JPS591405B2 - α−オレフィンの重合法 - Google Patents

α−オレフィンの重合法

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JPS591405B2
JPS591405B2 JP9133176A JP9133176A JPS591405B2 JP S591405 B2 JPS591405 B2 JP S591405B2 JP 9133176 A JP9133176 A JP 9133176A JP 9133176 A JP9133176 A JP 9133176A JP S591405 B2 JPS591405 B2 JP S591405B2
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健二 岩田
徹也 岩尾
平三 佐々木
正紀 大沢
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特殊な活性化チタン成分と有機アルミニウム化
合物より成る高活性触媒系を用いて高度に立体規則性を
持つたポリ−α−オレフィンを重合する方法に関するも
のである。
プロピレン、ブテン等のα−オレフィンをΞ塩化チタン
と有機アルミニウム化合物とから成るいわゆるチーダラ
ー 、ナツタ触媒を用いて立体規則性ポリα−オレフィ
ンを重合することは公知であり、現在工業的に実施され
ている。
近年、チーグラー 、ナツタ触媒のチタン成分を担体に
担持して触媒の活性を高める方法が開発され、エチレン
重合触媒については一般的になりつつあるが、プロピレ
ン、ブテン等のようなα−オレフィンの場合にメチル基
、エチル基等のアルキル基を立体的に制御してアイソタ
クチック構造にしないと有用な結晶性ポリマーを得るこ
とができないため、エチレン重合の場合のように活性が
向上しただけでは崩用な重合触媒にはならず、生成ポリ
マーの立体規則性の制御が大きな問題である。
これに関連してハロゲン化マグネシウムにチタン化合物
を担持した担体型チタン成分と有機アルミニウム化合物
に第3成分として電子供与体化合物を添加することによ
つて生成ポリマーの立体規則性を向上させる方法が、特
開昭47−9342、特開昭48−16980、特開昭
49−86482等で提案されている。担体型チタン成
分と有機アルミニウム化合物の2成分系触媒でプロピレ
ンを重合すると重合活性は大きいが生成ポリマーの結晶
性が極端に低く、電子供与体化合物を加えると生成ポリ
マーの結晶性は向上するが、活性の低下がはげしく、し
かも結晶性向上効果も充分ではなくて、現在工業的に使
用されている三塩化チタン/ジエチルアルミニウムモノ
クロラード触媒系等で得られている結晶性ポリプロピレ
ンと同等の品質のものを得ることは困難であつた。
特開昭50−126590の方法ではハロゲン化マグネ
シウムと有機酸エステル類を共粉砕して得らたれ組成物
に四塩化チタンを反応して得られる組成物と有機アルミ
ニウム化合物より成る触媒系が提案されている力( こ
れでも活性及び生成ポリマーの結晶性が不充分であつて
改良が必要である。
本発明者は高結晶性ポリα−オレフィンを重合すること
のできる高活性触媒について検討した結果(4)ハロゲ
ン化マグネシウムとハロゲン化アルミニウム.有機酸エ
ステル類錯体より成る組成物に四塩化チタンを反応させ
て得られた活性化チタン成分と(B)有機アルミニウム
化合物 とから得られる触媒系がきわめて有効であることを発見
した。
本願発明の方法で用いるハロゲン化マグネシウムは実質
的に無水のハロゲン化マグネシウムが好ましく、とくに
塩化マグネシウムが好ましい。
ハロゲン化アルミニウム.有機酸エステル錯体の調製に
用いられるハロゲン化アルミニウムとしては、とくに三
塩化アルミニウへ三臭化アルーミニウムが好ましい。有
機酸エステルとしては芳香族カルボン酸エステル、脂肪
族カルボン酸エステル、脂環族カルボン酸エステルが用
いらへ例えば安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香
酸プロピル安息香酸フエニル、アニス酸エチノレ、ナフ
トエ酸エチル、酢酸エチル、アクリル酸エチノレ、メタ
アクリル酸エチル、ヘキサヒドロ安息香酸エチル等であ
る。ハロゲン化アルミニウムと有機酸エステル類の錯体
は常法により、例えば両者を常温で混合するか、これを
加熱することによつて調製することができる。本発明の
活性化チタン成分(4)の調製方法について以下に説明
する。
まず、ハロゲン化マグネシウムとハロゲン化アルーミニ
ウム.有機酸エステル類錯体より成る組成物を調製する
。この調製方法については両者を粉砕する方法が一般的
であり、例えばボールミル.振動ミル等の粉砕機を用い
て行われる。
粉砕操作は真空または不活性ガス雰囲気中で行われ、水
分、などがほとんど完全に除かれた状態で行わなければ
ならない。粉砕条件についてはとくに制限はない力(温
度は0℃から50℃の範囲が一般的であり、粉砕時間に
ついては粉砕機の種類によつて異なるが、通常は2〜1
00時間程度である。ハロゲン化マグネシウムとハロゲ
ン化アルミニウム.有機酸エステル類錯体との組成物と
四塩化チタンとの処理が続いて行われる。
この処理は上記ハロゲン化マグネシウム.有機酸エステ
ル類錯体組成物を四塩化チタンまたはその不活性溶媒の
溶液中に懸濁し40℃から135℃の温度で接触させた
のち、固体物質を分離し、乾燥するか、または不活性溶
媒で洗浄して四塩化チタンを除去し本発明の(4)成分
である活性化チタン成分を得る操作から成る。
本発明の方法では上記方法によつて調製された活性化チ
タン成分と有機アルミニウム化合物を組合せて高活性α
−オレフイン重合触媒とする。
使用される有機アルミニウム化合物としては一般式At
RmX3−m(ただしRは炭化水素残基、Xはアルコキ
シ基、水素を示し、mは1.5≦m≦3である)で示さ
れるものが用いられ、例えばトリメチルアルミニウム、
トリエチルアルーミニウム、トリ−n−ブチルアルミニ
ウム、 トリ−1s0−ブチルアルミニウム、トリ−n
−ヘキシルアルミニウベ ジエチルアルミニウムハイド
ライド、ジエチルアルミニウムエトキシドなどが用いら
れる。本発明の方法では活性化チタン成分、有機アルミ
ニウム化合物の他に公知の第3成分、例えば前述の有機
酸エステル類などを添加しても良い。本発明の方法にお
いて活性化チタン成分と有機アルミニウム化合物の使用
割合は広範囲に変えることができるが一般には活性化チ
タン成分中のチタン金属に対する有機アルミニウム化合
物の使用モル比は1〜500程度、とくに生成ポリマー
の結晶性を高めるために2〜25が好ましい。また重合
時に有機酸エステル等の第3成分を加えるときはこのモ
ル比を25〜100に増すことが好ましい。本発明の方
法は一般式R−C℃H2(ただしRは炭素数1〜10の
アルキル基を示す)で示されるα−オレフインの単独重
合、及び上記α−オレフイン相互の共重合、またはエチ
レンとの共重合に利用される。
上記のα−オレフインとしてはプロピレン、ブテン−1
、ヘキセン一1、4−メチルベンゼン−1などがあげら
れる。
本発明の方法による重合反応は従来の当該技術において
通常行なわれている方法および条件が採用できる。
その際の重合温度は20〜300℃、好ましくは50〜
200℃範囲であり、重合圧力は常圧〜200気圧、好
ましくは常圧〜150気圧の範囲である。重合反応では
一般に脂肪族、脂環族、芳香族の炭化水素類、またはそ
れらの混合物を溶媒として使用することができ、たとえ
ばプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、
シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンなど、およびそれ
らの混合物が好ましく用いられる。また液状のモノマー
自身を溶媒として用いる塊状重合法で行なうこともでき
る。さらにまた溶媒が実質的に存在しない条件、すなわ
ちガス状モノマーと触媒とを接触させる、いわゆる気相
重合法で行なうこともできる。本発明の方法において生
成するポリマーの分子量は反応様式、触媒系、重合条件
によつて変化するが、必要に応じて、たとえば、水素、
ハロゲン化アルキル、ジアルキル亜鉛などの添加によつ
て制御することができる。
以下に、本発明の実施例を示す。
実施例 1 直径12mmの鋼球80個の入つた内容積600dの粉
砕用ポツトを装備した振動ミルを用意する。
このポツト中に、窒素雰囲気中で塩化マグネシウム20
.0V1塩化アルミニウム.安息香酸エチル錯体10.
07を加え、20時間粉砕した。300m1丸底フラス
コに上記粉砕処理107、四塩化チタン200ffL1
を加えて80℃で2時間かくはんしたのち、デカンテー
シヨンによつて上澄液を除き、次にn−ヘプタン200
m1を加えて室温で30分間かくはんののち、デカンテ
ーシヨンで上澄液を除く洗浄操作を7回くり返したのち
、さらにn−ヘプタン200m1を追加して活性化チタ
ン成分スラリーを得た。
この活性化チタン成分スラリーの一部をサンプリングし
、n−ヘプタンを蒸発させ分析したところ、活性化チタ
ン成分中に1.20wt%のTiを含有していた。内容
積2t(7)SUs−32製オートクレーブ中に窒素雰
囲気下n−ヘプタン1t1上記活性化チタン成分0.2
07(チタン原子換算0.05mM)、トリエチルアル
ミニウム0.07m1(0.5mM)を装入した。
オートクレーブ内の窒素を真空ポンプで排気したのち、
水素を気相分圧で0.3kg/Cril装入し、ついで
プロピレンを装入して気相部の圧力を2kg/C7iL
ゲージとした。オートクレーブの内容物を加熱し、5分
後に内部温度を70℃まで昇温し、70℃で重合圧力を
5kg/CTiiゲージに保つようにプロピレンを装入
しながら重合を2時間続けた。オートクレーブを冷却の
のち、未反応プロピノレンをパージして内容物を取出し
、口過し6『Cで減圧乾燥して白色粉末状ポリプロピレ
ン3707を得た。
このポリプロピレンの沸とうn−ヘプタン抽出残ポリマ
ーの割合(以下パウダー11と略記する)96.5%、
かさ比重0.337/Wlll極限粘度数1.90であ
つた。
一方、口液の濃縮によりn−ヘプタン可溶性重合体17
Vが得られる。
全ポリマーに対する沸とうn−ヘプタン抽出残ポリマー
の割合(以下全11と略記する)92.2%であつた。
本重合反応での触媒の重合活性は81k9/7一Ti.
hrであり、取得量は161k9/7一Tiであつた。
実施例 2 実施例1で調製した活性化チタン成分を用いてプロピレ
ンの塊状重合を行なつた。
内容積6t(7)Sus−32製オートクレーブ中に窒
素雰囲気でn−ヘプタン30m1で懸濁した活性化チタ
ン成分0.20y1トリエチルアルミニウム0.1m1
を装入した。
オートクレーブ中の窒素を真空ポンプで排気したのち、
プロピレン2.5kg、及び水素0.5Ntをオートク
レーブに装入した。オートクレーブの内容物を加熱し、
5分後に75℃に昇温し、75℃で3時間重合を行なつ
た。オートクレーブを冷却ののち、プロピレンをパージ
して内容物を取出し、減圧乾燥して908′!7のポリ
プロピレンパウダーを得た。得られたポリプロピレンパ
ウダーの全11は93.5%、極限粘度数1.95、か
さ比重0.38V/mlであつた。
本重合反応での触媒の重合活性は126kg/y一Ti
.hrであり、取得量は378kg/7一Tiであつた
実施例 3 実施例2の方法に於て、トリエチルアルミニウムの代り
にトリ−1s0−ブチルアルミニウム0.15m1を用
いて同様の実験をくり返し880yのポリプロピレンパ
ウダーを得た。
得られたポリプロピレンの全11は93.0%、かさ比
重0.36t/Mll極限粘度数1.95であつた。
本重合反応での重合活性は122kg/7一Tl.hr
l取得量367kg/7一Tiであつた。
比較例 1塩化マグネシウム2647、四塩化チタン3
.67を用い、実施例1と同様に共粉砕してチタン成分
を調製した。
(チタン含有率3wt%)得られたチタン成分0.20
7、トリエチルアルミニウム0.107を触媒成分とし
て実施例1と同様に重合を行なつた。
重合時間3.0時間で重合を止め、オートクレーブを冷
却して内容物を取出したところ粘ちような溶液が生成分
で口過できなかつたので大量のアセトンでポリマーを沈
殿させたのち口過、乾燥してポリマー285yを得た。
得られたポリマーの全1は21.3%であつた。上ピ巣
λ例 2塩化マグネシウム23.67、四塩化チタン
.安息香酸エチル錯体647を実施例1と同様に共粉砕
してチタン含有率3wt%のチタン成分を調製した。
得られたチタン成分0.20ノ トリエチルアルミニウ
ム0.1miを触媒成分として実施例1と同様に重合を
行なつた。
重合時間2時間でポリプロピレンパウダー1107が得
られた。このポリピレンのパウダー70.3%、極限粘
度数1.80、かさ比重0.22であつた、一方口液か
ら非晶性ポリプロピレン30。
57が得られ、本重合反応で生成したポリマーの全1は
55.0%であり、触媒の重合活性は11.7k9/7
一Tl.hr取5得量は23.4k9/7一Tiであつ
た。
比較例 3〜4比較例2の触媒系を改良する目的で安息
香酸工チルを触媒系の第3成分として添加して重合をく
り返した結果を表1に示す。
比較例2の触媒系に安息香酸エチルを添加すると生成ポ
リマーの1は向上するが不充分であり、しかも活性の低
下が大ぎい。比較例 5 塩化マグネシウム24.77、安息香酸エチル5.37
を実施例1と同様に共粉砕したのち、実施例1と同様に
四塩化チタンとの反応、n−ヘプタンによる洗浄を行な
い、チタン含有率1.21wr%の活性化チタン成分を
得た。
活性化チタン成分0.207トリエチルアルミニウム0
.07m1を用いて実施例1と同様に2時間重合を行な
つたところ粉末状ポリプロピレン218y1及びn−ヘ
プタン可溶゛囲ポリプロピレン257を得た。
ポリプロピレンパウダーは95,0%、かさ比重0.2
87/Ml,.極限粘度数1.98であつた。
本重合反応での触媒の重合活性は51k9/7ーTi.
hrl取得量101k9/7一Til全185.2%で
あつた。実施例 4〜7 実施例1の活性化チタン成分調製工程のうち、安息香酸
エチル.塩化アルミニウム錯体に代えて種々の化合物を
用いて触媒の調製を行ない、これを用いて実施例2と同
様にプロピレンの塊状重合を行なつた結果を表2に示す
実施例 8〜9 実施例1で調製した活性化チタン成分0.087安息香
酸エチル0.157及び表3に示した量のトリIsO−
ブチルアルミニウムを触媒成分とし、実施例1と同様に
重合した結果を表3に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A)ハロゲン化マグネシウムとハロゲン化アルミ
    ニウム、有機酸エステル類錯体を粉砕して成る組成物を
    四塩化チタンで処理して得られる活性化チタン成分と(
    B)有機アルミニウム化合物 とから成る触媒の存在下にα−オレフィンを重合するこ
    とを特徴とするα−オレフィンの重合方法。
JP9133176A 1976-08-02 1976-08-02 α−オレフィンの重合法 Expired JPS591405B2 (ja)

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