリウム塩は一般に
ジャーナル・ケミカル・ソサエティ・ケミカル・コミュニケーション(1993
)、第383〜384頁、並びにJ.B.ランバート等、オルガノメタリックス
(1994)、第13巻、第2430〜2443頁に従来開示されている。付加
重合触媒のための活性化用助触媒として上記シリリウム塩を使用することはUS
P5,625,087号に記載されている。
【0041】 アルコール、メルカプタン、シラノールおよびオキシムとトリス(ペンタフル
オロフェニル)ボランとの或る種の錯体も効果的助触媒であり、本発明により使
用することができる。この種の助触媒はUSP5,296,433号に開示され
ている。
【0042】 1つの好適具体例において、助触媒は式:(A+a(EJ−c に対応する化合物からなり、式中 Aは電荷+aのカチオンであり; Eは1〜30個の原子(水素原子を算入せず、さらに2個もしくはそれ以上のル
イス塩基部位を有する)のアニオン基であり; Jはそれぞれ独立してEの少なくとも1つのルイス塩基部位に配位されたルイス
酸であり、必要に応じ2個もしくはそれ以上のこの種のJ基は複数のルイス酸官
能性を有する成分に一緒に結合することができ; jは2〜12の数であり; a、b、cおよびdは1〜3の整数であり、ただしaxbはcxdに等しい。こ
の種の化合物は1999年2月17日付け出願のUSSN09/251664号
に開示されている。
【0043】 この種類の最も好適な助触媒の例は次の構造式:
【化19】 を有する置換イミジゾリドアニオンであり、 式中Aは上記の意味を有し、好ましくは1個もしくは2個のC10−40アル
キル基を有するトリヒドロカルビルアンモニウムカチオン、特にメチルジオクタ
デシルアンモニウムカチオンであり; R′はそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ、ハ
ロおよびその組合せよりなる群から選択され、前記各R′は30個までの非水素
原子を有し(特にメチルまたはC10もしくはそれより高級のヒドロカルビル基
); Lは3個のC6−20フルオロアリール基を有するトリスフルオロアリールボロ
ンもしくはトリスフルオロアリールアルミニウム化合物、特にペンタフルオロフ
ェニル基である。
【0044】 用いる触媒/助触媒のモル比は好ましくは1:10〜10:1、より好ましく
は1:5〜5:1、特に好ましくは1:1.5〜1.5:1の範囲である。好ま
しくは触媒および活性化用助触媒を支持体1g当たり5〜200μモル、より好
ましくは10〜75μモルの量にて支持体上に存在させる。
【0045】 本発明に使用するのに好適な支持体は高度に多孔性のシリカ、アルミナ、アル
ミノシリケートおよびその混合物を包含する。特に好適な支持材料はシリカであ
る。支持材料は粒状、凝集、ペレットもしくは任意の他の物理形態とすることが
できる。適する材料は限定はしないがグレース・ダビソン社(W.R.グレース
・アンド・カンパニーの部門)から名称SD3216.30、ダビソン・サイロ
イド245、ダビソン948およびダビソン952として、およびクロスフィー
ルド社から名称ES70として、さらにデグッサAG社から名称エアロシル81
2として入手しうるシリカ;並びにアクゾ・ケミカルス・インコーポレイテッド
から名称ケッツェン・グレードBとして入手しうるアルミナを包含する。
【0046】 本発明に適する支持体は好ましくはB.E.T.法を用いて窒素プロシメトリ
ーにより測定される10〜1000m/g、好ましくは100〜600m
gの表面積を有する。窒素吸着により測定される支持体の気孔容積は有利には0
.1〜3cm/g、好ましくは0.2〜2cm/gである。平均粒子寸法は
用いるプロセスに依存するが、典型的には0.5〜500μm、好ましくは1〜
100μmである。
【0047】 シリカおよびアルミナの両者は少量のヒドロキシル官能性を固有に有すること
が知られている。支持体として使用する場合、これら材料好ましくは熱処理また
はこれと化学処理との組合せにかけて、そのヒドロキシル含有量を減少させる。
典型的な熱処理は30〜1000℃(好ましくは250〜800℃にて4時間も
しくはそれ以上)の温度にて10分間〜50時間にわたり不活性雰囲気または空
気中で或いは減圧下(すなわち200トール未満の圧力)に行われる。減圧下に
焼成が生ずる場合、好適温度は100〜800℃である。次いで材料ヒドロキシ
ル基を化学処理により除去する。典型的な化学処理は、たとえばトリヒドロカル
ビルアルミニウム化合物、トリヒドロカルビルクロルシラン化合物、トリヒドロ
カルビルアルコキシシラン化合物または同様な薬剤のようなルイス酸アルキル化
剤との接触を包含する。
【0048】 支持体はシランもしくはクロルシラン官能化剤で官能化して、これに修飾シラ
ン−(Si−R)=もしくはクロルシラン−(Si−Cl)=官能性を付与する
ことができ、ここでRはC1−10ヒドロカルビル基である。適する官能化剤は
、支持体の表面ヒドロキシル基と反応し或いはマトリックスの珪素もしくはアル
ミニウムと反応する化合物である。適する官能化剤の例はフェニルシラン、ヘキ
サメチルジシラザン、ジフェニルシラン、メチルフェニルシラン、ジメチルシラ
ン、ジエチルシラン、ジクロルシランおよびジクロルジメチルシランを包含する
。この種の官能化されたシリカもしくはアルミナ化合物を形成させる技術は米国
特許第3,687,920号および第3,879,368号に従来開示されてい
る。
【0049】 代案として、官能化剤は式AlR のアルモキサンもしくはアルミニ
ウム化合物から選択されるアルミニウム成分とすることができ、上記式中 Rはそれぞれ独立してハイドライドもしくはRであり; Rはハイドライド、RもしくはORであり; Rはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリルよりなる群から選択され
、前記Rは20個までの非水素原子を有し; x′は2もしくは3であり; y′は0もしくは1であり; x′とy′との合計は3である。
【0050】 適するRおよびR基の例はメチル、メトキシ、エチル、エトキシ、プロピ
ル(全異性体)、プロポキシ(全異性体)、ブチル(全異性体)、ブトキシ(全
異性体)、フェニル、フェノキシ、ベンジルおよびベンジルオキシを包含する。
好ましくは、アルミニウム成分はトリ(C1−4ヒドロカルビル)アルミニウム
化合物よりなる群から選択される。特に好適なアルミニウム成分はトリメチルア
ルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ−イソブチルアルミニウムおよびそ
の混合物である。
【0051】 この種の処理は典型的には次のように行われる: (a) 焼成シリカに充分量の溶剤を添加してスラリーを得; (b) スラリーに焼成シリカ1g当たり0.1〜5ミリモル、好ましくは焼成
シリカ1g当たり1〜2.5ミリモルの薬剤を添加して処理支持体を形成させ;
(c) 処理支持体を洗浄して、未反応薬剤を除去することにより洗浄支持体を
形成させ; (d) 洗浄支持体を加熱により乾燥させ、または減圧に掛けてその組合せ物を
乾燥させる。
【0052】 キャリヤもしくはキャリヤ材料とも称される本発明に使用するのに適する支持
材料は、典型的には支持触媒の分野、より詳細には支持オレフィン付加重合支持
触媒の分野にて使用されるような支持材料を包含する。その例は多孔質樹脂状材
料、たとえばポリエチレンおよびポリプロピレンのようなポリマーオレフィンま
たはエチレン−ジビニルベンゼンのコポリマー、並びに第2、3、4、13もし
くは14族金属の酸化物、たとえばシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化
チタン、酸化トリウムのような固体無機酸化物、さらにシリカの混合酸化物を包
含する。シリカの適する混合酸化物はシリカと1種もしくはそれ以上の第2もし
くは13族金属酸化物との混合物、たとえばシリカ−マグネシアもしくはシリカ
−アルミナ混合酸化物を包含する。シリカ、アルミナおよびシリカと1種もしく
はそれ以上の第2もしくは13族金属酸化物との混合酸化物が好適支持材料であ
る。この種の混合酸化物の好適例はシリカ−アルミナである。最も好適な支持材
料はシリカである。シリカ粒子の形状は臨界的でなく、シリカは粒状、球状、凝
集、融合もしくは他の形態とすることができる。
【0053】 本発明に適する支持材料は好ましくはB.E.T.法を用いて窒素プロシメト
リーにより測定して10〜1000m/g、好ましくは100〜600m
gの表面積を有する。窒素吸着により測定される支持体の気孔容積は典型的には
5cm/gまで、有利には0.1〜3cm/g、好ましくは0.2〜2cm /gである。平均粒子寸法は臨界的でないが、典型的には0.5〜500μm
、好ましくは1〜200μm、より好ましくは100μmまでである。
【0054】 本発明に使用するのに好適な支持体は高度に多孔性のシリカ、アルミナ、アル
ミノシリケートおよびその混合物を包含する。特に好適な支持材料はシリカであ
る。支持材料は粒状、凝集体、ペレットもしくは任意の他の物理形態とすること
ができる。適する材料は限定はしないがグレース・ダビソン社(W.R.グレー
ス・アンド・カンパニーの部門)から名称SD3216.30、ダビソン・サイ
ロイド(登録商標)245、ダビソン948およびダビソン952として、およ
びクロスフィールド社から名称ES70として、さらにデグッサAG社から名称
エアロシル(登録商標)812として入手しうるシリカ;並びにアクゾ・ケミカ
ルス社から名称ケッツェン(登録商標)グレードBとして入手しうるアルミナを
包含する。
【0055】 シリカおよびアルミナの両者は少量のヒドロキシル官能性を固有に有すること
が知られている。本発明の実施において、これら材料は好ましくは熱処理もしく
はこれと化学処理との組合せに掛けられて、そのヒドロキシル含有量を減少させ
る。典型的熱処理は30〜1000℃(好ましくは250〜800℃にて5時間
もしくはそれ以上)の温度にて10分間〜50時間にわたり不活性雰囲気もしく
は空気中で或いは減圧下(すなわち200トール未満の圧力)に行われる。減圧
下に焼成が生ずる場合は、好適温度は100〜800℃である。次いで残留ヒド
ロキシル基を化学処理により除去する。典型的な化学処理は、たとえばトリヒド
ロカルビルアルミニウム化合物、トリヒドロカルビルクロルシラン化合物、トリ
ヒドロカルビルアルコキシシラン化合物または同様な薬剤のようなルイス酸アル
キル化剤との接触を包含する。
【0056】 支持体はシランもしくはクロルシラン官能化剤で官能化されて、これに修飾シ
ラン−(Si−R)=もしくはクロルシラン−(Si−Cl)=官能性を付与す
ることができ、ここでRはC1−10ヒドロカルビル基である。適する官能化剤
は、支持体の表面ヒドロキシル基と反応する或いはマトリックスの珪素もしくは
アルミニウムと反応する化合物である。適する官能化剤の例はフェニルシラン、
ヘキサメチルジシラザン、ジフェニルシラン、メチルフェニルシラン、ジメチル
シラン、ジエチルシラン、ジクロルシランおよびジクロルジメチルシランを包含
する。この基の官能化されたシリカもしくはアルミナ化合物を形成させる技術は
米国特許第3,687,920号および第3,879,368号(その教示をこ
こに引用する)に従来開示されている。
【0057】 1具体例にて本発明の触媒組成物を作成するには、金属錯体と助触媒と触媒支
持体とを一緒に適合性溶剤中で、典型的には支持体の気孔容積よりも大の溶剤の
量を用いてスラリー化させる。支持された触媒組成物は熱を加え或いはこれと減
圧との組合せを用いながら乾燥されて、支持触媒組成物を実質的に溶剤フリーに
する。
【0058】 本発明の1つの好適具体例においては順次の二重含浸技術を用いる。本発明の
この好適具体例においては、支持体を加熱して水を除去すると共に適する官能化
剤と反応させて支持先駆体を形成させる。支持先駆体を次いで金属錯体もしくは
助触媒のいずれかの第1溶液と接触させ、その後に金属錯体もしくは助触媒の他
方の第2溶液と接触させる。2つの接触工程のそれぞれにて、接触溶液は支持先
駆体の気孔容積の100%を決して越えないような量にて与えられる。必要に応
じ、支持先駆体を乾燥させて第1溶液との接触後に適合性溶剤を除去することが
できる。しかしながら、この構成は固体が乾燥自由流動性粉末として残留する限
り必要でない。
【0059】 本発明の他の好適具体例においては、支持体を加熱して水を除去すると共に適
する官能化剤と反応させて支持先駆体を形成させる。支持先駆体を金属錯体もし
くは助触媒の第1溶液にスラリー化させて支持予備触媒を形成させる。充分量の
適合性溶剤を支持予備触媒から除去して、自由流動性である回収された支持予備
触媒を生ぜしめ、すなわち適合性溶剤の量は支持先駆体の気孔容積の100%未
満である。その後、回収された支持予備触媒を金属錯体もしくは助触媒の他方の
第2溶液と接触させ、ここで第2溶液は支持先駆体における気孔容積の100%
未満の量で与えられて、支持触媒組成物を形成する。第2溶液の量は支持触媒組
成物を非自由流動性にするのに不充分であるので、追加溶剤除去工程は不必要で
ある。しかしながら、これが望ましければ適合性溶剤を熱、減圧もしくはその組
合せの適用により一層完全に除去することができる。特に好適な具体例において
、特に助触媒が熱またはこれと減圧との組合せの適用により乾燥に際し劣化する
場合は、第1溶液に金属錯体を用い、第2溶液に助触媒を用いる。
【0060】 これら好適具体例のそれぞれの場合、特に二重含浸技術の場合は、充分な混合
を行って、金属錯体および助触媒が支持先駆体の気孔内に均一分配するよう確保
すると共に支持先駆体が自由流動性に留まるよう確保する。或る種の混合装置の
例は回転バッチ式ブレンダー、単一コーンブレンダー、二重コーンブレンダー、
垂直円錐ドライヤーなどを包含する。
【0061】 特定の理論に拘束するものでないが、重合条件に露呈する前の本発明の触媒組
成物は主として未変化の化学形態に留まると思われ、すなわち重合条件に露呈さ
れるまで金属錯体と助触媒とは比較的未変化かつ触媒上不活性に留まると思われ
る。モノマーの存在下に一層高温度またはその組合せにて反応器中に存在すると
、触媒組成物は一層活性になる。かくして、より低い初期反応発熱および重合の
増大速度(上昇キネチックプロフィル)を有する触媒が作成されて、重合反応器
における向上した性能および向上したポリマー形態をもたらしうる。
【0062】 各触媒を用いて2〜100,000個の炭素原子を有するエチレン系もしくは
それと組み合わせたアセチレン系不飽和モノマーを単独で或いは組み合わせて重
合させることができる。好適モノマーはC2−20α−オレフィン、特にエチレ
ン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、3
−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセ
ン、長鎖巨大分子α−オレフィンおよびその混合物を包含する。他の好適モノマ
ーはスチレン、C1−4アルキル置換スチレン、テトラフルオロエチレン、ビニ
ルベンゾシクロブタン、エチリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、1,
7−オクタジエン、ビニルシクロヘキサン、4−ビニルシクロヘキセン、ジビニ
ルベンゼンおよびこれらとエチレンとの混合物を包含する。長鎖巨大分子α−オ
レフィンは連続溶液重合反応に際し現場で生成されるビニル末端ポリマー残留物
である。適する処理条件下に、この種の長鎖巨大分子単位はエチレンおよび他の
短鎖オレフィンモノマーと一緒にポリマー生成物まで容易に重合して、少量の長
鎖分枝を得られるポリマーに与える。本発明の触媒組成物を用いて作成される極
めて望ましいα−オレフィンポリマーは逆の分子構造を有し、これは2種もしく
はそれ以上のオレフィンのコポリマーが高分子量フラクションにおける高分子量
コモノマーの増加含有量を有することを意味する。
【0063】 一般に重合はチーグラー・ナッタ型もしくはカミンスキー・シン型重合反応に
関する従来技術にて周知された条件下、たとえば0〜250℃の温度および大気
圧〜1000気圧(0.1〜100MPa)の圧力にて達成することができる。
典型的には最も良好な条件を用い、すなわち供給物流は適当に乾燥させると共に
脱酸素化させて不純物を除去すべきであり、温度制御を行って反応発熱を最小化
させると共に、反応離脱を防止すべきであり、適する掃去剤(たとえばアルキル
アルミニウム処理シリカ、水素化カリウムなど)を所要に応じ用いる。適する気
相反応は、反応に用いられる各モノマーまたは不活性希釈剤の凝集を用いて反応
器から熱を除去することができる。
【0064】 支持体は好ましくは1:100,000〜1:10、より好ましくは1:50
,000〜1:20、特に好ましくは1:10,000〜1:30の触媒(金属
に基づく):支持体の重量比を与える量にて用いられる。
【0065】 大抵の重合反応において、用いられる触媒:重合性化合物のモル比は10−1 :1〜10−1:1、より好ましくは10−12:1〜10−5:1である。
【0066】 各触媒を直列もしくは並列接続された同一もしくは別途の反応器にて少なくと
も1種の追加均質もしくは不均質重合触媒と組み合わせて用いることにより、所
望の性質を有するポリマー配合物を作成することもできる。この種のプロセスの
例は米国特許出願07/904,770号に等しいWO94/00500号、並
びに1993年1月29日付け出願の米国特許出願08/10958号(これら
の教示をここに引用する)に開示されている。
【0067】 本発明の実施にて好適であることが判明した次の金属錯体は式:
【化20】 に対応し、式中 Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態におけるチタンもしくはジルコニウム
であり; Xはジフェニルブタジエンまたは1,6−ジフェニル−2,4−ヘキサジエンで
あり; Yは−NR−であり; ZはSiRであり; Rはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ、ハロ
およびその組合せよりなる群から選択され、前記Rは20個までの非水素原子を
有し、或いは隣接R基は一緒になって二価の誘導基(すなわちヒドロカルバジル
、シラジルもしくはゲルマジル基)を生成することにより融合環組成物を形成す
る。
【0068】 Mがチタンであると共にZがSiMeでありかつYがN−t−ブチルである
これら好適金属錯体が本発明の実施に特に有用である。
【0069】 他面において、有機金属化合物(特にトリ(C1−6アルキル)アルミニウム
化合物)とヒドロキシアリールトリス(フルオロアリール)ボレート化合物のア
ンモニウム塩との反応生成物として形成される次の助触媒が本発明の実施に使用
するのに好適であると判明した。この種の助触媒は有利にはキャッピングされて
オルガノメタロキシアリールトリス(フルオロアリール)ボレート化合物を形成
し、これらをヘキサンに対し不溶性にすると共に支持体(典型的にはシリカ、ア
ルミナまたはトリアルキルアルミニウム不動化シリカ)上へのその沈殿を容易化
させる。これら助触媒はWO98/27119号に従来開示されている。本発明
の実施に使用するのに特に好適な助触媒はトリ(C1−6アルキル)アルミニウ
ム化合物)とジエチルアルミニウムオキシアリールトリス(ペルフルオロアリー
ル)ボレートのアンモニウム塩との反応生成物を包含する。
【0070】実施例 特記しない限り全ての操作はアルゴン充填グローブボックスまたはシュレンク
技術を用いる窒素下のいずれかにて不活性雰囲気中で行った。
【0071】試薬 (t−ブチルアミド)(テトラメチル−η−シクロペンタジエニル)ジメチ
ルシランチタニウム(II)η−1,3−ペンタジエンおよび(t−ブチルア
ミド)(テトラメチル−η−シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタニウ
ム(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエンをそれぞれUS 5,47
0,993号の例A2および17に記載されたように作成した。ビス(水素化タ
ロウアルキル)メチルアンモニウムトリス(ペンタフルオロフェニル)(4−ヒ
ドロキシフェニル)ボレートをPCT98/27119号に記載されたように作
成した。ISOPAR(登録商標)E炭化水素混合物をエクソン・ケミカル・カ
ンパニーから入手した。他の溶剤は全て無水試薬としてアルドリッチ・ケミカル
・カンパニーから購入し、窒素パージによると共にこれらを予め250℃にて1
晩熱処理された12インチカラムのチャンクアルミナに通過させることによりさ
らに精製した。他の試薬は全てアルドリッチ・ケミカル・カンパニーから購入す
ると共に、さらに精製することなく使用した。
【0072】TEA−処理948シリカの作成 200gのダビソン948シリカ試料(グレース・ダビソン社から入手しうる
)を4時間にわたり空気中で250℃にて焼成し、次いで窒素充填グローブボッ
クスに移した。15gのシリカ試料を90mlのヘキサンにスラリー化させ、ヘ
キサンにおけるトリエチルアルミニウムの1.0M溶液30mlを数分間かけて
添加した。添加速度は、溶剤還流を防止するよう充分遅くした。スラリーを機械
振とう機で1時間にわたり撹拌した。この時点で固体をフリット漏斗に集め、5
0mlづつのヘキサンで3回洗浄し、減圧乾燥させた。
【0073】 1. TEA/シリカにおける40/40μモル/g[CMeSiMe
′Bu]Ti(B1NB)/AM2HTの作成 A. 1,4−ビス(1−ナフチル)ブタジエン(B1NB)の作成 3−(1−ナフタレニル)−2−プロぺノイルクロライド 3−(1−ナフタレニル)−2−プロぺン酸(7.5g、0.038モル)を
15mlのオキサリルクロライドにスラリー化させると共に2時間にわたり還流
させた。得られた溶液を蒸発させて8.0g(99%)の黄色固体を得た。
【0074】 3−(1−ナフタレニル)−2−プロぺナール 50mlのアセトンにおける3−(1−ナフタレニル)−2−プロペノイルク
ロライド(2.5g、0.012モル)および6.03g(0.023モル)の
トリフェニルホスフィンの撹拌溶液に、7.65g(0.013モル)のビス(
トリフェニルホスフィン)テトラヒドロボラート銅を一度に添加した。1時間の
後、溶液を濾過すると共に濾液を蒸発乾固させた。残留物を20mlのクロロホ
ルムに溶解させ、6gの第一塩化銅で処理し、1時間撹拌すると共に濾過した。
溶剤を蒸発乾固させて1.66g(79%)の固体を得た。
【0075】 1,4−ビス(1−ナフチル)ブタジエン 30mlのベンゼンにおける1−ナフチルメチルトリフェニルホスホニウムク
ロライド(3.98g、0.009モル)の撹拌溶液にフェニルリチウムのエー
テル/シクロヘキサン溶液(5ml、0.009モル)を添加すると共に、30
分間にわたり撹拌した。10mlのベンゼンにおける3−(1−ナフチル)プロ
ぺナール(1.61g、0.009モル)の溶液を添加し、混合物を14時間に
わたり撹拌した。混合物を濾過すると共に沈殿物をトルエンで処理し、次いで濾
過した。濾液を濃縮して黄色固体(1.2g、45%)を得、これはtrans
,trans:cis−trans異性体の5:1混合物であった。trans
−trans異性体をトルエンから選択的に再結晶化させた(400mg)。
【0076】 B.[CMeSiMeN′Bu]Ti(B1NB)の作成 50mlフラスコに[CMeSiMeN′Bu]TiCl(238m
g、0.646ミリモル)と1,4−ビス(1−ナフチル)ブタジエン(198
mg、0.646ミリモル)と35mlのヘキサンとを充填した。この黄色スラ
リーに、注射器を介しn−BuLiを25℃にて添加した(0.53ml、2.
5M、1.33ミリモル)。即座の褐色混合物の形成が観察された。15分間に
わたり撹拌した後、混合物を2時間にわたり還流させた。赤褐色の混合物を僅か
に冷却し、次いでセライト(登録商標)フィルタ助剤を介しフリット漏斗で濾過
した。フィルタケーキを10mlのヘキサンで1回洗浄した。揮発物を赤色濾液
から除去すると共に、固体をヘキサンから再結晶化させて163mg(42%収
率)のレンガ色固体を得た。
【0077】 C. TEA/シリカにおける40/40μモル/g[CMeSiMe
′Bu]Ti(B1NB)/AM2HTの作成 4mlのトルエンにおけるTEA−処理シリカ(上記のように作成、2.50
g)のスラリーを、アルメエニウム(p−ヒドロキシフェニル)トリス(ペンタ
フルオロフェニル)ボレート(2.5ml、0.040M、100ミリモル)と
TEA(1.1ml、0.10M、110ミリモル)との混合物で処理した。こ
れによりアルメエニウム(ジエチルアルミニウムオキシフェニル)トリス(ペン
タフルオロフェニル)ボレート(AM2HT)がその場で形成された。このスラ
リーを20秒間にわたり激しく振とうし、次いでトルエンにおける[(t−ブチ
ルアミド)(ジメチル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)シラン]チタニ
ウムビス(1−ナフチル)ブタジエンの溶液(5.0ml、0.020M、10
0ミリモル)を添加した。混合物を1分間にわたり激しく回動させ、次いで揮発
物を減圧除去して2.58gの自由流動性の赤褐色固体を得た。
【0078】 2. TEA/シリカにおける40/40μモル/g[CMeSiMe
′Bu]Ti(DBB)/AM2HTの作成 A. 1,4−ジベンジルブタジエン(DBB)の作成 アルゴン雰囲気下に、ジイソブチルアルミニウム(DIBAL−H)(82.
5ml、1.0M、82.5ミリモル)を、滴下漏斗を介し25℃の40mlの
ヘキサンにおける3−フェニルプロピン(9.55g、82.2ミリモル)の溶
液に添加した。溶液を20分間にわたり撹拌し、次いで56℃まで4時間にわた
り加熱した。冷却の後、揮発物を減圧除去し、約125mlの冷THFをゆっく
り添加した。この溶液に固体CuCl(9.77g、98.7ミリモル)を5分
間かけて添加した。得られた黒色混合物を1時間撹拌し、次いでヘキサンと希塩
酸との混液に注ぎ込んだ。有機層を分離すると共に水層を150mlのヘキサン
で3回抽出した。有機層を合して飽和NaHCOで洗浄し、無水NaSO で乾燥させた。揮発物の除去により黄緑色固体を得た。熱ヘキサンからの再結晶
化は4.4gの淡黄色結晶(46%収率)を与えた。
【0079】 B. [CMeSiMeN′Bu]Ti(DBB)の作成 不活性アルゴン雰囲気下に、50mlのフラスコに[CMeSiMe
′Bu]TiCl(238mg、0.646ミリモル)と1,4−ジベンジル
ブタジエン(198mg、0.646ミリモル)と35mlのヘキサンとを充填
した。この黄色スラリーにn−BuLiを注射器により25℃にて添加した(0
.53ml、2.5M、1.33ミリモル)。即座に褐色混合物の形成が観察さ
れた。15分間撹拌した後、混合物を2時間にわたり還流させた。赤褐色混合物
を僅かに冷却し、次いでフリット漏斗にて珪藻土フィルタ助剤を介し濾過した。
フィルタケーキを10mlのヘキサンで1回洗浄した。揮発物を赤色濾液から除
去すると共に、固体をヘキサンから再結晶化させて163mg(42%収率)の
レンガ色固体を得た。
【0080】 C. TEA/シリカにおける40/40μモル/g[CMeSiMe
′Bu]Ti(DBB)/AM2HTの作成 5mlのトルエンにおけるTEA−処理シリカ(上記のように作成、2.00
g)をアルメエニウム(p−ヒドロキシフェニル)トリス(ペンタフルオロフェ
ニル)ボレート(2.0ml、0.040M、80ミリモル)とTEA(0.8
8ml、0.10M、88ミリモル)との混液で処理した。スラリーを30秒間
にわたり激しく振とうし、次いでトルエンにおける[(t−ブチルアミド)(ジ
メチル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)シラン]チタニウム1,4−ジ
ベンジルブタジエン(4.0ml、0.020M、80ミリモル)を添加した。
この混合物を1分間にわたり激しく回動させ、次いで揮発物を減圧除去して2.
08gの自由流動性レンガ色固体を得た。
【0081】 D. TEA/シリカにおける30/30μモル/g[CMeSiMe
′Bu]Ti(DBB)/AM2HTの作成 上記のように作成された2.86gのTEA処理シリカに、AM2HT(3ml
まで希釈された1.2mlの9.95重量%溶液)とTEA(トルエンにおける
0.05mlの1.9M溶液)との混液を添加した。混合物を自由流動性粉末ま
で激しく撹拌し、溶剤を減圧除去した。次いで(t−ブチルアミド)(ジメチル
)(テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタニウム1,4−ジベンジル
ブタジエン(トルエン中3.80mlの0.023M溶液)を添加した。この混
合物を自由流動性粉末まで激しく撹拌し、次いで揮発物を減圧除去した。
【0082】 3. TEA/シリカにおける[CMeSiMeN′Bu]Ti(1,4
−ジフェニル−1,3−ブタジエン)および[CMeSiMeN′Bu]
Ti(1,3−ペンタジエン)触媒のAM2HTによる作成 A. 30/30μモル/g[CMeSiMeN′Bu]Ti(1,4−
ジフェニル−1,3−ブタジエン)/AM2HT触媒の作成 トルエンにおけるアルメエニウム(p−ヒドロキシフェニル)トリス(ペンタ
フルオロフェニル)ボレートの0.040M溶液4.0mlに、トルエンにおけ
る0.1mlの1.9M EtAl溶液を添加した。この溶液を1分間混合し
、次いで10mlのトルエンにおける上記のように作成された4.04gのEt Al処理ダビソン948シリカに添加した。このスラリーに、トルエンにおけ
る3.2mlの0.05M(t−ブチルアミド)(テトラメチル−η−シクロ
ペンタジエニル)ジメチルシランチタニウム(II)1,4−ジフェニル−1,
3−ブタジエン溶液を添加した。溶剤を減圧下に除去して自由流動性赤褐色固体
を得た。
【0083】 B. 30/30μモル/g[CMeSiMeN′Bu]Ti(1,3−
ペンタジエン/AM2HT触媒の作成 トルエンにおけるアルメエニウムp−ヒドロキシフェニルトリス(ペンタフル
オロフェニル)ボレートの0.040M溶液3mlに、トルエンにおける70μ
Lの1.9M EtAl溶液を添加した。この溶液を30秒間混合し、次いで
12mlのトルエンにおける上記のように作成された3.0gのEtAl処理
ダビソン948シリカに添加した。このスラリーに、トルエンにおける0.22
Mの(t−ブチルアミド)(テトラメチル−η−シクロペンタジエニル)ジメ
チルシランチタニウム(II)η−1,3−ペンタジエン溶液0.55mlを
添加した。混合物を合して短時間(<1分間)スラリー化させ、溶剤を減圧除去
して自由流動性の緑褐色固体を得た。
【0084】 4. 重合 2.5リットルの撹拌固定床オートクレーブに0.67gのTEA/シリカを
含有する200gの乾燥NaClを充填すると共に、300rpmにて撹拌を開
始した。反応器を7バールのエチレンまで加圧すると共に70℃まで加熱した。
1−ヘキセンを質量分光光度計にて質量84により測定して8000ppmのレ
ベルまで導入した。別途の容器にて0.1gの触媒を追加0.5gの掃去剤と混
合した。触媒と掃去剤とを合した後に反応器中へ注入した。エチレン圧力を要求
に応じ供給物に維持し、ヘキセンを液体として反応器に供給することによりpp
m濃度を維持した。冷水バイパスを有する加熱浴により温度を調整した。90分
間の後、反応器を圧力解除し、塩およびポリマーをダンプ弁を介し除去した。ポ
リマーを著量の蒸留水で洗浄して塩を除去し、次いで50℃にて乾燥させた。活
性値をエチレン吸収に基づき計算した。上記で作成された触媒の結果を下表1に
示す。
【0085】
【表1】 註*:比較、本発明の実施例でない a:単位はgポリマー/g支持触媒組成物・時間(hr)・エチレン圧力 (100kPa) 1:(t−ブチルアミド)ジメチル(テトラメチルシクロペンタジエニル)シラ
ンチタニウム1,3−ペンタジエン 2:(t−ブチルアミド)ジメチル(テトラメチルシクロペンタジエニル)シラ
ンチタニウム1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン 3:(t−ブチルアミド)ジメチル(テトラメチルシクロペンタジエニル)シラ
ンチタニウム1,4−ジベンジル−1,3−ブタジエン 4:(t−ブチルアミド)ジメチル(テトラメチルシクロペンタジエニル)シラ
ンチタニウム1,4−ジナフチル−1,3−ブタジエン
【0086】 表1に示したように、触媒系3A、2Cおよび2Dはそれぞれ1.6未満のK
を示した。次いで、これら触媒組成物のそれぞれは比較触媒組成物3Bおよび1
Cよりも低い遅延プロフィルを示した。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年11月15日(2000.11.15)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【化1】 [式中、Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態にある元素周期律表第4〜1
0族の1種からの金属であり; Cpはπ結合アニオン性リガンド基であり; ZはCpに結合すると共に共有結合もしくは配位/共有結合のいずれかによりM
に結合した二価の成分であって硼素または元素周期律表第14族の一員を含み、
さらに窒素、燐、硫黄もしくは酸素をも含み; Xは60個までの原子を有する中性共役ジエンリガンド基またはそのジアニオン
性誘導基である] に対応する金属錯体を選択し; (b) 金属錯体を活性重合触媒に変換しうるイオン性助触媒を選択し; (c) 金属錯体と助触媒とを支持体上に支持する ことからなり、前記触媒組成物は気相重合プロセスにて向上キネチックプロフィ
ルを有することを特徴とするオレフィン重合触媒の製造方法。
【化2】 [式中、Cpはアニオン性非局在化π結合基であって、Mに結合すると共に50
個までの非水素原子を有し; Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態にある元素周期律表第4族の金属であ
り; Xは式:
【化3】 により示されるC4−30共役ジエンであり、ここでR、R、RおよびR はそれぞれ独立して水素、芳香族、置換芳香族、融合芳香族、置換融合芳香族
、脂肪族、置換脂肪族、異原子含有芳香族、異原子含有融合芳香族もしくはシリ
ル基であり; Yは−O−、−S−、−NR−もしくは−PR−であり; ZはSiR、CR、SiRSiR、CRCR、CR=CR、CR SiRもしくはGeR、BR、B(NR、BRBR、B(NR B(NRであり、 ここでRはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ
、ハロおよびその組合せよりなる群から選択され、前記Rは20個までの非水素
原子を有し、または隣接R基は一緒になった二価誘導基(すなわちヒドロカルバ
ジル、シラジルもしくはゲルマジル基)を生成することにより融合環系を形成す
る] に対応する金属錯体を選択し; (b) 助触媒をポリマーもしくはオリゴマーアルモキサン;中性ルイス酸;非
ポリマー、適合性、非配位性のイオン形成性化合物およびその組合せよりなる群
から選択し; (c) 金属錯体と助触媒とを支持体上に支持する ことからなり、触媒組成物は気相重合浴反応器に注入されてエチレンと接触すれ
ば次の不等式: K=A30/A90≦1.6 [式中、Krは重合開始の30分間後のgポリマー/g触媒:hr:barエチ
レンにおける累積正味活性(A30)を重合開始の90分間後のgポリマー/g
触媒・hr・barにおける正味活性(A90)で割算した数値を意味する] に従うキネチックプロフィルを示すことを特徴とするオレフィン重合触媒の製造
方法。
【化4】 [式中、CpはMに結合すると共に50個までの非水素原子を有するアニオン性
非局在化π−結合基であり; Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態における元素周期律表第4族の金属で
あり; Xは式:
【化5】 により示されるC4−30共役ジエンであり、ここでR、R、RおよびR はそれぞれ独立して水素、芳香族、置換芳香族、融合芳香族、置換融合芳香族
、脂肪族、置換脂肪族、異原子含有芳香族、異原子含有融合芳香族もしくはシリ
ル基であり; Yは−O−、−S−、−NR−もしくは−PR−であり; ZはSiR、CR、SiRSiR、CRCR、CR=CR、CR SiRもしくはGeR、BR、B(NR、BRBR、B(NR B(NRであり、 ここでRはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ
、ハロおよびその組合せよりなる群から選択され、前記Rは20個までの非水素
原子を有し、または隣接R基は一緒になって二価誘導基(すなわちヒドロカルバ
ジル、シラジルもしくはゲルマジル基)を生成することにより融合環系を形成す
る] に対応する金属錯体を選択し; (b) 助触媒をポリマーもしくはオリゴマーアルモキサン;中性ルイス酸;非
ポリマー、適合性、非配位性のイオン形成性化合物およびその組合せよりなる群
から選択し; (c) 金属錯体と助触媒とを支持体上に支持する ことからなり、ここで触媒組成物は気相重合浴反応器に注入されてエチレンと接
触すれば、長鎖アルキルモノ−および二置換−アンモニウム錯体の[テトラメチ
ルシクロペンタジエニル(ジメチルシリル)(n−t−ブチルアミド)]チタニ
ウム(II)ピペリレンおよびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート
塩を用いて作成された比較支持触媒組成物に関するKよりも少なくとも10%小
さいKを示し、ここで Krは重合開始の30分間後におけるgポリマー/g触媒.hr.barエチレ
ンにおける累積正味活性(A30)を重合開始の90分間後のgポリマー/g触
媒.hr.barにおける正味活性(A90)で割算した数値を意味する ことを特徴とするオレフィン重合触媒の製造方法。
【化6】 [式中、Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態におけるチタン、ジルコニウ
ムもしくはハフニウムであり; Rはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ、ハロ
およびその組合せよりなる群から選択され、前記Rは20個までの非水素原子を
有し、または隣接R基は一緒になって二価誘導基(すなわちヒドロカルバジル、
シラジルもしくはゲルマジル基)を生成することにより融合環系を形成し、 各Xは式:
【化7】 により示されるC4−30共役ジエンであり、ここでR、R、RおよびR はそれぞれ独立して芳香族、置換芳香族、融合芳香族、置換融合芳香族、脂肪
族、置換脂肪族、異原子含有芳香族、異原子含有融合芳香族またはシリル基であ
り; Yは−O−、−S−、−NR−、−PR−であり; ZはSiR 、CR 、SiR SiR 、CR CR 、CR =CR、CR SiR もしくはGeR であり、ここでRは独立し
てそれぞれ水素またはシリル、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシおよびそ
の組合せから選択される基であり、前記Rは30個までの炭素もしくは珪素原
子を有する] に対応する請求項1、2または3に記載の方法。
【化8】 [式中、R、R、RおよびRはそれぞれ独立して芳香族、置換芳香族、
融合芳香族、置換融合芳香族、脂肪族、置換脂肪族、異原子含有芳香族、異原子
含有融合芳香族またはシリル基である] により示されるC6−30共役ジエンである請求項1、2または3に記載の方法
【化9】 [式中、CpはMに結合すると共に50個までの非水素原子を有するアニオン性
の非局在化π−結合基であり; Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態における元素周期律表第4族の金属で
あり; Xは式:
【化10】 により示されるC4−30共役ジエンであり、ここでR、R、RおよびR はそれぞれ独立して水素、芳香族、置換芳香族、融合芳香族、置換融合芳香族
、脂肪族、置換脂肪族、異原子含有芳香族、異原子含有融合芳香族もしくはシリ
ル基であり; Yは−O−、−S−、−NR−もしくは−PR−であり; ZはSiR、CR、SiRSiR、CRCR、CR=CR、CR SiRもしくはGeR、BR、B(NR、BRBR、B(NR B(NRであり、 ここでRはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ
、ハロおよびその組合せよりなる群から選択され、前記Rは20個までの非水素
原子を有し、または隣接R基は一緒になって二価誘導基(すなわちヒドロカルバ
ジル、シラジルもしくはゲルマジル基)を生成することにより融合環系を形成す
る] に対応する金属錯体と; (b) ポリマーもしくはオリゴマーアルモキサン;中性ルイス酸;非ポリマー
、適合性、非配位性のイオン形成性化合物、およびその組合せ物よりなる群から
選択される助触媒と; (c) 支持体と からなり、触媒組成物は気相重合浴反応器に注入されてエチレンと接触すれば次
の不等式: K=A30/A90≦1.6 に従うキネチックプロフィルを示し、式中Krは重合開始の30分間後における
gポリマー/g触媒・hr・barエチレンの累積正味活性(A30)を重合開
始の90分間後におけるgポリマー/g触媒・hr・barの正味活性(A90 )により割算した数値を意味することを特徴とする支持触媒組成物。
【化11】 [式中、CpはMに結合すると共に50個までの非水素原子を有するアニオン性
非局在化π−結合基であり; Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態における元素周期律表第4族の金属で
あり; Xは式:
【化12】 により示されるC4−30共役ジエンであり、ここでR、R、RおよびR はそれぞれ独立して水素、芳香族、置換芳香族、融合芳香族、置換融合芳香族
、脂肪族、置換脂肪族、異原子含有芳香族、異原子含有融合芳香族もしくはシリ
ル基であり; Yは−O−、−S−、−NR−もしくは−PR−であり; ZはSiR、CR、SiRSiR、CRCR、CR=CR、CR SiRもしくはGeR、BR、B(NR、BRBR、B(NR B(NRであり、 ここでRはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ
、ハロおよびその組合せよりなる群から選択され、前記Rは20個までの非水素
原子を有し、または隣接R基は一緒になって二価誘導基(すなわちヒドロカルバ
ジル、シラジルもしくはゲルマジル基)を生成することにより融合環系を形成す
る] に対応する金属錯体と; (b) ポリマーもしくはオリゴマーアルモキサン;中性ルイス酸;非ポリマー
、適合性、非配位性のイオン形成性化合物、およびその組合せ物よりなる群から
選択される助触媒と; (c) 支持体と からなり、触媒組成物は気相重合浴反応器に注入されてエチレンと接触すれば、
長鎖アルキルモノ−および二置換アンモニウム錯体の[テトラメチルシクロペン
タジエニル(ジメチルシリル)(n−t−ブチルアミド)]チタニウム(II)
ピペリレンおよびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート塩を用いて作
成された比較支持触媒組成物に関するKよりも少なくとも10%小さいKを示し
、ここでKrは重合開始の30分間後におけるgポリマー/g触媒・hr・ba
rエチレンの累積正味活性(A30)を重合開始の90分間後gポリマー/g触
媒・hr・barにおける正味活性(A90)により割算した数値を意味するこ
とを特徴とする支持触媒組成物。
【化13】 [式中、Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態にある元素周期律表第4〜1
0族の1種からの金属であり; Cpはπ結合のアニオン性リガンド基であり; ZはCpに結合すると共に共有結合もしくは配位/共有結合のいずれかによりM
に結合した二価の成分であって硼素または元素周期律表第14族の一員を含み、
さらに窒素、燐、硫黄もしくは酸素を含み; Xは60個までの原子を有する中性共役ジエンリガンド基またはそのジアニオン
性誘導基である] に対応する第4〜10族金属錯体と; (C) 金属錯体を活性重合触媒に変換させうるイオン性助触媒と からなり、前記触媒組成物は気相重合プロセスにて向上キネチックプロフィルを
有することを特徴とする触媒組成物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ナイトヘイマー,ディビッド,アール アメリカ合衆国、ミシガン 48642、ミッ ドランド、ホイッププーアウィル ホロー 2607 (72)発明者 シャンカー,ラヴィ,ビー アメリカ合衆国、ミシガン 48642、ミッ ドランド、コングレス ドライブ 4300 Fターム(参考) 4J028 AC08A AC10A AC26A AC28A BC25B CB65C CB87C CB94C EB02

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) 式: 【化1】 [式中、CpはMに結合すると共に50個までの非水素原子を有するアニオン性
    の非局在化π−結合基であり; Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態における元素周期律表第4族の金属で
    あり; Xは式: 【化2】 により示されるC4−30共役ジエンであり、ここでR、R、RおよびR はそれぞれ独立して水素、芳香族、置換芳香族、融合芳香族、置換融合芳香族
    、脂肪族、置換脂肪族、異原子含有芳香族、異原子含有融合芳香族もしくはシリ
    ル基であり; Yは−O−、−S−、−NR−もしくは−PR−であり; ZはSiR、CR、SiRSiR、CRCR、CR=CR、CR SiRもしくはGeR、BR、B(NR、BRBR、B(NR B(NRであり、 ここでRはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ
    、ハロおよびその組合せよりなる群から選択され、前記Rは20個までの非水素
    原子を有し、または隣接R基は一緒になった二価誘導基(すなわちヒドロカルバ
    ジル、シラジルもしくはゲルマジル基)を生成することにより融合環系を形成す
    る] に対応する金属錯体を選択し、 (b) ポリマーもしくはオリゴマーアルモキサン;中性ルイス酸;非ポリマー
    、適合性、非配位性のイオン形成性の化合物;およびその組合せ物よりなる群か
    ら助触媒を選択し; (c) 支持体に金属錯体および助触媒を支持する ことからなり、 触媒組成物は気相重合浴反応器に注入されてエチレンと接触すれば、次の不等式
    : K=A30/A90≦1.6 [Krは重合開始の30分間後のgポリマー/g触媒:hr:barエチレンに
    おける累積正味活性(A30)を重合開始の90分間後のgポリマー/g触媒・
    hr・barにおける正味活性(A90)で割算した数値を意味する] に従うキネチックプロフィルを示す ことを特徴とするオレフィン重合触媒の製造方法。
  2. 【請求項2】 (a) 式: 【化3】 [式中、DはMに結合すると共に50個までの非水素原子を有するアニオン性非
    局在化π−結合基であり; Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態における元素周期律表第4族の金属で
    あり; Xは式: 【化4】 により示されるC4−30共役ジエンであり、ここでR、R、RおよびR はそれぞれ独立して水素、芳香族、置換芳香族、融合芳香族、置換融合芳香族
    、脂肪族、置換脂肪族、異原子含有芳香族、異原子含有融合芳香族もしくはシリ
    ル基であり; Yは−O−、−S−、−NR−もしくは−PR−であり; ZはSiR、CR、SiRSiR、CRCR、CR=CR、CR SiRもしくはGeR、BR、B(NR、BRBR、B(NR B(NRであり、 ここでRはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ
    、ハロおよびその組合せよりなる群から選択され、前記Rは20個までの非水素
    原子を有し、または隣接R基は一緒になって二価誘導基(すなわちヒドロカルバ
    ジル、シラジルもしくはゲルマジル基)を生成することにより融合環系を形成す
    る] に対応する金属錯体を選択し、 (b) ポリマーもしくはオリゴマーアルモキサン;中性ルイス酸;非ポリマー
    、適合性、非配位性のイオン形成性化合物;およびその組合せ物よりなる群から
    助触媒を選択し; (c) 支持体上に金属錯体および助触媒を支持する ことからなり、 触媒組成物は気相重合浴反応器に注入されてエチレンと接触すれば、長鎖アルキ
    ルモノ−および二置換−アンモニウム錯体の[テトラメチルシクロペンタジエニ
    ル(ジメチルシリル)(n−t−ブチルアミド)]チタニウム(II)ピペリレ
    ンおよびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート塩を用いて作成された
    比較支持触媒組成物に関するKよりも少なくとも10%小さいKを示し、ここで
    Krは重合開始の30分間後におけるgポリマー/g触媒.hr.barエチレ
    ンにおける累積正味活性(A30)を重合開始の90分間後のgポリマー/g触
    媒.hr.barにおける正味活性(A90)で割算した数値を意味する ことを特徴とするオレフィン重合触媒の製造方法。
  3. 【請求項3】 金属錯体が式: 【化5】 [式中、Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態におけるチタン、ジルコニウ
    ムもしくはハフニウムであり; Rはそれぞれ独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ、ハロ
    およびその組合せよりなる群から選択され、前記Rは20個までの非水素原子を
    有し、または隣接R基は一緒になって二価誘導基(すなわちヒドロカルバジル、
    シラジルもしくはゲルマジル基)を生成することにより融合環系を形成し、 各Xは式: 【化6】 により示されるC4−30共役ジエンであり、ここでR、R、RおよびR はそれぞれ独立して芳香族、置換芳香族、融合芳香族、置換融合芳香族、脂肪
    族、置換脂肪族、異原子含有芳香族、異原子含有融合芳香族またはシリル基であ
    り; Yは−O−、−S−、−NR−、−PR−であり; ZはSiR 、CR 、SiR SiR 、CR CR 、CR =CR、CR SiR もしくはGeR であり、ここでRは独立し
    てそれぞれ水素またはシリル、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシおよびそ
    の組合せから選択される基であり、前記Rは30個までの炭素もしくは珪素原
    子を有する] に対応する請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 各Xが式: 【化7】 [式中、R、R、RおよびRはそれぞれ独立して芳香族、置換芳香族、
    融合芳香族、置換融合芳香族、脂肪族、置換脂肪族、異原子含有芳香族、異原子
    含有融合芳香族またはシリル基である] により示されるC6−30共役ジエンである請求項1または2に記載の方法。
  5. 【請求項5】 助触媒が次の一般式: (L−H) (A′)d− [式中、Lは中性ルイス塩基であり; (L−H)はブレンステッド酸であり; A′d−はd−の電荷を有する非配位性の適合性アニオンであり; dは1〜3の整数であり、より好ましくはA′d−は式: [Mに対応し、ここでMは+3フォーマル酸化状態における硼素もし
    くはアルミニウムであり; Qは独立してそれぞれハイドライド、ジアルキルアミド、ハライド、ヒドロカル
    ビル、ハロヒドロカルビル、ハロカルビル、ヒドロカルビルオキシド、ヒドロカ
    ルビルオキシ置換−ヒドロカルビル、有機金属置換−ヒドロカルビル、有機メタ
    ロイド置換−ヒドロカルビル、ハロヒドロカルビルオキシ、ハロヒドロカルビル
    オキシ置換ヒドロカルビル、ハロカルビル置換ヒドロカルビルおよびハロ置換シ
    リルヒドロカルビル基(過ハロゲン化ヒドロカルビル−、過ハロゲン化ヒドロカ
    ルビルオキシ−および過ハロゲン化シリルヒドロカルビル基を包含する)から選
    択され、前記Qは20個までの炭素を有し、ただし精々1つの場合はQはハライ
    ドである] により示される請求項1または2に記載の方法。
  6. 【請求項6】 助触媒が式: (L−H)(BQ [式中、Lは中性ルイス塩基であり; Bは3のフォーマル酸化状態における硼素であり; Qはヒドロカルビル−、ヒドロカルビルオキシ−、弗素化ヒドロカルビル−、弗
    素化ヒドロカルビルオキシ−もしくは弗素化シリルヒドロカルビル基であって2
    0個までの非水素原子を有し、ただし精々1つの場合はQはヒドロカルビルであ
    る] により示される請求項1または2に記載の方法。
  7. 【請求項7】 助触媒が式: [L−H][(CBC−O−M x−1 [式中、Mは元素周期律表第1〜14族から選択される金属もしくはメタロイ
    ドであり; Rは独立してそれぞれ水素または1〜80個の非水素原子を有する基であって
    ヒドロカルビル、ヒドロカルビルシリルまたはヒドロカルビルシリルヒドロカル
    ビルであり; Xは1〜100個の非水素原子を有する非阻害基であってハロ置換ヒドロカル
    ビル、ヒドロカルビルアミノ−置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ−置
    換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルアミノ、ジ(ヒドロカルビル)アミノ、ヒド
    ロカルビルオキシもしくはハライドであり; xは1乃至Mの原子価に等しい整数の範囲としうるゼロでない整数であり; yはゼロまたは1乃至Mの原子価よりも1だけ小さい整数の範囲としうるゼロ
    でない整数であり; x+yはMの原子価に等しい] により示される請求項1または2に記載の方法。
  8. 【請求項8】 R1およびR2がそれぞれベンジル基または置換ベンジル基
    である請求項1または2に記載の方法。
  9. 【請求項9】 R1およびR2がそれぞれフェニル基または置換フェニル基
    である請求項1または2に記載の方法。
  10. 【請求項10】 (a)式: 【化8】 [式中、DはMに結合すると共に50個までの非水素原子を有するアニオン性の
    非局在化π−結合基であり; Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態における元素周期律表第4族の金属で
    あり; Xは式: 【化9】 により示されるC4−30共役ジエンであり、 ここでRおよびRはそれぞれ独立して芳香族、置換芳香族、C−C20
    肪族、置換脂肪族、異原子含有芳香族もしくはシリル基であり; Yは−O−、−S−、−NR−、−PR−であり; ZはSiR 、CR 、SiR SiR 、CR CR 、CR =CR、CR SiR もしくはGeR であり、ここでRは独立し
    てそれぞれ水素またはシリル、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシおよびそ
    の組合せから選択される基であり、前記Rは30個までの炭素もしくは珪素原
    子を有する] に対応する金属錯体と; (b) ポリマーもしくはオリゴマーアルモキサン;中性ルイス酸;非ポリマー
    、適合性、非配位性のイオン形成性化合物、およびその組合せ物よりなる群から
    選択される助触媒と; (c) 支持体と からなり、触媒組成物は気相重合浴反応器に注入されてエチレンと接触すれば、
    次の不等式: K=A30/A90≦1.6 に従うキネチックプロフィルを示し、式中Krは重合開始の30分間後における
    gポリマー/g触媒・hr・barエチレンの累積正味活性(A30)を重合開
    始の90分間後におけるgポリマー/g触媒・hr・barにおける正味活性(
    90)により割算した数値を意味することを特徴とする支持触媒組成物。
  11. 【請求項11】 (a) 式: 【化10】 [式中、DはMに結合すると共に50個までの非水素原子を有するアニオン性非
    局在化π−結合基であり; Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態における元素周期律表第4族の金属で
    あり; Xは式: 【化11】 により示されるC4−30共役ジエンであり、ここでR1およびR2はそれぞれ
    独立して芳香族、置換芳香族、C1−20脂肪族、置換脂肪族、異原子含有芳香
    族もしくはシリル基であり; Yは−O−、−S−、−NR−、−PR−であり; ZはSiR 、CR 、SiR SiR 、CR CR 、CR =CR、CR SiR もしくはGeR であり、ここでRは独立し
    てそれぞれ水素またはシリル、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシおよびそ
    の組合せから選択される基であり、前記Rは30個までの炭素もしくは珪素原
    子を有する] に対応する金属錯体と; (b) ポリマーもしくはオリゴマーアルモキサン;中性ルイス酸;非ポリマー
    、適合性、非配位性のイオン形成性化合物およびその組合せ物よりなる群から選
    択される助触媒を選択し; (c) 支持体と からなり、触媒組成物は気相重合浴反応器に注入されてエチレンと接触すれば、
    長鎖アルキルモノ−および二置換−アンモニウム錯体の[テトラメチルシクロペ
    ンタジエニル(ジメチルシリル)(n−t−ブチルアミド)]チタニウム(II
    )ピペリレンおよびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート塩を用いて
    作成された比較支持触媒組成物に関するKよりも少なくとも10%小さいKを示
    し、ここでKrは重合開始の30分間後のgポリマー/g触媒.hr.barエ
    チレンにおける累積正味活性(A30)を重合開始の90分間後におけるgポリ
    マー/g触媒.hr.barにおける正味活性(A90)で割算した数値を意味
    する ことを特徴とする支持触媒組成物。
  12. 【請求項12】 R1およびR2がそれぞれベンジル基もしくは置換ベンジ
    ル基である請求項10または11に記載の支持触媒組成物。
  13. 【請求項13】 R1およびR2がそれぞれフェニル基または置換フェニル
    基である請求項10または11に記載の支持触媒組成物。
  14. 【請求項14】 (A) 不活性支持体と; (B) 式: 【化12】 [式中、Mは+2もしくは+4フォーマル酸化状態にある元素周期律表第4〜1
    0族の1種からの金属であり; Cpはπ結合のアニオン性リガンド基であり; ZはCpに結合すると共に共有結合もしくは配位/共有結合のいずれかによりM
    に結合した二価の成分であって硼素または元素周期律表第14族の一員を含み、
    さらに窒素、燐、硫黄もしくは酸素を含み; Xは60個までの原子を有する中性共役ジエンリガンド基またはそのジアニオン
    性誘導基である] に対応する第4〜10族金属錯体と; (C) 金属錯体を活性重合触媒に変換させうるイオン性助触媒と からなり、前記触媒組成物は気相重合プロセスにて改良キネチックプロフィルを
    有することを特徴とする触媒組成物。
  15. 【請求項15】 次の関係: K=A30/A90≦1.6 [式中、Krは重合開始の30分間後における累積正味触媒活性(A30)を重
    合開始の90分間後におけるの累積正味触媒活性(A90)により割算した比で
    あり、(A30)および(A90)はgポリマー/g支持触媒組成物x時間(h
    r)x全モノマー圧力(100kPa)により決定される] に従う1種もしくはそれ以上のα−オレフィンの気相重合を行うバッチ式反応器
    におけるキネチックプロフィルを有する請求項13に記載の触媒組成物。
  16. 【請求項16】 支持触媒組成物が気相重合反応器に注入されて1種もしく
    はそれ以上のα−オレフィンモノマーと接触すれば、K [ここでK は金
    属錯体(t−ブチルアミド)ジメチル−(テトラメチルシクロペンタジエニル)
    シランチタニウム(II)1,3−ペンタジエンおよびアルメエニウム(ジエチ
    ルアルミニウムオキシフェニル)トリス−(ペンタフルオロフェニル)ボレート
    からなる助触媒を用いて作成された比較支持触媒組成物に対する累積正味触媒活
    性の比である]よりも少なくとも10%小さいKを示す請求項14に記載の組成
    物。
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