JP3409814B2 - オレフィン重合用触媒及び該触媒を用いたオレフィン系重合体の製造方法 - Google Patents

オレフィン重合用触媒及び該触媒を用いたオレフィン系重合体の製造方法

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JP3409814B2 JP28251393A JP28251393A JP3409814B2 JP 3409814 B2 JP3409814 B2 JP 3409814B2 JP 28251393 A JP28251393 A JP 28251393A JP 28251393 A JP28251393 A JP 28251393A JP 3409814 B2 JP3409814 B2 JP 3409814B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はオレフィン重合用触媒及
び該触媒を用いたオレフィン系重合体の製造方法に関す
るものである。さらに詳しくいえば、本発明は、高分子
量でかつ組成が均一であって分子量分布の狭いオレフィ
ン系重合体を与える高活性可溶系重合用触媒、及びこの
重合用触媒を用いて、上記性質を有するオレフィン系重
合体を効率よく製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、高活性可溶系オレフィン重合用触
媒としては、遷移金属化合物とアルミノキサンとの組合
わせからなるものが知られている(特開昭58−193
09号公報、特開昭60−217209号公報)。ま
た、可溶系オレフィン重合用触媒の活性種としては、カ
チオン種が有用であることが報告されている〔「ジャー
ナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサエティ
(J. Am. Chem. Soc.) 」第81巻、第81ページ(1959
年)、第82巻、第1953ページ(1960年)、第10
7巻、第7219ページ(1985年)〕。また、この活性
種を単離し、オレフィン重合に適応した例としては、
「ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサ
エティ(J. Am. Chem. Soc.) 」第108巻、第7410
ページ(1986年)、特表平1−502636号公報、特
開平3−139504号公報、ヨーロッパ公開特許第4
68651号などを、さらにこの活性種に有機アルミニ
ウム化合物を併用した例として、特開平3−20770
4号公報、国際特許公開92−1723号などを挙げる
ことができる。
【0003】また、特定の遷移金属化合物とアルミノキ
サンとからなる触媒を用いたオレフィンの重合方法が、
国際特許公開87−2370号、特開平4−18561
4号公報に開示されている。しかしながら、遷移金属化
合物とアルミノキサンとの組合せからなる触媒系は、ア
ルミノキサンの合成原料となるトリアルキルアルミニウ
ムが危険であり、かつ高価である上、遷移金属化合物に
対して多量に用いなければならないなどの欠点があり、
生産性において必ずしも工業的に適していなかった。ま
た、活性種を単離し、オレフィン重合に適用した例や、
該活性種と有機アルミニウム化合物を併用した例におい
ては、多量のアルミノキサンを使用しなければならない
という問題がある。
【0004】さらに、これらの従来技術において用いら
れるシクロペンタジエニル系配位子をもつ錯体により生
成する重合体は、反応温度が工業プロセスにおいて効率
的な70〜100℃、あるいはそれ以上で重合を行った
場合、得られる重合体の分子量が小さいという問題があ
った。
【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、高分子量でかつ組成が均一であって分子
量分布の狭いオレフィン系重合体を与える新規な高活性
可溶系重合用触媒、及びこの重合用触媒を用いて、上記
性質を有するオレフィン系重合体を効率よく製造する方
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、特定の遷移金
属化合物と活性化助触媒と、場合により有機アルミニウ
ム化合物とを含有する重合用触媒により、その目的を達
成しうることを見出した。本発明は、かかる知見に基づ
いて完成したものである。すなわち、本発明は、(A)
一般式(I)
【0007】
【化2】
【0008】〔式中、Mは周期律表第4族の金属元素、
Cpは環状不飽和炭化水素基、aは〜2の整数を示
し、aが2の場合は、2つのCpは同じでも異なってい
てもよいし、多架橋構造を形成していてもよく、Xはσ
結合性の配位子、bは〔(Mの原子価)−a−1〕で0
〜5の整数を示し、Xが複数ある場合は、複数のXは同
じでも異なっていてもよいし、XとCpとは架橋構造を
形成していてもよい。Yはルイス塩基、cは0〜3の整
数を示し、Yが複数ある場合は、複数のYは同じでも異
なっていてもよい。Rは水素原子又は炭素数1〜20
の炭化水素基、R は炭素数1〜20の炭化水素基を
し、各Rは同じでも異なっていてもよい。〕で表され
る遷移金属化合物、(B)活性化助触媒、及び場合によ
り(C)有機アルミニウム化合物を含有してなるオレフ
ィン重合用触媒、並びに該オレフィン重合用触媒の存在
下、オレフィン類を単独重合又はオレフィンと他のオレ
フィン類及び/又は他の重合性不飽和化合物とを共重合
させることを特徴とするオレフィン系重合体の製造方法
を提供するものである。
【0009】本発明の重合用触媒においては、(A)成
分として、一般式(I)
【0010】
【化3】
【0011】で表される遷移金属化合物が用いられる。
上記一般式(I)において、Mは周期律表第3〜10族
又はランタノイド系列の金属元素を示し、具体例として
は、チタニウム,ジルコニウム,ハフニウム,イットリ
ウム,バナジウム,クロム,マンガン,ニッケル,コバ
ルト,パラジウム及びランタノイド系金属などが挙げら
れるが、これらの中でチタニウム,ジルコニウム及びハ
フニウムが好適である。Cpは環状不飽和炭化水素基を
示し、具体的には、シクロペンタジエニル基,置換シク
ロペンタジエニル基,インデニル基,置換インデニル
基,テトラヒドロインデニル基,置換テトラヒドロイン
デニル基,フルオレニル基,置換フルオレニル基などを
挙げることができる。aは0〜2の整数を示し、aが2
の場合は、2つのCpは同じでも異なっていてもよく、
また多架橋構造を形成していてもよい。
【0012】Xはσ結合性の配位子、bは〔(Mの原子
価)−a−1〕で0〜5の整数を示し、Xが複数ある場
合は複数のXは同じでも異なっていてもよく、またXと
Cp又はYとは架橋構造を形成していてもよい。該Xの
具体例としては、ハロゲン原子,炭素数1〜20の炭化
水素基,炭素数1〜20のアルコキシ基,炭素数6〜2
0のアリールオキシ基,炭素数1〜20のアミド基,炭
素数1〜20の珪素含有基,炭素数1〜20のホスフィ
ド基,炭素数1〜20のスルフィド基,炭素数1〜20
のアシル基などが挙げられ、好ましい例としては、フッ
素,塩素,臭素,ヨウ素のハロゲン原子、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,イソブチル基などのアルキル基、ベンジル基などの
アリールアルキル基、メトキシ基,エトキシ基,n−プ
ロポキシ基,イソプロポキシ基,n−ブトキシ基,イソ
ブトキシ基などのアルコキシ基、トリメチルシリル基,
トリメチルシリルメチル基などの珪素含有基などを挙げ
ることができる。一方、Yはルイス塩基を示し、cは0
〜3の整数であり、Yが複数ある場合は、複数のYは同
じでも異なっていてもよい。該Yのルイス塩基の具体例
としては、アミン類,エーテル類,ホスフィン類,チオ
エーテル類などを挙げることができる。R1 は水素原
子,炭素数1〜20の炭化水素基,炭素数1〜20のア
シル基,炭素数7〜20のアリールカルボニル基又は珪
素含有基を示し、R2 は炭素数1〜20の炭化水素基,
炭素数1〜20のアルコキシ基又は炭素数6〜20のア
リールオキシ基を示す。また各R2 は同じでも異なって
いてもよい。該R1 の具体例としては、水素原子,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,イソブチル基,オクチル基,2−エチルヘ
キシル基,フェニル基,ベンジル基,アセチル基,プロ
ピオニル基,ベンゾイル基などが、R2 の具体例として
は、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,イソブチル基,オクチル基,2−
エチルヘキシル基,フェニル基,ベンジル基,メトキシ
基,エトキシ基,n−プロポキシ基,イソプロポキシ
基,ブトキシ基,フェノキシ基,ベンジロキシ基などが
挙げられる。
【0013】上記一般式(I)で表される遷移金属化合
物としては、例えば、ビス(シクロペンタジエニル)チ
タンクロリド(トリフェニルホスフォラスメチルイリ
ド)〔Cp2 TiCl(−CH=PPh3 )〕,ビス
(シクロペンタジエニル)チタンメチル(トリフェニル
ホスフォラスメチルイリド)〔Cp2 TiMe(−CH
=PPh3 )〕,ビス(シクロペンタジエニル)チタン
ベンジル(トリフェニルホスフォラスメチルイリド)
〔Cp2 TiBz(−CH=PPh3 )〕,ビス(メチ
ルシクロペンタジエニル)チタンメチル(トリフェニル
ホスフォラスメチルイリド〔(MeCp)2 TiMe
(−CH=PPh3 )〕,ビス(n−ブチルシクロペン
タジエニル)チタンメチル(トリフェニルホスフォラス
メチルイリド)〔(n−BuCp)2 TiMe(−CH
=PPh3 )〕,エチレンビス(インデニル)チタンメ
チル(トリフェニルホスフォラスメチルイリド)〔(C
2 4 (Ind)2 TiMe(−CH=PPh3 )〕,
イソプロピリデン(シクロペンタジエニル,1−フルオ
レニル)チタンメチル(トリフェニルホスフォラスメチ
ルイリド)〔i−C3 6 (Cp,1−Flu)TiM
e(−CH=PPh3 )〕,ジメチルシリレンビス(シ
クロペンタジエニル)チタンメチル(トリフェニルホス
フォラスメチルイリド)〔Me2 Si(Cp)2 TiM
e(−CH=PPh3)〕,(シクロペンタジエニル)
チタンジクロリド(トリフェニルホスフォラスメチルイ
リド)〔CpTiCl2 (−CH=PPh3 )〕,(シ
クロペンタジエニル)チタンジメチル(トリフェニルホ
スフォラスメチルイリド)〔CpTiMe2 (−CH=
PPh3 )〕,(ペンタメチルシクロペンタジエニル)
チタンジクロリド(トリフェニルホスフォラスメチルイ
リド)〔(C5 Me5 )TiCl 2 (−CH=PP
3 )〕,(ペンタメチルシクロペンタジエニル)チタ
ンジメチル(トリフェニルホスフォラスメチルイリド)
〔(C5 Me5 )TiMe2 (−CH=PPh3 )〕,
ビス(シクロペンタジエニル)チタンメチル(トリメチ
ルホスフォラスメチルイリド)〔Cp2 TiMe(−C
H=PMe3 )〕,ビス(シクロペンタジエニル)チタ
ンメチル(トリエトキシホスフォラスメチルイリド)
(Cp2 TiMe〔−CH=P(OEt 3 〕),ビス
(シクロペンタジエニル)チタンメチル(トリフェニル
ホスフォラスアセトニルイリド)(Cp2 TiMe〔−
C(CH3 CO)=PPh3 )〕など、及びこれらの化
合物におけるチタニウムをジルコニウム又はハフニウム
に置換したものを挙げることができる。もちろん、これ
らに限定されるものではない。また、他の族又はランタ
ノイド系列の金属元素の類似化合物であってもよい。な
お、上記化合物において、Cp=シクロペンタジエニル
基,Ph=フェニル基,Me=メチル基,Bz=ベンジ
ル基,Bu=ブチル基,Ind=インデニル基,Flu
=フルオレニル基,Et=エチル基を示す。該(A)成
分の遷移金属化合物は、一種用いてもよいし、二種以上
を組み合わせて用いてもよい。
【0014】本発明の重合用触媒においては、(B)成
分として活性化助触媒が用いられる。この活性化助触媒
としては、例えば、前記(A)成分の遷移金属化合物又
はその派生物と反応してイオン性の錯体を形成しうる化
合物を好ましく挙げることができる。該イオン性の錯体
を形成しうる化合物には、(B−1)(A)成分の遷移
金属化合物と反応してイオン性の錯体を形成するイオン
性化合物,(B−2)アルミノキサン,(B−3)ルイ
ス酸がある。(B−1)成分としては、前記(A)成分
の遷移金属化合物と反応して、イオン性の錯体を形成す
るイオン性化合物であれば、いずれのものでも使用でき
るが、次の一般式(II)、(III) (〔L1 −R3 k+p (〔Z〕- q ・・・(II) (〔L2 k+p (〔Z〕- q ・・・(III) 〔ただし、L2 はM2 、R4 5 3 、R6 3C又はR7
3 である。〕 〔(II),(III)式中、L1 はルイス塩基、〔Z〕
- は、非配位性アニオン〔Z 1 - 又は〔Z2 - 、こ
こで〔Z1 - は複数の基が元素に結合したアニオンす
なわち〔M1 1 2 ・・・An - (ここで、M1
周期律表第5〜15族元素、好ましくは周期律表第13
〜15族元素を示す。A1 〜An は、それぞれ水素原
子,ハロゲン原子,炭素数1〜20のアルキル基,炭素
数2〜40のジアルキルアミノ基,炭素数1〜20のア
ルコキシ基,炭素数6〜20のアリール基,炭素数6〜
20のアリールオキシ基,炭素数7〜40のアルキルア
リール基,炭素数7〜40のアリールアルキル基,炭素
数1〜20のハロゲン置換炭化水素基,炭素数1〜20
のアシルオキシ基,有機メタロイド基、又は炭素数2〜
20のヘテロ原子含有炭化水素基を示す。A1 〜An
うち2つ以上が環を形成していてもよい。nは〔(中心
金属M1 の原子価)+1〕の整数を示す。)、〔Z2
- は、酸解離定数の逆数の対数(pKa)が−10以下
のブレンステッド酸単独又はブレンステッド酸及びルイ
ス酸の組合わせの共役塩基、あるいは一般的に超強酸と
定義される共役塩基を示す。また、ルイス塩基が配位し
ていてもよい。また、R3 は水素原子,炭素数1〜20
のアルキル基,炭素数6〜20のアリール基,アルキル
アリール基又はアリールアルキル基を示し、R4 及びR
5 は、それぞれシクロペンタジエニル基,置換シクロペ
ンタジエニル基,インデニル基又はフルオレニル基、R
6 は炭素数1〜20のアルキル基,アリール基,アルキ
ルアリール基又はアリールアルキル基を示す。R7 はテ
トラフェニルポルフィリン,フタロシアニン等の大環状
配位子を示す。kは〔L1 −R3 〕,〔L2 〕のイオン
価数で1〜3の整数、pは1以上の整数、q=(k×
p)である。M2 は、周期律表第1〜3,11〜13,
17族元素を含むものであり、M3 は、周期律表第7〜
12族元素を示す。〕で表されるものを好適に使用する
ことができる。
【0015】ここで、L1 の具体例としては、アンモニ
ア,メチルアミン,アニリン,ジメチルアミン,ジエチ
ルアミン,N−メチルアニリン,ジフェニルアミン,
N,N−ジメチルアニリン,トリメチルアミン,トリエ
チルアミン,トリ−n−ブチルアミン,メチルジフェニ
ルアミン,ピリジン,p−ブロモ−N,N−ジメチルア
ニリン,p−ニトロ−N,N−ジメチルアニリンなどの
アミン類、トリエチルホスフィン,トリフェニルホスフ
ィン,ジフェニルホスフィンなどのホスフィン類、テト
ラヒドロチオフェンなどのチオエーテル類、安息香酸エ
チルなどのエステル類、アセトニトリル,ベンゾニトリ
ルなどのニトリル類などを挙げることができる。R3
具体例としては水素,メチル基,エチル基,ベンジル
基,トリチル基などを挙げることができ、R4 ,R5
具体例としては、シクロペンタジエニル基,メチルシク
ロペンタジエニル基,エチルシクロペンタジエニル基,
ペンタメチルシクロペンタジエニル基などを挙げること
ができる。R6 の具体例としては、フェニル基,p−ト
リル基,p−メトキシフェニル基などを挙げることがで
き、R7 の具体例としてはテトラフェニルポルフィン,
フタロシアニン,アリル,メタリルなどを挙げることが
できる。また、M2 の具体例としては、Li,Na,
K,Ag,Cu,Br,I,I3 などを挙げることがで
き、M3 の具体例としては、Mn,Fe,Co,Ni,
Znなどを挙げることができる。
【0016】また、〔Z1 - 、すなわち〔M1 1
2 ・・・An - において、M1 の具体例としてはB、
Al,Si ,P,As,Sbなど、好ましくはB及びA
lが挙げられる。また、A1 ,A2 〜An の具体例とし
ては、ジアルキルアミノ基としてジメチルアミノ基,ジ
エチルアミノ基など、アルコキシ基若しくはアリールオ
キシ基としてメトキシ基,エトキシ基,n−ブトキシ
基,フェノキシ基など、炭化水素基としてメチル基,エ
チル基,n−プロピル基,イソプロピル基,n−ブチル
基,イソブチル基,n−オクチル基,n−エイコシル
基,フェニル基,p−トリル基,ベンジル基,4−t−
ブチルフェニル基,3,5−ジメチルフェニル基など、
ハロゲン原子としてフッ素,塩素,臭素,ヨウ素,ヘテ
ロ原子含有炭化水素基としてp−フルオロフェニル基,
3,5−ジフルオロフェニル基,ペンタクロロフェニル
基,3,4,5−トリフルオロフェニル基,ペンタフル
オロフェニル基,3,5−ビス(トリフルオロメチル)
フェニル基,ビス(トリメチルシリル)メチル基など、
有機メタロイド基としてペンタメチルアンチモン基、ト
リメチルシリル基,トリメチルゲルミル基,ジフェニル
アルシン基,ジシクロヘキシルアンチモン基などが挙げ
られる。
【0017】また、非配位性のアニオンすなわちpKa
が−10以下のブレンステッド酸単独又はブレンステッ
ド酸及びルイス酸の組合わせの共役塩基〔Z2 - の具
体例としてはトリフルオロメタンスルホン酸アニオン
(CF3 SO3 - ,ビス(トリフルオロメタンスルホ
ニル)メチルアニオン,ビス(トリフルオロメタンスル
ホニル)ベンジルアニオン,ビス(トリフルオロメタン
スルホニル)アミド,過塩素酸アニオン(Cl
4 - ,トリフルオロ酢酸アニオン(CF3 CO2
-,ヘキサフルオロアンチモンアニオン(Sb
6 - ,フルオロスルホン酸アニオン(FS
3 - ,クロロスルホン酸アニオン(ClS
3 - ,フルオロスルホン酸アニオン/5−フッ化ア
ンチモン(FSO3 /SbF5 - ,フルオロスルホン
酸アニオン/5−フッ化砒素(FSO3 /As
5 - ,トリフルオロメタンスルホン酸アニオン/5
−フッ化アンチモン(CF3 SO3 /SbF5 - など
を挙げることができる。
【0018】このような前記(A)成分の遷移金属化合
物と反応してイオン性の錯体を形成するイオン性化合
物、すなわち(B−1)成分化合物の具体例としては、
テトラフェニル硼酸トリエチルアンモニウム,テトラフ
ェニル硼酸トリ−n−ブチルアンモニウム,テトラフェ
ニル硼酸トリメチルアンモニウム,テトラフェニル硼酸
テトラエチルアンモニウム,テトラフェニル硼酸メチル
(トリ−n−ブチル)アンモニウム,テトラフェニル硼
酸ベンジル(トリ−n−ブチル)アンモニウム,テトラ
フェニル硼酸ジメチルジフェニルアンモニウム,テトラ
フェニル硼酸トリフェニル(メチル)アンモニウム,テ
トラフェニル硼酸トリメチルアニリニウム,テトラフェ
ニル硼酸メチルピリジニウム,テトラフェニル硼酸ベン
ジルピリジニウム,テトラフェニル硼酸メチル(2−シ
アノピリジニウム),テトラキス(ペンタフルオロフェ
ニル)硼酸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)硼酸トリ−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)硼酸トリフ
ェニルアンモニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェ
ニル)硼酸テトラ−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)硼酸テトラエチルアンモ
ニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ベ
ンジル(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)硼酸メチルジフェニルアン
モニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸
トリフェニル(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)硼酸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)硼酸ジメチルアニリ
ニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ト
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)硼酸メチルピリジニウム,テトラキス(ペンタ
フルオロフェニル)硼酸ベンジルピリジニウム,テトラ
キス(ペンタフルオロフェニル)硼酸メチル(2−シア
ノピリジニウム),テトラキス(ペンタフルオロフェニ
ル)硼酸ベンジル(2−シアノピリジニウム),テトラ
キス(ペンタフルオロフェニル)硼酸メチル(4−シア
ノピリジニウム),テトラキス(ペンタフルオロフェニ
ル)硼酸トリフェニルホスホニウム,テトラキス〔ビス
(3,5−ジトリフルオロメチル)フェニル〕硼酸ジメ
チルアニリニウム,テトラフェニル硼酸フェロセニウ
ム,テトラフェニル硼酸銀,テトラフェニル硼酸トリチ
ル,テトラフェニル硼酸テトラフェニルポルフィリンマ
ンガン,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸フ
ェロセニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)
硼酸(1,1’−ジメチルフェロセニウム),テトラキ
ス(ペンタフルオロフェニル)硼酸デカメチルフェロセ
ニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸
銀、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリチ
ル,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸リチウ
ム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ナトリ
ウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸テオ
ラフェニルポルフィリンマンガン,テトラフルオロ硼酸
銀,ヘキサフルオロ燐酸銀,ヘキサフルオロ砒素酸銀,
過塩素酸銀,トリフルオロ酢酸銀,トリフルオロメタン
スルホン酸銀などを挙げることができる。
【0019】この(B−1)成分である、該(A)成分
の遷移金属化合物と反応してイオン性の錯体を形成する
イオン性化合物は、一種用いてもよく、また二種以上を
組み合わせて用いてもよい。一方、(B−2)成分のア
ルミノキサンとしては、一般式(IV)
【0020】
【化4】
【0021】〔式中、R8 はそれぞれ独立に炭素数1〜
20、好ましくは1〜12のアルキル基,アルケニル
基,アリール基,アリールアルキル基などの炭化水素
基、ハロゲン原子を示し、それぞれ同じでも、異なって
いてもよい。sは重合度を示し、通常3〜50、好まし
くは7〜40の整数である。〕で示される鎖状アルミノ
キサン、及び一般式(V)
【0022】
【化5】
【0023】〔式中、R8 及びsは前記と同じであ
る。〕で示される環状アルミノキサンを挙げることがで
きる。前記アルミノキサンの製造法としては、アルキル
アルミニウムと水などの縮合剤とを接触させる方法が挙
げられるが、その手段については特に限定はなく、公知
の方法に準じて反応させればよい。例えば、有機アル
ミニウム化合物を有機溶剤に溶解しておき、これを水と
接触させる方法、重合時に当初有機アルミニウム化合
物を加えておき、後に水を添加する方法、金属塩など
に含有されている結晶水、無機物や有機物への吸着水を
有機アルミニウム化合物と反応させる方法、テトラア
ルキルジアルミノキサンにトリアルキルアルミニウムを
反応させ、さらに水を反応させる方法などがある。な
お、アルミノキサンとしては、トルエン不溶性のもので
あってもよい。これらのアルミノキサンは、一種用いて
もよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0024】(B−3)成分のルイス酸については、特
に制限はなく、有機化合物でも固体状無機化合物でもよ
い。有機化合物としては、有機硼素化合物や有機アルミ
ニウム化合物などが、無機化合物としてはマグネシウム
化合物,アルミニウム化合物などが好ましく用いられ
る。該有機アルミニウム化合物としては、例えばビス
(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシ)ア
ルミニウムメチル,(1,1−ビ−2−ナフトキシ)ア
ルミニウムメチルなどが、マグネシウム化合物として
は、例えば塩化マグネシウム,ジエトキシマグネシウム
などが、アルミニウム化合物としては酸化アルミニウ
ム,塩化アルミニウムなどが、有機硼素化合物として
は、例えばトリフェニル硼素,トリス(ペンタフルオロ
フェニル)硼素,トリス〔3,5−ビス(トリフルオロ
メチル)フェニル〕硼素,トリス〔(4−フルオロメチ
ル)フェニル〕硼素,トリメチル硼素,トリエチル硼
素,トリ−n−ブチル硼素,トリス(フルオロメチル)
硼素,トリス(ペンタフルオロエチル)硼素,トリス
(ノナフルオロブチル)硼素,トリス(2,4,6−ト
リフルオロフェニル)硼素,トリス(3,5−ジフルオ
ロ)硼素,トリス〔3,5−ビス(トリフルオロメチ
ル)フェニル〕硼素,ビス(ペンタフルオロフェニル)
フルオロ硼素,ジフェニルフルオロ硼素,ビス(ペンタ
フルオロフェニル)クロロ硼素,ジメチルフルオロ硼
素,ジエチルフルオロ硼素,ジ−n−ブチルフルオロ硼
素,ペンタフルオロフェニルジフルオロ硼素,フェニル
ジフルオロ硼素,ペンタフルオロフェニルジクロロ硼
素,メチルジフルオロ硼素,エチルジフルオロ硼素,n
−ブチルジフルオロ硼素,三フッ化硼素などが挙げられ
る。これらのルイス酸は、一種用いてもよく、また二種
以上を組み合わせて用いてもよい。
【0025】本発明の重合用触媒における(A)触媒成
分と(B)触媒成分との使用割合は、(B)触媒成分と
して(B−1)化合物を用いた場合には、モル比で好ま
しくは10:1〜1:100、より好ましくは2:1〜
1:10の範囲が望ましく、また(B−2)化合物を用
いた場合には、モル比で好ましくは1:1〜1:100
0000、より好ましくは1:10〜1:10000の
範囲が望ましい。前記(A)触媒成分と(B−3)触媒
成分との使用割合は、モル比で、好ましくは1:0.1〜
1:2000、より好ましくは1:0.2〜1:100
0、さらに好ましくは1:0.5〜1:500の範囲が望
ましい。また、触媒成分(B)としては(B−1),
(B−2),(B−3)などを単独または二種以上組み
合わせて用いることもできる。本発明の重合用触媒は、
前記の(A)成分及び(B)成分を主成分として含有す
るものであってもよいし、また、(A)成分、(B)成
分及び(C)有機アルミニウム化合物を主成分として含
有するものであってもよい。ここで、(C)成分の有機
アルミニウム化合物としては、一般式(VI) R9 r AlQ3-r ・・・(VI) 〔式中、R9 は炭素数1〜10のアルキル基、Qは水素
原子、炭素数1〜20のアルコキシ基,炭素数6〜20
のアリール基又はハロゲン原子を示し、rは1〜3の整
数である。〕で示される化合物が用いられる。
【0026】前記一般式(VI) で示される化合物の具体
例としては、トリメチルアルミニウム,トリエチルアル
ミニウム,トリイソプロピルアルミニウム,トリイソブ
チルアルミニウム,ジメチルアルミニウムクロリド,ジ
エチルアルミニウムクロリド,メチルアルミニウムジク
ロリド,エチルアルミニウムジクロリド,ジメチルアル
ミニウムフルオリド,ジイソブチルアルミニウムヒドリ
ド,ジエチルアルミニウムヒドリド,エチルアルミニウ
ムセスキクロリド等が挙げられる。これらの有機アルミ
ニウム化合物は一種用いてもよく、二種以上を組合せて
用いてもよい。前記(A)触媒成分と(C)触媒成分と
の使用割合は、モル比で好ましくは1:1〜1:100
00、より好ましくは1:5〜1:2000、さらに好
ましくは1:10ないし1:1000の範囲が望まし
い。該(C)触媒成分を用いることにより、遷移金属当
たりの重合活性を向上させることができるが、あまり多
いと有機アルミニウム化合物が無駄になるとともに、重
合体中に多量に残存し、好ましくない。
【0027】本発明においては、触媒成分の少なくとも
一種を適当な担体に担持して用いることができる。該担
体の種類については特に制限はなく、無機酸化物担体、
それ以外の無機担体及び有機担体のいずれも用いること
ができるが、特に無機酸化物担体あるいはそれ以外の無
機担体が好ましい。無機酸化物担体としては、具体的に
は、SiO2 ,Al2 3 ,MgO,ZrO2 ,TiO
2 ,Fe2 3 ,B2 3 ,CaO,ZnO,BaO,
ThO2 やこれらの混合物、例えばシリカアルミナ,ゼ
オライト,フェライト,グラスファイバーなどが挙げら
れる。これらの中では、特にSiO2 ,Al2 3 が好
ましい。なお、上記無機酸化物担体は、少量の炭酸塩,
硝酸塩,硫酸塩などを含有してもよい。一方、上記以外
の担体として、MgCl2 ,Mg(OC2 5)2 などの
マグネシウム化合物などで代表される一般式MgR10 X
1 y で表されるマグネシウム化合物やその錯塩などを
挙げることができる。ここで、R10は炭素数1〜20の
アルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基又は炭素数
6〜20のアリール基、X1 はハロゲン原子又は炭素数
1〜20のアルキル基を示し、xは0〜2、yは0〜2
でり、かつx+y=2である。各R10及び各X1 は、そ
れぞれ同一でもよく、また異なってもいてもよい。
【0028】また、有機担体としては、ポリスチレン,
スチレン−ジビニルスチレン共重合体,置換ポリスチレ
ン,ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリアリレートな
どの重合体やスターチ,カーボンなどを挙げることがで
きる。本発明において用いられる担体としては、MgC
2 ,MgCl(OC2 5),Mg(OC2 5)2
SiO2 ,Al2 3 などが好ましい。また担体の性状
は、その種類及び製法により異なるが、平均粒径は通常
1〜300μm、好ましくは10〜200μm、より好
ましくは20〜100μmである。粒径が小さいと重合
体中の微粉が増大し、粒径が大きいと重合体中の粗大粒
子が増大し嵩密度の低下やホッパーの詰まりの原因にな
る。また、担体の比表面積は、通常1〜1000m2
g、好ましくは50〜500m2 /g、細孔容積は通常
0.1〜5cm3 /g、好ましくは0.3〜3cm3 /gで
ある。比表面積又は細孔容積のいずれかが上記範囲を逸
脱すると、触媒活性が低下することがある。なお、比表
面積及び細孔容積は、例えばBET法に従って吸着され
た窒素ガスの体積から求めることができる(ジャーナル
・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサィエティ,第
60巻,第309ページ(1983年)参照)。さら
に、上記担体は、通常150〜1000℃、好ましくは
200〜800℃で焼成して用いることが望ましい。
【0029】触媒成分の少なくとも一種を前記担体に担
持させる場合、(A)触媒成分及び(B)触媒成分の少
なくとも一方を、好ましくは(A)触媒成分及び(B)
触媒成分の両方を担持させるのが望ましい。該担体に、
(A)成分及び(B)成分の少なくとも一方を担持させ
る方法については、特に制限されないが、例えば
(A)成分及び(B)成分の少なくとも一方と担体とを
混合する方法、担体を有機アルミニウム化合物又はハ
ロゲン含有ケイ素化合物で処理したのち、不活性溶媒中
で(A)成分及び(B)成分の少なくとも一方と混合す
る方法、担体と(A)成分及び/又は(B)成分と有
機アルミニウム化合物又はハロゲン含有ケイ素化合物と
を反応させる方法、(A)成分又は(B)成分を担体
に担持させたのち、(B)成分又は(A)成分と混合す
る方法、(A)成分と(B)成分との接触反応物を担
体と混合する方法、(A)成分と(B)成分との接触
反応に際して、担体を共存させる方法などを用いること
ができる。なお、上記、及びの反応において、
(C)成分の有機アルミニウム化合物を添加することも
できる。
【0030】このようにして得られた触媒は、いったん
溶媒留去を行って固体として取り出してから重合に用い
てもよいし、そのまま重合に用いてもよい。また、本発
明においては、(A)成分及び(B)成分の少なくとも
一方の担体への担持操作を重合系内で行うことにより触
媒を生成させることができる。例えば(A)成分及び
(B)成分の少なくとも一方と担体とさらに必要により
前記(C)成分の有機アルミニウム化合物を加え、エチ
レンなどのオレフィンを常圧〜20kg/cm2 加え
て、−20〜200℃で1分〜2時間程度予備重合を行
い触媒粒子を生成させる方法を用いることができる。
【0031】本発明においては、前記化合物(B−1)
成分と担体との使用割合は、重量比で好ましくは1:5
〜1:10000、より好ましくは1:10〜1:50
0とするのが望ましく、(B−2)成分と担体との使用
割合は、重量比で好ましくは1:0.5〜1:1000、
より好ましくは1:1〜1:50とするのが望ましく、
(B−3)成分と担体との使用割合は、重量比で好まし
くは1:5〜1:10000、より好ましくは1:10
〜1:500とするのが望ましい。触媒成分(B)とし
て二種以上を混合して用いる場合は、各(B)成分と担
体との使用割合が重量比で上記範囲内にあることが望ま
しい。また、(A)成分と担体との使用割合は、重量比
で、好ましくは1:5〜1:10000、より好ましく
は1:10〜1:500とするのが望ましい。該(B)
成分〔(B−1)成分,(B−2)成分又は(B−3)
成分〕と担体との使用割合、又は(A)成分と担体との
使用割合が上記範囲を逸脱すると、活性が低下すること
がある。このようにして調製された本発明の重合用触媒
の平均粒径は、通常2〜200μm、好ましくは10〜
150μm、特に好ましくは20〜100μmであり、
比表面積は、通常20〜1000m2 /g、好ましくは
50〜500m2 /gである。平均粒径が2μm未満で
あると重合体中の微粉が増大することがあり、200μ
mを超えると重合体中の粗大粒子が増大することがあ
る。比表面積が20m2 /g未満であると活性が低下す
ることがあり、1000m2 /gを超えると重合体の嵩
密度が低下することがある。また、本発明の触媒におい
て、担体100g中の遷移金属量は、通常0.05〜10
g、特に0.1〜2gであることが好ましい。遷移金属量
が上記範囲外であると、活性が低くなることがある。こ
のように担体に担持することによって工業的に有利な高
い嵩密度と優れた粒径分布を有する重合体を得ることが
できる。
【0032】本発明のオレフィン系重合体の製造方法に
よると、上述した重合用触媒を用いて、オレフィン類の
単独重合、又はオレフィン類と他のオレフィン類及び/
又は他の単量体との共重合(つまり、異種のオレフィン
類相互との共重合,オレフィン類と他の単量体との共重
合、あるいは異種のオレフィン類相互と他の単量体との
共重合)を好適に行うことができる。該オレフィン類に
ついては特に制限はないが、炭素数2〜20のα−オレ
フィンが好ましい。このα−オレフィンとしては、例え
ばエチレン、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1
−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−
1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセ
ン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタ
デセン、1−エイコセン、スチレン、α−メチルスチレ
ン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン、p−t
−ブチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−メチル
シリルスチレン、p−トリメチルシリルスチレンなどを
挙げることができる。また、上述した他のオレフィン類
についても、上記オレフィン類の中から適宜選定すれば
よい。
【0033】本発明においては、上記オレフィン類は一
種用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよ
い。二種以上のオレフィンの共重合を行う場合、上記オ
レフィン類を任意に組み合わせることができる。その際
の使用割合は、例えばプロピレンとエチレン、又はエチ
レンと炭素数3〜10のα−オレフィンとを共重合させ
る場合、プロピレンとエチレン、又はエチレンと炭素数
3〜10のα−オレフィンとの共重合比率(モル比)
は、通常99.9:0.1〜0.1:99.9、好ましくは99.
5:0.5〜75.0:25.0の範囲で選ばれる。また、本
発明においては、上記オレフィン類と他の単量体とを共
重合させてもよく、この際用いられる他の単量体として
は、例えばブタジエン;イソプレン;1,5−ヘキサジ
エンなどの鎖状ジオレフィン類、ノルボルネン;1,
4,5,8−ジメタノ−1,2,3,4,4a,5,
8,8a−オクタヒドロナフタレン;2−ノルボルネン
などの環状オレフィン類、ノルボルナジエン,5−エチ
リデンノルボルネン,5−ビニルノルボルネン,ジシク
ロペンタジエンなどの環状ジオレフィン類、アクリル酸
エチル,メタクリル酸メチルなどの不飽和エステル類、
β−プロピオラクトン,β−ブチロラクトン,γ−ブチ
ロラクトンなどのラクトン類、ε−カプロラクタム,δ
−バレロラクタムなどのラクタム類、エポキシプロパ
ン;1,2−エポキシブタンなどのエポキシド類などを
挙げることができる。なお、本発明の重合用触媒は、前
記オレフィン類の重合に用いられるだけでなく、オレフ
ィン類以外の重合にも用いることができる。
【0034】本発明において、重合方法は特に制限され
ず、スラリー重合法,気相重合法,塊状重合法,溶液重
合法,懸濁重合法などのいずれの方法を用いてもよい
が、スラリー重合法,気相重合法が特に好ましい。重合
条件については、重合温度は通常−100〜250℃、
好ましくは−50〜200℃、より好ましくは0〜13
0℃である。また、反応原料に対する触媒の使用割合
は、原料モノマー/上記(A)成分(モル比)が好まし
くは1〜10 8 、特に100〜105 となることが好ま
しい。さらに、重合時間は通常5分〜10時間、反応圧
力は好ましくは常圧〜200kg/cm2 G、特に好ま
しくは常圧〜100kg/cm2 Gである。重合体の分
子量の調節方法としては、各触媒成分の種類,使用量,
重合温度の選択、さらには水素存在下での重合などがあ
る。重合溶媒を用いる場合、例えば、ベンゼン,トルエ
ン,キシレン,エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素、
シクロペンタン,シクロヘキサン,メチルシクロヘキサ
ンなどの脂環式炭化水素、ペンタン,ヘキサン,ヘプタ
ン,オクタンなどの脂肪族炭化水素、クロロホルム,ジ
クロロメタンなどのハロゲン化炭化水素などを用いるこ
とができる。これらの溶媒は一種を単独で用いてもよ
く、二種以上のものを組み合わせてもよい。また、α−
オレフィンなどのモノマーを溶媒として用いてもよい。
なお、重合方法によっては無溶媒で行うことができる。
このようにして得られる重合体の分子量は、特に制限さ
れるものではないが、極限粘度〔η〕(135℃デカリ
ン中で測定)は、0.1デシリットル/g以上が好まし
く、特に0.2デシリットル/g以上が好ましい。
【0035】本発明においては、前記重合用触媒を用い
て予備重合を行うことができる。予備重合は、固体触媒
成分に、例えば、少量のオレフィンを接触させることに
より行うことができるが、その方法に特に制限はなく、
公知の方法を用いることができる。予備重合に用いるオ
レフィンについては特に制限はなく、前記に例示したも
のと同様のもの、例えばエチレン、炭素数3〜20のα
−オレフィン、あるいはこれらの混合物などを挙げるこ
とができるが、該重合において用いるオレフィンと同じ
オレフィンを用いることが有利である。また、予備重合
温度は、通常−20〜200℃、好ましくは−10〜1
30℃、より好ましくは0〜80℃である。予備重合に
おいては、溶媒として、不活性炭化水素,脂肪族炭化水
素,芳香族炭化水素,モノマーなどを用いることができ
る。これらの中で特に好ましいのは脂肪族炭化水素であ
る。また、予備重合は無溶媒で行ってもよい。予備重合
においては、予備重合生成物の極限粘度〔η〕(135
℃デカリン中で測定)が0.2デシリットル/g以上、特
に0.5デシリットル/g以上、触媒中の遷移金属成分1
ミリモル当たりに対する予備重合生成物の量が1〜10
000g、特に10〜1000gとなるように条件を調
整することが望ましい。
【0036】
【実施例】更に、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。なお、重合体の物性測定は次のようにして行
った。 (1)重量平均分子量(Mw) 1,2,4−トリクロロベンゼンを溶媒として用い、1
35℃においてゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ー(GPC)(装置:ウォーターズ ALC/GPC
150C,カラム:東ソー製 TSK HM+GMH6
×2,流量:1.0ml/min)によりポリエチレン換
算で求めた。 (2)融点 DSC(示差走査熱量計)分析により測定した。 測定条件:ファーストヒーティング:室温から190
℃,10℃/min,3min保持ファーストクーリン
グ:190℃から室温,10℃/min,3min保持
セカンドヒーティング:室温から190℃,10℃/m
in
【0037】製造例1 ビス(シクロペンタジエニル)チタンメチル(トリフェ
ニルホスフォラスメチルイリド)〔Cp2 TiMe(−
CH=PPh3 )〕の製造 臭化メチルトリフェニルホスフォニウム0.1モルのテト
ラヒドロフラン溶液100ミリリットルに、−78℃に
てn−ブチルリチウム0.1モル(1.5M−ヘキサン溶
液)をゆっくり滴下し、徐々に昇温し、0℃にてさらに
1時間攪拌を続けた。この溶液をビス(シクロペンタジ
エニル)チタンジクロリド0.05モルのテトラヒドロフ
ラン溶液100ミリリットルに−78℃にてゆっくり滴
下し、徐々に昇温して0℃でさらに1時間攪拌を続け
た。次いで、メチルリチウム0.1モル(1.0M−テトラ
ヒドロフラン溶液)をこの溶液に−78℃にてゆっくり
滴下し、徐々に昇温して0℃でさらに1時間攪拌を続け
た。この反応生成物から、ヘキサン不溶でトルエン可溶
成分として、ビス(シクロペンタジエニル)チタンメチ
ル(トリフェニルホスフォラスメチルイリド)(錯体
a)を取り出した。収率62%。錯体aの 1H−NMR
測定結果を次に示す。1 H−NMR(90MHz,溶媒C6 6 )δ0.32
(3H,s,CH3 ),5.61(10H,s,Cp),
6.95〜7.20(9H,m,ベンゼン環),7.45〜7.
80(7H,m,ベンゼン環6H,−CH=P)
【0038】実施例1 加熱減圧乾燥した1リットルオートクレーブに、窒素雰
囲気下、室温でトルエン400ミリリットル及びトリイ
ソブチルアルミニウム(TIBA)1ミリモルを入れ、
攪拌しながら溶液の温度を60℃に昇温したのち、60
℃にて製造例1で得られた錯体a1マイクロモル及びテ
トラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸N,N’−ジ
メチルアニリニウム1マイクロモルを入れ、80℃に昇
温した。80℃でエチレンを8気圧に保持して連続的に
導入しながら1時間重合を行った。反応終了後、反応生
成物をメタノール−塩酸溶液中で充分に攪拌後濾別し、
さらにメタノールで充分に洗浄したのち、乾燥してポリ
マーを得た。得られたポリマーについては、収率
(g),融点(℃),重量平均分子量(Mw)及びQ
(Mw/Mn)を測定した。その結果を第1表に示す。
【0039】実施例2 加熱減圧乾燥した1リットルオートクレーブに、窒素雰
囲気下、室温でトルエン360ミリリットル,1−オク
テン40ミリリットル及びTIBA1ミリモルを入れ、
攪拌しながら溶液の温度を60℃に昇温したのち、60
℃にて製造例1で得られた錯体a1マイクロモル及びテ
トラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸N,N’−ジ
メチルアニリニウム1マイクロモルを入れ、80℃に昇
温した。80℃でエチレンを8気圧に保持して連続的に
導入しながら1時間重合を行った。反応終了後、反応生
成物をメタノール−塩酸溶液中で充分に攪拌後ろ別し、
さらにメタノールで充分に洗浄したのち、乾燥してポリ
マーを得た。その結果を第1表に示す。
【0040】実施例3 実施例1において、TIBA1ミリモルの代わりにメチ
ルアルミノキサン6ミリモルを用い、かつテトラキス
(ペンタフルオロフェニル)硼酸N,N’−ジメチルア
ニリニウムを用いなかったこと以外は、実施例1と同様
にして実施した。その結果を第1表に示す。
【0041】実施例4 実施例2において、TIBA1ミリモルの代わりにメチ
ルアルミノキサン6ミリモルを用い、かつテトラキス
(ペンタフルオロフェニル)硼酸N,N’−ジメチルア
ニリニウムを用いなかったこと以外は、実施例2と同様
にして実施した。その結果を第1表に示す。
【0042】
【表1】
【0043】
【発明の効果】本発明のオレフィン重合用触媒は、高活
性可溶系触媒であって、この触媒を用いることにより、
高分子量でかつ均一であって分子量分布の狭いオレフィ
ン系重合体が効率よく得られる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 CA(STN)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)一般式(I) 【化1】 〔式中、Mは周期律表第4族の金属元素、Cpは環状不
    飽和炭化水素基、aは〜2の整数を示し、aが2の場
    合は、2つのCpは同じでも異なっていてもよいし、多
    架橋構造を形成していてもよく、Xはσ結合性の配位
    子、bは〔(Mの原子価)−a−1〕で0〜5の整数を
    示し、Xが複数ある場合は、複数のXは同じでも異なっ
    ていてもよいし、XとCpとは架橋構造を形成していて
    もよい。Yはルイス塩基、cは0〜3の整数を示し、Y
    が複数ある場合は、複数のYは同じでも異なっていても
    よい。Rは水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素
    、R は炭素数1〜20の炭化水素基を示し、各R
    は同じでも異なっていてもよい。〕で表される遷移金属
    化合物、及び(B)活性化助触媒を含有してなるオレフ
    ィン重合用触媒。
  2. 【請求項2】 (A)一般式(I)で表される遷移金属
    化合物、(B)活性化助触媒、及び(C)有機アルミニ
    ウム化合物を含有してなるオレフィン重合用触媒。
  3. 【請求項3】 (B)成分の活性化助触媒が、(A)成
    分の遷移金属化合物又はその派生物と反応してイオン性
    の錯体を形成しうる化合物である請求項1又は2記載の
    オレフィン重合用触媒。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載のオ
    レフィン重合用触媒の存在下、オレフィン類を単独重合
    又はオレフィンと他のオレフィン類及び/又は他の重合
    性不飽和化合物とを共重合させることを特徴とするオレ
    フィン系重合体の製造方法。
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