JP5307313B2 - ポリオレフィンの製造法 - Google Patents
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Description
分岐鎖ポリエチレンは、エチレン、エチレンを1つまたはそれ以上のα−オレフィンへオリゴマー重合させうる触媒、及びエチレンとα−オレフィンを共重合させうる重合触媒を、第1工程(例えば連続式撹拌型タンク反応器)において接触させ、次いで添加されたエチレンの実質的な不存在下に続く工程(例えば栓流反応器)において反応を継続するという多段法で製造することができる。
ポリオレフィンは商業的に有用な製品であり、毎年非常に多量に製造され、種々の目的、例えば樹脂の成形物、フィルム、弾性体などに使用されている。ポリオレフィンは、最もしばしば遷移金属を含む触媒系を使用する重合法によって製造される。使用する工程条件及び選択する触媒系に依存して、ポリマ−は、同一モノマ−から製造されるものであっても、異なる性質を有し得る。異なる性質のいくつかは、分子量及び分子量分布、結晶化度、融点、分岐度、及びガラス転移温度である。分子量及び分子量分布を除いて、分岐度は言及するすべての他の性質に影響しうる。
本発明は、重合条件下に、
(a)エチレン、
(b)エチレンを、1つまたはそれ以上の、式R20CH=CH2 (但し、R20は炭素数が偶数のn−アルキル)のα−オレフィンへにオリゴマー重合させるオリゴマー重合触媒、及び
(c)エチレン及びオリゴマー重合触媒で生成し1つまたはそれ以上のα−オレフィンを共重合させる遷移金属重合触媒
を接触させて、主たる量の分岐鎖ポリエチレン、第1の残存α−オレフィン含有物及び随時未反応のエチレンを含んでなる第1(中間体)の生成物を生成させ、次いで、添加されたエチレンの実質的な不存在下に第1の残存α−オレフィン含有物の少なくとも一部分を(共)重合させる条件下に、第1の生成物を更に反応させて、第2の残存α−オレフィン含有物を有する分岐鎖ポリオレフィンを含んでなる第2の生成物を生成させる、工程を含んでなり、但し該第2の残存α−オレフィン含有物が該第1の残存α−オレフィン含有物よりも少なくとも20%少ない、分岐鎖ポリエチレンの製造法に関する。
(a)エチレン、
(b)工程条件下に1つまたはそれ以上の、式R20CH=CH2 (但し、R20は炭素数が偶数のn−アルキル)のα−オレフィンを生成させうるエチレンのオリゴマー重合触媒、及び
(c)1つまたはそれ以上の遷移金属を含み且つ工程条件下にエチレンと1つまたはそれ以上の式R21CH=CH2 (但し、R21はn−アルキル)のオレフィンを共重合させる重合触媒、
を接触させる工程を含んでなり、但し分岐鎖ポリエチレンの大部分を最初に連続式撹拌型タンク反応器(CSTR)またはそれと均等の反応器で生成させ、そして該分岐鎖ポリエチレンの少ない部分をプラグ流反応器(PFR)またはそれと均等の反応器で続いて生成させる、分岐鎖ポリエチレンの製造法に関する。
本明細書ではいくつかの術語を使用するが、これを以下に定義する。
K=n(Cn+2 オレフイン)/n(Cn オレフィン)
[式中、n(Cn オレフィン)は炭素数nのオレフィンのモル数であり、またn(Cn+2 オレフィン)は炭素数n+2のオレフィン、言い換えればCn オレフィンの次に分子量の高いオレフィンのモル数である]
これから得られるオリゴマー重合反応生成物混合物中の、種々のオレフィンの重量画分を決定することができる。本法における因子Kは約0.6−約0.9の範囲が好適であり、更に好ましくは約0.7−約0.8である。使用するオリゴマー重合触媒のいくつかに対して、因子Kは、工程条件及び/または使用する特定の遷移金属触媒を変更することによって変えることができる。
R4 及びR5 はそれぞれ独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルまたは不活性な官能基であり、
R6 及びR7 はそれぞれ独立に第1の環原子がイミノ窒素に結合する置換アリ−ルであり、但し
R6 において、該第1の環原子に隣接する第2の環原子はハロゲン、第1級炭素基、第2級炭素基または第3級炭素基に結合し、更に又、
R6 において、該第2の環原子がハロゲンまたは第1級炭素基に結合する場合、該第1の環原子に隣接するR6 及びR7 の他の環原子の1つまたは2つはハロゲンまたは第1級炭素基に結合するかもしくはいずれも結合せず、該第1の環原子に隣接する環原子の残りは水素原子に結合し、或いは
R6 において、該第2の環原子が第2級炭素基に結合する場合、該第1の環原子に隣接するR6 及びR7 の他の環原子の1つまたは2つはハロゲン、第1級炭素基または第2級炭素基に結合するかもしくはいずれも結合せず、該第1の環原子に隣接する環原子の残りは水素原子に結合し、或いは
R6 において、該第2の環原子が第3級炭素基に結合する場合、該第1の環原子に隣接するR6 及びR7 の他の環原子の1つは第3級炭素基に結合するかもしくは結合せず、該第1の環原子に隣接する環原子の残りは水素原子に結合する]
の化合物の鉄錯体を含んでなる。
R8 はハロゲン、第1級炭素基、第2級炭素基、または第3級炭素基であり、
R9 、R10、R11、R14、R15、R16及びR17はそれぞれ独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルまたは官能基であり、但し
R8 がハロゲンまたは第1級炭素基の場合、R12、R13及びR17の0、1または2つはハロゲンまたは第1級炭素基で、R12、R13及びR17の残りは水素であり、或いは
R8 が第2級炭素基の場合、R12、R13及びR17の0または1つはハロゲン、または第1級炭素基または第2級炭素基で、R12、R13及びR17の残りは水素であり、或いは
R8 が第3級炭素基の場合、R12、R13及びR17の0または1つは第3級炭素基で、R12、R13及びR17の残りは水素であり、更に
互いに隣接するR8 、R9 、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16及びR17のいずれか2つは一緒になって環を形成することができる。
R8 が第1級炭素基の場合、R13は第1級炭素基で、R12及びR17は水素であり、または
R8 が第2級炭素基の場合、R13第1級炭素基または第2級炭素基、好ましくは第2級炭素基で、R12及びR17は水素であり、または
R8 が第3級炭素基(好ましくはトリハロ第3級炭素基、例えばトリハリメチル)の場合、R13は第3級炭素基(好ましくはトリハロ第3級炭素基、例えばトリハリメチル)で、R12及びR17は水素であり、或いは
R8 がハロゲンの場合、R13はハロゲンで、R12及びR17は水素である、
ことが特に好適である。
R9 、R10、R11、R12、R14、R15、R16及びR17はすべて水素であり、R13はメチルであり、そしてR8 は第1級炭素基、好ましくはメチルであり、或いは
R9 、R10、R11、R12、R14、R15、R16及びR17はすべて水素であり、R13はエチルであり、そしてR8 は第1級炭素基、好ましくはエチルであり、或いは
R9、R10、R11、R12、R14、R15、R16及びR17はすべて水素であり、R13はイソプロピルであり、そしてR8 は第1級炭素基、好ましくはイソプロピルであり、或いは
R9 、R10、R11、R12、R14、R15、R16及びR17はすべて水素であり、R13はn−プロピルであり、そしてR8 は第1級炭素基、好ましくはn−プロピルであり、或いは
R9 、R10、R11、R12、R14、R15、R16及びR17はすべて水素であり、R13はクロロであり、そしてR8 はハロゲン、好ましくはクロロであり、或いは
R9 、R10、R11、R12、R14、R15、R16及びR17はすべて水素であり、R13はトリハロメチル、好ましくはトリフルオロメチルであり、そしてR8 はトリハロメチル、好ましくはトリフルオロメチルである、
ことが更に好適である。
R18はハロゲン、第1級炭素基、第2級炭素基、または第3級炭素基であり、そして
R19、R20、R23及びR24はそれぞれ独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルまたは官能基であり、但し
R18がハロゲンまたは第1級炭素基の場合、R21、R22及びR25の0、1または2つはハロゲンまたは第1級炭素基で、R21、R22及びR25の残りは水素であり、または
R18が第2級炭素基の場合、R21、R22及びR25の0または1つはハロゲン、または第1級炭素基または第2級炭素基で、R21、R22及びR25の残りは水素であり、或いは
R18が第3級炭素基の場合、R21、R22及びR25の0または1つは第3級炭素基で、R21、R22及びR25の残りは水素であり、更に
互いに隣接するR18、R19、R20、R21、R22、R23、R24及びR25のいずれか2つは一緒になって環を形成することができる。
R18が第1級炭素基の場合、R22は第1級炭素基で、R21及びR25は水素であり、または
R18が第2級炭素基の場合、R22第1級炭素基または第2級炭素基、好ましくは第2級炭素基で、R21及びR25は水素であり、または
R18が第3級炭素基(好ましくはトリハロ第3級炭素基、例えばトリハロメチル)の場合、R22は第3級炭素基(好ましくはトリハロ第3級炭素基、例えばトリハロメチル)で、R21及びR25は水素であり、或いは
R18がハロゲンの場合、R22はハロゲンで、R21及びR25は水素である、
ことが特に好適である。
R19、R20、R21、R23及びR24はすべて水素であり、R22はメチルであり、そしてR18は第1級炭素基、好ましくはメチルであり、或いは
R19、R20、R21、R23及びR24はすべて水素であり、R22はエチルであり、そしてR18は第1級炭素基、好ましくはエチルであり、或いは
R19、R20、R21、R23及びR24はすべて水素であり、R22はイソプロピルであり、そしてR18は第1級炭素基、好ましくはイソプロピルであり、或いは
R19、R20、R21、R23及びR24はすべて水素であり、R22はn−プロピルであり、そしてR18は第1級炭素基、好ましくはn−プロピルであり、或いは
R19、R20、R21、R23及びR24はすべて水素であり、R22はクロロまたはブロモであり、そしてR18はハロゲン、好ましくはクロロまたはブロモである、
ことが好適である。
Claims (11)
- 分岐鎖ポリエチレンの製造法であって、
(1)連続式撹拌型タンク反応器内で重合条件下において、
(a)エチレン、
(b)エチレンを、1つまたはそれ以上の、式R20CH=CH2(但し、R20 は炭素数が偶数のn−アルキル)のα−オレフィンへオリゴマー重合させる オリゴマー重合触媒、及び
(c)エチレン及びオリゴマー重合触媒で生成した1つまたはそれ以上のα−オレフィンを共重合させる遷移金属重合触媒を接触させて、主たる量の分岐鎖ポリエチレン、第1の残存α−オレフィン含有物及び随時未反応のエチレンを含んでなる第1の生成物を生成させる工程を含んでなる、分岐鎖ポリエチレンの製造法であって、
(2)栓流反応器内で添加されたエチレンの実質的不存在下に第1の残存α−オレフィン含有物の少なくとも一部分を(共)重合させる条件下に、第1の反応生成物を更に反応させて、第2の残存α−オレフィン含有物を有する分岐鎖ポリオレフィンを含んでなる第2の生成物を生成させ、但し該第2の残存α−オレフィン含有物が該第1の残存α−オレフィン含有物よりも少なくとも20%少ない、該分岐鎖ポリエチレンの製造法。
- エチレンを栓流反応器に先立って放出させことを特徴とする請求項1に記載の製造法。
- 該第2の残存α−オレフィン含有物が該第1の残存α−オレフィン含有物よりも少なくとも50%少ない、請求項1または2の方法。
- 重合触媒がメタロセン触媒である、請求項1または2の方法。
- 重合条件下に、
(a)エチレン、
(b)工程条件下に1つまたはそれ以上の、式R20CH=CH2(但し、R20は炭素数が偶数のn−アルキル)のα−オレフィンを生成させうるエチレンのオリゴマー重合触媒、及び
(c)1つまたはそれ以上の遷移金属を含み且つ工程条件下にエチレン及び1つまたはそれ以上の式R20CH=CH2のオレフィンを共重合させうる重合触媒を接触させる工程を含んでなる、分岐鎖ポリエチレンの製造法であって、分岐鎖ポリエチレンの多い方の部分を最初に連続式撹拌型タンク反応器で生成させ、そして該分岐鎖ポリエチレンの残存する少ない方の部分を栓流反応器で続いて生成させる、該分岐鎖ポリエチレンの製造法。
- エチレンを栓流反応器に先立って放出させることを特徴とする請求項5に記載の製造法。
- 分岐鎖ポリエチレンの少なくとも80重量%を連続式撹拌型タンク反応器で製造する、請求項5または6の方法。
- 重合触媒がメタロセン触媒である、請求項6または7の方法。
- オリゴマー重合触媒が式(I)
【化1】
[式中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルまたは不活性な官能基であり、但し互いに隣接するR1、R2及びR3のいずれか2つは一緒になって環を形成することができ、R4及びR5はそれぞれ独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル または不活性な官能基であり、R6及びR7はそれぞれ独立に第1の環原子がイミノ窒素に結合する置換アリ−ルであり、但し R6において、該第1の環原子に隣接する第2の環原子はハロゲン、第1級 炭素基、第2級炭素基または第3級炭素基に結合し、更になお R6において、該第2の環原子がハロゲンまたは第1級炭素基に結合する場合、該第1の環原子に隣接するR6 及びR7の他の環原子の1つまたは2つはハロゲンまたは第1級炭素基に結合するかもしくはいずれも結合せず、該第1の環原子に隣接する環原子の残りは水素原子に結合し、或いはR6において、該第2の環原子が第2級炭素基に結合する場合、該第1の環原子に隣接するR6及びR7の他の環原子の1つまたは2つはハロゲン、第1級炭素基または第2級炭素基に結合するかもしくはいずれも結合せず、該第1の環原子に隣接する環原子の残りは水素原子に結合し、或いは R6において、該第2の環原子が第3級炭素基に結合する場合、該第1の環原子に隣接するR6及びR7の他の環原子の1つは第3級炭素基に結合するかもしくは結合せず、該第1の環原子に隣接する環原子の残りは水素原子に結合する]
の化合物の鉄錯体を含んでなる、請求項1−8のいずれか1項の方法。
- 該分岐鎖ポリエチレンがホモポリエチレンである、請求項1−4のいずれか1項の方法。
- 該分岐鎖ポリエチレンがホモポリエチレンである、請求項5−9のいずれか1項の方法。
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