JP3017820B2 - プロピレンブロック共重合体の製造法 - Google Patents

プロピレンブロック共重合体の製造法

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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】〔発明の背景〕
【産業上の利用分野】本発明は、高剛性かつ高衝撃強度
で流動性の良いプロピレンブロック共重合体を、実質的
に溶媒を使用しない条件下で、しかも高活性で重合する
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】結晶性ポリプロピレンは、剛性、耐熱性
に優れた特性を有する反面、耐衝撃強度、特に低温にお
ける耐衝撃強度、が弱いという問題があった。
【0003】この点を改良する方法として、プロピレン
とエチレンまたはその他のオレフィンを段階的に重合さ
せてブロック共重合体を生成させる方法はすでに公知で
ある(特公昭43−11230号、特公昭44−166
68号、特公昭44−20621号、特公昭49−24
593号、特公昭49−30264号、特開昭48−2
5781号、特開昭50−115296号、特開昭53
−35789号、特開昭54−110072号公報な
ど)。
【0004】しかしながら、プロピレンとエチレンを二
段もしくは多段で重合させた場合は、耐衝撃性が改良さ
れる半面、生成物は共重合部分を含むため、低結晶性の
重合体が大量に副生するという問題を生ずる。
【0005】そして、ブロック共重合体の衝撃強度を向
上させるために、ゴム状共重合体の生成割合を増加させ
ることが一般的に行なわれている。しかしながら、ゴム
状共重合体の増大にともなって重合体粒子の粘着性が増
大する傾向があり、重合体粒子間の付着、装置内壁への
付着などが生じて、ポリマー製造装置の安定な長期連続
運転が困難となることが多い。とくに、溶媒を使用しな
い重合、たとえば気相重合、においては、重合体粒子粘
着による流動性の悪化は、運転操作上、きわめて大きな
問題である。したがって、ゴム状共重合の生成割合が増
加したときであっても、重合体粒子粘着を防止して、運
転安定性を向上させることのできる技術の開発が望まれ
ている。
【0006】また、前記気相重合等においては、固体触
媒成分を乾燥状態で使用することが一般的であるが、そ
のとき触媒の性状がよくないと、重合が安定しないこと
がある。たとえば、触媒の流動性、付着性がよくない
と、触媒を重合槽へ導入するときに導入ラインへ付着し
たり、導入ラインが閉塞するといった問題が生じやす
く、触媒性状を改良することが必要である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、前述の問題点を解決することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】〔発明の概要〕<要旨> 本発明者らは、特定の触媒を使用することにより、前述
の問題点を解決できることを見出して本発明に到達し
た。
【0009】すなわち、本発明によるプロピレンブロッ
ク共重合体の製造法は、実質的に溶媒の不存在下に、下
記の重合工程(1)を下記の触媒成分(A)および
(B)の組合せからなる触媒の存在下に実施し、成分
(A)中のチタンに対するモル比が0.1〜40の下記
の触媒成分(C)の追加存在下に重合を継続して下記の
重合工程(2)を実施して、ゴム状物(20℃キシレン
可溶分)の重量割合が25〜75重量パーセントである
プロピレンブロック共重合体を製造すること、を特徴と
するものである。触 媒 成分(A) 下記成分(i) 〜(iv)を接触させて得られた固体触媒成
分、 成分(i) :チタン、マグネシウムおよびハロゲンを必須
成分として含有する固体成分、 成分(ii): 一般式 R Si(OR4-m-n (ただし、RおよびRは炭化水素残基であり、Xは
ハロゲンであり、mおよびnはそれぞれ0≦m≦3およ
び0≦n≦3であって、しかも0≦m+n≦3であ
る。)で表わされるケイ素化合物、 成分(iii) :周期律表第I〜III 族の有機金属化合物、 成分(iv):芳香族ビニルないしアリル、成分(B) :有機アルミニウム化合物、成分(C) :B−OR(ただし、Rは炭化水素残
基)結合を有するホウ素化合物、重合工程 (1) プロピレンまたはプロピレン/エチレン混合物を
一段あるいは多段に重合させて、プロピレン単独重合体
またはエチレン含量7重量%以下のプロピレン・エチレ
ン共重合体を形成させる工程(ただし、この工程での重
合量は、全重合量の20〜70重量%に相当する量であ
る)、 (2) プロピレン/エチレン混合物を一段あるいは多段
に重合させて、プロピレン/エチレンの重合比(重量
比)が80/20〜20/80の割合であるプロピレン
のゴム状共重合体を形成させる工程(ただし、この工程
での重合量は、全重合量の30〜80重量%に相当する
量である)。
【0010】<効果>本発明による触媒で実質的に溶媒
を使用しない方法でプロピレンブロック共重合体を製造
することにより、高活性で、しかも高剛性、高衝撃強度
のプロピレンブロック共重合体を安定して製造すること
ができる。
【0011】また、本発明によれば、ゴム状共重合体の
重量が多くなった場合(たとえば50重量パーセント以
上)にも、重合体粒子の粘着性が少なく、従来、問題と
されていた運転操作上のトラブルを解決することができ
る。
【0012】また、本発明の固体触媒成分は、触媒性状
がよく、たとえば触媒の流動性がよく、付着量が少ない
ために、触媒の重合槽への固体成分の導入を均一に行な
うことが可能であり、安定運転することができる。
【0013】〔発明の具体的説明〕〔触 媒〕 本発明の触媒は、特定の成分(A)および成分(B)な
らびに最終的には成分(C)の組合せからなるものであ
る。ここで「組合せからなる」ということは、成分が挙
示のもの(すなわち、A、BおよびC)のみであるとい
うことを意味するものではなく、合目的的な他の成分の
共存を排除しない。
【0014】成分(A) 本発明の触媒の成分(A)は、下記の成分(i) ないし成
分(iv)を接触させて得られる固体触媒成分である。ここ
で、「接触させて得られる」ということは対象が挙示の
もの(すなわち(i) 〜(iv))のみであるということを意
味するものではなく、合目的的な他の成分の共存を排除
しない。
【0015】成分(i) 成分(i) は、チタン、マグネシウムおよびハロゲンを必
須成分として含有する固体成分である。ここで「必須成
分として含有する」ということは、挙示の三成分の外に
合目的的な他元素を含んでいてもよいこと、これらの元
素はそれぞれが合目的的な任意の化合物として存在して
もよいこと、ならびにこれら元素は相互に結合したもの
として存在してもよいこと、を示すものである。
【0016】チタン、マグネシウムおよびハロゲンを含
む固体成分そのものは公知のものである。例えば、特開
昭53−45688号、同54−3894号、同54−
31092号、同54−39483号、同54−945
91号、同54−118484号、同54−13158
9号、同55−75411号、同55−90510号、
同55−90511号、同55−127405号、同5
5−147507号、同55−155003号、同56
−18609号、同56−70005号、同56−72
001号、同56−86905号、同56−90807
号、同56−155206号、同57−3803号、同
57−34103号、同57−92007号、同57−
121003号、同58−5309号、同58−531
0号、同58−5311号、同58−8706号、同5
8−27732号、同58−32604号、同58−3
2605号、同58−67703号、同58−1172
06号、同58−127708号、同58−18370
8号、同58−183709号、同59−149905
号、同59−149906号各公報等に記載のものが使
用される。
【0017】本発明において使用されるマグネシウム源
となるマグネシウム化合物としては、マグネシウムハラ
イド、ジアルコキシマグネシウム、アルコキシマグネシ
ウムハライド、マグネシウムオキシハライド、ジアルキ
ルマグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウ
ム、マグネシウムのカルボン酸塩等があげられる。これ
らのマグネシウム化合物の中でもマグネシウムハライド
が好ましい。
【0018】また、チタン源となるチタン化合物は、一
般式Ti(OR4-p (ここでRは炭化水素残
基であり、好ましくは炭素数1〜10程度のものであ
り、Xはハロゲンを示し、pは0≦p≦4の数を示
す。)で表わされる化合物があげられる。
【0019】具体例としては、TiCl、TiB
、Ti(OC)Cl、Ti(OC
Cl、Ti(OCCl、Ti(O−iC
)Cl、Ti(O−nC)Cl、Ti
(O−nCCl、Ti(OC)Br
、Ti(OC)(OCCl、Ti
(O−nCCl、Ti(O−C)Cl
、Ti(O−iCCl、Ti(OC
11)Cl、Ti(OC13)Cl、Ti(OC
、Ti(O−nC、Ti(O−nC
、Ti(O−iC、Ti(O−n
13、Ti(O−nC17、Ti〔OC
CH(C)Cなどが挙げられる。
【0020】また、TiX′(ここではX′はハロゲ
ンを示す)に後述する電子供与体を反応させた分子化合
物を用いることもできる。具体例としては、TiCl
・CHCOC、TiCl・CHCO
、TiCl・CNO、TiCl・CH
COCl、TiCl・CCOCl、TiCl
・CCO、TiCl・ClCOC
、TiCl・CO等があげられる。
【0021】これらのチタン化合物の中でも好ましいも
のは、TiCl、Ti(OC、Ti(OC
、Ti(OC)Cl等である。
【0022】ハロゲン源としては、上述のマグネシウム
及び/又はチタンのハロゲン化合物から供給されるのが
普通であるが、アルミニウムのハロゲン化物やケイ素の
ハロゲン化物、リンのハロゲン化物といった公知のハロ
ゲン化剤から供給することもできる。
【0023】触媒成分中に含まれるハロゲンはフッ素、
塩素、臭素、ヨウ素又はこれらの混合物であってよく、
特に塩素が好ましい。
【0024】本発明に用いる固体成分は、上記必須成分
の他にSiCl、CHSiCl、メチルハイドロ
ジェンポリシロキサン等のケイ素化合物、Al(OiC
、AlCl、AlBr、Al(OC
、Al(OCHCl等のアルミニウム化合
物及びB(OCH、B(OC、B(O
等のホウ素化合物、WCl、MoCl
等の他成分の使用も可能であり、これらがケイ素、アル
ミニウム及びホウ素、タングステン、モリブデン等の成
分として固体成分中に残存することは差支えない。
【0025】更に、この固体成分を製造する場合に、電
子供与体を内部ドナーとして使用して製造することもで
きる。
【0026】この固体成分の製造に利用できる電子供与
体(内部ドナー)としては、アルコール類、フェノール
類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸類、有機酸又
は無機酸類のエステル類、エーテル類、酸アミド類、酸
無水物類のような含酸素電子供与体、アンモニア、アミ
ン、ニトリル、イソシアネートのような含窒素電子供与
体などを例示することができる。
【0027】より具体的には、(イ)メタノール、エタ
ノール、プロパノール、ペンタノール、ヘキサノール、
オクタノール、ドデカノール、オクタデシルアルコー
ル、ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコール、
クミルアルコール、イソプロピルベンジルアルコールな
どの炭素数1ないし18のアルコール類、(ロ)フェノ
ール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、
プロピルフェノール、クミルフェノール、ノニルフェノ
ール、ナフトールなどのアルキル基を有してよい炭素数
6ないし25のフェノール類、(ハ)アセトン、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノ
ン、ベンゾフェノンなどの炭素数3ないし15のケトン
類、(ニ)アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、
オクチルアルデヒド、ベンズアルデヒド、トルアルデヒ
ド、ナフトアルデヒドなどの炭素数2ないし15のアル
デヒド類、(ホ)ギ酸メチル、酢酸メチル、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、酪酸メチル、吉草
酸エチル、ステアリン酸エチル、クロル酢酸メチル、ジ
クロル酢酸エチル、酢酸セルソルブ、メタクリル酸メチ
ル、クロトン酸エチル、シクロヘキサンカルボン酸エチ
ル、安息香酸メチル、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、安息香酸ベンジル、安
息香酸セルソルブ、トルイル酸メチル、トルイル酸エチ
ル、トルイル酸アミル、エチル安息香酸エチル、アニス
酸メチル、アニス酸エチル、エトキシ安息香酸エチル、
フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプ
チル、γ‐ブチロラクトン、α‐バレロラクトン、クマ
リン、フタリド、炭酸エチレンなどの炭素数2ないし2
0の有機酸エステル類、(ヘ)ケイ酸エチル、ケイ酸ブ
チル、フェニルトリエトキシシランなどのケイ酸エステ
ルのような無機酸エステル類、(ト)アセチルクロリ
ド、ベンゾイルクロリド、トルイル酸クロリド、アニス
酸クロリド、塩化フタロイル、イソ塩化フタロイルなど
の炭素数2ないし15の酸ハライド類、(チ)メチルエ
ーテル、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチ
ルエーテル、アミルエーテル、テトラヒドロフラン、ア
ニソール、ジフェニルエーテルなどの炭素数2ないし2
0のエーテル類、(リ)酢酸アミド、安息香酸アミド、
トルイル酸アミドなどの酸アミド類、(ヌ)メチルアミ
ン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリブチルアミ
ン、ピペリジン、トリベンジルアミン、アニリン、ピリ
ジン、ピコリン、テトラメチルエチレンジアミンなどの
アミン類、(ル)アセトニリトル、ベンゾニトリル、ト
ルニトリルなどのニトリル類、などを挙げることができ
る。
【0028】これら電子供与体は、二種以上用いること
ができる。これらの中で好ましいのは有機酸エステルお
よび酸ハライドであり、特に好ましいのはフタル酸エス
テル、酢酸セルソルブおよびフタル酸ハライドである。
【0029】上記各成分の使用量は、本発明の効果が認
められるかぎり任意のものでありうるが、一般的には、
次の範囲内が好ましい。
【0030】チタン化合物の使用量は、使用するマグネ
シウム化合物の使用量に対してモル比で1×10-4〜1
000の範囲内がよく、好ましくは0.01〜10の範
囲内である。ハロゲン源としてそのための化合物を使用
する場合は、その使用量はチタン化合物および(また
は)マグネシウム化合物がハロゲンを含む、含まないに
かかわらず、使用するマグネシウムの使用量に対してモ
ル比で1×10-2〜1000、好ましくは0.1〜10
0、の範囲内である。
【0031】ケイ素、アルミニウムおよびホウ素化合物
の使用量は、上記のマグネシウム化合物の使用量に対し
てモル比で1×10-3〜100、好ましくは0.01〜
1、の範囲内である。
【0032】電子供与性化合物の使用量は、上記のマグ
ネシウム化合物の使用量に対してモル比で1×10-3
10、好ましくは0.01〜5、の範囲内である。
【0033】成分(i) を製造するための固体成分は、上
述のチタン源、マグネシウム源およびハロゲン源、更に
は必要により電子供与体等の他成分を用いて、例えば以
下の様な製造法により製造される。 (イ) ハロゲン化マグネシウムと必要に応じて電子供
与体とチタン含有化合物とを接触させる方法、 (ロ) アルミナまたはマグネシアをハロゲン化リン化
合物で処理し、それにハロゲン化マグネシウム、電子供
与体、チタンハロゲン含有化合物を接触させる方法、 (ハ) ハロゲン化マグネシウムとチタンテトラアルコ
キシドおよび特定のポリマーケイ素化合物を接触させて
得られる固体成分に、チタンハロゲン化合物および(ま
たは)ケイ素のハロゲン化合物を接触させる方法。
【0034】このポリマーケイ素化合物としては、下式
で示されるものが適当である。
【0035】
【化1】 (ここで、Rは炭素数1〜10程度の炭化水素残基、
qはこのポリマーケイ素化合物の粘度が1〜100セン
チストークス程度となるような重合度を示す)
【0036】これらのうちでは、メチルハイドロジェン
ポリシロキサン、1,3,5,7‐テトラメチルシクロ
テトラシロキサン、1,3,5,7,9‐ペンタメチル
シクロペンタシロキサン、エチルハイドロジェンポリシ
ロキサン、フェニルハイドロジェンポリシロキサン、シ
クロヘキシルハイドロジェンポリシロキサンなどが好ま
しい。 (ニ) マグネシウム化合物をチタンテトラアルコキシ
ドおよび電子供与体で溶解させて、ハロゲン化剤または
チタンハロゲン化合物で析出させた固体成分に、チタン
化合物を接触させる方法、 (ホ) グリニャール試薬等の有機マグネシウム化合物
をハロゲン化剤、還元剤等と作用させた後、これに必要
に応じて電子供与体とチタン化合物を接触させる方法、 (ヘ) アルコキシマグネシウム化合物にハロゲン化剤
および(または)チタン化合物を電子供与体の存在もし
くは不存在下に接触させる方法。
【0037】成分(ii) 成分(A)を製造するために使用する成分(ii)は、一般
式R Si(OR4-m-n (ただし、Rおよ
びRは炭化水素残基であり、Xはハロゲンであり、m
およびnはそれぞれ0≦m≦3および0≦n≦3であっ
て、しかも0≦m+n≦3である)で表わされるケイ素
化合物である。RおよびRは、それぞれ1〜20程
度、好ましくは1〜10、の炭化水素残基であることが
好ましい。Xは、塩素が少なくとも経済性からいって好
ましい。
【0038】具体例としては、(CH)Si(OCH
、(CH)Si(OC、(C
Si(OCH、(n−C11)Si
(OCH、(C)Si(OC
(n−C1021)Si(OC、(CH=C
H)Si(OCH、Cl(CHSi(OC
、Si(OCH、Si(OC
Cl、(CSi(OC、(C17
35)Si(OCH、Si(OC、(C
)Si(OCH、Si(OCHCl
、(CSi(OCH、(C
(CH)Si(OCH、(C)Si(O
、(CSi(OC
NC(CHSi(OC、(C
(CH)Si(OC、(n−C)S
i(OC、(CH)Si(OC
、(C)(CH)Si(OC
、(iCSi(OCH
(iCSi(OC、(iC
Si(OCH、(C11)(C
)Si(OCH、(C11Si(OC
【0039】
【化2】
【0040】
【化3】
【0041】
【化4】
【0042】
【化5】 (CHCSi(CH)(OCH、(CH
CSi(HC(CH)(OCH
(CHCSi(CH)(OC、(C
CSi(CH)(OCH、(C
)(C)CH‐Si(CH)(OCH
、((CHCHCH)Si(OCH
C(CHSi(CH)(OC
、CC(CHSi(CH)(O
、(CHCSi(OCH
(CHCSi(OC、((CH
C)Si(OCH、((CHC)Si
(OC、(CCSi(OC
、(CH)(C)CHSi(OCH
等があげられる。
【0043】これらの中で好ましいのは、Rのα位の
炭素が二級又は三級で炭素数3〜20の分岐鎖状炭化水
素残基、特にRのα位の炭素が三級であって炭素数4
〜10の分岐鎖状炭化水素残基、を有するケイ素化合物
である。
【0044】成分(iii) 成分(iii) は、周期律表第I〜III 族金属の有機金属化
合物である。有機金属化合物であるからこの化合物は少
なくとも一つの有機基‐金属結合を持つ。その場合の有
機基としては、炭素数1〜10程度、好ましくは1〜6
程度、のヒドロカルビル基が代表的である。
【0045】この化合物中の金属としては、リチウム、
マグネシウム、アルミニウムおよび亜鉛、特にアルミニ
ウム、が代表的である。原子価の少なくとも一つを有機
基で充足されている有機金属化合物の金属の残りの原子
価(もしそれがあれば)は、水素原子、ハロゲン原子、
ヒドロカルビルオキシ基(ヒドロカルビル基は、炭素数
1〜10程度、好ましくは1〜6程度)、あるいは酸素
原子を介した当該金属(具体的には、メチルアルモキサ
ンの場合の−O−Al(CH)−)、その他で充足さ
れる。
【0046】このような有機金属化合物の具体例を挙げ
れば、(イ)メチルリチウム、n‐ブチルリチウム、第
三ブチルリチウム等の有機リチウム化合物、(ロ)ブチ
ルエチルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ヘキシ
ルエチルマグネシウム、ブチルマグネシウムクロリド、
第三ブチルマグネシウムブロミド等の有機マグネシウム
化合物、(ハ)ジエチル亜鉛、ジブチル亜鉛等の有機亜
鉛化合物、(ニ)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、トリn‐
ヘキシルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリ
ド、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニ
ウムエトキシド、エチルアルミニウムセスキクロリド、
エチルアルミニウムジクロリド、メチルアルミノキサン
等の有機アルミニウム化合物があげられる。このうちで
は、特に有機アルミニウム化合物および有機亜鉛化合物
が好ましい。有機アルミニウム化合物のさらなる具体例
は、成分(B)として後記する有機アルミニウム化合物
の例示の中に見出すことができる。
【0047】成分(iv) 本発明で使用する成分(iv)は、芳香族ビニルないしア
リルである。芳香族ビニルの典型的なものは、スチレン
およびスチレンの核および(または)側鎖置換体であっ
て、置換基としては、低級アルキル、ハロゲン、低級ア
ルコキシ等を挙げることができる。
【0048】成分(iv)の他の一群をなす芳香族アリル
は、基本的なアリルベンゼンの外に、上記のスチレン誘
導体と同様な誘導体を包含する。
【0049】成分(iv)として適当な化合物を挙げれ
ば、スチレン、α‐メチルスチレン、β‐メチルスチレ
ン、o‐メチルスチレン、m‐メチルスチレン、p‐メ
チルスチレン、2,4‐ジメチルスチレン、2,5‐ジ
メチルスチレン、3,4‐ジメチルスチレン、3,5‐
ジメチルスチレン、p‐ジビニルベンゼン、m‐ジビニ
ルベンゼン、o‐ジビニルベンゼン、p‐エチルスチレ
ン、アリルベンゼン、エチルビニルベンゼン、等があ
る。
【0050】成分(A)の製造 上述の成分(i) 〜成分(iv)の接触条件は、本発明の効果
が認められるかぎり任意のものでありうるが、一般的に
は、次の条件が好ましい。接触温度は、−50〜200
℃程度、好ましくは0〜100℃、である。接触方法と
しては、回転ボールミル、振動ミル、ジェットミル、媒
体撹拌粉砕機などによる機械的な方法、不活性希釈剤の
存在下に、撹拌により接触させる方法などがあげられ
る。このとき使用する不活性希釈剤としては、脂肪族ま
たは芳香族の炭化水素およびハロ炭化水素、ポリシロキ
サン等があげられる。
【0051】本発明の成分(A)を製造するときの成分
(i) 〜(iv)の接触順序は、本発明の効果が認められるか
ぎり任意のものである。このような接触態様の具体例と
しては、次のようなものがあげられる。 (イ) 成分(i) +{成分(ii)+成分(iii) +成分(i
v)} (ロ) 成分(i) +{成分(iii) +成分(iv)}+成分(i
i) (ハ) 成分(i) +成分(iii) +{成分(ii)+成分(i
v)} (ニ) 成分(i) +成分(ii)+成分(iii) +成分(iv) (ホ) 成分(i) +成分(iv)+成分(iii) +成分(ii) (ヘ) 成分(i) +成分(ii)+成分(iii) +成分(iv) (ト) 成分(i) +{成分(ii)+成分(iii) +成分(i
v)}+{成分(ii)+成分(iii) +成分(iv)}
【0052】成分(i) 〜成分(iv)の量比は本発明の効果
が認められるかぎり任意のものでありうるが、一般的に
は、次の範囲内が好ましい。
【0053】成分(i) と成分(ii)の量比は、成分(i) を
構成するチタン成分に対する成分(ii)のケイ素の原子比
(ケイ素/チタン)で0.01〜1000、好ましくは
0.1〜100、の範囲内である。
【0054】成分(iii) の使用量は、成分(i) を構成す
るチタン成分に対する成分(iii) のアルミニウムの原子
比(アルミニウム/チタン)で0.01〜100、好ま
しくは0.1〜30、の範囲内である。
【0055】成分(iv)の使用量は、成分(i) を構成する
チタン成分に対するモル比で0.01〜100、好まし
くは、0.1〜20、の範囲内である。
【0056】任意成分 本発明の成分(A)が必須成分(i) 〜(iv)の外に必要に
応じて任意成分を含んでなることは前記したところであ
るが、そのような任意成分として適当なものとして、ビ
ニルシラン化合物を挙げることができる。
【0057】ビニルシラン化合物の具体例としては、モ
ノシラン(SiH)中の少なくとも1つの水素原子が
ビニル(CH=CH−)に置き換えられ、そして残り
の水素原子のうちのいくつかが、ハロゲン(好ましくは
Cl)、アルキル(好ましくは炭素数1〜12のも
の)、アルコキシ(好ましくは炭素数1〜12のも
の)、アリール(好ましくはフェニル)、その他、で置
き換えられた構造を示すもの、より具体的には、CH
=CH−SiH、CH=CH−SiH(C
)、CH=CH−SiH(CH、CH
CH−Si(CH、CH=CH−SiCl
CH=CH−SiCl(CH)、CH=CH−
SiCl(CH)H、CH=CH−SiCl(C
、CH=CH−Si(C)3、CH
=CH−Si(CH)(C、CH=CH
−Si(C)(CH、CH=CH−Si
(CH(CCH)、CH=CH−Si
(OCH、CH=CH−Si(OC
、CH=CH−Si(C)(OCH
、CH=CH−Si(OCH、
【0058】
【化6】
【0059】
【化7】 (CH=CH)(CH−Si−O−Si(CH
(CH=CH)、(CH=CH)SiCl
、(CH=CH)Si(CH等、を例示す
ることができる。これらのうちでは、酸素を含有しない
ビニルシランが好ましく、さらに好ましいのはビニルア
ルキルシランである。
【0060】これらビニルシラン化合物の使用量は、成
分(i) を構成するチタン成分に対するモル比で0.00
1〜1000の範囲内でよく、さらに好ましくは0.0
1〜100の範囲内である。
【0061】成分(B) 成分(B)は、有機アルミニウム化合物である。具体例
としては、R 3-s AlXまたはR 3-t Al(OR
(ここでR及びRは同一または異なってもよ
い炭素数1〜20程度の炭化水素残基または水素原子、
は炭化水素残基、Xはハロゲン、sおよびtはそれ
ぞれ0≦s<3、0<t<3の数である。)で表わされ
るものがある。
【0062】具体的には、(イ)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、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミ
ニウム、トリデシルアルミニウム、などのトリアルキル
アルミニウム、(ロ)ジエチルアルミニウムモノクロラ
イド、ジイソブチルアルミニウムモノクロライド、エチ
ルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウム
ジクロライド、などのアルキルアルミニウムハライド、
(ハ)ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチ
ルアルミニウムハイドライド、(ニ)ジエチルアルミニ
ウムエトキシド、ジエチルアルミニウムフェノキシドな
どのアルミニウムアルコキシドなどがあげられる。
【0063】これら(イ)〜(ハ)の有機アルミニウム
化合物に他の有機金属化合物、たとえばR 3-u Al
(OR10(ここで、1≦u≦3、RおよびR10
同一または異なってもよい炭素数1〜20程度の炭化水
素残基である。)で表わされるアルキルアルミニウムア
ルコキシドを併用することもできる。
【0064】たとえば、トリエチルアルミニウムとジエ
チルアルミニウムエトキシドとの併用、ジエチルアルミ
ニウムモノクロライドとジエチルアルミニウムエトキシ
ドとの併用、エチルアルミニウムジクロライドとエチル
アルミニウムジエトキシドとの併用、トリエチルアルミ
ニウムとジエチルアルミニウムエトキシドとジエチルア
ルミニウムクロライドとの併用があげられる。
【0065】成分(B)の使用量は、重量比で成分
(B)/成分(A)が0.1〜1000、好ましくは1
〜100、の範囲である。
【0066】成分(C) 本発明で使用される成分(C)は、B−OR結合を有
する化合物である。ここで、Rは、炭素数1〜20程
度、好ましくは炭素数1〜8程度、の脂肪族ないし芳香
族の炭化水素残基である。ホウ素の残りの原子価は、同
一または異なるOR基、アルキル基(C〜C10程度
が好ましい)、ハロゲン(塩素が好ましい)、あるいは
〜C10程度の環状炭化水素残基によって充足されて
いることがふつうである。
【0067】この様な成分(C)の具体例としては、例
えばB(OCH、B(OC、B(OC
、B(OiC、B(O−nC
、B(OC13、B(OC、B
(OC(CH))、B(OC
l、B(OCHCl、(C)B(OC
、(CB(OC)、B(C
)(OCH、B(OC)Cl、などが
あげられる。
【0068】成分(C)の使用量は、成分(A)を構成
するチタンに対するモル比で0.1〜40、好ましくは
1〜20、の範囲内である。
【0069】重合工程 前記触媒成分の存在下に行なう本発明の重合工程は、少
なくとも工程(1)および工程(2)の二段階よりな
る。工程(1)および工程(2)はいずれを先に実施し
てもよいのであるが、成分(C)を追加するということ
からこの順序((1)→(2))で実施することが工業
的に有利である。
【0070】触媒の形成 前記触媒成分(A)および(B)(あるいは触媒成分
(A)、(B)および(C))を、一時にあるいは段階
的に、重合系内であるいは重合系外(成分(C)は重合
系内でということになる)で、接触させることによっ
て、本発明での触媒が形成される。
【0071】重合工程(1) 重合工程(1)は、プロピレン単独あるいはプロピレン
/エチレン混合物を前記触媒成分(A)および(B)を
有する重合系に供給して、一段あるいは多段に重合させ
て、プロピレン単独重合体またはエチレン含量7重量%
以下、好ましくは0.5重量%以下、のプロピレン・エ
チレン共重合体を、全重合量の20〜70重量%、好ま
しくは50〜65重量%、に相当する量を形成させる工
程である。
【0072】重合工程(1)でプロピレン・エチレン共
重合体中のエチレン含量が7重量%を越えると、最終共
重合体の嵩密度が低下し、低結晶性重合体の副生量が大
幅に増大する。また、重合割合が上記範囲の下限未満で
は、やはり低結晶性重合体の副生量が増加する。
【0073】重合工程(1)での重合温度は30〜12
0℃、好ましくは50〜95℃、程度であり、重合圧力
は通常1〜50Kg/cm2 Gの範囲である。重合工程
(1)においては、水素などの分子量調節剤を用いてM
FRを制御して、最終共重合体の溶融時流動性を高めて
おくのが好ましい。
【0074】重合工程(2) 重合工程(2)は、プロピレン/エチレン混合物を一段
あるいは、多段に重合させて、プロピレン/エチレンの
重合比(重量比)が80/20〜20/80の割合であ
るプロピレンのゴム状共重合体を形成させる工程(ただ
し、この工程での重合量は、全重合量の30〜80重量
%、好ましくは35〜50重量%、に相当する量であ
る)である。
【0075】この重合工程(2)では、他のコモノマー
を共存させても良い。たとえば、1‐ブテン、1‐ペン
テン、1‐ヘキセン等のα‐オレフィンを用いることが
できる。
【0076】重合工程(2)の重合温度は、30〜90
℃、好ましくは50〜80℃、程度である。重合圧力
は、1〜50Kg/cm2 Gの範囲が通常用いられる。重合
工程(1)から重合工程(2)に移る際に、プロピレン
ガスまたはプロピレン/エチレン混合ガスと水素ガスを
パージして次の工程に移ることが好ましい。
【0077】重合工程(2)で分子量調節剤は、目的に
応じて用いても用いなくても良い。
【0078】成分(C)ホウ素化合物の添加時期は、本
発明の効果が認められるかぎり、任意のものでありうる
が、好ましい添加時期は、重合工程(2)の開始時であ
る。
【0079】重合様式 本発明による共重合体の製造法は、回分式、連続式、半
回分式のいずれの方法によっても実施可能である。この
際、使用する単量体自身を媒質として重合を行なう方
法、媒質を使用せずにガス状の単量体中で重合を行なう
方法、さらには、これらを組み合わせて重合を行なう方
法などがある。
【0080】
【実施例】実施例1〔成分(A)の製造〕 充分に窒素置換したフラスコに脱水および脱酸素したn
‐ヘプタン200ミリリットルを導入し、次いでMgC
を0.4モル、Ti(O‐nCを0.8
モル導入し、95℃で2時間反応させた。反応終了後、
40℃に温度を下げ、次いでメチルヒドロポリシロキサ
ン(20センチストークスのもの)を48ミリリットル
導入し、3時間反応させた。生成した固体成分をn‐ヘ
プタンで洗浄した。
【0081】ついで充分に窒素置換したフラスコに上記
と同様に精製したn‐ヘプタンを50ミリリットル導入
し、上記で合成した固体成分をMg原子換算で0.24
モル導入した。ついでn‐ヘプタン25ミリリットルに
SiCl 0.4モルを混合して30℃、30分間で
フラスコへ導入し、70℃で3時間反応させた。反応終
了後、n‐ヘプタンで洗浄した。次いでn‐ヘプタン2
5ミリリットルにフタル酸クロライド0.024モルを
混合して、70℃、30分間でフラスコへ導入し、90
℃で1時間反応させた。
【0082】反応終了後、n‐ヘプタンで洗浄した。次
いでSiCl 20ミリリットルを導入して80℃で
6時間反応させた。反応終了後、n‐ヘプタンで充分に
洗浄した。このもののチタン含量は、1.21重量パー
セントであった。
【0083】充分に窒素置換したフラスコに充分に精製
したn‐ヘプタンを50ミリリットル導入し、次いで上
記で得た成分(i)を5グラム導入し、次いで成分(ii)の
ケイ素化合物として(CHCSi(CH)(O
CHを0.4ミリリットル導入し、更に成分(ii
i) のトリエチルアルミニウム1.7グラム、成分(iv)
としてジビニルベンゼン8gをそれぞれ導入して、30
℃で2時間接触させた。接触終了後、n‐ヘプタンで充
分に洗浄し、成分(A)とした。成分(A)の付着性を
評価するために10gあたりの付着量を測定したとこ
ろ、わずか0.04グラムであった。
【0084】[プロピレンの共重合]特公昭61−33
721号公報に開示されている方法で内容積13リット
ルの横型二軸気相重合槽を使用してプロピレンの共重合
を行なった。
【0085】重合槽内を充分に精製した窒素で置換した
あと、充分に脱水および脱酸素したポリマー担体を40
0グラム添加した。次いで、成分(B)のトリエチルア
ルミニウム500ミリグラム、前記で合成した成分
(A)を100ミリグラムを導入した。第一段重合(重
合工程(1))は、水素を1000ミリリットル導入し
た後、温度を75℃にして、プロピレンを1.3グラム
/分の定速で導入した。なお、重合槽の攪拌回転数は、
350r.p.m であった。重合温度を75℃に維持し、2
時間42分後、プロピレンの導入を停止した。75℃で
重合を継続し、重合圧力が1Kg/cm2 Gになった時点で
重合サンプルを一部採取した。
【0086】その後、B(OCHを45ミリグラ
ム添加し、第二段重合を開始した。なお、成分(C)と
成分(A)の中のチタン成分とのモル比はB/Ti=1
7.2であった。
【0087】第二段重合(重合工程(2))は、プロピ
レンを0.59グラム/分、エチレンを0.40g/分
のそれぞれ定速で、70℃で2時間52分導入した。プ
ロピレンおよびエチレンの導入を停止して、重合圧力が
1Kg/cm2 Gになるまで残圧重合した。重合終了後、パ
ージをして、ポリマーを取り出した。386グラムの重
合体が得られた。生成ポリマーのMFRは、5.1g/
10分であり、ポリマー嵩密度(B.D)は、0.46
(g/CC)であり、ポリマー落下速度=5.1秒であっ
た。ゴム状共重合体の重量は、44.1重量パーセント
であった。
【0088】また、中間サンプルのMFR=16.6g
/10分であり、重合槽内には、ポリマー付着は全くな
かった。 ◎ポリマー落下速度の測定法:50グラムのポリマーが
落下するのに要する時間 ◎ゴム状共重合体重量の測定法:20℃キシレン可溶分
の重量
【0089】実施例2 実施例1で使用した触媒を使用して、プロピレンの共重
合を行なった。ただし第一段の重合時間を147分、お
よび第二段のゴム部分の重合時間を191分に変更し、
成分(C)のB(OCHの使用量を70ミリグラ
ムに変更した以外は、全く同様に重合を行なった。B/
Ti=26.8(モル比)であった。381グラムのポ
リマーが得られ、MFR=5.1g/10分、B.D=
0.41g/CCであり、ポリマー落下速度は、5.3
秒、ゴム状共重合体の重量は、48.9重量%であっ
た。また中間サンプルのMFR=17.3g/10分で
あった。
【0090】実施例3〜6 実施例1の成分(A)の製造において成分(iv)の種類
および使用量を表1に示すように変更し、また、実施例
1の重合条件において成分(C)の種類および使用量を
表1に示すように変更した以外は、全く同様にプロピレ
ンの共重合を行なった。その結果を表1に示す。
【0091】実施例7〔成分(A)の製造〕 実施例1の成分(A)の製造において、成分(ii)のケイ
素化合物を成分(i) と反応させる前に任意成分としてジ
ビニルジメチルシランを1.0ミリリットル添加し、3
0℃で1時間反応させた以外は、全く同様に成分(A)
の製造を行なった。付着量を測定したところ、0.03
グラムであった。
【0092】[プロピレンの共重合]実施例2の重合条
件において、成分(C)のB(OCHの使用量を
75ミリグラムに変更した以外は、全く同様に重合を行
なった。388グラムのポリマーが得られ、MFR=
5.0g/10分、B.D=0.42g/CC、ポリマー
落下速度=5.2秒、ゴム状共重合体の重量は、49.
2重量%であり、中間サンプルのMFR=17.6g/
10分であった。
【0093】実施例8〔成分(A)の製造〕 充分に窒素置換したフラスコに脱水および脱酸素したn
‐ヘプタン200ミリリットルを導入し、次いでMgC
を0.4モル、Ti(O‐nCを0.8
モル導入し、95℃で2時間反応させた。反応終了後、
40℃に温度を下げ、次いでメチルヒドロポリシロキサ
ン(20センチストークスのもの)を48ミリリットル
導入し、3時間反応させた。生成した固体成分をn‐ヘ
プタンで洗浄して、固体成分とした。
【0094】ついで充分に窒素置換したフラスコに上記
と同様に精製したn‐ヘプタンを50ミリリットル導入
し、上記で合成した固体成分をMg原子換算で0.24
モル導入した。ついでn‐ヘプタン25ミリリットルに
SiCl 0.8モルを混合して30℃、30分間で
フラスコへ導入し、90℃で4時間反応させた。反応終
了後、n‐ヘプタンで洗浄した。
【0095】次いで充分に窒素置換したフラスコに充分
に精製したn‐ヘプタンを50ミリリットル導入し、次
いで上記で得た成分(i) を5グラム導入し、任意成分と
してビニルトリメチルシランを2.0ミリリットル導入
し、次いで成分(ii)のケイ素化合物として(iC
Si(OCHを3.2ミリリットル導
入し、更に成分(iii) のトリエチルアルミニウム2.5
グラム、成分(iv)としてジビニルベンゼン6.5グラム
をそれぞれ導入して、30℃で2時間接触させた。接触
終了後、これをn‐ヘプタンで充分に洗浄して、成分
(A)とした。
【0096】[プロピレンの共重合]実施例1の重合条
件の第二段の重合において、プロピレンの導入量を0.
40g/分、エチレンの導入量を0.60g/分に変更
した以外は、全く同様に重合を行なった。379グラム
の重合体が得られ、MFR=6.1g/10分、B.D
=0.40g/CC、ポリマー落下速度=5.7秒であっ
た。またゴム状共重合体の重量は、43.4重量パーセ
ントであった。
【0097】比較例1 実施例1の重合において、成分(C)のB(OCH
を使用しなかった以外は、全く同様に重合を行なっ
た。377グラムのポリマーが得られ、MFR=9.1
g/10分、B.D=0.26g/CC、ポリマー落下速
度=測定できず、ゴム状共重合体の重量は、43.9重
量パーセントであり、重合槽内の少量の付着が認められ
た。
【0098】比較例2 実施例1の成分(A)の製造において、成分(iv)のジビ
ニルベンゼンを使用しなかった以外は、全く同様に成分
(A)の製造を行なった。また実施例1の重合におい
て、成分(C)のB(OCHを使用しなかった以
外は、全く同様の重合を行なった。383グラムのポリ
マーが得られ、MFR=10.8g/10分、B.D=
0.20g/CC、ポリマー落下速度は、測定できず(落
下しない)、ゴム状共重合体の重量は、44.1重量パ
ーセント、重合槽には、多量のポリマー付着が認められ
た。また、成分(A)の付着量は、0.47グラムであ
った。
【0099】
【表1】
【0100】
【発明の効果】本発明による触媒で実質的に溶媒を使用
しない方法でプロピレンブロック共重合体を製造するこ
とにより、高活性で、しかも高剛性、高衝撃強度のプロ
ピレンブロック共重合体を安定して製造することがで
き、ゴム状共重合体の重量が多くなった場合にも重合体
粒子の粘着性が少なく、従来問題とされていた運転操作
上のトラブルを解決することができ、そして、本発明の
固体触媒成分は触媒性状がよく、重合槽への導入を均一
に行なうことが可能であることは、「課題を解決するた
めの項」において前記したところである。
【図面の簡単な説明】
【図1】チーグラー触媒に関する本発明の技術内容の理
解を助けるためのフローチャート図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 4/64 - 4/658

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】実質的に溶媒の不存在下に、下記の重合工
    程(1)を下記の触媒成分(A)および(B)の組合せ
    からなる触媒の存在下に実施し、成分(A)中のチタン
    に対するモル比が0.1〜40の下記の触媒成分(C)
    の追加存在下に重合を継続して下記の重合工程(2)を
    実施して、ゴム状物(20℃キシレン可溶分)の重量割
    合が25〜75重量パーセントであるプロピレンブロッ
    ク共重合体を製造することを特徴とする、プロピレンブ
    ロック共重合体の製造法。触 媒 成分(A) 下記成分(i) 〜(iv)を接触させて得られた固体触媒成
    分、 成分(i) :チタン、マグネシウムおよびハロゲンを必須
    成分として含有する固体成分、 成分(ii): 一般式 R Si(OR4-m-n (ただし、RおよびRは炭化水素残基であり、Xは
    ハロゲンであり、mおよびnはそれぞれ0≦m≦3およ
    び0≦n≦3であって、しかも0≦m+n≦3であ
    る。)で表わされるケイ素化合物、 成分(iii) :周期律表第I〜III 族の有機金属化合物、 成分(iv):芳香族ビニルないしアリル、成分(B) :有機アルミニウム化合物、成分(C) :B−OR(ただし、Rは炭化水素残
    基)結合を有するホウ素化合物、重合工程 (1) プロピレンまたはプロピレン/エチレン混合物を
    一段あるいは多段に重合させて、プロピレン単独重合体
    またはエチレン含量7重量%以下のプロピレン・エチレ
    ン共重合体を形成させる工程(ただし、この工程での重
    合量は、全重合量の20〜70重量%に相当する量であ
    る)、 (2) プロピレン/エチレン混合物を一段あるいは多段
    に重合させて、プロピレン/エチレンの重合比(重量
    比)が80/20〜20/80の割合であるプロピレン
    のゴム状共重合体を形成させる工程(ただし、この工程
    での重合量は、全重合量の30〜80重量%に相当する
    量である)。
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