KR20040068282A - 올레핀 중합체 안에 함유된 산성 또는 할로겐-함유화합물을 불활성으로 만들기 위한 첨가제 - Google Patents

올레핀 중합체 안에 함유된 산성 또는 할로겐-함유화합물을 불활성으로 만들기 위한 첨가제 Download PDF

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KR20040068282A KR10-2004-7009579A KR20047009579A KR20040068282A KR 20040068282 A KR20040068282 A KR 20040068282A KR 20047009579 A KR20047009579 A KR 20047009579A KR 20040068282 A KR20040068282 A KR 20040068282A
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Abstract

중합 영역에서 전이 금속 화합물을 포함하는 촉매의 존재하에 올레핀 단량체를 중합하여 올레핀 중합체를 형성하는 단계, 및 상기 중합 영역의 말단에서 또는 그의 하류에서, 100 이상의 중량평균분자량을 갖고 R기, 양이온 Y, 음이온성 기 -C(R1)2-X-, 및 선택적으로 -C(R1)2-X-H를 함유하되, 양이온 Y의 상대 몰분율 n 및 -C(R1)2-X-H 기의 상대 몰분율 m이 0〈n≤1, 0≤m〈1 및 n+m = 1인 조성물을 첨가하는 단계를 포함하는, 올레핀 중합체의 제조방법이 개시되어 있다. 올레핀 중합체와 긴밀하게 혼합함으로써 올레핀 중합체중에 존재하는 바람직하지 않은 양의 산성 화합물 또는 할로겐-함유 화합물을 불활성화하기 위한 상기 조성물의 용도가 개시되어 있다.

Description

올레핀 중합체 안에 함유된 산성 또는 할로겐-함유 화합물을 불활성으로 만들기 위한 첨가제{ADDITIVE FOR RENDERING INERT ACIDIC OR HALOGEN-CONTAINING COMPOUNDS CONTAINED IN OLEFIN POLYMERS}
폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 올레핀 중합체는 전이 금속 중합 촉매를 사용하여 제조되며 이에 따라 소량의 촉매 잔류물이 중합체에 남게 된다. 이러한 잔류물은 일반적으로 중합체가 중합 영역을 떠난 후 불활성화되는데, 왜냐하면 그렇지 않다면 특히 중합반응 혼합물이 더욱 높은 온도에 도입될 때 중합반응 및 기타 바람직하지 않은 반응이 중합 영역 외부에서 발생할 수 있기 때문이다. 더욱 높은 온도는, 특히 반응기를 떠나는 중합반응 혼합물의 온도가 100℃ 이상이 족히 되는 용액 또는 고압 중합방법에서 발생한다. 바람직하지 않은 중합반응은 저분자량 올리고머, 왁스 및 그리스의 형성을 야기하거나, 그렇지 않으면 조절할 수 없는 방식으로 중합체 성질의 변화를 야기한다. 또한, 반응기 외부의 중합반응은 특히 재생 라인 및 용기에서 과량의 열 발생과 비교적 낮은 분자량 중합체의 침전을 유발할 수 있다. 중합체는 또한 제품을 제조하기 위해 중합체를 펠렛 압출 또는 기타 압출 또는 몰딩 작업과 같이 용융가공할 때 고온에 도입된다.
중합반응의 말기에 물 및 기타 극성 화합물 또는 반응성 수소 함유 화합물을 첨가하여 중합반응 촉매를 불활성화하는 것이 공지되어 있다. 이러한 화합물이 촉매와 접촉할 때, 상당량의 산성 화합물 및 할라이드 함유 화합물, 예를 들면 염화수소가 형성될 수 있는데, 이는 반응장치에 부식을 유발하고 단량체 또는 희석제 재생 라인 안으로 들어갈 수 있으므로 불활성으로 만들 필요가 있다. 따라서, 불활성화제 화합물 이외에 또한 산성 및 할로겐-함유 화합물을 중합체 안에 남을 수 있는 무해한 화합물로 전환시키거나 포착할 수 있는 화합물이 첨가된다. 염기성 화합물, 특히 칼슘 스테아레이트 및 천연 또는 합성 하이드로탈사이트와 같은 지방족 또는 지방산의 금속 염이 이러한 용도로 일반적으로 사용된다. 유럽 특허 제 EP-67,645 호 및 제 EP-71,252 호에는 탄화수소중 지방산염과 함께 물을 사용하는 것이 교시되어 있고, 이때 지방산 염은 물-촉매 반응에 의해 형성된 산을 중성화하도록 작용할 수 있다.
이러한 방법에서 지방족 산 금속 염을 사용하면 재생된 단량체 및 반응 희석제중 반응 생성물, 예를 들면 지방족 산, 예를 들면 지방산의 증강을 초래하여 중합반응률을 감소시키고 재생 라인을 청소할 때의 추가비용을 발생시킬 수 있다.또한, 고온에서 공정중 상응하는 지방족 산은 중합체를 통해 이동할 수 있고 중합체로부터 가공장치상으로 스며들어 공정 및 생성물 성능이 감소하고 장치를 청소해야 한다. 또한, 지방족 금속 염은 공정 조건하에 중합체 공정 스트림과 용이하게 혼합되지 않거나 여기에 용해되지 않는 등 매우 비효율적이고 비교적 다량으로 첨가되어야 하며, 이는 또한 생성물 비용을 증가시킨다.
영국 특허 제 GB-2132214 호에는 500 바아 이상의 압력 및 150 내지 320℃의 온도에서 하나 이상의 1-올레핀을 중합하는 방법이 개시되어 있는데, 여기서 중합반응 촉매는 폴리알킬렌 글리콜, 폴리비닐 알콜 또는 탄소수 10 이상의 지방족 알콜을 포함하는 불활성화제를 첨가함으로써 불활성화된다.
유럽 특허 제 EP-140131 호에는 300 내지 3500 바아의 압력 및 150 내지 350℃의 온도에서 에틸렌 중합반응에 폴리글리콜을 사용하여 전이금속 화합물 및 유기 알루미늄 화합물을 포함하는 촉매 시스템을 불활성화시키는 것이 개시되어 있다.
국제 특허 공개공보 제 WO-92/14766 호에는 고압 방법으로 비-휘발성 및 휘발성 촉매 킬러의 조합을 사용하는 것이 개시되어 있다. 물 또는 물-방출 화합물이 휘발성 촉매 킬러로서 개시되어 있다. 비-휘발성 킬러 성분은 알콜, 페놀 다이올, 폴리올, 단당류, 에테르, 에폭사이드, 알데하이드, 케톤, 카복실산, 이산 및 다중산, 그들의 무수물, 에스터 또는 염, 폴리알킬렌 글리콜 및 아민과 같은 200보다 높은 분자량을 갖는 성분일 수 있다.
본 발명의 목적은 전이금속 중합반응 촉매 또는 그의 분해 생성물을 중합반응 단계 후 또는 중합체의 전환 또는 사용중에 불활성으로 만들 수 있는 첨가제 조성물을 제공하여, 공정 또는 전환장치에서 부식 문제를 상당히 피하는 것이다. 또 다른 목적에 따르면, 본 발명은 허용불가능한 양의 산성 부산물을 방출하지 않으면서 전이 금속 촉매 또는 그의 분해산물을 불활성으로 만드는 첨가제 조성물의 용도를 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 생성물 성질에 악영향을 주지 않으면서 중합체 안에 남을 수 있고 그의 반응 생성물이 중합체 안에 남을 수 있는 첨가제를 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 반응기 중합 후의 문제가 감소되거나 해소된 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 목적에 따르면 중합체의 고온 전환중 공정 장치상에서 중합체로부터 화합물 밖으로의 도금을 감소시키거나 제거할 수 있는 첨가제 조성물을 제공한다.
발명의 요약
본 발명은
중합 영역에서 전이 금속 화합물을 포함하는 촉매의 존재하에 올레핀 단량체를 중합하여 올레핀 중합체를 제조하는 단계; 및
상기 중합 영역의 말단에서 또는 그의 하류에서, 100 이상의 중량평균분자량을 갖고 R기, 양이온 Y, R기에 결합된 음이온성 기 -C(R1)2-X-, 및 선택적으로 R기에 결합된 기 -C(R1)2-X-H를 함유하되, 양이온 Y의 상대 몰분율 n 및 -C(R1)2-X-H 기의 상대 몰분율 m이 0〈n≤1, 0≤m〈1, n+m = 1인 조성물[여기서, R은 하나 이상의 탄소원자 및 원소주기율표 16족으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 잔기를 포함하고, 각 R1은 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 하이드로카르빌 기이고, X는 원소주기율표 16족으로부터 선택된 원소를 포함하고, Y는 원소주기율표 1족 및 2족으로부터 선택된 금속의 양이온 및 일반식 [Ra 4M]+의 양이온(여기서, M은 원소 주기율표 15족의 원소이고, Ra는 각각 독립적으로 수소 또는 탄화수소 기이다)으로 이루어진 군으로부터 선택되고, C는 탄소이고, H는 수소이다]을 첨가하는 단계를 포함하는 올레핀 중합체의 제조방법을 제공한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 올레핀 중합체와 긴밀하게 혼합함으로써 올레핀 중합체중에 존재하는 바람직하지 않은 양의 산성 화합물 또는 할로겐-함유 화합물을 불활성으로 만들기 위한, 100 이상의 중량평균분자량을 갖고 R기, 양이온 Y, R기에 결합된 음이온성 기 -C(R1)2-X-, 및 선택적으로 R기에 결합된 기 -C(R1)2-X-H를 함유하되, 양이온 Y의 상대 몰분율 n 및 -C(R1)2-X-H 기의 상대 몰분율 m이 0〈n≤1, 0≤m〈1, n+m = 1인 조성물[여기서, R은 하나 이상의 탄소원자 및 원소주기율표 16족으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 잔기를 포함하고, 각R1은 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 하이드로카르빌 기이고, X는 원소주기율표 16족으로부터 선택된 원소를 포함하고, Y는 원소주기율표 1족 및 2족으로부터 선택된 금속의 양이온 및 일반식 [Ra 4M]+의 양이온(여기서, M은 원소 주기율표 15족의 원소이고 Ra는 각각 독립적으로 수소 또는 탄화수소 기이다)으로 이루어진 군으로부터 선택되고, C는 탄소이고, H는 수소이다]의 용도에 관한 것이다.
또 다른 태양에 따르면, 본 발명은 용융된 올레핀 중합체를 상기 첨가제 조성물과 긴밀하게 혼합하고 용융가공하여 수득된 제품에 관한 것이다.
본 발명은 중합반응 영역의 말단 또는 그의 하류에서 첨가제 조성물을 첨가하는 것을 포함하는 올레핀 중합체의 제조방법, 및 올레핀 중합체 안에 존재하는 바람직하지 않은 양의 산성 화합물 또는 할로겐-함유 화합물을 불활성으로 만들기 위한 첨가제 조성물의 용도에 관한 것이다.
첨가제 조성물
본 발명에 따라 사용된 조성물은 단일 화학적 화합물이거나 상이한 화학적 화합물들의 혼합물일 수 있다. 상기 조성물은 또한 본원에서 첨가제 조성물로 칭한다.
첨가제 조성물이 단일 화합물이면, 이러한 화합물은 분자당 하나 이상의 양이온 Y와 여기에 연결된 하나 이상의 음이온성 기 -C(R1)2-X-및 선택적으로 하나 이상의 기 -C(R1)2-X-H를 함유한다. 상기 조성물이 화합물들의 혼합물이면, 상기조성물은 양이온 Y 및 음이온성 기 -C(R1)2-X-만을 갖는 화합물, -C(R1)2-X-H 기만을 갖는 화합물, 및 하나 이상의 양이온 Y 및 음이온성 기 C(R1)2-X-및 하나 이상의 기 -C(R1)2-X-H를 모두 갖는 화합물을 포함한다. 이와 관련하여 양이온 Y의 상대 몰분율 n 및 -C(R1)2-X-H 기의 상대 몰분율 m은 본 발명의 조성물을 특징화한다. 예를 들면, 조성물이 일반식 H-X-C(R1)2-R-C(Rl)2-X-Y의 단일 화학적 화합물일 때, Y가 1가 양이온이면 몰분율 n은 0.5이고 몰분율 m은 0.5이고; Y가 2가 양이온이라면, n이 0.33이고 m은 0.67이면서 일반식 [H-X-C(R1)2-R-C(Rl)2-X-]2Y의 화합물을 제공한다. 조성물이 일반식 R-C(R1)2-X-Y의 단일 화학적 화합물이면, 분율 n은 1이고 분율 m은 0이다. 조성물이 R-C(R1)2-X-Y 50몰% 및 R-C(R1)2-X-H 50몰%의 혼합물일때, Y가 1가 양이온이라면 분율 n 및 m은 모두 0.5이다. 기 R이 기 Y 또는 C(R1)2-X-H의 정의를 만족하지 않는 기타 기 (-C(R1)2-X-Q)를 포함하는 경우, 이러한 기타 기들은 몰분율 n 및 m의 측정에 포함되지 않는다.
첨가제 조성물이 화합물들의 혼합물이면, 첨가제 조성물은 제조방법 및 정제방법에 따라 상이한 분자량의 화합물을 포함할 수 있다.
기 R은 일반적으로 탄소 및 수소 원자에 덧붙여 산소, 황, 셀레늄, 바람직하게는 산소 및 황, 가장 바람직하게는 산소와 같은 원소주기율표 16족으로부터 선택된 헤테로원자를 포함하는 유기 잔기이다. 헤테로원자는 바람직하게는 R기에서 각 측에서 탄소 원자에 결합된 2가 기 -X-, 즉 에테르 또는 티오에테르로서 포함된다. 비록 에테르 및 티오에테르계 기 R이 본 발명의 첨가제 조성물 안에 바람직하게 포함되지만, 본 발명의 조성물이 양이온 Y 및 음이온성 기 -C(R1)2-X-및 선택적으로 -C(R1)2-X-H를 함유하는 한, 다른 헤테로원자 함유기 또는 반복 단위가 R 안에 유리하게 함유될 수 있다.
R 기는 바람직하게는 동일하거나 상이한 하기 화학식 1의 단위를 하나 이상 포함한다:
(-(CHR1)t-X-)
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 나타내고,
X는 원소주기율표 16족으로부터 선택된 원소를 포함하고,
t는 1 내지 10의 정수이다.
이러한 단위는 일반적으로 고리 안에 탄소원자 2 내지 10개를 갖는 사이클릭 에테르 또는 사이클릭 티오에테르(예: 테트라하이드로퓨란 및 알킬렌 옥사이드, 예를 들면 에틸렌 옥사이드, 치환된 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및 뷰틸렌 옥사이드)와 같은 화합물을 중합시키거나, 글리콜, 예를 들면 에틸렌 글리콜 또는 치환된 에틸렌 글리콜을 축합시켜 유도한다. 유리하게는, 상기 단위에서, t는 2이고 R1은 하나 이상의 경우에서 수소이고, 나머지의 경우에서 수소, 메틸 또는 에틸이고, X는 산소이다. 에테르 및 옥사이드 화합물은 개환 반응을 통해 중합될 수 있다. X가 산소 이외의 16족 원소이면, 다른 16족 화합물 유사체, 유리하게는 황 화합물이 이러한 단위를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 첨가제 조성물은 바람직하게는 알킬렌 설파이드 또는 옥사이드[예: 에틸렌 옥사이드(EO), 프로필렌 옥사이드(PO) 및 뷰틸렌 옥사이드(BO) 또는 이러한 옥사이드들의 혼합물] 및 황 화합물 유사체의 중합반응으로부터 유도된 기를 포함한다. 하나 이상의 알킬렌 옥사이드가 첨가제 조성물의 제조에 사용되면, 이러한 알킬렌 옥사이드는 동시에 또는 순차적으로 반응하여 무작위로 분포되거나 순차적으로 분포된 알킬렌 옥시 기를 생성한다. 상이한 알킬렌 옥사이드들의 순차적 반응에 의해, 여러 가지 상이한 단위들이 존재할 것이다. 이러한 상이한 알킬렌 옥사이드가 또 다른 알킬렌 옥사이드의 반응 말기에 첨가되면, 소위 차단된 폴리(알킬렌 옥시) 화합물이 수득된다. 이들 단량체들의 유형을 선택함으로써, 첨가제 조성물의 반응 또는 도입 방법 및 그의 양, 성질을 의도하는 용도에 맞출 수 있다. 에틸렌-옥시 함량이 높을수록 일반적으로 친수성이 증가하는 반면, 프로필렌 옥시 또는 뷰틸렌 옥시 함량이 높을수록 첨가제 조성물의 소수성이 증가한다. 하나 이상의 에틸렌 옥시 단위로 차단된 폴리(프로필렌 옥시) 또는 폴리(뷰틸렌 옥시)의 첨가제 조성물은 중합반응 공정에 사용되는 바와 같은 탄화수소 용매에 우수한 용해 특성을 갖는 동시에 촉매 및 그의 분해산물과의 적절한 반응성을 갖는 것으로 밝혀졌다.
기 R은 유리하게는 하기 화학식 1의 하나 이상의 에테르 또는 티오에테르 기에 공유결합되고 개시제 화합물로부터 유도된 기 A를 포함한다:
화학식 1
(-(CHR1)t-X-)
개시제 화합물은 일반적으로, 중합가능한 16족 원소 함유 화합물(단량체로도 칭함)과 반응하여 중합가능한 16족 원소 함유 화합물의 하나 이상의 분자에 공유 결합된 개시제 화합물의 유도체 A를 함유하는 기를 형성할 수 있는 반응성 양성자를 함유하는 화합물이다. 바람직한 첨가제 조성물에 있어서, 알킬렌 옥사이드 또는 알킬렌 설파이드 또는 기타 사이클릭 에테르 또는 사이클릭 티오에테르와 단독으로 또는 촉매의 존재하에 반응하여 추가의 반응성 알킬 옥사이드 또는 알킬 설파이드 기를 제공할 수 있는 하나 이상의 반응성 양성자를 갖는 개시제 화합물이 바람직하다. 바람직하게는, 개시제 화합물은 물, 암모니아, 또는 OH, SH, COOH, COSH, CSSH, NHRe(이때, Re는 수소 또는 탄소수 50 이하의 탄화수소기이다)로부터선택된 하나 이상의 치환체를 포함하는 탄화수소 화합물, 또는 상기 임의의 기들의 반응성 유도체, 예를 들면 에테르, 무수물, 에스터 및 염이다. 개시제 화합물 및 Re는 포화된 또는 불포화된, 선형 또는 분자형 탄화수소 기를 함유할 수 있다. 바람직하게는, 개시제 화합물은 하나 이상의 치환되거나 비치환된 지방족, 지환족 및 방향족 기 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 개시제 화합물로서 또한 예비중합체가 사용될 수 있으며, 이때 개시제 화합물은 이미 옥사이드, 설파이드 또는 사이클릭 에테르 또는 티오에테르 단량체와 특정 정도까지 반응하였다. 첨가제 조성물 또는 첨가제 조성물의 R기는 바람직하게는 이러한 개시제 화합물의 유도체 A를 포함한다.
첨가제 조성물에서 화합물당 양이온 Y, 음이온 기 -C(R1)2-X-, 및 선택적으로 -C(R1)2-X-H 기의 수는 R기의 작용성, 특히 개시제 분자의 작용성, 존재한다면 개시제 화합물에 존재하는 반응성 양성자의 수 및 첨가제 조성물을 제조하는데 사용된 기타 반응물질의 수에 의존할 것이다. 바람직하게는, 작용성 f를 갖는 개시제 화합물, 즉 1 내지 10, 가장 바람직하게는 1 내지 6의 반응기 수를 갖는 개시제 화합물이 첨가제 조성물 또는 그의 R기 안에 함유된다.
가장 바람직하게는, 기 -C(R1)2-에서, 각각의 R1은 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 R1중 하나는 수소이고 다른 하나는수소, 메틸 또는 에틸이고, 가장 바람직하게는 다른 R1은 수소 또는 메틸이다.
일반적으로, Y는 1족 또는 2족 금속 양이온 또는 상기 정의된 일반식 [Ra 4M]+의 양이온이다. 적절한 금속은 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 바륨이다. 유리하게는, Y는 1족 금속의 양이온, 예를 들면 리튬, 나트륨, 칼륨 또는 루비듐의 양이온, 가장 바람직하게는 칼륨 양이온이다. 칼륨 양이온이, 중합체 혼합물 안에 존재하는 할라이드 함유 잔류물과 반응할 때 매우 안정하고 불활성인 칼륨 할라이드 염, 예를 들면 KCl을 제공하기 때문에, 본 발명에 특히 적절한 것으로 밝혀졌다. 칼륨 및 나트륨과 같은 알칼리 금속 양이온이 본 발명의 조성물의 제조에 유리하게 사용되고, 따라서 이후 상세히 설명하는 바와 같이 본 발명의 첨가제 조성물로의 비싸지 않고 통상적인 경로를 가능하게 한다. 선택적으로, Y는 일반식 [Ra 4N]+의 암모늄 양이온(여기서, Ra는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 25의 탄화수소기, 바람직하게는 탄소수 1 내지 18, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다)이다.
바람직한 첨가제 조성물에서, 0.0005≤n≤0.75이고 Y는 원소주기율표 1족으로부터 선택된 금속의 양이온이다. 유리하게는, 0.005≤n≤0.5이고 Y는 칼륨이다. 더욱 바람직하게는, 0.01≤n≤0.35이고, 더욱 바람직하게는 0.02≤n≤0.30이다.
상기 첨가제 조성물은 그의 중량을 기준으로 0.01중량% 이상, 바람직하게는 0.02 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.05중량% 이상의 Y를 함유하는 것이 본 발명에 따른 용도 방법에 유리하다는 것이 밝혀졌다. 첨가제 화합물은 유리하게는 첨가제 조성물의 중량을 기준으로 기껏해야 15 중량%, 바람직하게는 5 중량%, 가장 바람직하게는 2.5중량%의 Y를 함유한다.
본 발명에 사용된 첨가제 조성물은 일반적으로 100 이상, 바람직하게는 200 이상, 적절하게는 500 이상, 더욱 적절하게는 1000 이상의 중량평균분자량을 갖는다. 중요하진 않지만, 경제적 효율적 관점에서 상기 중량평균분자량은 바람직하게는 25000 이하, 적절하게는 10000 이하, 바람직하게는 5000 이하, 더욱 바람직하게는 2500 이하이다. 분자량이 너무 높으면 조성물의 점도가 너무 높아진다. 분자량이 너무 낮으면, 조성물은 휘발성이거나 너무 낮은 점도를 갖는다.
바람직한 실시태양에 따르면, 본 발명에 사용된 조성물은 개시제 화합물로부터 유도된 기 A를 포함하며, 이때 기 A는, 개시제 화합물의 작용성에 따라, 일반식 (-(CHRl)t-X-)v(여기서, t는 바람직하게는 2 내지 4의 정수, 특히 2이고 R1은 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이고, v는 1 내지 250의 정수이고, 바람직하게는 2 내지 100이다)와 같은 하나 이상의 폴리에테르 또는 폴리(티오에테르) 기에 결합되고, 상기 각각의 폴리에테르 또는 폴리(티오에테르) 기는 그의 각 측에서 음이온성 기 -(CHRl)t-X-, 또는 선택적으로 -(CHR1)t-X-H 기에 결합되되, 단 상기 조성물은 0.005 내지 0.5의 양이온 Y의 상대 몰분율 n을 갖고 0.5 내지 0.995의 그룹 -C(R1)2-X-H의 상대 몰분율 m을 갖는다. 일반적으로, 바람직한 조성물에서, 개시제화합물의 작용성은 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 6, 가장 바람직하게는 1 내지 4이다. 바람직하게는, 이러한 바람직한 조성물은 0.02 내지 5.0중량%의 Y 함량을 갖고, 이때 Y는 바람직하게는 칼륨 양이온이다.
본 발명에 사용된 첨가제 조성물의 제조방법은 당해 기술분야의 숙련인들에게 이용가능하다. 첨가제 조성물의 목적하는 조성 또는 특성을 기초로, 숙련인은 필요에 따라 통상의 실험 기술을 사용하여 조성물을 제조할 수 있다. 본 발명의 첨가제 조성물은 종종 염기성 촉매를 사용하여 제조된 몇가지 유형의 계면활성제의 제조에 사용되는 중간체, 예를 들면, 폴리글리콜이다. 이러한 제조방법에서, 일반적으로 알콜, 카복실산 또는 기타 활성 수소 함유 화합물과 같은 개시제 화합물이 사용되고, 이는 하나 이상의 기타 화합물, 예를 들면 알킬렌 옥사이드 또는 알킬렌 설파이드 또는 사이클릭 에테르 및 사이클릭 티오에테르와 반응한다. 촉매, 종종 염기성 알칼리 금속 촉매가 사용될 수 있지만, 항상 필요한 것은 아니다. 촉매는 일반적으로 개시제 화합물과 반응하여, 알킬렌 옥사이드와 같은 기타 화합물과 반응성인 반응성 기, 예를 들면 알킬옥사이드 음이온 또는 알킬설파이드 음이온을 제공한다. 또한 단량체가 특히 촉매와의 반응 후 개시제로서 사용될 수 있다. 개시제 화합물을 사용하여 상이한 작용성 및 다양한 성질의 상이한 첨가제 조성물을 제조하는데 융통성을 제공할 수 있다. 개시제와 단량체 또는 공단량체 사이에 나트륨 또는 칼륨 하이드록사이드와 같은 염기성 촉매가 사용되면, 상기 개시제 화합물은 초기에는 예를 들면 상대 이온으로서 나트륨 또는 칼륨 양이온을 갖는 알콕사이드로 전환된다. 이어서 반응 생성물을 목적하는 양의 하나 이상의 단량체들과 동시에 또는 순차적으로 반응시킨다. 단량체들과의 반응 완료시, 최종 조성물은 여전히 나트륨 또는 칼륨 양이온 Y를 갖는 알콕사이드 말단기를 갖고 있다. 이러한 단계에서, 폴리글리콜 또는 폴리알킬렌옥시 알콜의 제조시, 촉매를 중성화하고 중간생성물로부터 제거하고 존재할 수 있는 물을 제거할 수 있다. 본 발명에 따른 첨가제 조성물의 제조시, 이러한 단계에서 정제 단계만을 수행하여 과량의 물을 예를 들면 속성증발에 의해 제거하고, 어떠한 촉매 중성화 또는 제거 단계도 필요하지 않다. 본 발명의 첨가제 조성물로 전환될 수 있는 화합물 또는 그 중간생성물이 용이하게 첨가제 조성물로 전환될 수 있는 화합물의 예가 아래에 제시된다. 이는 본 발명의 조성물을 용이하고 비교적 비싸지 않은 방식으로 제조할 수 있게 한다. 따라서, 본 발명에 따라 반응성 양성자를 갖는 개시제 화합물을 Y를 포함하는 염기성 촉매의 존재하에 알킬렌 옥사이드와 반응시킴으로써 상기 조성물을 수득하는 것이 바람직하다.
다르게는, 적절한 계면활성제는 그 하이드록실 또는 티올 기의 일부 또는 모두를 예를 들면 화합물 Y'(예: 알칼리 또는 알칼리 토금속 또는 그의 하이드록사이드 또는 적절한 암모늄 하이드록사이드)와 반응시켜 첨가제 조성물로 전환시키고, 물을 부생성물로서 형성하고 그 임의의 과량을 통상적인 방법으로 용이하게 제거한다. 첨가제 조성물은, 100 이상의 중량평균분자량을 갖고 R기, R기에 결합된 하나 이상의 C(R1)2-X-H 기를 함유하는 조성물을 양이온 Y 및 R기에 결합된 음이온성 기C(R1)2-X-를 형성할 수 있는 화합물 Y'(이때, R, C, R1, X, Y, 및 H는 위에서 정의한 바와 같다)와 반응시킴으로써 수득되는 것이 바람직하다.
본 발명의 첨가제 조성물 또는 이를 위한 중간생성물의 적절한 제조방법은 본원에서 참조로서 인용하는 문헌[1 "Nonionic Surfactants", Surfactant Science Series (M. J. Schick ed., Marcel Dekker Inc. 1966) ("쉬크(Schick)")]에 공지되어 있다.
본 발명의 첨가제 조성물을 제조할 수 있거나 그 제조방법으로 본 발명의 첨가제 조성물을 중간생성물로서 제조할 수 있는 바람직한 부류의 화합물은 폴리옥시알킬렌(알킬 또는 알킬아릴) 알콜, 폴리옥시알킬렌(알킬 또는 알킬아릴) 머캅탄, 폴리옥시알킬렌(알킬 또는 알킬아릴) 아민, 알콕실레이트 폴리글리세롤지방산 및 에스터, 알콕실레이트 지방산 및 폴리옥시알킬렌(알킬 또는 아릴) 아마이드를 포함한다.
예시적인 폴리옥시알킬렌 알콜(쉬크의 단원 4)은 폴리옥시에틸렌, 폴리옥시프로필렌 및 폴리옥시뷰틸렌의 알킬 또는 알케닐 에테르 또는 이들의 조합을 포함한다. 이러한 부류의 생성물을 위한 적절한 개시제 화합물은 알킬 알콜, 예를 들면 1차 및 2차, 선형 또는 분지형 알콜, 지방 알콜, 다가 알콜 및 물을 포함한다. 폴리알킬렌 옥사이드 블록 공중합체가 쉬크의 단원 10에 개시되어 있다. 폴리옥시알킬렌 알킬아릴 알콜의 예(쉬크의 단원 3)는 개시제 화합물로서 예를 들면 노닐 페놀 및 트라이-2급-뷰틸페놀, 촉매로서 에틸렌 옥사이드 및 NaOH 및 KOH와 같은강염기를 사용하는 알콕실레이트 알킬 페놀을 포함한다.
폴리옥시알킬렌 머캅탄의 예는 개시제 화합물로서 노말 지방족 1차 머캅탄, 3차 분지형 쇄 알킬 머캅탄, 방향족 머캅탄 및 무수 나트륨 메톡사이드, 무수 나트륨 또는 칼륨 하이드록사이드, 수성 나트륨 하이드록사이드, 메탄올성 나트륨 하이드록사이드 또는 나트륨 머캅타이드를 촉매로서 사용하는 폴리옥시알킬렌 알킬 또는 아릴 머캅탄(쉬크의 단원 6)이다.
폴리옥시알킬렌(알킬 또는 아릴) 아민의 예(쉬크에서 단원 7)는 알킬 아민 -EO/PO-블록 공중합체, EO/PO/BO중 하나로 알콕실레이트된 코코넛 지방 아민, EO/PO/BO중 하나로 알콕실레이트된 스테아릴 아민, EO/PO/BO중 하나로 알콕실레이트된 라우릴 프로필렌 다이아민이다. 전형적인 개시제 화합물은 1급 아민, 예를 들면 코코 아민, 소이빈 아민, 스테아릴 아민, 탈로우 아민, 2급 아민, 예를 들면 n-알킬-1,3-프로페인다이아민, 및 폴리아민을 포함한다. 사용될 수 있는 적절한 촉매는 물 및 HCl과 같은 강산을 포함한다.
알콕실레이트 폴리글리세롤 지방산 및 에스터 및 알콕실레이트 지방산의 예(쉬크 단원 5)는 EO, PO 또는 BO로 알콕실레이트된 다이글리세롤 다이스테아레이트, EO, PO 또는 BO로 알콕실레이트된 올레산을 포함한다. 개시제 화합물은 지방산이고 적절한 촉매는 알칼리 금속 카보네이트 및 칼륨 카보네이트를 포함한다.
유용한 폴리옥시알킬렌 알킬아마이드(쉬크의 단원 8)는 알콕실레이트 알킬올 라우릭 모노아마이드, 알콕실레이트 코코넛 다이에탄올아마이드 및 알콕실레이트 스테아릴 아마이드를 포함한다. 적절한 개시제 화합물은 염기 촉매의 존재하에 알킬렌 옥사이드와 반응된 모노- 및 다이-알칸올 아마이드이다. 다른 폴리옥시알킬렌 알킬아마이드는 설폰아마이드, 이미드, 카바메이트, 유레아, 구아니딘, 이미다졸린 및 포스폰아마이드산을 갖는 것을 포함한다. 이들은 일반적으로 설폰아마이드, 산 아마이드, 유레아, 아실구아닐유레아, 구아닐유레아, 구아니딘 (알킬 치환된), 아실 카바밀 구아니딘, 또는 염기의 존재하에 알킬렌 옥사이드와 반응된 2-이미다졸린 개시제 화합물로부터 제조된다.
올레핀 중합 촉매
본 발명에 사용된 전이금속 화합물을 포함하는 중합반응 촉매의 성질은 중요하지 않지만 올레핀 단량체를 중합할 수 있어야 한다. 이러한 촉매는 일반적으로 전이 금속 화합물 및 조촉매 또는 활성화제를 포함한다. 일반적으로, 전이금속 화합물 및 유기금속 화합물이 주 구성요소로서 함유된다. 사용될 수 있는 전이금속 화합물로서, 예를 들면 티타늄 할라이드, 바나듐 할라이드, 바나듐 옥시할라이드 등과 같은 원소주기율표 3족 내지 12족의 전이 금속(즉, 스칸듐 내지 아연 족)의 할라이드, 또는 크롬 트라이옥사이드, 몰리브데늄 트라이옥사이드 등과 같은 3 내지 12족의 전이 금속 옥사이드가 사용될 수 있다. 또한 혼합된 옥시 할라이드, 하이드로카빌옥사이드, 혼합된 할라이드 및 하이드로카빌옥사이드가 유리하게 사용된다. 유기금속 화합물로서, 알킬 알루미늄, 알킬 알루미늄 클로라이드와 같은 유기 알루미늄 화합물, 또는 알킬 알루미늄-마그네슘 착체와 같은 유기 알루미늄-마그네슘 착체 및 알킬알콕시 알루미늄-마그네슘 착체가 사용될 수 있다. 본 발명에 사용된 적절한 촉매는 지글러형 촉매(Ziegler-type catalyst) 및 필립형촉매(Phillips-type catalyst)를 포함한다.
본 발명에 사용될 수 있는 적절한 중합반응 촉매가 본원에서 참조로서 인용하는 일본 특허 공개공보 제 47409/1981 호 및 제 59806/1981 호, 및 미국 특허 제 4,314,912 호, 제 4,547,475 호, 제 4,544,647 호, 제 4,526,943 호, 및 제 4,661,465 호에 개시되어 있다. 바람직한 촉매의 예는 일본 특허 공개공보 제 47409/1981 호 또는 제 59806/1981 호에 개시된 바와 같이, 유기 마그네슘 화합물과 티타늄 화합물 또는 바나듐 화합물 및 유기 알루미늄 화합물 사이의 반응에 의해 수득된 고형물 반응 생성물을 포함하는 촉매이다.
추가의 예는 탄화수소 용매중에 가용성인 유기 마그네슘 화합물(전자 공여 유기 화합물을 함유할 수 있음)과 염화수소, 유기 할라이드, 붕소, 알루미늄, 실리콘, 게르마늄, 주석, 납, 인, 아르센, 안티몬, 비스무트, 아연, 카드뮴 및 수은의 할라이드중 하나 또는 둘 이상의 혼합물 사이의 반응생성물을 갖는 촉매 성분 [A](티타늄 화합물 및/또는 바나듐 화합물과 접촉될 것임)와 유기금속 화합물 [B]를 포함하는 촉매이다.
또 다른 적절한 촉매 조성물이 본원에서 참조로서 인용하는 미국 특허 제 4,547,475 호 및 제 4,314,912 호에 개시된다. 상기 촉매 조성물은 (A) (1) 일반식 R2Mg. xAlR'3의 하나 이상의 탄화수소 가용성 마그네슘 성분, 및 (2) 하나 이상의 비-금속성 또는 금속성 할라이드 공급원을 접촉함으로써 제조된 마그네슘 할라이드; (B) 일반식 Tm(OR)yXy-x의 하나 이상의 전이금속 화합물(이때, Tm은 주기율표 4내지 12족의 전이금속이고, R 은 탄소수 1 내지 약 20의 하이드로카빌기이고, X는 할라이드 또는 하이드로카빌옥사이드이고, x 및 y는 각각 독립적으로 0 내지 Tm의 원자가이고, x+y는 Tm의 원자가와 동등한 값이다); (C) 선택적으로 부가적인 할라이드 공급원; (D) 선택적으로 유기알루미늄 화합물을 결합하여 생성된 생성물을 포함한다. 바람직하게는, 첨가된 할라이드의 양은 성분 (A)중 마그네슘 원자에 부착된 R기를 할라이드로 전환시키기에 충분하다.
또한 적절한 촉매 조성물이 불활성 탄화수소 희석제 및 수분과 산소를 배제하는 분위기에서 (A) 하나 이상의 탄화수소 가용성 유기마그네슘 물질, (B) 하나 이상의 유기 하이드록실-함유 물질, (C) 하나 이상의 환원성 할라이드 공급원, 및 (D) 하나 이상의 전이금속(Tm) 화합물을 혼합하여 생성된 촉매성 생성물과 관련하여 미국 특허 제 4,544,647 호, 제 4,526,943 호, 및 제 4,661,465 호에 개시되어 있다(이때, (1) 상기 성분들을 (A), (B), (C) 및 (D) 또는 (A), (B), (D) 및 (C)의 순서로 첨가된다).
사이클로펜타다이에닐 골격을 갖는 하나 이상의 리간드를 갖는 전이 금속 화합물을 함유하는 촉매 조성물이 또한 사용될 수 있다. 메탈로센 또는 단일 자리 촉매로서 칭하는 이들 화합물은 또한 유리하게는 유기알루미늄 화합물 또는 유기붕소 화합물, 유기알루미늄 옥시 화합물, 예를 들면 알루민옥세인을 포함하는 조촉매, 불안정한 거대 음이온 및 전이 금속 메탈로센의 리간드와 반응하여 활성 촉매를 형성할 수 있는 양이온을 포함하는 이온성 활성화제와 함께 유리하게 사용된다.상기 마지막에 언급한 유형의 활성화제의 예는 삼치환된 암모늄 보레이트, 예를 들면 아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트이다. 이러한 촉매 시스템은 본원에서 참조로서 인용하는 유럽 특허 제 EP-416,815 호, 제 EP-418,004 호, 제 EP-277,003 호, 제 EP-277,004 호, 제 EP-129,368 호, 제 EP-250,601 호에 적절히 개시된다. 본 발명은 사용된 촉매 조성물이 할라이드를 함유하거나 환원시킬 때 가장 유리하다.
본 발명의 방법에서, 촉매는 바람직하게는 할로겐을 포함하고, 더욱 바람직하게는 촉매는 원소주기율표 3 내지 6족의 전이 금속, 할라이드, 유기알루미늄 화합물 및 선택적으로 마그네슘을 포함한다.
올레핀 중합공정
본 발명에 사용된 올레핀 단량체는 중요하지 않다. 바람직한 올레핀 단량체는 에틸렌 및 탄소수 3 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 3 내지 10의 1-올레핀, 예를 들면 프로필렌, 뷰텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 헵텐-1, 옥텐-1, 노넨-1, 및 데센-1이고, 이는 단독 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 알파-올레핀은 하나 이상의 다른 알파-올레핀 및/또는 소량, 즉 상기 중합체를 기준으로 약 25중량% 이하의 다른 중합성 에틸렌 불포화 단량체(예: 스티렌, 알파-메틸 스티렌 및 통상적인 지글러 촉매를 파괴하지 않는 유사한 에틸렌 불포화 단량체)와 공중합할 수 있는 것으로 이해된다. 지방족 알파-모노올레핀, 특히 에틸렌, 프로필렌 및 에틸렌 또는 프로필렌의 혼합물과 총단량체 기준으로 50중량% 이하, 특히 약 0.1 내지 약 40중량%의 프로필렌, 뷰텐-1, 헥센-1, 옥텐-1, 4-메틸-펜텐-1과 같은 또 다른 알파-올레핀 또는 1,7-옥타다이엔과 같은 알파/오메가-다이올레핀의 중합에서 가장 큰 장점이 인정된다.
본 발명의 방법은 몇가지 상이한 중합 기술로 수행될 수 있다. 적절한 기술은 벌크 중합, 현탁 중합, 슬러리 중합, 기체상 중합, 용액 중합 및 고압 중합을 포함한다. 이러한 기술의 대표적인 것은 예를 들면 에틸렌 또는 프로필렌 또는 에틸렌 또는 프로필렌과 1-올레핀의 혼합물이, 생성되는 중합체의 연화점 이상, 바람직하게는 융점 이상, 일반적으로 80 내지 300℃, 바람직하게는 100 내지 300℃, 가장 바람직하게는 130 내지 275℃의 평균 중합온도에서 불활성 탄화수소 용매의 존재하에 중합되는 용액 중합방법이다. 중합 압력은 일반적으로 10 내지 500 atm이다. 전이 금속 촉매를 사용하는 고온, 고압 중합방법의 예는 200 내지 3,000 atm의 중합압력하에 130 내지 300℃의 평균 중합 온도에서 전이금속 중합촉매를 공급함으로써 에틸렌 또는 에틸렌과 하나 이상의 1-올레핀의 혼합물이 중합되는 것이다. 용액 또는 슬러리 중합기술에 사용될 불활성 탄화수소 희석제는 뷰테인, 펜테인, 헥세인, 사이클로헥세인, 헵테인, 옥테인, 아이소옥테인, 노네인, 데케인, 도데케인 및 이들의 혼합물을 포함한다. 수소 또는 기타 연쇄전달제 및 중합 온도가 일반적으로 올레핀 중합체의 분자량을 조절하기 위해 사용된다.
본 발명의 방법에서 순차적 또는 병렬 중합반응 단계가 각각 동일하거나 상이한 유형의 촉매를 사용하면서 순차적 또는 병렬 중합 영역에서 수행될 수 있다. 첨가제 조성물은 모든 이러한 중합단계 후 또는 둘 이상의 중합단계의 말기에 사용될 수 있다. 미국 특허 제 5,869,575 호에는 조절된 조성과 분자량 분포의 중합체조성물을 제조하기 위한 중합방법이 개시되어 있는데, 이때 하나 이상의 균일 중합 촉매 및 하나 이상의 불균일 중합반응 촉매가 일련의 또는 병렬로 연결된 별도의 반응기들에서 사용된다. 바람직한 방법에 따르면 에틸렌 및 선택적으로 또 다른 알파-올레핀은 적절한 용액 중합 온도 및 압력에서 균일 촉매 조성을 함유하는 하나 이상의 반응기에서 용액방법으로 중합되고, 순차적으로 이러한 중합체 용액은 불균일 지글러 촉매, 에틸렌 및 선택적으로 또 다른 알파-올레핀을 함유하는 하나 이상의 기타 반응기로 용액중합 조건하에 통과하여 부가적인 중합체를 형성하고, 용매를 중합체 용액으로부터 제거하고 중합체 조성물을 회수한다. 사용된 균일 촉매는 바람직하게는 상기한 메탈로센 화합물로부터 유도된다.
또한 기체상 중합반응에 대한 상세한 내용은 본원에서 참조로서 인용하는, 미국 특허 4,588,790 호, 제 4,543,399 호, 제 5,352,749 호, 제 5,405,922 호, 1992년 8월에 출원된 미국 특허 출원 제 926,009 호(국제특허 공개공보 제 WO- 94/03509 호에 상응함), 및 1993년 9월 17일자로 출원된 미국 특허 출원 제 122,582 호(제 WO-95/07942 호에 상응함)에 공지되어 있다.
본 발명에 따르면, 첨가제 조성물을 중합 영역의 말단 또는 중합 영역의 하류에서 첨가한다. 중합 완료 후 중합 반응기 또는 영역으로부터 방출되는 반응 혼합물은 올레핀 중합체, 비전환된 단량체, 중합체 촉매(그 일부는 여전히 활성이다) 및 희석제 또는 용매가 사용된다면, 선택적으로 불활성 탄화수소 희석제 또는 용매를 함유한다. 중합체가 형성된 후 전이 금속 촉매 또는 그의 분해산물을 불활성을 만들기 위해, 첨가제 조성물을 반응 혼합물과 혼합한다. 혼합은 중합 영역의 출구전, 출구에서 또는 출구 후, 중합 영역과 중합반응 마무리 단계 사이에 위치하는, 일반적으로 환원 밸브(존재한다면)에 의해 형성된 위치, 예를 들면 중합체 분리기에서 실행된다. 혼합 방법에 대해, 중합체 공정 스트림 및 첨가제 조성물 스트림을 단순히 두개의 스트림을 하나의 스트림으로 결합시켜 혼합할 수 있다. 다르게는, 임의의 다른 방법이 촉매 성분 또는 그의 분해산물이 첨가제 조성물과 용이하게 접촉할수만 있다면 사용가능하다. 정적 혼합기 또는 인-라인 혼합기와 같은 강제 혼합 수단을 사용하는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 첨가제 조성물은 바람직하게는 중합체, 및 선택적 희석제가 분리 단계에 도입되어 미반응된 단량체 또는 용매를 제거하기 전에 첨가된다. 이러한 제거는 일반적으로 온도를 증가시키거나 압력을 감소시키면서 또는 모두중에 수행되어 단량체 및 희석제를 순식간에 제거한다. 이러한 1개 또는 두개 이상의 분리 단계들이 일련으로 존재할 수 있다. 용액 중합방법 또는 고온 고압 중합반응에서, 이러한 중합체 및 첨가제 조성물은 용융 중합체 스트림 안에 남아있는 반면 미반응된 단량체, 희석제 및 기타 기체들은 이로부터 제거된다. 연속적인 방식으로, 제거된 미반응된 단량체, 임의의 희석제 및 기타 기체들이 분리될 수 있고, 이때 바람직하게는 선택적으로 정제 단계를 포함하는 재생 라인을 통과하고 상기 방법으로 다시 피드 백될 수 있다.
분자량, 작용기 및 Y 함량과 같은 특성에 따라, 첨가제 조성물은 정상조건 또는 사용 조건하에 고형물 또는 액체일수 있다. 첨가제 조성물을 그대로, 즉 순수 고형물 또는 용융 상태로 첨가할 수 있거나, 불활성 용매 또는 희석제중에 용해시키거나 희석시킬 수 있다. 불활성 탄화수소 용매가 사용되면, 중합 용매(만일존재한다면)와 동일한 것이 바람직하다. 중합 용매와 상이한 용매를 사용해야 된다면, 중합반응 용매의 재생된 용도에 악영향을 미치지 않아야 한다.
첨가제 조성물은 바람직하게는 그의 점도가 중합체 스트림의 점도와 유사하도록 희석제 또는 용매중에 첨가된다. 이는 특히 중합체가 용융되거나 용해되는 방법으로 중합체중에 첨가제 조성물이 신속하고 용이하게 분산되도록 한다. 매우 미세한 분산액, 실질적으로 분자 분산액이 본 발명의 첨가제 조성물을 사용하여 수득될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 희석제중 첨가제 조성물의 용해도 또는 분산도는 적절한 조성을 선택하여 조절될 수 있다. 프로필렌-옥시 함유 첨가제 조성물을 사용하여 첨가제 조성물과 탄화수소 희석제 및 탄화수소 화합물, 예를 들면 올레핀 중합체와의 상용성을 향상시킨다. 에틸렌-옥시 단위를 사용하여 친수성 물질과의 상용성을 향상시키고 첨가제 조성물과 전이 금속 촉매 또는 그의 분해산물과의 반응성 또는 반응속도를 증가시킨다. 에틸렌 옥사이드 유도된 단위로 차단된 프로필렌 옥사이드, 또는 부틸렌 옥사이드로부터 수득된 블록 공중합체를 사용하는 것이 매우 유리한 것으로 밝혀졌다. 이러한 유형의 첨가제 조성물이 에틸렌 1-올레핀 공중합체를 제조하기 위한 방법에서 양호한 반응성 및 분산성을 나타낸 것으로 밝혀졌다. 매우 바람직하게는, 첨가제 조성물은 에틸렌 옥사이드 유도된 단위의 50중량% 미만, 바람직하게는 40중량% 미만, 바람직하게는 1중량% 이상, 적절하게는 2중량% 이상으로 차단된 프로필렌 옥시 또는 부틸렌 옥시 단위 50중량% 이상, 더욱 바람직하게는 60중량% 이상을 포함한다. 이후 반응 단계 및 중합체의 최종 사용 조건에 따라, 첨가제 조성물은 바람직하게는 500 이상, 바람직하게는 1000 이상의중량 평균 분자량을 갖는다. 주 온도 및 압력 조건에 따라 너무 낮은 분자량을 갖는 첨가제 조성물은 중합 영역의 하류에 있는 중합체 분리기에서 회수된 용매 또는 비전환된 단량체와 함께 증기화할 수 있다. 너무 높은 분자량, 예를 들면 25,000 이상의 분자량이면, 첨가제 조성물은 분산시키기 더욱 어려울 수 있고 작용기에 따라 그의 용도로 경제적이지 않을 수 있다.
기체상 및 슬러리 중합반응에 있어서, 용액 중합반응과 비교하여 낮은 점도 첨가제 조성물 또는 현탁액 또는 용액을 사용하는 것이 바람직한데, 왜냐하면 첨가제 조성물이 이러한 방법으로 형성된 고형 중합체 입자 안으로 들어갈 필요가 있기 때문이다. 따라서, 양이온 Y 적재량, 빌딩 블록 또는 단량체, 개시제, 작용기 및 분자량을 변화시킴으로써, 적절한 첨가제 조성물을 구체적인 중합체 생성 방법에 대해 선택할 수 있다.
첨가제 조성물 또는 그의 반응 생성물과 촉매 잔류물의 매우 미세한 분산 때문에, 첨가제 조성물은 중합체중 임의의 상당 크기의 고형 입자를 제공하는 경향이 덜하다는 것이 밝혀졌다. 반응 생성물은 또한 매우 미세하게 거의 분자단위로 분산되고, 이는 중합체중 겔을 감소시키고 광학 성질, 예를 들면 투명도 및 탁도를 향상시킨다. 또한, 이러한 중합체로부터 형성된 필름 또는 제품의 표면상에 어떠한 상당 크기의 고형 입자도 없기 때문에 역시 증가된 접착성(의도할 때)과 같은 성질을 향상시킨다. 중합체가 고도로 연장되거나 신장되는 중합체 용도 또한 본 발명의 방법 또는 용도로 수득된 중합체가 그 중합체중 상당히 사이징된 고형 입자가 없어서 쉽게 파열되거나 파괴되지 않기 때문에 손쉽다. 예를 들면, 필름 신축또는 섬유 방적중에, 선행 기술의 첨가제 고형물 입자의 치수는 신축된 필름 또는 섬유에서의 섬유 또는 필름 두께 및 형태 취약성에 가까워서 더욱 파괴되기 쉽다. 본 발명에 따라 수득된 중합체 조성물은 이러한 단점을 나타내지 않거나 나타내더라도 약간 나타낸다.
첨가제 조성물 및 할라이드-함유 촉매 성분의 반응생성물, 잔류물, 또는 그의 분해산물은 어떠한 이론적 구속없이 Y 할라이드 염을 포함하는 것으로 믿어진다. 이러한 염의 일반적인 예는 KCl, NaCl, CaCl2및 NRa 4Cl을 포함한다. 이들 염은 중합체 전체를 통해 매우 잘 분산되어 안정하고 기본적으로 불활성이다. 다른 반응 생성물은 촉매 성분 또는 그의 유도체와 착체형성된 첨가제 조성물을 포함할 수 있다. 따라서 양이온 Y 함유 폴리(알킬렌-옥시)알콜 첨가제 조성물은 촉매 잔류물과 반응시 염 화합물 및 폴리(알킬렌-옥시)알콜(이들 모두는 중합체 안에 잔류할 수 있다)을 제공한다. 생성된 중합체는 매우 낮은 부식성을 갖고 본질적으로 중성인 것으로 밝혀졌으며, 이는 산성 및 부식성 촉매 잔류물이 효과적으로 불활성이 됨을 의미한다.
따라서, 본 발명은 향상된 광학 특성을 갖지만 부식 및 플레이트 아웃(plate out) 문제를 유발하지 않는, 본 발명의 방법 또는 용도에 따라 수득된 올레핀 중합체를 제공한다.
중합체가 기체상 방법 또는 슬러리 방법과 같은 고형 미립자 형태로 중합체를 생성하는 입자 형성 방법으로 형성되면, 첨가제 조성물은 바람직하게는 용융 압출 단계 전 또는 단계중에 첨가되어 첨가제 조성물이 중합체 및 촉매 잔류물과 긴밀하게 혼합하게 한다. 일반적으로, 이는 미립자, 즉 분말성 중합체를 갖는 고형 중합체가 중합체 분말을 용융시켜 펠렛화하고 이를 스트랜드로 압출하고 스트랜드를 펠렛으로 절단하고 중합체 펠렛을 냉각시킬 때 수행된다.
다르게는, 첨가제 조성물은, 중합체가 열, 혼합력 또는 전단력에 도입될 때 필름, 병, 시이트 또는 유사 제품과 같은 몰딩 제품으로 전환될 중합체에 첨가되어 첨가제 조성물과 중합체의 친밀한 혼합물이 형성되게 할 수 있다. 이러한 전환 방법은 일반적으로 첨가제 조성물과 중합체의 친밀한 분산 및 따라서 촉매 잔류물과의 접촉을 달성할 수 있는 용융 압출기를 사용한다.
따라서, 본 발명은 올레핀 중합체 안에 존재하는 산성 화합물 또는 할로겐-함유 화합물의 바람직하지 않은 양을, 올레핀 중합체를 첨가제 조성물과 긴밀하게 혼합함으로써 불활성으로 만들기 위한 본 발명에 따른 첨가제 조성물의 용도에 관한 것이다. 유리하게는, 바람직하지 않은 양의 산성 화합물 또는 할로겐-함유 화합물은 전이 금속 촉매로부터 유도된다. 바람직하게는, 올레핀 중합체는 선택적으로 희석제의 존재하에 용융된 또는 용해된 상태로 존재하고, 중합체 및 첨가제 조성물이 혼합되는 동안 첨가제 조성물은 상기 용융 또는 용해된 중합체와 접촉한다.
첨가제 조성물은 또한 할로겐-함유 수지(예: 폴리비닐 클로라이드 및 할로겐화 폴리에틸렌 수지), 또는 산성 잔기를 함유하는 수지(예: 에틸렌 및 불포화 카복실산, 예를 들면 아크릴산의 공중합체)를 안정화하거나 중성화하는데 사용될 수 있다.
첨가된 첨가제 조성물의 양은 촉매 또는 바람직하지 않은 양의 산성 화합물 또는 할로겐-함유 화합물, 바람직하게는 촉매 분해산물을 불활성으로 만들기에 충분해야 한다. 한가지 바람직한 실시태양에서, 본 발명에 따른 첨가제 조성물을 사용함으로써 촉매가 허용불가능한 양의 산성 또는 부식성 잔류물을 방출하지 않으면서 불활성이 될 수 있다는 것을 발견하였다. 놀랍게도, 또 다른 실시태양에서 본 발명의 첨가제 조성물은 촉매를 불활성화하고 이러한 1단계 불활성화의 분해산물을 포착하거나 불활성으로 만든다. 그러나 이러한 활동의 메카니즘은 명확히 밝혀지지 않았다.
본 발명에 사용될 첨가제 조성물의 양은 중요하지 않지만 경제적 및 효율적 관점에서 중합체 중량을 기준으로 500 내지 4000 ppm이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 750 내지 3000 ppm, 더욱 바람직하게는 900 내지 2500 ppm이다.
유리하게는, 첨가제 조성물은 분리 단계 전에 중합체 스트림과 수초 내지 수분, 바람직하게는 10초 내지 2분 동안 바람직하게는 친밀한 혼합 조건하에 접촉할 수 있다.
요구되지는 않지만, 첨가제 조성물은 촉매를 불활성화할 수 있는 화합물과 조합하여 사용될 수 있다. 상기 방법은 유리하게는 중합 영역으로부터 말단 또는 하류에서 촉매를 불활성화할 수 있는 화합물을 첨가하는 단계를 추가로 포함한다. 불활성화제는 불활성 탄화수소 용매중에 용해되거나 현탁될 수 있거나, 순수 고형물로서 또는 용융 상태하에 사용될 수 있다. 불활성 탄화수소 용매가 사용되면, 중합체 용매, 또는 존재한다면 첨가제 조성물을 위한 용매 또는 희석제와 동일한것이 바람직하다. 중요하지는 않지만, 불활성화제는 바람직하게는 첨가제 조성물 전에 또는 그로부터 상류에서 또는 동시에 첨가된다. 불활성화제 및 첨가제 조성물은 결합된 용액 또는 현탁액으로서 첨가되거나 달리 용해되거나 현탁된다.
본 발명의 방법에 사용될 수 있는 불활성화제 화합물은 물, CO2, NH3, SO2, S03, 및 N20 뿐만 아니라 비교적 낮고 비교적 높은 분자량 알콜, 다이올, 트라이올, 에테르, 알데하이드, 케톤, 카복실산 및 이산, 그들의 무수물 또는 에스터, 아민, 아마이드 또는 이미드 또는 수소 퍼옥사이드, 알킬 하이드로퍼옥사이드 및 폴리알킬렌 글리콜(예: 폴리에틸렌 글리콜)과 같은 반응성 O, N 또는 S 잔기를 함유하는 불활성화제를 포함한다. 또한, 테트라에톡시실레인 또는 실란올 종결된 실록세인(실리콘 오일)과 같은 반응성 알콕시 실레인 또는 실록세인이 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 질소 성분은 예를 들면 고분자량 아민, 이미드 및 아마이드, 예를 들면 올레오아마이드 및 에루카마이드 및 알콜, 카복실산과의 반응생성물 또는 그들의 무수물을 포함한다, 황 화합물의 예를 들면 티올 또는 폴리티올이다. 바람직하게는, 불활성화제는 반응성 양성자를 갖는 화합물, 예를 들면 물 또는 알콜이다. 이러한 불활성화제는 첨가제 조성물과 혼합하여 적절히 사용될 수 있다.
생성된 올레핀 중합체는 안정화제, UV-흡수제, 대전방지제, 블록킹 방지제, 윤활제, 안료, 무기 또는 유기 충전제, 소량의 고무와 같은 중합체 등과 같은 통상적인 첨가제와 함께 도입될 수 있다. 이들 첨가제의 예는 BHT; 이오녹스(Ionox) 330 (Shell Co.); 굿라이트(Goodrite) 3114 (Goodrich Co. ); 이가녹스(Irganox)1010,1076, 이가포스(Irgafos) 168, 티누빈(Tinuvin) 327 (Ciba-Geigy Co.); 웨스톤(Weston) 618 (Borgwarner Co.); LS 770, LS 622 (Sankyo Co.)을 포함한다.
본 발명에 따른 수득된 중합체는 우수한 광학 성질, 높은 신축비를 요구하는 많은 유형의 용도, 예를 들면 섬유 방적 용도, 사출 성형, 취입 성형, 회전 성형 및 칼렌더링에 적합하다.
본 발명의 방법을 하기 비-제한적인 실시예를 참조로 기술한다.
첨가제 조성물의 상대 평균 분자량을 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한다. 50 ㎕의 샘플 용액(약 150 ㎎ 샘플을 10 ㎖ THF에)을 GPC 칼럼(다공성-입자 칼럼 충전 PL-Gel(5㎛)로 충전됨; 50, 100, 500 및 1000 ℃의 PS/DVB로 충전된 일련의 칼럼(각각 30 ㎝)) 안으로 도입한다. THF를 1㎖/분의 유동속도로 용리액으로서 사용한다. 칼럼 박스를 35℃의 온도에서 유지한다. 워터스(Waters) DRI 410 시차 굴절계를 검출기로서 사용한다.
올레핀 중합체의 용융지수를 190℃/2.16㎏에서 ASTM-D-1238(Procedure A, Condition E)에 따라 측정한다.
첨가제 조성물의 칼륨(Y)의 함량은 표준 산-염기 적정 방법에 의해 KOH 측정법으로부터 계산한다. 첨가제 조성물 샘플을 2-프로판올중에 용해하고 염화수소산으로 원하는 등가점까지 적정한다. 칼륨의 함량을 또한 플레임 광도측정 AOD-S 방법(Flame photometry AOD-S method)으로 측정한다.
첨가제 조성물의 OH 평가는 ASTM D4274D 방법에 따라 적정에 의해 측정한다.
부식 시험
중합체 약 25g을 함유하는 알루미늄 실린더형 용기(높이 7.5㎝, 직경 2.2㎝)을 질소 퍼지와 함께 225℃에서 오븐에 놓고 중합체를 용융한다. 표면을 쌓고, 이를 헥세인과 5분 동안 접촉시키고 이어서 아세톤과 또 다시 5분 동안 접촉시키고 건조시킴으로써 전처리된 5㎝ ㅧ 1㎝의 연질 강 쿠폰(Nalco. 부품번호: P5071)을 알루미늄 용기에서 용융 중합체로 수직으로 삽입한다. 2개의 참조 쿠폰을 동일한 절차로 도입하되, 용융 중합체와 접촉시키지는 않는다. 24시간 후, 쿠폰을 집게로 제거하고 중합체를 약수저로 표면으로부터 제거한다. 상기 중합체 샘플과접촉된 쿠폰의 표면(Sexp)을 캘리퍼 게이지를 사용하여 측정하고 상기 쿠폰을 분석 저울(10-4g 정확도)로 칭량한다(W0). 비노출된 참조 쿠폰을 또한 칭량한다(W0nexp). 상기 쿠폰들을, 물을 함유하는 유리 튜브이고 쿠폰들을 실온에서 24시간 동안 물 위에 매달기 위한 클램프를 갖춰서 쿠폰이 벽에 닿지 않게 하는 수분 챔버 안에 둔다. 24시간 후, 쿠폰과 참조 쿠폰을 다시 칭량한다(W24및 W24nexp, 각각).
중합체 노출 후 참조 쿠폰과 비교하여 쿠폰에 의해 수득된 중량은 부식과 관련있고 g/㎡로 표현되는 부식지수(CI)는 하기 수학식 1에 따라 계산된다:
상기 식에서,
CI0은 하기 수학식 2와 같이 계산된 참조 쿠폰을 위한 부식지수이다:
상기 식에서,
W24는 수분 조건에서 24시간 후 노출된 쿠폰의 중량(g)이고;
W0는 중합체를 제거한 후 중합체와 접촉한지 24시간 후 노출된 쿠폰의 중량(g)이고;
Sexp는 중합체와 접촉한 쿠폰의 표면적(㎡)이고;
ht는 쿠폰의 총 높이(mm)이고;
hexp는 중합체와 접촉하는 쿠폰 부분의 높이(mm)이고;
W24nexp는 수분 조건에서 24시간 후 참조 쿠폰의 중량(g)이고;
W0nexp는 오븐 안에서 24시간 후 참조 쿠폰의 중량(g)이고;
S는 참조 쿠폰의 총 표면적(㎡)이다.
부식 지수는 각 샘플에 대해 3개의 별도 측정치의 평균이다.
실시예 1
이작용성 다이프로필렌 글리콜 개시제 750 g 및 45% KOH 수용액 430.6 g를 스테인레스 강 10℃ 반응기 안에 채우고, 이를 질소로 플러싱하고 115℃까지 가열하고 물을 3시간 동안 30mbar에서 속성제거한다. 속성제거 후, 개시제는 0.77% 물 및 7.76% KOH를 함유하였다. 9608 g 프로필렌 옥사이드를 이론적 몰중량 1850 g/mol으로 125℃, 3내지 4 바아에서 5.5시간 동안 첨가하고 125℃에서 3시간 동안 분해하였다. 최종 생성물에서 7% EO와 동등한 이론적 몰량 1990 g/mol로 에틸렌 옥사이드 724 g을 125℃, 2 내지 3 바아에서 0.5 시간 안에 첨가하고 125℃에서 5시간 동안 유지하였다. 40℃까지 냉각시킨 후, 반응기의 내용물을 질소 분위기하에서 탄소 강 용기에 방출하였다. 이러한 첨가제 조성물 AC1의 특성을 표 1에 나타낸다.
다른 첨가제 조성물을 본질적으로 동일한 절차에 따라 제조하고 반응물질의 양을 변환하여 하기 표 1에 도입된 바와 같은 특성을 갖는 조성물을 제공한다.
실시예 2
에틸렌-1-옥텐 중합반응 수행은 각각 체적 5℃의 2개의 연속 교반조 반응기(CSTR) 안에서 행하고, 이들은 일련으로 교반하고 작동한다. 반응기들은 반응기 체적을 단열 조건으로 유지하기 위한 쉘을 갖추고 있다. 제 1 반응기에 대한 공급물은 30 kg/시간으로 100 내지 140℃의 비점을 갖는 C8-10n-알케인 혼합물 용매, 및 반응기 유입 전 용매 스트림중 압축되고 용해된 총 용매 스트림의 20중량%에 상응하는 에틸렌을 포함한다. 용매/에틸렌 공급물의 온도는 35 바아의 압력에서 15℃이다. 1-옥텐을 별도의 스트림으로서 제 1 반응기에 첨가한다. 부가적인 별도의 스트림 새로운 용매에 의해, 동일한 n-알케인 혼합물중 지글러형(Ziegler) 촉매 현탁액을 제 1 반응기 안에 약 0.01 g Ti/시간의 속도로 주입한다. 상기 촉매를 필수적으로 미국 특허 제 4,547,475 호의 절차에 따라 제조하고 13/35/4/1의 몰비로 Mg/Cl/Al/Ti을 함유한다. 촉매와 함께, 트라이에틸알루미늄을 Ti 몰당 Al 3.5 몰의 양으로 공급한다. 에틸렌/옥텐 혼합물의 후속적인 중합중에 에틸렌 82%을 전환시키고 반응기 온도를 180℃까지 증가시킨다. 용융 용해된 중합체가 또 다른 8 내지 9% 에틸렌이 전환된 제 2 반응기 안으로 유입되고, 반응기 온도가 35 바아의 압력에서 200℃까지 증가한다. 시간당 약 5.2kg 중합체(3의 용융지수 및 0.914 g㎤의 밀도를 갖고 옥텐 약 12중량%를 함유한다)가 이렇게 형성된다.
중합체, 단량체, 용매 및 촉매를 함유하는 생성물 스트림이 제 2 반응기를 떠난 후, 중합체 적재량을 기준으로 물 20 ppm을 정적 혼합기 전에 주입하여 신속하고 효율적인 혼합을 가능하게 한다. 물을 40 바아 및 150℃에서 상기 용매중1000 ppm 수용액으로서 첨가한다. 물을 10초 동안 촉매와 반응하게 한 후, 아래 표에서 언급한 바와 같은 첨가제 조성물의 양(중합체 적재량을 기준으로 중량 ppm으로 나타냄)을 첨가하고, 이때 첨가제 조성물을 동일한 용매중 10중량% 용액으로서 첨가한다. 2 내지 3% 물을 함유하는 칼슘 스테아레이트를 사용하는 비교 실험을 동일한 방식으로 수행하되, 어떠한 별도의 물도 첨가하지 않고, 동일한 용매중 9중량%의 칼슘 스테아레이트 현탁액을 사용한다. 후속적으로, 기타 첨가제(이들중 1차 및 2차 산화방지제, 일반적으로 1차 산화방지제 500 ppm 및 2차 산화방지제 1200 ppm을 슬러리 탱크로부터 별도로 중합체 스트림 안으로 첨가한다)를 첨가한다.
중합체, 용매, 에틸렌, 1-옥텐, 촉매 및 첨가제 조성물 또는 그들의 잔류물 및 산화방지제를 포함하는 중합체 스트림을 2개의 일련의 속성 용기 안에서 휘발성분제거한다. 제 1 용기 안에 들어가기 전, 상기 혼합물을 35 바아에서 250℃까지 가열한다. 제 1 속성 용기에서, 상기 압력을 1.5바아까지 감소시키고 온도를 200℃로 떨어뜨린다. 이들 단계의 결과 총 용매/옥텐의 98%가 증발하고 후속적으로 에틸렌 모두를 증발시켜서 용해된 용매 8중량%를 갖는 중합체 용융 스트림을 수득한다. 촉매 및 첨가제 조성물의 잔류물이 중합체중에 남을 것이다. 상기 중합체 스트림을 다시 250℃까지 가열하고 제 2 속성 용기 안으로 들여보내고, 여기서 20mbar의 진공을 적용하여 마지막 남은 용매를 제거하고 1000 ppm 잔사성 용매를 갖는 중합체를 수득한다. 촉매 및 첨가제 잔류물이 중합체 스트림중에 남는다. 이어서 용융 중합체 스트림을 용융물 형성 다이 및 절단기로 통과시키고 냉각하여고형 펠렛을 제공한다. 총 약 25kg 중합체가 각각의 수행에서 생성되었다. 별도의 수행에서 사용된 구체적인 조건이 표 2에 포함된다. 이렇게 생성된 중합체 생성물을 부식 시험에 적용하여 부식 지수를 측정하였으며, 이는 또한 표 2에 포함된다.
본 발명에 따른 첨가제 조성물로 수득된 중합체의 부식 지수는 최신 칼슘 스테아레이트 스캐빈저와 거의 맞먹거나 우수하다. 그러나, 본 발명의 첨가제 조성물을 사용하면, 어떠한 산성 잔류물도 공정중 중합체로부터 방출되지 않고, 공정 장치상의 지방산으로부터의 플레이트 아웃이 방지되고 첨가제 조성물이 매우 미세한 거의 분자 분산액중 중합체를 통해 더욱 잘 나눠진다. 본 발명의 방법에 대해 재생 라인 또는 기타 후 반응기 장치에서 어떠한 오염도 관찰되지 않았다.
실시예 3
하기 일반적인 절차를 사용하여 1-옥텐 중합반응을 불활성화하는데 첨가제 조성물의 효과를 결정한다. 20-㎖ 크롬팩(Chrompack) 바이알에 총 10㎖의 1-옥텐을 충전한다. 열전대쌍을 바이알에 삽입한다. 0.624 g Ti/l의 농도를 갖는 n-헵테인중 촉매 현탁액 0.13 ㎖를 바이알에 첨가하고, 바로 헵테인중 트라이에틸알루미늄 0.055 M 용액 0.92 ㎖를 첨가한다. 이러한 실험에 사용된 촉매는 실시예 2에 사용된 촉매와 동일하다. 촉매 성분을 그 후 60분까지 첨가하여 온도를 측정한다. 한가지 수행은 첨가제 조성물을 첨가하지 않으면서 비교 수행으로서 행하는 반면 다른 수행에서 C8-10알케인 혼합물중 첨가제 조성물의 10중량% 용액 1.1㎖(첨가제 조성물 AC1 0.08g에 상응)를 상이한 시간 간격으로 첨가한다. 반응 발열 때문에 첨가제 조성물을 첨가하는 시간 및 측정된 최대 온도를 표 3에 나타낸다. 반응이 완결된 후 온도는 주변의 열 손실 때문에 점차적으로 감소하는 것으로 관찰된다. 또 다른 비교 수행을 첨가제 조성물 AC1를 물로 중성화하고 마그네슘 실리케이트를 사용하여 칼륨을 제거함으로써 제조된 폴리글리콜(PG)을 사용하여 행한다.
일부의 수행을 마친 후, 내용물을 10분 동안 물 3 ㎖와 혼합한다. 물을 따라내고 따라낸 물의 pH를 측정한다. 결과를 하기 표 3에 나타낸다.
이들 실험은 첨가제 조성물이 계속되는 올레핀 중합반응을 종결할 뿐만 아니라 이러한 반응의 출발을 막을 수 있다는 것을 나타낸다. 또한 본 발명에 사용된 첨가제 조성물은 폴리글리콜을(칼륨없이) 사용하는 비교 수행과는 상이하게, 가수분해에 의해 증명된 바와 같이 산성 잔류물을 방출하지 않는다. 따라서 본 발명의 첨가제 조성물은 중합반응 촉매를 불활성활 뿐만 아니라 산성 잔기의 방출을 막아주거나 이를 불활성화한다. 선행 기술의 불활성화제는 이들 작용을 동시에 수행하지 못할 뿐만 아니라 부가적인 산 또는 할로겐 스캐빈저를 요구한다.
실시예 4
실시예 2에 있는 절차에 따라 제조된 중합체 샘플을 이들의 HCl 방출 특성에 대해 시험한다. 표 4에 언급한 바와 같은 첨가제를 함유하는, 밀도 920 ㎏/㎥ 및 용융지수 1g/10분의 에틸렌/1-옥텐 공중합체 샘플을 제조한다.
이들 샘플 100 g을 공기중에 비이커에서 24시간 동안 200℃에서 가열하였다. 비이커 상부에 투과가능한 셀룰로즈 스크린을 제공하고, 그 스크린 상부에 브로모티몰 블루 HCl 지시제 물질 약 5 g의 칭량된 양이 존재하였다. 가열된 중합체 샘플로부터 방출된 증기가 상기 스크린을 통과하고 지시제 물질의 색상이 관찰될 뿐만 아니라 그 염화물 함량이 측정되었다. 이는 미네랄 물질을 제거한 물 10 ㎖로 브로모페놀 블루에 의해 스캐빈징된 클로라이드를 제거함으로써 수행되었다. 상기 용액을 AS-11 HC 칼럼 및 EG-40으로 음이온 크로마토그래피에 의해 분석하였다. 미네랄 물질을 제거한 물 속에서 외부 표준물질로 정량화하였다. 대조군으로서, 동일한 절차를 임의의 중합체 샘플없이 바탕으로 수행하였다.
이들 결과는 본 발명에 따른 첨가제 조성물을 사용하여 제조된 폴리에틸렌이 폴리에틸렌을 함유하는 비교 칼슘 스테아레이트보다 더 많은 HCl을 방출하지는 않음을 나타낸다.

Claims (8)

  1. (a) 중합 영역에서 전이 금속 화합물을 포함하는 촉매의 존재하에 올레핀 단량체를 중합하여 올레핀 중합체를 형성하는 단계, 및
    (b) 상기 중합 영역의 말단에서 또는 그의 하류에서, 100 이상의 중량평균분자량을 갖고 R기, 양이온 Y, R기에 결합된 음이온성 기 -C(R1)2-X-, 및 선택적으로 R기에 결합된 기 -C(R1)2-X-H를 함유하되, 양이온 Y의 상대 몰분율(n) 및 기 -C(R1)2-X-H의 상대 몰분율(m)이 0〈n≤1, 0≤m〈1 및 n+m = 1인 조성물[상기에서, R은 하나 이상의 탄소원자 및 원소주기율표 16족으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 잔기를 포함하고, 각 R1은 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 하이드로카르빌 기이고, X는 원소주기율표 16족으로부터 선택된 원소를 포함하고, Y는 원소주기율표 1족 및 2족으로부터 선택된 금속의 양이온 및 일반식 [Ra 4M]+의 양이온(여기서, M은 원소 주기율표 15족의 원소이고, Ra는 각각 독립적으로 수소 또는 탄화수소 기이다)으로 이루어진 군으로부터 선택되고, C는 탄소이고, H는 수소이다]을 첨가하는 단계를 포함하는, 올레핀 중합체의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    R이 동일하거나 상이할 수 있는 하기 화학식 1의 단위를 하나 이상 포함하는 방법:
    화학식 1
    (-(CHR1)t-X-)
    상기 식에서,
    R1은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 나타내고,
    X는 원소주기율표 16족으로부터 선택된 원소를 포함하고,
    t는 1 내지 10의 정수이다.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단위에서, t가 2이고, R1이 하나 이상의 경우에서 수소이고 나머지의 경우에서 수소, 메틸 또는 에틸이며, X가 산소인 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득된 올레핀 중합체.
  5. 올레핀 중합체와 긴밀하게 혼합함으로써 올레핀 중합체중에 존재하는 바람직하지 않은 양의 산성 화합물 또는 할로겐-함유 화합물을 불활성화시키기 위한, 100 이상의 중량평균분자량을 갖고 R기, 양이온 Y, R기에 결합된 음이온성 기 -C(R1)2-X-,및 선택적으로 R기에 결합된 기 -C(R1)2-X-H를 함유하되, 양이온 Y의 상대 몰분율(n) 및 기 -C(R1)2-X-H의 상대 몰분율(m)이 0〈n≤1, 0≤m〈1 및 n+m = 1인 첨가제 조성물[상기에서, R은 하나 이상의 탄소원자 및 원소주기율표 16족으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 잔기를 포함하고, 각 R1은 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 하이드로카르빌 기이고, X는 원소주기율표 16족으로부터 선택된 원소를 포함하고, Y는 원소주기율표 1족 및 2족으로부터 선택된 금속의 양이온 및 일반식 [Ra 4M]+의 양이온(여기서, M은 원소 주기율표 15족의 원소이고, Ra는 각각 독립적으로 수소 또는 탄화수소 기이다)으로 이루어진 군으로부터 선택되고, C는 탄소이고, H는 수소이다]의 용도.
  6. 제 5 항에 있어서,
    바람직하지 않은 양의 산성 화합물 또는 할로겐-함유 화합물이 전이 금속 촉매로부터 유도된 것인 용도.
  7. 제 6 항에 있어서,
    첨가제 조성물과 긴밀하게 혼합된 용융 올레핀 중합체가 용융가공되어 제품으로 되는 용도.
  8. 제 7 항에 따른 용도에 의해 수득된 제품.
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