JPH0816140B2 - プロピレンのブロツク共重合体の製造方法 - Google Patents

プロピレンのブロツク共重合体の製造方法

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JPH0816140B2
JPH0816140B2 JP21071586A JP21071586A JPH0816140B2 JP H0816140 B2 JPH0816140 B2 JP H0816140B2 JP 21071586 A JP21071586 A JP 21071586A JP 21071586 A JP21071586 A JP 21071586A JP H0816140 B2 JPH0816140 B2 JP H0816140B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプロピレンのブロック共重合体の製造方法に
関する。詳しくは、特定の処理を行った触媒を用いて実
質的に不活性媒体の存在しない条件でブロック共重合体
を製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
ポリプロピレンは剛性に優れた重合体であるが、耐衝
撃性、特に低温でのそれが劣るためエチレンなどの他の
オレフィンとブロック共重合することで耐衝撃性を改良
することが行なわれている。(例えば、特公昭43−1123
0、特公昭44−20621等) しかしながらブロック共重合を行うと耐衝撃性は向上
するものの必然的に剛性が低下する。従って剛性と耐衝
撃性のバランスを良好とするため、後段でエチレンなど
の他のオレフィンと共重合を行う部分の反応比、或いは
該部の分子量を適当な範囲とするなど種々の方法が提案
されている。(例えば、特公昭47−7141号、特開昭55−
43152号、特開昭54−139693号、特開昭56−55416号、特
開昭58−83015号など) 〔発明が解決すべき問題点〕 上述の方法により比較的物性バランスの良好なブロッ
ク共重合体が得られているが、それでも前段のプロピレ
ン単独での重合部と後段のエチレン或いは他のオレフィ
ンとプロピレンの共重合部との比率によって、ある程度
の物性バランスを有するものが得られるのみであり、さ
らに物性バランスを改良したブロック共重合体の製造方
法の開発が望まれている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは上記問題点を解決する方法について鋭意
検討し本発明を完成した。即ち、本発明はアルミニウム
或いは有機アルミニウムで四塩化チタンを還元して得た
三塩化チタン、又はその変性処理物、又は塩化マグネシ
ウム或いはその変性処理物に四塩化チタンを担持して得
たものである遷移金属触媒成分と有機アルミニウム化合
物とからなる触媒を用いてプロピレンのブロック共重合
体を製造する方法において触媒を不活性媒体中で4,4−
ジメチルペンテン−1、4,4−ジメチルヘキセン−1、
ビニルナフタレン、インデンからなる群より選ばれた1
種の化合物と予め接触処理した後プロピレン自身を媒体
とする塊状重合法、或いは気相重合法でプロピレン単独
で全重合体中の該部での割合が50〜95重量%となるまで
重合し、次いで実質的に不活性媒体の存在しない塊状重
合法或いは気相重合法でプロピレンとエチレンをエチレ
ンとプロピレンの比率が20/80〜95/5の範囲で重合する
ことを特徴とするプロピレンのブロック共重合体の製造
方法である。
本発明において遷移金属触媒成分と有機アルミニウム
化合物からなる触媒については公知の種々の高立体規則
性のポリプロピレンを与える触媒系が使用可能である。
例えば四塩化チタンを金属アルミニウム、水素或いは有
機アルミニウムで還元して得た三塩化チタン或いはそれ
らを電子供与性化合物で変性処理したものと有機アルミ
ニウム化合物さらに必要に応じ含酸素有機化合物などの
立体規則性向上剤からなる触媒系、或いはハロゲン化マ
グネシウムなどの担体或いはそれらを電子供与性化合物
で処理したものにハロゲン化チタンを担持して得たもの
と有機アルミニウム化合物及び必要に応じ含酸素化合物
などの立体規則性向上剤からなる触媒系が例示される。
(例えば、以下の文献に種々の例が記載されている。Zi
egler−Natta Catalysts and Polymerization by John
Boar Jr(Academic Press)、又はJournal of Makromol
ecular Science Reviews in Makromolecular Chemistry
and Physics C24(3) 355−385(1984)同C25(1)
57−97(1985)ここで立体規則性向上剤或いは電子供与
体としては通常エーテル、エステル、オルソエステル、
アルコキシケイ素などの含酸素化合物が好ましく使用で
き、電子供与体としてはさらにアルコール、アルデヒ
ド、水なども使用できる。
有機アルミニウム化合物としてはトリアルキルアルミ
ニウム、ジアルキルアルミニウムハライド、アルキルア
ルミニウムセスキハライド、アルキルアルミニウムジハ
ライドが使用できアルキル基としてはメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基などが例示さ
れ、ハライドとしては塩素、臭素、ヨウ素が例示され
る。
本発明における遷移金属触媒成分は、より具体的には
アルミニウム或いは有機アルミニウムで四塩化チタンを
還元して得た三塩化チタン法エーテル或いはエステルで
変性処理して得たもの、或いは塩化マグネシウムと有機
化合物を共粉砕したものを四塩化チタンで処理したも
の、或いは塩化マグネシウムとアルコールの反応物を炭
化水素溶媒中に溶解し次いで四塩化チタンなどの沈澱剤
で処理することで炭化水素溶媒に不溶化し必要に応じエ
ステル、エーテルなどの電子供与性化合物で変性処理し
次いで四塩化チタンで処理する方法などによって得られ
る担持したチタンのハロゲン化物である。
本発明において重要なのは予め触媒を4,4−ジメチル
ペンテン−1、4,4−ジメチルヘキセン−1、ビニルナ
フタレン、インデンからなる群より選ばれた1種の化合
物と接触処理することである。この際有機アルミニウム
化合物/遷移金属触媒成分の使用比は、後のプロピレン
の重合の際の割合と同一であっても或いはそれより少な
い量であっても良くその量比は0.5〜1000であるのが一
般的である。またその際に立体規則性向上剤を存在させ
ることも可能であり、その好ましい比率としては0.01〜
300である。
接触処理温度及び接触処理時間については特に制限は
ないが一般的には次いで行うプロピレンの重合の際の温
度と同じか或いは低い温度で行い、接触処理時間として
は数分〜数時間であり、好ましくは上述の接触処理を行
う化合物が遷移金属触媒成分当たり、0.001〜当量以上
反応する条件下に処理することである。この接触処理は
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デ
カン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン
或いはそれらの混合物などチーグラー・ナッタ触媒に対
する不活性触媒中で行われ必要に応じて未反応の上述の
化合物を除去、洗浄してさらに有機アルミニウム化合物
を加えプロピレンの重合に用いることもできる。
上述の接触処理に用いる化合物の使用量としては遷移
金属触媒成分当たり0.01当量倍以上であるのが好まし
く、0.01当量倍より少ないと効果がほとんどない。又20
0当量倍以上反応する条件下で処理しても、より効果的
であることはなく、得られたブロック共重合体を成形し
た時、表面が不良であるなどの問題が生ずる。
本発明においては上述の処理を施した触媒を用い、ま
ずプロピレンを重合する。この際プロピレンに対して0.
06重量比以下のエチレンなどの他のオレフィンを共重合
し、得られたブロック共重合体の、表面光沢性及び折り
まげ時の白化を改良することもできる。プロピレンの重
合は全重合体中の50重量%以上、95重量%以下となるよ
うにする。50重量%より少ないと剛性が不充分であり、
95重量%より多いと耐衝撃性改良効果が不充分である。
また重合はプロピレン自身を媒体とする塊状重合法或い
は気合重合法で行ない、重合温度が常温〜100℃、重合
圧力は常圧〜50kg/cm2ゲージで行う。該部での遷移金属
触媒成分当たりの重合量としては一般に1000〜40000程
度である。
次いで実質的に不活性触媒の存在しない塊状重合法或
いは気相重合法でプロピレンとエチレンを共重合する。
該部での全重合法に対する重合割合としては5〜50重量
%であり、5重量%より少ないと耐衝撃性の改良が不充
分であり、50重量%より多いと剛性が不充分である。プ
ロピレンとエチレンの共重合はエチレンとプロピレンの
比率が20/80〜95/5重量比であるのが好ましく、20/80よ
り少なくても95/5重量比より大きくても耐衝撃性の改良
が不充分となる。ここでエチレンの1部をブテン−1、
ヘキセン−1で代替することもできる。該部での反応は
通常常温〜80℃、常圧〜50kg/cm2ゲージの条件下で行わ
れる。
〔作用及び効果〕
本発明の方法を実施することによって理由は明確では
ないが得られるブロック共重合体の結晶化温度が上が
り、結果として剛性、特に曲げ剛性と耐衝撃性、特にア
イゾット衝撃強度が大幅に向上し、極めて物性バランス
の優れたブロック共重合体が得られ工業的に極めて価値
がある。
〔実施例〕
以下に実施例を挙げ本発明をさらに説明する。
実施例1 直径12mmの鋼球9kgの入った内容積4lの粉砕用ポット
を4個装備した振動ミルを用意する。各ポットに窒素雰
囲気中で塩化マグネシウム300g、テトラエトキシシラン
60ml、α,α,α−トリクロロトルエン45mlを加え40時
間粉砕した。
上記共粉砕物300gを5lのフラスコに入れ四塩化チタン
1.5l、トルエン1.5lを加え100℃で30分間攪拌処理し
た。次いで静置して上澄液を除去し同様に四塩化チタン
1.5l、トルエン1.5lを加え、100℃で30分間攪拌処理
し、次いで上澄液を除きさらに4lのn−ヘプタンを用い
て固形分を洗浄することを10回繰り返し得られた固体触
媒スラリーの1部をサンプリングしチタン分を分析した
ところ1.9重量%であった。
内容積200mlのフラスコに窒素雰囲気下トルエン40m
l、上記固体触媒30mg、ジエチルアルミニウムクロライ
ド0.128ml、p−トルイル酸メチル0.06ml、トリエチル
アルミニウム0.03ml、4.4−ジメチルペンテン0.3gを加
え40℃で30分間攪拌処理した。同様に別途モデル実験を
実施したところ、4,4−ジメチルペンテンの遷移金属触
媒成分当たりの重量は1.1当量であった。この触媒スラ
リーを内容積5lのオートクレープに入れプロピレン1.5k
g、水素3.3Nlを加え75℃で2時間重合反応を行った。次
いで内温を40℃に降温しエチレンを5kg/cm2ゲージ追加
した後トリエチルアミニウムを0.25ml圧入してエチレン
分圧が5kg/cm2−ゲージとなるよう追加しながら60分間
重合し、未反応のプロピレン及びエチレンをパージして
オートクレーブより取り出し乾燥した。
ブロック共重合体の共重合部の割合及び共重合体の反
応比はカラム分別法(中部化学関係学協会支部連合秋季
大会第13回講演予稿集3A20)によって定めた。なお共重
合部の反応比は共重合部の割合Xとブロック共重合体の
エチレン含量Yより反応比エチレン/プロピレン=Y/
(X−Y)として定めた。
ブロック共重合体はフェノール系安定剤10/10000重量
比及びステアリン酸カルシウム15/10000重量比加えて造
粒し、メルトフローインデックスを測定しさらに厚さ1m
mのインジェクションシートを作って以下の物性値を測
定した。
メルトフローインデックス ASTM D1238(230℃) 引張り強度 ASTM D638−64T(20℃) 曲げ剛性度 ASTM D747−63(20℃) アイゾット(ノッチ付)衝撃強度 ASTM D256−56(20℃、−10℃) デュポン衝撃強度 JIS K6718(20℃、−10℃) 結果は表1に示す。なお表1に示すポリプロピレンパ
ウダーの極限粘度数は135℃テトラリン溶液で、沸騰n
−ヘプタン抽出残率(IIと略記)は沸騰n−ヘプタンで
6時間抽出した時の割合である。
実施例2〜3、比較例1 予め接触処理する化合物として4,4−ジメチルヘキセ
ン−1(実施例2)、α−ビニルナフタレン(実施例
3)、何も用いない(比較例1)、他は実施例1と同様
とした。結果は表1に示す。実施例2、実施例3のそれ
ぞれの化合物の重合量は0.8当量、1.4当量であった。
実施例4及び比較例2 遷移金属触媒成分として丸紅ソルウェー社製高活性三
塩化チタン触媒(TGY24)を用いた。内容積200mlのフラ
スコに窒素雰囲気下トルエン40ml、三塩化チタン触媒10
0mg、ジエチルアルミニウムクロライド0.5ml、インデン
0.3ml(実施例4)、インデンを用いない(比較例
2)、40℃で30分間攪拌した。この触媒スラリーを内容
積5lのオートクレープに入れ、プロピレン1.5kg、水素
4.0Nl加え65℃で2時間重合反応を行った。次いで内温
を40℃に降温しエチレンを8kg/cm2ゲージ追加しエチレ
ン分圧が一定となるようエチレンを追加しながら60分間
重合を行った。その他は実施例1と同様に行った。結果
は表1に示す。
〔効果〕
実施例にも示すように本発明の方法を実施することに
より剛性及び耐衝撃性のバランスの良い、 特に曲げ剛性及びアイゾット衝撃強度に優れたブロッ
ク共重合体が得られ工業的に極めて価値がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明によるチーグラー触媒のフローチャート
図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミニウム或いは有機アルミニウムで四
    塩化チタンを還元して得た三塩化チタン、又はその変性
    処理物、又は塩化マグネシウム或いはその変性処理物に
    四塩化チタンを担持して得たものである遷移金属触媒成
    分と有機アルミニウム化合物からなる触媒を用いてプロ
    ピレンのブロック共重合体を製造する方法において、触
    媒を不活性媒体中で4,4−ジメチルペンテン−1、4,4−
    ジメチルヘキセン−1、ビニルナフタレン、インデンか
    らなる群より選ばれた1種の化合物と予め接触処理した
    後、プロピレン自身を媒体とする塊状重合法或いは気相
    重合法でプロピレン単独で全重合体中の該部での割合が
    50〜95重量%となるまで重合し、次いで実質的に不活性
    媒体の存在しない塊状重合法或いは気相重合法でプロピ
    レンとエチレンをエチレンとプロピレンの比率が20/80
    〜95/5範囲で重合することを特徴とするプロピレンのブ
    ロック共重合体の製造方法。
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