JP3215691B2 - オレフィン重合体の製造方法 - Google Patents

オレフィン重合体の製造方法

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JP3215691B2
JP3215691B2 JP31470599A JP31470599A JP3215691B2 JP 3215691 B2 JP3215691 B2 JP 3215691B2 JP 31470599 A JP31470599 A JP 31470599A JP 31470599 A JP31470599 A JP 31470599A JP 3215691 B2 JP3215691 B2 JP 3215691B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オレフィン重合体
の製造方法の改良に関するものである。さらに詳しくい
えば、本発明は、高立体規則性のオレフィン重合体や、
高立体規則性を有し、かつ、分子量分布の広いオレフィ
ン重合体を、高収率で製造する方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、オレフィン重合体の製造において
は、チーグラー系触媒を用いて、オレフィンを重合させ
ることが広く行われている。そして、高活性の触媒や高
立体規則性の重合体を得るために、これまで、該チーグ
ラー系触媒の改良が種々試みられている。
【0003】例えば、オレフィン重合体の立体規則性を
向上させる目的で、マグネシウム化合物、チタン化合物
及び電子供与体を含有する固体触媒成分と、有機アルミ
ニウム化合物と、Si−O−C結合を有する有機ケイ素
化合物との組合せから成る触媒を用いて、炭素数3以上
のα−オレフィンを重合させる方法が提案されている
(特開昭57−63310号公報、同57−63311
号公報。)。しかしながら、これらの方法は、高立体規
則性重合体を高収率で得るには、必ずしも充分に満足し
うるものではなく、より一層の改良が望まれていた。
【0004】また、高立体規則性重合体を高収率で得る
方法として、前記と同じく、マグネシウム化合物、チタ
ン化合物及び電子供与体を含有する固体触媒成分に、有
機アルミニウム化合物とSi−O−C結合を有する有機
ケイ素化合物とを組み合わせた触媒を用いるオレフィン
の重合方法(特開昭54−94590号公報)や、該有
機ケイ素化合物として、分岐鎖状炭化水素残基を有する
ものを用いるオレフィンの重合方法(特開昭62−11
706号公報)などが開示されている。しかしながら、
これらの方法においては、高立体規則性重合体が高収率
で得られるものの、該重合体は分子量分布が狭くて成形
性に劣り、大型成形品を成形する際、所望の剛性が発現
しにくいという欠点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、高立体規則性を有し、かつ、分子量分布
の広い重合体を高収率で得るためのオレフィン重合体の
製造方法を提供することを目的としてなされたものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、触媒として、マ
グネシウム化合物、ハロゲン化チタン及び電子供与性化
合物を必須成分とする固体触媒成分に、有機アルミニウ
ム化合物と、特定構造のジアルキルジアルコキシシラン
とを組合せたものを用いることにより、高立体規則性を
有し、かつ、分子量分布の広い重合体が高収率で得られ
ることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに到った。
【0007】すなわち、請求項1に係る本発明は、(A)
(a)金属マグネシウムとアルコールとハロゲンとの反応
生成物であるマグネシウム化合物、(b)ハロゲン化チタ
ン及び(c)電子供与性化合物を必須成分とする固体触媒
成分と、(B)有機アルミニウム化合物と、(C)一般式(II)
【0008】
【化3】
【0009】(式中、R4はSiに隣接する炭素原子が
第三級炭素原子である炭化水素残基、R5は直鎖状又は
分岐鎖状炭化水素残基である。)で表される有機ケイ素
化合物との組合せから成る触媒に、オレフィンを接触さ
せて重合させることを特徴とするオレフィン重合体の製
造方法を提供するものである。
【0010】また、請求項2に係る本発明は、(A)(a)マ
グネシウム化合物と、(b)四塩化チタンと、(c)電子供与
性化合物とを接触させて得られる固体触媒成分と、(B)
有機アルミニウム化合物と、(C)一般式(III)
【0011】
【化4】
【0012】(式中、R 6 は分岐鎖状炭化水素残基、R 7
は環状飽和炭化水素残基、R 8 は直鎖状又は分岐鎖状炭
化水素残基である。)で表される有機ケイ素化合物との
組合せから成る触媒に、オレフィンを接触させて重合さ
せることを特徴とするオレフィン重合体の製造方法を提
供するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
まず、請求項1に係る本発明の方法で使用する触媒につ
いて説明する。 請求項1に係る本発明の方法で使用する
触媒は、(A)(a)金属マグネシウムとアルコールとハロゲ
ンとの反応生成物であるマグネシウム化合物、(b)ハロ
ゲン化チタン及び(c)電子供与性化合物を必須成分とす
る固体触媒成分と、(B)有機アルミニウム化合物と、(C)
一般式(II)で表される有機ケイ素化合物との組合せから
成る触媒である。 請求項1に係る本発明の方法における
触媒の(A)成分、すなわち固体触媒成分は、(a)金属マ
グネシウムとアルコールとハロゲンとの反応生成物であ
るマグネシウム化合物、(b)ハロゲン化チタン及び(c)
電子供与性化合物を必須成分とするものである。
【0014】請求項1に係る本発明においては、該(a)
成分のマグネシウム化合物として、金属マグネシウムと
アルコールとハロゲンとの反応生成物であるマグネシウ
ム化合物を用いる。この場合、触媒活性、立体規則性、
チタン担持量がより向上し、かつ、より良好なモルフォ
ロジーを有するポリマー粉末が得られる。この際に用い
られる金属マグネシウムの形状については、特に制限は
なく、任意の形状の金属マグネシウム、例えば顆粒状、
リボン状、粉末状のいずれのものも用いることができ
る。また、該金属マグネシウムの表面状態についても特
に制限はないが、表面に酸化マグネシウムなどの被膜が
形成されていないものが有利である。
【0015】また、上記金属マグネシウムとアルコール
とハロゲンとの反応生成物におけるアルコールについて
は、特に制限はないが、炭素数1〜6の低級アルコール
が好ましく、特にエタノールは、触媒性能を向上させる
固体触媒成分を与えるので好適である。このアルコール
の純度や含水量についても特に制限はないが、含水量の
多いアルコールを用いると、金属マグネシウム表面に水
酸化マグネシウムが形成されるので、含水量が1重量%
以下、特に2000ppm以下のアルコールを用いるのが好ま
しく、さらに、より良好なモルフォロジーを有するマグ
ネシウム化合物を得るためには、水分は少なければ少な
いほど有利であり、一般的には200ppm以下が望ましい。
【0016】また、上記金属マグネシウムとアルコール
とハロゲンとの反応生成物におけるハロゲンとしては、
臭素及びヨウ素が好ましく、その形態については特に制
限されず、例えばアルコール系溶媒に溶かし、溶液とし
て用いてもよい。
【0017】該アルコールの使用量は、特に限定はない
が、通常、金属マグネシウム1モル当り、2〜100モ
ル、好ましくは5〜50モルの範囲で選ばれる。このア
ルコール量が多すぎると、モルフォロジーの良好なマグ
ネシウム化合物が得られにくい傾向がみられるし、一
方、少ない場合、金属マグネシウムとの反応がスムース
に進行しないおそれがある。
【0018】また、該ハロゲンは、通常、金属マグネシ
ウム1モルに対し、0.0001g原子以上、好ましくは0.00
05g原子以上、さらに好ましくは0.001g原子以上の割合
で用いられる。このハロゲンの使用量が0.0001g原子未
満では、得られたマグネシウム化合物を粉砕することな
く用いる場合、チタン担持量、触媒活性、生成ポリマー
の立体規則性やモルフォロジーなどが低下する。したが
って、得られるマグネシウム化合物の粉砕処理が不可欠
となり、好ましくない。また、ハロゲンの使用量の上限
については特に制限なく、所望のマグネシウム化合物が
得られる範囲で適宜選べばよいが、一般的には0.06g原
子未満の範囲で選ばれる。また、このハロゲンの使用量
を適宜選択することにより、得られるマグネシウム化合
物の粒径を任意にコントロールすることができる。
【0019】上記金属マグネシウムとアルコールとハロ
ゲンとの反応生成物における、金属マグネシウムとアル
コールとハロゲンとの反応は、公知の方法を用いて行な
うことができる。例えば、金属マグネシウムとアルコー
ルとハロゲンとを、還流下で水素ガスの発生が認められ
なくなるまで、通常、20〜30時間程度を要して反応
させることにより、所望のマグネシウム化合物が得られ
る。具体的には、ハロゲンとしてヨウ素を用いる場合、
金属マグネシウムとアルコールとの混合物中に固体状の
ヨウ素を投入したのち、加熱し還流する方法、金属マグ
ネシウムとアルコールとの混合物中に、ヨウ素を含有す
るアルコール溶液を滴下投入後、加熱し還流する方法、
金属マグネシウムとアルコールとの混合物を加熱しなが
ら、ヨウ素を含有するアルコール溶液を滴下する方法な
どを用いることができる。
【0020】また、いずれの方法においても、窒素ガス
やアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気下において、場
合により、n−ヘキサンのような飽和炭化水素などの不
活性有機溶媒を用いて行なうことが好ましい。金属マグ
ネシウム及びアルコールの投入については、最初から、
それぞれ全量を反応槽に必ずしも投入しておく必要はな
く、分割して投入してもよい。特に好ましい形態は、ア
ルコールを最初から全量投入しておき、金属マグネシウ
ムを数回に分割して投入する方法である。この方法は、
生成する水素ガスの一時的な大量発生を防止することが
でき、安全面から極めて望ましく、かつ、反応槽の小型
化が可能である上、水素ガスの一時的な大量発生により
引起こされるアルコールやハロゲンの飛沫同伴を防ぐこ
とができる。なお、分割する回数については反応槽の規
模を考慮して決めればよく、特に制限はないが、操作の
煩雑さを考慮すると、通常5〜10回の範囲で選ばれ
る。
【0021】また、反応自体は、バッチ式、連続式のい
ずれでもよく、さらには、変法として、最初から全量投
入したアルコール中に金属マグネシウムをまず少量投入
し、反応により生成した生成物を別の槽に分離して除去
したのち、再び金属マグネシウムを少量投入するという
操作を繰り返すということも可能である。
【0022】このようにして得られた反応生成物を、
(A)成分としての固体触媒成分の合成に用いる場合、こ
れを乾燥させたものを用いてもよく、また、濾別後、ヘ
プタン等の不活性溶媒で洗浄したものを用いてもよい。
このマグネシウム化合物は、精製や粉砕、或いは粒度を
揃えるための分級操作などを行なうことなく、次工程に
用いることができる。
【0023】この場合、上記マグネシウム化合物は、下
記式(1)で示される球形度(S)が1.60未満で、かつ、
下記式(2)で示される粒径分布指数(P)が5.0 未満で
あるものが好ましい。
【0024】すなわち、(a)成分として用いるマグネシ
ウム化合物の球形度(S)は、次の式(1)で表わされ
る。
【化5】
【0025】上記式(1)中、E1は粒子の投影の輪郭
長、E2は粒子の投影面積に等しい円の周長を示す。
【0026】さらに、(a)成分として用いるマグネシウ
ム化合物の粒径分布指数(P) は、次の式(2)で表わさ
れる。
【0027】
【化6】
【0028】上記式(2)中、D90は累積重量分率が
90%に対応する粒子径をいう。すなわち、D90で表
わされる粒子径より小さい粒子群の重量和が全粒子総重
量和の90%であることを示している。また、D10は
累積重量分率が10%に対応する粒子径をいう。すなわ
ち、D10で表わされる粒子径より小さい粒子群の重量
和が全粒子総重量和の10%であることを示している。
【0029】請求項1に係る本発明において(a)成分と
して用いるマグネシウム化合物は、前記した如く、上記
式(1)で示される球形度(S)が1.60未満で、かつ、上
記式(2)で示される粒径分布指数(P)が5.0 未満であ
るものが好ましい。ここで球形度が1.60以上、粒径分布
指数が5.0 以上であると、生成ポリマーのモルフォロジ
ーが悪く、プロセス上のトラブル(例えば、ポリマー移
送ラインの閉塞)の原因となるため、好ましくない。
【0030】このような球形度,粒径分布指数を有する
マグネシウム化合物は、金属マグネシウム、アルコー
ル、及び金属マグネシウム1モルに対し、0.0001g原子
未満の量のハロゲンを反応させて得られたものであって
も、触媒の担体原料として良好な性質を示す。このよう
請求項1に係る本発明において(a)成分として用いる
マグネシウム化合物は、球状に近く、しかも粒径分布が
シャープであり、さらに、粒子一つ一つをとってみて
も、球形度のばらつきは非常に小さいものが好ましい。
【0031】さらに、請求項1に係る本発明において
(a)成分として用いるマグネシウム化合物は、Cu−K
α線で測定したX線回折スペクトルにおいて、散乱角5
〜20度の範囲に、強ピーク3本が出現し、しかも、こ
れらのピークを、低散乱角側から順に、ピークa、ピー
クb及びピークcとした場合に、ピーク強度比b/cが
0.4 以上であることが好ましい。
【0032】上記した如きマグネシウム化合物は1種用
いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0033】次に、(b)成分のハロゲン化チタンとして
は、三価及び四価のチタンのハロゲン化物を用いること
ができるが、特に一般式(IV)
【0034】
【化7】
【0035】(式中、R9は炭化水素残基、X1はハロゲ
ン原子、mは0ないし4未満の数である。)で表される
ものが好適である。
【0036】前記一般式(IV)におけるR9は炭化水素残
基であって、飽和基や不飽和基であってもよいし、直鎖
状のものや分岐鎖を有するもの、或いは環状のものであ
ってもよく、さらにはイオウ、窒素、酸素、ケイ素、リ
ンなどのヘテロ原子を有するものであってもよい。好ま
しい炭化水素基としては、炭素数1〜10のアルキル
基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニ
ル基、アリール基及びアラルキル基を挙げることができ
る。
【0037】前記一般式(IV)におけるR9の具体例とし
ては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イ
ソプロピル基、n−ブチル基、sec-ブチル基、イソブチ
ル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、デシル基、アリル基、ブテニル基、シクロペンチル
基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、フェニル
基、トリル基、ベンジル基、フェネチル基などが挙げら
れる。
【0038】また、前記一般式(IV)におけるX1は、フ
ッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子のハロゲ
ン原子であるが、これらの中でも塩素原子及び臭素原子
が好ましく、特に塩素原子が好適である。
【0039】前記一般式(IV)で表されるハロゲン化チタ
ンの代表的なものとしては、例えばmが0の場合には、
四塩化チタン、四臭化チタンなどが、mが1の場合に
は、エトキシトリクロロチタン、n−プロポキシトリク
ロロチタン、n−ブトキシトリクロロチタンなどが、m
が2の場合には、ジエトキシジクロロチタン、ジ−n−
プロポキシトリクロロチタン、ジ−n−ブトキシトリク
ロロチタンなどが、mが3の場合には、トリエトキシモ
ノクロロチタン、トリ−n−プロポキシモノクロロチタ
ン、トリ−n−ブトキシモノクロロチタンなどが挙げら
れる。これらのハロゲン化チタンは1種を用いてもよい
し、或いは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0040】さらに、前記(c)成分の電子供与性化合物
は、酸素、窒素、リン、或いはイオウを含有する有機化
合物であり、その具体例としては、例えばアミン類、ア
ミド類、ケトン類、ニトリル類、ホスフィン類、ホスホ
ルアミド類、エステル類、エーテル類、チオエーテル
類、チオエステル類、酸無水物類、酸ハライド類、酸ア
ミド類、アルデヒド類、有機酸類、Si−O−C結合を
有する有機シラン化合物などが挙げられる。
【0041】前記(c)成分の電子供与性化合物を、さら
に具体的に述べると、例えば、安息香酸、p−オキシ安
息香酸のような芳香族カルボン酸などの有機酸、無水コ
ハク酸、無水安息香酸、無水p−トルイル酸などの酸無
水物、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、ベンゾキ
ノンなどの炭素数3〜15のケトン類、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2〜15のアルデヒド類、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
酸エチル、吉草酸エチル、クロロ酢酸メチル、ジクロロ
酢酸エチル、メタクリル酸メチル、クロトン酸エチル、
ピバリン酸エチル、マレイン酸ジメチル、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、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、
p−ブトキシ安息香酸エチル、o−クロロ安息香酸エチ
ル、ナフトエ酸エチル、γ−ブチロラクトン、δ−バレ
ロラクトン、クマリン、フタリド、炭酸エチレン、フタ
ル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸
ジヘプチル、フタル酸ジシクロヘキシルなどの炭素数2
〜18のエステル類、アセチルクロリド、ベンジルクロ
リド、トルイル酸クロリド、アニス酸クロリドなどの炭
素数2〜15の酸ハライド類、メチルエーテル、エチル
エーテル、イソプロピルエーテル、t−ブチルメチルエ
ーテル、t−ブチルエチルエーテル、n−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、ジフェルエーテル、エチレングリコールブチルエー
テルなどの炭素数2〜20のエーテル類、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、
トリブチルアミン、N,N−ジメチルピペラジン、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ンなどのアミン類、アセトニトリ
ル、ベンゾニトリル、トルニトリルなどのニトリル類、
テトラメチル尿素、ニトロベンゼン、リチウムブチレー
トなどを例示することができる。
【0042】このような(c)成分の電子供与性化合物と
しては、芳香族ジカルボン酸のモノエステルやジエステ
ルが好ましく用いられ、特にフタル酸のモノエステルや
ジエステルが好適である。この芳香族ジカルボン酸のモ
ノエステル及びジエステルの具体例としては、モノメチ
ルフタレート、ジメチルフタレート、モノメチルテレフ
タレート、ジメチルテレフタレート、モノエチルフタレ
ート、ジエチルフタレート、モノエチルテレフタレー
ト、ジエチルテレフタレート、モノプロピルフタレー
ト、ジプロピルフタレート、モノプロピルテレフタレー
ト、ジプロピルテレフタレート、モノブチルフタレー
ト、ジブチルフタレート、モノブチルテレフタレート、
ジブチルテレフタレート、モノイソブチルフタレート、
ジイソブチルフタレート、モノアミルフタレート、ジア
ミルフタレート、モノイソアミルフタレート、ジイソア
ミルフタレート、エチルブチルフタレート、エチルイソ
ブチルフタレート、エチルプロピルフタレートなどが挙
げられる。これらの電子供与性化合物は、それぞれ単独
で用いてもよいし、或いは2種以上を組み合わせて用い
てもよい。
【0043】(c)成分の電子供与性化合物として好適
な、前記芳香族ジカルボン酸のモノエステルとジエステ
ルとを比較した場合、ジエステルの方がより好ましい。
また、芳香族ジカルボン酸のジエステルの中でも、フタ
ル酸の炭素数1〜5の低級アルキルエステルが好まし
く、特にジブチルフタレート及びジイソブチルフタレー
トが好適である。
【0044】請求項1に係る本発明における固体触媒成
分(A)は、以上の如き(a)、(b)及び(c)成分を必須成
分とするものであるが、該固体触媒成分(A)の調製に、
前記の(a)、(b)及び(c)成分とともに、場合により
(d)成分として、一般式(V)
【0045】
【化8】
【0046】(式中、R10は炭化水素残基、X2はハロ
ゲン原子を示し、qは0又は1〜3の整数である)で表
されるケイ素化合物を用いることができる。
【0047】前記一般式(V)におけるR10は炭化水素
残基であって、飽和基や不飽和基であってもよいし、直
鎖状のものや分岐鎖を有するもの、或いは環状のもので
あってもよく、さらにはイオウ、窒素、酸素、ケイ素、
リンなどのヘテロ原子を有するものであってもよい。好
ましい炭化水素基としては、炭素数1〜10のアルキル
基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニ
ル基、アリール基及びアラルキル基などを挙げることが
できる。また、該R10が複数個存在する場合、それらは
同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。該
10の具体例としては、前記一般式(IV)におけるR9
説明において例示したものを挙げることができる。ま
た、前記一般式(V)におけるX2はフッ素原子、塩素
原子、臭素原子及びヨウ素原子のハロゲン原子である
が、これらの中でも塩素原子及び臭素原子が好ましく、
特に塩素原子が好適である。
【0048】このような一般式(V)で表されるケイ素
化合物の具体例としては、例えば、SiCl4、CH3OSiCl3
(CH3O)2SiCl2、(CH3O)3SiCl、C2H5OSiCl3、(C2H5O)2SiC
l2、(C2H5O)3SiCl、C3H7OSiCl3、(C3H7O)2SiCl2、(C3H7
O)3SiClなどを挙げることができる。これらの中でも特
に四塩化ケイ素(SiCl4)が好ましい。これらのケイ素化
合物は、1種を用いてもよいし、或いは2種以上を組み
合わせて用いてもよい。
【0049】この所望に応じて用いられる(d)成分のケ
イ素化合物は、ケイ素化合物/マグネシウム化合物のモ
ル比が、通常、0.01〜0.30、好ましくは0.10〜0.20の範
囲にあるような割合で用いられる。このモル比が0.01未
満では触媒活性や立体規則性の向上効果が充分に発揮さ
れず、かつ、生成ポリマー粉体中の微粉量が多くなる
し、一方、0.30を超えると、生成ポリマー粉体中に巨大
粒子が多く含まれるようになり、好ましくない。
【0050】前記(A)固体触媒成分は、公知の方法(特
開昭53−43094号公報、特開昭55−13510
2号公報、特開昭55−135103号公報、特開昭5
6−18606号公報)によって調製することができ、
例えば、(1) マグネシウム化合物又はマグネシウム化合
物と電子供与性化合物との錯化合物を、電子供与性化合
物及び所望に応じて用いられる粉砕助剤などの存在下に
粉砕して、ハロゲン化チタンと反応させる方法、(2)還
元能を有しないマグネシウム化合物の液状物と液状ハロ
ゲン化チタンとを、電子供与性化合物の存在下において
反応させて、固体状のチタン複合体を析出させる方法、
(3)前記(1) 又は(2)で得られたものにハロゲン化チタ
ンを反応させる方法、(4)前記(1) 又は(2)で得られた
ものに、さらに、電子供与性化合物及びハロゲン化チタ
ンを反応させる方法、(5)マグネシウム化合物又はマグ
ネシウム化合物と電子供与性化合物との錯化合物を、電
子供与性化合物、チタン化合物及び所望に応じて用いら
れる粉砕助剤などの存在下で粉砕したのち、ハロゲン又
はハロゲン化合物で処理する方法、(6)前記(1) 〜(4)
で得られた化合物をハロゲン又はハロゲン化合物で処理
する方法、などによって調製することができる。
【0051】さらに、これら以外の方法によっても、例
えば、特開昭56−166205号公報、特開昭57−
63309号公報、特開昭57−190004号公報、
特開昭57−300407号公報、特開昭58−470
03号公報に記載された方法によっても、該(A)固体触
媒成分を調製することができる。
【0052】また、周期表II〜IV族に属する元素の酸化
物、例えば、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化アル
ミニウムなどの酸化物又は周期表II〜IV族に属する元素
の酸化物の少なくとも1種を含む複合酸化物、例えば、
シリカアルミナなどに前記マグネシウム化合物を担持さ
せた固形物と電子供与性化合物とハロゲン化チタンと
を、溶媒中で0〜200℃、好ましくは10〜150℃
の範囲の温度において、2分ないし24時間接触させる
ことにより、固体触媒成分を調製することができる。
【0053】また、該固体触媒成分の調製に当たり、溶
媒として、前記したマグネシウム化合物、電子供与性化
合物及びハロゲン化チタンに対して不活性な有機溶媒、
例えば、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素、ベ
ンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素、或いは炭素数
1〜12の飽和又は不飽和の脂肪族、脂環式及び芳香族
炭化水素のモノ及びポリハロゲン化合物などのハロゲン
化炭化水素など、を使用することができる。
【0054】次に、請求項1に係る本発明方法において
用いられる触媒の(B)成分、すなわち有機アルミニウム
化合物としては、一般式(VI)
【0055】
【化9】
【0056】(式中、R11は炭素数1〜10のアルキル
基、X3は塩素、臭素などのハロゲン原子、pは1〜3
の数である。)で表される化合物を用いることができ
る。
【0057】このようなアルミニウム化合物としては、
例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニ
ウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチル
アルミニウム、トリオクチルアルミニウムなどのトリア
ルキルアルミニウム、ジエチルアルミニウムモノクロリ
ド、ジイソプロピルアルミニウムモノクロリド、ジイソ
ブチルアルミニウムモノクロリド、ジオクチルアルミニ
ウムモノクロリドなどのジアルキルアルミニウムモノハ
ライド、エチルアルミニウムセスキクロリドなどのアル
キルアルミニウムセスキハライドなどを好適に使用する
ことができる。これらのアルミニウム化合物は1種を用
いてもよいし、或いは2種以上を組み合わせて用いても
よい。
【0058】さらに、請求項1に係る本発明方法におい
ては、触媒の(C)成分として一般式(II)
【0059】
【化10】
【0060】(式中、R4はSiに隣接する炭素原子が
第三級炭素原子である炭化水素残基、R5は直鎖状又は
分岐鎖状炭化水素残基である)で表される有機ケイ素化
合物が用いられる。
【0061】前記一般式(II)で表される有機ケイ素化合
物において、R4はSi原子に隣接する炭素原子が第三
級炭素原子である炭化水素残基である。前記一般式(II)
におけるR5は、直鎖状又は分岐鎖状炭化水素残基であ
るが、脂肪族炭化水素基、特に炭素数1〜4の鎖状脂肪
族炭化水素基が好適である。このような有機ケイ素化合
物としては、具体的には例えば、以下に示す如きジアル
キルジアルコキシシランを挙げることができる。
【0062】
【化11】
【0063】
【化12】
【0064】
【化13】
【0065】
【化14】
【0066】
【化15】
【0067】
【化16】
【0068】
【化17】
【0069】
【化18】
【0070】これらのジアルキルジアルコキシシランは
1種を用いてもよいし、或いは2種以上を組み合わせて
用いてもよい。
【0071】このような一般式(II)式で表されるジアル
キルジアルコキシシランを用いることにより、高立体規
則性を有し、かつ、分子量分布の広い重合体が高収率で
得られる。
【0072】次に、請求項2に係る本発明の方法で使用
する触媒について説明する。 請求項2に係る本発明の方
法で使用する触媒は、(A)(a)マグネシウム化合物と、
(b)四塩化チタンと、(c)電子供与性化合物とを接触させ
て得られる固体触媒成分と、(B)有機アルミニウム化合
物と、(C)一般式(III)で表される有機ケイ素化合物との
組合せから成る触媒である。
【0073】請求項2に係る本発明の方法における触媒
の(A)成分、すなわち固体触媒成分は、(A)(a)マグネシ
ウム化合物と、(b)四塩化チタンと、(c)電子供与性化合
物とを接触させて得られるものである。 請求項2に係る
本発明の方法において、該(a)成分のマグネシウム化合
物としては、例えば金属マグネシウム、金属マグネシウ
ムをハロゲン化炭化水素と反応させて得られるアルキル
マグネシウムハライド、ジアルキルマグネシウム、ハロ
ゲン化マグネシウム、或いは水酸化マグネシウム、オキ
シ塩化マグネシウム、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、有機マグネシウム及びこ
れらとハロゲン化剤とを反応させて得られるマグネシウ
ム化合物などが挙げられる。
【0074】さらに、請求項2に係る本発明において
は、該(a)成分のマグネシウム化合物として、金属マグ
ネシウムとアルコールとハロゲンとの反応生成物も好ま
しく用いることができる。金属マグネシウムとアルコー
ルとハロゲンとの反応生成物に ついては、請求項1に係
る本発明において詳しく説明した通りである。 また、マ
グネシウム化合物の球形度、粒径分布指数などについて
も、請求項1に係る本発明において詳しく説明した通り
である。
【0075】上記した如きマグネシウム化合物は1種用
いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0076】次に、請求項2に係る本発明において、触
媒の(A)成分をなす、(c)成分の電子供与性化合物、さ
らに場合により、(a)成分、(b)成分、(c)成分ととも
に用いることができる(d)成分のケイ素化合物として
は、請求項1に係る本発明において説明したものと同様
のものを用いることができる。
【0077】また、請求項2に係る本発明における触媒
の(A)成分は、請求項1に係る本発明において説明した
と同様の方法により調製することができる。
【0078】次に、請求項2に係る本発明の方法におい
て用いられる触媒の(B)成分、すなわち有機アルミニウ
ム化合物としては、請求項1に係る本発明で説明したも
のと同様のものを用いることができる。
【0079】さらに、請求項2に係る本発明において
は、触媒の(C)成分として、次の一般式(III)で表され
るジアルキルジアルコキシシランを用いる。
【0080】
【化19】
【0081】上記一般式(III)中において、R6は分岐鎖
状炭化水素残基であり、R7は環状飽和炭化水素残基、
8は直鎖状又は分岐鎖状炭化水素残基を示す。
【0082】このようなジアルキルジアルコキシシラン
として具体的には例えば、イソプロピルシクロヘキシル
ジメトキシシラン、イソブチルシクロヘキシルジメトキ
シシラン、tert−ブチルシクロヘキシルジメトキシシラ
ン、イソプロピルシクロヘキシルジエトキシシラン、イ
ソブチルシクロヘキシルジエトキシシラン、tert−ブチ
ルシクロヘキシルジエトキシシランなどを挙げることが
できる。
【0083】このような一般式(III)で表されるジアル
キルジアルコキシシランを用いることにより、高立体規
則性を有し、かつ、分子量分布の広い重合体が高収率で
得られる。
【0084】本発明方法における触媒の各成分の使用量
については、まず(A)成分の固体触媒成分は、チタン原
子に換算して、反応容器1リットル当たり、通常、0.00
05〜1m mol の範囲になるような量が用いられる。ま
た、(B)成分の有機アルミニウム化合物は、アルミニウ
ム/チタン原子比が、通常、1〜1000、好ましくは5〜
500 の範囲になるような量が用いられる。この原子比が
前記範囲を逸脱すると、触媒活性が不充分となる。
【0085】さらに(C)成分の有機ケイ素化合物は、有
機ケイ素化合物/チタンモル比が、通常、0.1 〜500 、
好ましくは1〜100 の範囲にあるような量が用いられ
る。このモル比が0.1 未満では触媒活性の持続性に劣る
とともに、得られる重合体の立体規則性が不充分である
し、一方、500 を超えると触媒活性が低下することがあ
る。
【0086】本発明方法においては、上記した如き(A)
成分の固体触媒成分と(B)成分の有機アルミニウム化合
物と(C)成分の有機ケイ素化合物との組合せから成る触
媒系の存在下に、少なくとも1種のオレフィンを重合さ
せることにより、オレフィン単独重合体又は共重合体を
製造する。
【0087】該オレフィンとしては、例えば一般式(VI
I)
【0088】
【化20】
【0089】(式中、R12は水素原子又は炭素数1〜1
0の直鎖状若しくは分岐鎖状の炭化水素残基である)で
表されるα−オレフィンが好ましく用いられる。
【0090】このようなα−オレフィンとして具体的に
は例えば、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテ
ン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、
デセン−1などの長鎖状モノオレフィン類、4−メチル
ペンテン−1などの分岐モノオレフィン類、あるいはビ
ニルシクロヘキサンなどが挙げられる。これらのオレフ
ィンは1種を用いてもよいし、或いは2種以上を組み合
わせて用いてもよい。
【0091】本発明方法における重合形式については、
特に制限はなく、例えば不活性炭化水素溶液によるスラ
リー重合法、無溶媒による塊状重合法、或いは気相重合
法など、いずれの方式も用いることができるし、また、
連続重合法、非連統重合法のいずれも可能である。さら
に、重合反応を一段で行なってもよいし、2段以上の多
段で行なってもよい。
【0092】多段重合反応、例えば二段重合反応におい
ては、通常第一段目で、前記触媒成分(A)、(B)及び
(C)の存在下に、例えばプロピレンの重合反応を行なっ
て結晶性ポリプロピレンを製造したのち、二段目におい
て、前記第一段目の重合に供した未反応のプロピレンを
除去し、或いは除去せずに、前記結晶性ポリプロピレン
及び触媒の存在下に、エチレンとプロピレンとを共重合
させる、といった方法を用いることができる。
【0093】さらに、本発明方法における反応条件につ
いては、オレフィン圧は通常、常圧ないしkg/cm2・Gで
あり、反応温度は、通常、0〜200℃、好ましくは5
0〜100℃の範囲で適宜選ばれる。また、重合体の分
子量の調節は、公知の手段、例えば重合器中の水素濃度
を調整することにより、行なうことができる。さらに、
反応時間は原料のオレフィンの種類や反応温度によって
左右され、一概に定めることができないが、通常、1分
ないし10時間、好ましくは30分ないし5時間程度で
ある。
【0094】また、触媒成分については、(A)成分と
(B)成分と(C)成分とを、所定の割合で混合し、接触さ
せたのち、直ちにオレフィンを導入し、重合を開始して
もよいし、或いは接触後、0.2〜3時間程度熟成させ
たのち、オレフィンを導入してもよい。さらに、この触
媒成分は不活性溶媒やオレフィンなどに懸濁して供給す
ることができる。
【0095】本発明においては、重合後の後処理は常法
により行なうことができる。すなわち、気相重合法にお
いては、重合後、重合器から導出されるポリマー粉体
に、その中に含まれるオレフィンなどを除くために、窒
素気流などを通過させてもよいし、また、所望に応じて
押出機よりペレット化してもよく、その際、触媒を完全
に失活させるために、少量の水、アルコールなどを添加
することもできる。また、バルク重合法においては、重
合後、重合器から導出されるポリマーから完全にモノマ
ーを分離したのち、ペレット化することができる。
【0096】
【実施例】次に、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定され
るものではない。なお、以下の実施例及び比較例におけ
るMw/Mnの測定、試料の調製、GPCの測定は、次
の方法により行なった。
【0097】まずMw/Mnは次の方法で測定された。 (1) 分子量が知られている標準ポリスチレン(単分散ポ
リスチレン、東洋曹達社製)を用いて、ポリスチレンの
分子量Mに対応するGPC(ゲルパーミエーションクロ
マトグラフィー)のカウントを測定する。そして、分子
量MとEV(Elution Volume:溶出体積)の較正曲線を
作成する。 (2)GPCにより、測定試料のゲルパーミエーションク
ロマトグラムを測定し、上記(1) で作製した較正曲線を
利用して、数平均分子量Mn及び重量平均分子量Mw
を、それぞれ次式に基づいて計算し、Mw/Mnを決定
する。
【0098】 数平均分子量(Mn)=ΣMiNi/ΣNi 重量平均分子量(Mw)=ΣMi2Ni/ΣMiNi
【0099】次に、試料の調製法は次の通りである。 (a)ポリマーを溶媒o−ジクロロベンゼンと共にエー
レンマイヤーフラスコに投入し、15mg−ポリマー/2
0ml−溶媒の濃度の溶液を調整する。 (b)ポリマー溶液に対して、0.1重量%の2,6−ジ
−t−ブチル−p−クレゾールを安定剤として加える。 (c)140℃に1時間放置した後、1時間攪拌を行な
い、ポリマー及び安定剤を完全に溶解する。 (d)次に135〜140℃の温度で、0.5μmのフィ
ルターを用いて、溶液をろ過する。 (e)ろ過液について、GPCにより測定する。
【0100】さらに、GPCの測定条件は次の通りであ
る。 (a)装置:Model l 150C(ウォーター社
製) (b)カラム:TSKGMH−6、直径6mm×600mm
(東洋曹達社製) (c)サンプル量:400μl (d)温度:135℃ (e)流量:1ml/min
【0101】なお、以下の実施例及び比較例において
は、下記の試薬を用いた。 エタノール:和光純薬(株)製、試薬特級。 ヨウ素:和光純薬(株)製、試薬特級。 金属マグネシウム:顆粒状(平均粒度350μm)。
【0102】また、X線回折測定は以下の通りに実施し
た。マグネシウム化合物を平均粒径10μmとなるよう
に粉砕した。粉砕物を常温で真空乾燥し、得られた乾燥
粉体を不活性ガス雰囲気下でマイラーフイルム製セルに
充填した。マイラーフイルムの厚さは6μmであり、マ
イラーフイルムと乾燥粉体とを合わせたセルの厚さは1
mmであった。このセルを、粉末X線回折装置〔理学電気
工業(株)製〕に取り付け、透過法によりX線回折スペ
クトルを測定した。対陰極には銅(Cu)を用い、電圧
50kV、電流120mA、及び波長(λkα)1.543
オングストロームの条件を用いた。
【0103】さらに、球形度(s)は次のようにして測
定した。乾燥後のマグネシウム化合物(a)のサンプル
を、走査型電子顕微鏡〔日本電子(株)製JSM−25
SIII 〕にて、加速電圧5kV、150倍で撮影し、ネ
ガを得た。次に、このネガを透過法にて画像解折処理し
た。画像解折処理は、画像解折装置〔Nexus社製6
510(2MB)〕により、20画素(1画素を1.389
μm×1.389 μmとした)以下の粒子をカットし、残り
の粒子約2000個について行なった。画像解折処理に
より、その輪郭長E1及び粒子の投影面積に等しい円の
周長E2を求め、前記(1)式で算出した。
【0104】同じく、粒径分布指数(p)は、ふるいに
て粒子の粒度分布を求め、その分布を対数分布紙上にプ
ロットし、90%粒子径(D90)及び10%粒子径
(D10)を求めて、前記(2)式で算出した。
【0105】実施例1(請求項1) (1)固体触媒成分(A)の調製 撹拌機付きのガラス製反応器(内容積約6リットル)を
窒素ガスで充分に置換し、エタノール約2430g、ヨ
ウ素16g及び金属マグネシウム160gを投入し、攪
拌しながら還流条件下で、系内から水素ガスの発生がな
くなるまで、加熱下で反応させ、固体状反応生成物(マ
グネシウム化合物)を得た。 500mlの四つ口フラスコ
に、脱水したn−ヘプタン60ml、上記の方法で合成し
たマグネシウム化合物16g、ジエチルフタレート2.3
mlを仕込み、室温下に攪拌後、四塩化ケイ素2.4 mlを加
え、昇温し、還流下に30分間反応させた。次に、これ
に四塩化チタン77mlを加え、110℃で2時間反応を
行なったのち、n−ヘプタンで洗浄を行ない、さらに四
塩化チタン122mlを加え、110℃で2時間反応を行
ない、次いでn−ヘプタンで充分に洗浄することによ
り、固定触媒成分(A)を得た。
【0106】(2)オレフィン重合体の製造 1リットル容のステンレス製オートクレーブに、n−ヘ
プタン400mlを投入し、次いで、(B)成分としての
トリエチルアルミニウム2.0m mol、(C)成分としての
ジ−t−ブチルジメトキシシラン0.25m mol およびチタ
ン原子換算で、0.005m molの前記(1)で調製した固体
触媒成分(A)を投入し、水素圧0.5kg/cm 2 G、プロ
ピレン圧7.0kg/cm 2 Gに保持しながら、70℃で2時
間プロピレンの重合を行なった。 この結果、ポリプロピ
レンの収率は、チタン1g当り660kgであり、沸騰ヘ
プタン抽出残分(I.I)含量は98.3重量%、極限粘度
〔η〕は1.48dl/gであった。また、高温GPCより求め
た重量平均分子量/数平均分子量比(Mw/Mn)は8.
3 であった。
【0107】実施例2(請求項2) (1)固体触媒成分(A)の調製 500mlの四つ口フラスコに、脱水したn−ヘプタン6
0ml、ジエトキシマグネシウム16g、ジエチルフタレ
ート2.3 mlを仕込み、室温下に攪拌後、四塩化 ケイ素2.
4 mlを加え、昇温し、還流下に30分間反応させた。次
に、これに四塩化チタン77mlを加え、110℃で2時
間反応を行なったのち、n−ヘプタンで洗浄を行ない、
さらに四塩化チタン122mlを加え、110℃で2時間
反応を行ない、次いでn−ヘプタンで充分に洗浄するこ
とにより、固定触媒成分(A)を得た。 (2)オレフィン重合体の製造 1リットル容のステンレス製オートクレーブに、n−ヘ
プタン400mlを投入し、トリエチルアルミニウム2.0m
mol、tert−ブチルシクロヘキシルジメトキシシラン0.
25m mol 及び上記(1)で得た固体触媒成分をチタン原
子換算で、0.005m mol投入し、水素圧0.5kg/cm 2 、プロ
ピレン圧7.0kg/cm 2 に保持しながら2時間重合を行なっ
た。結果を表1に示す。
【0108】実施例3(請求項2)および比較例1〜3 実施例2において 、(C)成分として、tert−ブチルシ
クロヘキシルジメトキシシランの代わりに、第1表に示
すケイ素化合物を用いたこと以外は、実施例2と同様に
重合を行なった。結果を第1表に示す。
【0109】実施例4(請求項2) (1)固体触媒成分(A)の調製実施例2(1)において 、ジエトキシマグネシウムの代
わりに、次の方法で合成したマグネシウム化合物を用い
たこと以外は、実施例2(1)と同様に行って固体触媒
成分を得た。撹拌機付きのガラス製反応器(内容積約6
リットル)を窒素ガスで充分に置換し、エタノール約2
430g、ヨウ素16g及び金属マグネシウム160g
を投入し、撹拌しながら還流条件下で、系内から水素ガ
スの発生がなくなるまで、加熱下で反応させ、固体状反
応生成物(マグネシウム化合物)を得た。
【0110】このマグネシウム化合物について、Cu−
Kα線を用いてX線回折分析を行ったところ、2θ=5
〜20度の範囲に3本の回折ピークが現われた。これら
のピークを低角側から、順にピークa、ピークb及びピ
ークcとした場合に、ピーク強度比b/cは0.75で
あった。また、球形度(s)は1.21であり、粒径分
布指数(p)は1.7であった。
【0111】(2)オレフィン重合体の製造 (1)で調製した固体触媒成分(A)を用いたほかは、
実施例2と同様に重合を行った。結果を第1表に示す。
【0112】
【表1】
【0113】
【発明の効果】本発明によると、触媒として、マグネシ
ウム化合物、ハロゲン化チタン及び電子供与性化合物を
必須成分とする固体触媒成分と、有機アルミニウム化合
物と、特定構造のジアルキルジアルコキシシランとの組
合せを用い、オレフィンを重合させることにより、高立
体規則性をし、かつ、分子量分布が広くて成形性の良好
なオレフィン重合体を高収率で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の方法で用いる触媒の調製工程
を示すフローチャートである。
フロントページの続き (72)発明者 菅原 昭伸 千葉県市原市姉崎海岸1番地1 出光石 油化学株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−258907(JP,A) 特開 平2−163104(JP,A) 特開 平3−33102(JP,A) 特開 平2−229806(JP,A) 特許2624578(JP,B2) 特許2521836(JP,B2) 特許3039878(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 4/60 - 4/70 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)(a)金属マグネシウムとアルコールと
    ハロゲンとの反応生成物であるマグネシウム化合物、
    (b)ハロゲン化チタン及び(c)電子供与性化合物を必須成
    分とする固体触媒成分と、(B)有機アルミニウム化合物
    と、(C)一般式(II) 【化1】 (式中、R4はSiに隣接する炭素原子が第三級炭素原
    子である炭化水素残基、R5は直鎖状又は分岐鎖状炭化
    水素残基である。)で表される有機ケイ素化合物との組
    合せから成る触媒に、オレフィンを接触させて重合させ
    ることを特徴とするオレフィン重合体の製造方法。
  2. 【請求項2】 (A)(a)マグネシウム化合物と、(b)四塩
    化チタンと、(c)電子供与性化合物とを接触させて得ら
    れる固体触媒成分と、(B)有機アルミニウム化合物と、
    (C)一般式(III) 【化2】 (式中、R6は分岐鎖状炭化水素残基、R7は環状飽和炭
    化水素残基、R8は直鎖状又は分岐鎖状炭化水素残基で
    ある。)で表される有機ケイ素化合物との組合せから成
    る触媒に、オレフィンを接触させて重合させることを特
    徴とするオレフィン重合体の製造方法。
  3. 【請求項3】 固体触媒成分における電子供与性化合物
    が、芳香族ジカルボン酸のモノエステル及びジエステル
    の中から選ばれた少なくとも1種である請求項に記載
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 固体触媒成分における電子供与性化合物
    が、芳香族ジカルボン酸のモノエステル及びジエステル
    の中から選ばれた少なくとも1種である請求項に記載
    の製造方法。
  5. 【請求項5】 固体触媒成分におけるマグネシウム化合
    物が、金属マグネシウムとアルコールとハロゲンとの反
    応生成物である請求項2又は4に記載の製造方法。
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