JPS60130607A - α−オレフイン重合用触媒成分の製造法 - Google Patents

α−オレフイン重合用触媒成分の製造法

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JPS60130607A
JPS60130607A JP58239098A JP23909883A JPS60130607A JP S60130607 A JPS60130607 A JP S60130607A JP 58239098 A JP58239098 A JP 58239098A JP 23909883 A JP23909883 A JP 23909883A JP S60130607 A JPS60130607 A JP S60130607A
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、α−オレフィン1合用チタン含イm触媒成分
の製造法に関するものである。さらに詳しくは、本発明
は、立体規則性を有するα−オレフィン重合体製造のた
めの高度の立体規制重合能と活性を有する、いわゆる担
体型チタン含有固体触媒成分の製造法に関するものであ
る。本発明による担体型チタン含有q体触媒成分は、さ
らに有機アルミニウム化合物と組み合せて、α−オレフ
ィンの重合用触媒として用いられる。
先行技術 チタン担持型触媒系に関しては、重合体の立体規則性を
向上させることを目的として触媒系に各種の電子供与性
化合物を添加することは古くから知られており(J、P
olymer 5cience、 Polymer L
etters。
3 、855(1965)、%にチタン担持固体触媒成
分中に電子供与性化合物を含有させる多くの触媒製造法
が提案されている。エステル、アミン、ケトン、エーテ
ルなどの電子供与性化合物のうちでも、エステル、特に
特定の構造を有するポリカルゼン酸のエステルや、特定
の構造のアルキル基を有するモノカルダン酸のエステル
など、が立体規則性重合体を得るには優れた効果を発揮
することが示されている(特開昭54−94590号、
特開昭57−63310号、特開昭57−6331.1
号、および特開昭部−145707号各公報)0 要旨 本発明は、公知技術ではその効果が全く知られていない
特定の構造を有する電子供与性化合物をチタン含有固体
触媒成分の製造において用いることにより、上記公知技
術で示されている電子供与性化合物を用いる場合よりも
優れたα−オレフィン立体規則性重合のためのチタン含
有固体触媒成分が得られることを見い出したことにより
到達したものである。
従って、本発明によるα−オレフィン重合用チタン含有
固体触媒成分の製造法は、下記の成分(A)、(B)お
よび′fM+(C)を接触させること、を特徴とするも
のである。
(A) ハロゲン化マグネシウム含有固体。
(Bl !子供与件化合物。ただし、この電子供与性化
合物は、下式で示される構造部位をその分子内に有する
ものである。
(ここで、Rは炭素数1〜12の炭化水素残基ま工2の
有機残基である) (C) チタンのハロゲン化合物。
効果 固体チタン触媒成分中に導入すべき′電子供与性化合物
として有機カルメン酸モノエステルを使用することは周
知であり、特にα−オレフィンの立体規則性重合におい
て、有機アルミニウム化合物と5t−o−c結合を有す
るケイ素化合物からなる助触媒と固体チタン触媒成分と
を組み合せてチーダラー型触媒を形成する際に、固体チ
タン触媒成分に含まれる有機カルゼン酸モノエステルと
しては、芳香族カルボン酸エステル(特開昭54−94
590号公報)やR−C−0−R’ (R、R’の少(
と1 も1ケが炭素数3〜2oの飽和もしくは不飽和の分枝鎖
状炭化水素残基)(特開昭57−63310号公報)が
効果的であることが公知である。ところが、今までその
効果が全く知られていなかった本発明で定義されている
電子供与性化合物をチタン含有固体触媒成分中に含める
と、後記する比較例からも明らかなように、類似した構
造部位を有する公知ノ有機力/I/セン酸モノエステル
を使用する場合よりも顕著に高度のα−オレフィン立体
規則性重合が可能となる。
本発明で定義される電子供与性化合物は−c−o−R−
o−c−で特定される構造部位を有する化合物であり、
−見有機カルゼン酸モノエステルと類似した構造を有す
る化合物であるが、公知の一〇−0−R構造の有機カル
ゼン酸モノニス1 チルとは効果上の差異が太きい。従って、本発明の電子
供与性化合物をさらに詳細に定義すれば、するという一
つの特徴により他の公知の有機カルI7酸モノエステル
とは特異的に異なる優れた効果を発現するのであると表
わすこともできる。な例えばエーテル系化合物など、が
本発明の電子供与性化合物が有するほどの効果を有して
いないととは周知の事実であるし、また後記の比較例に
おいても明らかKなる。
上述したように、本発明の効果は使用する電子供与性化
合物の構造特異性に基づくものであるが、その効果発現
理由については明らかではない。
本発明のチタン含有固体触媒成分は、成分(A)、(B
)および#II(C)を接触させて製造される。
成分FA) 成分(A)は、ハロゲン化マグネシウム含有固体である
。ハロゲンとしてはフッ素、塩素、臭素およびヨウ素が
用いられうるが、このうち塩素が好ましい。
ここで、「ハロゲン化マグネシウム含有固体」というこ
とは、ハロゲン化マグネシウムそのもの自体、ハロゲン
化マグネシウムを成分CB)以外の別の電子供与性化合
物で変性処理したもの、あるいはハロゲン化マグネシウ
ムの溶解剤(たとえば、テトラゾチルチタネート、エー
テル、リン酸エステル)を含む炭化水素溶液から公知の
方法(たとえば、メチルハイドロジエンlポリシロキサ
ン、四塩化チタンの添加)により折中処理して得られる
固体酸物などの固体化合物も包含するものである。
成分子B) 成分(B)は、下式で示される構造部位をその分子内に
有している化合物である。
「 (ここで、Rは炭素数1〜12の炭化水素溶液、まの有
機残基である) 上記の構造において、Rは炭素数1〜4の比較的短鎖の
非分岐炭化水素残基が好ましく、また一〇−C−の炭素
は非分岐炭素原子であることが好ましい。そして、この
化合物は、一般に上記の特定の構造以外の部分において
O,SおよびNのような極性原子を持たないものが用い
られる。さの構造を分子内に1個持つものであることが
好ましい。
このような化合物のうちの好ましいものは、下式(B′
)で示されるものである。
R”−C−0−R−0−R2(B’) 1 ここで、Rは前記式のRと同じ、R1およびR2はそれ
ぞれ炭素数1ないし12の、アルキル基、アリール基、
アルキル置換アリール基、またはアリール置換アルキル
基を示す。この式(B′)で示される化合物のうち特に
好ましいものは、低級脂肪族モノカルゼン酸(R1が炭
素数1〜12程度のもの)または安息香酸(R1がフェ
ニル基)のエチレンオキシドまたはプロピレンオキシド
付加物(1モル)のエーテル、特に低級(C1〜Cl2
)アルキルまたはフェニルないしトリルエーテル、であ
る。
このような電子供与性化合物の具体例を挙げれば、たと
えば、2−メトキシエチル=アセテート(CH3CO2
CH2CH20CH3)、 2−エトキシエチル=アセ
テート(CH3CO3CH2CH20C2H5)、2−
ブトキシエチル=アセテート(C)I3CO2CH2C
H20C4Hg )、3−メトキシジチル;アセテート
(CH3CO2(CH2)2CH(OCH3)CH3)
、2−(2−11トキシエトキシ)エチル=アセテート
(CH3CO2CH2CH20CH2CH20C2H5
)、 2−p−トリロキシエチル=アセテート(CH3
CO2CH2CH20C6H4(CH3) )、 エト
キシルメチル=アセテート(CH3CO2CH20C2
H5)、 3−エトキシゾロビル;アセテート(CI(
3CO2CH2CH2CH2OC2H5)、4−エトキ
シブチル=アセテート(CH3C02CH2CH2CH
2CH20C2H5)、n−ブチルカルピトール−アセ
テート(CH3CO2(CH2CH20) 2C4Hg
)、2−ブトキシエチル−プロビオネート(CCH3C
H2C02CH2CH20C4H)、 2−インブトキ
シエチル−プロビオネート(CH3CH2C02CH2
CH20CH2CH(CH3)2)、2−エトキシエチ
ル=n−ブチレ−) (C4HgC02CH2CH20
C2Hs )、2−エトキシエチル−イソブチレート(
(CH3)2CHCO2CH2CH20C2H5)、2
−エトキシエチル=ベンゾエート(C6H3CO2CH
2CH20C2H5)、2−インゾロボキシエチル=ベ
ンゾエート(C6H5C02CH2CH20CH(CH
3)2 )、 p−メトキシベンジル出アセテート(C
H3C02CH2−C6H40CH3)、4′−エ) 
# シフ :r−=ル= 4− n−ブチルベンツエー
ト(CH3(CH2)3C6H4CO2C6H40C2
H4) 、テトラヒドロフルフリル−n−ブチレート(
CH3(CH2)2CO2CH2(C4H70) )な
どがある。これらのうちでは、2−エトキシエチル=ア
セテートや2−メトキシエチル=アセテートなどが好ま
しい。
成分子c) 成分FC)は、チタンのハロゲン化合物である。
チタンハロゲン化合物としては三価および四価のチタン
のハロゲン化合物、特に好ましくは四価のチタンのハロ
ゲン化合物、が適当である。ハロゲンとしては、塩素が
好ましい。好ましいチタンハロゲン化合物は、一般式T
i(OR’)nC14−n(R’はC1〜C6の炭化水
素残基)で示される化合物のうち、n−0または1のも
のである。具体的には、四塩化チタン、トリクロロブト
キシチタンなどが挙げられる。
量比 三成分(A)〜(C)の成分比は、本発明の効果が認め
られる限り任意であって限界的なものではない。
一般的には、成分(B)は、成分(A)中に存在するマ
グネシウムハロゲン化合物に対する電子供与性化合物成
分子B)のモル比〔成分(B) / M g ]が0.
02〜1、好ましくは0.05〜0.6、の割合で使用
される。
成分(C)は広範囲の割合で使用できるが、一般に容積
の方法で製造したチタン含有固体触媒成分中に會まれる
チタン原子の量が0.5〜15皿量チ、好ましくは0.
5〜10重@チ、の範囲内になるように調節することが
好ましい。
本発明のチタン含有固体触媒成分は、構成成分(A)〜
fc)を一括ないし段階的にあるいは一回ないし複数回
接触させてなるものであり、棟々の1i4製法で得るこ
とができる。具体的な調製法のいくつかを示せば、下記
の通りである。
1) MgX2(ハロゲン化マグネシウム)と成分(B
)とを混合粉砕し、得られた粉砕処理物と成分子c)と
を液相で接触させる。
II) MgX2 と成分子B)以外の電子供与性化合
物(たとえばα−フェニル酪酸エチル)とを混合粉砕し
て得られる粉砕処理物(成分(A))と成分(B)およ
び成分子c)とを液相中で逐次的あるいは同時に接触さ
せる。
111)成分(A)、fB)および(C)を開時に混合
粉砕し、得られた粉砕処理物を液相中のテタンノ・ロゲ
ン化合物中あるいは不活性溶媒中で可溶性物質の抽出処
理に付す。
lv )MgX2 をアルコール、エーテル、チタンの
アルコキシドなどの溶解剤を用いてMgX2 を含む炭
化水素溶液を調製し、この溶液とチタンやケイ素のハロ
ゲン化物などのノ・ログン化剤と接触させて固体を析出
させ(成分仄)の形成)、この析出固体と成分CB)お
よび成分子c)とを液相中で逐次的あるいは同時に接触
させる。
V) +V)の方法において、得られるMgX2 を含
む炭化水素溶液に成分(B)を添加し、この溶液とノ・
ロゲン化剤とを接触させて固体を析出させ(成分(A)
と(B)との接触処理物)、この析出固体と成分(C)
とを液相中で接触させる。
Vl) MgX2 をブチルチタネートを用いて炭化水
素溶媒に溶解し、メチルハイドロジエンポリシロキサン
と反応させて固体を析出させ、このMgX2を含む析出
固体とケイ素または(および)チタンのハロゲン化物と
を接触させ(成分(A)の形成)この接触処理物と成分
FB)および成分子c)とを液相中で逐次的あるいは同
時に接触させる。
なお、本発明の特徴は特異的分子構造を有する電子供与
性化合物を使用するところにあり、本発明の電子供与性
化合物を使用する限り他の6補のチタン含有固体触媒成
分の調製法において′もその効果を発現するものである
。従って、本発明のチタン含有固体触媒成分の製造法は
上記例示した方法に限定されるものではない。
α−オレフィンの重合 本発明のチタン含有固体触媒成分は、有機アルミニウム
化合物と組み合せることにより、α−オレフィンの重合
に使用することができる。
有機アルミニウム化合物は、一般式AlRnX3−n(
ただし、Rは炭素数1〜12の炭化水素残基、Xはハロ
ゲン、nは0 (n≦3を示す)で表わされる化合物で
ある。
このような有機アルミニウム化合物は、具体的には、た
とえば、トリエチルアルミニウム、トリn−プロピルア
ルミニウム、トリーn−ブチルアルミニウム、トリイソ
ブチルアルミニウム、トリーn−へキシルアルミニウム
、トリイソヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミ
ニウム1.ジエチルアルミニウムハイPライP1 ジイ
ソブチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニ
ウムモノクロライド、エチルアルミニウムセスキクロラ
イドなどがある。勿論、これらのアルミニウム化合物を
2種以上併用することもできる。
炭素数3以上のα−オレフィンの重合反応を行なう場合
に、生成重合体の立体規則性を向上させることを目的と
して、本発明によるチタン含有固体触媒成分および有機
アルミニウム化合物からなる触媒系に、これまでチーグ
ラー重合触媒に使用することが提案されて立体規則性に
効果を有する多くの化合物をさらに添加することができ
る。このような目的で使用される化合物としては、芳香
族モノカルゼン酸エステル、三5i−o−a−結合を有
する有機ケイ素化合物およびアルキル置換基を有する窒
素または酸素の複素環化合物などが挙げられる。具体的
には、たとえば、安息香酸エチル、p−)ルイル酸エテ
ル、p−アニス酸エチル、フェニルトリメトキシシラン
、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシ
シラン、ジフェニルジェトキシシラン、テトラエチルシ
リケート、2,2,6.6−チトラメチルビベリジン、
2.2,6.6−チトラメチルビランなどである。
チタン含有固体触媒成分と有機アルミニウム化合物の使
用比率は広範囲に変えることができるか、一般に、固体
触媒成分中に含まれるチタン原子当り1〜1000、好
ましくは10〜5O0(モル比)、の割合で有機アルミ
ニウム化合物を使用することができる。
α−オレフィン重合体の立体規則性を向上させることを
目的として使用される前述の立体規制向上剤の量は、本
発明のチタン含有固体触媒成分を使用すると、非常に少
量でもその目的は達成されるのである力瓢通常、有機ア
ルミニウム化合物1モルに対して0.001−1モル、
好ましくは0.01〜0.5モル、の比率で使用される
チタン庁有固体触媒成分、有機アルミニウム化合物およ
び立体規制向上剤の接触ないし混合順序ないし回数は任
意である。
東金に用いるオレフィンとしては、エチレン、プロピレ
ン、1−ブテン、l−ヘキセン、4−メチルペンテン−
1などがあり、これらは単独重合だけではなく、これら
相互のランダム共重合、ブロック共重合を行なうことが
できる。また、共重合に関しては共役ジエンや非共役ジ
エンのような多不飽和化合物も共重合オレフィンとして
用いることができる。
東金法としては、ヘキサン、へブタン等の不活性炭化水
素を溶媒とするいわゆるスラリー重合法、液化モノマー
を溶媒とする液相重合法あるいはモノマーがガス相とし
て存在する気相重合法などが可能である。
重合温度は一般に20〜150℃程度、好ましくは40
〜100℃程度、重合圧力は大気圧〜100気圧程度、
好ましくは大気圧〜開気圧程度である。重合体の分子量
調節は、主として水素を用いる方法により実施される。
実 験 例 以下、実験例によって本発明を具体的に説明する。
実施例−1 1)チタン含有固体触媒成分の製造 充分に窒素置換した300 rnl フラスコに、脱水
および脱酸素したn−へブタン50m1 を導入し、次
いでMgCl2 (塩化マグネシウム)を0.1モル、
Tf(OBu)4(テトラシトキシチタン)を0.2モ
ル導入後、90℃にて2時間反応させて、MgCl2の
炭化水素溶液を調製した。次いで、メチルハイPロジエ
ンボリシロキサン(2fJf cps )を12m1 
加えて40℃で3時間反応させたところ、約40gの灰
白色の固体が析出した。この析出固体をn−へブタンで
充分に洗浄して分析したところ、この析出固体には12
.1重量%のMgC12が含まれていた。
この析出固体から16 g (’ MgCl2 = 1
.94g )をサンプリングして5iC14(四基−化
ケイ素)7ml と反応させた(n−へブタン50m1
 の溶媒中で70℃/2時間)。反応終了後、生成物を
n〜へブタンで洗浄して、ハロゲン化マグネシウム含有
固体〔成分(A)〕を得た。
この成分子A)のn−ヘプタンスラリー中へ2−エトキ
シエチル=アセテート0.56 ml (CH3CO2
CH2CH20C2H5/ Mg = O,20モル比
)を添加して、(イ)°Cで2時間反応を行なって、成
分(A)と成分(B)の接触処理生成物を得た。
この接触処理生成物のn−へブタンスラリー中へTiC
14(四塩化チタン) 20 m l を加えて90”
Cにて2時間処理を行ない、上澄み液を除去後、再び同
一条件でのTiCl4との接触処理を行なった(成分(
C)との接触処理)。この処理後、デカンテーションに
より固体を洗浄して(nへブタン100 mlで6回)
、目的とするチタン含有固体触媒成分スラリーを得た。
このスラリーの一部をサンプリングしてn−へブタンを
蒸発乾固後に分析したところ、固体中には2,35重f
t%のチタンが含まれていることが判った。
2)プロピレンの重合 (イ)重合−1 内容積1リツトルの攪拌装置を備えたオートクレーブに
、乾燥および脱気したn−へブタン500m1. ジフ
ェニルジメトキシシラ7107mg5 トリエチルアル
ミニウム250 mg (St/Al = 0.2モル
比)および上記固体触媒成分スラリーよりTi原子換算
でQ、5mgをプロピレン雰囲気下でこの順序で導入し
、水素100 ml を加えて重合を開始した。重合は
、プロピレン圧力フ kg/Cm G、70℃/3時間
の条件で行なった。重合終了後、残存モノマーをノぞ−
ジし、Iリマースラリーを戸別して、粉体ポリマーの乾
燥およびF液の濃縮によりそれぞれの生成ポリマー量を
めた。
この粉体ポリマーの立体規則性(以下製品IIという)
は、沸騰n−へブタン抽出試験によりめた。また、全I
I(全生成ポリマー量に対する沸騰n−へブタン不溶性
ポリマー量の割合)は、全II=粉体ポリマー量×製品
II/(粉体ポリマー欧+戸液濃縮ポリマー址)なる関
係式でめた。これらの結果を表−1に記す。
(ロ) 1「合一 2 重合−2は、プロピレン重合条件を7 kg/cm2G
、70℃15時間にする以外はすべて重合−1と全く同
じ条件で実施したものである。
これらの結果を表−1に記す。
(ハ)重合−3 重合−3は、プロピレンの重合条件を7 kg/am2
G、80℃/3時間にする以外はすべて重合−1と全く
同じ条件で実施したものである。
これらの結果を表−1に記す。
実施例−2〜6 チタン含有固体触媒成分の製造に際して、成分(B)で
定義されている電子供与性化合物の種類および接触処理
量を変える以外は実施例−1と同一の条件、方法にて固
体触媒成分を製造した。プロピレンの重合は重合−1の
条件で行った。
これらの結果を表−2に記す。
比較例−1〜4 固体チタン触媒成分の製造を、本発明の成分(B)で定
義されていない公知の電子供与性化合物あるいは本発明
の成分(B)とその分子構造が比較的類似している電子
供与性化合物を用いること以外はすべて実施例−1と同
一条件、方法にて行なった。
プロピレンの重合は重合−1の条件で行なった。
これらの結果を宍−3に記す。
表−2および表−3の結果より、下記のことが明確に結
論づけられる。
(1)比較例−1で使用されている電子供与性化合物(
エチルベンゾエ−ト)は特開昭57−63310号公報
記載の発明で定義されている「炭素数3以上の分枝鎖状
のアルキル基1を有するカルヂン酸モノエステルに属す
る化合物であるが、このものは低位の性能(低II)L
か示さないのに対して、部分的には構造の類似する本発
明の実施例−5の化合物(セロソルブイソブチレート)
は顕著に高いIIを発現する。全く同一のことが、比較
例−2(エチルベンゾエート)と実施例−6(セロソル
ブ4ンゾエート)の場合にも認められる。
このように、10数チのIIの差が使用電子供与性化合
物の差により生ずるということは、両者より得られるそ
れぞれの固体触媒成分が全く異質なものであることを物
語っている。
(2)従って、本発明の電子供与性化合物の特異性はC
−0−C結合をも有するという特徴に基づくものである
が、このC−0−C結合の存在する構造部位が本発明の
ように特定されていなければ優れた効果を発揮しないこ
とは、実施例−6る。
(3)このC−0−C結合が本発明で特定される構造部
位に存在すると驚くほどの質的に異なる電子供与性化合
物となるわけであるが、単にエーテル結合の4を有する
化合物は全く低位の固体触媒成分しか与えない(比較例
−4)。
実施例−7 窒素雰囲気下において、無水Mg01220 gを内容
積1リットルの振動ミルポットに充填しくポット内には
直径25 m mのステンレス鋼球5oocc程度(見
掛体積)が入っている)、Ti(OBu)45.0 m
l(TJ (OBu’)4/MgCl2 = O,07
(モル比))を均等2回分割添加法でそれぞれ6時間お
よび16時間混合粉砕した。その後さらに、α−フェニ
ル酪酸エチル(CH3CO2CH(C6H5)CO2C
2H5) 7.4 ml (α−フェニル酪酸エチル/
MgCl2 = 0.18 (モル比))を同じ(2回
分割添加法で6時間および16時間混合粉砕処理して、
MgC!。含有固体(成分(A))を得た。
得られた粉砕固体のうち6gを200 ml のフラス
コに小分けし、TiC1420m1 を導入して分散後
、セロソルブアセテート(CH3CO2C2H40C2
H5)0.62m1 (セロソルブアセテート/MgC
l2 = o、2 (モル比))のn−へブタン(20
ml’)溶液をロートより滴下し、90℃で2時間接触
処理を行なった。
このようにして成分(A)への成分(Blと成分(C)
との同時接触処理後、上澄み液を除去し、杓びTiC1
420m1 とn−へブタン30m1を加えて90℃で
2時間の処理を行なった。その後、デカンテーションに
より固体を洗浄して(n−へブタン100 ml で6
回)、目的とするチタン含有固体触媒成分スラリーを得
た(この固体触媒成分中にはチタンが2.61重量%含
有されている)。
この固体触媒成分スラリーを用いてゾロピレンの重合を
重合−1の条件で行なった。
この結果を表−4に記す。
比較例−5 実施例−7において、セロソルブアセテート(成分(B
))を全(使用しなかった以外は同一の方法および条件
で固体触媒成分スラリーを調製した。
すなわち、ここでは電子供与性化合物としてはα−フェ
ニル酪酸エチル(CH3CO2CI((C6H5)CO
2C2H5)だけが使用されている(この化合物も特開
昭57−63310号公報記載の発明で定義されている
モノカルゼン酸エステルに属するものである)(この触
媒成分中にはチタンが3.28重量%含有されている)
この触媒成分スラリーを用いて重合−1の条件でプロピ
レン重合を行なった結果を表−4に記す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 下記の成分(A)、(B)および秦勢(c)を接触させ
    ることを特徴とする、α−オレフィン重合用チタン含有
    固体触媒成分の製造法。 FA) ハロゲン化マグネシウム含有固体。 (B) 電子供与性化合物。ただし、この電子供与性化
    合物は、下式で示される構造部位をその分子内に有する
    ものである。 ■ (ここで、Rは炭素数1〜12の炭化水素残基ま1 12の有機残基である) (C) チタンのハロゲン化合物
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