JPH05222120A - カチオン重合触媒およびオレフィンのカチオン重合法 - Google Patents

カチオン重合触媒およびオレフィンのカチオン重合法

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JPH05222120A
JPH05222120A JP2386292A JP2386292A JPH05222120A JP H05222120 A JPH05222120 A JP H05222120A JP 2386292 A JP2386292 A JP 2386292A JP 2386292 A JP2386292 A JP 2386292A JP H05222120 A JPH05222120 A JP H05222120A
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JP
Japan
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polymerization
aluminum
group
compound
olefin
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JP2386292A
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English (en)
Inventor
Koji Tashiro
代 孝 司 田
Takashi Ueda
田 孝 上
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ハロゲン化炭化水素と有機アルミニウムオ
キシ化合物またはハロゲン化炭化水素と有機スズ酸化
物と有機アルミニウム化合物またはハロゲン化炭化水
素と有機アルミニウム化合物と水からなることを特徴と
するカチオン重合触媒。上記触媒の存在下に、オレフィ
ンをカチオン重合することを特徴とするオレフィンのカ
チオン重合法。 【効果】 高活性でオレフィンの低重合体を得ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、オレフィンの低重合体の
製造に用いられる触媒および該触媒を用いるオレフィン
のカチオン重合法に関するものである。
【0002】
【発明の技術的背景】オレフィンの低重合体は、洗剤、
製紙用サイズ剤、潤滑油原料中間体および添加剤等に用
いられる。このようなオレフィンの低重合体を製造する
ための触媒に関しては、例えば、特開昭63−5134
0号公報には、メタロセンと有機アルミニウムオキシ化
合物とからなる触媒系によってα-オレフィンを高い選
択率で二量化し得ることが記載されている。特開昭63
−308007号公報には、遷移金属触媒成分として金
属の塩化物にチタン化合物を担持した担持チタン組成
物、有機金属化合物成分として有機アルミニウム化合物
および/またはアルミノキサンからなる触媒の存在下
に、炭素数6〜12のα-オレフィンを重合することを
特徴とする液状α-オレフィン重合体の製造方法が開示
されている。特開平1−207248号公報等には、メ
タロセンと有機アルミニウムオキシ化合物からなる触媒
系によって、末端にビニル基のある低重合体を製造する
プロピレン低重合体の製造方法が開示されている。これ
ら従来公知のオレフィンの低重合用触媒は、いずれも遷
移金属化合物を用いるものである。
【0003】このような状況のもと、本発明者らは、新
たなオレフィンの低重合用カチオン触媒を得るべく鋭意
検討したところ、有機アルミニウムオキシ化合物または
有機アルミニウムオキシ化合物を形成し得る成分と、ハ
ロゲン化炭化水素とを組み合わせることによりオレフィ
ンの低重合触媒が得られることを見出した。さらに検討
を重ねた結果、有機アルミニウムオキシ化合物または有
機アルミニウムオキシ化合物を形成し得る成分と、特定
のハロゲン化炭化水素とを組み合わせることにより、従
来の遷移金属化合物を含む触媒と同等の重合活性を有す
るオレフィンの低重合用触媒が得られること見出して本
発明を完成するに至った。
【0004】
【発明の目的】本発明は、高活性でオレフィンの低重合
体を製造することができるようなカチオン重合触媒を提
供することを目的とするとともに、この触媒を用いたオ
レフィンのカチオン重合法を提供することを目的として
いる。
【0005】
【発明の概要】本発明に係る第1のカチオン重合触媒
は、[A]ハロゲン化炭化水素と、[B]有機アルミニ
ウムオキシ化合物とからなることを特徴としている。
【0006】本発明に係る第2のカチオン重合触媒は、
[A]ハロゲン化炭化水素と、[C]有機スズ酸化物
と、[D]有機アルミニウム化合物とからなることを特
徴としている。
【0007】本発明に係る第3のカチオン重合触媒は、
[A]ハロゲン化炭化水素と、[D]有機アルミニウム
化合物と、[E]水とからなることを特徴としている。
【0008】本発明に係るオレフィンの重合法は、上記
のような触媒の存在下にオレフィンをカチオン重合する
ことを特徴としている。本発明によれば、オレフィンの
低重合体を高活性で製造することができる。
【0009】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係るオレフィンの
重合触媒およびこの触媒を用いたオレフィンの重合法に
ついて具体的に説明する。本発明に係る第1の触媒は、
[A]ハロゲン化炭化水素と[B]有機アルミニウムオ
キシ化合物とからなっている。
【0010】本発明に係る第1の触媒に用いられる
[A]ハロゲン化炭化水素(以下、成分[A]と記載す
ることがある。)は下記一般式[I]で表される化合物
である。 R123C−X …[I] (式中、R1〜R3はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜
20の炭化水素基であり、R1とR2とが互いに結合して
環を形成していてもよい。Xはハロゲンである。) 式[I]において、R1〜R3は、それぞれ独立に水素又
は炭素数1〜20の炭化水素基であり、具体的には、メ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル
基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル
基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基;ベンジ
ル基等のアラルキル基等が挙げられる。また、R1とR2
とが互いに結合して6員環、7員環等の環を形成してい
てもよい。
【0011】Xは、塩素、臭素、ヨウ素である。上記一
般式[I]で表される化合物として具体的には下記のよ
うな化合物が挙げられる。
【0012】
【化1】
【0013】
【化2】
【0014】これらの中ではtert-BuCl が好ましい。
本発明に係る第1のカチオン重合触媒に用いられる
[B]有機アルミニウムオキシ化合物(以下、成分
[B]と記載することがある。)は、従来公知のアルミ
ノオキサンであってもよく、また特開平2−78687
号公報に例示されているようなベンゼン不溶性の有機ア
ルミニウムオキシ化合物であってもよい。
【0015】従来公知のアルミノオキサンは、例えば下
記のような方法によって製造することができる。 (1)吸着水を含有する化合物あるいは結晶水を含有す
る塩類、例えば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和
物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩
化第1セリウム水和物等の炭化水素媒体懸濁液に、トリ
アルキルアルミニウム等の有機アルミニウム化合物を添
加して反応させて炭化水素の溶液として回収する方法。
【0016】(2)ベンゼン、トルエン、エチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン等の媒体中で、トリアルキルア
ルミニウム等の有機アルミニウム化合物に直接水または
氷あるいは水蒸気を作用させて炭化水素の溶液として回
収する方法。 (3)デカン、ベンゼン、トルエン等の媒体中でトリア
ルキルアルミニウム等の有機アルミニウム化合物に、ジ
メチルスズオキシド、ジブチルスズオキシド等の有機ス
ズ酸化物を反応させる方法。
【0017】なお、該アルミノオキサンは、少量の有機
金属成分を含有してもよい。また回収された上記のアル
ミノオキサンの溶液から溶媒あるいは未反応有機アルミ
ニウム化合物を蒸留して除去した後、溶媒に再溶解して
もよい。上記したようなアルミノオキサンの製造の際に
用いられる有機アルミニウム化合物として具体的には、
トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、ト
リプロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウ
ム、トリn-ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミ
ニウム、トリsec-ブチルアルミニウム、トリtert-ブチ
ルアルミニウム、トリ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、トリデ
シルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、
トリシクロオクチルアルミニウム等のトリアルキルアル
ミニウム;ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルア
ルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、
ジイソブチルアルミニウムクロリド等のジアルキルアル
ミニウムハライド;ジエチ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等のジアル
キルアルミニウムハイドライド;ジメチルアルミニウム
メトキシド、ジエチルアルミニウムエトキシド等のジア
ルキルアルミニウムアルコキシド;ジエチルアルミニウ
ムフェノキシド等のジアルキルアルミニウムアリーロキ
シド等が挙げられる。
【0018】これらの中では、トリアルキルアルミニウ
ムが特に好ましい。また、有機アルミニウム化合物とし
て、下記一般式[II]で表されるイソプレニルアルミニ
ウムを用いることもできる。 (i-C49)x Aly 510)z … [II] (式中、x、y、zは正の数であり、z≧2xであ
る。) 上記の有機アルミニウム化合物は、単独であるいは組み
合せて用いられる。
【0019】アルミノオキサンの製造の際に用いられる
溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメ
ン、シメン等の芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、
ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、ヘキサデカ
ン、オクタデカン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタ
ン、シクロヘキサン、シクロオクタン、メチルシクロペ
ンタン等の脂環族炭化水素、ガソリン、灯油、軽油等の
石油留分あるいは上記芳香族炭化水素、脂肪族炭化水
素、脂環族炭化水素のハロゲン化物とりわけ、塩素化
物、臭素化物等の炭化水素溶媒が挙げられる。その他、
エチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類を
用いることもできる。これらの溶媒のうち特に芳香族炭
化水素が好ましい。
【0020】本発明に係る第2のカチオン重合触媒は、
[A]ハロゲン化炭化水素と[C]有機スズ酸化物と
[D]有機アルミニウム化合物とからなっている。本発
明に係る第2のカチオン重合触媒に用いられる[A]ハ
ロゲン化炭化水素としては、上述の第1のカチオン重合
触媒に用いられるハロゲン化炭化水素と同様のものが用
いられる。
【0021】本発明に係る第2の触媒に用いられる
[C]有機スズ酸化物(以下、成分[C]と記載するこ
とがある。)としては、Sn−O−SnまたはSn−OH
構造を有する化合物を挙げることができる。Sn−O−
Sn構造を有する化合物としては、例えば、(CH3)2Sn
O、(C25)2SnO、(n-C37)2SnO、(i-C37)2
SnO、(i-C 49)2SnO、(n-C49)2SnO、(n-C6
13)2SnO、(n-C817)2SnO、(2-エチルヘキシル)
2SnO、Ph2SnO、(C65CH2)2SnO、(CH3)(C
25)SnO、(CH3)(C49)SnO等の一般式RR'Sn
Oで表される化合物(なお、RR'SnOで表される化合
物は通常ポリマー構造をとっている。)、[(CH3)3
n]2O、[(C25)3Sn]2O、[(n-C37)3Sn]2O、[(n
-C49)3Sn]2O、[(i-C37)3Sn]2O、[(C25)
2(C49)Sn]2O、[(i-C49)3Sn]2O、[(s-C
49)3Sn]2O、[(C511)3Sn]2O、[(neo-C511)3
Sn]2O、[(n-C817)3Sn]2O、[(C613)3Sn]
2O、
【0022】
【化3】
【0023】等の一般式(R2Sn)2Oで表される化合
物、
【0024】
【化4】
【0025】等の環状化合物、CH3SnO1.5、C25
SnO1.5、n-C37SnO1.5、i-C37SnO1.5、n-C
49SnO1.5、i-C49SnO1.5、n-C511Sn
1.5、neo-C511SnO1.5、C817CnO1.5、Ph
SnO1.5等の一般式RSnO1.5で表される化合物等を挙
げることができる。
【0026】Sn−OH構造を有する化合物として、例
えば、(CH3)3SnOH、(i-C37)3SnOH、(C
25)3SnOH、(n-C37)3SnOH、(n-C49)3Sn
OH、(i-C49)3SnOH、(n-C511)3SnOH、(n-
817)3SnOH、(2-エチルヘキシル)3SnOH、Ph3
SnOH、(C65CH2)3SnOH、(C49)(C65)
(C65CH2)SnOH、Me2(C65)SnOH、(CH2
=CH)3SnOH等の一般式R3SnOHで表される化合
物、CH3Sn(O)OH、Cl2CHSn(O)OH、C25
Sn(O)OH、(CH2=CH)Sn(O)OH、BrCH2
2Sn(O)OH、i-C37Sn(O)OH、CH2=CHC
2Sn(O)OH、CH3COCH2Sn(O)OH、n-C4
9Sn(O)OH、i-C49Sn(O)OH、C65CH2Sn
(O)OH、C817Sn(O)OH、C1225Sn(O)O
H、C65−CH=CC65Sn(O)OH、C65Sn
(O)OH、
【0027】
【化5】
【0028】1-C107Sn(O)OH等のRSn(O)OH
で表される化合物等を挙げることができる。これらのう
ち、(CH3)2SnO、(C25)2SnO、(n-C37)2Sn
O、(i-C49)2SnO、(n-C49)2SnO、(CH3)(C
25)SnO、(CH3)(C49)SnO、[(CH3)3Sn]
2O、[(C25)3Sn]2O、[(n-C37)3Sn]2O、[(n-
49)3Sn]2O、[(i-C37)3Sn]2O、[(C25)
2(C49)Sn]2O、[(i-C49)3Sn]2O、[(s-C49)
3Sn]2O等を用いることが好ましい。
【0029】本発明に係る第2のカチオン重合触媒に用
いられる[D]有機アルミニウム化合物(以下、成分
[D]と記載することがある。)としては、例えば下記
一般式[III]で表される有機アルミニウム化合物を例
示することができる。 R4 nAlH3-n … [III] (式中、R4 は炭素数1〜12の炭化水素基であり、n
は1〜3である。) 上記式[III]において、R4 は炭素数1〜12の炭化
水素基例えばアルキル基、シクロアルキル基またはアリ
−ル基であるが、具体的には、メチル基、エチル基、n-
プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シク
ロヘキシル基、フェニル基、トリル基等である。
【0030】このような有機アルミニウム化合物として
具体的には、以下のような化合物が挙げられる。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、トリイソブチルアルミニウム、
トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシルアル
ミニウム等のトリアルキルアルミニウム;イソプレニル
アルミニウム等のアルケニルアルミニウム;ジエチルア
ルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハ
イドライド等のアルキルアルミニウムハイドライド等。
【0031】また[D]有機アルミニウム化合物とし
て、下記一般式[IV]で表される化合物を用いることも
できる。 R4 nAlX3-n … [IV] (式中、R4 は上記と同様であり、Xは−OR5 基、−
OSiR6 3 基、−OAlR7 2 基、−NR8 2 基、−SiR
9 3基または−N(R10) AlR11 2 基であり、nは1〜2
であり、R5 、R6 、R7 およびR11はメチル基、エチ
ル基、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル
基、フェニル基等であり、R7 は水素、メチル基、エチ
ル基、イソプロピル基、フェニル基、トリメチルシリル
基等であり、R9 およびR10はメチル基、エチル基等で
ある。) このような有機アルミニウム化合物として具体的には、
以下のような化合物が挙げられる。
【0032】(i)一般式R4 nAl(OR5)3-n で表され
る化合物、例えばジメチルアルミニウムメトキシド、ジ
エチルアルミニウムエトキシド、ジイソブチルアルミニ
ウムメトキシド等。 (ii)一般式R4 nAl(OSiR6 3)3-n で表される化合
物、例えばMe2Al(OSiMe3)、Et2Al(OSiMe3)、
(iso-Bu)2Al(OSiMe3)、(iso-Bu)2Al(OSiEt3)
等。
【0033】(iii)一般式R4 nAl(OAlR7 2)3-n
表される化合物、例えばEt2AlOAlEt2、(iso-Bu)2
AlOAl(iso-Bu)2 等。 (iv) 一般式R4 nAl(NR8 2)3-n で表される化合物、
例えばMe2AlNEt2、Et2AlNHMe、Me2AlNHE
t 、Et2AlN(SiMe3)2、(iso-Bu)2AlN(SiMe3)2
等。
【0034】(v)一般式R4 nAl(SiR9 3)3-nで表さ
れる化合物、例えばMe2AlSiMe3、(iso-Bu)2AlSi
Me3 等。
【0035】
【化6】
【0036】(なお、上記化学式においてMe はメチル
基、Et はエチル基、Bu はブチル基、Ph はフェニル
基を表す。) 上記一般式[III]、[IV]で表される有機アルミニウ
ム化合物の中では、R4 3Al、R4 nAl(OR5)3-n 、R4
nAl(OAlR7 2)3-n で表される有機アルミニウム化合
物を好適な例として挙げることができ、R4 がメチル基
であるものが特に好ましい。これらの有機アルミニウム
化合物は、2種以上混合して用いることもできる。
【0037】本発明に係る第3のカチオン重合触媒は、
[A]ハロゲン化炭化水素と[D]有機アルミニウム化
合物と[E]水とからなっている。本発明に係る第3の
カチオン重合触媒に用いられる[A]ハロゲン化炭化水
素としては、上述の第1および第2のカチオン重合触媒
に用いられるハロゲン化炭化水素と同様のものが用いら
れ、[D]有機アルミニウム化合物としては、上述の第
2のカチオン重合触媒に用いられる有機アルミニウム化
合物と同様のものが用いられる。
【0038】本発明に係る第3のカチオン重合触媒に用
いられる[E]水(以下、成分[E]と記載するとこと
がある。)としては、ベンゼン、トルエン、ヘキサン等
の炭化水素溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル溶媒
に溶解または分散させた水、あるいは水蒸気または氷を
挙げることができる。また、[E]水として、塩化マグ
ネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸
銅、硫酸ニッケル、硫酸鉄、塩化第1セリウム等の塩の
結晶水あるいはシリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム
等の無機化合物またはポリマー等に吸着した吸着水等を
用いることもできる。
【0039】本発明に係る第1のカチオン重合触媒は、
上述の[A]ハロゲン化炭化水素と[B]有機アルミニ
ウムオキシ化合物とを不活性炭化水素溶媒中またはオレ
フィン媒体中で混合接触させることにより調製すること
ができる。この際の混合順序は、任意に選ばれる。ま
た、この際には成分[A]を溶媒として用いることもで
きる。
【0040】成分[A]と成分[B]とを混合するに際
して、成分[A]と成分[B]とのモル比([B]/
[A])は0.001〜1000、好ましくは0.1〜1
0、より好ましくは0.5〜2であることが望ましい。
成分[A]と成分[B]とを混合する際の温度は、通常
−50〜150℃、好ましくは0〜100℃の範囲であ
り、接触時間は通常1分間〜12時間、好ましくは5分
間〜6時間の範囲である。なお、混合接触は攪拌下に行
なうことが望ましい。
【0041】本発明に係る第2のカチオン重合触媒は、
上記した[A]ハロゲン化炭化水素と[C]有機スズ酸
化物と[D]有機アルミニウム化合物とを不活性炭化水
素溶媒中またはオレフィン媒体中で混合接触させること
により調製することができる。この際には、成分[C]
と成分[D]とを混合接触させて有機アルミニウムオキ
シ化合物を生成させ、その後成分[A]を混合接触させ
るか、あるいは成分[D]に成分[C]を複数回に分け
て接触させて有機アルミニウムオキシ化合物を生成さ
せ、その後成分[A]を混合接触させることが選ばれ
る。
【0042】成分[A]、成分[C]、成分[D]を混
合するに際して、成分[D]中のアルミニウム原子(A
l)と、成分[C]中の酸素原子(O)との比(Al/
O)は通常0.5以上、好ましくは0.8〜10、より好
ましくは1〜5であることが望ましい。また、成分
[D]中のアルミニウム原子(Al)と、成分[A]中
のハロゲン原子(Hal)との比(Al/Hal)は通常0.
01〜100、好ましくは0.1〜10、より好ましく
は0.5〜2であることが望ましい。
【0043】成分[A]、成分[C]、成分[D]を混
合する際の温度は、通常−50〜150℃、好ましくは
0〜100℃の範囲であり、接触時間は通常5分間〜1
2時間、好ましくは5分間〜6時間である。特に、成分
[C]と成分[D]を混合する際の温度は、−100〜
200℃、好ましくは0〜100℃の範囲であり、接触
時間は5分間〜12時間、好ましくは5分間〜6時間で
あることが望ましい。なお、混合接触は攪拌下に行なう
ことが望ましい。
【0044】本発明に係る第3のカチオン重合触媒は、
上述の[A]ハロゲン化炭化水素と[D]有機アルミニ
ウム化合物と[E]水とを不活性炭化水素溶媒中または
オレフィン媒体中で混合接触させることにより調製する
ことができる。この際には、成分[D]と成分[E]と
を混合接触させて有機アルミニウムオキシ化合物を生成
させ、その後成分[A]を混合接触させることが選ばれ
る。
【0045】成分[A]、成分[D]、成分[E]を混
合するに際して、成分[E]中の酸素原子(O)と、成
分[D]中のAl 原子(Al)との比(Al/O)は、通
常0.1〜10、好ましくは0.1〜2であることが望ま
しい。また、成分[D]中のアルミニウム原子(Al)
と、成分[A]中のハロゲン原子(Hal)との比(Al
/Hal)は、通常0.01〜100、好ましくは0.1〜
10、より好ましくは0.5〜2であることが望まし
い。
【0046】成分[A]、成分[D]、成分[E]を混
合する際の温度は、通常−50〜150℃、好ましくは
0〜100℃の範囲であり、接触時間は通常5分間〜4
8時間、好ましくは5分間〜6時間である。特に、成分
[D]と成分[E]とを混合する際の温度は−50〜1
50℃、好ましくは0〜100℃の範囲であり、接触時
間は5分間〜72時間、好ましくは24時間〜48時間
であることが望ましい。なお、混合接触は攪拌下に行な
うことが望ましい。
【0047】本発明に係る触媒の調製に用いられる不活
性炭化水素媒体として具体的には、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クメン、シメン等の芳香族炭化水素、ペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデ
カン、ヘキサデカン、オクタデカン等の脂肪族炭化水
素、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタ
ン、メチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素、ガソリ
ン、灯油、軽油等の石油留分あるいは上記芳香族炭化水
素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素のハロゲン化物と
りわけ、塩素化物、臭素化物等の炭化水素溶媒が挙げら
れる。その他、エチルエーテル、テトラヒドロフラン等
のエーテル類を用いることもできる。これらの溶媒のう
ち芳香族炭化水素が好ましく、トルエンが特に好まし
い。
【0048】上記のような触媒を用いてオレフィンのカ
チオン重合を行うに際して、[B]有機アルミニウムオ
キシ化合物および[D]有機アルミニウム化合物は、重
合系内の濃度としてAl原子に換算して0.001〜5
0ミリグラム原子/リットル、好ましくは0.01〜1
0ミリグラム原子/リットルの量で用いられることが望
ましい。また、この際に用いられる[A]ハロゲン化炭
化水素は、成分[A]中のハロゲン原子(Hal)と、重
合に用いられるアルミニウム原子(Al)との比(Al
/Hal)が、通常0.01〜100、好ましくは0.1〜
10、より好ましくは0.5〜2となるように用いられ
る。[C]有機スズ酸化物を用いる際は、重合系内のア
ルミニウム原子(Al)と、成分[C]中の酸素原子
(O)との比(Al/O)が、通常0.5以上、好まし
くは0.8〜10、より好ましくは1〜5であることが
望ましい。[E]水を用いる際は、重合系内のアルミニ
ウム原子(Al)と、成分[E]中の酸素原子(O)と
の比(Al/O)が、通常0.1〜10、好ましくは0.
1〜2であることが望ましい。
【0049】オレフィンの重合温度は、通常−76〜1
50℃、好ましくは0〜80℃の範囲であり、低温で行
うほど高分子量の重合体を得ることが出来る。重合圧力
は、通常1〜50kg/cm2、好ましくは1〜30k
g/cm2の条件下であり、重合反応は、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の異なる2段以上に分けて行
うことも可能である。
【0050】このようなカチオン重合触媒により重合す
ることができるオレフィンとしては、エチレン、および
炭素数が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;炭素数が3〜20の環状オレフィン、例えばシク
ロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、ノルボ
ルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデ
セン、2-メチル1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-
オクタヒドロナフタレン等を挙げることができる。さら
にスチレン、ビニルエーテル、ビニルシクロヘキサン、
シクロペンタジエン、インデン、ジエン等を用いること
もできる。
【0051】本発明により得られるオレフィン重合体の
分子量は、通常1500以下であり一般には500〜1
000程度である。
【0052】
【発明の効果】本発明に係るカチオン重合触媒およびオ
レフィンのカチオン重合法によると、高活性でオレフィ
ンの低重合体を製造することができる。
【0053】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明のカチオン重
合触媒およびオレフィンのカチオン重合法をさらに具体
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。なお、本実施例で用いられるジメチルスズ
オキシドは、ジメチルスズクロリド(和光純薬特級)か
らAlbert K.Sawyer、”Organotin Compounds volume
1”に従い合成した。
【0054】また、重合によって得られたオリゴマーは
次の方法で確認した。分子量は日本分光JMS-DX300 を用
いたフィールドデソープション質量分析法(以下「FD
−MS」と略記する。)、さらに低分子量体については
ガスクロマトグラフ-質量分析法(以下「GC−MS」
と略記する。)によって行なった。ガスクロマトグラフ
ィー(以下「GLC」と略記する。)は島津GC-15Aを用
い、シリコンOV-17(3m)のカラムを用い、試料を2
50℃で注入し検出は240℃とし、カラム温度は13
0℃10分間保持した後、1分間あたり10℃で温度を
上昇させ、200℃で10分間保持することにより行な
った。また、一部の高分子量体の分子量については、ゲ
ル濾過クロマトグラフィー(以下「GPC」と略記す
る。)によりポリスチレンを標準物質とした検量線より
求めるか、あるいは135℃デカリン中で測定した極限
粘度を求めることによって分析した。
【0055】触媒活性はgオリゴマー/mmolAl・
hrで表わした。
【0056】
【製造例】 [メチルアルミノキサンの製造]充分に窒素置換した4
00mlのフラスコに、37gのAl2(SO43・1
4H2Oとトルエン125mlとを装入し、0℃に冷却
した後、トルエン125mlで希釈したトリメチルアル
ミニウム500mmolを滴下した。次に40℃まで昇
温し、その温度で48時間反応を続けた。反応終了後、
濾過により固液分離を行い、さらに濾液よりトルエンを
除去したところ、白色固体(9.1g)が得られた。収
率は31.4%であった。
【0057】
【実施例1】充分に窒素置換した内容積500mlのガ
ラス製重合器に精製トルエン400mlを装入し、プロ
ピレンガス(100リットル/hr)を流通させ、0〜
5℃でプロピレンを飽和させた。その後、0.09ml
(重合液中の濃度は2mmol/リットル)のtertーブ
チルクロリド(以下「tBuCl」と略記することがあ
る。)(和光純薬)および上記で得たメチルアルミノキ
サン(以下「MAO」と略記することがある。)を重合
液中の濃度がアルミニウム原子に換算して2ミリグラム
原子/リットルとなるように装入して重合を開始した。
開始後30秒で流通中のプロピレンガスはすべて吸収さ
れる状態となり、ドライアイス/イソプロピルアルコー
ルの冷浴においても重合温度が最高30℃にまで達し
た。その後20℃前後で重合は推移したので、20分後
プロピレンガスを窒素ガスに切り替えるとともにイソブ
チルアルコールにより重合を完全に停止させた。
【0058】重合液を分析用に25mlを確保(10
分、20分)した後、塩酸水により水洗後溶媒を留去し
(100mmHg、80℃)、典型的なカチオン重合の
産物であるオイル状のオリゴマー166g(284gオ
リゴマー/mmolAl・hr)を得た。カチオン重合
物は、GC−MSにより4量体までのオリゴマーを検出
することができた。さらにトルエンがオリゴマー鎖中に
取り込まれていることがわかった。オリゴマーをFD−
MSにより分析すると、m/z;556に最高のピークを
示したが、これはトルエン1分子がオリゴマー鎖に取り
込まれているとして計算すると、プロピレンの10量体
にあたる分子量となる。このオリゴマーを蒸発皿に移し
130℃で10時間乾燥したところ高分子量体が得られ
たので、極限粘度を測定したところ0.02dl/gを
示した。
【0059】
【比較例1】実施例1で、tert-ブチルクロリドを用い
ないでメチルアルミノキサンのみで重合を実施したとこ
ろ、オリゴマーは全く得られなかった。30分間の操作
中温度変化はなかった。
【0060】
【比較例2】実施例2で、メチルアルミノキサンを用い
ないでtertーブチルクロリドのみで重合を実施したとこ
ろ、オリゴマーは全く得られなかった。30分間の操作
中に温度変化はなかった。
【0061】
【実施例2】充分に窒素置換した内容積500mlのガ
ラス製重合器に精製トルエン400mlを装入し、プロ
ピレンガス(100リットル/hr)を流通させ、0〜
5℃でプロピレンを充分に飽和させた。その後、トリメ
チルアルミニウム(以下「TMA」と略記することがあ
る。)のトルエン溶液(重合液中の濃度がアルミニウム
原子に換算して3ミリグラム原子/リットル)、ジメチ
ルスズオキシド(Me 2SnO)(和光純薬)132m
g(重合液中の濃度2mmol)を加え、さらにtertー
ブチルクロリド0.09ml(重合液中の濃度2mmo
l/リットル)を添加して重合を開始した。重合温度は
10℃前後を保つようにし、10分間で重合を停止させ
た。重合液を塩酸水で洗浄し、溶媒を留去(100mH
g、80℃)したところ、12.6g(189gオリゴ
マー/mmolAl・hr)のオリゴマーが得られた。
【0062】
【比較例3】実施例2において、トリメチルアルミニウ
ムのみ用い、ジメチルスズオキシド及びtertーブチルク
ロリドを用いずに重合を行なった。重合は3℃で進行
し、30分後重合を停止させたのち、重合液を塩酸水で
洗浄後溶媒を留去(100mHg、80℃)したが、オ
リゴマーは10mg以下しか得られなかった。これを少
量のトルエンに溶解し、GLCによる分析を行ないオリ
ゴマーを確認した。
【0063】
【比較例4】実施例2において、トリメチルアルミニウ
ムとtert-ブチルクロリドのみ用い、ジメチルスズオキ
シドを用いないで重合を行なった。重合は3℃で進行
し、30分後重合を停止させた後、重合液を塩酸水で洗
浄し溶媒を留去(100mHg、80℃)したところ、
20mgのオリゴマーが得られた。
【0064】
【比較例5】実施例2において、ジメチルスズオキシド
とtert-ブチルクロリドのみを用い、トリメチルアルミ
ニウムを用いないで重合を行った。重合は3℃ど進行
し、30分後重合を停止させた後、重合液を塩酸水で洗
浄し溶媒を留去(100mmHg、80℃)したが、オ
リゴマーは全く得られなかった。
【0065】
【比較例6】実施例2において、ジメチルスズオキシド
のみを用い、tert-ブチルクロリドとトリメチルアルミ
ニウムを用いないで重合を行った。重合は3℃で進行
し、30分後重合を停止させた後、重合液を塩酸水で洗
浄し溶媒を留去(100mmHg、80℃)したが、オ
リゴマーは全く得られなかった。
【0066】
【実施例3】充分に窒素置換した内容積500mlのガ
ラス製重合器に精製トルエン350mlとスチレン(和
光純薬、未処理)50mlを装入し、氷冷下、窒素ガス
で5分間バブリングした。バブリング終了後、系を窒素
雰囲気下に保ちながら、tertーブチルクロリド0.09m
l(重合液中の濃度2mmol/リットル)およびトリ
イソブチルアルミニウムより合成したアルミノキサン
(以下「IBA-O」と略記することがある。)のトル
エン溶液(重合液中の濃度2mmol/リットル)を装
入して重合を開始した。開始後温度は20℃まで上昇し
た。10分後に重合を終了し、イソブチルアルコールに
より重合を完全に停止させた。重合液を塩酸水により水
洗後溶媒を留去(100mmHg、80℃)し、典型的
なカチオン重合の産物であるオイル状のオリゴマー2
4.4g(73gオリゴマー/mmolAl・hr)を
得た。
【0067】
【比較例7】実施例3において、メチルアルミノキサン
のみを用い、tert-ブチルクロリドを用いないでて重合
を行った。重合は3℃で進行した。30分後、重合を停
止させた。重合液を塩酸水により水洗後溶媒を留去(1
00mmHg、80℃)したが、オリゴマーは得られな
かった。
【0068】
【実施例4】充分に窒素置換した内容積500mlのガ
ラス製重合器に精製トルエン250mlと4-メチルペン
テン-1(以下「4MP-1」と略記することがある。)を
150mlを装入し、氷冷下、窒素ガスで5分間バブリ
ングした。バブリング終了後、系を窒素雰囲気下に保ち
ながら、tertーブチルクロリド0.09ml(重合液中の
濃度2mmol/リットル)およびトリイソブチルアル
ミニウムから合成したアルミノキサンのトルエン溶液
(重合液中の濃度2mmol/リットル)を装入して重
合を開始した。開始直後に温度は70℃まで上昇した。
2分後に重合を終了し、イソブチルアルコールにより重
合を完全に停止させた。重合液を塩酸水により水洗後溶
媒を留去(100mmHg、80℃)し、典型的なカチ
オン重合の産物であるオイル状のオリゴマー80.4g
(1206gオリゴマー/mmolAl・hr)を得
た。
【0069】
【実施例5】充分に窒素置換した内容積500mlのガ
ラス製重合器に精製トルエン400mlを装入し、プロ
ピレンガス(100リットル/hr)を流通させ、0〜
5℃でプロピレンを充分に飽和させた。その後、tertー
ブチルクロリド0.09ml(重合液中の濃度2mmo
l/リットル)およびトリイソブチルアルミニウムより
合成されたアルミノキサンのトルエン溶液(重合液中の
濃度2mmol/リットル)を装入して重合を開始し
た。開始後温度を5〜10℃に保つために氷冷を中止し
ドライアイス/イソプロピルアルコールの冷浴に変更し
た。重合終了後、プロピレンを停止させるとともにイソ
ブチルアルコールにより重合を完全に停止させた。重合
液を塩酸水により水洗後溶媒を留去(100mmHg、
80℃)し、典型的なカチオン重合の産物であるオイル
状のオリゴマー39.04g(58.6gオリゴマー/m
molAl・hr)を得た。
【0070】
【実施例6】充分に窒素置換した内容積500mlのガ
ラス製重合器に精製トルエン400mlを装入し、水6
3mg(3.5mmol)を縣濁させた。その後、トリ
メチルアルミニウム(1mmol/トルエンml)2m
l(重合液中の濃度5mmol/リットル)を加え、さ
らにtertーブチルクロリド0.22ml(重合液中の濃度
5mmol/リットル)を添加して重合を開始した。1
夜40℃で攪拌した後、プロピレンを通導し、10℃前
後を保つようにして30分間で重合を停止させた。重合
液を塩酸水で洗浄し、溶媒を留去(100mHg、80
℃)したところ、8.6g(8.6gオリゴマー/mmo
lAl・hr)のオリゴマーが得られた。
【0071】以上の結果を表1に示す。
【0072】
【表1】

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】[A]ハロゲン化炭化水素と、[B]有機
    アルミニウムオキシ化合物とからなることを特徴とする
    カチオン重合触媒。
  2. 【請求項2】[A]ハロゲン化炭化水素と、[C]有機
    スズ酸化物と、[D]有機アルミニウム化合物とからな
    ることを特徴とするカチオン重合触媒。
  3. 【請求項3】[A]ハロゲン化炭化水素と、[D]有機
    アルミニウム化合物と、[E]水とからなることを特徴
    とするカチオン重合触媒。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の触媒の存在下に、オレフ
    ィンをカチオン重合することを特徴とするオレフィンの
    カチオン重合法。
  5. 【請求項5】請求項2に記載の触媒の存在下に、オレフ
    ィンをカチオン重合することを特徴とするオレフィンの
    カチオン重合法。
  6. 【請求項6】請求項3に記載の触媒の存在下に、オレフ
    ィンをカチオン重合することを特徴とするオレフィンの
    カチオン重合法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008102729A1 (ja) 2007-02-19 2008-08-28 Idemitsu Kosan Co., Ltd. α-オレフィン重合体及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008102729A1 (ja) 2007-02-19 2008-08-28 Idemitsu Kosan Co., Ltd. α-オレフィン重合体及びその製造方法
US8178635B2 (en) 2007-02-19 2012-05-15 Idemitsu Kosan Co., Ltd. α-Olefin polymer and process for production thereof

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