JP4733053B2 - マグネシウムジクロライド−エタノール付加物およびそれから得られる触媒成分 - Google Patents
マグネシウムジクロライド−エタノール付加物およびそれから得られる触媒成分 Download PDFInfo
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Description
MgCl2・nEtOH付加物とハロゲン化遷移金属化合物との反応により得られるオレフィン重合用触媒成分が、USP 4,399,054に記載されている。その付加物は、不混和性の分散媒体に溶融付加物を乳化させ、そのエマルジョンを冷却液体中でクエンチし、球状粒子の形態で付加物を回収することにより製造される。その付加物の結晶化度に関する物理的特徴は何も報告されていない。
しかしながら、なお改良された活性を有する触媒成分を入手できることが、工業プラントの稼動で得られる経済的な利点から、前々から必要とされている。
さらに、融解エンタルピーの会合値は結晶化傾向の効果により時間とともに増加し、そのような挙動は、遷移金属化合物との反応で、多少劣った性質を有する触媒成分を生じ得る付加物をもたらし得るであろう。
好ましくは、pは次の式p/(n+p)≦0.05、より好ましくはp/(n+p)≦0.0125を満足する値を有する。
好ましいエーテルは、C2-C20脂肪族エーテル、および特に好ましくはテトラヒドロフラン、ジオキサンのような3〜5の炭素原子を有する環状エーテルである。2以上のエーテル基を有する鎖状または環状の脂肪族エーテルも好適である。好ましいエステルは、C1-C10脂肪族カルボン酸のアルキルエステル、特に酢酸エチルおよびギ酸メチルのような脂肪族モノカルボン酸のC1-C4アルキルエステルである。
一般的に、該付加物に付随した融解エンタルピーは100 J/gより低く、最も好ましくは85〜95 J/gの範囲である。上記のように、これらの値は付加物の製造から2日以内に測定されたものである。しかしながら、本出願人は、本発明の付加物が、時間とともに増加する融解エンタルピーのより低い傾向を有することに気づいた。例えば、この増加は一週間後に全然ないか、わずか2〜4 J/gに限定され得る。
DSCプロファイルにおいて、ただ一つのピークを示す付加物に特に興味があるが、95〜98℃領域中にさらなるピークが存在してもよい。しかしながら、後者の場合は、それらに付随する融解エンタルピーは、全融解エンタルピーの30%より低く、好ましくは20%より低く、さらに好ましくは10%より低い。DSC分析は、後記の装置および手順により行われる。
その結果として、反応物の水分含量が比較的高いければ、たとえ水が別の成分として加えられなかったとしても、最終のMgCl2-EtOH付加物は高過ぎる水分含量を含み得る。
液体からの水は、蒸留、またはモレキュラーシーブのような水を取り去ることができる物質と液体を接触させるなどのような種々の操作により除くことができる。これらの予防措置が一回講じられれば、本発明の付加物を製造するためのマグネシウムクロライドとエタノールとの反応は、種々の方法により行うことができる。
これら全ての方法は、オレフィンの重合用、特に気相重合方法用の球状触媒成分の製造に非常に適している、球状の形態を有する固形付加物を与える。
以下に示される実施例で、本発明の付加物の製造が、特にLBとしてのアルコール類およびグリコール類について、詳細に記載される。しかしながら、該製造は、一般的な有効性を有しており、本発明の他のLBを含む付加物を製造するために首尾よく用いられ得る。
該触媒成分の製造に適した方法は、本発明の付加物と遷移金属化合物との反応を含む。
の1,3-ジエーテルも有利に用いられ得る。RVIおよびRVIIがC1-C4アルキル基から選択される1,3-ジエーテルが特に好ましい。
好ましくは、固形触媒成分の粒子は、実質的に球状の形態で、5〜150μmからなる平均直径を有する。「実質的に球状の形態」という用語は、大きい方の軸と小さい方の軸との比が1.5以下、好ましくは1.3以下を有する粒子を意味する。
本発明の固形触媒成分は、一般的に10〜500 m2/g、好ましくは20〜350 m2/gの表面積(B.E.T.法による)、および0.15 cm3/gより高い、好ましくは0.2〜0.6 cm3/gの総多孔度(B.E.T.法による)を示す。
アルキル-Al化合物は、好ましくは、例えば、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-ブチルアルミニウム、トリ-n-ヘキシルアルミニウム、トリ-n-オクチルアルミニウムのようなトリアルキルアルミニウム化合物から選ばれる。AlEt2ClおよびAl2Et3Cl3のようなアルキルアルミニウムハライド、アルキルアルミニウムハイドライドまたはアルキルアルミニウムセスキクロライドを、任意に上記のトリアルキルアルミニウムと混合して用いることもできる。
例えば、プロピレンおよび1-ブテンのようなα-オレフィンの立体規則性の重合の場合、内部供与体として用いられる化合物と同一でも異なっていてもよい電子供与体化合物(外部供与体)を、上記で開示された触媒の製造に用いることができる。
前記の式を有する1,3-ジエーテルも、外部供与体として用いることができる。しかしながら、1,3-ジエーテルが内部供与体として用いられる場合、触媒の立体特異性は既に十分に高いので、外部供与体の使用は避けることができる。
本発明の触媒は、当該技術分野で知られているあらゆるオレフィン重合法において用いることができる。それらは、例えば、希釈剤として不活性な炭化水素溶媒を用いるスラリー重合、あるいは反応媒体として液体モノマー(例えばプロピレン)を用いる塊状重合において用いることができる。さらに、それらは、1以上の流動または機械的撹拌床反応器中で稼動し、気相で行われる重合法においても用いることができる。
特徴付け
以下に示される性質は、次の方法により測定された:
DSC測定は、PERKIN ELMER DSC 7装置を使用して、5〜125℃の範囲で、走査速度5℃/分で行われた。ドライボックス内で試料を詰めた容積40μlのアルミニウムカプセルが、試料の水和を避けるために用いられた。
アルコールおよび他のLBの含量は、GC分析により測定された。
触媒成分の製造のための一般的方法
撹拌装置を備えた1 Lのスチール製の反応器に、0℃で800 cm3のTiCl4を導入し、室温で撹拌しながら、16 gの付加物を、供与体/Mgのモル比が10になるような量の内部供与体としてのジイソブチルフタレートと共に導入した。全体を90分かけて100℃に加熱し、これらの状態を120分以上維持した。撹拌を止めて、30分後に、100℃を維持しながら、沈殿した固体から液相を分離した。さらに固体の処理を行い、750 cm3のTiCl4を加え、10分かけて120℃に混合物を加熱し、該状態を撹拌条件(500 rpm)下に60分間維持した。次いで、撹拌を中止し、30分後に、120℃を維持しながら、沈殿した固体から液相を分離した。その後、60℃で500 cm3の無水ヘキサンで3回、室温で500 cm3の無水ヘキサンで3回、洗浄を行った。次いで、得られた固形触媒成分を窒素環境下、40〜45℃の範囲の温度で真空乾燥した。
撹拌装置、圧力計、温度計、触媒供給システム、モノマー供給ラインおよび温度調節ジャケットを備えた4 Lのスチール製オートクレーブを使用した。反応器に0.01 gr.の固形触媒成分、0.76 gのTEAL、0.076 gのジシクロペンチルジメトキシシラン、3.2 Lのプロピレンおよび1.5 Lの水素を充填した。この系を撹拌下に10分かけて70℃に加熱し、120分間、この状態を維持した。重合の最後に、未反応のモノマーを除去して、ポリマーを回収し、真空乾燥した。
136.63 gの無水EtOHおよび0.93 gのブタノールを含む、IKA RE 166撹拌装置を備えた反応器に、93.16 gのMgCl2を室温で撹拌下に導入した。MgCl2の添加終了後すぐに、温度を125℃まで上げ、この温度で3時間保った。その後、1600 cm3のOB55ワセリンオイルを導入し、125℃の温度を保ちながら、撹拌を1500 rpmにし、これを2分間保った。その後、混合物を、最終温度が12℃を超えないように冷却撹拌下のヘキサンを含む容器中に排出した。12時間後、回収されたMgCl2・EtOH付加物の固体粒子を、次いでヘキサンで洗浄し、40℃で真空乾燥した。組成物分析は、それらが54.2重量%のEtOHおよび0.3重量%のブタノールを含むことを示した。
DSCプロファイルは、90.1 J/gの会合融解エンタルピーと共に、105.6℃にピークを示した。一般的な方法により製造された触媒成分は、上記の一般的な重合方法により試験され、表1に示された結果を与えた。
ブタノールの量が2.77 gに増加した以外は、実施例1と同じ方法で行われた(MgCl2 92.64 g、エタノール 138.55 g)。次いで、MgCl2・EtOH付加物の固体粒子をヘキサンで洗浄し、40℃で真空乾燥した。組成物分析は、それらが51.1重量%のEtOHおよび0.7%のブタノールを含むことを示した。
DSCプロファイルは、89.7 J/gの会合融解エンタルピーと共に、107.5℃にピークを示した。一般的な方法により製造された触媒成分は、上記の一般的な重合方法により試験され、表1に示された結果を与えた。
0.86 gのエチレングリコールがブタノールの代わりに用いられた以外は、実施例1と同じ方法で行われた(MgCl2 86.0 g、エタノール 128.34 g)。次いで、MgCl2・EtOH付加物の固体粒子をヘキサンで洗浄し、40℃で真空乾燥した。組成物分析は、それらが57.2重量%のEtOHおよび0.4%のグリコールを含むことを示した。
DSCプロファイルは、90.1 J/gの会合融解エンタルピーと共に、107.4℃にピークを示した。一般的な方法により製造された触媒成分は、上記の一般的な重合方法により試験され、表1に示された結果を与えた。
Claims (4)
- MgCl2、エタノールおよび水ではないルイス塩基(RXm)を含む付加物であって、該付加物が式MgCl2・(EtOH)n(RXm)p(ここで、nは2〜6であり、Rは2〜6の炭素原子を有する炭化水素基であり、Xは-OH基であり、mは1以上であり、pは次の式p/(n+p)≦0.05を満足する値を有する)で定義されるモル比で存在する付加物。
- 化合物RXmがメタノール、プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノール、ペンタノール、2-メチル-1-ペンタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、フェノール、4-メチル-1-フェノール、2,6-ジメチル-1-フェノール、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、グリセリン、マンニトール、ポリビニルアルコールからなる群から選択される、請求項1に記載の付加物。
- 遷移金属化合物と請求項1または2に記載の付加物との反応生成物を含む、オレフィンの重合用触媒成分。
- 請求項3に記載の触媒成分を含む触媒系の存在下に行われる、式CH2=CHR(ここで、Rは水素または1〜12の炭素原子を有する炭化水素基である)のオレフィンの重合方法。
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