JP4332501B2 - フッ素化触媒の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、フッ素化触媒化合物を形成させるための方法、特にフッ化物化メタロセン触媒成分製造方法及び2モード触媒組成物の一部としてのそれらの使用に関する。
2種又はそれより多くの異なるタイプの触媒(2金属触媒)を用いて製造される2モードポリマーは、特にポリエチレン及びその他のポリオレフィンの製造において、次第に興味深いものとなってきている。例えば米国特許第5525678号明細書を参照されたい。しかしながら、これらの2金属触媒を特に気相中で使用するに当たっては、いくつかの問題がある。1つの問題は、触媒活性である。触媒の費用はかなりのものになるので、プロセスを経済的なものにするためには、触媒活性はできる限り高いべきである。
気相法における触媒効率の1つの改善方法は、プロセスにおいて用いられる触媒に対して改善するものである。商業的用途のための前途有望な類のシングルサイト触媒には、金属中心が少なくとも1つの抽出可能なフッ素(又はフッ素「脱離基」)を有するものが包含される。かかる触媒を開示したものには、米国特許出願公開第20020032287号;米国特許第6,303,718号明細書;米国特許第6,291,615号明細書;米国特許第4,874,880号明細書;米国特許第3,896,179号明細書;国際公開WO97/07141号パンフレット;ドイツ国特許第43 32 009 A1号明細書;ヨーロッパ特許公開第0 200 351 A2号公報;ヨーロッパ特許公開第0 705 849 A1号公報;E.F. Murphyら、Synthesis and spectroscopic characterization of a series of substituted cyclopentadienyl Group 4 fluorides; crystal structure of the acetylacetonato complex [(acac)25-C5Me5)Zr(μ-F)SnMe3Cl], DALTON, 1983 (1996);A. Herzogら、Reactions of (η5-C5Me5)ZrF3, (η5-C5Me4Et)ZrF3, (η5-C5M45)2ZrF2, (η5-C5Me5)HfF3, and (η5-C5Me5)TaF4 with AlMe3, Structure of the First Hafnium-Aluminum-Carbon Cluster, 15 ORGANOMETALLICS 909-917 (1996);F. Garbassiら、JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS A: CHEMICAL 101 199-209 (1995);並びにW. Kaminskyら、Fluorinated Half-Sandwich Complexes as Catalysts in Syndiospecific Styrene Polymerization, 30(25) MACROMOLECULES 7647-7650 (1997)がある。かかるシングルサイト触媒成分をオレフィン重合系中に用いること、特に気相ポリエチレン重合に用いることが望ましい。しかしながら、かかるフッ化物化メタロセン触媒を製造することには商業的に実用的でないことがしばしばある。
メタロセン触媒成分をフッ素化する方法は、Z. Xieら、Synthesis, Molecular Structure, and Reactivity of Organolanthanide Fluoride Complexes, [{(Me3Si)2C5H3}2Ln(μ-F)]2 (Ln = La, Nd, Sm, Gd) and [(C5H5)2Ln(μ-F)(THF)]2 (Ln = Y, Yb), 17 ORGANOMETALLICS 3937-3944 (1998);E.F. Murphyら、Organometallic Fluorides: Compounds Containing Carbon-Metal-Fluorine Fragments of d-Block Metals, 97 CHEM. REV. 3425-3468 (1997);W.W. Lukens, Jr.ら、A π-Donor Spectrochemical Series for X in (Me5C5)2TiX, and β-Agostic Interactions in X = Et and N(Me)Ph, 118 J. AM. CHEM. SOC. 1729-1728 (1996);並びにP.M. Druceら、Metallocene Halides: Part I. Synthesis, Spectra, and Redistribution Equilibria of Di-π-cyclopentadienyl-Ti(IV), -Zr(IV), and -Hf(IV), 14 J. CHEM. SOC. 2106-2110 (1969)に開示されている。しかしながら、これらの方法は、望ましくて経済効率のよい商業的なフッ化物化メタロセン触媒成分製造方法には足りない。フッ化物化メタロセンの製造方法、及び2モード重合法、特に2モード気相重合法におけるそれらの使用を改善するのが望ましいであろう。本発明は、この問題及び他の問題を解消する方向に向けられる。
米国特許第5,525,678号明細書 米国特許出願公開第20020032287号 米国特許第6,303,718号明細書 米国特許第6,291,615号明細書 米国特許第4,874,880号明細書 米国特許第3,896,179号明細書 国際公開WO97/07141号パンフレット ドイツ国特許第43 32 009 A1号明細書 ヨーロッパ特許公開第0 200 351 A2号公報 ヨーロッパ特許公開第0 705 849 A1号公報 E.F. Murphyら、Synthesis and spectroscopic characterization of a series of substituted cyclopentadienyl Group 4 fluorides; crystal structure of the acetylacetonato complex [(acac)2(η5-C5Me5)Zr(m-F)SnMe3Cl], DALTON, 1983 (1996) A. Herzogら、Reactions of (η5-C5Me5)ZrF3, (η5-C5Me4Et)ZrF3, (η5-C5M45)2ZrF2, (η5-C5Me5)HfF3, and (η5-C5Me5)TaF4 with AlMe3, Structure of the First Hafnium-Aluminum-Carbon Cluster, 15 ORGANOMETALLICS 909-917 (1996) F. Garbassiら、JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS A: CHEMICAL 101 199-209 (1995) W. Kaminskyら、Fluorinated Half-Sandwich Complexes as Catalysts in Syndiospecific Styrene Polymerization, 30(25) MACROMOLECULES 7647-7650 (1997) Z. Xieら、Synthesis, Molecular Structure, and Reactivity of Organolanthanide Fluoride Complexes, [{(Me3Si)2C5H3}2Ln(μ-F)]2 (Ln = La, Nd, Sm, Gd) and [(C5H5)2Ln(μ-F)(THF)]2 (Ln = Y, Yb), 17 ORGANOMETALLICS 3937-3944 (1998) E.F. Murphyら、Organometallic Fluorides: Compounds Containing Carbon-Metal-Fluorine Fragments of d-Block Metals, 97 CHEM. REV. 3425-3468 (1997) W.W. Lukens, Jr.ら、A π-Donor Spectrochemical Series for X in (Me5C5)2TiX, and β-Agostic Interactions in X = Et and N(Me)Ph, 118 J. AM. CHEM. SOC. 1729-1728 (1996) P.M. Druceら、Metallocene Halides: Part I. Synthesis, Spectra, and Redistribution Equilibria of Di-π-cyclopentadienyl-Ti(IV), -Zr(IV), and -Hf(IV), 14 J. CHEM. SOC. 2106-2110 (1969)
概要
本発明は、フッ化物化メタロセン化合物の製造方法、かかる化合物を含む触媒組成物、及びかかる化合物を用いたオレフィン重合方法に関する。
本発明の少なくとも1つの特定的具体例は、メタロセン触媒成分(特定的具体例においては塩素化メタロセン触媒化合物)とフッ化物化剤とをフッ素化メタロセン触媒化合物を生成させるのに充分な時間接触させることを含む。1つ又はそれより多くの特定的具体例において、フッ化物化剤はフッ素化無機塩又はこれを含むものである。1つ又はそれより多くの特定的な具体例において、フッ化物化剤は、混合物(例えば水性溶液)の形又はその一部である。
本発明の別の特定的な具体例は、一般式(CpRp)mMX1-3を有するメタロセン化合物とフッ素化無機塩を含む混合物とを接触させて式(CpRp)mMXnrを有するフッ素化メタロセン(これは例えば部分的フッ素化メタロセンを包含する)(ここで、Cpはシクロペンタジエニル環又はその誘導体であり、Rはヒドロカルビル基、メチル基又はヒドロカルボキシル基であり、Mは第4、5又は6族遷移金属であり、Xはハロゲン、カルボキシレート、アセチルアセトナト、アルコキシド、ヒドロキシド又はオキシドのようなアニオン性リガンドであり、mは1〜3であり、pは0〜10であり、nは0〜3であり、rは1〜3である)を生成させることを含む、フッ素化触媒化合物の製造方法に向けられる。
好ましくは、上に規定した方法又は本明細書に記載した方法のいずれかにおいて、フッ化物化剤は混合物、例えば水とフッ素化無機塩とを含む混合物である。別法として、この混合物は有機溶剤とフッ素化無機塩とを含むものであることができる。ある具体例において、前記フッ化物化剤は、無機フッ化物塩自体を考えることができる。様々な特定的な具体例は、水の存在下において著しく高い収率を示す。驚くべきことに、例えば上に記載した塩素化メタロセンをこの混合物と接触させると、50%又はそれより高い生成物収率がもたらされる。より一層特定的には、前記塩素化メタロセンを塩の混合物と接触させると、80%又はそれより高い生成物収率がもたらされる。さらにより一層特定的には、前記塩素化メタロセンを塩混合物と接触させると、90%又はそれより高い生成物収率がもたらされる。
特定的な具体例において、Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン及びそれらの組合せより成る群から選択される。より一層特定的な具体例において、Mはジルコニウム又はハフニウムである。別の具体例において、フッ素化メタロセンは架橋されたものである。さらに別の具体例において、pは0である。特定的な具体例において、pは1又はそれより大きい(Cpが置換されている)。特定的な具体例において、pは2又はそれより大きい(Cpが二置換されている)。
詳しい説明
一般的定義
元素の周期表の「族」について本明細書において用いた場合、周期表族についての「新たな」番号付け方式は、CRC HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS(David R. Lide編集、CRC Press社、第81版、2000年)におけるように用いられるものである。
本明細書において用いた場合の語句「触媒系」には、少なくとも1つの「触媒成分」及び少なくとも1つの「活性剤」が含まれ、これらは共にさらに本明細書において説明される。触媒系にはまた、担体等のようなその他の成分が含まれていてもよく、単独の又は組合せとしての触媒成分及び/又は活性剤に限定されない。触媒系にはまた、本明細書に記載されたような任意の組合せの任意の数の触媒成分、並びに本明細書に記載されたような任意の組合せの任意の活性剤が含まれていてもよい。
本明細書において用いた場合の語句「触媒化合物」には、ひとたび適切に活性化されるとオレフィンの重合又はオリゴマー化を触媒することができる任意の化合物が包含され、この触媒化合物は、少なくとも1つの第3族〜第12族原子及び随意としてのそれに結合した少なくとも1つの脱離基を含む。
本明細書において用いた場合の語句「脱離基」は、触媒成分の金属中心に結合した1つ又はそれより多くの化学的部分であって活性剤によって触媒成分から抽出することができ、かくしてオレフィン重合又はオリゴマー化に対して活性な種を作り出すことができるものを意味する。活性剤については、以下にさらに説明する。
本明細書において用いた場合の用語「フッ化物化メタロセン触媒成分」又は「フッ化物化触媒成分」とは、少なくとも1つのフッ化物(フルオリド)又はフッ素含有脱離基を有する触媒化合物、好ましくは少なくとも1つのフッ化物又はフッ素含有脱離基を有するメタロセン又はメタロセンタイプの触媒化合物を意味する。
本明細書において用いた場合、「ヒドロカルビル」には、水素及び炭素を含み且つ水素が1個欠乏した脂肪族、環状、オレフィン性、アセチレン性及び芳香族基(即ち炭化水素基)が包含される。「ヒドロカルビレン」は水素が2個欠乏したものである。
本明細書において用いた場合、本明細書において用いた場合、「アルキル」には、水素が1個欠乏した直鎖状、分枝鎖状又は環状パラフィン基が包含される。かくして、例えば−CH3基(「メチル」)及びCH3CH2−基(「エチル」)がアルキルの例である。
本明細書において用いた場合、「アルケニル」には、水素が1個欠乏した直鎖状、分枝鎖状又は環状オレフィン基が包含される。アルキニル基には、水素が1個欠乏した直鎖状、分枝鎖状又は環状アセチレン基が包含される。
本明細書において用いた場合、「アリール」基には、フェニル、ナフチル、ピリジル及びその他の基であってその分子がベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン等の環構造特徴を有するものが包含される。例えば、C65 -芳香族構造は「フェニル」であり、C64 2-芳香族構造は「フェニレン」である。例えば、C65 -芳香族構造は「フェニル」であり、C64 2-芳香族構造は「フェニレン」である。「アリールアルキル」基は、アルキル基にアリール基がぶら下がったものである。「アルキルアリール」は、アリール基に1個又はそれより多くのアルキル基がぶら下がったものである。
本明細書において用いた場合、「アルキレン」には、水素が2個欠乏した直鎖状、分枝鎖状又は環状炭化水素基が包含される。かくして、−CH2−(「メチレン」)及び−CH2CH2−(「エチレン」)はアルキレン基の例である。水素基が2個欠乏したその他の基には、「アリーレン」及び「アルケニレン」が包含される。
本明細書において用いた場合、語句「ヘテロ原子」には、炭素及び水素以外の原子であって炭素に結合することができる任意の原子が包含され、1つの具体例においては、B、Al、Si、Ge、N、P、O及びSより成る群から選択される。「ヘテロ原子含有基」は、ヘテロ原子を含有する炭化水素基であり、1個又はそれより多くの同一の若しくは異なるヘテロ原子を含有することができ、特定的な具体例においては1〜3個のヘテロ原子を含有することができる。ヘテロ原子含有基の非限定的な例には、イミン、アミン、オキシド、ホスフィン、エーテル、ケトン、オキソアゾリンヘテロ環、オキサゾリン、チオエーテル等の基が包含される。
本明細書において用いた場合、「アルキルカルボキシレート」、「アリールカルボキシレート」及び「アルキルアリールカルボキシレート」は、任意の位置にカルボキシル基を有するアルキル、アリール及びアルキルアリールである。その例には、C65CH2C(O)O-、CH3C(O)O-等が包含される。
本明細書において用いた場合、用語「置換(された)」とは、その用語の後の基が任意の位置において1個又はそれより多くの水素の代わりにハロゲン基(特にCl、F、Br)、ヒドロキシル基、カルボニル基、カルボキシル基、アミン基、ホスフィン基、アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、C1〜C10アルキル基、C2〜C10アルケニル基及びそれらの組合せのような基から選択される部分を少なくとも1個有することを意味する。置換アルキル及び置換アリールの非限定的な例には、アシル基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、ジアルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキル−及びジアルキル−カルバモイル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アリールアミノ基、並びにそれらの組合せが包含される。
本明細書において用いた場合、構造式は化学の分野において通常理解されている通りに用いられる。金属原子(「M」、第3族〜第12族原子)とリガンド又はリガンド原子(例えばシクロペンタジエニル、窒素、酸素、ハロゲンイオン、アルキル等)との間の結合を表わすのに用いられる線(「−」)、並びに「〜と連結した」、「〜に結合した」及び「〜に結合する」の語句は、「化学結合」を表わすことを意味するものであるので、特定タイプの化学結合を表わすものと限定されるものでない。「化学結合」とは、組み合わされた集合体を単位又は「化合物」として機能させるのに充分強い原子間引力と定義される。
各構造やその一部についての立体化学に関しては、その構造についてその旨の記述がされていたり、点線及び/又は太線のような通常用いられる結合記号を使用することによって目でわかるようになっていたりするのでなければ、特に特定のものを意図するものではない。
別途記載がない限り、本発明の具体例はいずれも、個々の説明及び後記の実施例において下で規定されるような金属原子「M」の酸化状態に限定されるものではない。金属原子「M」の連結反応(ligation)は、別途記載がない限り、本明細書に記載された化合物が中性となるようなものである。
本明細書において用いた場合、ポリマー又はポリマー組成物(例えばポリプロピレンやポリエチレンのようなポリオレフィン又はその他のホモポリマー、コポリマー若しくはターポリマー)を説明するのに用いた場合の用語「2モード」とは、「2モード分子量分布」を意味し、これは、印刷された刊行物や発行された特許明細書中にこの用語が出てきた時に関連技術の技術者たちがその用語に与える定義の中で最も広いものを有するものと理解される。例えば、少なくとも1つの同定可能な高分子量分布を有するポリオレフィン及び少なくとも1つの同定可能な低分子量分布を有するポリオレフィンを含む単一の組成物は、その用語が本明細書において用いられる通りの「2モード」ポリオレフィンであると見なされる。特定的な具体例においては、異なる分子量を有するということ以外は、高分子量ポリオレフィンと低分子量ポリオレフィンとは本質的に同じタイプのポリマー、例えばポリプロピレン又はポリエチレンである。
本明細書において用いた場合、用語「生産性」とは、重合プロセスにおいて用いた触媒の重量当たりの生産されたポリマーの重量(例えばポリマーのg数/触媒のg数)(gポリマー/g触媒)を意味する。
本明細書において用いた場合、用語「脱水された」とは、印刷された刊行物や発行された特許明細書中で触媒担体材料(例えばシリカ)についての説明にこの用語が出てきた時に関連技術の技術者たちがその用語に与える定義の内の最も広いものを有するものと理解され、含有/吸着水の大部分が除去された任意の材料、例えば担体粒子が包含される。
本明細書において用いた場合、用語「塩」とは、酸と塩基との化学反応によって生成させることができる化合物を意味する。
本明細書において用いた場合、用語「フッ化物化剤」とは、フッ素又はフッ素含有部分と標的化合物との間で少なくとも1つの結合連結を形成することができる任意の無機化合物又は2種若しくはそれより多くの無機化合物の組合せ物と定義される。フッ化物化剤は、1個若しくはそれより多くのフッ素原子を含む任意の無機化合物又は2種若しくはそれより多くの無機化合物の組合せ物であることができ、より特定的にはフッ素化無機塩であることができる。「標的化合物」は、フッ素イオンと結合連結を形成することができる任意の化合物であることができ、その例には第3〜12族金属及び金属化合物、望ましくは第3〜6族メタロセン化合物が包含される。「フッ素含有部分」の非限定的な例には、フッ素イオン及び基が包含される。
本明細書において用いた場合、用語「生成物収率」とは、可能な最大生成物重量当たりの製造された生成物の重量(例えばフッ素化触媒のg数/フッ素化触媒の理論g数)を意味する。
フッ素化触媒化合物の製造方法
本発明の具体例は、フッ素化触媒化合物の製造方法、特にフッ化物化メタロセン触媒成分の製造方法を包含する。フッ化物化メタロセン自体は、以下により一層詳細に説明する。フッ化物化メタロセン触媒成分は、例えば以下により一層詳細に説明する触媒のいずれかであることができ、また、2モード触媒の「第2の触媒成分」であることができる。フッ化物化触媒化合物は、一般式(Cp(R)pmMXnrを有するメタロセンタイプの化合物(これは例えば部分的フッ素化メタロセンを包含することができる)であるのが好ましく、ここで、Cpはシクロペンタジエニルリガンド又はシクロペンタジエニルにアイソローバル類似のリガンドであって任意の位置において以下に述べるような基Rで置換されていることができるもの(以下にさらに説明する)であり、Mは特定的な具体例において第4、5又は6族遷移金属であり、Xはアニオン性リガンド、例えばハロゲン、カルボキシレート、アセチルアセトナト、アルコキシド、ヒドロキシド又はオキシドであり、pは0〜10の整数であり、mは1〜3の整数であり、nは0〜3の整数であり、rは1〜3の整数である。特定的な具体例においてが、mが2であり、nが0であり、rが2である。mが2である場合には、Cpは以下にさらに説明するような基(A)で架橋されていることができる。
本方法は、メタロセン触媒化合物とフッ化物化剤、より特定的にはフッ素化無機塩とを、フッ化物化メタロセン触媒化合物が生成するのに充分な時間接触させることを含む。このメタロセン触媒化合物は、1つ又はそれより多くの離脱基Xがフッ素以外のアニオン性リガンド(例えば塩素又は臭素)であることを除いて、所望のフッ素化メタロセン化合物と同じ一般式を有するのが好ましい。フッ化物化剤と接触させるこのメタロセン化合物は、商品として入手することもでき、当業者に周知の方法によって調製することもできる。
メタロセン化合物は、シクロペンタジエニルリガンド又はCpにアイソローバル類似のリガンド(置換されたもの又は置換されていないもの)を包含することができる。Cp上の置換の量はフッ素化メタロセン化合物の収率に影響を及ぼすことがある。従って、1つの具体例においては、メタロセンの少なくとも1つのCpが置換され、別の具体例においては2個のCpが置換され、ここでメタロセンは以下に説明するようにサンドイッチメタロセンである。特定的な具体例において、置換基(R)はフェニル、インデニル又はフルオレニルのようなアリール基ではない。少なくともある種の具体例において、ベンゼン置換基は生成物収率の低下をもたらすことが見出された。例えば、Rがインデニルである場合、生成物収率は0ほど低くなることがある。好ましくは、置換基はヒドロカルビル基を包含する。好ましい具体例において、アルキル置換基は驚異的に高い収率、例えば95%又はそれより高い収率をもたらす。
1つの具体例において、フッ化物化剤は一般式(a)で記載されるフッ素化無機塩又は塩の組合せ物である。
[α]a[β]b (a)
{ここで、αは第1族及び第2族カチオン、アニリニウム及びそれらの置換体、並びにNH4 +、NH3R、NH22及びNHR3 +(ここで、Rはヒドリド、クロリド、C1〜C10アルキル及びC6〜C12アリールより成る群から選択される)より成る群から選択されるカチオン性種であり、
βはフッ素イオン並びにフッ素と水素、ケイ素、炭素、リン、酸素、アルミニウム及びホウ素より成る群から選択される1種又はそれより多くの元素とを含む化合物より成る群から選択されるアニオン性種であり、
a及びbは1〜10の整数である。}
特定的な具体例において、フッ素化無機塩は、水又は他のプロトン性希釈剤と接触させた時にフッ化物イオンを発生することができることを特徴とする化合物である。フッ素化無機塩の非限定的な例には、(NH43AlF6、NH4HF2、NaF、KF、NH4F、(NH42SiF6及びそれらの組合せ物が包含される。
フッ素化無機塩化合物には、フッ素化無機塩混合物が包含され得る。フッ素化無機塩化合物は、希釈剤中に可溶又は一部可溶であるのが好ましい。従って、前記混合物はフッ素化無機塩及び希釈剤を含んでいてよく、即ち、フッ素化無機塩をメタロセン触媒化合物と接触させる前に希釈剤中に溶解させることができる。希釈剤は、有機希釈剤を包含することができる。特定的な具体例において、希釈剤は水又は水と混和性のある種のその他の極性希釈剤(例えばエーテル、ケトン、アルデヒド等)と水との組合せ物である。別の具体例において、希釈剤は任意の望ましいプロトン性媒体である。特定的な具体例においては、フッ素化無機塩を、少なくとも50重量%が水である希釈剤、別の具体例においては少なくとも60重量%が水である希釈剤、さらに別の具体例においては少なくとも70重量%が水である希釈剤、さらに別の具体例においては少なくとも80重量%が水である希釈剤、特定的な具体例においては少なくとも90重量%が水である希釈剤、より一層特定的な具体例においては少なくとも99重量%が水である希釈剤と一緒にする。
フッ化物化剤と接触させるメタロセン化合物は、最初に不活性又は非プロトン性希釈剤中に装填することができる。この不活性希釈剤は、脂肪族及び芳香族炭化水素又はハロゲン化溶剤の内の1種又は混合物を包含することができる。好適な炭化水素には、置換及び非置換脂肪族炭化水素並びに置換及び非置換芳香族炭化水素が包含される。特定的な具体例において、不活性希釈剤は、C3〜C30炭化水素及びC1〜C10ハロゲン化炭化水素並びに特定的な具体例においてはそれらの混合物から選択される。好適な不活性希釈剤の非限定的な例には、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム及び1−クロロブタンが包含される。
本明細書に記載されたメタロセンをフッ化物化する方法の特定的な具体例においては、プロトン性希釈剤と一緒にしたフッ素化無機塩を、不活性希釈剤と一緒にしたメタロセンと反応させる。より一層特定的な具体例においては、少なくとも50%水中のフッ素化無機塩を、炭化水素又はハロゲン化炭化水素希釈剤中に溶解/懸濁させたフッ化物化されるべきメタロセンと一緒にする。一緒にした反応成分は、互いに接触した2つ又はそれより多くの層を形成していてよい。次いで望ましい混合及び温度条件下でフッ化物化反応を行う。
フッ化物化剤が希釈剤と不混和性であり又は一部混和性なだけであるフッ化物化工程の具体例においては、アルキル化された触媒成分若しくはアルキル化された触媒成分が存在する希釈剤相へのフッ化物化剤の搬送を補助する試薬又はフッ化物化剤とアルキル化触媒成分との間の反応を補助する試薬を用いることも、本発明の範囲内である。かかる試薬(相間移動触媒)は当技術分野において周知であり、例えば水性又は極性希釈剤相が非極性又は炭化水素希釈剤相と接触せしめられて反応成分がそのまま分離される反応において用いられている。かかる相間移動触媒の非限定的な例には、第4級アンモニウム塩(例えば重炭酸第4級アンモニウム)、クラウンエーテル及びその他の当技術分野において一般的なものが包含される。
所望の置換度に応じて、(フッ化物化剤の)フッ素対反応させるために一緒にされるメタロセンの比を、1つの具体例においては1当量〜20当量、別の具体例においては2〜10当量、さらに別の具体例においては2〜8当量、さらに別の具体例においては2〜5当量にする。ここで、望ましい範囲は任意の上限と任意の下限との任意の組合せから成る。過剰量のフッ素化無機塩は有害ではないが、反応成分のモル比は、メタロセン化合物中の置換されるべきアニオン性リガンドの数、即ちフッ素又はフッ化物原子によって置換されるべきアニオン性リガンドの数によって決定されるのが好ましい。特定的な具体例において、置換されるべきアニオン性リガンドの数は2である。
言い換えれば、フッ化物化剤中のフッ素の当量を基準としたフッ化物化剤の望まれる量、即ちメタロセン触媒化合物と一緒にされるフッ化物化剤の望まれる量は、1、2、3、4又は5〜6、7、8、10、12、14、15、18又は20の範囲であり、望ましい範囲は、ここに記載された任意の上限と任意の下限との任意の組合せを含む。別の具体例において、全体としてのフッ化物化剤の当量を基準としたフッ化物化剤の望まれる量は、1、2、3、4〜5、6、7、8、9又は10であり、望ましい範囲は、ここに記載された任意の上限と任意の下限との任意の組合せを含む。
フッ素化無機塩とメタロセン化合物とは、これらの化合物を激しく撹拌することによって反応させることができる。この反応は、所望の一−、二−又は三フッ化物化メタロセンを与える任意の温度、1つの具体例においては−80℃〜120℃の温度、より特定的な具体例においては0〜100℃の温度、さらにより一層特定的な具体例においては10〜60℃の温度、さらにより一層特定的な具体例においては15〜40℃の温度において行なうことができる。これらの温度において、フッ素化メタロセン化合物を生成させるためには0.05時間〜8時間の反応時間で充分であるが、しかし最適温度に到達するためには通常の実験が望ましいことがある。 一般的に、反応時間は反応させる反応成分の量に依存する。1つの具体例において、反応時間は0.1時間〜3時間である。
希釈剤を反応副生成物と共に蒸発や濾過のような慣用の態様で混合物から除去することによって、乾燥フッ素化メタロセン化合物を得ることができる。例えば、硫酸マグネシウムの存在下でフッ化物化メタロセンを乾燥させることができる。濾液はフッ素化メタロセン化合物を高純度及び高収率で含有し、溶剤が炭化水素である場合にはさらに処理することなくオレフィンの重合に直接用いることができる。
メタロセン化合物とフッ素化無機塩(特に水性フッ素化無機塩)とを接触させることよって、特定的な具体例においては50%又はそれより高い生成物収率がもたらされる。さらにより一層特定的な具体例においては、この生成物収率は80%又はそれより高い。さらにより一層特定的な具体例においては、この生成物収率は90%又はそれより高い。予期しなかったことに、メタロセン化合物とフッ素化無機塩の水溶液とを接触させることによって、高い生産性を有するフッ化物化メタロセン化合物が得られる。
2金属触媒
本明細書において用いた場合、用語「2金属触媒」又は「2金属触媒系」とは、少なくとも1種の活性剤及び随意としての担体材料と組み合わせて用いられ、オレフィン重合において有用な2種又はそれより多くの触媒成分を言う。「担持された2金属触媒」又は「担持された2金属触媒組成物」とは、担体材料と組み合わせて用いられた時の2金属触媒系を言い、ここで、2金属触媒系を構成する成分の内の1つ又はそれより多くが担体に結合していてよい。特定的な具体例において、本発明の2金属触媒は、2種の触媒成分を含む。より一層特定的な具体例において、2金属触媒成分は、「第1の触媒成分」及び「第2の触媒成分」を含む。
本明細書において用いた場合、用語「第1の触媒成分」とは、第2の触媒成分以外の任意の触媒成分を言う。この第1の触媒成分は、非メタロセン触媒成分であるのが好ましく、その例には、以下にさらに説明するようなチタン又はバナジウムをベースとするチーグラー・ナッタ触媒化合物が包含される。
本明細書において用いた場合、用語「非メタロセン化合物」とは、以下に記載するメタロセンやメタロセンタイプの触媒化合物ではない任意の触媒を言う。
本明細書において用いた場合、用語「第2の触媒成分」とは、第1の触媒成分とは異なる任意の触媒を言い、特定的な具体例においてはメタロセン触媒成分である。特定的な具体例において、この第2の触媒成分には、少なくとも1つのフッ化物イオン脱離基又はフッ素含有基を含むフッ化物化メタロセン成分が含まれる。
本発明のある種の具体例は、モノマーを2金属触媒成分(本明細書においては単に2金属触媒とも言う)と接触させることを伴う。特定的な具体例においては、2金属触媒を構成する異なる触媒化合物のそれぞれを単一のタイプの担体上に、担体材料の各粒子が第1の触媒成分及び第2の触媒成分の両方を平均的に含むように、存在させ又は担持させる。別の具体例においては、第1の触媒成分を第2の触媒成分とは別個に、担体材料の任意の所定の粒子が第1の触媒成分又は第2の触媒成分のみを平均的に含むように、担持させる。この後者の具体例においては、担持された触媒のそれぞれを、連続的に任意の順序で、又は分けて交互に、又は同時に、重合反応器中に導入することができる。
特定的な具体例において、第1の触媒成分はチタン非メタロセン触媒成分を含み、これから高分子量樹脂(例えば約100000amu超)を製造することができる。特定的な具体例において、第2の触媒成分はメタロセン成分を含み、これから低分子量樹脂(例えば約100000amu未満)を製造することができる。従って、第1の触媒成分及び第2の触媒成分の存在の存在下での重合は、低分子量成分及び高分子量成分を含む2モードポリオレフィン組成物を提供する。特定的な具体例においては、2種の触媒成分を単一の担体粒子上に存在させる。これらは様々な方法で担体に取り付けることができる。
1つの具体例においては、本明細書に記載されたようにして「強化されたシリカ」が調製され、これが担体を構成する。第1の触媒成分は非メタロセン化合物であり、これが最初に強化シリカと一緒にされて、担持された非メタロセン組成物を提供する。この担持された非メタロセン組成物が第2の触媒成分、例えばフッ化物化メタロセン(フッ素イオン脱離基を少なくとも1つ有するメタロセン)と一緒にされて、2モードポリオレフィン組成物の製造に用いた時に高められた生産性を有するフッ素化された2金属触媒組成物が得られる。
2種の異なる触媒成分(触媒の異なる組合せでも)を担体に取り付ける様々な方法を用いることができる。一般的に、担持された2金属触媒を調製するための1つの手順は、担持された第1の触媒成分を用意し、この第1の触媒成分を非極性炭化水素中に含ませたスラリーを第2の触媒成分を含ませた溶液(これは活性剤を含んでいてもよい)と接触させ、得られた第1の触媒成分及び第2の触媒成分を含む生成物を乾燥させ、2金属触媒組成物を回収することを含むことができる。
第1の触媒成分
上記のように、2金属触媒組成物は、非メタロセン化合物である(又は非メタロセン化合物を含む)第1の触媒成分を含む。しかしながら、用途によっては、第1の触媒成分が代わりにメタロセン化合物であってもよく、本明細書に記載した第2の触媒成分とは構造の点で異なる、以下に示したメタロセンタイプの触媒化合物の内の1つであってもよい。特定的な具体例において、第1の触媒成分はチーグラー・ナッタ触媒化合物である。チーグラー・ナッタ触媒成分は当技術分野においてよく知られており、例えばZIEGLER CATALYSTS 363-386(G. Fink、R. Mulhaupt及びH.H. Brintzinger編集、Springer-Verlag、1995年)に記載されている。かかる触媒の例には、TiCl4を含むもの並びにその他のかかる遷移金属酸化物及び塩化物を含むものがある。
1つの具体例においては、第1の触媒成分と担体材料とを、第2の触媒成分と共に又は第2の触媒成分なしで、一緒にする。この第1の触媒成分は、様々な方法で担体と一緒にしたり、担体上に担持させたり、担体に取り付けたりすることができる。これらの方法の内の1つにおいては、好適な非極性炭化水素希釈剤中の担体のスラリーを有機マグネシウム化合物と接触させる。この有機マグネシウム化合物は次いでスラリーの非極性炭化水素希釈剤中に溶解して溶液を形成する。次いでこの溶液から有機マグネシウム化合物をキャリヤー上に付着させる。この有機マグネシウム化合物は、式RMgR'で表わすことができ、ここで、R'及びRは同一であっても異なっていてもよく、C2〜C12アルキル基又はC4〜C10アルキル基又はC4〜C8アルキル基である。少なくとも1つの特定的な具体例において、有機マグネシウム化合物はジブチルマグネシウムである。1つの具体例において、シリカスラリー中に含ませる有機マグネシウム化合物の量は、担体上に物理的に又は化学的に付着させる量(例えば担体上のヒドロキシル基に結合する量)だけであり、その量より多くないようにする。何故ならば、過剰分の有機マグネシウム化合物があると望ましくない副反応が引き起こされることがあるからである。有機マグネシウム化合物の最適量は、通常の実験を用いることによって決定することができる。例えば、スラリーを撹拌しながらスラリーに有機マグネシウム化合物を、担体溶剤中で有機マグネシウム化合物が検出されるまで添加することができる。別法として、有機マグネシウム化合物を担体に付着させる量より過剰に添加することもでき、この場合、付着しなかった過剰分はろ過及び洗浄によって除去することができる。脱水されたシリカの量(g)を基準とした有機マグネシウム化合物の量(モル)は、一般的に0.2ミリモル/g〜2ミリモル/gの範囲である。
随意に、有機マグネシウム化合物で処理したスラリーをテトラエチルオルトシロキサン(TEOS)のような電子供与体又は有機アルコールR''OH(ここで、R''はC1〜C12アルキル基又はC1〜C8アルキル基又はC2〜C4アルキル基である)と接触させる。特定的な具体例において、R''OHはn−ブタノールである。このアルコールは、R''OH:Mg(モル/モル)比が0.2〜1.5、又は0.4〜1.2、又は0.6〜1.1、又は0.9〜1.0となるのに有効な量で用いられる。
有機マグネシウム及びアルコールで処理したスラリーを、非メタロセン遷移金属化合物と接触させる。好適な非メタロセン遷移金属化合物は、シリカスラリーを形成させるために用いられる非極性炭化水素中に可溶の第4族及び第5族金属の化合物である。好適な非メタロセン遷移金属化合物には、例えばチタン及びバナジウムのハロゲン化物、オキシハロゲン化物又はアルコキシハロゲン化物例えば四塩化チタン(TiCl4)、四塩化バナジウム(VCl4)及びオキシ三塩化バナジウム(VOCl3並びにチタン及びバナジウムアルコキシド(ここで、アルコキシド部分は1〜20個、好ましくは1〜6個の炭素原子を有する枝分かれ又は非枝分かれアルキル基を有する)が包含される。また、かかる遷移金属化合物の混合物を用いることもできる。非メタロセン遷移金属化合物の使用量は、遷移金属対マグネシウム(モル/モル)比が0.3〜1.5、又は0.5〜0.8となるのに充分な量とする。次いで、蒸発やろ過のような慣用の方法で希釈剤を除去することによって、乾燥した担持された第1の触媒成分を得ることができる。
第1の触媒成分及び第2の触媒成分は、任意の順序で担体と接触させることができる。本発明の特定的な具体例においては、最初に第1の触媒成分を上記のように担体と接触させ、次いで担持された第1の触媒成分を第2の触媒成分と接触させる。
フッ化物化メタロセン触媒成分
フッ化物化メタロセンは、本明細書により一層特定的に説明される。さらに、本発明において有用な2金属触媒系は、本明細書に記載した少なくとも1種のフッ化物化メタロセン触媒成分を含む。メタロセン触媒化合物は一般的に、例えば1 and 2 METALLOCENE-BASED POLYOLEFINS(John Scheirs及びW. Kaminsky編集、John Wiley and Sons社、2000);G.G. Hlatky、181 COORDINATION CHEM. REV. 243-296(1999)に全体にわたって記載されており、特にポリエチレンの合成における使用については1 METALLOCENE-BASED POLYOLEFINS 261-377(2000)に記載されている。本明細書に記載されるメタロセン触媒化合物には、少なくとも1つの第3族〜第12族金属原子に結合した1つ又はそれより多くのCpリガンド(シクロペンタジエニル及びシクロペンタジエニルにアイソローバル類似のリガンド)及び少なくとも1つの金属原子に結合した1つ又はそれより多くの脱離基を有する「ハーフサンドイッチ」化合物及び「フルサンドイッチ」化合物が包含される。以下においては、これらの化合物を「メタロセン」又は「メタロセン触媒成分」と称する。フッ化物化メタロセン成分は、Mに結合した少なくとも1個の脱離基がフッ化物イオン又はフッ素含有基であるものである。メタロセン触媒成分は、以下にさらに説明するように特定的な具体例においては担体材料上に担持され、第1の触媒成分と共に又は第1の触媒成分なしで(特定的な具体例においては第1の触媒成分と共に)担持させることができる。
Cpリガンドは典型的にはπ結合した及び/又は縮合した環又は環系である。この環又は環系は典型的には第13〜16族原子より成る群から選択される原子を含み、より特定的にはCpリガンドを構成する原子は炭素、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、リン、ゲルマニウム、ホウ素及びアルミニウム並びにそれらの組合せより成る群から選択され、ここで、環員の少なくとも50%は炭素が構成する。さらにより一層特定的には、Cpリガンドは、置換及び非置換のシクロペンタジエニルリガンド及びシクロペンタジエニルにアイソローバル類似のリガンドより成る群から選択され、その非限定的な例には、シクロペンタジエニル、インデニル、フルオレニル及びその他の構造が包含される。かかるリガンドのさらなる非限定的な例には、シクロペンタジエニル、シクロペンタフェナントレニル、インデニル、ベンゾインデニル、フルオレニル、オクタヒドロフルオレニル、シクロオクタテトラエニル、シクロペンタシクロドデセン、フェナントルインデニル、3,4−ベンゾフルオレニル、9−フェニルフルオレニル、8−H−シクロペンタ[a]アセナフチレニル、7H−ジベンゾフルオレニル、インデノ[1,2−9]アントレン、チオフェノインデニル、チオフェノフルオレニル、それらの水素化物版(例えば4,5,6,7−テトラヒドロインデニル、又は「H4Ind」)、それらの置換体、及びそれらのヘテロ環版が包含される。特定的な具体例において、本発明において有用なメタロセンは、シクロペンタジエニル、インデニル、フルオレニル、テトラヒドロインデニル及びそれらの置換体より成る群から選択される1つ又は2つ(より特定的な具体例においては2つ)の同一の若しくは異なるCp環を含むものから選択される。
本明細書及び特許請求の範囲を通じて記載されるメタロセン触媒化合物の金属原子「M」は、1つの具体例においては第3〜12族原子及びランタニド族原子より成る群から選択することができ、より特定的な具体例においては第3〜10族原子より成る群から選択することができ、さらにより一層特定的な具体例においてはSc、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir及びNiより成る群から選択することができ、さらにより一層特定な具体例においては第4、5及び6族原子より成る群から選択することができ、より一層特定的な具体例においてはTi、Zr又はHf原子、より一層特定的な具体例においてはZrである。金属原子「M」の酸化状態は、1つの具体例においては0〜+7の範囲であることができ、より特定的な具体例においては+1、+2、+3、+4又は+5であり、さらにより一層特定的な具体例においては+2、+3又は+4である。金属原子「M」に結合する基は、別途記載がない限り、以下に式及び構造を記載する化合物が電気的に中性になるようなものである。Cpリガンドが金属原子Mと共に少なくとも1つの化学結合を形成することによって、「メタロセン触媒化合物」が形成される。Cpリガンドは、置換反応/引抜き反応をそれほど受けやすくないという点で、触媒化合物に結合する脱離基とは異なっている。
本発明の1つの局面において、本発明の1種又はそれより多くのメタロセン触媒成分は、一般式(I)によって表わされる。
CpACpBMXn (I)
(ここで、Mは前記の通りであり、
各XはMに化学結合し、
各Cp基はMに化学結合し、
nは0〜4の整数であり、特定的な具体例においては1又は2である。)
式(I)中のCpA及びCpBによって表わされるリガンドは同一であっても異なっていてもよく、シクロペンタジエニルリガンド又はシクロペンタジエニルにアイソローバル類似のリガンドであり、それらのいずれか又は両方はヘテロ原子を含有していてもよく、また、それらのいずれか又は両方は基Rで置換されていてもよい。1つの具体例において、CpA及びCpBはシクロペンタジエニル、インデニル、テトラヒドロインデニル、フルオレニル及びそれらの置換誘導体より成る群から独立的に選択される。
式(I)の各CpA及びCpBは独立的に、非置換であってもよく、置換基Rの1つ又は組合せによって置換されていてもよい。構造(I)中の置換基R及び構造(Va)〜(Vd)中の環置換基の非限定的な例には、水素基、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、アシル、アロイル、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルチオール、ジアルキルアミン、アルキルアミド、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルバモイル、アルキル−及びジアルキル−カルバモイル、アシルオキシ、アシルアミノ、アロイルアミノ並びにそれらの組合せより成る群から選択される基が包含される。
式(I)〜式(V)に関するアルキル置換基Rのより一層特定的な非限定的例には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ベンジル、フェニル、メチルフェニル及びt−ブチルフェニル基等(それらのすべての異性体、例えばt−ブチル、イソプロピル等を包含する)が包含される。その他の可能な基には、置換アルキル及びアリール、例えばフルオロメチル、フルオロエチル、ジフルオロエチル、ヨードプロピル、ブロモヘキシル、クロロベンジル並びにヒドロカルビル置換オルガノメタロイド基(トリメチルシリル、トリメチルゲルミル、メチルジエチルシリル等を含む);並びにハロカルビル置換オルガノメタロイド基(トリス(トリフルオロメチル)シリル、メチルビス(ジフルオロメチル)シリル、ブロモメチルジメチルゲルミル等を含む);並びに二置換ホウ素基(例えばジメチルホウ素を含む);並びに二置換第15族基(ジメチルアミン、ジメチルホスフィン、ジフェニルアミン、メチルフェニルホスフィンを含む)、第16族基(メトキシ、エトキシ、プロポキシ、フェノキシ、メチルスルフィド及びエチルスルフィドを含む)が包含される。その他の置換基Rには、ビニルを末端基とするリガンドを含むオレフィン性不飽和置換基(これに限定されるわけではない)のようなオレフィン類、例えば3−ブテニル、2−プロペニル、5−ヘキセニル等が包含される。1つの具体例においては、少なくとも2個のR基(1つの具体例においては2個の隣接したR基)が結合して、炭素、窒素、酸素、リン、ケイ素、ゲルマニウム、アルミニウム、ホウ素及びそれらの組合せより成る群から選択される3〜30個の原子を有する環構造を形成する。また、1−ブタニルのような置換基Rが元素Mに対する結合連結を形成してもよい。
上記の式(I)及び下記の式/構造(II)〜(V)についての各Xは、1つの具体例においては任意の脱離基より成る群から;より特定的な具体例においてはハロゲンイオン、ヒドリド、C1〜C12アルキル、C2〜C12アルケニル、C6〜C12アリール、C7〜C20アルキルアリール、C1〜C12アルコキシ、C6〜C16アリールオキシ、C7〜C18アルキルアリールオキシ、C1〜C12フルオロアルキル、C6〜C12フルオロアリール及びC1〜C12ヘテロ原子含有炭化水素並びにそれらの置換誘導体より成る群から;さらにより一層特定的な具体例においてはヒドリド、ハロゲンイオン、C1〜C6アルキル、C2〜C6アルケニル、C7〜C18アルキルアリール、C1〜C6アルコキシ、C6〜C14アリールオキシ、C7〜C16アルキルアリールオキシ、C1〜C6アルキルカルボキシレート、C1〜C6フッ素化アルキルカルボキシレート、C6〜C12アリールカルボキシレート、C7〜C18アルキルアリールカルボキシレート、C1〜C6フルオロアルキル、C2〜C6フルオロアルケニル及びC7〜C18フルオロアルキルアリールより成る群から;さらにより一層特定的な具体例においてはヒドリド、クロリド、フルオリド、メチル、フェニル、フェノキシ、ベンゾオキシ、トシル、フルオロメチル及びフルオロフェニルより成る群から;さらにより一層特定的な具体例においてはC1〜C12アルキル、C2〜C12アルケニル、C6〜C12アリール、C7〜C20アルキルアリール、置換C1〜C12アルキル、置換C6〜C12アリール、置換C7〜C20アルキルアリール及びC1〜C12ヘテロ原子含有アルキル、C1〜C12ヘテロ原子含有アリール及びC1〜C12ヘテロ原子含有アルキルアリールより成る群から;さらにより一層特定的な具体例においてはクロリド、フルオリド、C1〜C6アルキル、C2〜C6アルケニル、C7〜C18アルキルアリール、ハロゲン化C1〜C6アルキル、ハロゲン化C2〜C6アルケニル及びハロゲン化C7〜C18アルキルアリールより成る群から;さらにより一層特定的な具体例においてはフルオリド、メチル、エチル、プロピル、フェニル、メチルフェニル、ジメチルフェニル、トリメチルフェニル、フルオロメチル(モノ−、ジ−及びトリフルオロメチル)並びにフルオロフェニル(モノ−、ジ−、トリ−、テトラ−及びペンタフルオロフェニル)より成る群から独立的に選択され;さらにより一層特定的な具体例においてはフルオリドである。
式(I)中のX基のその他の非限定的な例には、アミン、ホスフィン、エーテル、カルボキシレート、ジエン、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基、フッ素化炭化水素基(例えば−C65(ペンタフルオロフェニル))、フッ素化アルキルカルボキシレート(例えばCF3C(O)O-)、ヒドリド及びハロゲンイオン並びにそれらの組合せが包含される。Xリガンドのその他の例には、アルキル基、例えばシクロブチル、シクロヘキシル、メチル、ヘプチル、トリル、トリフルオロメチル、テトラメチレン、ペンタメチレン、メチリデン、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、フェノキシ、ビス(N−メチルアニリド)、ジメチルアミド、ジメチルホスフィド基等が包含される。1つの具体例においては、2個又はそれより多くのXが縮合環又は環系の一部を構成する。
本発明の別の局面において、メタロセン触媒成分には、式(I)においてCpA及びCpBが少なくとも1つの架橋基(A)によって互いに架橋されて式(II)で表わされる構造になったものが包含される。
CpA(A)CpBMXn (II)
式(II)で表わされるこれらの架橋化合物は、「架橋メタロセン」と称される。構造(II)中のCpA、CpB、M、X及びnは、式(I)について上で定義した通りである。各CpリガンドはMに化学結合し、(A)は各Cpに化学結合する。架橋基(A)の非限定的な例には、少なくとも1個の第13〜16族原子(例えば炭素、酸素、窒素、ケイ素、アルミニウム、ホウ素、ゲルマニウム及び錫原子並びにそれらの組合せだが、これらに限定されるわけではない)を含有する二価炭化水素基が包含される。ここで、これらのヘテロ原子はまた、中性原子価を満たすためにC1〜C12アルキル又はアリール置換されていてもよい。架橋基(A)はまた、ハロゲン基及び鉄を含めて(式(I)について)上で規定した通りの置換基Rを含有していてもよい。架橋基(A)のより一層特定的な非限定的例は、C1〜C6アルキレン、置換C1〜C6アルキレン、酸素、硫黄、R'2C=、R'2Si=、−Si(R')2Si(R'2)−、R'2Ge=、R'P=(ここで、「=」は2つの化学結合を表わす)によって代表され、ここで、R'はヒドリド、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロカルビル、置換ハロカルビル、ヒドロカルビル置換オルガノメタロイド、ハロカルビル置換オルガノメタロイド、二置換ホウ素、二置換第15族原子、置換第16族原子及びハロゲン基より成る群から独立的に選択され、2個又はそれより多くのR'が結合して環又は環系を形成してもよい。1つの具体例において、式(II)の架橋メタロセン触媒成分は、2個又はそれより多くの架橋基(A)を有する。
架橋基(A)のその他の非限定的な例には、メチレン、エチレン、エチリデン、プロピリデン、イソプロピリデン、ジフェニルメチレン、1,2−ジメチルエチレン、1,2−ジフェニルエチレン、1,1,2,2−テトラメチルエチレン、ジメチルシリル、ジエチルシリル、メチルエチルシリル、トリフルオロメチルブチルシリル、ビス(トリフルオロメチル)シリル、ジ(n−ブチル)シリル、ジ(n−プロピル)シリル、ジ(イソプロピル)シリル、ジ(n−ヘキシル)シリル、ジシクロヘキシルシリル、ジフェニルシリル、シクロヘキシルフェニルシリル、t−ブチルシクロヘキシルシリル、ジ(t−ブチルフェニル)シリル、ジ(p−トリル)シリル及びSi原子がGe又はC原子に置き換えられた対応物が包含され;ジメチルシリル、ジエチルシリル、ジメチルゲルミル及びジエチルゲルミルが包含される。
別の具体例において、架橋基(A)はまた、例えば4〜10個の環員、より特定的な具体例においては5〜7個の環員を含む環であってもよい。環員は、上に挙げた元素より成る群から、特定的な具体例においてはB、C、Si、Ge、N及びOの内の1種又はそれより多くから選択することができる。架橋部分として又はその一部として存在させることができる環構造の非限定的な例には、シクロブチリデン、シクロペンチリデン、シクロヘキシリデン、シクロヘプチリデン、シクロオクチリデン並びに1個又は2個の炭素原子がSi、Ge、N及びOの内の少なくとも1種、特にSi及びGeの内の少なくとも1種に置き換えられた対応する環がある。環とCp基との間の結合配置は、cis、trans又はそれらの組合せであってよい。
環状架橋基(A)は、飽和であっても不飽和であってもよく、且つ/又は1個若しくはそれより多くの置換基を有していてもよく、且つ/又は1個若しくはそれより多くの他の環構造に縮合していてもよい。存在する場合、1個又はそれより多くの置換基は、1つの具体例においてはヒドロカルビル(例えばメチルのようなアルキル)及びハロゲン(例えばF、Cl)より成る群から選択される。随意に上記の環状架橋部分が縮合していてもよい1個以上のCp基は、飽和であっても不飽和であってもよく、4〜10個の環員、より特定的には5、6又は7個の環員(特定的な具体例においてはC、N、O及びSより成る群から選択される)を有するもの、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル及びフェニルより成る群から選択される。さらに、これらの環構造は、例えばナフチル基の場合のようにそれら自体が縮合していてもよい。さらに、これらの(随意に縮合した)環構造は、1個又はそれより多くの置換基を有していてもよい。例示としてのこれらの置換基の非限定的な例には、ヒドロカルビル(特にアルキル)基及びハロゲン原子がある。
式(I)及び(II)のリガンドCpA及びCpBは、1つの具体例においては互いに異なるものであり、別の具体例においては同じものである。
本発明のさらに別の局面において、メタロセン触媒成分には、架橋モノリガンドメタロセン化合物(例えばモノシクロペンタジエニル触媒成分)が包含される。この具体例においては、少なくとも1つのメタロセン触媒成分が式(III)で表わされる架橋「ハーフサンドイッチ」メタロセンである。
CpA(A)QMXn (III)
(ここで、CpAは上で定義したものであってMに結合し、
(A)はQ及びCpAに結合する架橋基であり、
Q基からの原子がMに結合し、
nは整数0、1又は2である。)
上記式(III)中、CpA、(A)及びQは縮合環を形成することができる。式(III)のX基及びnは、式(I)及び(II)において上で定義した通りである。1つの具体例において、CpAはシクロペンタジエニル、インデニル、テトラヒドロインデニル、フルオレニル、それらの置換体及びそれらの組合せより成る群から選択される。
式(III)において、Qは、1つの具体例においては結合用原子(金属Mと結合する原子)が第15族原子及び第16族より成る群から選択されるヘテロ原子含有リガンドであり、より特定的な具体例においては前記結合用原子が窒素、リン、酸素又は硫黄原子より成る群から選択されるヘテロ原子含有リガンド、さらにより一層特定的な具体例においては前記結合用原子が窒素及び酸素より成る群から選択されるヘテロ原子含有リガンドである。Q基の非限定的な例には、アルキルアミン、アリールアミン、メルカプト化合物、エトキシ化合物、カルボキシレート(例えばピバレート)、カルバメート、アゼニル、アズレン、ペンタレン、ホスホイル、ホスフィンイミン、ピロリル、ピロゾリル、カルバゾリル、ボラベンゼン、Mと結合することができる第15族又は第16族原子を含むその他の化合物が包含される。
本発明のさらに別の局面において、少なくとも1つのメタロセン触媒成分は、式(IVa)で表わされる非架橋「ハーフサンドイッチ」メタロセンである。
CpAMQqn (IVa)
(ここで、CpAは(I)中のCp基についてのように定義され、Mに結合するリガンドであり、
各Qは独立的にMに結合し、
Xは(I)において上に記載したような脱離基であり、
nは0〜3の範囲であり、1つの具体例においては0又は3であり、
qは0〜3の範囲であり、1つの具体例においては0又は3である。)
1つの具体例において、CpAはシクロペンタジエニル、インデニル、テトラヒドロインデニル、フルオレニル、それらの置換体及びそれらの組合せより成る群から選択される。
式(IVa)において、QはROO-、RO−、R(O)−、−NR−、−CR2−、−S−、−NR2、−CR3、−SR、−SiR3、−PR2、−H並びに置換及び非置換アリールより成る群から選択され、ここで、RはC1〜C6アルキル、C6〜C12アリール、C1〜C6アルキルアミン、C6〜C12アルキルアリールアミン、C1〜C6アルコキシ、C6〜C12アリールオキシ等より成る群から選択される。Qの非限定的な例には、C1〜C12カルバメート、C1〜C12カルボキシレート(例えばピバレート)、C2〜C20アリル及びC2〜C20ヘテロアリル部分が包含される。
言い換えれば、前記「ハーフサンドイッチ」メタロセンは、例えば米国特許第6069213号明細書に記載されたように式(IVb)におけるように記載することができる。
CpAM(Q2GZ)Xn 又は (IVb)
T(CpAM(Q2GZ)Xnm
(ここで、M、CpA、X及びnは上で定義した通りであり、
2GZは多座リガンド単位(例えばピバレート)を形成し、
Gは炭素又は珪素であり、
ZはR、−OR、−NR2、−CR3、−SR、−SiR3、−PR2及びヒドリドより成る群から選択され、
但し、Qが−NR−である場合にはZは−OR、−NR2、−SR、−SiR3、−PR2より成る群から選択され、また、Qについての中性原子価はZによって満たされ、
ここで、各Rは、C1〜C10ヘテロ原子含有基、C1〜C10アルキル、C6〜C12アリール、C6〜C12アルキルアリール、C1〜C10アルコキシ及びC6〜C12アリールオキシより成る群から独立的に選択され、
nは特定的な具体例においては1又は2であり、
TはC1〜C10アルキレン、C6〜C12アリーレン及びC1〜C10ヘテロ原子含有基及びC6〜C12ヘテロ環式基より成る群から選択される架橋基であり、各T基は隣接する「CpAM(Q2GZ)Xn」基同士を架橋するものであって、CpA基に化学結合し、
mは1〜7の整数であり、より特定的な具体例においてはmは2〜6の整数である。}
本発明の別の局面において、少なくとも1つのメタロセン触媒成分は、より特定的には構造(Va)、(Vb)、(Vc)及び(Vd)で記載することができる。
Figure 0004332501
Figure 0004332501
Figure 0004332501
Figure 0004332501
(ここで、構造(Va)〜(Vd)中のMは第3族〜第12族原子より成る群から選択され、より特定的な具体例においては第3族〜第10族原子より成る群から選択され、さらにより一層特定的な具体例においては第3族〜第6族原子より成る群から選択され、さらにより一層特定的な具体例においては第4族原子より成る群から選択され、さらにより一層特定的な具体例においてはZr及びHfより成る群から選択され、さらにより一層特定的な具体例においてはZrであり、
(Va−i)及び(Va−ii)中のQはハロゲンイオン、アルキル、アルキレン、アリール、アリーレン、アルコキシ、アリールオキシ、アミン、アルキルアミン、ホスフィン、アルキルホスフィン、置換アルキル、置換アリール、置換アルコキシ、置換アリールオキシ、置換アミン、置換アルキルアミン、置換ホスフィン、置換アルキルホスフィン、カルバメート、ヘテロアリル、カルボキシレート(好適なカルバメート及びカルボキシレートの非限定的な例には、トリメチルアセテート、トリメチルアセテート、メチルアセテート、p−トルエート、ベンゾエート、ジエチルカルバメート及びジメチルカルバメートが包含される)、フッ素化アルキル、フッ素化アリール及びフッ素化アルキルカルボキシレートより成る群から選択され、
qは1〜3の範囲の整数であり、
各R*は独立的に、1つの具体例においてはヒドロカルビル及びヘテロ原子含有ヒドロカルビルより成る群から選択され、別の具体例においてはアルキレン、置換アルキレン及びヘテロ原子含有ヒドロカルビルより成る群から選択され、より特定的な具体例においてはC1〜C12アルキレン、C1〜C12置換アルキレン及びC1〜C12ヘテロ原子含有炭化水素より成る群から選択され、さらにより一層特定的な具体例においてはC1〜C4アルキレンより成る群から選択され、別の具体例においては構造(Vb)〜(Vd)中の両方のR*基は同一であり、
Aは構造(II)中の(A)について上で記載した通りであり、より特定的には、1つの具体例においては−O−、−S−、−SO2−、−NR−、=SiR2、=GeR2、=SnR2、−R2SiSiR2−、RP=、C1〜C12アルキレン、置換C1〜C12アルキレン、二価C4〜C12環状炭化水素並びに置換及び非置換アリール基より成る群から選択され、より特定的な具体例においてはC5〜C8環状炭化水素、−CH2CH2−、=CR2及び=SiR2より成る群から選択され、ここで、Rは1つの具体例においてはアルキル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、フルオロアルキル及びヘテロ原子含有炭化水素より成る群から選択され、より特定的な具体例においてはC1〜C6アルキル、置換フェニル、フェニル及びC1〜C6アルコキシより成る群から選択され、さらにより一層特定的な具体例においてはメトキシ、メチル、フェノキシ及びフェニルより成る群から選択され、
Aはさらに別の具体例においては存在していなくてもよく、その場合には各R*はR1〜R12についてのように定義され、
各Xは(I)において上で記載した通りであり、
nは整数0〜4、別の具体例においては1〜3、さらに別の具体例においては1又は2であり、
1〜R12は独立的に、1つの具体例においては水素基、ハロゲン基、C1〜C12アルキル、C2〜C12アルケニル、C6〜C12アリール、C7〜C20アルキルアリール、C1〜C12アルコキシ、C1〜C12フルオロアルキル、C6〜C12フルオロアリール及びC1〜C12ヘテロ原子含有炭化水素並びにそれらの置換誘導体より成る群から選択され、より特定的な具体例においては水素基、フッ素基、塩素基、臭素基、C1〜C6アルキル、C2〜C6アルケニル、C7〜C18アルキルアリール、C1〜C6フルオロアルキル、C2〜C6フルオロアルケニル、C7〜C18フルオロアルキルアリールより成る群から選択され、さらにより一層特定的な具体例においては水素基、フッ素基、塩素基、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、ヘキシル、フェニル、2,6−ジメチルフェニル及び4−t−ブチルフェニル基より成る群から選択され、隣接するR基は、飽和、一部飽和又は完全飽和の環を形成してもよい。)
(Va)で表わされるメタロセン触媒成分の構造は、例えば米国特許第5026798号、同第5703187号及び同第5747406号の各明細書に開示されたように多くの形を採ることができ、例えば米国特許第5026798号及び同第6069213号の両明細書に開示されたようなダイマー又はオリゴマー構造を含む。
(Vd)に表わされるメタロセンの特定的な具体例においては、R1及びR2が共役6員炭素環系(置換されていても置換されていなくてもよい)を形成する。
本明細書の記載に一致するメタロセン触媒成分の非限定的な例には、以下のものが包含される:
シクロペンタジエニルジルコニウムXn
インデニルジルコニウムXn
(1−メチルインデニル)ジルコニウムXn
(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
(1−プロピルインデニル)ジルコニウムXn
(2−プロピルインデニル)ジルコニウムXn
(1−ブチルインデニル)ジルコニウムXn
(2−ブチルインデニル)ジルコニウムXn
(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
テトラヒドロインデニルジルコニウムXn
(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
シクロペンタジエニルジルコニウムXn
ペンタメチルシクロペンタジエニルチタンXn
テトラメチルシクロペンチルチタンXn
1,2,4−トリメチルシクロペンタジエニルジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(1,2,3−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(1,2−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(インデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(2−メチルインデニル)(フルオレニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルゲルミル(1,2−ジメチルシクロペンタジエニル)(3−イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジフェニルメチリデン(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
ジフェニルメチリデン(シクロペンタジエニル)(インデニル)ジルコニウムXn
イソプロピリデンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
イソプロピリデン(3−メチルシクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
メソエチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−メチル−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−メチル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−プロピル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−イソプロピル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−ブチル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−イソブチル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
ジフェニル(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(1−インデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(2−プロピルインデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(2−ブチルインデニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリルビス(2−プロピルインデニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリルビス(2−ブチルインデニル)ジルコニウムXn
ジメチルゲルミルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリル(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリルビス(インデニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
シクロテトラメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(2,3,5−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(N−t−ブチルアミド)チタンXn
ビス(シクロペンタジエニル)クロムXn
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(n−ドデシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(イソブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(n−オクチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(n−ペンチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1,3−ビス(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1−エチル−2−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1−エチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ス(1−プロピル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1−n−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1−イソブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1−プロピル−3−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1,3−n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(4,7−ジメチルインデニル)ジルコニウムXn
ビス(インデニル)ジルコニウムXn
ビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
シクロペンタジエニルインデニルジルコニウムXn
ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ビス(n−ペンチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
(n−プロピルシクロペンタジエニル)(n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ビス[(2−トリメチルシリルエチル)シクロペンタジエニル]ハフニウムXn
ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ビス(2−n−プロピルインデニル)ハフニウムXn
ビス(2−n−ブチルインデニル)ハフニウムXn
ジメチルシリルビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ジメチルシリルビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ビス(9−n−プロピルフルオレニル)ハフニウムXn
ビス(9−n−ブチルフルオレニル)ハフニウムXn
(9−n−プロピルフルオレニル)(2−n−プロピルインデニル)ハフニウムXn
ビス(1−n−プロピル−2−メチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
(n−プロピルシクロペンタジエニル)(1−n−プロピル−3−n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロプロピルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロブチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘキシルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘプチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロオクチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロノニルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロデシルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロウンデシルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロドデシルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(sec−ブチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−デシルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクタデシルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロプロピルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロブチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘキシルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘプチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロオクチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロノニルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロデシルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロウンデシルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロドデシルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(sec−ブチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−デシルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクタデシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロプロピルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロブチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘキシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘプチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロオクチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロノニルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロデシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロウンデシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロドデシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(sec−ブチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−デシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクタデシルアミド)チタンXn
及びそれらの誘導体。
ここで、nの値は1、2又は3であり、少なくとも1つのXはフッ化物イオンである。「それらの誘導体」とは、1つの具体例においては構造(Va)〜(Vd)について上に記載したような任意の置換又は環形成を意味し、特に、金属「M」(Cr、Zr、Ti及びHf)のCr、Zr、Hf及びTiより成る群から選択される原子による置き換え、並びに「X」基のC1〜C5アルキル、C6アリール、C6〜C10アルキルアリール、フッ素、塩素又は臭素のいずれかによる置き換えを意味する。特定的な具体例においては、上記メタロセンのそれぞれが、X基の1個又はそれより多くがフッ化物であるフッ化物化メタロセンであり、さらにより一層特定的な具体例においては、全部のX基がフッ化物であるフッ化物化メタロセンである。
より特定的には、本発明の方法において有用なフッ化物化触媒成分の非限定的な例は、次の通りである:
ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(イソブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(ネオペンチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(シクロペンチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(シクロヘキシルメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(アリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス((3−ブテニル)シクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(トリメチルゲルミルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(トリメチルシリルメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1,2−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1,2,3−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1,2,4−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1,3−メチルエチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1,3−メチルプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1,3−メチルブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(フェニルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1,3−メチルフェニルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(ベンジルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1,3−メチルベンジルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(フェネチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス((3−フェニルプロピル)シクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
(テトラメチルシクロペンタジエニル)(プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(シクロペンチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(1,3−メチルブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(プロピルテトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(ブチルテトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(シクロペンチルテトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(インデニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(1−メチルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(フルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(テトラヒドロフルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
シクロペンタジエニル(オクタヒドロフルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(トリヒドロペンタレニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(ペンタヒドロアズレニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
エチレンビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(インデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1−メチルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(4,7−ジメチルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(5,6−ジメチルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1−フェニルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(2−フェニルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(フルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(1−メチルフルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(3−プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(2,4−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(2,3,5−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(インデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(2−メチル−4−(3,5−ジ−t−ブチル)フェニルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(インデニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(インデニル)ジルコニウムジフルオリド、
シラシクロブチル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(インデニル)ジルコニウムジフルオリド、
シラシクロペンチル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(インデニル)ジルコニウムジフルオリド、
エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジフルオリド、
エチレンビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジフルオリド、
イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジフェニルメチリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジフェニルシリル(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(フルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
エチレンビス(フルオレニル)ジルコニウムジフルオリド、
ビス(メチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(エチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(イソブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(ネオペンチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(シクロペンチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(アリルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス((3−ブテニル)シクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(シクロヘキシルメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(トリメチルシリルメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス((3−フェニルプロピル)シクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(1,3−メチルブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(1,3−メチルプロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
エチレンビス(インデニル)ハフニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(3−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(2,4−メチルプロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジフルオリド、
ジメチルシリルビス(インデニル)ハフニウムジフルオリド、
ジフェニルシリルビス(インデニル)ハフニウムジフルオリド、
ビス(シクロペンタジエニル)チタンジフルオリド、
ビス(メチルシクロペンタジエニル)チタンジフルオリド、
ビス(エチルシクロペンタジエニル)チタンジフルオリド、
ビス(プロピルシクロペンタジエニル)チタンジフルオリド、
ビス(ブチルシクロペンタジエニル)チタンジフルオリド、
ビス(イソブチルシクロペンタジエニル)チタンジフルオリド、
ビス(ネオペンチルシクロペンタジエニル)チタンジフルオリド、
ビス(シクロペンチルシクロペンタジエニル)チタンジフルオリド、
エチレンビス(インデニル)チタンジフルオリド、
ジメチルシリルビス(インデニル)チタンジフルオリド、
ジフェニルシリル(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジフルオリド、
(シクロペンタジエニル)ジルコニウムトリフルオリド、
(インデニル)ジルコニウムトリフルオリド、
(1−メチルインデニル)ジルコニウムトリフルオリド、
(2−メチルインデニル)ジルコニウムトリフルオリド、
(1−プロピルインデニル)ジルコニウムトリフルオリド、
(2−プロピルインデニル)ジルコニウムトリフルオリド、
(1−ブチルインデニル)ジルコニウムトリフルオリド、
(2−ブチルインデニル)ジルコニウムトリフルオリド、
(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムトリフルオリド、
(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムトリフルオリド、
(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムトリフルオリド、
(シクロペンタジエニル)ジルコニウムトリフルオリド、
ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリフルオリド、
テトラメチルシクロペンチルジエニルチタントリフルオリド、
1,2,4−トリメチルシクロペンタジエニルジルコニウムトリフルオリド、
及びそれらの混合物。
上に記載したメタロセン触媒成分がそれらの構造異性体や光学異性体、鏡像異性体(ラセミ混合物)を包含することも構想され、1つの具体例においては純粋なエナンチオマーであってもよい。
本明細書において用いる場合、ラセミ及び/又はメソ異性体を有する単一の架橋非対称置換メタロセン触媒成分は、それ自体では、少なくとも2個の異なる架橋メタロセン触媒成分とは見なさない。
本発明において有用な「メタロセン触媒成分」は、本明細書に記載される任意の「具体例」の任意の組合せを含むことができる。
2金属触媒成分を形成するために一緒にする時の第1の触媒成分からの金属対第2の触媒成分のモル比(例えばTi:Zrのモル比)は、1つの具体例においては0.1〜20の値、別の具体例においては1〜18、さらに別の具体例においては2〜15、さらに別の具体例においては3〜12であり、さらに別の具体例においては4〜10、さらに別の具体例においては4〜8であり、第1の触媒成分の金属対第2の触媒成分の金属の望ましいモル比は、ここに記載された任意の上限と任意の下限との任意の組合せである。
活性剤
本明細書において用いた場合、用語「活性剤」とは、例えば触媒成分からカチオン性種を作り出すことによって、シングルサイト触媒化合物(例えばメタロセン、第15族含有触媒等)を活性化することができる任意の化合物又は化合物の組合せ(担持されたもの又は担持されていないもの)と定義される。典型的には、これは、触媒成分の金属中心からの少なくとも1つの脱離基(上記の式/構造中のX基)の引抜きを伴う。本発明の触媒成分は、かかる活性剤を用いることによってこうしてオレフィン重合に対して活性化される。かかる活性剤の具体例には、ルイス酸、例えば環状若しくはオリゴマー状ポリ(ヒドロカルビルアルミニウムオキシド)及びいわゆる非配位イオン性活性剤(「NCA」)(又は「イオン化活性剤」若しくは「化学量論的活性剤」)、又は中性メタロセン触媒成分をオレフィン重合について活性なメタロセンカチオンに転化させることができるその他の任意の化合物が包含される。
より特定的には、アルモキサン(例えば「MAO」)、変性アルモキサン(例えば「TIBAO」)及びアルキルアルミニウム化合物のようなルイス酸を活性剤として、並びに/又はトリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素及び/若しくはトリスペルフルオロフェニルホウ素メタロイド前駆体のようなイオン化活性剤(中性若しくはイオン性)を本明細書に記載された望ましいメタロセンを活性化するために用いることも、本発明の範囲内である。MAO及び他のアルミニウムベース活性剤は、当技術分野においてよく知られている。イオン化活性剤は当技術分野においてよく知られており、例えばEugene You-Xian Chen及びTobin J. Marks、Cocatalysts for Metal-Catalyzed Olefin Polymerization: Activators, Activation Processes, and Structure-Activity Relationships 100(4) CHEMICAL REVIEWS 1391-1434 (2000) に記載されている。活性剤は、Gregory G. HlatkyによってHeterogeneous Single-Site Catalysts for Olefin Polymerization 100(4) CHEMICAL REVIEWS 1347-1374 (2000)に記載されたように、触媒成分(例えばメタロセン)と一緒に又は触媒成分とは別に、担体と連結させたり担体に結合させたりすることができる。
本発明の方法において用いるための触媒前駆体化合物についての活性剤として利用することができるアルミニウムアルキル化合物の非限定的な例には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム等が包含される。
中性イオン化活性剤の例には、第13族三置換化合物、特に三置換ホウ素、テルル、アルミニウム、ガリウム及びインジウム化合物並びにそれらの混合物が包含される。3つの置換基はそれぞれ独立的に、アルキル、アルケニル、ハロゲン、置換アルキル、アリール、アリールハライド、アルコキシ及びハライドより成る群から選択される。1つの具体例において、3つの置換基は、ハロゲン、単環又は多環式(ハロ置換体を含む)アリール、アルキル及びアルケニル化合物並びにそれらの混合物より成る群から独立的に選択される。別の具体例において、3つの置換基は、1〜20個の炭素原子を有するアルケニル基、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基、1〜20個の炭素原子を有するアルコキシ基及び3〜20個の炭素原子を有するアリール基(置換アリールを含む)並びにそれらの組合せより成る群から選択される。さらに別の具体例において、3つの置換基は、1〜4個の炭素原子を有するアルキル、フェニル、ナフチル及びそれらの混合物より成る群から選択される。さらに別の具体例においては、3つの置換基が1〜4個の炭素原子を有する高ハロゲン化アルキル、高ハロゲン化フェニル及び高ハロゲン化 ナフチル並びにそれらの混合物より成る群から選択される。「高ハロゲン化」とは、水素の少なくとも50%がフッ素、塩素及び臭素より成る群から選択されるハロゲン基で置き換えられていることを意味する。さらに別の具体例においては、中性化学量論的活性剤が高フッ化物化アリール基(高フッ化物化フェニル及び高フッ化物化ナフチル基)を含む三置換第13族化合物である。
別の具体例において、中性三置換第13族化合物は、トリスペルフルオロフェニルホウ素、トリスペルフルオロナフチルホウ素、トリス(3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル)ホウ素、トリス(ジ−t−ブチルメチルシリル)ペルフルオロフェニルホウ素及びその他の高フッ素化トリスアリールホウ素化合物のようなホウ素化合物並びにそれらの組合せ、並びにそれらのアルミニウム等価物である。その他の好適な中性イオン化活性剤は、米国特許第6399532B1号及び同第6268445B1号の両明細書並びに19 ORGANOMETALLICS 3332-3337 (2000)及びin 17 ORGANOMETALLICS 3996-4003 (1998)に記載されている。
イオン性イオン化活性剤の例示としての非限定的な例には、トリエチルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(p−トリル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(o−トリル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテトラ(o,p−ジメチルフェニル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(m,m−ジメチルフェニル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(p−トリフルオロメチルフェニル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(o−トリル)ホウ素等のようなトリアルキル置換アンモニウム塩;N,N−ジメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N−ジエチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N−2,4,6−ペンタメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素等のようなN,N−ジアルキルアニリニウム塩;ジ−(イソプロピル)アンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、ジシクロヘキシルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素等のようなジアルキルアンモニウム塩;並びにトリフェニルホスホニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムテトラ(フェニル)ホウ素等のようなトリアリールホスホニウム塩、並びにそれらのアルミニウム等価物が包含される。
本発明の活性剤のさらに別の具体例においては、アルキルアルミニウムをヘテロ環式化合物と組み合わせて用いることができる。ヘテロ環式化合物の環は、少なくとも1個の窒素、酸素及び/又は硫黄原子を含むことができ、1つの具体例においては少なくとも1個の窒素原子を含む。ヘテロ環式化合物は、1つの具体例においては4個又はそれより多くの環員を含み、別の具体例においては5個又はそれより多くの環員を含む。
アルキルアルミニウムと共に活性剤として用いるためのヘテロ環式化合物は、置換されていなくてもよく、1個の置換基で若しくは複数の置換基の組合せで置換されていてもよい。好適な置換基の例には、ハロゲン、アルキル、アルケニル若しくはアルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アリール置換アルキル基、アシル基、アロイル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、ジアルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキル−若しくはジアルキル−カルバモイル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アロイルアミノ基、直鎖状、分枝鎖状若しくは環状アルキレン基又はそれらの任意の組合せが包含される。置換基もまた、ハロゲン、特にフッ素若しくは臭素、又はへテロ原子等で置換されていてもよい。
炭化水素置換基の非限定的な例には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ベンジル又はフェニル基等(それらのすべての異性体、例えばt−ブチル、イソプロピル等を含む)が包含される。置換基のその他の例には、フルオロメチル、フルオロエチル、ジフルオロエチル、ヨードプロピル、ブロモヘキシル又はクロロベンジルが包含される。
1つの具体例において、前記ヘテロ環式化合物は非置換である。別の具体例においては、ヘテロ環式化合物上の1つ以上の部位がハロゲン原子又はハロゲン原子含有基、例えばハロゲン化アリール基で置換されている。1つの具体例において、このハロゲンは塩素、臭素及びフッ素より成る群から選択され、別の具体例においてはフッ素及び臭素より成る群から選択され、さらに別の具体例においてはハロゲンはフッ素である。
本発明の活性剤中に用いられるヘテロ環式化合物の非限定的な例には、置換及び非置換ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピロリン、ピロリジン、プリン、カルバゾール及びインドール、フェニルインドール、フェニルインドール、2,5−ジメチルピロール、3−ペンタフルオロフェニルピロール、4,5,6,7−テトラフルオロインドール又は3,4−ジフルオロピロールが包含される。
1つの具体例においては、前記のヘテロ環式化合物をアルキルアルミニウム又はアルモキサンと一緒にすることによって、触媒成分(例えばメタロセン)と反応した際に活性重合触媒を生成する活性剤化合物が得られる。アルキルアルミニウムの非限定的な例には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム、トリイソオクチルアルミニウム、トリフェニルアルミニウム及びそれらの組合せが包含される。
その他の活性剤には、トリス(2,2’,2”−ノナフルオロビフェニル)フルオロアルミネートのような国際公開WO98/07515号パンフレットに記載されたものが包含される。また、活性剤の組合せ物、例えばアルモキサンとイオン化活性剤との組合せも、本発明によって構想される。その他の活性剤には、アルミニウム/ホウ素錯体、過塩素酸塩、過ヨウ素酸塩及びヨウ素酸塩(それらの水和物を含む);リチウム(2,2’−ビスフェニル−ジトリメチルシリケート)−4THF;シリリウム塩が適合性の非配位アニオンと組み合わされたものが包含される。また、中性メタロセンタイプの触媒化合物又は前駆体をオレフィンを重合させることができるメタロセンタイプのカチオンにするための活性化方法として、放射線や電気化学的酸化等を用いた活性化方法も構想される。メタロセンタイプの触媒化合物を活性化するためのその他の活性剤や方法は、例えば米国特許第5849852号、同第5859653号及び同第5869723号の各明細書並びに国際公開WO98/32775号パンフレットに記載されている。
一般的に、活性剤対触媒成分のモル比を1つの具体例においては1000:1〜0.1:1、より特定的な具体例においては300:1〜1:1、さらにより一層特定的な具体例においては150:1〜1:1、さらにより一層特定的な具体例においては50:1〜1:1、さらにより一層特定的な具体例においては10:1〜0.5:1、さらにより一層特定的な具体例においては3:1〜0.3:1にして活性剤と触媒成分とを一緒にする。ここで、望ましい範囲は、ここに記載された任意の上限モル比と任意の下限モル比との任意の組合せを含むことができる。活性剤が環状又はオリゴマー状ポリ(ヒドロカルビルアルミニウムオキシド)(例えば「MAO」)である場合には、活性剤対触媒成分のモル比は、1つの具体例においては2:1〜100000:1の範囲、別の具体例においては10:1〜10000:1の範囲、より特定的な具体例においては50:1〜2000:1の範囲にする。活性剤が中性又はイオン性イオン化活性剤、例えばホウ素アルキル及びホウ素アルキルのイオン性塩である場合には、活性剤対触媒成分のモル比は、1つの具体例においては0.5:1〜10:1の範囲、さらにより一層特定的な具体例においては1:1〜5:1の範囲にする。
より特定的には、Al/メタロセン金属のモル比(MAOからのAl)は、1つの具体例においては40〜500の範囲、別の具体例においては50〜400の範囲、さらに別の具体例においては60〜300の範囲、さらに別の具体例においては70〜200の範囲、さらに別の具体例においては80〜175の範囲、さらに別の具体例においては90〜125の範囲とする。ここで、Al(MAO)対メタロセン金属「M」の望ましいモル比は、ここに記載された任意の上限と任意の下限との任意の組合せであることができる。
担体
また、本発明の2金属触媒系の一部として担体を存在させることもできる。メタロセンのようなシングルサイト触媒用の担体、担持方法、変性方法及び担体活性化方法は、例えば1 METALLOCENE-BASED POLYOLEFINS 173-218(J. Scheirs及びW. Kaminsky編集、John Wiley and Sons社、2000)に議論されている。本明細書において用いた場合の用語「担体」と「キャリヤー」とは同義で用いられ、任意の担体材料、1つの具体例においては多孔質担体材料を言い、無機担体材料も有機担体材料も含む。担体材料の非限定的な例には、無機酸化物及び無機塩化物、特にタルク、クレー、シリカ、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、酸化鉄、ボリア、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化バリウム、トリア、リン酸アルミニウムゲル、ガラスビーズのような材料、並びにポリ塩化ビニル及び置換ポリスチレンのようなポリマー、ポリスチレン ジビニルベンゼン ポリオレフィン又はポリマー化合物のような官能化又は架橋有機担体、並びにそれらの混合物、並びにグラファイト(その様々な形の内の任意のもの)が包含される。
担体は多くの方法で触媒系の他の成分と接触させることができる。1つの具体例においては、担体と活性剤とを接触させて、担体と活性剤との間の連結(又は「結合した活性剤」)を形成させる。別の具体例においては、触媒成分と担体とを接触させて、「結合した触媒成分」を形成させてもよい。さらに別の具体例においては、担体を活性剤及び触媒成分を一緒にしたものと接触させることもでき、それぞれに任意の順序で部分的に接触させることもできる。これらの成分は、溶液、スラリー若しくは固体の形又はそれらの内のいくつかの組合せのような任意の好適な手段で接触させることができ、所望の化学的/物理的変換を達成するために任意の望ましい温度に加熱することもできる。
望ましいキャリヤーは無機酸化物であり、これには、1つの具体例においては第2、3、4、5、13及び14族酸化物及び塩化物が包含され、より特定的には第13及び14族原子の無機酸化物及び塩化物が包含される。さらにより一層特定的には、担体材料にはシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、塩化マグネシウム、グラファイト及びそれらの混合物が包含される。その他の有用な担体には、マグネシア、チタニア、ジルコニア、モンモリロナイト(ヨーロッパ特許第0511665B1号公報)、フィロシリケート等が包含される。また、これらの担体材料の組合せ、例えばシリカ−クロム、シリカ−アルミナ、シリカ−チタニア等を用いることもできる。追加の担体材料には、ヨーロッパ特許第0767184B1号公報に記載された多孔質アクリルポリマーが包含され得る。
本発明において有用な担体の1つの局面において、担体は10〜700m2/gの範囲の表面積、0.1〜4.0cm3/gの範囲の孔容積及び5〜500μmの範囲の平均粒子寸法を有する。別の具体例においては、キャリヤーの表面積が50〜500m2/gの範囲であり、孔容積が0.5〜3.5cm3/gの範囲であり、平均粒子寸法が10〜200μmの範囲である。さらに別の具体例においては、キャリヤーの表面積が100〜400m2/gの範囲であり、孔容積が0.8〜3.0cm3/gであり、平均粒子寸法5〜100μmである。本発明のキャリヤーの平均孔寸法は、10〜1000Åの範囲、別の具体例においては50〜500Åの範囲、さらに別の具体例においては75〜350Åの範囲である。
担体の1つの具体例においては、グラファイトを担体として用いる。グラファイトは1つの具体例においては粉末である。別の具体例において、グラファイトはフレークグラファイトである。別の具体例において、グラファイトは1〜500μm、別の具体例においては1〜400μm、さらに別の具体例においては1〜200μm、さらに別の具体例においては1〜100μmの粒子寸法を有する。
また、担体の脱水又はか焼は、実施してもよく、実施しなくてもよい。1つの具体例においては、フッ素又はその他の担体変性用化合物との反応に先立って担体をか焼する。別の具体例においては、担体をか焼し、さらなる変性なしで用いるか、又はか焼し、次いで1種若しくはそれより多くの活性剤及び/若しくは触媒成分と接触させる。好適なか焼温度は、1つの具体例においては100℃〜1500℃の範囲、別の具体例においては200℃〜1200℃の範囲、別の具体例においては300℃〜1000℃の範囲、さらに別の具体例においては350℃〜900℃の範囲、さらにより一層特定的な具体例においては400℃〜850℃の範囲、さらにより一層特定的な具体例においては800℃〜900℃の範囲、さらにより一層特定的な具体例においては810℃〜890℃の範囲である。ここで、望ましい範囲は、任意の上限温度と任意の下限温度との任意の組合せを含む。か焼は、例えば乾燥窒素の雰囲気を用いることによって、酸素及び湿分の不在下で行なうことができる。
担体、特に無機担体又はグラファイト担体は、例えばハロゲン化プロセスやその他の好適なプロセス(例えば化学結合、イオン性相互作用又はその他の物理的若しくは化学的相互作用によって担体に化学種を連結させるもの)によって、前処理してもよい。1つの具体例においては、担体をフッ化物化する。担体にフッ素を提供するのに好適なフッ素化合物は、無機フッ素含有化合物であるのが望ましい。かかる無機フッ素含有化合物は、炭素原子を含有してさえいなければ、任意のフッ素原子含有化合物であってよい。特に望ましいのは、NH4BF4、(NH42SiF6、NH4PF6、NH4F、(NH42TaF7、NH4NbF4、(NH42GeF6、(NH42SmF6、(NH42TiF6、(NH42ZrF6、MoF6、ReF6、GaF3、SO2ClF、F2、SiF4、SF6、ClF3、ClF5、BrF5、IF7、NF3、HF、BF3、NHF2及びNH4HF2より成る群から選択される無機フッ素含有化合物である。
フッ素化合物による担体の望ましい処理方法は、1つの具体例においては担体1g当たりにF0.01〜10.0ミリモルの濃度、別の具体例においては担体1g当たりにF0.05〜6.0ミリモルの範囲の濃度、さらに別の具体例においては担体1g当たりにF0.1〜3.0ミリモルの範囲の濃度でブレンドすることによって、これら2種の成分を乾式混合するものである。フッ素化合物は、担体の脱水又はか焼のための容器に装填する前又は後に担体と乾式混合することができる。従って、担体上に存在するフッ素濃度は、1つの具体例においては担体の0.2〜5重量%の範囲、別の具体例においては0.6〜3.5重量%の範囲とする。
フッ素化合物による担体の別の処理方法は、フッ素を水のような溶剤中に溶解させ、次いでこのフッ素含有溶液に担体を接触させるものである。水を用い且つシリカが担体である場合には、担体の全孔容積より少ない量の水を用いるのが望ましい。この担体と例えばフッ素化合物との接触は、1つの具体例においては100℃〜1000℃、別の具体例においては200℃〜800℃、さらに別の具体例においては300℃〜600℃の温度においてスラリー混合又は乾式混合のような任意の好適な手段で行うのが望ましく、いずれの場合にも接触を2〜8時間行う。
1種より多くの触媒成分を担体と同時接触(又は同時固定化)することも、本発明の範囲内である。触媒成分の同時固定化の非限定的な例には、2つ又はそれより多くの同一の又は異なるメタロセン触媒成分、1種又はそれより多くのメタロセンとチーグラー・ナッタタイプ触媒、1種又はそれより多くのメタロセンとクロム又は「フィリップス」タイプ触媒、1種又はそれより多くのメタロセンと第15族含有触媒、及びこれらの組合せのいずれかと1種又はそれより多くの活性剤が包含される。より特定的には、同時担持される組合せ物には、メタロセンA/メタロセンA、メタロセンA/メタロセンB、メタロセン/チーグラー・ナッタ、メタロセン/第15族含有触媒、メタロセン/クロム触媒、メタロセン/チーグラー・ナッタ/第15族含有触媒、メタロセン/クロム触媒/第15族含有触媒、これらのいずれかと活性剤、及びそれらの組合せが包含される。
さらに、本発明の触媒系は、任意の数の方法での、担持された又は担持されていない活性剤と触媒成分との任意の組合せを含むことができる。例えば、触媒成分は、メタロセン及び/又は第15族含有触媒成分(例えば米国特許第6265505号明細書、同第5707913号明細書、ヨーロッパ特許第0893454号公報及び国際公開WO99/01460号パンフレット)の一方又は両方を含むことができ、任意の活性剤の組合せを含むことができ、それらはいずれも、本明細書に記載されたような任意の数の担体で担持されていてもよい。本発明において有用な触媒系組合せの非限定的な例には、MN+NCA、MN:S+NCA、NCA:S+MN、MN:NCA:S、MN+AlA、MN:S+AlA、AlA:S+MN、MN:AlA:S、AlA:S+NCA+MN、NCA:S+MN+AlA、G15+NCA、G15:S+NCA、NCA:S+G15、G15:NCA:S、G15+AlA、G15:S+AlA、AlA:S+G15、G15:AlA:S、AlA:S+NCA+G15、NCA:S+G15+AlA、MN+NCA+G15、MN:S+NCA+G15、NCA:S+MN+G15、MN:NCA:S+G15、MN+G15+AlA、MN:S+AlA+G15、AlA:S+MN+G15、MN:AlA:S+G15、AlA:S+NCA+MN+G15、NCA:S+MN+AlA+G15、MN+NCA、G15:MN:S+NCA、G15:NCA:S+MN、G15:MN:NCA:S、G15:MN:S+AlA、G15:AlA:S+MN、G15:MN:AlA:S、G15:AlA:S+NCA+MN、G15:NCA:S+MN+AlA、MN+ZN+NCA、MN:S+ZN+NCA、NCA:S+ZN+MN、ZN:MN:NCA:S、MN+ZN+AlA、MN:ZN:S+AlA、AlA:S+ZN+MN、MN:AlA:ZN:S、AlA:ZN:S+NCA+MN、MN:AlA:S+ZNが包含され、ここで、「MN」はメタロセン成分、「ZN」はチーグラー・ナッタ触媒成分、例えば第1の触媒成分について上で記載したもの、「NCA」は上に記載したようなイオン性及び中性ホウ素及びアルミニウムベース化合物を含む非配位活性剤であり、「AlA」はアルミニウムアルキル及び/又はアルモキサンベース活性剤であり、「G15」は上に記載したような第15族含有触媒成分であり、「S」は担体であり、「S」と共に用いられる「:」は「:」の次の基が前処理及びその他の当技術分野において周知の技術によって担体に連結している(「担体に担持されている」)ことを意味し、「+」印は追加の成分が担体に直接結合するのではなくて担体及び担体に結合した種と一緒に存在する(例えばスラリー、溶液、気相又はその他の方法で存在する)ことを意味するが、しかし担体及び/又は担持された種との物理化学的相互作用を何ら持たない種に限定されることを意図するものではない。かくして、例えば具体例「MN:NCA:S+G15」は、メタロセン及びNCA活性剤が担体に結合し、例えば気相重合において第15族含有触媒成分と一緒に存在することを意味する。
特定的な具体例において、触媒系は、MN:ZN:NCA:S、MN:ZN:AlA:S、MN:AlA:S+ZN、ZN:AlA:S+MN、MN:NCA:S+ZN及びZN:MN:AlA:NCA:Sより成る群から選択される。これらの成分は、最も高い重合活性を達成するために望ましい任意の順序で一緒にすることができる。1つの具体例においてはメタロセンを固定化する前にZN触媒を固定化させ、別の具体例においてはメタロセンを最初に固定化させ、さらに別の具体例においては活性剤を最初に固定化させ、次いでメタロセン及び/又はZN触媒を固定化させる。さらに別の具体例においては、MN及びZN触媒成分の両方を同時に担体上に固定化させ、この担体は、1つの具体例においては活性剤で前処理したものであり、さらに別の具体例においては触媒成分処理の後に処理される。
本発明において有用な担体の1つの具体例はいわゆる「強化担体」であり、これは担体粒子を少なくとも800℃又はそれより高い脱水温度、別の具体例においては800℃〜1000℃の範囲の脱水温度に加熱して変性された化学構造を有する強化担体を得ることによって調製される。特定的な具体例においては、担体の加熱を不活性(例えばN2又はAr)雰囲気中で、水の不在下において行なう。好ましい具体例においては、強化担体を本明細書に記載された2金属触媒のその他の部分と一緒にして担持された2金属触媒を形成させ、これを次いで2モードポリオレフィン組成物を製造するための重合の際にモノマーと接触させた時に、高められた生産性が達成される。
1つの特定的な具体例又はより一層特定的な具体例においては、最初に強化担体を好ましくは以下に記載する態様で調製し、次いでその強化担体を処理して(例えば第1の触媒を形成する成分と一緒にして)第1の触媒成分を含む担持された触媒を提供する。特定的な具体例においては、その担持された第1の触媒を次いで第2の触媒成分の存在下で処理して担持された2金属触媒を提供する。
強化担体は、任意の好適な手段によって調製され、より特定的には例えば加熱、低圧暴露、化学処理又はそれらの組合せによって水が担体から除去される任意の手段によって、調製される。担体を少なくとも800℃、特定的な具体例においては800℃〜1000℃の範囲の脱水温度に加熱して得られた強化担体、例えば強化シリカは、それより低い温度、即ち800℃より低い温度で脱水された担体を上回る(800℃よりわずかに低い温度、例えば760℃で脱水された担体と比較した場合にさえ)驚異的に改善された結果をもたらす。強化手順自体から即座に明らかになるわけではないが、熱処理は担体の構造自体に実際の化学的及び/又は物理的変化をもたらすことが意図され、これを本明細書に記載された第1及び第2の触媒成分と一緒にして実際の重合の状況に置いた時にのみその有益な構造をあらわにする。例えば、強化シリカを第1の触媒成分及び第2の触媒成分の両方と一緒にして担持された2金属触媒組成物を形成させた場合、この強化シリカを含む担持された2金属触媒組成物は、単一の反応器中で2モードポリオレフィンを作るための重合プロセスに用いた場合に望ましく高い生産性を有することが見出された。例えば、少なくとも3000gポリマー/g触媒の生産性を達成することができる。より好ましくは、強化担体を含む2金属触媒は、少なくとも3500gポリマー/g触媒の生産性を有する。さらにより一層好ましくは、強化担体を有する2金属触媒は、少なくとも4000gポリマー/g触媒の生産性を有する。本発明の別の特定的な具体例は、4500gポリマー/g触媒及びそれより高い生産性、5000gポリマー/g触媒及びそれより高い生産性、さらには6000gポリマー/g触媒及びそれより高い生産性を有する2金属触媒を含む。
特定的な具体例において、本発明において有用な担体は、0.8〜3cm3/gの範囲の孔容積及び100〜500m2/gの範囲の表面積を有する第13又は14族無機酸化物担体である。この担体は1つの具体例においては本明細書に記載されたように脱水されたものであるのが望ましい。好ましい担体は、W.R. Grace and Company社のDavison Chemical事業部より販売されているDavison 952又はSylopol(登録商標)955のような非晶質高表面積シリカである。これらのシリカは球状形態にあり、噴霧乾燥プロセスによって調製され、300m2/gの表面積及び1.65cm3/gの孔容積を有する。シリカを600℃において脱水するための手順は、米国特許第5525678号明細書に記載されている。
強化担体は次いで非極性炭化水素希釈剤と一緒にされて担体スラリーを形成し、これは撹拌することができ且つ混合する際に随意に加熱することができる。
担体スラリーを形成させるためには様々な非極性炭化水素希釈剤を用いることができるが、しかし選択される非極性炭化水素希釈剤はいずれもすべての妥当な反応温度において液状形態にとどまるものであるべきであり、第1の触媒成分を形成するのに用いられる成分がこの非極性炭化水素中に少なくとも一部可溶のものであるべきである。従って、たとえある具体例においてはこれらの成分がこの炭化水素中に一部可溶なだけであっても、非極性炭化水素希釈剤は、本明細書においては「溶剤」と見なす。
好適な非極性炭化水素の例には、C4〜C10直鎖状又は分枝鎖状アルカン、シクロアルカン及び芳香族が包含される。より特定的には、非極性炭化水素は、イソペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、n−ヘプタン、オクタン、ノナン若しくはデカンのような非極性アルカン、シクロヘキサンのような非極性シクロアルカン又はベンゼン、トルエン若しくはエチルベンゼンのような芳香族であることができる。また、異なる非極性炭化水素の混合物を用いることもできる。
担体スラリーは、担体粒子と非極性炭化水素溶剤とを混合する際及びその後の両方において加熱することができるが、触媒の一方又は両方を担体スラリーと一緒にする時点においては、どちらの触媒もうっかり失活してしまうことがないように、スラリーの温度を充分低くしておくべきである。かくして、担体スラリー(例えばシリカスラリー)の温度は、好ましくは90℃より低い温度、例えば25〜70℃、別の具体例においては40〜60℃の温度に保つ。
気相重合プロセス
本明細書に記載された2金属触媒、より特定的には担持された2金属触媒組成物は、2モードポリオレフィン組成物、即ち2モード分子量分布を有する組成物を作るのに好ましく用いられる。特定的な具体例においては、本明細書に記載された2金属触媒は、単一の重合反応器中で2モードポリオレフィン組成物を作るのに用いられる。ひとたび担持された2金属触媒組成物が上に記載されたように調製されたら、この組成物を使って様々なプロセスを実施することができる。用いることができる様々なアプローチの中には、米国特許第5525678号明細書に記載された手順が包含され、そのプロセスはここに特許請求された発明に従って改良され、例えばここに記載されたような高い流動化嵩密度を伴う。もちろん、生成するポリマーの所望の組成及び特性に応じて、そのプロセスにおける装置、プロセス条件、反応成分、添加剤及びその他の材料を変える。例えば、以下の特許明細書のいずれかにおいて議論されているプロセスを用いることができる:米国特許第6420580号、同第6388115号、同第6380328号、同第6359072号、同第6346586号、同第6340730号、同第6339134号、同第6300436号、同第6274684号、同第6271323号、同第6248845号、同第6245868号、同第6245705号、同第6242545号、同第6211105号、同第6207606号、同第6180735号及び同第6147173号の各明細書。
より特定的には、本発明の方法は、2〜30個の炭素原子、より特定的な具体例においては2〜12個の炭素原子、さらにより一層特定的な具体例においては2〜8個の炭素原子を有する1種又はそれより多くのオレフィンモノマーの気相重合法に向けられる。本発明は、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−ノネン、4−メチル−1−ペンテン、1−イソブテン、1−イソブテン及び1−デセンの内の2種又はそれより多くのオレフィンモノマーの重合に特に好適である。
本発明の方法において有用なその他のモノマーには、エチレン性不飽和モノマー、4〜18個の炭素原子を有するジオレフィン、共役又は非共役ジエン、ポリエン、ビニルモノマー及び環状オレフィンが包含される。本発明において有用な非限定的なモノマーには、ノルボルネン、ノルボルナジエン、イソブチレン、イソプレン、ビニルベンゾシクロブタン、スチレン、アルキル置換スチレン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン及びシクロペンテンが包含され得る。
本発明の方法の最も好ましい具体例においては、エチレンと共に4〜15個の炭素原子、さらにより一層特定的な具体例においては4〜12個の炭素原子、さらにより一層特定的な具体例においては4〜8個の炭素原子を有する少なくとも1種のα−オレフィンを有するコモノマーを気相プロセスにおいて重合させて、エチレンのコポリマーが製造される。
本発明の方法の別の具体例においては、エチレン又はプロピレンを少なくとも2種の異なるコモノマー(随意にその内の1つはジエンであってよい)と重合させて、ターポリマーを生成させる。
典型的には、気相重合法においては、連続サイクルが採用され、反応器系のサイクルの1つの部分において循環気体流(再循環流又は流動化用媒体とも称される)が反応器内で重合の熱によって加熱される。この熱は、サイクルの別の部分において反応器外部の冷却系によって再循環組成物から取り除かれる。一般的に、ポリマーを製造するための気体流動床プロセスにおいては、1種又はそれより多くのモノマーを含有する気体流が触媒の存在下で反応性条件下で流動床中に連続的に循環される。この気体流は、流動床から取り出され、反応器に再循環されて戻される。同時に、ポリマー製品が反応器から取り出され、重合したモノマーに代えて新たなモノマーが添加される。(例えば米国特許第4543399号、同第4588790号、同第5028670号、同第5317036号、同第5352749号、同第5405922号、同第5436304号、同第5453471号、同第5462999号、同第5616661号及び同第5668228号の各明細書を参照されたい。)
気相プロセスにおける反応器圧は、1つの具体例においては100psig(690kPa)〜500psig(3448kPa)、より特定的な具体例においては200psig(1379kPa)〜400psig(2759kPa)、さらにより一層特定的な具体例においては250psig(1724kPa)〜350psig(2414kPa)の範囲であってよい。
気相プロセスにおける反応器温度は、1つの具体例においては30℃〜120℃、より特定的な具体例においては60℃〜115℃、さらにより一層特定的な具体例においては70℃〜110℃、さらにより一層特定的な具体例においては70℃〜95℃、又はさらに以下に記載する通りであってよい。
本発明の具体例において、本方法は、ステアリン酸アルミニウムのようなカルボン酸金属塩又はその他の金属−脂肪酸化合物を反応器中に導入し且つ/又はカルボン酸金属塩を反応器中に導入する前に本発明の触媒系と接触させることによって操作される。
本発明の気相重合法において有用な「触媒系」は、2金属触媒を構成する第1の触媒成分及び第2の触媒成分、並びに1種以上の活性剤を含む。この2金属触媒は、重合反応器に導入する前に又は現場で、当技術分野において周知の任意の好適な手段によって活性化される。
本発明の気相法は、ポリオレフィンを生成させるための望ましい形態の反応器中で触媒系(触媒成分及び活性剤並びに随意としての担体を含む)とモノマーとを接触させることを含む。1つの具体例においては、この接触を第1の反応器中で行ない、次いで生成したポリマーを別の第2、第3等の反応器中に移し、随意に同じ又は異なるモノマーを添加し且つ随意に同じ又は異なる触媒成分、活性剤等を添加することによってさらに重合させることができる。本発明の特定的な具体例においては、単一の反応器中で2金属触媒系をモノマーと接触させ、次いで最終ポリオレフィン樹脂を単離する。
例えば、ここで特許請求される気相重合法は、循環気体流(即ち、再循環流又は流動化用媒体)が反応器内で重合の熱によって加熱される連続サイクルを採用することを含むことができる。この熱は、サイクルの別の部分において反応器外部の冷却系によって再循環流から取り除くことができる。ポリマーを製造するための気体流動床プロセスにおいては、1種又はそれより多くのモノマーを含有する気体流を触媒の存在下で反応性条件下で流動床中に連続的に循環することができる。この気体流は、好ましくは、流動床から取り出され、反応器に再循環されて戻される。ポリマー製品は反応器から取り出すことができ、重合したモノマーに代えて新たなモノマーを添加することができる。(例えば米国特許第4543399号、同第4588790号、同第5028670号、同第5317036号、同第5352749号、同第5405922号、同第5436304号、同第5453471号、同第5462999号、同第5616661号及び同第5668228号の各明細書を参照されたい。)
気相プロセスにおける反応器圧は、1つの具体例においては100psig(690kPa)〜500psig(3448kPa)、特定的な具体例においては200psig(1379kPa)〜 400psig(2759kPa)、さらにより一層特定的な具体例においては250psig(1724kPa)〜 350psig(2414kPa)の範囲であってよい。
本発明の1つの局面においては、気相反応器の空隙率を調節するのが望ましい。1つの具体例において、本発明の重合法は、流動床気相反応器の空隙率を40%未満に保って2金属触媒を用いる重合法と特徴付けられる。これは、任意の好適な手段によって、例えば反応器(群)中の水素レベル(量)を調節することによって、達成することができる。反応器の空隙率は、次式(A)で表わすことができる。
Figure 0004332501
ここで、SBDは反応器中の生成した樹脂粒体(グラニュール)の「沈降(settled)嵩密度」であり、FBDは「流動化嵩密度」であり、これは反応器中の樹脂粒体の密度であり、「気体密度」は単純に反応器中の気体の密度である。FBDは、反応器の中央のある一定部分について測定された上方向に向けての圧力降下対この一定部分の高さの比である。そこに記されたように、FBDは平均値であり、反応器の前記一定部分中の任意の地点における局地的嵩密度より高くても低くてもよい。気体密度は先細り的に小さくなるものなので、空隙率を表わす式は、次の(B)に簡略化することができる。
Figure 0004332501
本発明のある特定的な具体例は、他の2モードポリオレフィン重合法より高い流動化嵩密度(FBD)を有する方法に向けられるのが有利である。高いFBD(又は低い空隙率)は気相重合法において利点を有することができる。何故ならば、FBDが高いということは、かかる反応器において許される滞留時間がより一層長いということになるため、触媒生産性が高くなるということを一般的に意味するからである。高いFBDはまた、気相重合サイクルが外部ファクターによって中断させられた時に、商業規模反応器を再開させることについて利点を提供する。例えば、FBDが低いということはプロセス再開の際に過度に床を膨張させるということになり、時には再開プロセスを失敗させることさえある。
本明細書において用いた場合、用語「流動化嵩密度」(FBD)とは、米国特許第5436304号明細書におけるのと同じ意味を有し、そこではこの用語は反応器の中央のある一定部分について測定された上方向に向けての圧力降下対この一定部分の高さ(例えば「圧力タップ垂直分離」)の比と定義されている。そこに記載されたように、FBDは平均値であり、反応器の前記一定部分中の任意の地点における局地的嵩密度より高くても低くてもよい。
すべてのFBD値は流動化嵩密度の絶対値であり、ポンド/立方フィートの単位で表わされる。本発明のFBD値は、1つの具体例においては5〜50ポンド/立方フィート(約0.08〜0.80g/cm3)、より特定的な具体例においては7〜40ポンド/立方フィート(約0.11〜0.64g/cm3)、さらにより一層特定的な具体例においては8〜30ポンド/立方フィート(約0.13〜0.48g/cm3)、さらに別の具体例においては10〜25ポンド/立方フィート(約0.16〜0.40g/cm3)の範囲であり、FBDについての望ましい範囲は、任意の上限と任意の下限との任意の組合せであってよい。
すべてのSBD値はポンド/立方フィートの単位で表わされる。本発明のSBD値は、1つの具体例においては10〜60ポンド/立方フィート(約0.16〜0.96g/cm3)、より特定的な具体例においては12〜50ポンド/立方フィート(約0.19〜0.80g/cm3)、さらに別の具体例においては、14〜40ポンド/立方フィート(0.22〜0.64g/cm3)、さらに別の具体例においては15〜35ポンド/立方フィート(約0.24〜0.56g/cm3)の範囲であり、SBDについての望ましい範囲は、任意の上限と任意の下限との任意の組合せであってよい。
本発明の1つの局面においては、SBDの値に対してFBDの値を述べるのが便利である。本発明の1つの具体例において、FBDはSBDの60%又はそれより大きい値、より特定的な具体例においては65%又はそれより大きい値、さらに別の具体例においては70%又はそれより大きい値、さらにより一層特定的な具体例においては75%又はそれより大きい値を有する。百分率(%)で表わされるすべてのFBD値は、沈降嵩密度(SBD)の百分率としての流動化嵩密度である。言い換えると、本発明のFBD/SBD値は、1つの具体例においては0.60又はそれより大きく、別の具体例においては0.65又はそれより大きく、さらに別の具体例においては0.70又はそれより大きく、さらにより一層特定的な具体例においては0.75又はそれより大きい。
空隙率が所望のレベルになるように重合プロセスを調節するのが望ましい。1つの具体例において、空隙率は40%未満であり、特定的な具体例においては35%未満、より特定的な具体例においては30%未満、より特定的な具体例においては20%未満である。空隙率は、少なくとも1種のメタロセンを含む2金属触媒系を用いる場合には、重合反応器中の水素レベルを調節することによって、所望のレベルに調節することができるということがわかった。重合反応器中の水素レベルは、反応器中に導入される気体流中の水素レベルを調節することによって、言い換えれば水素とエチレンとの比を調節することによって、調節することができる。
ある特定的な具体例においては、空隙率を所望のレベルにおいてさらに最適化するために、重合反応器温度をあるレベルに保つ。本明細書において用いた場合、用語「反応器温度」とは、気相重合を実施するために用いた流動床反応器の反応帯域中の流動床の実際の測定温度(即ちその時点におけるもの)を言うことができ、また、所定の期間の間に間欠的に測定した複数の実際の測定温度の平均、例えば4時間の間に10回測定した温度の平均に等しい計算された数値を言うこともできる。特定的な具体例においては、重合反応器温度は100℃又は99℃又は98℃又は97℃又は96℃又は95℃又は94℃又は93℃又は92℃又は91℃又は90℃〜40℃、50℃、60℃、70℃又は80℃又は82℃又は84℃又は86℃又は88℃又は90℃の範囲であり、ここで、反応器温度は、ここに記載された任意の上限温度と任意の下限温度との任意の組合せの範囲であってよい。かくして、1つの具体例においては、例えば本発明の連続気相重合サイクルの際に、少なくとも1時間、2時間、3時間、4時間又はそれより長い間について平均97℃の反応器温度を用いることができる。
1つの具体例においては、重合プロセスにおける水素レベルを調節することによって空隙率(又はFBD)を調節することができる。水素レベル(水素量とも言う)は本明細書においては時としてH2対C2のモル比(又はH2/C2又はH2:C2)として表わされ、ここで、H2は分子状水素を表わし、C2はエチレンを表わす。別法として、ここで議論される水素レベルは、H2のモル数対重合反応において用いられるモノマー(例えばエチレン、プロピレン及び/又はブテン)のモル数の比を言うこともできる。しかしながら、ここで言う水素レベルは、水素ガス対エチレンモノマーのモル比であるのが好ましい。反応器温度についてと同様に、ここで及び特許請求の範囲において言う水素レベルは、実際の瞬間的に測定した水素レベル、例えば水素ガス対エチレンのモル比も包含し、所定の期間の間に間欠的に得た測定した水素レベルに基づく平均水素レベルも包含する。
水素対エチレンの比の上限は、1つの具体例においては0.015、別の具体例においては0.01、さらに別の具体例においては0.009、より特定的な具体例においては0.008、さらにより一層特定的な具体例においては0.007、さらにより一層特定的な具体例においては0.006、さらにより一層特定的な具体例においては0.005、さらにより一層特定的な具体例においては0.004とする。かくして、例えば連続気相重合サイクルの際の4時間の間の分子状水素対エチレンの平均比は、1つの具体例においては0.009又はそれより低くする。水素対エチレンの比の下限は、別の具体例においては0.0005、より特定的な具体例においては0.001、さらにより一層特定的な具体例においては0.002、さらにより一層特定的な具体例においては0.003、さらにより一層特定的な具体例においては0.004、さらにより一層特定的な具体例においては0.005とする。水素レベル(H2/C2のモル比)の範囲は、ここに記載された任意の上限比と任意の下限比との任意の組合せを含むことができる。例えば、特定的な具体例において、気体流中の水素ガス対気体流中のエチレンのモル比は、0.003〜0.009である。
かくして、本発明は、上に記載された様々な具体例の任意の組合せによって表わすことができる。例えば、フッ化物化メタロセン触媒成分を製造する方法は、次の反応式(VI)によって記載することができる。
Figure 0004332501
(ここで、Mは1つの具体例においては第4族、第5族又は第6族金属であり、特定的な具体例においてはジルコニウム又はハフニウムであり、
各Xは1つの具体例においてはクロリド、ブロミド、C1〜C20カルボキシレート、C2〜C20アセチルアセトナト、ヒドロキシド及びC1〜C10アルコキシドより成る群から独立的に選択され、より特定的にはクロリド、ブロミド、C1〜C20カルボキシレート、C2〜C20アセチルアセトナトより成る群から独立的に選択され、
RはCp環上のヒドリドと置き換わることができる基であり、上に定義した基から独立的に選択され、特定的な具体例においてはC1〜C6アルキルより成る群から独立的に選択され、
pは1つの具体例においては0〜5、特定的な具体例においては1〜5の整数であり、ここで、任意のCp環についてpが2である場合には隣り合うR基が環系を形成することもでき、
[α]a[β]bは上で定義した通りであり、
反応条件は、1つの具体例においては上で定義した通りであり、より特定的には2相系を含み、ここで、一方の相は水を少なくとも50重量%、特定的な具体例においては少なくとも80重量%含む水性相であり、もう一方の相は炭化水素又はハロゲン化炭化水素希釈剤を含む。)
本発明はまた、本明細書に記載された少なくとも1種のフッ化物化メタロセン触媒成分、非メタロセン触媒成分及び活性剤が800℃より高い温度において脱水された無機酸化物上に担持されて成る2金属触媒組成物をも包含する。非メタロセン成分又は「第1の触媒成分」はチーグラー・ナッタ触媒成分であるのが望ましい。1つの具体例においては、上記のフッ化物化メタロセンを最初に合成し、次いで非メタロセン触媒成分、活性剤及び担体と任意の順序で一緒にすることによって、前記組成物が形成される。1つの具体例においては、最初に非メタロセン成分を担体と一緒にし、次いで活性剤と一緒にし、次いで本明細書に記載された方法によって製造されたフッ化物化メタロセン触媒と一緒にする。
本発明はまた、
(a)メタロセン触媒化合物とフッ素化無機塩とをフッ素化メタロセン触媒化合物を生成させるのに充分な時間接触させ;
(b)次にフッ化物化メタロセン触媒化合物を単離し;
(c)次いでフッ化物化メタロセン触媒化合物と活性剤及びエチレンモノマー及び随意としての担体とを50℃〜120℃において一緒にし;
(d)そしてポリエチレンを単離する:
工程を含む、2モードポリオレフィン組成物の製造方法をも包含する。触媒を1−ブテン、1−ヘキセン等のような他のモノマーと一緒にしてもよい。
1つの具体例においてはまた、フッ化物化メタロセン、活性剤及び担体を、ハロゲン化チタンを含むチーグラー・ナッタ触媒とも一緒にする。これは2金属触媒を製造するために任意の所望の順序で行なうことができる。特定的な具体例においては、エチレンモノマーと一緒にする前に、フッ化物化メタロセン、活性剤及び担体を一緒にし、単離する。担持された2金属触媒は、特定的な具体例においては乾燥状態(希釈剤なし)で反応器に供給される。別の具体例において、鉱油又はシリコーン油を5重量%〜100重量%含む希釈剤(例えばC5〜C15炭化水素)中に2金属触媒を懸濁させて、反応器中に供給する。特定的な具体例において、フッ素化無機塩は、少なくとも50重量%水である希釈剤と接触させた時にフッ化物イオンを発生させることを特徴とする。
本発明のこれらの具体例を、以下の実施例によって例示する。
以下の実施例においては、フッ素化メタロセン触媒化合物の14種のサンプルを調製した。各サンプルは、主として用いた塩素化メタロセン化合物及びフッ素化無機塩が異なる。
例1:
ラセミ/メソ−(l,3−MeBuCp)2ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン10ミリリットル中にラセミ/メソ−(1,3−MeBuCp)2ZrCl21.00g(2.31ミリモル、1.00当量)の淡黄色溶液に、水10ミリリットル中にNH4HF20.59g(10.3ミリモル、4.47当量)の溶液を添加した。この反応混合物を10分間激しく撹拌し、有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、オフホワイト色の固体が0.85gの収量(92%)で残った。再び、ラセミ/メソ−(l,3−MeBuCp)2ZrF2を、次のようにして調製した。トルエン750ミリリットル中にラセミ/メソ−(1,3−MeBuCp)2ZrCl2250.00g(0.578モル、1.00当量)の茶色の溶液に、水500ミリリットル中にNH4HF273.00g(1.27モル、2.20当量)の溶液を添加した。この反応混合物を30分間激しく撹拌し、有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、オフホワイト色の固体が219.99gの収量(95%)で残った。
例2:
ラセミ−エチレン(H4Ind)2ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン50ミリリットル中にラセミ−エチレン(H4Ind)ZrCl21.00g(2.31ミリモル、1.00当量)の無色の溶液に、水10ミリリットル中にNH4HF20.58g(10.2ミリモル、4.34当量)の溶液を添加した。この反応混合物を30分間激しく撹拌し、有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、白色固体が0.92gの収量(100%)で残った。
例3:
(BuCp)2ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン200ミリリットル中の(BuCp)2ZrCl250.00g(124ミリモル、1.00当量)の琥珀色溶液に、水60ミリリットル中のNH4HF214.46g(254ミリモル、2.05当量)の溶液を添加した。この反応混合物を22分間激しく撹拌し、有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、淡黄褐色固体が42.58gの収量(93%)で残った。
例4:
(MeCp)2ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン10ミリリットル中に(MeCp)2ZrCl21.00g(3.12ミリモル、1.00当量)の無色の溶液に、水10ミリリットル中にNH4HF20.39g(6.84ミリモル、2.19当量)の溶液を添加した。この反応混合物を10分間激しく撹拌し、無色の有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、淡黄白色固体が0.57gの収量(64%)で残った。
例5:
(1,3−Me2Cp)2ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン10ミリリットル中に(1,3−Me2Cp)2ZrCl21.02g(2.93ミリモル、1.00当量)の明黄色の溶液に、水10ミリリットル中にNH4HF20.36g(6.31ミリモル、2.16当量)の溶液を添加した。この反応混合物を11分間激しく撹拌し、無色の有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、淡黄白色固体が0.86gの収量(95%)で残った。
例6:
Cp* 2ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン10ミリリットル中にCp* 2ZrCl21.02g(2.36ミリモル、1.00当量)の黄色溶液に、水10ミリリットル中にNH4HF20.59g(10.3ミリモル、4.39当量)の溶液を添加した。この反応混合物を1時間激しく撹拌し、黄色の有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、明淡黄褐色固体が0.90gの収量(96%)で残った。
例7:
(PrCp)2ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン10ミリリットル中に(PrCp)2ZrCl21.00g(2.66ミリモル、1.00当量)の淡黄色溶液に、水10ミリリットル中にNH4HF20.63g(11.0ミリモル、4.16当量)の溶液を添加した。この反応混合物を10分間激しく撹拌し、有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、オフホワイト色の固体が0.78gの収量(86%)で残った。再び、(PrCp)2ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン10ミリリットル中に(PrCp)2ZrCl21.00g(2.66ミリモル、1.00当量)の淡黄色溶液に、水中のNaFの飽和溶液(15ミリリットル、約15ミリモル、5〜6当量)を添加した。この反応混合物を10分間激しく撹拌し、有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、オフホワイト色の固体が0.90gの収量(99%)で残った。さらに再び、(PrCp)2ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン15ミリリットル中に(PrCp)2ZrCl21.00g(2.66ミリモル、1.00当量)の淡黄色溶液に、水20ミリリットル中に(NH42SiF61.97g(11.1ミリモル、4.12当量)の溶液を添加した。この反応混合物を18分間激しく撹拌し、有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、オフホワイト色の固体が0.80gの収量(87%)で残った。
例8:
(Me4Cp)(PrCp)ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン10ミリリットル中に(Me4Cp)(PrCp)ZrCl21.00g(2.56ミリモル、1.00当量)の淡黄色溶液に、水10ミリリットル中にNH4HF20.60g(10.5ミリモル、4.11当量)の溶液を添加した。この反応混合物を10分間激しく撹拌し、有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、オフホワイト色の固体が0.90gの収量(98%)で残った。
例9:
Cp*(PrCp)ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン10ミリリットル中にCp*(PrCp)ZrCl21.00g(2.47ミリモル、1.00当量)の明黄色溶液に、水10ミリリットル中にNH4HF20.31g(5.43ミリモル、2.20当量)の溶液を添加した。この反応混合物を10分間激しく撹拌し、有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、白色固体が0.91gの収量(99%)で残った。Cp*はペンタメチルシクロペンタジエニルを意味する。
例10:
Cp(Me4Cp)ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン12ミリリットル中にCp(Me4Cp)ZrCl21.00g(2.93ミリモル、1.00当量)の明黄色溶液に、水8ミリリットル中にNH4HF20.36g(5.96ミリモル、2.04当量)の溶液を添加した。この反応混合物を10分間激しく撹拌し、有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、綿のような白色固体が0.91gの収量(99%)で残った。
例11:
Cp(PrMe4Cp)ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン10ミリリットル中にCp(PrMe4Cp)ZrCl21.03g(2.64ミリモル、1.00当量)の淡いすみれ色の溶液に、水10ミリリットル中にNH4HF20.33g(5.79ミリモル、2.19当量)の溶液を添加した。この反応混合物を10分間激しく撹拌し、淡黄色の有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、淡い黄緑色の液体が0.80gの収量(84%)で残った。
例12:
Cp(1,3−MeBuCp)ZrF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン10ミリリットル中にCp(1,3−MeBuCp)ZrCl21.00g(2.76ミリモル、1.00当量)の茶褐色溶液に、水10ミリリットル中にNH4HF20.32g(5.61ミリモル、2.03当量)の溶液を添加した。この反応混合物を10分間激しく撹拌し、暗緑色の有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、淡黄褐色固体が0.69gの収量(76%)で残った。
例13:
(PrCp)2HfF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン10ミリリットル中に(PrCp)2HfCl21.01g(2.18ミリモル、1.00当量)の淡黄色溶液に、水10ミリリットル中にNH4HF20.52g(9.12ミリモル、4.19当量)の溶液を添加した。この反応混合物を10分間激しく撹拌し、有機層を分離した。この有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、緑がかった琥珀色の固体が0.83gの収量(89%)で残った。
例14:
(Me4Cp)2HfF2を、次のようにして調製した。ジクロロメタン25ミリリットル中に(Me4Cp)2HfCl21.00g(2.03ミリモル、1.00当量)の無色の溶液に、水20ミリリットル中にNH4HF21.20g(21.0ミリモル、10.3当量)の溶液を添加した。この反応混合物を1時間激しく撹拌し、有機層を分離した。この無色の有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空下で蒸発させて、白色固体が0.91gの収量(98%)で残った。
特定的な具体例を参照して本発明を説明して例示してきたが、本発明がここに例示されていない多くの様々な変形にも役立つということは当業者ならばわかるであろう。これらの理由で、本発明の範囲を決定するためには、添付された特許請求の範囲のみを参照すべきである。さらに、本発明のある特徴は、上限数値群及び下限数値群によって記載されている。これらの限界数値群の任意の組合せによって形成される範囲も、別途記載がない限り本発明の範囲内であることを理解すべきである。
別途記載がない限り、本明細書及び特許請求の範囲中に用いられる成分の量、特性、反応条件等を表わすすべての数値は、本発明によって得ることが求められる所望の特性及び測定誤差等に基づいた概算値であると理解すべきであり、少なくとも、報告されている有効桁の数を考慮に入れ、そして通常の丸め技術を適用することによって解釈すべきである。本発明の広い範囲を記載した数値範囲及び数値は概算値であるが、記載された数値は可能な限り正確に報告されている。
すべての先行文献は、その取り込みを許可するすべての管轄権については、言及することによってすべてここに取り込まれる。さらに、ここに引用したすべての文献は、試験手順も含めて、その取り込みを許可するすべての管轄権については、言及することによってすべてここに取り込まれる。

Claims (14)

  1. メタロセン触媒化合物をフッ素化無機塩と接触させてフッ素化メタロセン触媒化合物を生成させることを含む、フッ化物化触媒化合物の製造方法であって、
    前記フッ素化無機塩が次式:
    [α] a [β] b
    {ここで、αは第1族及び第2族カチオン、アニリニウム及びそれらの置換体、並びにNH 4 + 、NH 3 R、NH 2 2 及びNHR 3 + (ここで、Rはヒドリド、クロリド、C 1 〜C 10 アルキル及びC 6 〜C 12 アリールより成る群から選択される)より成る群から選択されるカチオン性種であり、
    βはフッ素イオン並びにフッ素と水素、ケイ素、炭素、リン、酸素、アルミニウム及びホウ素より成る群から選択される1種又はそれより多くの元素とを含む部分より成る群から選択されるアニオン性種であり、
    a及びbは1〜10の整数である}
    で表わされる、前記製造方法
  2. 前記フッ素化無機塩が少なくとも50重量%水である希釈剤と接触させた時にフッ化物イオンを発生することを特徴とするものである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記無機塩が(NH43AlF6、NH4HF2、NaF、KF、NH4F、(NH42SiF6及びそれらの組合せ物より成る群から選択される、請求項1に記載の方法。
  4. 前記メタロセン化合物が次式:
    CpACpBMXn、CpAMXn又はCpA(A)CpBMXn
    (ここで、Mは第4族、第5族又は第6族原子であり、
    CpA及びCpBはそれぞれMに結合し、シクロペンタジエニルリガンド、置換シクロペンタジエニルリガンド、シクロペンタジエニルにアイソローバル類似のリガンド及びシクロペンタジエニルにアイソローバル類似の置換リガンドより成る群から独立的に選択され、
    (A)はCpA及びCpBの両方に結合する二価架橋基であって、二価C1〜C20ヒドロカルビル及びC1〜C20ヘテロ原子含有ヒドロカルボニルより成る群から選択され、ここで、前記ヘテロ原子含有ヒドロカルボニルは1〜3個のヘテロ原子を含み、
    Xはクロリドイオン、ブロミドイオン、カルボキシレート、アセチルアセトナト及びアルコキシドより成る群から選択されるアニオン性脱離基であり、
    nは1〜3の整数である)
    で表わされる、請求項1に記載の方法。
  5. 前記メタロセン化合物が次式:
    CpACpBMXn又はCpA(A)CpBMXn
    (ここで、Mはジルコニウム又はハフニウムであり、
    CpA及びCpBはそれぞれMに結合し、置換シクロペンタジエニルリガンド、置換インデニルリガンド、置換テトラヒドロインデニルリガンド、置換フルオレニルリガンド及びそれぞれのヘテロ原子誘導体より成る群から独立的に選択され、ここで、前記置換基はC1〜C10アルキル及びハロゲンより成る群から選択され、
    (A)はCpA及びCpBの両方に結合する二価架橋基であって、二価C1〜C20ヒドロカルビル及びC1〜C20ヘテロ原子含有ヒドロカルボニルより成る群から選択され、ここで、前記ヘテロ原子含有ヒドロカルボニルは1〜3個のヘテロ原子を含み、
    Xはクロリドイオン、ブロミドイオン、カルボキシレート、アセチルアセトナト及びアルコキシドより成る群から選択されるアニオン性脱離基であり、
    nは1〜3の整数である)
    で表わされる、請求項1に記載の方法。
  6. 少なくとも1つのCpが置換されている、請求項に記載の方法。
  7. 少なくとも1つのCpが二置換されている、請求項に記載の方法。
  8. 少なくとも1つのCpが2〜5個の置換基を有する、請求項に記載の方法。
  9. 前記置換基がメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル及びt−ブチルより成る群から選択される、請求項に記載の方法。
  10. 前記フッ化物化メタロセンがさらに830℃より高い温度において脱水された無機酸化物と一緒にされた、請求項1に記載の方法。
  11. 前記フッ素化メタロセンが50℃〜120℃の温度におけるスラリー又は気相エチレン重合方法に対して少なくとも3000gポリマー/g触媒の生産性を有する、請求項1に記載の方法。
  12. 前記メタロセンと前記フッ素化無機塩との接触が、メタロセン化合物をフッ素原子の当量数を基準として2〜20当量のフッ素化無機塩と接触させることを含む、請求項1に記載の方法。
  13. 前記メタロセン触媒成分を炭化水素又はハロゲン化炭化水素希釈剤と接触させる、請求項1に記載の方法。
  14. 前記フッ素化無機塩を少なくとも10重量%水を含む希釈剤と接触させる、請求項1に記載の方法。
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