JP3619911B2 - オレフィン重合体製造用触媒、その製造方法、およびそれを用いたオレフィン重合体の製造方法 - Google Patents

オレフィン重合体製造用触媒、その製造方法、およびそれを用いたオレフィン重合体の製造方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高分子量かつ分子量分布の広いオレフィン重合体を効率的に製造するためのオレフィン重合体製造用触媒、その製造方法、およびそれを用いたオレフィン重合体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、オレフィン重合触媒として高活性であるメタロセン化合物を含む均一系触媒が注目されている。例えば、特開昭58−19309号公報にはメタロセン化合物とアルミノキサンを触媒とするオレフィン重合体の製造方法が開示されている。しかし、アルミノキサンは比較的高価であることと重合の際に多量にこのアルミノキサンを用いる必要があるため、残存するアルミニウムの問題があった。
【0003】
また、イオン性メタロセン化合物に有機アルミニウム化合物を添加することでオレフィンの重合に高活性を示す触媒が、特開平3−207704号公報に開示された。この触媒におけるイオン性メタロセン化合物は、一般に、メタロセン化合物とホウ素化合物との反応により製造されるが、イオン性メタロセン化合物の原料であるホウ素化合物を合成するためには、多くの複雑な工程が必要であった。また、この触媒を用いて得られるオレフィン重合体は、分子量分布が狭く、しかも分子量の点で満足のいくものではなかった。
【0004】
さらに、メタロセン化合物、有機アルミニウム化合物およびブレンステッド酸からなるオレフィン重合用触媒が、特開平6−157651号公報に開示された。しかし、上記公報に記載の触媒系の重合活性は10kg/mmolZr・h程度であり、満足のいくものではなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、オレフィンの重合において広い分子量分布および高い分子量を有するオレフィン重合体を高活性で製造するとともに、触媒成分の複雑な合成工程を省くことができるオレフィン重合体製造用触媒、その製造方法、およびそれを用いたオレフィン重合体の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、シクロペンタジエニル骨格を有する基を少なくとも1個配位子として含む周期表第4族の遷移金属化合物、特定のジカルボン酸および周期表第13族元素化合物からなる触媒を用いることにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明は、(A)下記一般式(8)
【化9】
Figure 0003619911
[式中、M はチタン、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Yは各々独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基であり、R ,R は各々独立して下記一般式(13)、(14)、(15)または(16)
【化10】
Figure 0003619911
(式中、R 10 は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基である。)
で表されるM に配位する配位子であり、該配位子はM と一緒にサンドイッチ構造を形成し、R は下記一般式(17)
【化11】
Figure 0003619911
(式中、R 11 は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基である。)
で表され、R およびR を架橋するように作用しており、pは1〜5の整数である。]
または下記一般式(21)
【化12】
Figure 0003619911
[式中、M はチタン、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Zは各々独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基であり、Lはルイス塩基であり、wは0≦w≦3であり、JR 12 q−2 はM に配位するヘテロ原子配位子であり、Jは配位数が3である周期表第15族元素であり、R 12 は水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基若しくはアルコキシ基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アルキルアリール基若しくはアルキルアリールオキシ基であり、qは元素Jの配位数であり、R 15 は下記一般式(27)、(28)、(29)または(30)
【化13】
Figure 0003619911
(式中、R 17 は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基である。)
で表されるM に配位する配位子であり、R 14 は下記一般式(32)
【化14】
Figure 0003619911
(式中、R 18 は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基であり、M は珪素である。)
で表され、R 15 およびJR 12 q−2 を架橋するように作用しており、rは1〜5の整数である。]
で表される周期表第4族の遷移金属化合物、(B)下記一般式(1)
【0008】
【化14】
Figure 0003619911
【0009】
[式中、Rフッ素原子を含有するフェニレン基である。]
で表されるジカルボン酸および(C)周期表第13族元素化合物からなるオレフィン重合体製造用触媒およびその製造方法を提供するものである。またさらに本発明は、このオレフィン重合体製造用触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法を提供するものである。
【0010】
本発明において(B)触媒成分として用いられるジカルボン酸としては、例えば、2−フルオロテレフタル酸、2,3−ジフルオロテレフタル酸、2,5−ジフルオロテレフタル酸、2,6−ジフルオロテレフタル酸、2,3,5−トリフルオロテレフタル酸、テトラフルオロテレフタル酸、2−フルオロイソフタル酸、4−フルオロイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、2,4−ジフルオロイソフタル酸、2,5−ジフルオロイソフタル酸、4,5−ジフルオロイソフタル酸、4,6−ジフルオロイソフタル酸、2,4,5−トリフルオロイソフタル酸、2,4,6−トリフルオロイソフタル酸、4,5,6−トリフルオロイソフタル酸、テトラフルオロイソフタル酸、3−フルオロフタル酸、4−フルオロフタル酸、3,4−ジフルオロフタル酸、3,5−ジフルオロフタル酸、3,6−ジフルオロフタル酸、4,5−ジフルオロフタル酸、3,4,5−トリフルオロフタル酸、3,4,6−トリフルオロフタル酸、テトラフルオロフタル酸等を例示することができるが、テトラフルオロテレフタル酸、テトラフルオロイソフタル酸およびテトラフルオロフタル酸が好適である。
【0011】
本発明において、(A)触媒成分として用いられる周期表第4族の遷移金属化合物としては、下記一般式(8)
【0017】
【化18】
Figure 0003619911
【0018】
[式中、Mはチタン、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Yは各々独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基であり、 ,R は各々独立して下記一般式(13)、(14)、(15)または(16)
【0021】
【化20】
Figure 0003619911
【0022】
(式中、R10は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基である。)
で表されるMに配位する配位子であり、該配位子はMと一緒にサンドイッチ構造を形成し、Rは下記一般式(17)
【0023】
【化15】
Figure 0003619911
【0024】
(式中、R11は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基である。
で表され、RおよびRを架橋するように作用しており、pは1〜5の整数である。]
または下記一般式(21)
【0025】
【化16】
Figure 0003619911
【0026】
[式中、 はチタン、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Zは各々独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基であり、Lはルイス塩基であり、wは0≦w≦3であり、JR12 q−2はMに配位するヘテロ原子配位子であり、Jは配位数が3である周期表第15族元素であり、R 12 は水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基若しくはアルコキシ基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アルキルアリール基若しくはアルキルアリールオキシ基であり、qは元素Jの配位数であり、R 15 は下記一般式(27)、(28)、(29)または(30)
【0029】
【化24】
Figure 0003619911
【0030】
(式中、R17は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基である。)
で表されるMに配位する配位子であり、R14は下記一般式(32)
【0031】
【化17】
Figure 0003619911
【0032】
(式中、R18は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基であり、Mは珪素である。)
で表され、R15およびJR12 q−2を架橋するように作用しており、rは1〜5の整数である。]
で表される周期表第4族の遷移金属化合物が好適である。
【0034】
前記一般式(8)で表される化合物としては、例えば、メチレンビス(シクロペンタジエニル)チタニウムジクロライド、メチレンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、メチレンビス(シクロペンタジエニル)ハフニウムジクロライド、メチレンビス(メチルシクロペンタジエニル)チタニウムジクロライド、メチレンビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、メチレンビス(メチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロライド、メチレンビス(ブチルシクロペンタジエニル)チタニウムジクロライド、メチレンビス(ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、メチレンビス(ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロライド、メチレンビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタニウムジクロライド、メチレンビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、メチレンビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロライド、エチレンビス(インデニル)チタニウムジクロライド、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロライド、エチレンビス(インデニル)ハフニウムジクロライド、エチレンビス(テトラヒドロインデニル)チタニウムジクロライド、エチレンビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロライド、エチレンビス(テトラヒドロインデニル)ハフニウムジクロライド、エチレンビス(2−メチル−1−インデニル)チタニウムジクロライド、エチレンビス(2−メチル−1−インデニル)ジルコニウムジクロライド、エチレンビス(2−メチル−1−インデニル)ハフニウムジクロライド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)チタニウムジクロライド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ハフニウムジクロライド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−2,7−ジメチル−9−フルオレニル)チタニウムジクロライド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−2,7−ジメチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−2,7−ジメチル−9−フルオレニル)ハフニウムジクロライド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)チタニウムジクロライド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ハフニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)チタニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ハフニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−2,7−ジメチル−9−フルオレニル)チタニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−2,7−ジメチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−2,7−ジメチル−9−フルオレニル)ハフニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)チタニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ハフニウムジクロライド等のジクロル体および上記遷移金属化合物のジメチル体、ジエチル体、ジヒドロ体、ジフェニル体、ジベンジル体等を例示することができる。
【0035】
前記一般式(21)で表される化合物としては、例えば、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレン−2−t−ブチル−シクロペンタジエニル−t−ブチルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレン−3−t−ブチル−シクロペンタジエニル−t−ブチルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレン−2−トリメチルシリルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレン−3−トリメチルシリルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニルフェニルアミドチタニウムジクロライド、メチルフェニルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−p−n−ブチルフェニルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−p−メトキシフェニルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレン−2−t−ブチルシクロペンタジエニル−2,5−ジ−t−ブチル−フェニルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレン−3−t−ブチルシクロペンタジエニル−2,5−ジ−t−ブチル−フェニルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレンインデニル−t−ブチルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニルシクロヘキシルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレンフルオレニルシクロヘキシルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニルシクロドデシルアミドチタニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン−2−t−ブチル−シクロペンタジエニル−t−ブチルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン−3−t−ブチル−シクロペンタジエニル−t−ブチルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン−2−トリメチルシリルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン−3−トリメチルシリルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニルフェニルアミドジルコニウムジクロライド、メチルフェニルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−p−n−ブチルフェニルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−p−メトキシフェニルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン−2−t−ブチルシクロペンタジエニル−2,5−ジ−t−ブチル−フェニルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン−3−t−ブチルシクロペンタジエニル−2,5−ジ−t−ブチル−フェニルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンインデニル−t−ブチルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニルシクロヘキシルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンフルオレニルシクロヘキシルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニルシクロドデシルアミドジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレン−2−t−ブチル−シクロペンタジエニル−t−ブチルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレン−3−t−ブチル−シクロペンタジエニル−t−ブチルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレン−2−トリメチルシリルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレン−3−トリメチルシリルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニルフェニルアミドハフニウムジクロライド、メチルフェニルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニルt−ブチルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−p−n−ブチルフェニルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−p−メトキシフェニルアミドハフニウムジクロライド、ジメルシリレン−2−t−ブチルシクロペンタジエニル−2,5−ジ−t−ブチル−フェニルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレン−3−t−ブチルシクロペンタジエニル−2,5−ジ−t−ブチル−フェニルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンインデニル−t−ブチルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニルシクロヘキシルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンフルオレニルシクロヘキシルアミドハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニルシクロドデシルアミドハフニウムジクロライド等のジクロル体および上記化合物のジメチル体、ジエチル体、ジヒドロ体、ジフェニル体、ジベンジル体等を例示することができる。
【0036】
さらに、本発明において(C)触媒成分として用いられる周期表第13族元素化合物としては、下記一般式(33)
【0037】
【化26】
Figure 0003619911
【0038】
[式中、Mは周期表第13族の元素であり、R19は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基若しくはアルコキシ基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アルキルアリール基若しくはアルキルアリールオキシ基である。]
で表される化合物が好適である。
【0039】
前記一般式(33)で表される化合物としては、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−n−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−n−ブチルアルミニウム、トリアミルアルミニウム、ジメチルアルミニウムエトキサイド、ジエチルアルミニウムエトキサイド、ジイソプロピルアルミニウムエトキサイド、ジ−n−プロピルアルミニウムエトキサイド、ジイソブチルアルミニウムエトキサイド、ジ−n−ブチルアルミニウムエトキサイド、ジメチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソプロピルアルミニウムハイドライド、ジ−n−プロピ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、ジ−n−ブチルアルミニウムハイドライド等を例示することができる。
【0040】
本発明のオレフィン重合体製造用触媒は、不活性溶媒中において不活性ガス雰囲気下、前記(A)成分と(B)成分と(C)成分とを任意の順で接触させることにより得ることができる。
【0041】
前記方法における(A)成分の使用量は、1.0×10−5〜1.0×10ミリモル/l、特に1.0×10−4〜1.0ミリモル/lの範囲にあるように (A)成分を用いるのが好ましい。上記の範囲に満たない量の(A)成分を用いると重合活性は著しく低下する。また、上記の範囲を越える量の(A)成分を用いると重合温度を制御することが難しくなり、物性が一定したオレフィン重合体の製造が困難になる。
【0042】
(B)成分の使用量は、1.0×10−4〜1.0×10ミリモル/l、特に1.0×10−3〜1.0×10ミリモル/lの範囲にあるように(B)成分を用いるのが好ましい。上記の範囲外の量の(B)成分を用いると重合活性は著しく低下する。
【0043】
(C)成分の使用量は、1.0×10−3〜1.0×10ミリモル/l、特に1.0×10−2〜1.0×10ミリモル/lの範囲にあるように(C)成分を用いるのが好ましい。上記の範囲に満たない量の(C)成分を用いると重合活性は著しく低下する。また、上記の範囲を越える量の(C)成分を用いるとポリマー中に残存するアルミニウムがポリマー物性に悪影響を及ぼす。
【0044】
(B)成分/(A)成分(モル比)については、1.0〜1.0×10、特に3.0〜3.0×10の範囲にあるように(B)成分と(A)成分を用いるのが好ましい。上記の範囲外のモル比の(B)成分と(A)成分を用いると重合活性は著しく低下する。
【0045】
(C)成分/(A)成分(モル比)については、1.0〜1.0×10、特に1.0×10〜1.0×10の範囲にあるように(C)成分と(A)成分を用いるのが好ましい。上記の範囲に満たないモル比の(C)成分と(A)成分を用いると重合活性は著しく低下する。また、上記の範囲を越えるモル比の(C)成分と(A)成分を用いるとポリマー中に残存するアルミニウムがポリマー物性に悪影響を及ぼす。
【0046】
前記方法において各成分を接触させる際に用いられる不活性溶媒としては、クロロホルム,塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン,トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素などが挙げられ、これらは1種用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
【0047】
また、前記方法における接触温度および反応時間は特に制限はないし、さらに各成分の接触順序についても特に制限はなく、任意の順序で接触させることができるが、好ましくは予め(B)成分と(C)成分の一部を前記不活性溶媒中で接触させ、得られた反応生成物を(A)成分と残りの(C)成分の前記不活性溶媒中での接触生成物に添加することが望ましい。
【0048】
予め(B)成分と(C)成分の一部を前記不活性溶媒中で接触させる場合、(B)成分/(C)成分(モル比)が、1.0×10−2〜1.0×10になるように、前記不活性溶媒中で、(B)成分と(C)成分の一部を混合し、−80〜280℃の温度で1分間以上接触させることが望ましい。
【0049】
上記方法によって得られた触媒を用いてオレフィンを重合することにより、著しく高い活性でオレフィン重合体を製造することができる。
【0050】
さらに、本発明のオレフィン重合体製造用触媒は、不活性担体上で用いることもできる。これは(A)成分、(B)成分、(A)成分と(C)成分との反応生成物、(B)成分と(C)成分との反応生成物、(A)成分と(B)成分と(C)成分との反応生成物、または(C)成分自体を、例えば、シリカ、アルミナ、塩化マグネシウム、スチレン−ジビニルベンゼンコポリマーまたはポリエチレンのような不活性担体上に付着させることによって得ることができる。このようにして得られる固形成分は、気相状態での重合に特に有利に用いられる。
【0051】
本発明においては、前記方法で調整したオレフィン重合体製造用触媒の存在下、α−オレフィンおよび/または環状オレフィンを溶液状態、懸濁状態または気相状態で、−80〜280℃の温度、0.5〜2000kg/cmGの圧力の下で、重合または共重合してポリオレフィンを製造する。
【0052】
上記ポリオレフィンの製造において用いられるオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン等のα−オレフィン、ノルボルネン、ノルボルナジエン等の環状オレフィン等が挙げられるが、これら2種以上の混合成分を重合することもできる。
【0053】
重合を溶液状態または懸濁状態で実施する場合は、前記方法で得られたオレフィン重合体製造用触媒をそのまま用いるか、または重合溶媒に希釈して用いられる。重合溶媒としては、一般に用いられる有機溶剤であればいずれでもよく、具体的にはクロロホルム,塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン,トルエン,キシレン等の芳香族炭化水素などが挙げられ、またはオレフィンそれ自身を溶剤として用いることもできる。
【0054】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【0055】
重合操作、反応および溶媒精製は、すべて不活性ガス雰囲気下で行った。また、反応に用いた溶媒等は、すべてあらかじめ公知の方法で精製、乾燥および/または脱酸素を行ったものを用いた。反応に用いた化合物は、公知の方法により合成し、同定したものを用いた。
【0056】
実施例および比較例において得られたポリマーの性質は、下記方法により測定し、評価した。
【0057】
(1)MFR:ASTM D−1238によるメルトインデックス。
【0058】
(2)分子量,分子量分布:GPC測定装置(ミリポア(株)製 150C型GPC)により測定。分子量の検量線は、ユニバーサルキャリブレーション法により、分子量既知のポリスチレン試料(絶対分子量=2600〜8640000の範囲)を用いて校正されている。カラムは東ソー(株)製 TSK−GEL
GMHHR−H(S)であり、測定溶媒はo−ジクロロベンゼンであり、測定温度は140℃である。
【0059】
実施例および比較例で使用する助触媒溶液の調整例:
I.助触媒溶液Aの調製
テトラフルオロテレフタル酸357.1mg(1.50ミリモル)を懸濁させたトルエンスラリー30mlに、トリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液 (0.856モル/l)1.75ml(1.50ミリモル)を添加し、80℃で3時間攪拌した後、さらに室温で15時間攪拌することによって、助触媒溶液A(Al濃度;50マイクロモル/ml)を得た。
【0060】
II.助触媒溶液Bの調製
テレフタル酸249.2mg(1.50ミリモル)を懸濁させたトルエンスラリー30mlに、トリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(0.856モル/l)1.75ml(1.50ミリモル)を添加し、80℃で3時間攪拌した後、さらに室温で15時間攪拌することによって、助触媒溶液B(Al濃度;50マイクロモル/ml)を得た。
【0061】
III.助触媒溶液Cの調製
トリフルオロメタンスルホン酸675.4mg(4.50ミリモル)を懸濁させたトルエンスラリー30mlに、トリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(0.856モル/l)1.75ml(1.50ミリモル)を添加し、80℃で3時間攪拌した後、さらに室温で15時間攪拌することによって、助触媒溶液C(Al濃度;50マイクロモル/ml)を得た。
【0062】
IV.助触媒溶液Dの調製
テトラフルオロイソフタル酸357.1mg(1.50ミリモル)を懸濁させたトルエンスラリー30mlに、トリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液 (0.856モル/l)1.75ml(1.50ミリモル)を添加し、80℃で3時間攪拌した後、さらに室温で15時間攪拌することによって、助触媒溶液D(Al濃度;50マイクロモル/ml)を得た。
【0063】
V.助触媒溶液Eの調製
テトラフルオロフタル酸357.1mg(1.50ミリモル)を懸濁させたトルエンスラリー30mlに、トリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(0.856モル/l)1.75ml(1.50ミリモル)を添加し、80℃で3時間攪拌した後、さらに室温で15時間攪拌することによって、助触媒溶液E(Al濃度;50マイクロモル/ml)を得た。
【0064】
以上の助触媒溶液の調製条件を表1に示す。
【0065】
【表1】
Figure 0003619911
【0066】
実施例1
2lのオートクレーブにトルエン500mlを加え、次にトリイソブチルアルミニウム 0.25ミリモルを加え、10分間攪拌した。この溶液に公知の方法で合成したエチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロライド 1マイクロモルを10mlのトルエン溶液にして加え、この混合物を20分間撹拌した。これに助触媒溶液の調製例Iで調製した助触媒溶液Aを1.2ml挿入した。そのオートクレーブを8kg/cmになるようにエチレンで加圧し、80℃で1時間撹拌した。その結果、109gのポリエチレンを得た。これは、109kg/ミリモルZr・hの重合活性に相当する。得られたポリマーのMFRは0.959g/10分であった。
【0067】
比較例1
助触媒溶液Aの代わりに助触媒溶液の調製例IIで調製した助触媒溶液Bを1.2ml挿入する以外は実施例1の方法を繰り返した。その結果、0.34gのポリエチレンを得た。これは、0.34kg/ミリモルZr・hの重合活性に相当する。
【0068】
比較例2
助触媒溶液Aの代わりに助触媒溶液の調製例IIIで調製した助触媒溶液Cを1.2ml挿入する以外は実施例1の方法を繰り返した。その結果、0.22gのポリエチレンを得た。これは、0.22kg/ミリモルZr・hの重合活性に相当する。
【0069】
比較例3
助触媒溶液を添加しなかったこと以外は実施例1の方法を繰り返した。その結果、0.10gのポリエチレンを得た。これは、0.10kg/ミリモルZr・hの重合活性に相当する。
【0070】
実施例2
エチレン圧8kg/cmを4kg/cmに変更したこと以外は実施例1の方法を繰り返した。その結果、73gのポリエチレンを得た。これは、73kg/ミリモルZr・hの重合活性に相当する。得られたポリマーのMFRは0.15g/10分であった。また、GPCより求めた重量平均分子量(M)は7.8×10であり、分子量分布(M/M)は2.5であった。
【0071】
比較例4
2lのオートクレーブにトルエン500mlを加え、次にトリイソブチルアルミニウム 0.25ミリモルを加え、10分間攪拌した。この溶液に公知の方法で合成したエチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロライド 1マイクロモルを10mlのトルエン溶液にして加え、この混合物を20分間攪拌した。これに公知の方法で合成したトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素 10マイクロモルを10mlのトルエン溶液にして挿入した。そのオートクレーブを4kg/cmになるようにエチレンで加圧し、80℃で1時間攪拌した。その結果、55gのポリエチレンを得た。これは、55kg/ミリモルZr・hの重合活性に相当する。得られたポリマーのMFRは2.82g/10分であった。また、GPCより求めた重量平均分子量(M)は5.6×10であり、分子量分布(M/M)は1.9であった。
【0072】
実施例3
2lのオートクレーブにトルエン500mlおよび1−ヘキセン 100mlを加え、次にトリイソブチルアルミニウム 0.25ミリモルを加え、10分間攪拌した。この溶液に公知の方法で合成したエチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロライド 1マイクロモルを10mlのトルエン溶液にして加え、この混合物を20分間撹拌した。これに助触媒溶液の調製例Iで調製した助触媒溶液Aを1.2ml挿入した。そのオートクレーブを4kg/cmになるようにエチレンで加圧し、80℃で1時間撹拌した。その結果、70gのエチレン−1−ヘキセン共重合体を得た。これは、70kg/ミリモルZr・hの重合活性に相当する。
【0073】
実施例4
2lのオートクレーブにトルエン500mlを加え、次にトリイソブチルアルミニウム 0.50ミリモルを加え、10分間攪拌した。この溶液に公知の方法で合成したジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライド 5マイクロモルを10mlのトルエン溶液にして加え、この混合物を20分間撹拌した。これに助触媒溶液の調製例Iで調製した助触媒溶液Aを6.0ml挿入した。そのオートクレーブを8kg/cmになるようにエチレンで加圧し、80℃で1時間撹拌した。その結果、15gのポリエチレンを得た。これは、3.0kg/ミリモルZr・hの重合活性に相当する。
【0074】
実施例5
助触媒溶液Aの代わりに助触媒溶液の調製例IVで調製した助触媒溶液Dを
6.0ml挿入する以外は実施例4の方法を繰り返した。その結果、10gのポリエチレンを得た。これは、2.0kg/ミリモルZr・hの重合活性に相当する。
【0075】
実施例6
助触媒溶液Aの代わりに助触媒溶液の調製例Vで調製した助触媒溶液Eを6.0ml挿入する以外は実施例4の方法を繰り返した。その結果、7.5gのポリエチレンを得た。これは、1.5kg/ミリモルZr・hの重合活性に相当する。
【0076】
実施例7
ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライド 5マイクロモルの代わりにジメチルシリレンテトラメチルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドチタニウムジクロライド 5マイクロモルを用いる以外は実施例4の方法を繰り返した。その結果、50gのポリエチレンを得た。これは、10kg/ミリモルTi・hの重合活性に相当する。
【0077】
実施例8
1lのオートクレーブに脂肪族系炭化水素(IPソルベント1620(出光石油化学社製))600mlを加え、次に1−ヘキセン 20mlを加え、オートクレーブの温度を150℃に設定した。そして、このオートクレーブに圧力が20kg/cmになるようにエチレンを供給した。
【0078】
一方、別の容器においてジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライド 5マイクロモルをトルエンに溶解し、そこにトリイソブチルアルミニウム 0.45ミリモルを加えて1時間攪拌した。次に、この混合物に助触媒溶液の調製例Iで調製した助触媒溶液Aを6.0ml挿入し、10分間攪拌し、ここで得られた混合物を前記オートクレーブに導入した。
【0079】
混合物をオートクレーブに導入した後、オートクレーブを150℃に保持したまま1500rpmで20分間攪拌した。その結果、41gのエチレン−1−ヘキセン共重合体を得た。これは、25kg/ミリモルZr・hの重合活性に相当する。
【0080】
以上の実施例、比較例における重合条件および重合結果を表2,3に示す。
【0081】
【表2】
Figure 0003619911
【0082】
【表3】
Figure 0003619911
【0083】
【発明の効果】
以上のように、本発明のオレフィン重合体製造用触媒を用いることにより、触媒成分の複雑な合成工程を省くことができ、高分子量かつ分子量分布の広いオレフィン重合体を高活性で製造することができる。

Claims (6)

  1. (A)下記一般式(8)
    Figure 0003619911
    [式中、Mはチタン、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Yは各々独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基であり、R ,Rは各々独立して下記一般式(13)、(14)、(15)または(16)
    Figure 0003619911
    (式中、R10は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基である。)
    で表されるMに配位する配位子であり、該配位子はMと一緒にサンドイッチ構造を形成し、Rは下記一般式(17)
    Figure 0003619911
    (式中、R11は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基である。
    で表され、RおよびRを架橋するように作用しており、pは1〜5の整数である。]
    または下記一般式(21)
    Figure 0003619911
    [式中、 はチタン、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Zは各々独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基であり、Lはルイス塩基であり、wは0≦w≦3であり、JR12 q−2はMに配位するヘテロ原子配位子であり、Jは配位数が3である周期表第15族元素であり、R 12 は水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基若しくはアルコキシ基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アルキルアリール基若しくはアルキルアリールオキシ基であり、qは元素Jの配位数であり、R 15 は下記一般式(27)、(28)、(29)または(30)
    Figure 0003619911
    (式中、R17は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基である。)
    で表されるMに配位する配位子であり、R14は下記一般式(32)
    Figure 0003619911
    (式中、R18は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールアルキル基若しくはアルキルアリール基であり、Mは珪素である。)
    で表され、R15およびJR12 q−2を架橋するように作用しており、rは1〜5の整数である。]
    で表される周期表第4族の遷移金属化合物、(B)下記一般式(1)
    Figure 0003619911
    [式中、Rフッ素原子を含有するフェニレン基である。]
    で表されるジカルボン酸および(C)周期表第13族元素化合物からなるオレフィン重合体製造用触媒。
  2. 一般式(1)のRがテトラフルオロフェニル基であることを特徴とする請求項1に記載のオレフィン重合体製造用触媒。
  3. (C)成分が、下記一般式(33)
    Figure 0003619911
    [式中、Mは周期表第13族の元素であり、R19は各々独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基若しくはアルコキシ基、または炭素数6〜20のアリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アルキルアリール基若しくはアルキルアリールオキシ基である。]
    で表される周期表第13族元素化合物であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のオレフィン重合体製造用触媒。
  4. (B)成分と(C)成分を接触させて得られる生成物に、(A)成分を接触させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のオレフィン重合体製造用触媒の製造方法。
  5. (B)成分と(C)成分を、(B)成分/(C)成分(モル比)が1.0×10−2〜1.0×10になるように、不活性溶媒中、−80〜280℃の温度で1分間以上接触させて得られる生成物に、(A)成分および(C)成分を接触させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のオレフィン重合体製造用触媒の製造方法。
  6. 請求項1〜のいずれか1項に記載のオレフィン重合体製造用触媒の存在下、α一オレフィンおよび/または環状オレフィンを溶液状態、懸濁状態または気相状態で、−80〜280℃の温度、0.5〜2000kg/cmGの圧力下で、重合または共重合することを特徴とするオレフィン重合体の製造方法。
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