JP2003201311A - オレフィン重合用固体触媒成分、オレフィン重合用触媒及びオレフィン重合体の製造方法 - Google Patents

オレフィン重合用固体触媒成分、オレフィン重合用触媒及びオレフィン重合体の製造方法

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JP2003201311A
JP2003201311A JP2002135229A JP2002135229A JP2003201311A JP 2003201311 A JP2003201311 A JP 2003201311A JP 2002135229 A JP2002135229 A JP 2002135229A JP 2002135229 A JP2002135229 A JP 2002135229A JP 2003201311 A JP2003201311 A JP 2003201311A
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halogen
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olefin polymerization
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Shiyoujirou Tanase
省二朗 棚瀬
Takanori Sadashima
孝典 貞嶋
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】重合活性が高く、パウダー形態に優れたオレフ
ィン重合体が得られるオレフィン重合用固体触媒成分、
オレフィン重合用触媒及びオレフィン重合体の製造方法
を提供する。 【解決手段】下記化合物(a)〜(c−1)、又は下記
化合物(a)〜(d)を、120℃以上150℃以下の
温度で反応させ、不活性溶媒で洗浄し、さらに1回以
上、ハロゲン含有チタン化合物(a)を120℃以上1
50℃以下の温度で反応させ、不活性溶媒で洗浄して得
られるオレフィン重合用固体触媒成分。 (a)ハロゲン含有チタン化合物 (b)アルコキシ基含有マグネシウム化合物 (c−1)前記アルコキシ基含有マグネシウム化合物
(b)中のアルコキシ基に対するハロゲンのモル比が
0.50以上のハロゲン含有ケイ素化合物 (d)電子供与性化合物

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、α−オレフィンの
単独重合体又は共重合体を製造するためのオレフィン重
合用固体触媒成分、オレフィン重合用触媒及びオレフィ
ン重合体の製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】一般に、オレフィン重合体はチタン化合物
と有機アルミニウム化合物からなるチーグラー・ナッタ
触媒により重合されている。例えば、オレフィン重合体
の一つであるポリプロピレンの製造では、主に、チタ
ン、マグネシウム、塩素及び電子供与性化合物からなる
固体触媒成分、助触媒成分としての有機アルミニウム化
合物、及び立体規則性向上剤としてのアルコキシ基を有
する有機ケイ素化合物を含む触媒を用いることにより、
アイソタクチックポリプロピレンを得ているが、現在、
重合時の触媒活性の向上、オレフィン重合体の立体規則
性の向上、及びオレフィン重合体を安定生産するための
パウダー形態の改良等が図られている。
【0003】例えば、オレフィン重合体の粒径及び形状
等のモルフォロジーを改良することを目的として、特開
昭63−280707号公報等では、シリカ等の無機酸
化物上にマグネシウム化合物を担持させる方法、また、
特開昭58−000811号公報等では、マグネシウム
化合物を一旦アルコール等の溶媒に溶解させた後、再び
析出させたものを用いる方法が開示されている。しか
し、これらの方法は、マグネシウム化合物の担持、溶解
及び析出等の処理が必須となるため、工程的に極めて煩
雑であり、触媒の性能安定性に欠けるという欠点があっ
た。また、これらの方法は、重合時の触媒活性及びオレ
フィン重合体の立体規則性が十分ではないという欠点が
あった。
【0004】そこで、これらの欠点を改良する手法とし
て、特開平02−413883号公報等では、金属マグ
ネシウム、アルコール及び特定量のハロゲンの反応生成
物を触媒の担体として用いる方法、また、特公平07−
025822号公報では、アルコキシマグネシウム、ハ
ロゲン化剤及びアルコキシチタンの反応生成物に有機酸
エステルを加え、さらにハロゲン化チタンを反応させて
得られる固体触媒成分を含むチーグラー・ナッタ触媒を
用いるオレフィン重合体の製造方法が開示されている。
しかし、これらの方法は、重合時の触媒活性及びオレフ
ィン重合体の立体規則性が依然として十分ではなかっ
た。
【0005】また、特開平11−269218号公報で
は、マグネシウム化合物及びチタン化合物を、電子供与
性化合物の存在下、120℃以上150℃以下の温度で
接触させた後、100℃以上150℃以下の温度で不活
性溶媒により洗浄して得られるオレフィン重合用固体触
媒成分が開示されており、重合時の触媒活性の経時的な
低下の抑制及びオレフィン重合体の立体規則性の向上に
ついて効果を得ている。しかし、この触媒の重合活性
は、必ずしも十分に満足できるものではなかったため、
これを向上させるための改良がさらに必要であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、重
合活性が高く、パウダー形態に優れたオレフィン重合体
が得られるオレフィン重合用固体触媒成分、オレフィン
重合用触媒及びオレフィン重合体の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記化
合物(a)〜(c−1)(即ち、化合物(a)、化合物
(b)及び化合物(c−1))、又は下記化合物(a)
〜(d)(即ち、化合物(a)、化合物(b)、化合物
(c−1)及び化合物(d))を、120℃以上150
℃以下の温度で反応させ、不活性溶媒で洗浄し、さらに
1回以上(例えば、1回、2回等)、ハロゲン含有チタ
ン化合物(a)を120℃以上150℃以下の温度で反
応させ、不活性溶媒で洗浄して得られるオレフィン重合
用固体触媒成分が提供される。 (a)ハロゲン含有チタン化合物 (b)アルコキシ基含有マグネシウム化合物 (c−1)前記アルコキシ基含有マグネシウム化合物
(b)中のアルコキシ基に対するハロゲンのモル比が
0.50以上のハロゲン含有ケイ素化合物 (d)電子供与性化合物
【0008】固体触媒成分をこのように調製することに
より、アルコキシ基残量を低減することができ、重合活
性が高く、パウダー形態に優れたオレフィン重合体を得
ることができる。
【0009】本発明の別の態様によれば、下記化合物
(a)〜(c)(即ち、化合物(a)、化合物(b)及
び化合物(c))、又は下記化合物(a)〜(d)(即
ち、化合物(a)、化合物(b)、化合物(c)及び化
合物(d))を反応させて得られる、チタン担持量(T
i)に対するアルコキシ基残量(RO)のモル比(RO
/Ti)が0.30以下であるオレフィン重合用固体触
媒成分が提供される。 (a)ハロゲン含有チタン化合物 (b)アルコキシ基含有マグネシウム化合物 (c)ハロゲン含有ケイ素化合物 (d)電子供与性化合物
【0010】モル比(RO/Ti)を0.30以下にす
ることにより、重合活性が高く、パウダー形態に優れた
オレフィン重合体を得ることができる。
【0011】化合物(c)は、好ましくは、化合物
(b)中のアルコキシ基に対する、化合物(c)のハロ
ゲンのモル比が0.50以上である。モル比を0.50
以上にすることにより、化合物(c)による化合物
(b)のハロゲン化反応が有効に進むため、化合物
(b)のハロゲン化度が最終的に向上すると共に、副生
すると予想されるアルコキシチタン化合物の生成を抑制
すると考えられる。これにより、重合活性が高まる。ま
た、場合によっては、化合物(c)による化合物(b)
のハロゲン化反応が、化合物(a)による化合物(b)
のハロゲン化反応に対して優先的に進行するため、化合
物(b)のハロゲン化速度が低減され、触媒の微細化等
が抑制されるためパウダー形態に優れると考えられる。
【0012】このような調製方法により、化合物(a)
及び(c)による化合物(b)のハロゲン化反応が促進
されると共に、副生すると予想されるアルコキシチタン
化合物等が固体表面から抽出され易くなると考えられ
る。
【0013】また、化合物(b)が、金属マグネシウ
ム、アルコール、及び前記金属マグネシウム1モルに対
して0.0001グラム原子以上のハロゲン原子を含む
ハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物を反応させて得
られる化合物であることが好ましい。
【0014】ハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物が
この量よりも少ないと、化合物(b)の粒径が粗大とな
り、化合物(b)のハロゲン化度が抑えられ、アルコキ
シチタン等の抽出効率を低下してしまう恐れがある。こ
のような化合物(b)を用いることにより、オレフィン
重合体のモルフォロジーを向上させることができる。こ
のように製造した化合物(b)は、球状に近く、分級操
作を必要としない。
【0015】本発明の固体触媒成分の調製には、必要に
応じて、電子供与性化合物(d)を用いるが、電子供与
性化合物(d)を用いない固体触媒成分は、特に、エチ
レン単独重合体又はエチレン系共重合体の製造用触媒に
適し、高い重合活性を得ることができる。
【0016】本発明のさらに別の態様は、下記成分
[A],[B]又は下記成分[A],[B],[C]を
含むオレフィン重合用触媒である。 [A]上記のオレフィン重合用固体触媒成分 [B]有機アルミニウム化合物 [C]電子供与性化合物 このように触媒を構成することにより、重合活性が高
く、パウダー形態に優れたオレフィン重合体を得ること
ができる。また、電子供与性化合物[C]は必要に応じ
て含むが、この化合物を含むことにより、オレフィン重
合体の立体規則性及び/又は重合活性を向上できる場合
がある。
【0017】本発明のさらに別の態様は、上記のオレフ
ィン重合用触媒を用いてオレフィンを重合するオレフィ
ン重合体の製造方法である。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の各触媒成分、製造
方法、重合方法等について説明する。以下に示すのは好
適例であり本発明はそれらに限定されない。 1.触媒成分 [A]オレフィン重合用固体触媒成分
【0019】(a)ハロゲン含有チタン化合物 ハロゲン含有チタン化合物としては、下記一般式(I)
で表される化合物を好ましく用いることができる。 TiX1 p(OR14-p ・・・(I)
【0020】上記一般式(I)において、X1はハロゲ
ン原子を示し、その中でも塩素原子及び臭素原子が好ま
しく、塩素原子が特に好ましい。R1は炭化水素基であ
って、飽和基や不飽和基であってもよく、直鎖状のもの
や分岐鎖を有するもの、あるいは環状のものであっても
よく、さらにはイオウ、窒素、酸素、ケイ素、リン等の
ヘテロ原子を含むものであってもよい。このうち炭素数
1〜10の炭化水素基、特にアルキル基、アルケニル
基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル基
等が好ましく、直鎖又は分岐鎖のアルキル基が特に好ま
しい。OR1が複数存在する場合には、それらは互いに
同じでも異なってもよい。R1の具体例としては、メチ
ル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n
−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、n−ペ
ンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オク
チル基、n−デシル基、アリル基、ブテニル基、シクロ
ペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、
フェニル基、トリル基、ベンジル基、フェネチル基等が
挙げられる。pは1〜4の整数を示す。
【0021】上記一般式(I)で示されるハロゲン含有
チタン化合物の具体例としては、四塩化チタン、四臭化
チタン、四ヨウ化チタン等のテトラハロゲン化チタン;
メトキシチタントリクロリド、エトキシチタントリクロ
リド、プロポキシチタントリクロリド、n−ブトキシチ
タントリクロリド、エトキシチタントリブロミド等のト
リハロゲン化アルコキシチタン;ジメトキシチタンジク
ロリド、ジエトキシチタンジクロリド、ジイソプロポキ
シチタンジクロリド、ジ−n−プロポキシチタンジクロ
リド、ジエトキシチタンジブロミド等のジハロゲン化ジ
アルコキシチタン;トリメトキシチタンクロリド、トリ
エトキシチタンクロリド、トリイソプロポキシチタンク
ロリド、トリ−n−プロポキシチタンクロリド、トリ−
n−ブトキシチタンクロリド等のモノハロゲン化トリア
ルコキシチタン等が挙げられる。これらの中で、重合活
性の面から、高ハロゲン含有チタン化合物、特に四塩化
チタンが好ましい。これらのハロゲン含有チタン化合物
は、それぞれ単独で用いてもよく、また2種以上を組み
合わせて用いてもよい。
【0022】(b)アルコキシ基含有マグネシウム化合
物 アルコキシ基含有マグネシウム化合物としては、下記一
般式(II)で表される化合物を好ましく用いることがで
きる。 Mg(OR2q3 2-q ・・・(II)
【0023】上記一般式(II)において、R2は炭化水
素基を示し、R3は炭化水素基又はハロゲン原子を示
す。ここで、R2及びR3の炭化水素基としては、炭素数
1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、アリール
基、アラルキル基等が挙げられ、これらは同一でも異な
ってもよい。また、R3のハロゲン原子としては、塩
素、臭素、ヨウ素、フッ素等が挙げられる。qは1〜2
の整数を示す。
【0024】上記一般式(II)で示されるアルコキシ基
含有マグネシウム化合物の具体例としては、ジメトキシ
マグネシウム、ジエトキシマグネシウム、ジプロポキシ
マグネシウム、ジブトキシマグネシウム、ジヘキシロキ
シマグネシウム、ジオクトキシマグネシウム、ジフェノ
キシマグネシウム、ジシクロヘキシロキシマグネシウム
等のジアルコキシマグネシウム及びジアリロキシマグネ
シウム;エトキシエチルマグネシウム、フェノキシメチ
ルマグネシウム、エトキシフェニルマグネシウム、シク
ロヘキシロキシフェニルマグネシウム等のアルコキシア
ルキルマグネシウム、アリロキシアルキルマグネシウ
ム、アルコキシアリルマグネシウム及びアリロキシアリ
ルマグネシウム;ブトキシマグネシウムクロリド、シク
ロヘキシロキシマグネシウムクロリド、フェノキシマグ
ネシウムクロリド、エトキシマグネシウムクロリド、エ
トキシマグネシウムブロミド、ブトキシマグネシウムブ
ロミド、エトキシマグネシウムイオダイド等のアルコキ
シマグネシウムハライド及びアリロキシマグネシウムハ
ライド等が挙げられる。これらの中で、重合活性及び立
体規則性の面から、ジアルコキシマグネシウムが好適に
使用でき、特にジエトキシマグネシウムが好ましい。
【0025】触媒の重合活性、オレフィン重合体のパウ
ダー形態及び立体規則性の面から、アルコキシ基含有マ
グネシウム化合物(b)は、好ましくは、金属マグネシ
ウム、アルコール、及び金属マグネシウム1モルに対し
て0.0001グラム原子以上のハロゲン原子を含むハ
ロゲン及び/又はハロゲン含有化合物を反応させて得
る。
【0026】この場合、金属マグネシウムの形状等は特
に限定されない。従って、任意の粒径の金属マグネシウ
ム、例えば顆粒状、リボン状、粉末状等の金属マグネシ
ウムを用いることができる。また、金属マグネシウムの
表面状態も特に限定されないが、表面に水酸化マグネシ
ウム等の被膜が生成されていないものが好ましい。
【0027】アルコールは、炭素数1〜6の低級アルコ
ールを用いることが好ましい。特にエタノールを用いる
と、触媒性能の発現を著しく向上させる固体生成物が得
られるので好ましい。アルコールの純度及び含水量も特
に限定されないが、含水量の多いアルコールを用いると
金属マグネシウムの表面に水酸化マグネシウムが生成さ
れるので、含水量が1%以下、特に2,000ppm以
下のアルコールを用いることが好ましい。さらに、より
良好なモルフォロジーを得るためには、水分が少なけれ
ば少ないほど好ましく、一般的には200ppm以下が
望ましい。
【0028】ハロゲンは、塩素、臭素又はヨウ素、特に
ヨウ素が好適に使用される。また、ハロゲン含有化合物
のハロゲン原子は、塩素、臭素又はヨウ素が好ましい。
また、ハロゲン含有化合物の中ではハロゲン含有金属化
合物が特に好ましい。ハロゲン含有化合物として、具体
的には、MgCl2、MgI2、Mg(OEt)Cl、M
g(OEt)I、MgBr2、CaCl2、NaCl、K
Br等を好適に使用できる。これらの中では、特にMg
Cl2が好ましい。これらの状態、形状、粒度等は特に
限定されず、任意のものでよく、例えばアルコール系溶
媒(例えば、エタノール)中の溶液で用いることができ
る。
【0029】アルコールの使用量は、金属マグネシウム
1モルに対して好ましくは2〜100モル、特に好まし
くは5〜50モルである。アルコールの使用量が多すぎ
ると、モルフォロジーの良好なアルコキシ基含有マグネ
シウム化合物(b)の収率が低下する場合があり、少な
すぎる場合は、反応槽での攪拌がスムーズに行われなく
なる場合がある。しかし、そのモル比には限定されな
い。
【0030】ハロゲンの使用量は、金属マグネシウム1
モルに対してハロゲン原子が0.0001グラム原子以
上、好ましくは0.0005グラム原子以上、さらに好
ましくは0.001グラム原子以上である。0.000
1グラム原子未満の場合、ハロゲンを反応開始剤として
用いない場合と大差なく、得られたアルコキシ基含有マ
グネシウム化合物(b)を触媒の担体として用いた場
合、触媒活性やオレフィン重合体のモルフォロジー等が
不良となることがある。
【0031】また、ハロゲン含有化合物の使用量は、金
属マグネシウム1モルに対して、ハロゲン含有化合物中
のハロゲン原子が0.0001グラム原子以上、好まし
くは0.0005グラム原子以上、さらに好ましくは
0.001グラム原子以上である。0.0001グラム
原子未満の場合、ハロゲン含有化合物を反応開始剤とし
て用いない場合と大差なく、得られたアルコキシ基含有
マグネシウム化合物(b)を触媒の担体として用いた場
合、触媒活性やオレフィン重合体のモルフォロジー等が
不良となることがある。
【0032】尚、本発明においては、ハロゲン及びハロ
ゲン含有化合物はそれぞれ単独で用いてもよいし、2種
以上を組み合わせて用いてもよい。また、ハロゲンとハ
ロゲン含有化合物を組み合わせて用いてもよい。ハロゲ
ンとハロゲン含有化合物を組み合わせて用いる場合、ハ
ロゲン及びハロゲン含有化合物中の全ハロゲン原子の量
を金属マグネシウム1モルに対して0.0001グラム
原子以上、好ましくは0.0005グラム原子以上、さ
らに好ましくは0.001グラム原子以上とする。
【0033】ハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物の
使用量の上限については特に定めないが、本発明で用い
るアルコキシ基含有マグネシウム化合物(b)が得られ
る範囲で適宜選択すればよく、一般には、0.06グラ
ム原子未満とすることが好ましい。
【0034】本発明のオレフィン重合体の製造方法にお
いては、ハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物の使用
量を適宜選択することにより、アルコキシ基含有マグネ
シウム化合物(b)の粒径を自由にコントロールするこ
とが可能である。
【0035】アルコキシ基含有マグネシウム化合物
(b)の製造は、水素ガスの発生が認められなくなるま
で(通常、1〜30時間)行う。具体的には、ハロゲン
としてヨウ素を用いる場合には、金属マグネシウム、ア
ルコール中に固体状のヨウ素を投入した後、加熱して反
応させる方法、金属マグネシウム及びアルコール中に、
ヨウ素のアルコール溶液を滴下した後、加熱して反応さ
せる方法、及び金属マグネシウム、アルコール溶液を加
熱しながらヨウ素のアルコール溶液を滴下して反応させ
る方法等により製造できる。
【0036】尚、いずれの方法も、不活性ガス(例え
ば、窒素ガス、アルゴンガス)雰囲気下で、場合により
不活性有機溶媒(例えば、n−ヘキサン等の飽和炭化水
素)を用いて行うことが好ましい。
【0037】また、金属マグネシウム、アルコール及び
ハロゲンの投入については、最初から各々全量投入して
おく必要はなく、分割して投入してもよい。特に好まし
い形態は、アルコールを最初から全量投入しておき、金
属マグネシウムを数回に分割して投入する方法である。
このようにした場合、水素ガスの一時的な大量発生を防
ぐこともでき、安全性の面から非常に望ましい。また、
反応槽も小型化することが可能となる。さらには、水素
ガスの一時的な大量発生により引き起こされるアルコー
ルやハロゲンの飛沫同伴を防ぐことも可能となる。分割
する回数は、反応槽の規模を勘案して決めればよく、特
に問わないが、操作の煩雑さを考えると通常5〜10回
が好適である。
【0038】また、反応自体は、バッチ式、連続式のい
ずれでもよい。さらには、変法として、最初から全量投
入したアルコール中に金属マグネシウムを先ず少量投入
し、反応により生成した生成物を別の槽に分離して除去
した後、再び金属マグネシウムを少量投入するという操
作を繰り返すことも可能である。
【0039】さらに、重合時の触媒活性及びオレフィン
重合体のパウダー形態の面から、金属マグネシウム、ア
ルコール、及びハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物
を30〜60℃、より好ましくは40〜55℃で反応さ
せて、得られるアルコキシ基含有マグネシウム化合物
(b)の平均粒径(D50)を50μm以下、より好まし
くは40μm以下とする。また、D50は1μm以上であ
ることが好ましい。尚、平均粒径(D50)は、重量累積
分率が50%に対応する粒子径と定義される。即ち、D
50で表される粒子径より小さい粒子群の重量和が全粒子
総重量和の50%であることを示している。
【0040】反応温度を30〜60℃にすることによ
り、球状かつ粒径分布の狭い特性を保持したまま、化合
物(b)が小粒径化し、化合物(b)のハロゲン化が進
み、固体触媒成分中のアルコキシ基残量を低減できる。
反応温度がこれよりも高温であると、小粒径化が効率的
に進まず、これよりも低温であると、化合物(b)の生
成速度が著しく低下し、生産性が低くなる。平均粒径
(D50)を50μm以下と小粒径化することにより、化
合物(b)のハロゲン化度が向上し、副生すると予想さ
れるアルコキシチタン化合物等が固体表面から抽出され
易くなると考えられる。
【0041】アルコキシ基含有マグネシウム化合物
(b)を、固体触媒成分[A]の調製に用いる場合、乾
燥させたものを用いてもよく、また濾過後ヘプタン等の
不活性溶媒で洗浄したものを用いてもよい。いずれの場
合においても、アルコキシ基含有マグネシウム化合物
(b)は、粉砕あるいは粒径分布をそろえるための分級
操作をすることなく以下の工程に用いることができる。
また、アルコキシ基含有マグネシウム化合物(b)は、
球状に近く、しかも粒径分布がシャープである。さらに
は、粒子一つ一つをとってみても、球形度のばらつきは
小さい。
【0042】また、これらのアルコキシ基含有マグネシ
ウム化合物(b)は単独でもよいし、2種以上組み合わ
せて用いてもよい。さらに、シリカ、アルミナ、ポリス
チレン等の支持体に担持して用いてもよく、ハロゲン等
との混合物として用いてもよい。
【0043】(c)ハロゲン含有ケイ素化合物 ハロゲン含有ケイ素化合物としては、下記一般式(II
I)で表される化合物を用いることができる。 Si(OR4r2 4-r ・・・(III)
【0044】ハロゲン含有ケイ素化合物(c)を用いる
ことにより、重合時の触媒活性、立体規則性の向上及び
オレフィン重合体中に含まれる微粉量を低減することが
できる場合がある。
【0045】上記一般式(III)において、X2はハロゲ
ン原子を示し、これらの中で塩素原子及び臭素原子が好
ましく、塩素原子が特に好ましい。R4は炭化水素基で
あって、飽和基や不飽和基であってもよく、直鎖状のも
のや分岐鎖を有するもの、あるいは環状のものであって
もよく、さらにはイオウ、窒素、酸素、ケイ素、リン等
のヘテロ原子を含むものであってもよい。このうち、炭
素数1〜10の炭化水素基、特にアルキル基、アルケニ
ル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル
基等が好ましい。OR4が複数存在する場合には、それ
らは互いに同じでも異なってもよい。R4の具体例とし
ては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロ
ピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル
基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル
基、n−オクチル基、n−デシル基、アリル基、ブテニ
ル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘ
キセニル基、フェニル基、トリル基、ベンジル基、フェ
ネチル基等が挙げられる。rは0〜3の整数を示す。
【0046】上記一般式(III)で示されるハロゲン含
有ケイ素化合物の具体例としては、四塩化ケイ素、メト
キシトリクロロシラン、ジメトキシジクロロシラン、ト
リメトキシクロロシラン、エトキシトリクロロシラン、
ジエトキシジクロロシラン、トリエトキシクロロシラ
ン、プロポキシトリクロロシラン、ジプロポキシジクロ
ロシラン、トリプロポキシクロロシラン等が挙げられ
る。これらの中で特に四塩化ケイ素が好ましい。四塩化
ケイ素を用いることにより、化合物(b)の四塩化ケイ
素によるハロゲン化反応の速度及び反応率が充分に制御
できると考えられる。これらのハロゲン含有ケイ素化合
物は、それぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を組み
合わせて用いてもよい。
【0047】また、化合物(c)は、好ましくは、化合
物(b)中のアルコキシ基に対するハロゲンのモル比が
0.50以上のハロゲン含有ケイ素化合物(c−1)で
ある。このようなハロゲン含有ケイ素化合物を用いる
と、化合物(b)のハロゲン化が進み、固体触媒成分中
のアルコキシ基残量を低減できる。より好ましくは、化
合物(b)中のアルコキシ基に対するハロゲンのモル比
が0.80以上のハロゲン含有ケイ素化合物である。
【0048】(d)電子供与性化合物 本発明のオレフィン重合用触媒の調製には、必要に応じ
て電子供与性化合物(d)が用いられる。このような電
子供与性化合物(d)としては、アルコール類、フェノ
ール類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸、マロン
酸、有機酸又は無機酸のエステル類、モノエーテル、ジ
エーテル又はポリエーテル等のエーテル類等の含酸素化
合物や、アンモニア、アミン、ニトリル、イソシアネー
ト等の含窒素化合物が挙げられる。これらの中では、多
価カルボン酸のエステル類が好ましく、さらに好ましく
は、芳香族多価カルボン酸のエステル類である。このう
ち、重合時の触媒活性の面から、特に芳香族ジカルボン
酸のモノエステル及び/又はジエステルが好ましい。ま
た、エステル部の有機基が直鎖、分岐又は環状の脂肪族
炭化水素が好ましい。
【0049】具体的には、フタル酸、ナフタレン−1,
2−ジカルボン酸、ナフタレン−2,3−ジカルボン
酸、5,6,7,8−テトラヒドロナフタレン−1,2
−ジカルボン酸、5,6,7,8−テトラヒドロナフタ
レン−2,3−ジカルボン酸、インダン−4,5−ジカ
ルボン酸、インダン−5,6−ジカルボン酸等のジカル
ボン酸のメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピ
ル、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、n−ペンチ
ル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、3−メチル
ブチル、1,1−ジメチルプロピル、1−メチルペンチ
ル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、4−メ
チルペンチル、1−エチルブチル、2−エチルブチル、
n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−ヘプチル、n−オ
クチル、n−ノニル、2−メチルヘキシル、3−メチル
ヘキシル、4−メチルヘキシル、2−エチルヘキシル、
3−エチルヘキシル、4−エチルヘキシル、2−メチル
ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルペンチル、
3−エチルペンチル等のジアルキルエステルが挙げられ
る。これらの中では、フタル酸ジエステル類が好まし
く、特にエステル部の有機基の炭素数が4個以上の直鎖
又は分岐の脂肪族炭化水素が好ましい。この具体例とし
ては、フタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジイソブチ
ル、フタル酸ジ−n−ヘプチル、フタル酸ジエチル等が
挙げられる。また、これらの化合物はそれぞれ単独で用
いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0050】[B]有機アルミニウム化合物 本発明に用いられる有機アルミニウム化合物[B]とし
ては、特に制限はないが、アルキル基、ハロゲン原子、
水素原子、アルコキシ基を有するもの、アルミノキサン
及びそれらの混合物を好ましく用いることができる。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等のトリア
ルキルアルミニウム;ジエチルアルミニウムモノクロリ
ド、ジイソプロピルアルミニウムモノクロリド、ジイソ
ブチルアルミニウムモノクロリド、ジオクチルアルミニ
ウムモノクロリド等のジアルキルアルミニウムモノクロ
リド;エチルアルミニウムセスキクロリド等のアルキル
アルミニウムセスキハライド;メチルアルミノキサン等
の鎖状アルミノキサン等が挙げられる。これらの有機ア
ルミニウム化合物の中では、炭素数1〜5の低級アルキ
ル基を有するトリアルキルアルミニウム、特にトリメチ
ルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピ
ルアルミニウム及びトリイソブチルアルミニウムが好ま
しい。これらの有機アルミニウム化合物は、それぞれ単
独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いても
よい。
【0051】[C]電子供与性化合物 本発明のオレフィン重合用触媒の調製には、必要に応じ
て電子供与性化合物[C]が用いられる。このような電
子供与性化合物[C]としては、アルコキシ基を有する
有機ケイ素化合物、窒素含有化合物、リン含有化合物及
び酸素含有化合物を用いることができる。このうち、特
にアルコキシ基を有する有機ケイ素化合物を用いること
が好ましい。
【0052】アルコキシ基を有する有機ケイ素化合物の
具体例としては、トリメチルメトキシシラン、トリメチ
ルエトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエ
チルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメ
チルジエトキシシラン、エチルイソプロピルジメトキシ
シラン、プロピルイソプロピルジメトキシシラン、ジイ
ソプロピルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシ
シラン、イソプロピルイソブチルジメトキシシラン、ジ
−t−ブチルジメトキシシラン、t−ブチルメチルジメ
トキシシラン、t−ブチルエチルジメトキシシラン、t
−ブチルプロピルジメトキシシラン、t−ブチルイソプ
ロピルジメトキシシラン、t−ブチルブチルジメトキシ
シラン、t−ブチルイソブチルジメトキシシラン、t−
ブチル(s−ブチル)ジメトキシシラン、t−ブチルア
ミルジメトキシシラン、t−ブチルヘキシルジメトキシ
シラン、t−ブチルヘプチルジメトキシシラン、t−ブ
チルオクチルジメトキシシラン、t−ブチルノニルジメ
トキシシラン、t−ブチルデシルジメトキシシラン、t
−ブチル(3,3,3−トリフルオロメチルプロピル)
ジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシ
ラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロ
ヘキシルプロピルジメトキシシラン、シクロヘキシルイ
ソブチルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキ
シシラン、シクロヘキシル−t−ブチルジメトキシシラ
ン、シクロペンチルメチルジメトキシシラン、シクロペ
ンチルエチルジメトキシシラン、シクロペンチルプロピ
ルジメトキシシラン、シクロペンチル−t−ブチルジメ
トキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シ
クロペンチルシクロヘキシルジメトキシシラン、ビス
(2−メチルシクロペンチル)ジメトキシシラン、ビス
(2,3−ジメチルシクロペンチル)ジメトキシシラ
ン、α−ナフチル−1,1,2−トリメチルプロピルジ
メトキシシラン、n−テトラデカニル−1,1,2−ト
リメチルプロピルジメキシシラン、1,1,2−トリメ
チルプロピルメチルジメトキシシラン、1,1,2−ト
リメチルプロピルエチルジメトキシシラン、1,1,2
−トリメチルプロピルイソプロピルジメトキシシラン、
1,1,2−トリメチルプロピルシクロペンチルジメト
キシシラン、1,1,2−トリメチルプロピルシクロヘ
キシルジメトキシシラン、1,1,2−トリメチルプロ
ピルミリスチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキ
シシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリ
エトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルト
リエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチル
トリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イ
ソプロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシ
ラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメト
キシシラン、t−ブチルトリメトキシシラン、s−ブチ
ルトリメトキシシラン、アミルトリメトキシシラン、イ
ソアミルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリメト
キシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、ノル
ボルナントリメトキシシラン、インデニルトリメトキシ
シラン、2−メチルシクロペンチルトリメトキシシラ
ン、エチルトリイソプロポキシシラン、メチルシクロペ
ンチル(t−ブトキシ)ジメトキシシラン、イソプロピ
ル(t−ブトキシ)ジメトキシシラン、t−ブチル(t
−ブトキシ)ジメトキシシラン、(イソブトキシ)ジメ
トキシシラン、t−ブチル(t−ブトキシ)ジメトキシ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキ
シシラン、クロロトリエトキシシラン、γ−クロロプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエト
キシシラン、1,1,2−トリメチルプロピルトリメト
キシシラン、1,1,2−トリメチルプロピルイソプロ
ポキシジメトキシシラン、1,1,2−トリメチルプロ
ピル(t−ブトキシ)ジメトキシシラン、テトラメトキ
シシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラ
ン、テトライソブトキシシラン、ケイ酸エチル、ケイ酸
ブチル、トリメチルフェノキシシラン、メチルトリアリ
ロキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)
シラン、ビニルトリスアセトキシシラン、ジメチルテト
ラエトキシジシロキサン等が挙げられる。これらの有機
ケイ素化合物はそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以
上を組み合わせて用いてもよい。
【0053】また、このような有機ケイ素化合物として
は、Si−O−C結合を有しないケイ素化合物とO−C
結合を有する有機化合物を予め反応させるか、α−オレ
フィンの重合の際に反応させて得られる化合物も挙げる
ことができる。具体的には、四塩化ケイ素とアルコール
とを反応させて得られる化合物等が挙げられる。
【0054】窒素含有化合物の具体例としては、2,6
−ジイソプロピルピペリジン、2,6−ジイソプロピル
−4−メチルピペリジン、N−メチル2,2,6,6−
テトラメチルピペリジン等の2,6−置換ピペリジン
類;2,5−ジイソプロピルアゾリジン、N−メチル
2,2,5,5−テトラメチルアゾリジン等の2,5−
置換アゾリジン類;N,N,N’,N’−テトラメチル
メチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラエチル
メチレンジアミン等の置換メチレンジアミン類;1,3
−ジベンジルイミダゾリジン、1,3−ジベンジル−2
−フェニルイミダゾリジン等の置換イミダゾリジン類等
が挙げられる。
【0055】リン含有化合物の具体例としては、トリエ
チルホスファイト、トリn−プロピルホスファイト、ト
リイソプロピルホスファイト、トリn−ブチルホスファ
イト、トリイソブチルホスファイト、ジエチルn−ブチ
ルホスファイト、ジエチルフェニルホスファイト等の亜
リン酸エステル類等が挙げられる。
【0056】酸素含有化合物の具体例としては、2,
2,5,5−テトラメチルテトラヒドロフラン、2,
2,5,5−テトラエチルテトラヒドロフラン等の2,
5−置換テトラヒドロフラン類;1,1−ジメトキシ−
2,3,4,5−テトラクロロシクロペンタジエン、
9,9−ジメトキシフルオレン、ジフェニルジメトキシ
メタン等のジメトキシメタン誘導体等が挙げられる。
【0057】2.[A]固体触媒成分の調製方法 固体触媒成分[A]の調製方法は、上記のハロゲン含有
チタン化合物(a)、アルコキシ基含有マグネシウム化
合物(b)及びハロゲン含有ケイ素化合物(c)、又は
必要に応じてさらに電子供与性化合物(d)を反応させ
る。好ましい調製方法は、上記のハロゲン含有チタン化
合物(a)、アルコキシ基含有マグネシウム化合物
(b)及びハロゲン含有ケイ素化合物(c)、又は必要
に応じてさらに電子供与性化合物(d)を、120℃以
上150℃以下の温度で反応させ、不活性溶媒で洗浄
し、さらに1回以上、ハロゲン含有チタン化合物(a)
を120℃以上150℃以下の温度で反応させ、不活性
溶媒で洗浄する。このとき、化合物(c)は、化合物
(b)中のアルコキシ基に対するハロゲンのモル比が
0.50以上のハロゲン含有ケイ素化合物(c−1)で
ある。このように、化合物(a)〜(c)、(a)〜
(d)を特定温度で接触反応させた後、再度(1回以
上)、ハロゲン含有チタン化合物(a)を特定温度で接
触反応させると重合体活性が高くなり得る。
【0058】その他の接触順序は特に問わない。例え
ば、各成分を、炭化水素等の不活性溶媒の存在下で接触
させてもよいし、予め炭化水素等の不活性溶媒で各成分
を希釈して接触させてもよい。この不活性溶媒として
は、例えば、オクタン、デカン、エチルシクロヘキサン
等の脂肪族炭化水素又は脂環式炭化水素、トルエン、エ
チルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素、及びクロ
ロベンゼン、テトラクロロエタン、クロロフルオロ炭素
類等のハロゲン化炭化水素又はこれらの混合物が挙げら
れる。これらの中では、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水
素が好ましく、脂肪族炭化水素が特に好ましく使用され
る。
【0059】尚、化合物(a)〜(c)、(a)〜
(d)の接触順序について特に限定しないが、まず、ア
ルコキシ基含有マグネシウム化合物(b)及びハロゲン
含有ケイ素化合物(c)を接触させ、次に、ハロゲン含
有チタン化合物(a)を接触させ、最後に電子供与性化
合物(d)を接触させて反応させ、さらに、ハロゲン含
有チタン化合物(a)を接触させると重合活性が高くな
り得ることから好ましい。
【0060】ここで、ハロゲン含有チタン化合物(a)
は、アルコキシ基含有マグネシウム化合物(b)のマグ
ネシウム1モルに対して、通常、0.5〜100モル、
好ましくは、1〜50モル使用する。このモル比が前記
範囲を逸脱すると触媒活性が不十分となることがある。
【0061】また、電子供与性化合物(d)は、アルコ
キシ基含有マグネシウム化合物(b)のマグネシウム1
モルに対して、通常、0.01〜10モル、好ましく
は、0.05〜1.0モル使用する。このモル比が前記
範囲を逸脱すると触媒活性や立体規則性が不十分となる
ことがある。
【0062】また、ハロゲン含有ケイ素化合物(c)
は、通常、アルコキシ基含有マグネシウム化合物(b)
中のアルコキシ基に対するハロゲンのモル比が0.50
以上、好ましくは0.60〜4.0、さらに好ましくは
1.0〜2.5となる量を使用する。この量が前記範囲
よりも少なすぎると触媒活性、立体規則性の向上効果が
十分に発揮されず、生成ポリマーの微粉量の増加、嵩密
度の低下を伴い、多すぎてもこれら改良効果が大きくな
ることはない。
【0063】さらに、上記の化合物(a)〜(c)、
(a)〜(d)の接触反応は、これらを全て加えた後、
好ましくは120〜150℃、特に好ましくは125〜
140℃の温度範囲で行う。この接触温度が前記範囲外
では、触媒活性や立体規則性の向上効果が十分に発揮さ
れない場合がある。また、接触は、通常、1分〜24時
間、好ましくは、10分〜6時間行われる。このときの
圧力は、溶媒を使用する場合は、その種類、接触温度等
により変化するが、通常、常圧〜5MPa、好ましくは
常圧〜1MPaの範囲で行う。また、接触操作中は、接
触の均一性及び接触効率の面から攪拌を行うことが好ま
しい。尚、これらの接触条件は、2回目以降のハロゲン
含有チタン化合物(a)の接触反応についても同様であ
る。
【0064】ハロゲン含有チタン化合物(a)の接触操
作において、溶媒を使用するときは、ハロゲン含有チタ
ン化合物(a)1モルに対して、通常、5,000ミリ
リットル以下、好ましくは、10〜1,000ミリリッ
トルの溶媒を使用する。この比が前記範囲を逸脱すると
接触の均一性や接触効率が悪化することがある。
【0065】さらに、上記のハロゲン含有チタン化合物
(a)の接触・反応後の不活性溶媒による洗浄温度は、
1回目のハロゲン含有チタン化合物(a)の接触・反応
後、100〜150℃、特に好ましくは120〜140
℃の温度で不活性溶媒で洗浄すると、触媒活性や立体規
則性の向上効果が大きくなる場合があることから好まし
い。この不活性溶媒としては、例えば、オクタン、デカ
ン等の脂肪族炭化水素、メチルシクロヘキサン、エチル
シクロヘキサン等の脂環式炭化水素、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素、クロルベンゼ
ン、テトラクロロエタン、クロロフルオロ炭素類等のハ
ロゲン化炭化水素又はこれらの混合物が挙げられる。こ
れらの中では、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素が好ま
しく使用される。
【0066】尚、2回目以降のハロゲン含有チタン化合
物(a)の接触・反応後の洗浄温度については、立体規
則性の面からは100〜150℃、特に好ましくは12
0〜140℃の温度で不活性溶媒で洗浄した方がよい場
合もある。
【0067】洗浄方法としては、デカンテーション、濾
過等の方式が好ましい。不活性溶媒の使用量、洗浄時
間、洗浄回数についても特に制限はないが、マグネシウ
ム化合物1モルに対して、通常、100〜100,00
0ミリリットル、好ましくは、500〜50,000ミ
リリットルの溶媒を使用し、通常、1分〜24時間、好
ましくは、10分〜6時間行われる。この比が前記範囲
を逸脱すると洗浄が不完全になることがある。
【0068】このときの圧力は、溶媒の種類、洗浄温度
等により変化するが、通常、常圧〜5MPa、好ましく
は、常圧〜1MPaの範囲で行う。また、洗浄操作中
は、洗浄の均一性及び洗浄効率の面から攪拌を行うこと
が好ましい。尚、得られた固体触媒成分は、乾燥状態又
は炭化水素等の不活性溶媒中で保存することもできる。
【0069】このようにして得られた固体触媒成分
[A]は、チタン担持量に対するアルコキシ基残量のモ
ル比が0.30以下であることが好ましい。また、モル
比を0.20以下とするのがより好ましく、0.15以
下とするのがさらに好ましい。
【0070】また、アルコキシ基残量(RO)は、0.
13ミリモル/g以下であることが好ましい。この理由
は、アルコキシ基残量が0.13ミリモル/gを超える
と、重合活性が低く、触媒コストの増大やパウダー中の
Cl等の触媒残査が増大して品質を低下させる場合があ
るためである。また、アルコキシ基残量を0.10ミリ
モル/g以下とするのがより好ましく、0.08ミリモ
ル/g以下とするのがさらに好ましい。
【0071】また、チタン担持量は、1.5重量%以上
であることが好ましい。この理由はチタン担持量が1.
5重量%未満になると、チタン当たりの活性が高くても
(RO/Tiが低くても)、触媒当たりの活性が低くな
る場合があるためである。また、チタン担持量を1.8
重量%以上とするのがより好ましく、2.0重量%以上
とするのがさらに好ましい。
【0072】電子供与性化合物(d)を用いて固体触媒
成分[A]を調製した方のが、モル比、アルコキシ基残
量、チタン担持量を上記の好ましい値としやすい。さら
に、アルコキシ基残量は、使用する担体を特定のものに
選択したり、触媒調製条件を制御することによりコント
ロールできる。チタン担持量は、触媒調製条件、特に化
合物(a)と各成分との反応温度、化合物(a)の反応
後の洗浄温度を特定の温度に設定することによりコント
ロールできる。
【0073】3.オレフィン重合体の製造方法 本発明のオレフィン重合用触媒の各成分の使用量につい
ては、特に制限はないが、固体触媒成分[A]は、チタ
ン原子に換算して、反応容積1リットル当たり、通常
0.00005〜1ミリモルの範囲になるような量が用
いられる。
【0074】有機アルミニウム化合物[B]は、アルミ
ニウム/チタン原子比が、通常1〜1,000、好まし
くは10〜500の範囲になるような量が用いられる。
この原子比が前記範囲を逸脱すると、触媒活性が不十分
となることがある。
【0075】また、電子供与性化合物[C]を用いると
きは、[C]/[B](モル比)が、通常0.001〜
5.0、好ましくは0.01〜2.0、より好ましくは
0.05〜1.0の範囲になるような量が用いられる。
このモル比が前記範囲を逸脱すると、十分な触媒活性及
び立体規則性が得られないことがある。ただし、予備重
合を行う場合は、電子供与性化合物[C]の使用量をさ
らに低減することができる。
【0076】本発明に用いられるオレフィンとしては、
一般式(IV)で表されるα−オレフインが好ましい。 R5−CH=CH2 ・・・(IV)
【0077】上記一般式(IV)において、R5は水素原
子又は炭化水素基であって、炭化水素基では飽和基や不
飽和基であってもよいし、直鎖状のものや分岐鎖を有す
るもの、あるいは環状のものであってもよい。具体的に
はエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、
1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセ
ン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペン
テン、ビニルシクロヘキサン、ブタジエン、イソプレ
ン、ピペリレン等が挙げられる。これらのオレフィンは
単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いて
もよい。前記オレフィンの中で、特にエチレン、プロピ
レンが好適である。
【0078】本発明におけるオレフィンの重合において
は、重合時の触媒活性、オレフィン重合体の立体規則性
及びパウダー形態の面から、所望に応じ、先ずオレフィ
ンの予備重合を行った後、本重合を行ってもよい。この
場合、固体触媒成分[A]、有機アルミニウム化合物
[B]及び必要に応じて電子供与性化合物[C]を、そ
れぞれ所定の割合で混合してなる触媒の存在下に、オレ
フィンを通常1〜100℃の範囲の温度において、常圧
〜5MPa程度の圧力で予備重合させ、次いで触媒と予
備重合生成物との存在下に、オレフィンを本重合させ
る。
【0079】この本重合における重合形式については特
に制限はなく、溶液重合、スラリー重合、気相重合、バ
ルク重合等のいずれにも適用可能であり、さらに、回分
式重合や連続重合のどちらにも適用可能であり、異なる
条件での2段階重合や多段階重合にも適用可能である。
【0080】さらに、反応条件については、その重合圧
は、特に制限はなく、重合活性の面から、通常、大気圧
〜8MPa、好ましくは0.2〜5MPa、重合温度
は、通常、0〜200℃、好ましくは、30〜100℃
の範囲で適宜選ばれる。重合時間は原料のオレフィンの
種類や重合温度によるが、通常、5分〜20時間、好ま
しくは、10分〜10時間程度である。
【0081】オレフィン重合体の分子量は、連鎖移動剤
の添加、好ましくは水素の添加を行うことで調節するこ
とができる。また、窒素等の不活性ガスを存在させても
よい。また、本発明における触媒成分については、固体
触媒成分[A]、有機アルミニウム化合物[B]及び電
子供与性化合物[C]を所定の割合で混合して接触させ
た後、ただちにオレフィンを導入して重合を行ってもよ
いし、接触後、0.2〜3時間程度熟成させたのち、オ
レフィンを導入して重合を行ってもよい。さらに、この
触媒成分は不活性溶媒やオレフィン等に懸濁して供給す
ることができる。本発明においては、重合後の後処理は
常法により行うことができる。即ち、気相重合法におい
ては、重合後、重合器から導出されるポリマー粉体に、
その中に含まれるオレフィン等を除くために、窒素気流
等を通過させてもよいし、また、所望に応じて押出機に
よりペレット化してもよく、その際、触媒を完全に失活
させるために、少量の水、アルコール等を添加すること
もできる。また、バルク重合法においては、重合後、重
合器から導出されるポリマーから完全にモノマーを分離
したのち、ペレット化することができる。
【0082】
【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に示す
が、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
尚、アルコキシ基含有マグネシウム化合物(b)の平均
粒径(D50)、固体触媒成分のアルコキシ基残量、Ti
担持量、及び重合パウダーの嵩密度、平均粒径
(D50)、微粉量、粗粉量、固有粘度[η]、立体規則
性[mmmm]は次のようにして求めた。
【0083】(1)アルコキシ基含有マグネシウム化合
物(b)の平均粒径(D50):化合物(b)を炭化水素
溶媒に懸濁し、光透過法により測定する。この方法で求
めた粒径分布を対数正規確率紙上にプロットし、50%
粒子径を平均粒径として求めた。
【0084】(2)アルコキシ基残量:固体触媒成分を
十分に乾燥後、これを精秤してバイアル瓶中に密栓し、
1.2N塩酸を用いて十分に脱灰した。その後、不溶物
を濾過し、濾液中のアルコール量をガスクロマトグラフ
ィーにより定量し、対応するアルコキシ基残量を算出し
た。
【0085】(3)Ti担持量:固体触媒成分を十分に
乾燥後、これを精秤し、3N硫酸を用いて十分に脱灰し
た。その後、不溶物を濾過し、濾液にマスキング剤とし
てリン酸を加え、さらに3%過酸化水素水を添加して発
色させた溶液の420nmでの吸光度をFT−IRを用
いて測定してTi濃度を求め、固体触媒成分中のTi担
持量を算出した。
【0086】(4)嵩密度:重合体をJIS K 672
1に準拠して測定した。
【0087】(5)重合体の平均粒径(D50)、微粉
量、粗粉量:篩を用いて測定した粒径分布を対数正規確
率紙上にプロットし、50%粒子径を平均粒径として求
めた。また、目開きサイズ250μm以下の重量分率を
微粉量、目開きサイズ2830μm以上の重量分率を粗
粉量と定義し、これらを求めた。
【0088】(6)重合体の固有粘度[η]:重合体を
デカリンに溶解し、135℃で測定した。
【0089】(7)重合体の立体規則性[mmmm]:
重合体を1,2,4−トリクロロベンゼンと重ベンゼン
の90:10(容量比)混合溶液に溶解し、13C−NM
R(日本電子(株)製、商品名:LA−500)を用い
て、130℃でプロトン完全デカップリング法により測
定したメチル基のシグナルを用いて定量した。
【0090】尚、アイソタクチックペンタッド分率[m
mmm]とは、エイ・ザンベリ(A. Zambell
i)等がマクロモレキュールズ(Macromolec
ules)誌 第6巻 925頁(1973)で提案し
た、13C−NMRスペクトルから求められるポリプロピ
レン分子鎖中のペンタッド単位におけるアイソタクチッ
ク分率を意味する。また、13C−NMRスペクトルのピ
ークの帰属決定法は、エイ・ザンベリ(A. Zambe
lli)等のマクロモレキュールズ(Macromol
ecules)誌 第8巻 687頁(1975)で提案
された帰属に従った。
【0091】実施例1 (1)固体触媒成分の調製 内容積0.5リットルの攪拌機付きの三つ口フラスコを
窒素ガスで置換した後、脱水処理したオクタンを80ミ
リリットル、ジエトキシマグネシウム(金属マグネシウ
ム、エタノール及びヨウ素を、ヨウ素/Mg:0.00
57グラム原子比、反応温度:50℃で反応させて製
造、D50:35μm)16gを加えた。40℃に加熱
し、四塩化ケイ素8.0ミリリットル(ハロゲン/アル
コキシ基:1.0)を加えて4時間攪拌した後、フタル
酸ジ−n−ブチル3.4ミリリットルを添加した。この
溶液を65℃まで昇温し、引き続き四塩化チタンを77
ミリリットル滴下し、内温125℃で、1時間攪拌して
接触操作を行った。その後、攪拌を停止して固体を沈降
させ、上澄みを抜き出した。100ミリリットルの脱水
オクタンを加え、攪拌しながら125℃まで昇温し、1
分間保持した後、攪拌を停止して固体を沈降させ、上澄
みを抜き出した。この洗浄操作を7回繰り返した。その
後、四塩化チタンを122ミリリットル加え、内温12
5℃で、2時間攪拌して接触操作を行った後、上記の1
25℃の脱水オクタンによる洗浄を6回行い、固体触媒
成分を得た。評価結果を表1に示す。
【0092】(2)プロピレン重合 内容積1リットルの攪拌機付きステンレス製オートクレ
ーブを十分乾燥し、窒素置換の後、室温で脱水処理した
ヘプタン400ミリリットルを加えた。トリエチルアル
ミニウム2.0ミリモル、ジシクロペンチルジメトキシ
シラン0.25ミリモル、(1)で調製した固体触媒成
分をTi原子換算で0.0025ミリモル加え、水素を
0.1MPa張り込み、続いてプロピレンを導入しなが
ら80℃、全圧0.8MPaまで昇温昇圧してから、1
時間重合を行った。その後、降温、脱圧し、内容物を取
り出し、2リットルのメタノールに投入し、触媒失活を
行った。それを濾別し、真空乾燥して、プロピレン重合
体を得た。評価結果を表1に示す。
【0093】実施例2 (1)固体触媒成分の調製 実施例1(1)において、2回目の四塩化チタンの担持
反応後のオクタンによる洗浄温度を室温とした以外は、
実施例1と同様にして固体触媒成分を調製して評価し
た。結果を表1に示す。
【0094】(2)プロピレン重合 実施例1(2)において、ジシクロペンチルジメトキシ
シランの代わりにシクロヘキシルメチルジメトキシシラ
ン0.5ミリモル使用し、上記(1)で調製した固体触
媒成分をTi原子換算で0.005ミリモル加え、水素
を0.05MPa張り込んだ以外は実施例1と同様にし
てプロピレンの重合を行い、得られたプロピレン重合体
を評価した。結果を表1に示す。
【0095】実施例3 (1)固体触媒成分の調製 実施例1(1)において、ヨウ素/Mgのグラム原子比
が0.00019であり、反応温度を50℃として製造
した平均粒径(D50)が10μmのジエトキシマグネシ
ウムを使用した以外は、実施例1と同様にして固体触媒
成分を調製して評価した。結果を表1に示す。
【0096】(2)プロピレン重合 実施例1(2)において、上記(1)で調製した固体触
媒成分を使用した以外は実施例1と同様にしてプロピレ
ンの重合を行い、得られたプロピレン重合体を評価し
た。結果を表1に示す。
【0097】実施例4 (1)固体触媒成分の調製 実施例1(1)において、ヨウ素/Mgのグラム原子比
が0.019であり、反応温度を78℃として製造した
平均粒径(D50)が70μmのジエトキシマグネシウム
を使用した以外は、実施例1と同様にして固体触媒成分
を調製して評価した。結果を表1に示す。
【0098】(2)プロピレン重合 実施例1(2)において、上記(1)で調製した固体触
媒成分を使用した以外は、実施例1と同様にしてプロピ
レンの重合を行い、得られたプロピレン重合体を評価し
た。結果を表1に示す。
【0099】実施例5 (1)固体触媒成分の調製 内容積0.5リットルの攪拌機付きの三つ口フラスコを
窒素ガスで置換した後、脱水処理したオクタンを80ミ
リリットル、ジエトキシマグネシウム(金属マグネシウ
ム、エタノール及びヨウ素を、ヨウ素/Mg:0.01
9グラム原子比、反応温度:78℃で反応させて製造、
50:70μm)16gを加えた。40℃に加熱し、四
塩化ケイ素8.0ミリリットル(ハロゲン/アルコキシ
基:1.0)を加えて4時間攪拌した後、四塩化チタン
を47ミリリットル滴下した。この溶液を65℃まで昇
温し、フタル酸ジ−n−ブチル3.4ミリリットルを添
加してから125℃まで昇温し、引き続き内温125℃
で1時間攪拌して接触操作を行った。その後、攪拌を停
止して固体を沈降させ、上澄みを抜き出した。100ミ
リリットルの脱水オクタンを加え、攪拌しながら125
℃まで昇温し、1分間保持した後、攪拌を停止して固体
を沈降させ、上澄みを抜き出した。この洗浄操作を7回
繰り返した。その後、四塩化チタンを77ミリリットル
加え、内温125℃で、2時間攪拌して接触操作を行
い、攪拌を停止して固体を沈降させ、上澄みを抜き出し
た。さらに、100ミリリットルの脱水オクタンを加え
て室温で攪拌し、攪拌を停止して固体を沈降させ、上澄
みを抜き出した。この洗浄操作を7回繰り返し、固体触
媒成分を得た。評価結果を表1に示す。
【0100】(2)プロピレン重合 実施例2(2)において、上記(1)で調製した固体触
媒成分を使用した以外は、実施例2と同様にしてプロピ
レンの重合を行い、得られたプロピレン重合体を評価し
た。結果を表1に示す。
【0101】実施例6 (1)固体触媒成分の調製 内容積0.5リットルの攪拌機付きの三つ口フラスコを
窒素ガスで置換した後、脱水処理したオクタンを80ミ
リリットル、ジエトキシマグネシウム(金属マグネシウ
ム、エタノール及びヨウ素を、ヨウ素/Mg:0.01
9グラム原子比、反応温度:78℃で反応させて製造、
50:70μm)16gを加えた。40℃に加熱し、四
塩化ケイ素8.0ミリリットル(ハロゲン/アルコキシ
基:1.0)を加えて4時間攪拌した後、フタル酸ジ−
n−ブチル3.4ミリリットルを添加した。この溶液を
65℃まで昇温し、引き続き四塩化チタンを47ミリリ
ットル滴下し、内温125℃で、1時間攪拌して接触操
作を行った。その後、攪拌を停止して固体を沈降させ、
上澄みを抜き出した。100ミリリットルの脱水オクタ
ンを加え、撹拌しながら125℃まで昇温し、1分間保
持した後、攪拌を停止して固体を沈降させ、上澄みを抜
き出した。この洗浄操作を7回繰り返した。その後、四
塩化チタンを77ミリリットル加え、内温125℃で、
2時間攪拌して接触操作を行い、攪拌を停止して固体を
沈降させ、上澄みを抜き出した。さらに、100ミリリ
ットルの脱水オクタンを加えて室温で攪拌し、攪拌を停
止して固体を沈降させ、上澄みを抜き出した。この洗浄
操作を7回繰り返し、固体触媒成分を得た。評価結果を
表1に示す。
【0102】(2)プロピレン重合 実施例2(2)において、上記(1)で調製した固体触
媒成分を使用した以外は、実施例2と同様にしてプロピ
レンの重合を行い、得られたプロピレン重合体を評価し
た。結果を表1に示す。
【0103】実施例7 (1)固体触媒成分の調製 内容積0.5リットルの攪拌機付きの三つ口フラスコを
窒素ガスで置換した後、脱水処理したオクタンを80ミ
リリットル、ジエトキシマグネシウム(金属マグネシウ
ム、エタノール及びヨウ素を、ヨウ素/Mg:0.01
9グラム原子比、反応温度:78℃で反応させて製造、
50:70μm)16gを加えた。40℃に加熱し、四
塩化ケイ素8.0ミリリットル(ハロゲン/アルコキシ
基:1.0)を加えて4時間攪拌した後、フタル酸ジ−
n−ブチル3.4ミリリットルを添加した。この溶液を
65℃まで昇温し、引き続き四塩化チタンを47ミリリ
ットル滴下し、内温125℃で、1時間攪拌して接触操
作を行った。その後、攪拌を停止して固体を沈降させ、
上澄みを抜き出した。100ミリリットルの脱水オクタ
ンを加え、攪拌しながら125℃まで昇温し、1分間保
持した後、攪拌を停止して固体を沈降させ、上澄みを抜
き出した。この洗浄操作を7回繰り返した。その後、四
塩化チタンを77ミリリットル加え、内温125℃で、
1時間攪拌して接触操作を行い、攪拌を停止して固体を
沈降させ、上澄みを抜き出した後、上記の125℃によ
る脱水オクタン洗浄を7回繰り返した。さらに、もう一
度、四塩化チタンを77ミリリットル加え、内温125
℃で、2時間攪拌して接触操作を行った。その後、攪拌
を停止して固体を沈降させ、上澄みを抜き出した。さら
に、100ミリリットルの脱水オクタンを加えて室温で
攪拌し、攪拌を停止して固体を沈降させ、上澄みを抜き
出した。この洗浄操作を7回繰り返し、固体触媒成分を
得た。評価結果を表1に示す。
【0104】(2)プロピレン重合 実施例2(2)において、上記(1)で調製した固体触
媒成分を使用した以外は、実施例2と同様にしてプロピ
レンの重合を行い、得られたプロピレン重合体を評価し
た。結果を表1に示す。
【0105】比較例1 (1)固体触媒成分の調製 内容積0.5リットルの攪拌機付きの三つ口フラスコを
窒素ガスで置換した後、脱水処理したオクタンを80ミ
リリットル、ジエトキシマグネシウム(金属マグネシウ
ム、エタノール及びヨウ素を、ヨウ素/Mg:0.01
9グラム原子比、反応温度:78℃で反応させて製造、
50:70μm)16gを加えた。40℃に加熱し、四
塩化ケイ素8.0ミリリットル(ハロゲン/アルコキシ
基:1.0)を加えて4時間攪拌した後、フタル酸ジ−
n−ブチル3.4ミリリットルを添加した。この溶液を
65℃まで昇温し、引き続き四塩化チタンを47ミリリ
ットル滴下し、内温125℃で、1時間攪拌して接触操
作を行った。その後、攪拌を停止して固体を沈降させ、
上澄みを抜き出した。さらに、100ミリリットルの脱
水オクタンを加えて室温で攪拌し、攪拌を停止して固体
を沈降させ、上澄みを抜き出した。この洗浄操作を7回
繰り返し、固体触媒成分を得た。評価結果を表1に示
す。
【0106】(2)プロピレン重合 実施例2(2)において、上記(1)で調製した固体触
媒成分を使用した以外は、実施例2と同様にしてプロピ
レンの重合を行い、得られたプロピレン重合体を評価し
た。結果を表1に示す。
【0107】比較例2 (1)固体触媒成分の調製 実施例5(1)において、四塩化ケイ素による処理工程
を省略した以外は、実施例5と同様にして固体触媒成分
を調製して評価した。結果を表1に示す。
【0108】(2)プロピレン重合 実施例2(2)において、上記(1)で調製した固体触
媒成分を使用した以外は、実施例2と同様にしてプロピ
レンの重合を行い、得られたプロピレン重合体を評価し
た。結果を表1に示す。
【0109】比較例3 (1)固体触媒成分の調製 実施例5(1)において、四塩化ケイ素を0.8ミリリ
ットル(ハロゲン/アルコキシ基:0.10)使用した
以外は実施例5と同様にして固体触媒成分を調製して評
価した。結果を表1に示す。
【0110】(2)プロピレン重合 実施例2(2)において、上記(1)で調製した固体触
媒成分を使用した以外は、実施例2と同様にしてプロピ
レンの重合を行い、得られたプロピレン重合体を評価し
た。結果を表1に示す。
【0111】比較例4 (1)固体触媒成分の調製 内容積0.5リットルの攪拌機付きの三つ口フラスコを
窒素ガスで置換した後、脱水処理したオクタンを80ミ
リリットル、ジエトキシマグネシウム(金属マグネシウ
ム、エタノール及びヨウ素を、ヨウ素/Mg:0.01
9グラム原子比、反応温度:78℃で反応させて製造、
50:70μm)16gを加えた。50℃に加熱し、四
塩化ケイ素4.8ミリリットル(ハロゲン/アルコキシ
基:0.60)を加えて20分間攪拌した後、フタル酸
ジエチル2.5ミリリットルを添加した。この溶液を7
0℃まで昇温し、引き続き四塩化チタンを47ミリリッ
トル滴下し、内温110℃で、2時間攪拌して接触操作
を行った。その後、攪拌を停止して固体を沈降させ、上
澄みを抜き出した。100ミリリットルの脱水オクタン
を加え、攪拌しながら90℃まで昇温し、1分間保持し
た後、攪拌を停止して固体を沈降させ、上澄みを抜き出
した。この洗浄操作を7回繰り返した。その後、四塩化
チタンを77ミリリットル加え、内温110℃で、2時
間攪拌して接触操作を行い、攪拌を停止して固体を沈降
させ、上澄みを抜き出した。その後、100ミリリット
ルの脱水オクタンを加えて室温で攪拌し、攪拌を停止し
て固体を沈降させ、上澄みを抜き出した。この洗浄操作
を7回繰り返し、固体触媒成分を得た。評価結果を表1
に示す。
【0112】(2)プロピレン重合 実施例2(2)において、上記(1)で調製した固体触
媒成分を使用した以外は、実施例2と同様にしてプロピ
レンの重合を行い、得られたプロピレン重合体を評価し
た。結果を表1に示す。
【0113】比較例5 (1)固体触媒成分の調製 比較例2(1)において、ヨウ素を用いずに、反応温度
78℃で合成した平均粒径(D50)が540μmのジエ
トキシマグネシウムをボールミル24時間粉砕処理した
担体を使用した以外は、比較例2と同様にして固体触媒
成分を調製して評価した。結果を表1に示す。
【0114】(2)プロピレン重合 実施例2(2)において、上記(1)で調製した固体触
媒成分を使用した以外は、実施例2と同様にしてプロピ
レンの重合を行い、得られたプロピレン重合体を評価し
た。結果を表1に示す。
【0115】比較例6 (1)固体触媒成分の調製 実施例4(1)において、四塩化ケイ素を2.4ミリリ
ットル(ハロゲン/アルコキシ基:0.30)用いた以
外は、実施例4と同様にして固体触媒成分を調製して評
価した。結果を表1に示す。
【0116】(2)プロピレン重合 実施例1(2)において、上記(1)で調製した固体触
媒成分を使用した以外は、実施例1と同様にしてプロピ
レンの重合を行い、得られたプロピレン重合体を評価し
た。結果を表1に示す。
【0117】
【表1】
【0118】表1から分かるように、実施例のプロピレ
ン重合体は、重合活性が高く、立体規則性及びパウダー
形態に優れていることが確認できた。
【0119】
【発明の効果】本発明によれば、重合活性が高く、パウ
ダー形態に優れたオレフィン重合体が得られるオレフィ
ン重合用固体触媒成分、オレフィン重合用触媒及びオレ
フィン重合体の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のオレフィン重合用触媒及びオレフィン
重合体の製造方法を示す模式図である。
フロントページの続き Fターム(参考) 4J128 AA02 AA03 AB01 AB02 AB03 AC04 AC05 AC06 BA00A BA01B BB00A BB01B BC07A BC15B BC25B CA05A CA06A CA08A CA14A CA15A CA16A CB22A CB22C CB35A CB36A CB42A CB42C DB02A EA01 EB01 EB02 EB04 EB05 EB07 EB08 EB09 EB10 EB13 EB14 EC01 EC02 GA04 GA09 GA14 GA24 GB01 GB02

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記化合物(a)〜(c−1)、又は下
    記化合物(a)〜(d)を、120℃以上150℃以下
    の温度で反応させ、不活性溶媒で洗浄し、さらに1回以
    上、ハロゲン含有チタン化合物(a)を120℃以上1
    50℃以下の温度で反応させ、不活性溶媒で洗浄して得
    られるオレフィン重合用固体触媒成分。 (a)ハロゲン含有チタン化合物 (b)アルコキシ基含有マグネシウム化合物 (c−1)前記アルコキシ基含有マグネシウム化合物
    (b)中のアルコキシ基に対するハロゲンのモル比が
    0.50以上のハロゲン含有ケイ素化合物 (d)電子供与性化合物
  2. 【請求項2】 前記1回目の反応後の不活性溶媒による
    洗浄温度が100℃以上150℃以下である請求項1に
    記載のオレフィン重合用固体触媒成分。
  3. 【請求項3】 チタン担持量(Ti)に対するアルコキ
    シ基残量(RO)のモル比(RO/Ti)が0.30以
    下である請求項1又は2に記載のオレフィン重合用固体
    触媒成分。
  4. 【請求項4】 下記化合物(a)〜(c)、又は下記化
    合物(a)〜(d)を反応させて得られる、チタン担持
    量(Ti)に対するアルコキシ基残量(RO)のモル比
    (RO/Ti)が0.30以下であるオレフィン重合用
    固体触媒成分。 (a)ハロゲン含有チタン化合物 (b)アルコキシ基含有マグネシウム化合物 (c)ハロゲン含有ケイ素化合物 (d)電子供与性化合物
  5. 【請求項5】 前記化合物(c)が、前記化合物(b)
    中のアルコキシ基に対するハロゲンのモル比が0.50
    以上のハロゲン含有ケイ素化合物である請求項4に記載
    のオレフィン重合用固体触媒成分。
  6. 【請求項6】 前記化合物(b)が、金属マグネシウ
    ム、アルコール、及び前記金属マグネシウム1モルに対
    して0.0001グラム原子以上のハロゲン原子を含む
    ハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物を反応させて得
    られる化合物である請求項1〜5のいずれか一項に記載
    のオレフィン重合用固体触媒成分。
  7. 【請求項7】 前記金属マグネシウム、アルコール、及
    びハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物の反応温度が
    30〜60℃である請求項6に記載のオレフィン重合用
    固体触媒成分。
  8. 【請求項8】 前記化合物(b)の平均粒径(D50)が
    50μm以下である請求項1〜7のいずれか一項に記載
    のオレフィン重合用固体触媒成分。
  9. 【請求項9】 前記化合物(b)が、ジアルコキシマグ
    ネシウムである請求項1〜8のいずれか一項に記載のオ
    レフィン重合用固体触媒成分。
  10. 【請求項10】 前記化合物(c),(c−1)が、四
    塩化ケイ素である請求項1〜9のいずれか一項に記載の
    オレフィン重合用固体触媒成分。
  11. 【請求項11】 前記モル比(RO/Ti)が0.20
    以下である請求項3〜10のいずれか一項に記載のオレ
    フィン重合用固体触媒成分。
  12. 【請求項12】 アルコキシ基残量(RO)が0.13
    ミリモル/g以下である請求項1〜11のいずれか一項
    に記載のオレフィン重合用固体触媒成分。
  13. 【請求項13】 チタン担持量が1.5重量%以上であ
    る請求項1〜12のいずれか一項に記載のオレフィン重
    合用固体触媒成分。
  14. 【請求項14】 下記成分[A],[B]又は下記成分
    [A],[B],[C]を含むオレフィン重合用触媒。 [A]請求項1〜13のいずれか一項に記載のオレフィ
    ン重合用固体触媒成分 [B]有機アルミニウム化合物 [C]電子供与性化合物
  15. 【請求項15】 請求項14に記載のオレフィン重合用
    触媒を用いてオレフィンを重合するオレフィン重合体の
    製造方法。
JP2002135229A 2001-11-01 2002-05-10 オレフィン重合用固体触媒成分、オレフィン重合用触媒及びオレフィン重合体の製造方法 Pending JP2003201311A (ja)

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