JP7228447B2 - エチレン重合用固体状チタン触媒成分の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、エチレン重合用固体状チタン触媒成分の製造方法に関する。
ホモポリエチレン、直鎖状低密度エチレン重合体(LLDPE)などのエチレン重合体は、透明性および機械的強度に優れ、フィルムなどとして広く利用されている。このようなエチレン重合体の製造方法は、従来から種々知られている。重合用触媒として、チタン、マグネシウム、ハロゲンおよび任意成分としての電子供与体を含有するチタン触媒成分を含む固体状チタン触媒を用いると、エチレン重合体を高い重合活性で製造しうることが知られている(例えば、特許文献1および2参照)。
エチレン重合体の製造において、エチレンをより一層高い活性で重合させることができれば、生産性が向上するだけでなく、重合体当りの触媒残渣、特にハロゲン量が低減されるので、成形時の金型発錆などの問題点を解消することもできる。したがって、エチレンをより一層高い活性で重合させることができるチタン触媒成分が望まれている。
また、エチレンを重合させて得られる重合体は、スラリー法、気相法などにかかわらず、通常はパウダー状で得られる。この際、微粉末量が少なく粒度分布が狭いエチレン重合体であることが望ましい。またポリマーの嵩密度や、このように粒子性状に優れたエチレン重合体は、用途によってはペレタイズせずそのままで使用することができるなどの種々の利点を有している。
また、透明性および機械的強度に優れたフィルムを得るために、多段重合により分子量分布を広げる方法が知られている。通常、分子量は水素を添加することで調節されるが、水素量を高め低分子量部を製造する際に活性が低下する傾向がある。すなわち、少ない水素量で分子量調節が可能な触媒は、多段重合においても活性の面で有利である。したがって、水素応答性と呼ばれる水素による分子量制御性に優れたエチレン重合用触媒が望まれている。
特開平9-328514号公報 特開平10-53612号公報
さらに、粒子性状などの従来の触媒の機能を保持しつつ、得られるエチレン重合体において低分子量成分含有率を少なくできる(すなわち、分子量分布が比較的狭く、例えばフィルムなどに加工した場合のべたつき等を抑制できる)などの改良された機能を持つ触媒が求められる場合がある。また、粒度分布の広い触媒では、ポリマー濃度の高い条件では、生成する重合体の微粉や粗粒による配管閉塞などのリスクが有り、生産がし難いと言われている。即ちロードアップ生産が難しい傾向がある。(このリスクは、小試験の重合試験の結果からは、重合条件によっては微粉の静電気などによる凝集や他の粒子への付着で、微粉の存在を認識し難い場合がある。)この為、今後は粒度分布の狭い触媒が求められる傾向があると考えられる。
本発明者らの検討によれば、従来の方法において、例えば、得られるエチレン重合体の分子量分布をやや狭くする機能を持つジエーテル化合物などを電子供与体として用いると、粒子性状が必ずしも充分とは言えない場合があることが分かってきた。一方、特定の液状マグネシウム化合物を用いると、従来の方法で液状チタン化合物と接触させる際に使用していた電子供与体は少量または使用量ゼロでも優れた粒子性状を実現できることを見出した。
したがって、本発明の課題は、優れた粒子性状と、低分子量成分の低減などの機能とをバランス良く有するエチレン重合用固体状触媒成分の製造方法を提供することにある。
この際、エチレンを高活性で重合させることができ、水素応答性にも優れ、良好な粒子性状を有するエチレン重合体を製造する性能も併せ持つことが好ましい。
本発明者らは、前記課題を解決するために検討した。その結果、下記製造方法により前記課題を解決できるエチレン重合用固体状チタン触媒成分が得られることを見出し、本発明を完成した。
本発明は、例えば以下の[1]~[7]に関する。
[1](1)マグネシウム化合物と炭素数1~5の電子供与体(a)と炭素数6~30の電子供与体(b)とを含む液状マグネシウム化合物(A)と、液状チタン化合物(C)とを、電子供与体(B1)を用いずに、または電子供与体(B1)を用いる場合は電子供与体(B1)の存在下に、液状マグネシウム化合物(A)に含まれるマグネシウム原子(Mg)と電子供与体(B1)とのモル比[(B1)/(Mg)]が0.04以下であり、-30~50℃の条件で接触させて、接触物を得る工程;ならびに(2)前記接触物と、電子供与体(B2)とを、前記接触物に含まれるマグネシウム原子(AC)と電子供与体(B2)とのモル比[(B2)/(AC)]が0.05~0.19であり、85~135℃の条件で、接触させる工程;を有する、チタン、マグネシウムおよびハロゲンを含有するエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法。
[2]前記電子供与体(a)の使用量と前記電子供与体(b)の使用量とのモル比[(a)/(b)]が1未満であり、かつ、前記電子供与体(a)、前記電子供与体(b)、前記電子供与体(B1)および前記電子供与体(B2)が、環状エーテル化合物を除くヘテロ原子含有化合物である前記[1]に記載のエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法。
[3]前記電子供与体(a)が炭素数1~5のアルコールであり、前記電子供与体(b)が炭素数6~12のアルコールである前記[1]または[2]に記載のエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法。
[4]前記電子供与体(B1)および/または(B2)が、ポリエーテル類を含む前記[1]~[3]の何れかに記載のエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法。
[5]前記電子供与体(B1)および/または(B2)が、下記式(b1)に示す化合物を含む前記[4]に記載のエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法。
Figure 0007228447000001
[式(b1)中、mは1~10の整数であり、R11、R12、R31~R36は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素、水素、酸素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、窒素、硫黄、リン、ホウ素およびケイ素から選択される少なくとも1種の元素を有する置換基である。任意のR11、R12、R31~R36は共同してベンゼン環以外の環を形成していてもよく、主鎖中に炭素以外の原子が含まれていてもよい。]
[6]前記[1]~[5]の何れかに記載の製造方法で得られたエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)と、有機金属化合物触媒成分(II)とを含むエチレン重合用触媒。
[7]前記[6]に記載のエチレン重合用触媒の存在下に、エチレンの単独重合、またはエチレンと他のオレフィンとの共重合を行う、エチレンの重合方法。
本発明によれば、優れた粒子性状と、低分子量成分の低減などの機能とをバランス良く有するエチレン重合用固体状チタン触媒成分の製造方法を提供するができる。例えば、電子供与体としてジエーテル化合物などを用いる場合、従来法では粒子性状が充分ではなかったが、本発明では良粒子性状で分子量分布を狭くできる触媒成分が得られる。
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
本発明において「重合」という語は、単独重合のみならず共重合を包含した意味で用いられることがあり、また「重合体」という語は、単独重合体のみならず共重合体を包含した意味で用いられることがある。
[エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法]
本発明のエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法は、
(1)マグネシウム化合物と炭素数1~5の電子供与体(a)と炭素数6~30の電子供与体(b)とを含む液状マグネシウム化合物(A)と、
液状チタン化合物(C)とを、
電子供与体(B1)を用いずに、または電子供与体(B1)を用いる場合は電子供与体(B1)の存在下に、液状マグネシウム化合物(A)に含まれるマグネシウム原子(Mg)と電子供与体(B1)とのモル比[(B1)/(Mg)]が0.04以下であり、-30~50℃の条件で接触させて、接触物を得る工程;ならびに
(2)前記接触物と、電子供与体(B2)とを、前記接触物に含まれるマグネシウム原子(AC)と電子供与体(B2)とのモル比[(B2)/(AC)]が0.05~0.19であり、85~135℃の条件で、接触させる工程;
を有する。
本発明の製造方法で得られるエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)(以下「チタン触媒成分(I)」ともいう)は、チタン、マグネシウムおよびハロゲンを含有する。チタン触媒成分(I)は、水素応答性に優れ、当該成分(I)を用いることで、分子量分布がやや狭く、溶媒可溶性成分の生成が少なく、粒子形状が従来のものより優れたエチレン重合体を得やすくなる傾向がある。
以下の説明において、工程(1)で用いることができる電子供与体(B1)および工程(2)で用いられる電子供与体(B2)を総称して「電子供与体(B)」ともいう。なお、工程(1)で電子供与体(B1)を用いる場合、工程(1)で使用される電子供与体(B1)と、工程(2)で使用される電子供与体(B2)とは、同一でも異なってもよい。
以下、各工程について説明する。各工程で使用する各成分については後述する。
<工程(1)>
工程(1)では、液状マグネシウム化合物(A)と液状チタン化合物(C)とを、電子供与体(B1)を用いずに接触させて、または電子供与体(B1)を用いる場合は電子供与体(B1)の存在下に接触させて、接触物を得る。
電子供与体(B1)の存在下に前記接触を行う場合、工程(1)において液状マグネシウム化合物(A)に含まれるマグネシウム原子(Mg)と電子供与体(B1)とのモル比[(B1)/(Mg)]は0.04以下であり、好ましくは0.03以下、より好ましくは0.02以下である。
得られる固体状チタン触媒成分の粒子モルフォロジーの観点から、工程(1)では電子供与体(B1)を用いないか、あるいは電子供与体(B1)を用いるとしても前記モル比とすることが好ましい。
工程(1)において液状マグネシウム化合物(A)に含まれるマグネシウム原子(Mg)1モルに対する液状チタン化合物(C)の使用量は、好ましくは0.1~100モル、より好ましくは0.5~80モル、さらに好ましくは1~70モル、特に好ましくは5~70モルである。
工程(1)において前記接触時の温度は-30~50℃であり、好ましくは-25~45℃、より好ましくは-20~40℃である。得られる固体状チタン触媒成分の粒子モルフォロジーの観点から、前記温度で接触を行うことが好ましい。
電子供与体(B1)を用いずにまたは電子供与体(B1)の存在下に液状マグネシウム化合物(A)と液状チタン化合物(C)とを接触させる方法としては、例えば、下記(P-1)~(P-4)の方法が挙げられる。
(P-1)液状マグネシウム化合物(A)と液状チタン化合物(C)とを接触させて接触物を得る方法。この際、液状チタン化合物(C)による接触は複数回に分けて行ってもよい。
(P-2)液状マグネシウム化合物(A)および電子供与体(B1)の混合物と、液状チタン化合物(C)とを接触させて接触物を得る方法。この際、液状チタン化合物(C)による接触は複数回に分けて行ってもよい。
(P-3)液状マグネシウム化合物(A)と、電子供与体(B1)および液状チタン化合物(C)の混合物とを接触させて接触物を得る方法。この際、前記混合物による接触は複数回に分けて行ってもよい。
(P-4)液状マグネシウム化合物(A)と電子供与体(B1)と液状チタン化合物(C)とを同時に接触させて接触物を得る方法。
電子供与体(B1)を用いる場合は、上記方法の中でも、(P-2)の方法、特に、液状マグネシウム化合物(A)と電子供与体(B1)とを予め混合した液体として使用する方法によると、得られる固体状チタン触媒成分の粒子性状が良く(不定形の粒子や微粒子が生成し難い)、濾過やデカンテーションによる精製工程が順調に進むため、生産性、ハンドリング性の面から好ましい。
<工程(2)>
工程(2)では、工程(1)で得られた前記接触物と電子供与体(B2)とを、前記接触物に含まれるマグネシウム原子(AC)と電子供与体(B2)とのモル比[(B2)/(AC)]が0.05~0.19であり、85~135℃の条件で、接触させる。
工程(2)において前記接触物に含まれるマグネシウム原子(AC)、および工程(2)で使用される電子供与体(B2)のモル比[(B2)/(AC)]は0.05~0.19であり、好ましくは0.06~0.185、より好ましくは0.07~0.18である。低分子量成分の低減などの機能発現の観点から、前記モル比で電子供与体(B2)を用いることが好ましい。
本発明者らの検討によって、工程(1)では特定の電子供与体(B1)を相当量用いる態様では粒度分布が改善されない場合があることが分かってきた。一方で、工程(2)の条件下で電子供与体(B2)を用いると、粒度分布への悪影響が抑制され、前記の分子量分布などの好適な機能が付与できる傾向があることが判明した。
工程(2)において前記接触時の温度は85~135℃であり、好ましくは90~130℃、より好ましくは95~125℃である。高温で電子供与体を加える方が、粒子性状への影響が少なく、所望の性能を付与できると考えられることから、前記温度で接触を行うことが好ましい。
工程(2)において、電子供与体(B2)による接触は複数回に分けて行ってもよい。
<チタン触媒成分(I)>
本発明のチタン触媒成分(I)に含まれるハロゲン/チタン(原子比)は、通常は2~100、好ましくは4~90である。本発明のチタン触媒成分(I)に含まれるマグネシウム/チタン(原子比)は、通常は1~100、好ましくは1~50である。
本発明のチタン触媒成分(I)に含まれる、電子供与体(B)、電子供与体(a)または電子供与体(b)と、チタン原子とのモル比(電子供与体/Ti)は、通常は0~100、好ましくは0.01~10、より好ましくは0.2~10である。電子供与体(B)は、前述した電子供与体(B1)および(B2)を包含する。
以下、本発明の製造方法で用いる各成分について説明する。
<液状マグネシウム化合物(A)>
液状マグネシウム化合物(A)は、マグネシウム化合物と炭素数1~5の電子供与体(a)と炭素数6~30の電子供与体(b)とを含む。これら特定の電子供与体を含む液状マグネシウム化合物(A)であれば、当該化合物(A)と液状チタン化合物(C)とを接触させる工程(1)において、電子供与体(凝集剤)の使用量が少量または使用量ゼロでも優れた粒子性状の粒子を形成することができる。
液状マグネシウム化合物(A)を得る方法は、公知のマグネシウム化合物、電子供与体(a)および電子供与体(b)を、好ましくは液状炭化水素媒体の存在下に接触させ、液状とする方法を代表例として挙げられる。
マグネシウム化合物としては、例えば、特開昭58-83006号公報、特開昭56-811号公報に記載されているマグネシウム化合物が挙げられる。マグネシウム化合物としては、溶媒可溶性マグネシウム化合物が特に好ましい。
マグネシウム化合物としては、具体的には、
塩化マグネシウム、臭化マグネシウムなどのハロゲン化マグネシウム;
メトキシ塩化マグネシウム、エトキシ塩化マグネシウムなどのアルコキシマグネシウムハライド;
フェノキシ塩化マグネシウムなどのアリーロキシマグネシウムハライド;
エトキシマグネシウム、イソプロポキシマグネシウム、ブトキシマグネシウム、2-エチルヘキソキシマグネシウムなどのアルコキシマグネシウム;
フェノキシマグネシウムなどのアリーロキシマグネシウム;
ステアリン酸マグネシウムなどのマグネシウムのカルボン酸塩などの還元能を有しないマグネシウム化合物が挙げられる。
マグネシウム化合物としては、また、有機マグネシウム化合物やグリニャール試薬に代表される有機ハロゲン化マグネシウム化合物も挙げられる。
マグネシウム化合物は1種または2種以上用いることができる。また、マグネシウム化合物は、他の金属との錯化合物、複化合物または他の金属化合物との混合物であってもよい。
これらの中では、塩化マグネシウムなどのハロゲン化マグネシウムが好ましく、また、エトキシマグネシウムなどのアルコキシマグネシウムも好ましい。また、グリニャール試薬などの還元能を有する有機マグネシウム化合物を、ハロゲン化チタン、ハロゲン化珪素またはハロゲン化アルコールなどと接触させて用いてもよい。
炭素数1~5の電子供与体(a)としては、例えば、前記炭素数の規定を満たす、アルコール、アルデヒド、アミン、カルボン酸が挙げられる。
前記アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、n-ペンタノール、エチレングリコールが挙げられる。これらの中では、炭素数1~3のアルコールが好ましく、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノールがより好ましく、エタノールがさらに好ましい。
前記アルデヒドとしては、例えば、エタナール(アセトアルデヒド)、プロパナール、n-ブタナール、n-ペンタナールが挙げられる。
前記アミンとしては、例えば、エチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、ジエチルメチルアミンが挙げられる。
前記カルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸が挙げられる。
電子供与体(a)としては、炭素数1~5のアルコールが特に好ましい。
電子供与体(a)は1種または2種以上用いることができる。
電子供与体(a)は、一般的に、後述する有機金属化合物触媒成分(II)との反応性が高く、触媒活性の発現が早いため、電子供与体(a)を用いることにより、エチレンの重合活性が高い触媒が得られることが多い。
炭素数6~30の電子供与体(b)としては、例えば、前記炭素数の規定を満たす、アルコール、アルデヒド、アミン、カルボン酸が挙げられる。電子供与体(b)の炭素数は、6~20が好ましい。
前記アルコールとしては、例えば、
ヘキサノール、2-メチルペンタノール、2-エチルブタノール、n-ヘプタノール、n-オクタノール、2-エチルヘキサノール、デカノール、ドデカノールなどの脂肪族アルコール;
シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノールなどの脂環族アルコール;
ベンジルアルコール、メチルベンジルアルコールなどの芳香族アルコール;
n-ブチルセルソルブなどのアルコキシ基含有脂肪族アルコール;
が挙げられる。
前記アルコールの中でも、脂肪族アルコールが好ましく、ヘキサノール、2-エチルヘキサノール、デカノール、ドデカノールがより好ましく、2-エチルヘキサノールがさらに好ましい。
前記アルデヒドとしては、例えば、カプリックアルデヒド、2-エチルヘキシルアルデヒドなどの炭素数7以上のアルデヒドが挙げられる。
前記アミンとしては、例えば、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、ラウリルアミン、2-エチルヘキシルアミンなどの炭素数6~30のアミンが挙げられる。
前記カルボン酸としては、例えば、カプリル酸、2-エチルヘキサノイック酸などの炭素数6~30の有機カルボン酸が挙げられる。
電子供与体(b)は、マグネシウム化合物を少ない量(モル単位)で可溶化させることができる傾向がある。
電子供与体(b)としては、炭素数6~12のアルコールが特に好ましい。
電子供与体(b)は1種または2種以上用いることができる。
電子供与体(a)および電子供与体(b)の組合せとしては、両方ともアルコールであることが好ましく、前記電子供与体(a)が炭素数1~5のアルコールであり、前記電子供与体(b)が炭素数6~12のアルコールであることがより好ましい。
液状マグネシウム化合物(A)を調製する際のマグネシウム化合物、電子供与体(a)および電子供与体(b)の使用量については、その種類、接触条件などによっても異なる。例えば、マグネシウム化合物1モルに対して、電子供与体(a)は通常0.1~20モル、好ましくは0.2~10モル、より好ましくは0.2~8モルである。また、マグネシウム化合物1モルに対して、電子供与体(b)は通常0.5~20モル、好ましくは1~10モル、より好ましくは1~5モルである。電子供与体(a)および電子供与体(b)の合計は、マグネシウム化合物1モルに対して、通常1.1~25モル、好ましくは1.5~10モル、より好ましくは2~5モルである。
電子供与体(a)は電子供与体(b)に比して少ない量で用いられることが好ましい。具体的には、電子供与体(a)の使用量と電子供与体(b)の使用量とのモル比[(a)/(b)]が、好ましくは1未満、より好ましくは0.8未満、さらに好ましくは0.6未満、特に好ましくは0.5未満、殊に好ましくは0.4未満である。電子供与体(a)および電子供与体(b)の使用量比が上記範囲にあると、マグネシウム化合物を容易に可溶化できる傾向にある。電子供与体(a)、電子供与体(b)、電子供与体(B1)および電子供与体(B2)は、環状エーテル化号物を除くヘテロ原子含有化合物であることが好ましい。
粒子性状に優れた触媒粒子を得るには、溶媒可溶性マグネシウム化合物を用いると有利である。また、高活性な固体状チタン触媒成分を得るには、前述の通り電子供与体(a)を用いることが好ましい。本発明では、電子供与体(b)と電子供与体(a)とを併用しても、エチレン重合で高活性を示す効果を損なうことなく、粒子性状に優れた固体状チタン触媒成分を得ることができる。
液状マグネシウム化合物(A)の調製は、液状炭化水素媒体中で行うことが好ましい。液状炭化水素媒体としては、例えば、ヘプタン、オクタン、デカンなどの炭化水素化合物が挙げられる。液状炭化水素媒体中のマグネシウム濃度が好ましくは0.1~20モル/リットル、より好ましくは0.5~5モル/リットルとなる量で、マグネシウム化合物を用いることができる。
液状マグネシウム化合物(A)は、例えば、ヘプタン、オクタン、デカンなどの公知の液状炭化水素媒体に溶解させた状態であってもよい。
<電子供与体(B)>
以下、電子供与体(B1)および(B2)をまとめて電子供与体(B)を説明する。
チタン触媒成分(I)の製造に用いられる電子供与体(B)としては、例えば、特開昭58-83006号公報、特開昭56-811号公報、特許第5374498号などに記載された、α-オレフィンの重合用固体状チタン触媒成分の調製に用いられる電子供与体が好ましい例として挙げられる。
≪ポリエール類≫
上記電子供与体の中でも、本発明においては、ポリエーテル類が好ましい電子供与体である場合が多い。ポリエーテル類は、例えば、複数の原子を介して存在する2個以上のエーテル結合を有する化合物である。
上記ポリエーテル類としては、例えば、エーテル結合間に存在する原子が、炭素、ケイ素、酸素、窒素、イオウ、リン、ホウ素、またはこれらから選択される2種以上である化合物が挙げられる。これらの中でも、エーテル結合間の原子に比較的嵩高い置換基が結合しており、2個以上のエーテル結合間に存在する原子に複数の炭素原子が含まれた化合物が好ましい。例えば、式(b1)に示す化合物が好ましい。
Figure 0007228447000002
式(b1)中、mは1~10の整数、好ましくは3~10の整数、より好ましくは3~5の整数である。R11、R12、R31~R36は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素、水素、酸素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、窒素、硫黄、リン、ホウ素およびケイ素から選択される少なくとも1種の元素を有する置換基である。
11およびR12は、それぞれ独立に、好ましくは炭素数1~10の炭化水素基であり、より好ましくは炭素数2~6の炭化水素基である。前記炭化水素基としては、例えば、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、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、デシル基などのアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;シクロヘキシルメチルなどのシクロヘキシルアルキル基が挙げられ、好ましくはエチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基である。
mが2以上の整数の場合、少なくとも1つの-C(R11)(R12)-のR11およびR12は、好ましくは前記炭化水素基である。この場合、他の-C(R11)(R12)-のR11およびR12は、例えば水素原子であってもよい。
31~R36は、それぞれ独立に、好ましくは水素原子または炭素数1~6の炭化水素基であり、より好ましくは水素原子、またはメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基などのアルキル基であり、さらに好ましくは水素原子またはメチル基である。
任意のR11、R12、R31~R36、好ましくはR11、R12は、共同してベンゼン環以外の環を形成していてもよく、主鎖中に炭素以外の原子が含まれていてもよい。
ポリエーテル類としては、例えば、
2,2-ジシクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ジエチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ジプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ジブチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-メチル-2-プロピル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-メチル-2-エチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-メチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-メチル-2-シクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ビス(2-シクロヘキシルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、
2-メチル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-メチル-2-(2-エチルヘキシル)-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ジイソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ビス(シクロヘキシルメチル)-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ジイソブチル-1,3-ジエトキシプロパン、
2,2-ジイソブチル-1,3-ジブトキシプロパン、
2-イソブチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ジ-s-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ジ-t-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ジネオペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-イソプロピル-2-イソペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2-シクロヘキシル-2-シクロヘキシルメチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,3-ジシクロヘキシル-1,4-ジエトキシブタン、
2,3-ジイソプロピル-1,4-ジエトキシブタン、
2,4-ジイソプロピル-1,5-ジメトキシペンタン、
2,4-ジイソブチル-1,5-ジメトキシペンタン、
2,4-ジイソアミル-1,5-ジメトキシペンタン、
3-メトキシメチルテトラヒドロフラン、
3-メトキシメチルジオキサン、
1,2-ジイソブトキシプロパン、
1,2-ジイソブトキシエタン、
1,3-ジイソアミロキシエタン、
1,3-ジイソアミロキシプロパン、
1,3-ジイソネオペンチロキシエタン、
1,3-ジネオペンチロキシプロパン、
2,2-テトラメチレン-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ペンタメチレン-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ヘキサメチレン-1,3-ジメトキシプロパン、
1,2-ビス(メトキシメチル)シクロヘキサン、
2-シクロヘキシル-2-エトキシメチル-1,3-ジエトキシプロパン、
2-シクロヘキシル-2-メトキシメチル-1,3-ジメトキシプロパン、
2,2-ジイソブチル-1,3-ジメトキシシクロヘキサン、
2-イソプロピル-2-イソアミル-1,3-ジメトキシシクロヘキサン、
2-シクロヘキシル-2-メトキシメチル-1,3-ジメトキシシクロヘキサン、
2-イソプロピル-2-メトキシメチル-1,3-ジメトキシシクロヘキサン、
2-イソブチル-2-メトキシメチル-1,3-ジメトキシシクロヘキサン、
2-シクロヘキシル-2-エトキシメチル-1,3-ジエトキシシクロヘキサン、
2-シクロヘキシル-2-エトキシメチル-1,3-ジメトキシシクロヘキサン、
2-イソプロピル-2-エトキシメチル-1,3-ジエトキシシクロヘキサン、
2-イソプロピル-2-エトキシメチル-1,3-ジメトキシシクロヘキサン、
2-イソブチル-2-エトキシメチル-1,3-ジエトキシシクロヘキサン、
2-イソブチル-2-エトキシメチル-1,3-ジメトキシシクロヘキサン
が挙げられる。
これらの中でも、1,3-ジエーテル類が好ましく、2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジイソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-イソプロピル-2-イソペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジシクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(シクロヘキシルメチル)-1,3-ジメトキシプロパンがより好ましい。
≪複数のカルボン酸エステル基を有する化合物≫
その他の電子供与体(B)の例としては、例えば、ジカルボン酸エステル化合物などの複数のカルボン酸エステル基を有する化合物が挙げられ、具体的には、式(b2)に示す化合物が挙げられる。式(b2)に示す化合物を用いると、主として得られるエチレン重合体の粒子性状の制御に優れる場合がある。
Figure 0007228447000003
式(b2)中、Caは炭素原子を表す。式(b2)の骨格中の炭素間結合は、すべてが単結合であることが好ましいが、骨格中の、Ca-Ca結合以外のいずれかの炭素間結合は、二重結合に置き換えられていてもよい。
2およびR3はそれぞれ独立にCOOR1またはRであり、R2およびR3のうち少なくとも1つはCOOR1である。
複数個あるR1は、それぞれ独立に、炭素数1~20、好ましくは炭素数1~10、より好ましくは炭素数1~8、特に好ましくは炭素数2~3の1価の炭化水素基である。前記炭化水素基としては、例えば、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、ネオペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、エイコシル基などのアルキル基が挙げられ、好ましくはメチル基、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、ネオペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、デシル基であり、より好ましくはメチル基、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、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基であり、さらに好ましくはエチル基、n-プロピル基、イソプロピル基である。
複数個あるRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の炭化水素基、ハロゲン原子、窒素含有基、酸素含有基、リン含有基、ハロゲン含有基およびケイ素含有基から選ばれる原子または基である。
水素原子以外のRとしては、これらの中でも炭素数1~20の炭化水素基が好ましく、より好ましくは炭素数1~10の炭化水素基である。前記炭化水素基として、例えば、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、sec-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、オクチル基、ビニル基などの脂肪族炭化水素基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの脂環族炭化水素基;フェニル基などの芳香族炭化水素基が挙げられ、好ましくは脂肪族炭化水素基であり、より好ましくはエチル基、n-プロピル基、イソプロピル基である。
Rが上記基である場合、後述する低分子量等に由来する溶媒可溶性成分の生成を抑制できるだけでなく、粒子性状にも優れている面で好ましい。
複数個あるRのうちの少なくとも2個が互いに結合して環を形成していてもよく、Rが互いに結合して形成される環の骨格中には二重結合やヘテロ原子が含まれていてもよく、当該環の骨格中に、COOR1が結合したCaを2つ以上含む場合は、当該環の骨格をなす炭素原子の数は通常5~10である。
COOR1でないR2およびR3としては、好ましくは水素原子または炭素数1~20の炭化水素基である。これらの中でも、水素原子;イソプロピル基、sec-ブチル基、2-ペンチル基、3-ペンチル基などの2級アルキル基;シクロヘキシル基、シクロペンチル基などのシクロアルキル基;シクロヘキシルメチル基などのシクロアルキル置換アルキル基が好ましい。COOR1でないR2およびR3の少なくとも1つは水素原子であることが好ましい。
式(b2)に示す化合物としては、例えば、
2,3-ビス(2-エチルブチル)コハク酸ジエチル、
2,3-ジベンジルコハク酸ジエチル、
2,3-ジイソプロピルコハク酸ジエチル、
2,3-ジイソプロピルコハク酸ジイソブチル、
2,3-ビス(シクロヘキシルメチル)コハク酸ジエチル、
2,3-ジイソブチルコハク酸ジエチル、
2,3-ジネオペンチルコハク酸ジエチル、
2,3-ジシクロペンチルコハク酸ジエチル、
2,3-ジシクロヘキシルコハク酸ジエチルの(S,R)(S,R)形態の純粋、または任意にラセミの形態での、混合物である。これらのジカルボン酸エステル化合物を用いると、得られるエチレン重合体の分子量および分子量分布の制御に優れる点で好ましい。
その他の例としては、
sec-ブチルコハク酸ジエチル、
テキシルコハク酸ジエチル、
シクロプロピルコハク酸ジエチル、
ノルボルニルコハク酸ジエチル、
(10-)ペルヒドロナフチルコハク酸ジエチル、
トリメチルシリルコハク酸ジエチル、
メトキシコハク酸ジエチル、
p-メトキシフェニルコハク酸ジエチル、
p-クロロフェニルコハク酸ジエチル、
フェニルコハク酸ジエチル、
シクロヘキシルコハク酸ジエチル、
ベンジルコハク酸ジエチル、
(シクロヘキシルメチル)コハク酸ジエチル、
t-ブチルコハク酸ジエチル、
イソブチルコハク酸ジエチル、
イソプロピルコハク酸ジエチル、
ネオペンチルコハク酸ジエチル、
2,2-ジメチルコハク酸ジエチル、
2-エチル-2-メチルコハク酸ジエチル、
2-ベンジル-2-イソプロピルコハク酸ジエチル、
2-(シクロヘキシルメチル)-2-イソブチルコハク酸ジエチル、
2-シクロペンチル-2-n-プロピルコハク酸ジエチル、
2,2-ジイソブチルコハク酸ジエチル、
2-シクロヘキシル-2-エチルコハク酸ジエチル、
2-イソプロピル-2-メチルコハク酸ジエチル、
2,2-ジイソプロピルコハク酸ジエチル、
2-イソブチル-2-エチルコハク酸ジエチル、
2-(1,1,1-トリフルオロ-2-プロピル)-2-メチルコハク酸ジエチル、
2-イソペンチル-2-イソブチルコハク酸ジエチル、
2-フェニル-2-n-ブチルコハク酸ジエチル、
2,2-ジメチルコハク酸ジイソブチル、
2-エチル-2-メチルコハク酸ジイソブチル、
2-ベンジル-2-イソプロピルコハク酸ジイソブチル、
2-(シクロヘキシルメチル)-2-イソブチルコハク酸ジイソブチル、
2-シクロペンチル-2-n-プロピルコハク酸ジイソブチル、
シクロブタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3-メチルシクロブタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル
が挙げられる。
式(b2)の中でR基同士が結合して環状構造を形成した化合物の好適な例としては、式(b3)に示す化合物が挙げられる。
Figure 0007228447000004
式(b3)中、nは5~10の整数、好ましくは5~8の整数、より好ましくは5~7の整数、さらに好ましくは6である。CaおよびCbは炭素原子を表す。式(b3)の環状骨格中の炭素間結合は、すべてが単結合であることが好ましいが、環状骨格中の、Ca-Ca結合、およびR3が水素原子である場合のCa-Cb結合以外のいずれかの炭素間結合は、二重結合に置き換えられていてもよい。
2およびR3はそれぞれ独立にCOOR1またはR'であり、R2およびR3のうち少なくとも1つはCOOR1である。R2がCOOR1であり、R3がR'であることが好ましい。
複数個あるR1は、それぞれ独立に、炭素数1~20、好ましくは炭素数1~10、より好ましくは炭素数1~8、特に好ましくは炭素数2~3の1価の炭化水素基であり、具体例および好適例は式(b2)に示す化合物のR1における炭化水素基と同様である。
式(b3)中、Aは、式(g)に示す2価の基、または酸素原子を除くヘテロ原子であり、式(g)に示す2価の基が好ましく、Ca、CbおよびAで形成される環は環状炭素構造であることが好ましく、環状構造が炭素のみによって構成される飽和脂環族構造であることが特に好ましい。
Figure 0007228447000005
式(b3)および(g)中の複数個あるR'は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の炭化水素基、ハロゲン原子、窒素含有基、酸素含有基、リン含有基、ハロゲン含有基およびケイ素含有基から選ばれる原子または基である。
水素原子以外のR'としては、これらの中でも炭素数1~20の炭化水素基が好ましく、より好ましくは炭素数1~10の炭化水素基であり、具体例および好適例は式(b2)に示す化合物のRにおける炭化水素基と同様である。
R'が上記基である場合、後述する低分子量等に由来する溶媒可溶性成分の生成を抑制できるだけでなく、粒子性状にも優れている面で好ましい。
またR'は、互いに結合して環を形成していてもよく、R'が互いに結合して形成される環の骨格中には二重結合や酸素を除くヘテロ原子が含まれていてもよく、当該環の骨格中に、COOR1が結合したCaを2つ以上含む場合は、当該環の骨格をなす炭素原子の数は通常5~10である。このような環の骨格としては、例えば、ノルボルナン骨格、テトラシクロドデカン骨格が挙げられる。
また複数個あるR'は、カルボン酸エステル基、アルコキシ基、シロキシ基、アルデヒド基やアセチル基などのカルボニル構造含有基であってもよい。
R'としては、好ましくは水素原子または炭素数1~20の炭化水素基である。
式(b3)に示す化合物としては、例えば、
シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
シクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸ジエチル、
シクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸ジn-プロピル、
シクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸ジイソプロピル、
3-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
4-メチルシクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸ジエチル、
4-メチルシクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸ジn-プロピル、
4-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
4-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
4-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
5-メチルシクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸ジエチル、
5-メチルシクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸ジn-プロピル、
5-メチルシクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸ジイソプロピル、
3,4-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3,4-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3,4-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
3,6-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3,6-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3,6-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
3-ヘキシルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3-ヘキシルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3,6-ジヘキシルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3-ヘキシル6-ペンチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
シクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
シクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
シクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
シクロペンタン-1,3-ジカルボン酸ジエチル、
シクロペンタン-1,3-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3-メチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3-メチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3-メチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
4-メチルシクロペンタン-1,3-ジカルボン酸ジエチル、
4-メチルシクロペンタン-1,3-ジカルボン酸ジn-プロピル、
4-メチルシクロペンタン-1,3-ジカルボン酸ジイソプロピル、
4-メチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
4-メチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
4-メチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
5-メチルシクロペンタン-1,3-ジカルボン酸ジエチル、
5-メチルシクロペンタン-1,3-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3,4-ジメチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3,4-ジメチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3,4-ジメチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
3,5-ジメチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3,5-ジメチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3,5-ジメチルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
3-ヘキシルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3,5-ジヘキシルシクロペンタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
シクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
シクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
シクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
シクロヘプタン-1,3-ジカルボン酸ジエチル、
シクロヘプタン-1,3-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3-メチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3-メチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3-メチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
4-メチルシクロヘプタン-1,3-ジカルボン酸ジエチル、
4-メチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
4-メチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
4-メチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
5-メチルシクロヘプタン-1,3-ジカルボン酸ジエチル、
3,4-ジメチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3,4-ジメチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3,4-ジメチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
3,7-ジメチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3,7-ジメチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジn-プロピル、
3,7-ジメチルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジイソプロピル、
3-ヘキシルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3,7-ジヘキシルシクロヘプタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
シクロオクタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3-メチルシクロオクタン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
シクロデカン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
3-メチルシクロデカン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、
シクロオキシペンタン-3,4-ジカルボン酸ジエチル、
3,6-ジシクロヘキシルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジエチル
などのジカルボン酸エステルが挙げられる。
上記ジカルボン酸エステル構造を持つ化合物には、シス、トランスなどの異性体が存在するが、どの構造であっても本発明の目的に合致する効果を有することが多い。
上記化合物の中で特に好ましいのは、式(b3)においてn=6であるシクロヘキサンジカルボン酸エステル類である。その理由は、触媒性能だけでなく、これらの化合物がディールスアルダー(Diels Alder)反応を利用して比較的安価に製造できる点にある。さらにシクロヘキサンジカルボン酸エステル類を用いた場合、水素応答性に優れ、且つ高活性を維持し、しかも粒子性状に優れた重合体を得ることができる。
電子供与体(B)としては、その他、以下に記載の多価カルボン酸エステル、具体的には、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、メチルマロン酸ジエチル、エチルマロン酸ジエチル、イソプロピルマロン酸ジエチル、ブチルマロン酸ジエチル、フェニルマロン酸ジエチル、ジエチルマロン酸ジエチル、ジブチルマロン酸ジエチル、マレイン酸モノオクチル、マレイン酸ジオクチル、マレイン酸ジブチル、ブチルマレイン酸ジブチル、ブチルマレイン酸ジエチル、フマル酸ジ-2-エチルヘキシル、イタコン酸ジエチル、シトラコン酸ジオクチルなどの脂肪族ポリカルボン酸エステル;フタル酸エステル類、ナフタリンジカルボン酸エステル類、トリメリット酸トリエチル、トリメリット酸ジブチルなどの芳香族ポリカルボン酸エステル;3,4-フランジカルボン酸などの異節環ポリカルボン酸エステルが挙げられる。ただし、多官能芳香族化合物を用いることは避けるか、必要最小限に止めることが安全衛生上の理由などから好ましい場合がある。
多価カルボン酸エステルの他の例としては、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジイソブチル、セバシン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジn-ブチル、セバシン酸ジn-オクチル、セバシン酸ジ-2-エチルヘキシルなどの長鎖ジカルボン酸のエステルが挙げられる。
≪他の電子供与体≫
その他の電子供与体(B)の例としては、例えば、以下の酸ハライド類、酸アミド類、ニトリル類、酸無水物および有機酸エステル類から選ばれる1種以上の化合物や、テトラアルコキシシラン、後述する一般式RnSi(OR')4-nで表されるアルコキシシラン化合物も挙げられる。
具体的には、アセチルクロリド、ベンゾイルクロリド、トルイル酸クロリド、アニス酸クロリドなどの炭素数2~15の酸ハライド類;
酢酸N,N-ジメチルアミド、安息香酸N,N-ジエチルアミド、トルイル酸N,N-ジメチルアミドなどの酸アミド類;
アセトニトリル、ベンゾニトリル、トリニトリルなどのニトリル類;
無水酢酸、無水フタル酸、無水安息香酸などの酸無水物;
ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ビニル、酢酸プロピル、酢酸オクチル、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、吉草酸エチル、クロル酢酸メチル、ジクロル酢酸エチル、メタクリル酸メチル、クロトン酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸オクチル、安息香酸シクロヘキシル、安息香酸フェニル、安息香酸ベンジル、トルイル酸メチル、トルイル酸エチル、トルイル酸アミル、エチル安息香酸エチル、アニス酸メチル、アニス酸エチル、エトキシ安息香酸エチル、γ-ブチルラクトン、δ-バレロラクトン、クマリン、フタリド、炭酸エチルなどの炭素数2~18の有機酸エステル類;
テトラエトキシシラン、テトラブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン;
が挙げられる。
有機酸エステル類の中でも、価格、安全性および入手容易性の面で、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸オクチル、安息香酸シクロヘキシル、安息香酸フェニル、安息香酸ベンジル、エチル安息香酸エチル、エトキシ安息香酸エチルなどの安息香酸エステルが好ましい。
≪好適例≫
電子供与体(B)の中でも、ポリエーテル類を必須とする態様が、本発明の効果が特に顕著となる場合があるので好ましい。
上記式(b3)に示す化合物または上記有機酸エステル類は、チタン触媒成分(I)を調製する過程で形成されたものであってもよく、例えば、マグネシウム化合物(A)と接触させる過程で形成させることも出来る。より具体的には、マグネシウム化合物(A)と接触させる際に、上記化合物に対応する無水カルボン酸やカルボン酸ハライドと対応するアルコールとが実質的に接触する工程を設けることで、電子供与体(B)をチタン触媒成分(I)中に含有させることもできる。
本発明者らの検討によれば、電子供与体(B)を用いると、同等の極限粘度[η]、すなわち同等の分子量の重合体を比較した場合、分子量分布がやや狭く、溶媒可溶性成分の副生が少ない傾向を有することが分かる。また、電子供与体(B)を用いると良好な粒子性状を有する固体状チタン触媒成分を得やすい傾向がある。
<液状チタン化合物(C)>
チタン触媒成分(I)の調製に用いられる液状チタン化合物(C)としては、例えば、特開昭58-83006号公報、特開昭56-811号公報に記載されているチタン化合物が挙げられる。液状チタン化合物(C)の具体例としては、式(4)に示す4価のチタン化合物が挙げられる。
Ti(OR)g4-g ・・・(4)
式(4)中、Rは炭素数1~5の脂肪族炭化水素基であり、Xはハロゲン原子であり、0≦g≦4である。
式(4)に示す4価のチタン化合物としては、例えば、
TiCl4、TiBr4などのテトラハロゲン化チタン;
Ti(OCH3)Cl3、Ti(OC25)Cl3、Ti(O n-C49)Cl3、Ti(OC25)Br3、Ti(O iso-C49)Br3などのトリハロゲン化アルコキシチタン;
Ti(OCH32Cl2、Ti(OC252Cl2などのジハロゲン化アルコキシチタン;
Ti(OCH33Cl、Ti(O n-C493Cl、Ti(OC253Brなどのモノハロゲン化アルコキシチタン;
Ti(OCH34、Ti(OC254、Ti(OC494、Ti(O 2-エチルヘキシル)4などのテトラアルコキシチタン;
が挙げられる。
これらの中でも、テトラハロゲン化チタンが好ましく、四塩化チタンがより好ましい。
液状チタン化合物(C)は1種または2種以上用いることができる。
本発明において、液状マグネシウム化合物(A)および液状チタン化合物(C)の少なくとも一方がハロゲンを含むことが好ましい。液状マグネシウム化合物(A)およびチタン化合物(C)の何れもハロゲンを含まない場合、任意の工程でハロゲン含有ケイ素化合物などの公知のハロゲン含有化合物と接触させることができる。このようなハロゲン含有化合物の代表例としては四塩化ケイ素が挙げられる。
[エチレン重合用触媒]
本発明のエチレン重合用触媒は、上記のようにして得られたエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)と、有機金属化合物触媒成分(II)とを含み、必要に応じて電子供与体(III)を含むことができる。
なお、本発明のエチレン重合用触媒を用いて、プロピレンなどのα-オレフィンを重合させることも可能である。
<有機金属化合物触媒成分(II)>
有機金属化合物触媒成分(II)としては、周期表の第1族、第2族、第13族から選択される金属を含有する有機金属化合物が好ましく、例えば、有機アルミニウム化合物、第1族金属とアルミニウムとの錯アルキル化物、グリニャール試薬や有機マグネシウム化合物などの第2族金属の有機金属化合物が挙げられる。これらの中でも有機アルミニウム化合物が好ましい。
有機金属化合物触媒成分(II)として、具体的には、EP585869A1等の公知の文献に記載された有機金属化合物触媒成分が挙げられる。特に好ましくはトリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムヒドリドなどの有機アルミニウム化合物である。
<電子供与体(III)>
電子供与体(III)としては、有機ケイ素化合物が好ましい。
有機ケイ素化合物としては、例えば、式(5)に示す化合物が挙げられる。
nSi(OR')4-n ・・・(5)
式(5)中、RおよびR'は、それぞれ独立に炭素数1~20の脂肪族、脂環族または芳香族の炭化水素基であり、0<n<4である。
式(5)に示す有機ケイ素化合物としては、例えば、ジイソプロピルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジエトキシシラン、t-アミルメチルジエトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、t-ブチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、2-メチルシクロペンチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン;トリシクロペンチルメトキシシラン、ジシクロペンチルメチルメトキシシラン、ジシクロペンチルエチルメトキシシラン、シクロペンチルジメチルエトキシシランが挙げられる。これらの中でも、ビニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシランが好ましい。
電子供与体(III)は1種または2種以上用いることができる。
電子供与体(III)としては、その他、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造に用いられる電子供与体(B)、電子供与体(a)および電子供与体(b)として例示した化合物が挙げられ、ポリエーテル類が好ましい例として挙げられる。
<他の成分>
本発明のエチレン重合用触媒は、上記各成分以外にも必要に応じて、帯電防止剤、粒子凝集剤、保存安定剤などの、オレフィン重合に有用な他の成分を含むことができる。
[エチレンの重合方法]
本発明のエチレンの重合方法は、上記エチレン重合用触媒を用いてエチレンを単独で重合させ、またはエチレンを含むオレフィンを重合させ、エチレン重合体を得る工程を有する。すなわち、上記エチレン重合用触媒の存在下に、エチレンの単独重合、またはエチレンと他のオレフィンとの共重合を行う。
本発明のエチレンの重合方法では、本発明のエチレン重合用触媒の存在下にオレフィンを予備重合(prepolymerization)させて得られる予備重合触媒の存在下で本重合(polymerization)を行うことも可能である。この予備重合は、エチレン重合用触媒1g当り、通常0.1~1000g、好ましくは0.3~500g、より好ましくは1~200gの量でオレフィンを予備重合させることにより行われる。
予備重合では、本重合における系内の触媒濃度よりも高い濃度の触媒を用いることができる。予備重合におけるチタン触媒成分(I)の濃度は、液状媒体1リットル当り、チタン原子換算で、通常0.001~200ミリモル、好ましくは0.01~50ミリモル、より好ましくは0.1~20ミリモルである。
予備重合における有機金属化合物触媒成分(II)の量は、チタン触媒成分(I)1g当り、通常0.1~1000g、好ましくは0.3~500gの重合体が生成するような量であればよく、チタン触媒成分(I)中のチタン原子1モル当り、通常0.1~300モル、好ましくは0.5~100モル、特に好ましくは1~50モルである。
予備重合では、必要に応じて電子供与体(III)などを用いることもでき、この際これらの成分は、チタン触媒成分(I)中のチタン原子1モル当り、通常0.1~50モル、好ましくは0.5~30モル、より好ましくは1~10モル用いられる。
予備重合は、不活性炭化水素媒体にオレフィンおよび上記触媒成分を加え、温和な条件下に行うことができる。予備重合は、不活性炭化水素媒体を用いる場合、バッチ式で行うことが好ましい。
不活性炭化水素媒体としては、例えば、
プロパン、ブタン、ヘプタン、ヘプタン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭化水素;
シクロヘプタン、シクロヘプタン、メチルシクロヘプタンなどの脂環族炭化水素;
ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;
エチレンクロリド、クロルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素;
が挙げられる。
不活性炭化水素媒体は1種または2種以上用いることができる。
不活性炭化水素媒体の中でも、脂肪族炭化水素が好ましい。
一方、オレフィン自体を溶媒として予備重合を行うこともできるし、また実質的に溶媒のない状態で予備重合することもできる。この場合には、予備重合を連続的に行うことが好ましい。予備重合で使用されるオレフィンは、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテンなどの公知のオレフィンを使用できる。これらの中でもエチレン、プロピレンが好ましい。
予備重合の際の温度は、通常-20~+100℃、好ましくは-20~+80℃、さらに好ましくは0~+40℃である。
次に、本重合(polymerization)について説明する。
本重合(polymerization)では、エチレン単独でもよく、エチレン以外に他のオレフィンを使用することもできる。具体的には、炭素数3~20のα-オレフィン、例えば、プロピレン、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-エイコセンが挙げられ、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-オクテンが好ましい。これらの他にスチレン、アリルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物;ビニルシクロヘプタンなどの脂環族ビニル化合物を用いることもできる。またこれらの化合物2種以上を併用することも可能である。さらに、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、テトラシクロドデセン、イソプレン、ブタジエンなどのジエン類などの共役ジエンや非共役ジエンのような多不飽和結合を有する化合物をエチレン、α-オレフィンとともに重合原料として用いることもできる。
本発明では、予備重合および本重合は、溶解重合、スラリー重合などの液相重合法あるいは気相重合法のいずれにおいても実施できる。特にスラリー重合で本重合を行うことが好ましい。本重合がスラリー重合の反応形態を採る場合、反応溶媒としては、上述の予備重合時に用いられる不活性炭化水素媒体を用いることが好ましい。
本発明のエチレンの重合方法における本重合については、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)は、重合容積1リットル当りチタン原子に換算して、通常0.0001~0.5ミリモル、好ましくは0.005~0.1ミリモルの量で用いられる。また、有機金属化合物触媒成分(II)は、重合系中の予備重合触媒成分中のチタン原子1モルに対し、金属原子換算で通常1~2000モル、好ましくは5~500モルとなるような量で用いられる。電子供与体(III)を使用する場合は、有機金属化合物触媒成分(II)の金属原子1モルに対して、通常0.001~50モル、好ましくは0.01~30モル、より好ましくは0.05~20モルの量で用いられる。
本重合時に水素を用いれば、得られるエチレン重合体の分子量を調節することができ、メルトフローレート(以下「MFR」とも記す。)の大きいエチレン重合体が得られる。本発明のエチレン重合用触媒を用いれば、従来のエチレン重合用触媒より少ない水素量で高いMFRの重合体を得易い傾向がある。
少ない水素量で高いMFRの重合体を得やすい理由は不明であるが、電子供与体(B)により、水素による連鎖移動反応が促進されていることが考えられる。特に上記式(b1)に示す電子供与体が含まれる固体状チタン触媒成分を含む触媒がこの傾向が顕著である。
本発明における本重合において、重合温度は、通常20~250℃、好ましくは50~200℃であり、圧力は、通常、常圧~10MPa、好ましくは0.2~5MPaである。スラリー重合の場合の重合温度は、通常20~100℃、好ましくは50~90℃であり、圧力は、通常、常圧~1.5MPa、好ましくは0.2~1MPaである。本発明の重合方法においては、重合を、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。さらに重合を、反応条件を変えて二段以上に分けて行うこともできる。
本発明のエチレンの重合方法で得られるエチレン重合体は、粒子性状に優れ、嵩密度が高いため、製造時のスラリー濃度を高めやすいので高い生産性で製造することが出来る。また、若干分子量分布が狭いことにより、特に低分子量の重合体が生成する割合が低い傾向があるので、スラリー重合に使用される不活性炭化水素に溶解してしまうような低分子量重合体の副生が少ない傾向がある。このような溶媒可溶性成分の副生量は、製造するエチレン重合体のMFRによっても異なる(MFRが高い程、溶媒可溶性成分が高くなる傾向にある)が、MFRが300~400g/10分の重合体を製造する場合の溶媒可溶性成分が8%以下となることが好ましい。
溶媒可溶成分率(SP)は下記式によって算出できる。
SP(%)=100×(α)/((α)+(β))
(α):パウダー状重合体量
(β):重合に使用した溶媒に溶解したエチレン重合体量
尚、(β)は重合後に濾別した濾液から溶媒を留去して得られる固体の重量として測定される。
エチレン重合体の成形性と強度とを両立させるには、上記の様なMFRの高い成分を含有することが好ましいことが知られている。本発明のエチレンの重合方法を用いれば、このようなエチレン重合体製造時のロスをより少なくすることが出来る。
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
以下の実施例において、エチレン重合用固体状チタン触媒成分の組成および粒度分布、エチレン重合体の嵩比重、MFR、NNIおよび粒度分布は下記のように測定した。
<マグネシウム、チタン含有量>
ICP分析(島津製作所、ICPF 1000TR)により測定した。
<塩素含有量>
硝酸銀滴定法により測定した。
<アルコール残基含有量>
10重量%の水を加えたアセトン溶液に充分乾燥した触媒を加え、加水分解して得られたアルコールをガスクロマトグラフィーで定量した。
<D50>
固体状チタン触媒成分のD50(中位径)はレーザー粒度分布測定装置(ベックマンコールター社 LS13 320)を用いて求めた。
<SPAN>
粒度分布の指標であるSPANはレーザー粒度分布測定装置(ベックマンコールター社 LS13 320)を用いて、下記式より求めた。
SPAN=(D90-D10)/D50
D10:積算10体積%にあたる粒子径(μm)
D50:積算50体積%にあたる粒子径(中位径)(μm)
D90:積算90体積%にあたる粒子径(μm)
<嵩比重(BD)>
JIS K-6721規格に準拠して測定した。
<メルトフローレート(MFR)>
ASTM D1238Eに準拠し、190℃、荷重2.16kgの条件で測定した。
<NNI>
ポリエチレンの分子量分布の指標であるNNI(Non Newton Index)は190℃での溶融状態における、下記式に示した2種の特定のせん断応力におけるせん断速度の比から求めた。
NNI = γ2 /γ1
γ1:せん断応力 4.0 x104 Paにおけるせん断速度(s-1
γ2:せん断応力 2.4 x105 Paにおけるせん断速度(s-1
<微粉含有率(粒度分布)>
振動機(飯田製作所、ロータップ製)およびふるい(Bunsei Furui、内径200mm、目開き45μm)を用いて、45μm未満の微粉の含有率を測定した。
[実施例1]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
無水塩化マグネシウム2.50g(26.2ミリモル)、デカン10.3mlおよび2-エチルヘキシルアルコール(EHA、2-エチルヘキサノール)12.3g(94.3ミリモル)を140℃で4時間加熱反応させて均一溶液とした後、エチルアルコール(EtOH、エタノール)0.72g(15.7ミリモル)を加え、50℃で1時間加熱反応させた後、室温に徐冷した。
このようにして得られた均一溶液全量を、20℃の四塩化チタン100ml中に、攪拌下、45分にわたって滴下装入した。滴下中の温度は20℃に保持した。装入終了後、この混合液の温度を20℃で1時間保持し、その後90分かけて110℃に昇温した。110℃に到達した時点で2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンを0.53g(2.62ミリモル、Mgに対して0.10モル比)を添加し、その後15分攪拌下、同温度に保持した後、同温度で濾過を行い、固体部を分離した。この固体部を110℃のデカン次いで室温のヘキサンで、遊離のチタン化合物が検出されなくなるまで充分洗浄して、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-1)を得た。
得られた固体状チタン触媒成分(I-1)はデカン懸濁液として保管したが、分析の為、一部は乾燥した。その組成は、チタン6.1重量%、マグネシウム15重量%、エチルアルコール残基1.2重量%、2-エチルヘキシルアルコール残基7.1重量%、2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン11.3重量%であった。
得られた固体状チタン触媒成分(I-1)のデカン懸濁液をレーザー粒度分布測定装置で計測したところ、D50は2.7μm、SPANは0.85であった。
「重合」
内容積1リットルのオートクレーブ中に、エチレン雰囲気下、精製n-ヘプタン500mlを装入し、トリエチルアルミニウム0.25ミリモル、および上記で得られたエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-1)のデカン懸濁液をチタン原子換算で0.005ミリモル相当量加えた後、80℃に昇温し、水素を0.3MPa供給し、次いでゲージ圧で0.6MPaとなるようにエチレンを連続的に1.5時間供給した。重合温度は80℃に保った。
重合終了後、エチレン重合体をn-ヘプタン溶媒から濾別、洗浄して、乾燥した。乾燥後、103.4gのパウダー状重合体が得られた。このパウダー状重合体のMFRは3.4g/10分、見かけ嵩比重は0.28g/ml、NNIは22であった。
[実施例2]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンの添加量を0.53g(2.62ミリモル)から0.66g(3.28ミリモル、Mgに対して0.125モル比)に変えた以外は、実施例1と同様に実施して、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-2)を得た。レーザー粒度分布測定装置による測定結果を表1に示す。
「重合」
エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-2)を用いた以外は実施例1と同様にしてエチレンの重合を行った。結果を表2に示す。
[実施例3]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンの添加量を0.53g(2.62ミリモル)から0.80g(3.93ミリモル、Mgに対して0.15モル比)に変えた以外は、実施例1と同様に実施して、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-3)を得た。レーザー粒度分布測定装置による測定結果を表1に示す。
「重合」
エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-3)を用いた以外は実施例1と同様にしてエチレンの重合を行った。結果を表2に示す。
[実施例4]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
無水塩化マグネシウム2.50g(26.2ミリモル)、デカン10.3mlおよび2-エチルヘキシルアルコール(EHA)12.3g(94.3ミリモル)を140℃で4時間加熱反応させて均一溶液とした後、エチルアルコール(EtOH)0.72g(15.7ミリモル)を加え、50℃で1時間加熱反応させた後、室温に徐冷した。
このようにして得られた均一溶液全量を、15℃の四塩化チタン100ml中に、攪拌下、45分にわたって滴下装入した。滴下中の温度は15℃に保持した。装入終了後、この混合液の温度を15℃で1時間保持し、その後137分かけて110℃に昇温した。110℃に到達した時点で2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンを0.53g(2.62ミリモル、Mgに対して0.125モル比)を添加し、その後15分攪拌下、同温度に保持した後、同温度で濾過を行い、固体部を分離した。この固体部を110℃のデカン次いで室温のヘキサンで、遊離のチタン化合物が検出されなくなるまで充分洗浄して、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-4)を得た。
得られた固体状チタン触媒成分(I-4)はデカン懸濁液として保管したが、分析の為、一部は乾燥した。その組成は、チタン5.4重量%、マグネシウム16重量%、エチルアルコール残基1.1重量%、2-エチルヘキシルアルコール残基5.9重量%、2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン14.0重量%であった。
得られた固体状チタン触媒成分(I-4)のデカン懸濁液をレーザー粒度分布測定装置で計測したところ、D50が4.0μm、SPANが1.15であった。
「重合」
エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-4)を用いた以外は実施例1と同様にしてエチレンの重合を行った。結果を表2に示す。
[実施例5]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
無水塩化マグネシウム2.50g(26.2ミリモル)、デカン10.3mlおよび2-エチルヘキシルアルコール(EHA)12.3g(94.3ミリモル)を140℃で4時間加熱反応させて均一溶液とした後、エチルアルコール(EtOH)0.97g(21.0ミリモル)を加え、50℃で1時間加熱反応させた後、室温に徐冷した。
このようにして得られた均一溶液全量を、10℃の四塩化チタン100ml中に、攪拌下、45分にわたって滴下装入した。滴下中の温度は10℃に保持した。装入終了後、この混合液の温度を15℃で1時間保持し、その後163分かけて110℃に昇温した。110℃に到達した時点で2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンを0.53g(2.62ミリモル、Mgに対して0.125モル比)を添加し、その後15分攪拌下、同温度に保持した後、同温度で濾過を行い、固体部を分離した。この固体部を110℃のデカン次いで室温のヘキサンで、遊離のチタン化合物が検出されなくなるまで充分洗浄して、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-5)を得た。
得られた固体状チタン触媒成分(I-5)はデカン懸濁液として保管したが、分析の為、一部は乾燥した。その組成は、チタン5.4重量%、マグネシウム16重量%、エチルアルコール残基1.2重量%、2-エチルヘキシルアルコール残基5.7重量%、2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン13.6重量%であった。
得られた固体状チタン触媒成分(I-5)のデカン懸濁液をレーザー粒度分布測定装置で計測したところ、D50が3.2μm、SPANが0.81であった。
「重合」
エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-5)を用いた以外は実施例1と同様にしてエチレンの重合を行った。結果を表2に示す。
[実施例6]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
エチルアルコール(EtOH)の添加量を0.97g(21.0ミリモル)から1.21g(26.2ミリモル)に変えた以外は、実施例5と同様に実施して、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-6)を得た。レーザー粒度分布測定装置による測定結果を表1に示す。
「重合」
エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I-6)を用いた以外は実施例1と同様にしてエチレンの重合を行った。結果を表2に示す。
[比較例1]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
無水塩化マグネシウム2.50g(26.2ミリモル)、デカン14.8mlおよび2-エチルヘキシルアルコール(EHA)8.53g(65.5ミリモル)を140℃で4時間加熱反応させて均一溶液とした後、エチルアルコール(EtOH)0.72g(15.7ミリモル)および2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンを0.66g(3.28ミリモル、Mgに対して0.125モル比)を加え、50℃で1時間加熱反応させた後、室温に徐冷した。
このようにして得られた均一溶液全量を、0℃の四塩化チタン100ml中に、攪拌下、45分にわたって滴下装入した。滴下中の温度は0℃に保持した。装入終了後、この混合液の温度を0℃で1時間保持し、その後217分かけて110℃に昇温し、その後15分攪拌下、同温度に保持した後、同温度で濾過を行い、固体部を分離した。この固体部を110℃のデカン次いで室温のヘキサンで、遊離のチタン化合物が検出されなくなるまで充分洗浄して、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(C-1)を得た。
得られた固体状チタン触媒成分(C-1)はデカン懸濁液として保管したが、分析の為、一部は乾燥した。その組成は、チタン5.4重量%、マグネシウム15重量%、エチルアルコール残基1.3重量%、2-エチルヘキシルアルコール残基5.9重量%、2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン14.8重量%であった。
得られた固体状チタン触媒成分(C-1)のデカン懸濁液をレーザー粒度分布測定装置で計測したところ、D50が4.3μm、SPANが3.17であった。
上記の通り、比較例1ではSPAN値が比較的大きいので、プラント運転に使用した場合、微粉や溶媒可溶成分が十分に低減できない可能性が有る。
[比較例2]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
無水塩化マグネシウム2.50g(26.2ミリモル)、デカン10.3mlおよび2-エチルヘキシルアルコール(EHA)12.3g(94.3ミリモル)を140℃で4時間加熱反応させて均一溶液とした後、エチルアルコール(EtOH)0.72g(15.7ミリモル)および2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンを0.27g(1.31ミリモル、Mgに対して0.05モル比)を加え、50℃で1時間加熱反応させた後、室温に徐冷した。
このようにして得られた均一溶液全量を、20℃の四塩化チタン100ml中に、攪拌下、45分にわたって滴下装入した。滴下中の温度は20℃に保持した。装入終了後、この混合液の温度を20℃で1時間保持し、その後1時間30分かけて110℃に昇温し、その後15分攪拌下、同温度に保持した後、同温度で濾過を行い、固体部を分離した。この固体部を110℃のデカン次いで室温のヘキサンで、遊離のチタン化合物が検出されなくなるまで充分洗浄して、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(C-2)を得た。
得られた固体状チタン触媒成分(C-2)はデカン懸濁液として保管したが、分析の為、一部は乾燥した。その組成は、チタン7.9重量%、マグネシウム13重量%、エチルアルコール残基1.6重量%、2-エチルヘキシルアルコール残基11.8重量%、2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン5.2重量%であった。
得られた固体状チタン触媒成分(C-2)のデカン懸濁液をレーザー粒度分布測定装置で計測したところ、D50が3.3μm、SPANが0.82であった。
「重合」
エチレン重合用固体状チタン触媒成分(C-2)を用いた以外は実施例1と同様にして
エチレンの重合を行った。結果を表2に示す。
比較例2の結果は、NNI値が高めで、分子量分布がやや広い結果であった。
[比較例3]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンの添加量を0.27g(1.31ミリモル)から0.53g(2.62ミリモル、Mgに対して0.10モル比)に変えた以外は、比較例2と同様に実施した。その結果、十分な大きさへの粒子の生長が起きなかったことで、濾過の際に固体部がすべて濾液側に流出したため、エチレン重合用固体状チタン触媒成分を得ることができなかった。
[比較例4]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンの添加温度を110℃から80℃に変えた以外は、実施例1と同様に実施したところ、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(C-3)を得た。レーザー粒度分布測定装置による測定結果を表1に示す。
上記の通り、比較例4ではSPAN値が比較的大きいので、プラント運転に使用した場合、微粉や溶媒可溶成分が十分に低減できない可能性が有る。
[比較例5]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様に実施したところ、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(C-4)を得た。レーザー粒度分布測定装置による測定結果を表1に示す。
上記の通り、比較例5ではSPAN値が比較的大きいので、プラント運転に使用した場合、微粉や溶媒可溶成分が十分に低減できない可能性が有る。
[比較例6]
「エチレン重合用固体状チタン触媒成分の調製」
2-イソプロピル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパンの添加量を0.53g(2.62ミリモル)から1.06g(5.24ミリモル、Mgに対して0.20モル比)に変えた以外は、実施例1と同様に実施して、エチレン重合用固体状チタン触媒成分(C-7)を得た。レーザー粒度分布測定装置による測定結果を表1に示す。
「重合」
エチレン重合用固体状チタン触媒成分(C-7)を用いた以外は実施例1と同様にしてエチレンの重合を行った。結果を表2に示す。
比較例6は、活性が低く、嵩比重も高めの結果となった。
Figure 0007228447000006
Figure 0007228447000007

Claims (7)

  1. (1)マグネシウム化合物と炭素数1~5の電子供与体(a)と炭素数6~30の電子供与体(b)とを含む液状マグネシウム化合物(A)と、
    液状チタン化合物(C)とを、
    電子供与体(B1)を用いずに、または電子供与体(B1)を用いる場合は電子供与体(B1)の存在下に、液状マグネシウム化合物(A)に含まれるマグネシウム原子(Mg)と電子供与体(B1)とのモル比[(B1)/(Mg)]が0.04以下であり、-30~50℃の条件で接触させて、接触物を得る工程;ならびに
    (2)前記接触物と、電子供与体(B2)とを、前記接触物に含まれるマグネシウム原子(AC)と電子供与体(B2)とのモル比[(B2)/(AC)]が0.05~0.19であり、85~135℃の条件で、接触させる工程;
    を有する、チタン、マグネシウムおよびハロゲンを含有するエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法。
  2. 前記電子供与体(a)の使用量と前記電子供与体(b)の使用量とのモル比[(a)/(b)]が1未満であり、かつ、前記電子供与体(a)、前記電子供与体(b)、前記電子供与体(B1)および前記電子供与体(B2)が、環状エーテル化合物を除くヘテロ原子含有化合物である請求項1に記載のエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法。
  3. 前記電子供与体(a)が炭素数1~5のアルコールであり、
    前記電子供与体(b)が炭素数6~12のアルコールである
    請求項1または2に記載のエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法。
  4. 前記電子供与体(B1)および/または(B2)が、ポリエーテル類を含む請求項1~3の何れか1項に記載のエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法。
  5. 前記電子供与体(B1)および/または(B2)が、下記式(b1)に示す化合物を含む請求項4に記載のエチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)の製造方法。
    Figure 0007228447000008
    [式(b1)中、mは1~10の整数であり、R11、R12、R31~R36は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素、水素、酸素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、窒素、硫黄、リン、ホウ素およびケイ素から選択される少なくとも1種の元素を有する置換基である。任意のR11、R12、R31~R36は共同してベンゼン環以外の環を形成していてもよく、主鎖中に炭素以外の原子が含まれていてもよい。]
  6. 請求項1~5の何れか1項に記載の製造方法エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)を得前記エチレン重合用固体状チタン触媒成分(I)と有機金属化合物触媒成分(II)とを含む態様とするエチレン重合用触媒の製造方法
  7. 請求項6に記載のエチレン重合用触媒の製造方法でエチレン重合用触媒を得、その存在下に、エチレンの単独重合、またはエチレンと他のオレフィンとの共重合を行う、エチレンの重合方法。
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