JP6953432B2 - 混成担持メタロセン触媒を用いた高密度エチレン系重合体及び製造方法 - Google Patents
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Description
トリ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)アルミネート、N、N-ジエチルアニリニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、N、N-ジエチルアニリニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、N、N-ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、ジ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)アルミネート、トリフェニルホスホニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、トリメチルホスホニウムテトラキス(フェニル)アルミネイト、トリエチルアンモニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、トリブチルアンモニウムテトラキス(フェニル)アルミネート等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。具体的には、メチルジオクタデシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート([HNMe(C18H37)2] + [B(C6F5)4] - )、N、N-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)ボレート、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどを使用することができる。
第1メタロセン化合物の製造例2. [2-methyl benzeindenyl(cyclopentadienyl)] ZrCl2
2-methylbenzeindeneを使用して製造例1と同じ方法で、[2-methyl benzeindenyl(cyclopentadienyl)] ZrCl2(収率:95%)を得た。
第1メタロセン化合物の製造例3. [2-phenyl benzeindenyl(tetramethylcyclopentadienyl)] ZrCl2 2-methylbenzeindeneとtetrametylcyclopentadieneを使用して製造例1と同じ方法で、[2-methyl-benzeindenyl(tetramethylcyclopentadienyl)]ZrCl 2 (収率:93%)を得た。
第1メタロセン化合物の製造例4. [fluorenyl(cyclopentadienyl)] ZrCl2
Fluoreneとcyclopentadieneを使用して製造例1と同じ方法で、[fluorenyl(tetramethylcyclopentadienyl)] ZrCl 2 (収率:92%)を得た。
第2メタロセン化合物の製造例5. Me2Si(2-methyl-4,5-benzoindenyl)2ZrCl2
製造例5-1:リガンド化合物の製造
2-methylbenzeindene(2.13g、1eq)をHexane 30mlに入れ、n-BuLi(8.1 mL、1.1 eq、1.6 M in Hexane)を-30℃でゆっくり添加した後、温度を徐々に常温に上げて12時間撹拌する。生成された固体を濾過し、Hexaneで洗浄した後、真空下で乾燥して薄灰色の固体化合物を得た。
製造例6-1:リガンド化合物の製造
2-methyl-4-bromo indene(2 g、1 eq)、Pd(PPh3)4(553 mg、0.05 eq)、1-NaphB(OH)2(2.14 g、1.3 eq)をTHF、MeOH溶液(4 :1、40 ml)をに入れ、degassingしたK2CO3水溶液(2.0 M、3.3 eq)を常温で注入した後、80℃で12時間還流攪拌し、2-methyl-4-(1-naphthyl)indene得た。 2-methyl-4-(1-naphthyl)indeneをトルエン50 mlに入れ、n-BuLi(7.8 mL、1.1 eq、1.6 M in Hexane)を-30℃でゆっくり添加した後、温度を徐々に常温に上げて12時間撹拌する。生成された固体を濾過し、Hexaneで洗浄した後、真空下で乾燥して、2-methyl-4-(1-naphthyl)indenyl lithiumを得た。
2-methyl-4-(1-naphthyl)indenyl lithium(1.88g、2eq)トルエン13 mL、THF、3 mLにSiMe2Cl2(462 mg、1 eq)を-30℃でゆっくり添加し、温度を徐々に上げて55℃で12時間攪拌し、Dimethylbis {2-methyl-4-(1-naphthyl)indenyl)} silane 1.97g(97%)を得た。
Dimethylsilylbis {2-methyl-4-(1-naphthyl)indenyl)} dilithiumを利用して、製造例5-2と同じ方法で製造し、Me 2 Si{2-methyl-4-(1-naphthyl)indenyl} 2 ZrCl 2 を得た(収率94%)。
製造例7-1:リガンド化合物の製造
2-methyl-7-(2-naphthyl)indeneを利用して、製造例5-1と同じ方法で製造し、Dimethylbis {2-methyl-4-(2-naphthyl)indenyl)} silane(収率:51%)を得た。
製造例7-2:第2メタロセン化合物の製造
製造例7-1の化合物を用いて製造例5-2と同じ方法でMe 2 Si{2-methyl-4-(2-naphthyl)indenyl} 2 ZrCl 2 を得た(収率90%)。
上記実施例1乃至9及び比較例5乃至8の重合条件を表1に示す。
Claims (17)
- 下記化学式1で表される少なくとも1種以上の第1メタロセン化合物と、下記化学式2で表される少なくとも1種以上の第2メタロセン化合物及び少なくとも1種以上の助触媒化合物及び担体からなる触媒の存在下で、
α-オレフィン 系単量体からなる群から選択された少なくともいずれか1種以上の単量体とエチレンの重合によって製造され、密度が、0.940乃至0.970 g / cm3であり、MIが、0.1乃至10 g / 10minであり、MFRが、37乃至100であり、Izod衝撃強度が4乃至30 kJ / m2であり、BOCDI値が0.1乃至1であり、単峰分子量分布を有することを特徴とする高密度エチレン系重合体。
前記化学式1において、M1は、元素周期律表の4族遷移金属であり、X 1 、X 2 は、それぞれ独立して、ハロゲン原子のうちのいずれか1種であり、R 1 乃至R 12 は、それぞれ独立して、水素原子、置換又は非置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換又は非置換の炭素数6乃至20のアリール基、置換又は非置換の炭素数7乃至40のアルキルアリール基であり、互いに結合して環を形成することができ、R 1 乃至R 5 と結合するシクロペンタジエンと、R 6 乃至R 12 と結合するインデンは異なる構造を有する非対称構造であり、前記シクロペンタジエンと前記インデンが相互に接続されていないため、非架橋構造を形成し、
M2は、元素周期律表の4族遷移金属であり、X 3 、X 4 は、それぞれ独立して、ハロゲン原子のうちのいずれか1種であり、R 13 からR 18 は、それぞれ独立して、水素原子、置換又は非置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換又は非置換の炭素数6乃至20のアリール基、置換又は非置換の炭素数7乃至40のアルキルアリール基であり、互いに結合して環を形成することができ、R 21 乃至R 26 は、それぞれ独立して、水素原子、置換又は非置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換又は非置換の炭素数6乃至20のアリール基、置換又は非置換の炭素数7乃至40のアルキルアリール基であり、互いに結合して環を形成することができ、R 19 、R 20 は、それぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数1乃至20のアルキル基であり、互いに結合して環を形成することができ、R 13 乃至R 18 と結合するインデンとR 21 乃至R 26 と結合するインデンは、同一構造又は異なる構造であり得、前記R 13 乃至R 18 と結合するインデンとR 21 乃至R 26 と結合するインデンは、互いにSiと接続されているので、架橋構造を形成し、
前記第1メタロセン化合物は、下記化学式1-1乃至1-19で表される化合物からなる群から選択された少なくとも1種以上の化合物であり、
- 第1項において、
前記高密度エチレン系重合体のASTM D1693 に準拠して測定された耐環境応力亀裂において、5つの亀裂発生時間が、前記密度が0.950乃至0.960 g / cm3、前記MIが1.0乃至3 g / 10minの場合、16時間以上100時間以下であり、 前記密度が0.950乃至0.965 g / cm3、前記MIが6.0乃至7.0 g / 10minの場合、10時間以上80時間以下であり、前記密度が0.955乃至0.960 g / cm3、前記MIが8.0乃至9.0 g / 10minの場合、9時間以上75時間以下であることを特徴とする高密度エチレン系重合体。 - 第1項において、
前記α-オレフィン 系単量体は、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-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、 1-テトラデセン、1-ヘキサデセン及び1-アイトセンからなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする高密度エチレン系重合体。 - 第1項において、前記高密度エチレン系重合体が前記エチレン及び前記α-オレフィン 系単量体の共重合体は、前記のα-オレフィン 系単量体の含量が0.1乃至10重量%であることを特徴とする高密度エチレン系重合体。
- 第1項において、前記助触媒化合物は、下記化学式3乃至6で表される化合物のうち少なくとも1種以上の化合物を含むことを特徴とする高密度エチレン系重合体。
- 第5項において、前記化学式3で表される助触媒化合物は、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、及びブチルアルミノキサンからなる群から選択された少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする高密度エチレン系重合体。
- 第5項において、前記化学式4で表される助触媒化合物は、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、ジメチルクロロアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリシクロペンチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリイソペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、エチルジメチルアルミニウム、メチルジエチルアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、トリ-p-トリルアルミニウム、ジメチルアルミニウムメトキシド、ジメチルアルミニウムエトキシド、トリメチルボロン、トリエチルボロン、トリイソブチルボロン、トリプロピルボロン、トリブチルボロン、及びトリペンタフルオロフェニルボロンからなる群から選択された少なくとも一つ以上の化合物を含むことを特徴とする高密度エチレン系重合体。
- 第5項において、前記化学式5又は6で表される助触媒化合物は、それぞれ独立して、メチルジオクタデシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(フェニル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラキス(フェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(フェニル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラキス(フェニル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(p-トリル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(p-トリル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(o、p-ジメチルフェニル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラキス( o、p-ジメチルフェニル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(p-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラキス(p-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリ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)ボレート、ジ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)ボレート、トリフェニルホスホニウムテトラキス(フェニル)ボレート、トリメチルホスホニウムテトラキス(フェニル)ボレート、N、N-ジエチルアニリニウムテトラキス(フェニル)ボレート、N、N-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)ボレート、N、N-ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルボニウムテトラキス(p-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、トリエチルアンモニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、トリブチルアンモニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、トリメチルアンモニウムテトラキス(p-トリル)アルミネート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(p-トリル)アルミネート、トリエチルアンモニウムテトラキス(o、p-ジメチルフェニル)アルミネート、トリブチルアンモニウムテトラキス(p-トリフルオロメチルフェニル)アルミネート、トリメチルアンモニウムテトラキス(p-トリフルオロメチルフェニル)アルミネート、トリ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)アルミネート、N、N-ジエチルアニリニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、N、N-ジエチルアニリニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、N、N-ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、ジ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)アルミネート、トリフェニルホスホニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、トリメチルホスホニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、トリエチルアンモニウムテトラキス(フェニル)アルミネート、及びトリブチルアンモニウムテトラキス(フェニル)アルミネートからなる群から選択された少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする高密度エチレン系重合体。
- 第1項において、前記第1メタロセン化合物及び前記第2メタロセン化合物は、それぞれ独立して、中心金属の濃度が1 * 10-5乃至9* 10-5 mol / lであることを特徴とする高密度エチレン系重合体。
- 第1項において、前記第1メタロセン化合物及び前記第2メタロセン化合物の遷移金属の総質量と前記担体の質量比は、1:10乃至1:1000であり、前記第1メタロセン化合物の前記第2のメタロセン化合物の質量比は1:100乃至100:1であることを特徴とする高密度エチレン系重合体。
- 第5項において、前記化学式3及び4で表される助触媒化合物の前記担体の質量比は1:100乃至100:1であり、前記化学式5及び6に表される助触媒化合物の前記担体の質量比は、1:20乃至20:1であることを特徴とする高密度エチレン系重合体。
- 第1項において、前記担体は、シリカ、マグネシウム、及びアルミナからなる群から選択された少なくとも1種を含み、前記担体は、平均粒度が10乃至250ミクロンであり、微細気孔容積 は0.1乃至10cc / gであり、比表面積は1乃至1000 m2 / gであることを特徴とする高密度エチレン系重合体。
- 下記化学式1で表される少なくとも1種以上の第1メタロセン化合物、下記化学式2で表される少なくとも1種以上の第2メタロセン化合物、及び少なくとも1種以上の助触媒化合物の準備段階、それぞれ用意された前記第1メタロセン化合物、第2メタロセン化合物、及び前記助触媒化合物を0乃至100℃で5分乃至24時間攪拌して触媒混合物を製造する段階、担体及び溶媒が存在する反応器に、前記触媒の混合物を添加して0乃至100℃で3分乃至48時間攪拌して担持された触媒組成物を製造する段階、前記担持された触媒組成物を沈殿反応させて上澄み液を分離する段階、
分離された上澄み液を除去し、残った触媒組成物沈殿を溶媒で洗浄する段階、洗浄された触媒組成物沈殿を20乃至200℃で1時間から48時間、真空乾燥して混成担持触媒を製造する段階、オートクレーブ反応器又は気相重合反応器に、前記混成担持触媒とα-オレフィン からなる群から選択された少なくとも一つ以上のα-オレフィン 単量体とエチレンを投入し、温度は、60乃至100℃、圧力は10乃至20 barの環境で第1項による高密度エチレン系重合体を重合する段階を含むことを特徴とする高密度エチレン系重合体の製造方法。
前記第1メタロセン化合物は、下記化学式1-1乃至1-19で表される化合物からなる群から選択された少なくとも1種以上の化合物であり、
- 第13項において、前記助触媒化合物は、下記化学式3乃至6で表される化合物のうち少なくとも1種以上の化合物を含むことを特徴とする高密度エチレン系重合体の製造方法。
前記化学式4において、A1は、アルミニウム又はボロンであり、R28は、ハロゲン原子、炭素数1乃至20の炭化水素基、炭素数1乃至20のハロゲン置換の炭化水素基又は炭素数1乃至20のアルコキシ基であり、
- 第13項において、前記溶媒は、ペンタン、トルエン、ベンゼン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトン、及び酢酸エチルからなる群から選択された少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする高密度エチレン系重合体の製造方法。
- 第13項において、前記第1メタロセン化合物及び第2メタロセン化合物は、それぞれ独立して、中心金属の濃度が1 * 10-5乃至9* 10-5 mol / lであることを特徴とする高密度エチレン系重合体の製造方法。
- 第13項において、前記α-オレフィン 単量体は、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-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1 - テトラデセン、1-ヘキサデセン、及び1- アイトセンからなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする高密度エチレン系重合体の製造方法。
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