JPH01207309A - 改良粘度調整剤ポリマー - Google Patents
改良粘度調整剤ポリマーInfo
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- JPH01207309A JPH01207309A JP63135746A JP13574688A JPH01207309A JP H01207309 A JPH01207309 A JP H01207309A JP 63135746 A JP63135746 A JP 63135746A JP 13574688 A JP13574688 A JP 13574688A JP H01207309 A JPH01207309 A JP H01207309A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
[産業上の利用分野]
本発明は、α−オレフィンの新規なコポリマーに関する
。より詳細には本発明は、分子内不均質かつ分子間均質
である組成を持ったセグメント化コポリマー連鎖からな
るエチレンと他のα−オレフィンとの新規なコポリマー
、並びにこれらコポリマーの製造方法及び潤滑油用途に
おけるその使用に関するものである。 便官上、本明細書全体に反復して用いる成る種の用詔は
次の通りである: a、 インターCDは、ポリマー連鎖間にa3けるエチ
レン含有けに関する組成変化を規定する。 これは、分子bの両端部から等=<itフラクションを
排除して得られ全コポリマー試料の所定小母%を含むの
に必要とする所定のコポリマー試料につき平均エチレン
組成からのエチレン重量%に関する最小偏差(標準偏差
と同様)として表される。この偏差は対称的である必要
はない。単一の数字(たとえば15%インターCD)と
して表す場合、これは十若しくは−の偏差の大きい方を
意味する。 たとえば、ガウス組成分布に関し、ポリマーの95.5
%は標準偏差が10%であれば平均値の20重量%エチ
レンの範囲内にある。ポリマーの95.5重量%に対す
るインターCDは、この種の試料につき20重量%エチ
レンである。 b、 イントラ−CDは、コポリマー連鎖内におけるエ
チレンに関する組成変化である。これは、各部分が少な
くとも連鎖の5重量%を占める単一コポリマー連鎖の2
つの部分間に存在する@呈%エチレンにお(プる最小の
差として表される。 C9分子量分子fi(MWD)は、所定のコポリマー試
料内における分子量の範囲の尺度である。 これは車単平均分子子と数平均分子量との比(Mw/M
n >及びZ−平均分子量と重量平均分子吊との比(M
z/Mw>の少なくとも一方を特徴とする。式中: Mw=ΣN1M12 ΣN1M1 Mn=ΣN1M1 Σ N・ 、及び Mz=ΣN1M13 ΣN1M12 1式中、N・は分子量Miの分子の個数である]d、
粘度指数(V、1.)は、粘度の最小低下を伴って温度
の上昇を吸収しうる潤滑油の能力である。この能力が大
きい程、V、1.が高い。 [従来の技術] エチレンニプロピレンコポリマー(特にエラストマー)
は重要なT@製品であり、かつ潤滑油における粘度調整
剤(VM)として広範に使用される。潤滑油に対する粘
1食調整剤として使用するための独特な性質及び組成を
有するポリマーを見出1べく、絶えず要求が存在する。 モーター油は、重大な摩擦ロスを回避し、冷温始動を容
易化させかつエンジン始動から直ちに自由な油循環を与
えるべく、低温度にて粘稠過ぎてはならない。他方、過
度のエンジン摩耗及び過度の油消費を回避すべく、作動
温度にて薄過ぎてもならない。温度変化と共に最小の粘
度変化を受けるような潤滑油を用いるが最も望ましい。 所望の粘度−温1宴特性を組成物に付与するため、潤滑
油組成物に高分子添加剤が・広範に用いられている。た
とえば、エチレン−プロピリンコポリマー(EPM)又
はエヂレンープロピレンー非共役ジェンターポリマー(
EPDM) 、或いはより一般的にはエチレン−(03
〜018)α−オレフィンコポリマーをV、1.向上剤
として使用する潤滑油組成物が周知されている。これら
の添加剤は、温度変化と共に生ずる粘度変化をできるた
り小さく保つにうに潤滑油処方を可能にずべく設計され
る。この種の高分子添加剤を含有する潤滑油は、高温度
にてぞの粘度を維持すると同時に1ンジン始動温度にで
所望の低粘度を維持する傾向を荷重る。 これら添加剤の2つの重要な性質(周知のような単に必
要とされる性質だけではない)は、低温性能及び剪断安
定性に関する。低温性能は極めて低い温度にて低粘度を
維持することに関する一方、剪断安定性は高分子添加剤
がエンジンにおける機械応力に露出された際より小さい
連鎖まで破壊されないような耐性に関する。 [オキシ塩化バナジウム及びハロゲン化アルキルアルミ
ニウムの触媒を用いるエチレンとプロピレンとから非晶
質コポリマーへの重合」 [E、ユングハンス、A、グ
ラボルト及びG、ビール、マクロモレキュラー・ケミス
トリー、第581 (1962年12月12日)、第1
8〜42頁]には、エチレン−プロピレンコポリマーを
製造りるためのチューブ状反応器の使用が開示されてお
り、この場合組成は鎖長に沿って変化り′る。にり詳細
には、この文献はチューブ状反応器における非晶質エチ
レン−プロピレンコポリマーの製造を開示しており、そ
の際バナジウム化合物とアルミニウムアルキルとから作
成されたチーグラー触媒を用いる。チューブの入口にて
エチレンが優先的に重合され、かつ重合の間に補充の七
ツマー混合物を追加しなければ七ツマ−の濃度がチュー
ブに沿ってプロピレンに対し有利に変化することが開示
されている。さらに、連鎖生長反応の際にこれらの濃度
変化が生ずるので、1端部にて他端部よりも多量のエチ
レンを含荷重るコポリマー連鎖が生成されることも開示
されている。さらに、チコーブ内で作成されたコポリマ
ーは化学的に不均一であるが、分子量分布に関してはか
なり均一であることも開示されている。チューブ内で作
成されたコポリマーに対するその第17図に報告された
データを用いて、このコポリマーに対するMw/Mnは
1.6であると推定され、さらに第18図からはこのコ
ポリマーの分子間組成分散度(下記に詳述するようなイ
ンターCD)は15%より人であると推定された。 J、F、ウェーブ−[rEPDMポリマーの層流重合」
、Ac1・シンポジウム・シリーズ、第65巻、第14
0〜152頁(1978) ]は、]ポリンー生成の分
子半分布に対重るチーグラー触媒を用いたチューブ状反
応器の溶液重合の効果を決定ブベく行なったコンピコ、
−タ・シミュレーション研究の結果を開示している。シ
ミュレー1〜された特定ポリマーはエチレン−プロピレ
ン−1,4−へキサジエンのエラストマー・ターポリマ
ーであった。 149頁には、七ツマ−が異なる反応性を有するので七
ツマ−が消費されるにつれて変化覆る組成のポリマーが
得られると述べられている。しかしながら、組成が分子
間又は分子内で変化するかどうか区別されていない。第
148頁の第■表には、約1.3のMw/Mnを有する
各種のポリマーが示されている。第144頁の第3パラ
グラフには、チューブ直径が増大するにつれてポリマー
分子通が実用上の興味には低くなり過ぎると述べられて
おり、さらに反応器は閉塞するであろうと予測されてい
る。第149頁の第1バラグラフには、チコーブ内に生
ずる組成分散度が製品品質に対し悪影響を及ぼすと示唆
されている。 ウエーナーに係る米国特許第3.681.306号は、
少なくとも2つの連続反応器段階で重合させることによ
る、良好な加工特性を備えic 、−[ヂレンー高級α
−オレフィンコポリマーのH5t4方法に向けられてい
る。この特許公報によれば、この2段階法は所定の性質
(特にたとえば低温流動、高い生強度及び混練性能のよ
うな産業用途における加工特性に貢献する性質)を有す
るエチレン−α−オレフィンコポリマーの仕上処理を可
能にするような簡単な重合法を提供する。この特許公報
によれば、発明の方法は特にEPDMを製造するのに有
用な任意の配位触媒を用いるたとえばエチレン/プロピ
レン15−エチリデン−2−ノルボルネンのようなエラ
ストマー性コポリマーの製造に特に適している。好適方
法は、1個のチューブ状反応器とそれに続く1個のポッ
ト反応器を使用する。しかしながら、1個のチューブ状
反応器を使用することもできるが、2工稈をシミ]−レ
ートするため異なる反応条件で操作することも開示され
ている。 第2欄の第14〜20行に見られるように、この発明の
方法は単一工程の反応器で作成されるより6幅広いMW
Dを有するポリン−を生成する。第1(パイプライン)
反応器からの中間ポリマーは第5欄の第54〜57行に
開示されているように約2のMw/Mnの比を有すると
開示されているが、発明の方法により製造される最終ボ
リン−は2,4〜5のMw/Mnを有する。 クロソンに係る米国特許第3.625.658号公報は
反応体の高循環速度を有する閉開路チューブ状反応装置
を開示しており、エチレンとプロピレンとのエラストマ
―を製造するために使用することができる。特に第1図
を参照して、反応器の垂直脚部1に対するヒンジ支持体
10はその底脚部の水平膨張を可能にでると共に、熱膨
服による有害な変形(特に反応器清浄の際に経験される
有害な変形)を防止する。 ベイソー等に係る米国特許第4,065,52(1号公
報は、幅広い組成分布を有するエチレンコポリマー(エ
ラストマーを包含する)を#R−,)るためのバッチ式
反応器の使用を開示している。反応器用の数個の供給タ
ンクをシリーズで配置すると共に、それぞれに対する供
給を変化させてポリマーを製造】゛る。製造された製品
は非晶質領域に対し結晶性〜半結晶性を有し、かつそれ
らの間に勾配変化を有する。触媒系はバナジウム化合物
を単独使用するか或いはチタン化合物と組合せで使用し
、かつオ゛キシ三塩化バナジウム及び塩化ジイソブチル
アルミニウムにより例示される。全ての実施例において
、チタン化合物が使用される。幾つかの実施例において
は、水素とジエヂル亜鉛(公知の移動剤)とが使用され
る。生成されるポリマー連鎖は組成上分散した第1長さ
と均一な第2長さとを有する。その後の鎖長は他の種々
の組成分布を右型る。 「無限希釈粘弾特性からのエチレン−プロピレンターポ
リマーにおける長鎖分枝の推定」 [Y。 ミック、J、シコラーク及びJ、)I−リ−、ジ(l−
ナル・アプライド・ポリマー・→ノイーJニンス、第1
8巻、第193頁(1974) ]には、:[ヂレンー
ブ[1ピレンの狭いMWDのコポリマーが開示されでい
る。たとえば、第198頁の第■表には、1.19〜1
.32のMw/Mnを有するEPDMコポリマーが開示
されている。 [エチレン−プロピレン−ジエンポリマーの非ニユート
ン特性に対する分子量及び分子量分VLの効果J [
Trans、Soc、Rheol、、第14巻、第83
頁(1970) : C,K、シー]には、組成上均質
なフラクションの全シリーズが作成されかつ開示されて
いる。たとえば第1表におけるデータは、高度の均質性
を有するポリマー試料Bを開示している。 さらに示されたデータに基づけば、試料のMWDは極め
て幅狭である。しかしながら、これらのポリマーは分子
内分散性を有すると開示されていない。 コピウィズ等に係る米国特記第4.540.753号は
、エチレンと少なくとも1種の他のα−オレフィンモノ
マーとの狭い分子量分布のコポリマーに関するものであ
り、このコポリマーは分子内不均質かつ分子間均質であ
る。これらのポリマーは、潤滑油中に粘度指数向上剤と
して有用であると開示されている。これらコポリマーの
MWDは2未満のMw/Mn及び1.8未満のMz /
Mwの少なくとも一方を特徴とする。好ましくは、これ
らのポリマーはチューブ状反応器で作成され、かつ重合
の過程で他のモノマーを追加することにより各種のコポ
リマー構造が作成されうろことを開示している。その第
4図(連鎖輪郭上の点におけるエチレン重量%と連鎖輪
郭に沿ったフラクション長さとの関係がプロットされて
いる)には一連のポリマー輪郭が図示され、その際チュ
ーブ状反応器におけるチューブに沿って複数のエチレン
供給物を使用する。 ビールスに係る米国特許用4.135.044号は、入
口と出口と複数と反応帯域及びそれに続く冷却帯域を備
えた長形チューブ状反応器にお、けるエチレン単独或い
はエチレンとコポリマー及び(又は)デログンとの重合
によるポリエチレンの製造に関するものであり、ここで
七ツマ−の側流を少なくとも第1及び第2反応帯域の後
に導入する。 フィントレーに係る米国特許用3.035.04(1号
は、多工稈の1−オレフィン重合法に関するものであり
、触媒とオレフィンと希釈剤とを小直径の極めて細長い
チューブ状反応帯域に連続導入すると共に、そこから流
出液を撹拌反応器(又は一連の撹拌反応器)へ移動させ
る。第2工程の重合から回収された未反応オレフィン及
び希釈剤をヂコーブ状帯域に循環させ、かつ長形反応帯
域における温度をさらに制御するため複数箇所での循環
希釈剤の添加を行なうことができる。この米国特許は、
流線型若しくは栓流型(すなわち乱流型)の条件をチュ
ーブ状反応器内に用いて触媒効率を向上させると共に、
チューブ状反応器における乱流条件の場合のようにこの
反応器の流出物から著量の未使用触媒が除去されるのを
防止する。 グラッヂングに係る米国特許用3,162,620号は
エチレンホモポリマー及びコポリマーに関するものであ
り、これらは静止した液体触媒表面にて凝集薄膜の形態
で作成される。 潤滑油添加剤及びその他の用途としてエチレン−α−オ
レフィンコポリマーを取扱った代表的刊行物は次の通り
である: コントスに係る米国特許用3.378.606号は、半
結晶性/立体ブロックコポリマー(4〜40%の結晶含
有率を有する)に関するものであり、プラスデック−ゴ
ムの性質を有すると共に交互のブロックで構成される。 これら交互のブロックは結晶性、半結晶性、結晶化可能
及び非晶質のホモポリマー及びコポリマーの組合せであ
ると記載されている。 コントスに係る米国特許用3,853,969号は、結
晶化しうる立体ブロックゴム状コポリマーに関するもの
であって、たとえばエチレン−プロピレン非晶質の非結
晶性アタクチックコポリマーとC2〜C121−オレフ
ィン結晶性ホモポリマーとの少なくとも3つの連続した
交互のブロックを有する。 ライアン等に係る米国特許用3.380.978号は直
列の2工程連続提携法に関するものであって、α−オレ
フィンを第1工程(これは知(纂n)留のチュ−ブ状反
応器で達成しうる)にて幅広い分子団分布を持った高分
子量フラクションまで変換させ、次いでポリマーと残留
触媒と未変換上ツマ−とを第2重合帯域(より長い滞留
の一定環境のオートクレーブ反応器)中へ直接に移送し
て、ここでより幅狭の分子■分布を持った低分子研フラ
クショクを形成される。 フレスゲ等に係る米国特許用3.389.087号公報
は、α−オレフィンの高度の頭部対頭部結合を特徴とす
る微構造を持ったエチレン−α−オレフィンポリマーを
含有する潤滑剤を開示している。好適コポリマーは約2
5%までの結晶度を示す。 米国特許用3.522.180号公報は、10,000
〜40.000の数平均分子量と20〜70モル%のプ
ロピレン含有量とを有するエチレンとプロピレンとのコ
ポリマーを潤滑油にお一プるV、1.向上剤として開示
している。これらコポリマーの好適Mw/lWnは約4
.0未満である。 ヤコブソン等に係る米国特許用3,551,336号公
報は、55℃にてノルマルデカンに対し不溶性である1
、3重量%以下のポリマーフラクションを有する60〜
80モル%のエチレンのエチレンコポリマーを油添加剤
として使用することを開示している。 このポリマーにおけるデカン不溶性フラクションを最小
化覆れば油における曇を形成するポリマーの傾向が低下
し、この曇は恐らく流動抑制添加剤での悪影響により生
ずる低温不安定性の証拠である。これらのコポリマーの
Mw/Mnは「Mく程幅狭」であって、約4.0未満、
好ましくは2.6未満、たとえば2.2である。 ジョンストン等に係る米国特許第3,691,078号
公報は、18〜33の側鎖指数と10個を越えない炭素
原子を有する平均側鎖寸法とを有する25〜55重量%
のエチレンを含有したエチレン−プロピレンコポリマー
を潤滑油添加剤として使用することを開示している。M
w/Mnは約8未満である。これらの添加剤は粘度に関
し良好な低温特性を油に付与するが、流動点抑制剤には
悪影響を与えない。 エンゲル等に係る米国特許第3.697.429号公報
は種々穴なる上チレン含イq串を有するエチレン−10
ピレンコポリマーの配合物を開示してd3す、すなわち
第1のコポリマーは40〜83車m%のエチレンと約4
.0未満(好ましくは2.6未満、たとえば2.2)の
Mw/Mnとを有しかつ第2コポリマーは3〜70重川
%の用チレンと4.0未満のMw/Mnとを有し、第1
のコポリマーと第2のコポリマーとは少なくとも4重量
%のエチレンだけ相違する。これらの配合物は、V、1
.向上剤として潤滑油中に使用すると、適当な低温粘度
特性を付与すると共に潤滑油流動抑制剤とエチレンープ
[1ピレンコポリマーとの間の悪影響を最小にする。 マツクマニミー等に係る米国特許第3.798.288
号はエチレン−プロピレンコポリマー(これらは「ブロ
ック」コポリマーを目的とする)の製造方法に関し、こ
の方法はモノマーの1種及び七ツマ−の混合物をハロゲ
ン化バナジウム/アルミニウムアルキル化合物触媒系の
存在下に交nに重合させることからなっている。このポ
リマーはエチレン−プロピレンコポリマー(「ヘテロポ
リマ−」)と」エチレン(若しくはプロピレン)ホモポ
リマー「ブロック」との交qの「ブロック」を特徴とす
る。長鎖のホモポリマーに続いて長鎖のヘテロポリマー
が位置し、このパターンをコポリマーの所望分子量が得
られるまで反復することができる。 重合は、2個の電動タービンを備えた撹拌反応器で行な
われる。 ミルコビッチ等に係る米国特許第3.879.494号
は、化学結合されかつ相分離された熱可塑性のグラフト
コポリマーのポリブレンドに関するものでであり、マク
ロ七ツマ−を用いて作成されると共に骨格と線状側鎖と
を特徴とする。側鎖は、リビング重合に続く手合性成分
を含有したハロゲン含有化合物との反応による停止によ
って作成される。 幅狭い分子量分布(Mw/Mn < 1.1>を有する
この停止されたりピングポリマーを、次いでグラフトポ
リマー骨格の形成に際し第2モノマーと共重合させる。 側鎖はエチレンと低級α−オレフィン(c4〜C12共
役ジエンとしうるが成る種のビニル置換の芳香族炭化水
素が好適である)とて構成することができ、さらに第2
七ツマ−はα−オレフィンと少なくとも1個のビニルデ
ン阜及び成る種の共役及び葬具j9ジエンからなるコモ
ノマーとで構成することができる。 シガ等に係る米国特許第4.254.237号は、3−
工程重合技術により製造されるプロピレンーエヂレンコ
ボリマー(これも「ブロック」ポリマーを目的とする)
に向けられ、ここでは3つの工程のエチレン/プロピレ
ンのモノマー比(及び全重合量の割合)はそれぞれ第1
.2及び3工程において6/94若しくはそれ以下(6
0〜95重塁%)、15/85〜79/21 (1〜2
0重量%)及び50150〜89/11 (4〜35重
量%)であり、第3工程におけるエチレン/プロピレン
反応比は第2工程にd連プるよりも大である。重合は三
塩化チタン及び有機アルミニウム化合物の触媒系を用い
て達成される。 さらにシガ等に係る米国特許第4,337,326号公
報も同様な開示を含み、その3工稈におけるエチレン/
プロピレンのモノマー比(及び全重合量の割合)はそれ
ぞれ工程゛1.2及び3において6/94若しくはそれ
以下(60〜95重市%) 、25/711〜67/3
3(1〜20重量%)及び76/24〜89/11(4
〜35干借%)であり、工程2及び3にa3いてはエチ
レンのみを供給することにより手合系におけるプロピレ
ンの量を第1工程からその後の工程まで徐々に低下させ
る。 クロダ等に係る米国特許第4,414,369号は多段
階重合における幅広い分子量分イ1を荷重るポリオレフ
ィン(02〜C6オレフイン)の連続製造方法に関する
ものであって、比較的高分子量のポリマーを先ず最初に
生成させ、次いで比較的低分子量のポリマーを生成させ
る。 ライリスに係る米国特許第4.480.075号は、チ
ーグラーナツタ型重合とそれに続く慣用のアニオン重合
により製造されるブロックコポリマーに関する。この米
国特許公報は、長寿命のアニオン系により得られる正確
なセグメント構造を有するブロックコポリマーがチーグ
ラーナツタ触媒では1qられないことを教示している。 何故なら、オレフィン型の序列コポリマーは多量の対応
ホモポリマーで埋められるからである。この特許公報は
、この困難性が主として移動反応に基づくチーグラーナ
ツタ触媒における澗潤連鎖の極めて短い平均4命から生
ずることを示している。 ルー1〜ジエンスに係る米国持直第4.499.242
号は、1種若しくはそれ以上の実質的に結晶性のポリプ
ロピレンブロックと1種若しくはそれ以上の1−アルケ
ン−プロピレンコポリマーブロックとからなる熱可塑性
プロピレンブロックコポリマーに関するものである。ジ
エン単位は、1−アルケン−プロピレンコポリマーブロ
ックの少なくとも1つに存在する。 ジョンストン等に係る米国持着第4,507,515号
は、潤滑油の低温粘度及びポンプ輸送特性を向上させる
のに有用なエチレン−α−オレフィンコポリマーに関す
るものであって、それぞれ3若しくはそれ以上の配列中
のエチレンの個数と3若しくはそれ以上のエチレン単位
のエチレン配列の割合とに関し明確なエチレン配列分布
を有する多量成分及び少量成分で構成される。多分ポリ
マー成分と少量ポリマー成分とは分離したポリマーであ
って、別途の反応工程で作成されかつ配合することがで
き、或いは同一反応工程にてその場で製造することもで
きる。 フレスゲ等に係る米国持直第4,575,574号(及
びその分割米国特許第4.666、619号)は、粘度
調整剤として有用なエチレンターポリマー若しくはテト
ラポリマー、並びにこのポリマーの製造方法に関するも
のである。この特許公報は、連続流動撹拌タンク反応器
又はチューブ状反応器のいずれかを使用しうろことを開
示している。 フェル・ストレート等に係る米国特許第4.620,0
48号公報は、機械的剪断に対し向上した耐性を有する
多分散ポリマーの溶液を開示している。 オダ等に係るヨーロッパ特許出願用60,609号は、
30−.90モル%のエチレンを含有しかつ3以下のQ
lI!′1(Mw/Mn)と15〜200のZ値とを有
するエチレン−α−オレフィンコポリマーに関する。 (Z値はゲル透過クロマトグラフィーにより測定される
分子量の最大値と分子量の最小値との比として定義され
る)。このコポリマーは合成潤滑油若しくは焼石成分と
して有用であり、30()〜30、000の数平均分子
量を有しかつ触媒成分とオレフィンモノマーと水素と必
要に応じ中間体とを重合系へ供給覆る連続重合によって
生成されると開示されている。 ホラダ等に係るヨーロッパ特許出願用59,034号は
、エチレンとα−オレフィンとのコポリマー(及びエチ
レン/α−オレフィン/ポリエンターポリマー)の製造
方法に向けられ、ここでは2個の重合反応器を直列で使
用しかつ異なる温度レベルで操作覆る。これらポリマー
は優秀な処理特性を有すると開示されている。 Y、トイ等[リビング配位触媒V(acac)J/Al
(c2H5)2 Ce/’7’二’) −ルによる7
0ピレンとエチレンとのブロック共重合」 [マクロモ
レキコラー・ケミストリー・ラピッド・コミューニケー
ション、第3巻(1982) 、第225〜229頁〕
は、狭いMw/Mn比(1,22〜1.24 )を有す
るシンジオタクチックのプロピレン・ブロック(P)と
エチーレンープロピレン・ランダムコポリマーブロック
(R)とよりなるP −R及びP −R−P ’70ツ
ク」ポリマーの製造を開示している。 G、C,■ベンズ「リビング配位重合」 [遷移金属触
媒による1重合に開方る1981年のミシガン・モレキ
ュラー・インスブユート:未解決の問題、第245〜2
65頁(1981) ]も同様に、シンジオタクチック
のポリプロピレン10ツクとエチレン−プロピレンのゴ
ムブロックとよりなる狭いMw/Mn比(1,!] 〜
1.8)のコポリマー(PP−EPM−PP)を製造す
る試みに関するしのである。少量のプロピレン(極めて
短い第1「P」ブロック)を用いてリビング重合を開始
させると、1qられるP−R−Pブロックコポリマーの
Mw/Mnはより幅広になると報告されでいる(すなわ
ち2.1;第■表)。 [発明の要点] 本発明は、エチレンと少なくとも1種の他のα−オレフ
ィンモノマーとの新規なセグメン]・化コポリマーに向
けられる。各」ポリマーは分子内不均質かつ分子間力v
1であり、コポリマー連鎖の少なくとも10%を構成す
るコポリマーの少なくとも1つのセグメントは結晶化し
うるセグメントである。説明の目的で「結晶化しうるセ
グメント」と言う用語は、エチレン含有量が少なくとも
55重倒%である少なくとも700の数平均分子量を持
ったコポリマー連鎖の各セグメントであると規定される
。コポリマー連鎖の残余のセグメントは本明細書中で[
低結晶度セグメント]と呼ばれ、これは約53重量%以
下の平均エチレン含有量を特徴とする。さらに、コポリ
マーのMWDは極めて幅狭である。分子量分布(MWD
)の幅は、種々の分子量平均の比によって特性化しうろ
ことが周知されている。たとえば、本発明による狭いM
WDと言う説明は、重量平均分子量と数平均分子量との
比(Mw/Mn )が2未満であることを意味する。 或いは、1.8未満の7−平均分子量と型組平均分子量
との比(Mz/Mw)は、本発明による狭いMWDを曲
型とする。本発明によるコポリマーの性質上の利点の1
つは、これらの比に関連することが知られている。4.
J料の少ない重量割合はこれらの比に列し不均化的に影
響を及ぼしうるが、これらに依存する性質上の利点を大
して変化させない。たとえば、低分子端コポリマーの少
ない重量v重合(たとえば2%)の存在はMnを低下さ
せ、したがってMw/Mnを2以上に上昇させると共に
、Mw/Mnを1.8未満に維持する。したがって、本
発明によるポリマーは2未満のMw/Mn及び1.8未
満のMz /Mwの少なくとも一方を有することを特徴
とする。このコポリマーは、各七ツマ−の比が鎖長に沿
って変化するような連鎖を有する。分子内組成不均質性
と秋いMWDとを得るには、本発明によるコポリマーは
好ましくはチューブ状反応器で作成される。この種のコ
ポリマーの製造には従来開示されていない好適範囲内で
行なわれる従来開示されていない多くの工程の使用を必
要とする。したがって本発明は、さらに本発明による新
規なコポリマーの製造方法にも向けられる。 本発明によるコポリマーは油性液、特に潤滑油において
向上した性質を有することが判明した。 本発明の新規なコポリマーは潤滑剤、特に内燃機関、歯
車及び動力伝達装置のクランクケースに使用することを
目的とした潤滑剤に有益である。したがって、本発明の
1つ若しくはそれ以上の目的は、本発明の新規なコポリ
マーを含有する潤滑油組成物、たとえば自動伝達液、ガ
ソリンのクランクケース中での使用に適した重質油及び
ディーゼルエンジン用の油などを提供することにより達
成される。この種の潤滑油組成物は、たとえば他の粘度
調整剤、無灰分分散剤、酸化防止剤、腐蝕防止剤、洗剤
、流動点降下剤、摩耗防止剤などの他の添加剤をさらに
含有することができる。 驚くことに、特定の分子内組成分布と結晶度とを有する
本発明のエチレン−α−オレフィンコポリマーは低温度
にて極めて望ましい粘度及びポンプ輸送性と室温におけ
る良好な濾過性とを有するif、’l滑油を与えること
が判明した。したがって、さらに本発明は新規な油添加
剤組成物にも向けられ、この組成物は本発明によるコポ
リマーからなる粘度調整剤の有効徂を含有量る潤滑粘度
の基材鉱油からなっている。 特定の理論に拘束されるものでないが、粘度調整剤とし
ての新規なコポリマーの改善機能は、少なくとも部分的
にコポリマー分子の調節部分が潤滑油の発意よりも高い
温度にて潤滑油中で「結晶化する」能力に基因覆ると思
われる。「結晶化する」と言う用品は、ポリマーにおけ
るメチレン配列が成る順序の状態で組込まれることを意
味する。 これは分子間及び分子内の両者で生ずる。潤滑油基材は
典型的にはパラフィン系ワックス成分とイソパラフィン
系ワックス成分とを含有し、これらは結晶化することが
できる。基材が高温度から冷却されるにつれて、これら
ワックス成分が結晶化始める温度に達する。結晶が大き
くなると、これらは光を散乱しかつ油を濁らせる。これ
は「濁り点」と呼ばれ、この温度はASTM D−2
500試験法を用いて測定することができる。発意以下
の温度で、基材中のワックスは結晶化しうるVMボリマ
ーセグメン1〜と共に結晶化して、VIVIポリマー分
子を効果的に栗(nさせ、高い「効果的、1ポリマー分
子早をもたらすか或いは剪断にかけた際降伏応力の発生
により観察されるような油の1ゲル化」を生ぜしめる。 このような高分子量は、低温度における油粘度を増大さ
せて油をボンピングし若しくは流動化させるのが困難と
なるため、望ましくない。 本発明の結合したコポリマー分子は、その未結合状態に
おけるよりも小さいヒドロダイナミック容積を有すると
思われ、これはその潤滑油溶液の相対粘度を低下させる
と共に、低温度における配合油の低粘度をもたらす。油
の「発意」よりも高いポリマー結合温度を示すコポリマ
ーの特性は、油中のワックスとの相互作用を最小化させ
かつしたがってゲル化する油の傾向を減少させると思わ
れる。さらに、これらの新たに突き止められたコポリマ
ー分子の1部のみが使用条件下で結晶化しうる。非結晶
化部分は、過度の分子間結合を防止するのに倹立つ立体
バリヤとして作用すると思われる。ポリマーの調節され
たセグメント特性は、その性能に必須である。さらに、
結晶化しうるセグメントの位置も重要である。特に好ま
しくは、本発明によるコポリマーの結晶化しうるセグメ
ントのエチレン含有量は、ポリマー結合温度がコポリマ
ー連鎖の顕著な結合を至温以上で生ぜしめてコポリマー
を含有する潤滑油の貧弱な濾過性をもたらすような点ま
で上昇させるのを防止するには、約75重量%のエチレ
ンを越えてはならない。 このポリマーの結合温度(Ta>は比粘度(ηrej)
の温度依存性を試験して決定することができる。確定し
たdηreff/dTからの偏差が、顕著な結合の開始
と共に生ずる(動粘度のためのASTM法[)−445
を一連の温度で行なうことができる。これらの測定にお
けるポリン−濃度は配合油における濃度、たとえば約1
重量%と同じでなければならない)。ポリマーが既に発
意温度以上で結合していれば、ポリマーとワックスとは
相互作用する機会が殆んどない。さらに、エチレンにお
いて完全に結晶化を防止でるのに充分低くかつ輪郭に沿
って適切に位置するセグメントをポリマーが含有すれば
、これらセグメン1〜はワックス若しくは過剰ポリマー
/ポリマーの相互作用に対し立体的ブロックとして作用
する。したがって、2つのポリマー特性が必要とされる
:すなわちワックス見掛は温度より高い結晶化、及びゲ
ルが形成する前に凝集物を安定化させるセグメント化構
造である。 上記したように、本発明はエチレンと少なくとも1種の
他のα−オレフィンモノマーとの新規なセグメント化コ
ポリマーに向けられ、ここでコポリマー連鎖は少なくと
も1つの結晶化しうるエチレンモノマー単位のセグメン
ト(以下、より完全に説明する)と少なくとも1つの低
結晶度エチレン−α−オレフィンコポリマーセグメント
とを含有し、低結晶度コポリマーセグメントは23℃で
約0.2%未満の結晶度を少なくとも24時間のアニー
ル後の非配向バルク状態にて特徴とし、かつコポリマー
連鎖は分子内不均質かつ分子間均質であって2未満のM
w/ Mn及び1.8未満のfi7z/l’awの少な
くとも一方を特徴とするMWDを有する。 結晶化しうるセグメントは約1()〜90重量%、好ま
しくは約20〜85重量%、より好ましくは約40〜6
5重量%の全コポリマー連鎖を含みかつ少なくとも約5
7重量%、好ましくは少なくとも約62重量%、より好
ましくは少なくとも約60重量%、特に好ましくは少な
くとも約63重量%の平均エチレン含有量を有し、しか
も95重量%以下、より好ましくは85%以下、特に好
ましくは75重重量以下(たとえば約58〜68重量%
)である。低結晶度コポリマーセグメントは約90〜1
0重量%、好ましくは約80〜15重量%、より好まし
くは約65〜35重量%の全コポリマー連鎖からなり、
かつ約20〜53重量%、好ましくは約30〜50重量
%、より好ましくは約35〜50重量%の平均エチレン
含有量を有する。本発明によるコポリマーは分子内不均
質の連鎖セグメントを含み、ここで各部分が少なくとも
5重量%の連鎖からなりかつ少なくとも7,000の分
子量を有する少なくとも2つの個々の分子内不均質連鎖
の部分は少なくとも5中量%のエチレンを含有でると共
に組成において少なくとも5重硲%のエチレンだけ互い
に相’>uし、ポリマーの分子間組成分散度はポリマー
連鎖の95重量%が平均重量%エチレン組成とは1ブレ
ンにおいて15%若しくはそれ以下だけ相違する組成を
有するような分散度であり、さらにコポリマーは2未満
のMw/Mnの比及び1.8未満のMz/Mwの比の少
なくとも一方を特徴とする。 −F記したように、本発明のコポリマーは少なくとも1
つの結晶化しうるメチレン単位リッチなセグメント(以
下rMJセグメントと言う)及び少なくとも1つの低結
晶度エチレン−α−オレフィンコポリマーセグメント(
以下ITJセグメン1〜と呼ぶ)とを含有する。したが
って、これらコポリマーは次のセグメント構造: M−T (I )TI
−(M−T2 ) x、及ヒ(II)TI −(Ml
−T’2 ) V−M2 (III)[式中、
M及び−[゛は上記の意味を有し、Ml及びM2は同一
若しくは異なるものであってそれぞれMセグメン1〜で
あり、T1及びT2は同一若しくは異なるものであって
それぞれTセグメントであり、Xは1〜3の整数であり
かつyは1〜3の整数である] を有するポリマー連鎖構造よりなる群から選択されたコ
ポリマーによって承りことができる。 構造It(x=1)において、コポリマーのMセグメシ
1〜は2個のTセグメン1〜間に位置しかつMセラメン
1へは実質的にポリマー連鎖の中央に位置することがで
き(すなわちT1及びT2セグメントは実質的に同じ分
子量とすることができ、かつT1及びT2セグメントの
分子量の合計は実質的にMセグメントの分子量と等しく
することができる)。ただし、これは本発明の実施に対
し必須でない。好ましくは、コポリマーは1連鎖当り1
個のみのMセグメントを有する。したがって、構造■及
びII(x=1>が好適である。 好ましくは、コポリマーのMセグメント及びTセグメン
トはコポリマー連鎖に沿って位置し、コポリマー連鎖の
限られた個数のみが連携して低結晶度Ttセグメント充
填に伴う立体問題がさらに凝集を阻止するにうにする。 したがって、好適具体例において、Mセラメン1−はコ
ポリマー連鎖の中央近傍に位置しかつ1個のみのMセグ
メントが連鎖内に存在覆る。 下記に示すように、構造: Ml −(T−M2 ) z (IV
)[式中、Ml 、M2及び王は上記の意味を有しかつ
Zは少なくとも1の整数である] のコポリマーは粘度調整剤ポリマーとして望ましくない
。油中の構造1vのコポリマーの溶液は、M及びT部分
が構造■のコポリマー(x=z=1>と正確に同じ組成
及び分子量を有する場合にも、ゲル化する傾向を有プる
ことが判明した。この貧弱な粘度調整剤性能は、中心T
セグメントが結合に対し立体的に安定化しえないことに
基づくと思われる。 本発明におけるコポリマーのMセグメントはエチレンを
含み、かつさらに少なくとも1種の他のα−オレフィン
、たとえば3〜18個の炭素原子を有量るものを含むこ
とができる。Tセグメン1〜は二しヂレンと少なくとも
1種の他の(X−オレフィン、たとえば3〜18個の炭
素原子を有するα−オレフィンとから構成される。さら
にM及びTセグメン1〜は、他の重合しうるモノマー、
たとえば非共役ジエ、ン若しくは環式上ノーオレフィン
を含むこともできる。 本発明はエヂレンープロピレン(EPM)コポリマーま
たはエチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)ターポ
リマーの分野で特に好適であると考えられるので、以下
EPM及び(又は)EPDMにつき詳細に説明する。 本発明によるコポリマーは、好ましくはチューブ状反応
器で製造される。チューブ入口にのみ七ツマー供給部を
有するチューブ状反応器で製造する場合、チューブ状反
応器の入口ではエチレンがその高反応性に基づき優先的
に重合することが知られている。溶液中の七ツマ−の濃
度は、1ヂレンが消費されるにつれて、チューブに沿っ
てプロピレンに好適に変化する。その結果、入1コにお
いてのみ=しツマ−を供給すると、反応器人口近傍で生
長した連鎖セグメントにおいて]−チレン)装度がより
高いコポリマー連鎖が生じ(重合反応が開始覆る箇所で
規定される)、かつ反応蒸出(]近傍で生成される連鎖
セグメントにおいてプロピレン濃度が高くなる。これら
のコポリマー連鎖はしたがって組成において傾斜してい
る。エチレン−プロピレンの代表的コポリマー連鎖を下
記に図示し、ここでEはエチレン成分を示しかつPは連
鎖におけるプロピレン成分を示す: セグメント: m−−1−−−−−−λ−−−−−−ユーーーーーー土
−一−E−E−E−E−P−E−E−E−P−P−E−
E−P−P−P−E−P−P−P−Pこの図示した連鎖
から判るように、左側セグメント(1)は反応混合物が
より反応性の大きい成分エチレンを比例的に多く含む反
応器入口で生成される連鎖の部分を示す。このセグメン
トは4例のエチレン分子と1個のプロピレン分子とで4
14成される。しかしながら、次のセグメントが左側か
ら右側まで形成されるにつれ、より反応性の大きいエチ
レンが消費されると共に反応混合部が比例的にプロピレ
ン濃度を増大し、その後の連鎖セグメントはプ[1ピレ
ンがより濃厚となる。得られる連鎖は分子内不均質とな
る。 2種より多い七ツマ−を使用する場合、たとえば本発明
を説明する目的でジエン・ターモノマーを用いるEPD
Mの製造において、均質性及び不均質性に関する全ての
性質は連鎖若しくはそのセグメントにおけるエチレン対
仙の七ツマ−の相対比を意味する。本明細書中に説明し
たコポリマーの分子内組成分散度に関する性質(連鎖内
の組成変化)はイントラ−〇Dと呼ばれ、かつ分子間組
成分散度(連鎖間の組成変化)はインターCDと呼ばれ
る。 本発明によるコポリマーにつき、組成は連鎖間並びに連
鎖の長さに沿って変化することができる。 本発明の目的は連鎖量変化の♀を最小化させることにあ
る。インターCDは、最高漬及び碌低吊のエチレンを含
有するコポリマーフラクション間の組成の差により特性
化することがでさる。インターCDの幅を測定するため
の技術はユングハンス等(上記、第25頁)により示さ
れたように公知であり、p−キシレン/ジメチル水溶剤
アミド溶剤/非溶剤を使用してコポリマーを異なる分子
間組成のフラクションに分画する。たとえばベキリン/
2−プロパツールのような他の溶剤/;l[溶剤系を使
用することもでき、これについは以下詳細に説明する。 本発明によるコポリマーのインターCDは、コポリマー
連鎖の95重量%が15重量%若しくはそれ以下だけ平
均重鎖%エチレン組成とは相違するエチレン組成を有す
るようなものである。好適インターCDは約13%若し
くはそれ以下であり、特に好ましくは約10%若しくは
それ以下である。比較として、ユングハンス等はそのチ
ューブ状反応器のコポリマーが15重量%以上のインタ
ーCDを有することを突き止めた。 広義において、本発明によるコポリマーのイントラ−〇
Dは、各部分が連鎖の少なくとも5重量%を占める少な
くとも2つ部分の個々の分子内不均質連鎖が組成におい
て互いに少なくとも7重量%のエチレンだけ相違するよ
うなものである。特記しない限り、本明細書で示すイン
1〜ラーCDのこの性質は、コポリマー連鎖の少なくと
も2つの5重量%部分に基づいている。本発明によるコ
ポリマーのイン1〜ラーCDは、コポリマー連鎖の少な
くとも2つの部分が少なくとも10重量%のエチレンだ
け相違することもできる。少なくとも20重重量、或い
は少なくとも40重量%のエチレンの相違も、本発明の
範囲内で考えられる。 イントラ−CDを測定するための実験法は次の通りでお
る。最初に、インターCDを下記刃るように確定し、次
いでポリマー連鎖をその輪郭に沿って断片まで分解し、
かつこれら断片のインターCDを決定する。これら2つ
の結果における相’>Mは、下記の例示に見られるよう
にイントラ−CDに基づいている。 30個の七ツマー単位を有する不均質試料ポリマーにつ
いて見る。これは下記A、B、Cよりなる3個の分子で
構成される: A EEEEPEEEPEEEPPEEPPEPPP
EPPPPPPPB EEEEEPEEEPEEEP
PEEEPPPEPPPEEPPPCEEPEEEPE
EEPEEEPEEEPPEEPPPEEPPP分子A
は36,8重量%のエチレンであり、Bは46.6%で
ありかつCは50%のエチレンである。混合物に対する
平均Tチレン含有jは44.3%である。 こ試料につきインターCDは最高エチレンポリマーが平
均値よりも5.7%多いエチレンを含有1゛る一方、最
小エチレン含有量のポリマーは平均値よりも7.5%少
ないエチレンを含有する。或いは換言ずれば、ポリマー
の100重伍重量平均値約44.3%に対し+5.7%
及び−7,5%のエチレンの範囲内にある。したがって
ポリマーの所定重量%が100%であれば、インターC
Dは7.5%となる。 この分子[を第3図に曲線1として図示することができ
る。 連鎖を断片に分解すれば、新たなインターCDが生ずる
。簡単にするため、先ず最初に分子Aのみを下記のスラ
ッシュで示した断片まで分解することを倹、i=J i
る: EEEEP/EEEPE/EEPPE/EPPEP/P
PEPP/PPPPPそれぞれ72,7%、72.7%
、50%、30.8%、14.3%及び0%のエチレン
の部分が得られる。分子B及びCが同様に分解されかつ
同様な組成の重量フラクションがグループ化されれば、
第3図に曲線2で示された新規なインターCDが得られ
る。図面における2つの曲線間の差はイントラ−CDに
基づいている。 特に、終点範囲近傍におけるこれらデータを考慮すれば
、この試料につき積算重量%範囲(a)により示される
連鎖輪郭の少なくとも5%は組成において(b)で示さ
れるように少なくとも15%のエチレンだけ他のセクシ
ョンとは相違し、この相違は2つの曲線間に存在する。 (b)によって示される組成の差は分子間でありえない
。もしそうだとすれば、初期ポリマーに苅する分離工程
は、分解連鎖についてのみ見られるような高いエチレン
含有量を示すであろう。 初期連鎖と断片化連鎖との間で図面において(b)及び
(d)により示された組成上の差は、イン1〜ラーCD
に対する最小値を与える。イン1〜ラーCDは、少なく
ともその程度の大きざでなければならない。何故なら、
組成にd3ける所定の差(b)若しくは(d)であるよ
うな連鎖セクションが初期ポリマーから分離された最高
若しくは最低の組成ポリマーから分離されるからである
。この例にa3いて、(b)で示した初期ポリマーは同
じ連鎖内に72.7%エチレン及び0%エチレンのセク
ションを有することが判る。恐らく分画工程の非効率に
基づき、検査したイントラ−CDを有する真のポリマー
は、分画の終点で示されるよりも低い又は高いエチレン
をその輪郭に沿って連結したセクションを有すると思わ
れる。すなわち、この方法は、イントラ−CDに対する
下限値を決定する。検出を向上させるため、初期の仝ポ
リマーを分画することができくたとえば仮定例において
分子Cからの分子Bから分子Aを分離する)、これらの
フラクションを全く又は殆んどインターCDを示さなく
なるまで再分画する。この分子問均質フラクションのそ
の後の断片化は全イントラ−C1)を示す。原理的に、
たとえば分子Aが分離され、断片化され、分画されかつ
分析さ゛れれば、連鎖セクションに対するイン1〜ラー
CDは分子A、B及びCの全混合物を分画して見られる
ような72.7−り0%−22,7%でなく72.7−
0%=72.7%となるであろう。 幾つかのI余材から組合せたポリマーの混合物における
分子内不均質であるポリマーのフラクションを決定する
には、この混合物をその後の分画に際しもはや不均質性
を示さないようなフラクションまで分離せねばならない
。これらのフラクションを後に分解させ、かつ分画して
不均質であるかどうかを示す。 初期ポリマーが分解された断片は、最終的作用を回避す
ると共に重合における所定の七ツマー変換範囲にわたり
セグメントの正常な統訂分布が形成される合理的チVン
スを与えるべく、充分大きくせねばならない。ポリマー
の約5@ff1%の間隔が便利でおる。たとえば約10
5の平均ポリマー分子量において、約500(+の分子
量の断片が適している。栓流若しくはバッチ式重合の詳
細な算術分析は、ポリマー連鎖輪郭に沿った組成の変化
υ重合が重合の終末近くにあ(プる高エチレン変換にて
最も大きくなることを示している。低エヂレン含有邑の
セクションを示すには、ここでは最も短い断片が必要と
される。 非極性ポリマーにつき組成分散度を測定するための最も
用いやすい技術は溶剤/非溶剤分画であって、これは相
分離の熱力学に基づいている。この技術は「ポリマー・
フラクショネーション」、M、カンドウ編集、アカデミ
ツク社(1967) 、第341頁並びにH,イナガキ
、王、タナ力「ディベロップメント・イン・ポリマー・
キャラクタリゼーション」、第3巻、第1頁(1982
)に記載されている。これらを参考のためここに引用す
る。 エチレンとプロピレンとの非結晶コポリマーにつき、分
子量は溶剤/扉溶剤溶液における組成よりも大きく非溶
解性を支装置る。高分子量のポリマーは、所定の溶剤ミ
ックスに溶解度が低い。さらに、本明細需中に説明ダる
ポリマーについては、分子間とエチレン含有量との系統
的な相関関係も存在する。エチレンはプロピレンよりも
ずっと急速に重合するので、高エチレンポリマーは分子
量にjJ3いても大きくなる傾向を有する。さらに、エ
チレンリッヂな連鎖は、炭化水素/4本性非溶剤混合物
に対しプロピレンリッチな連鎖よりも溶解性が低い傾向
を有する。さらに結晶セグメントについては、溶解度が
顕著に減少する。かくして、高分子量の高エチレン連鎖
は熱力学に基づき容易に分離される。 分画法は次の通りである: 未断片化ポリマーをn−ヘキサン中に23°Cで溶解さ
せて、約1%溶液を形成する(1(lポリマー/100
dヘキサン)。イソプロピルアルコールをこの溶液中へ
濁りが生ずるまで摘加し、この時点で沈澱を沈降させる
。上jσ液を除去し、かつ沈澱物をマイラー(登録商標
)(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの間で15
0”Cにてプレスすることにより乾燥させる。エチレン
含有量はA S T M法[) −3900によって決
定される。滴定を再び行ないかつ次いでフラクションを
回収しかつポリマーの100%が回収8゛れるまて分析
する。滴定を理想的に調節して、特に411j喘な組成
の場合には初期ポリマーの5〜10重量%のフラクショ
ンを生成させる。 分布の幅を示づため、この組成物のフラクションにおけ
る重量%の半分と前記で集めたフラクションの全重量%
との合計により規定されるポリマーの積算重量%に対し
エチレン%としてデータをプロットする。 初期ポリマーの他の部分を断片まで分解覆る。 これを行なうのに適するh法は、次の手順にしたがう熱
分解である:窒索パージされたオーブン内の密封容器に
て厚さ2nunのポリン−層を330°Cにて60分間
加熱する(時間若しくは)8度は、ポリマーのエチレン
含有量及び分子量に基づいて実験的に調節することがで
きる)。これは、105分子はのポリマーを分子量約5
00(+の断片まで低下さぜるのに充分とすべきである
。この秤の分解はポリマ−の平均エチレン含有量を実質
的に変化させないが、エチレンよりも優先的にプロピレ
ンが分解に際に喪失する傾向をイjvる。このポリマー
を、高分子量プレカーサと同じ手順で分画する。エチレ
ン含有量並びに選択フラクションに関する分子量を測定
する。 分子内不均質性を特性化覆る手順は面倒であり、かつ最
適条件で行なってもどの連鎖のセグメントが連結してい
るかを示さない。事実、現在の技術では、合成条件に頼
らなければポリマー構造を決定することができない。合
成条件の知見により、構造は次のように規定することが
できる。 エチレン、プロピレン若しくは高級α−Aレフインの遷
移金属触媒による重合は末端共重合モデルにより説明す
ることができ、本発明の目的には大凡充分である[G、
)Tk・ストレート、[エンサイクロペディア・オブ・
ポリマー・ザイニ[ンス・アンド・エンジニアリング」
、第6巻、第522頁(1986) ]。このモデルに
おいて、2種の七ツマ−の相対的反応性は、次に定義プ
るような2つの反応比率によって測定される:R1=(
エチレンに添加するエチレンの速度定数)(エチレンに
添加゛するプロピレンの速度定数)これら2つの定数を
所定温度で与えれば、それぞれモル濃度[E]及び[P
]にてエチレンとプロピレンとを含有する溶液から連鎖
中へ入るエチレン(E)モル母とプロピレン(P)のモ
ル弔との比は次の通りとなる: 旦= E ・(R重量E] +[P] )P [P]
・([E]十R2[P]> (1)ポリマーにおける
エチレン重量%に対するE及びPの関係は次の通りとな
る: R1及びR2の数値は、ポリマーを作成するために使用
する特定コポリマー及び触媒、重合温度並びに成る程度
溶剤に依存する。 本明細書中に特定した全ての遷移金属触媒につき、R1
はR2よりも相当に大である。すなわち、式(1)から
見られるように、エチレンは反応媒体におけるモノマー
の所定割合につきプ[1ピレンよりもずっと急速に消費
される。かくして、七ツマ−が消費されるにつれて[E
]/[P]の比は低五する。R1=R2である場合のみ
、ポリマーにあける組成は反応媒体における組成と等し
くなる。 バッチ式反応器における所定時間或いはチューブ状反応
器における所定箇所で反応した七ツマ−の量が測定でき
れば、式(1)を介しポリマー連鎖に沿った所定の箇所
で生成される瞬間的組成を決定することができる。狭い
MWDの例示及びチューブに沿ったMWの増加は、組成
分布が分子内であることを証明する。生成されるポリマ
ーの量は、2つの方法のいずれかで測定することができ
る。重合溶液の試料を集め、適当に急冷して反応器に沿
った各箇所にて反応を停止させ、かつ生成したポリマー
の量を測定する。或いは、重合が断熱的に行なわれかつ
重合熱が既知であれば、変換された七ツマ−の掛を反応
温度経過から訓練することもできる。 最後に、ポリマーの平均的組成がチューブに沿った一連
の箇所で或いはバッチ式重合の場合には種々の時点で測
定されれば、作成されつつあるポリマーの瞬間的組成を
訓練することができる。この技術はR1及びR2の知見
或いは重合熱の知見を必要とけず、ポリマー合成工程の
みを必要とする。 これらの方法は、全て一致した結果を伴って用いること
ができた。 本発明の目的で、R1及びR2はしたがって重合条件の
意味でポリマー組成を特性化覆るよう作用するだけであ
る。R1及びR2を規定することにより、分子内組成分
布を特定することができる。 溶剤としてのヘキサン中にVCj4及びエチルアルミニ
ウムセスキクロライドを使用する下記実施例の場合、R
1= 1.8eX D (+ 500/RTk)及びR
2= 3.23XD (−1500/RTk)である。 rRJはガス定数(1,98caj/度−モル)テあり
かつr T’ kJはケルビン度である。参考のため、
20°CにてR1= 9.7かつR2= 0.02であ
る。 第4図及び第7〜17図において、分子内組成分布をこ
れらのR1、R2、既知の反応器供給条件、断熱式反応
器における測定重合熱、及び重合熱とポリマー組成とに
関する次の因子によって計ロシ し Iこ 。 重合熱− 485+ 317X (E/ (E+P))Caf2/
(] (2)上記R1及びR2は、正確な最終的
平均ポリマー組成を示唆する。R1及びR2並びに因子
(2)か将来不正確であることが証明されれば、ポリマ
ーの分子内組成分布は重合条件の観点から本明細書中に
規定した通りとなるが、第7〜17図に示した絶対的組
成尺度において改変せねばならなくなる。このような誤
差は、しかしながら数%に留まると思われる。 エチレン含有量は、エチレン−プロピレンコポリマーに
つきASTM−D3900により35〜85重量%のエ
チレンであると測定された。85%以上の場合、AST
M−D2238を用いてメチル阜濃磨を測定し、これを
Tヂレンーブロビレンコボリマーにつき明確にエチレン
%と関連させることかできる。 プロピレン以外のコモノマーを使用する場合、広範囲の
エチレン含有量を包含するASTM試験は存在しない。 しかしながら、プロトン及び炭素−13核磁気共鳴分光
光度法を用いて、この種のポリマーの組成を決定するこ
とができる。これらは、操作する際に検定を必要としな
い絶対的技術であるため、所定元素の仝核はスペクトル
に同等に寄与する。エチレン−プロピレンコポリマーに
つきASTM試験でカバーされない範囲については、こ
れらの核磁気共鳴法を用いることができる。 分子団及び分子量分布は、クロマティクスKMX−6[
LDC−ミルトン・ロイ、リビエラ・ビーチ社、フロリ
ダ州]のオンライン光散乱フォトメータを装着したつΔ
−タース150Cゲル透過クロマトグラフィーを用いて
測定される。この装置は、移動相として1,2.4−ト
リクロルベンゼンを用いて 135°Cで使用される。 シコウデックス(ショウワ・デンコー・アメリカ・イン
コーポレーション社)のポリスチレンゲルカラム8()
2.803.804及び805が使用される。この技術
は[ポリマー及び関連物質■の液体クロマトグラフィー
」 [J、ケイズ編集、マルセル・デツカ−(1981
)、第207頁、参考のためここに引用する]に記載さ
れている。カラム展開に対する修正は用いない。しかし
ながら、一般に認められた基準、たとえば・ナショナル
・ビューロー・オブ・スタンダード・ポリエテン148
4に対するデータ及び陰イオン的に生成された水添ポリ
イソプレン(交互エチレン−プロピレンコポリマー)に
対するデータは、Mw/Mn若しくはMz/Mwに関す
るこの種の補正が0.05単位未満であることを示す。 Mw/Mnは溶出時間−分子量の関係から計痺されるの
に対し、Mz/Mwは光散乱フォトメータを用いて測定
される。数値分析は、LDC/ミル1−ン・ロイーリビ
エラ・ビーチ社、フロリダ州から人手しうる市販のコン
ピュータソフトウェア−GPC2、MOLWT2を用い
て行なうことができる。 上記したように、本発明によるコポリマーはエチレンと
少なくどし1種の仙のα〜Δレフインとで構成される。 この種のα−オレフィンは3〜18個の炭素原子を有す
るもの、たとえばプロピレン、ブデンー1、ペンテン−
1などを包含する。 3〜6個の炭素原子を有するα〜オレフィンが経済的配
慮から好適Q必る。本発明において最も好適なコポリマ
ーはエチレンとプ[1ピレンとからなるもの又はエチレ
ンとプロピレンとジエンとからなるものである。 当業者に周知されているように、エチレンと高級α−オ
レフィン(たとえばプロピレン)とのコポリマーはしば
しば他の重合可能なモノマーを含む。これらの他のモノ
マーの典型例は、たとえば限定はしないが次のような葬
具19ジエン匁ることかできる: (a)たとえば1,4−ベキ1ノジエン、1,6−オク
タジエンのような直鎖の非環式ジII−ン類:<b>た
とえば5−メチル−1,4−ヘキサジエン、3.7−シ
メチルー1,6−オクタジエン、3,7−シメチルー1
,7−オクタジエン、並びにジヒドロ−ミルセンとジヒ
ドロオシネンとの)捏合異性体のような分枝鎖の非環式
ジエン類:(c)たとえば1,4−シクロへキサジエン
、1.5−シクロオクタジエン及び1,5−シクロドデ
カジエンのような単環式の脂環式ジエン類;(d)たと
えばテトラヒドロインデン、メチルテトラヒドロインデ
ン、ジシクロペンタジェン、とシクロ−(2,2,1)
−へブタ−2,5−ジエン、アルケニル、アルキリデン
、シクロアルケニル及びシクロアルキリデンノルボルネ
ン、たとえば5−メチレン−2−ノルボルネン(MNB
)、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)、5
−プロピレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデ
ン−2−ノルボルネン、5〜(4−シクロペンテニル)
−2−ノルポルエン、5−シクロへキシリデン−2−ノ
ルボルネンのような多環式の脂環式融合及び架橋環ジエ
ン類。 これらコポリマーを製造するのに!1lIl型的に使用
される非環式ジエン類のうち、張力1芙中に二重結合の
少なくと1.)1個を有するジエン類が好適である。特
に好適なジエンは5−■チリアン−2−ノルボルネン(
ビN]3)である。コポリマーにJ3(プるジエンの早
く中量基準)は約0〜20 +、+もと゛りることがで
き、0〜15%が好適でおる。特に好適な範囲は0〜1
0%である。 上記したように、本発明による最も好適なコポリマーは
Jチレンープr」ピレン又はエチレン−プロピレン−ジ
エンである。いずれの場合にも、コポリマーの平均エチ
レン含有量は、重量基準で約20%程度に低くすること
ができる。好適最小値は約25%である。より好適な最
小値は約30%である。 最大エチレン含有ωは、重量基準で約90%とすること
かできる。好適最大値は約85%であり、最も好適には
約80%である。好ましくは、温度調整剤として使用す
ることを目的とした本発明のコポリマーは約35〜75
重量%のエチレン、より好ましくは約50〜70重量%
のエチレンを含有量る。 本発明にしたがって製造されるコポリマーの分子量は広
範囲で変化することができる。重量平均分子量は約2,
000程度に低くしうると思われる。 好適最小値は約10,000である。最も好適な最小値
は約20.000である。最大単量平均分子■は約12
、000.000程度に高くすることができると思われ
る。好適最大値は約1,000.O囲であり、最も好適
な最大値は約750,000である。V、M、ポリマー
として使用する目的のコポリマーにつき特に好適な範囲
の重量平均分子量は50.000〜500□000であ
る。 さらに、本発明のコポリマーは一般に約1〜100、好
ましくは約10〜70、より好ましくは約15〜65の
ムーニー粘度[ずなわちML (1’ +41 ”)1
25℃]と約0.4〜5.0、好ましくは約1.0〜4
.0、特に好ましくは約1,4〜3.8の増粘効率(r
−rE、J)とを特徴とする。 本発明により作成されるコポリマーの他の特徴は分子量
分布(MWD)が極めて狭いことであり、これは2未満
のMw/Mnの比及び1.8未満のMz /Mwの比の
少なくとも一方を特徴とする。 El)M及ヒE P D M (、: 関L、狭いMw
Dを右’J−ルこの種のコポリマーのり(型的な利点は
、剪断劣化に対する耐性である。特に油添加剤用途につ
いては、好適コポリマーは約1.5未満のMw/f’7
nを有し、約1.25未満が特に好適である。好適Vz
/Mwは約1.5未満であり、約1.2未満が特に々f
適である。 本発明による方法は、触媒とエチレンと少’ch くと
も1種の他のα−オレフィン−しツマ−とからなる反応
混合物を重合させてコポリマーを製造し、ここでモノマ
ー(好ましくはエチレン)のネは後記に説明するように
調節して重合の過程で変化させる。溶液重合が好適であ
る。 この目的に効果的である反応混合物のための任意公知の
溶剤を、本発明の溶液重合を行なうのに使用することが
できる。、たとえば適量−る浴剤は、炭化水素溶剤、た
とえば脂肪族、脂環式及び芳香族炭化水素溶剤、或いは
これら溶剤のハロゲン化物である。好適溶剤はC12若
しくはそれ以下の直鎖若しくは分枝鎖の飽和炭化水素、
05〜c9飽和脂環式若しくは芳香族炭化水素、或いは
C2〜C6ハ[1グン化炭化水素である。特に好適なも
のはC12若しくはだれ以下の直鎖若しくは分枝鎖の炭
化水素、特にヘキサンである。限定はしないが溶剤の例
はブタン、ペンクン、ヘキサン、ヘプタン、シクロペン
タン、シクロヘキリーン、シクロへブタン、メチルシク
ロベンクン、メチルシクロヘキサン、イソオクタン、ベ
ンゼン、1〜ルニ[ン、キシレン、クロロホルム、クロ
ルベンゼン、テトラクロルエチレン、ジクロルエタン及
びトリクロルエタンである。 これらの方法はミックスフリー反応器系で行なわれ、こ
の装置は種々異なる時点で開始されるポリマー連鎖を含
んだ反応混合物の部分の間で実質的に混合が生じないよ
うな装置である。適する反応器は連続流動チューブ状若
しくは撹拌バッチ式反応器である。チューブ状反応器は
周知されており、かつ流動方向で反応体の混合を最小化
させるように設計される。その結果、反応体濃度は反応
器の長さに沿って変化する。これに対し、連続流動撹拌
タンク反応器(cFSTR)に13ける反応混合物は到
来する供給物と混合して、反応器のどこにおいても実質
的に均一な組成の溶液を生成する。その結果、反応混合
物の1部にお(プる生長連鎖は種々の熟成度を有し、し
たがってql−のCFSTRは本発明の目的で適さない
。しかしながら、3個若しくはそれ以上の撹拌タンクを
直列で使用すると共に第1反応器へ触媒の全部を供給す
れば、チューブ状反応器の性能にほぼ匹敵することが周
知されている。したがって、直列のこれらのタンクは本
発明の範囲内であると考えられる。 バッチ式反応器が適する容器であり、好ましくは充分な
撹拌を行なって触媒と溶剤と七ツマ−とを重合の開始時
点で添加する。次いで、反応体の添加物を所望の生成物
又は連鎖セグメントを生成するのに充分な長さの時間に
わたり重合させる。 経済的理由で、チューブ状反応器がバッチ式反応器より
も本発明の方法を行なうのに好適である。 本発明によるコポリマーを製造するための反応器系の重
要性に加え、重合はたとえば次のように行なうべきであ
る: (a>触媒系は主として1種の活性触媒物質を生成する
、 (b)反応混合物は主として連鎖移動剤を含有しない、 (c)ポリマー連鎖は実質的に全部が同時に開始され、
これはバッチ式反応器についCは同時点で或いはチュー
ブ状反応器についてはチューブの長さに沿った同一箇所
で行なわれる。 上記コポリマー構造■及び■を製造するため(並びに必
要に応じ上記コポリマー構造工を製造するため)、他の
溶剤及び反応体くたとえばエチレン、α−オレフィン及
びジエンの少なくとも1種)をチューブ状反応器の長さ
に沿って或いはバッチ式反応器における重合の過程で、
或いは直列の撹拌反応器における選択段階のいずれかへ
調節して(以下詳細に説明する)添加し、本発明のコポ
リマーを生成させる。しかしながら、はぼ全部の触媒を
チューブの入口或いはバッチ式反応器操作の開始時点で
添加して、はぼ全部のポリマー連鎖が同If5に開始さ
れるという要件を満たす必要がある。 したがって、本発明による方法は次のように行なわれる
: (a)少なくとも1個のミックスフリー反応器において
、 (b)主として1種の活性触媒物質を生成する触媒系を
用い、 (c)主として移動剤を含まない少なくとも1種の反応
混合物を用い、かつ (d)実質的に全てのポリマー連鎖の生長反応を同時に
開始させるのに充分な方法及び条件下で行なう。 チューブ状反応器が本発明による方法を行なうための好
適反応器システムであるため、以トの説明及び実施例は
このシステムに向りられるが、他の反応器システムにも
適応しうろことは本明細書の説明から当業者には明らか
となるでおろう。 本発明による方法を実施する際、好ましくは少なくとも
1個のチューブ状反応器を使用する。たとえば、歳も簡
単な形態にa3いて、この種の方法は1飼のみの反応器
を使用する。しかしながら、本明細出の説明から当業者
には判るように、一連の反応器を複数の七ツマー供給部
と共に用いて、下記するように分子内組成を変化させる
こともできる。 重合の過程で七ツマ−を追加することにより得られる米
国特許第a、 540.753号公報に記載された構造
を第4図の曲線1〜4に示し、ここでは組成が連鎖の輪
郭長さに沿った位置に対してプロットされている。曲線
1のイントラ−CDは、七ツマ−の全部をヂ1−ブ状反
応器の入口に或いはバッチ式反応の開始時点に供給して
得られる。これに比較し、曲線2のイントラ−CDは、
追加エチレン(及び必要に応じプロピレン)をチューブ
に沿った箇所或いはバッチ式反応器の場合には連鎖がそ
の半分の長さに達した時点で追加して作成される。曲線
3のイントラ−CDは、複数の供給物添加を必要とする
。曲線4のイントラ−CDはエチレンでない追加コモノ
マーを添加した場合に形成され、これにより全エチレン
組成範囲を連鎖から省略することができる。 α−オレフィンコポリマーを製造するために使用する触
媒の組成は、コポリマー生成物のfit貿(たとえば組
成分散度及びMWf))に対し顕箸な作用を及ぼ1o本
発明の方法を実施するのに用いる触媒は、反応混合物中
に実質的に1種の活性触媒物質を生成するようなものと
Jべきである。より詳細には、実質的に全ての重合反応
を可能にηるような1種の主たる活性触媒物質を生成す
べきである。他の活性触媒物質は、仝コポリマーの35
%(重量)程度を与えることができる。好ましくは、こ
れらはコポリマーの約10%若しくはそれ未満とすべき
である。たとえば、実質的に1種の活性物質は少なくと
も65%の生成全コポリマー、好ましくは少なくとも9
0%を与える。触媒物質が重合に寄与する程度は、活性
触媒物質の個数にしたがって触媒を特性化するための下
記プる技術を用いて容易に決定覆ることができる。 活性触媒物質の個数にしたがって触媒を特↑1化する技
術は当分野の技術内であり、「エチレン−プロピレンコ
ポリマー二反応比、測定及び重要性」とAZj”lるC
、コゼウイズ及びG、フェル・ストレートの論文、[マ
クロ上レキ1−ル、第4巻、第482頁(1971)
]に示しされている。参考のため、これをここに引用す
る。 連続流動撹拌反応器で作成されるコポリマーはMw/l
’an=2を特徴とするMWDと、1種の活性触媒物質
が存在する場合には狭いインターCDとを持つ筈である
ことが上記著者にJ:つて開示されている。分画とゲル
透過クロマトグラフィー(GPC)との組合せにより、
単一の活性物質触媒につぎフラクションの組成は平均値
に対し±3%以下で変化しかつこれら試料に対するM
W I)(重量平均対数平均の比)は2(達することが
示される。単一の活性触媒物質を同定するのに一層重要
であると思われるのは、この後者の特徴(約2のMw/
ρn)である。他方、他の触媒は平均に対し±10%よ
り大ぎいインターCDを有しかつ10以上のMw/nn
をしばしば有する複数MWDをも右するコポリマーを与
えた。これらの他の触媒は、2種以上の活性物質を含む
と思われる。 本発明の方法を実施するのに使用すべき触媒系はチーグ
ラーナツタ触媒とJることができ、これは典型的には次
のものを含む: (a)遷移金属、すなわち周期律表の第J−B、111
−B、IVB、VB、VIB、VUB及ヒVm族の金属
の化合物と、(b)周期律表の第1−A、II−A、n
−8及びIII−A族の金属の有機金属化合物。 本発明の方法を実施するのに好適な触媒系は、炭化水素
可溶性のバナジウム化合物(ここでバナジ「クムの原子
価は3〜5である)と有機アルミニウム化合物とからな
り、ただし触媒は実質的に1種の活性触媒物質を上記し
たように与えるものとする。バナジウム化合物/有機ア
ルミニウムの選択対の少なくとも1種は、さらに1京子
価結合ハロゲンを含有せねばならない。 式において、本発明の方法を実施するのに有用なバナジ
ウム化合物は次の通りである:VCex (OR)3−
x [式中、x=0〜3かつ[丈−炭化水素基である]、V
Ce4、 VO(ACAC>2 [式中、ΔCAC−アセチルアセトンであってアルキル
(たとえばC1〜C6アルキル)置換されていてもいな
くてもよい1、 V (ACAC>3、 ■(ジカルボニル成分)3、 VOCex(ACAC)3−X [式中、x=1若しくは2である]、 ■(ジカルボニル成分)3 C(1、及びVCj23
・n [3 [式中、r]−2〜3であり、B=ニルイス塩基あり、
この塩基はVC(13に対し炭化水素可溶性の鏡体、た
とえばテトラヒドロフラン、2−メチル−テトラヒドロ
フラン及びジメチルピリジンを生成することができ、か
つジカルボニル成分は式: %式% のジカルボニル化合物から誘導される]。 上記式(1)において、各R(これは同一でも異なって
もよい)は好ましくはC1〜C+o脂肪族、脂環式若し
くは芳香族炭化水素基、たとえばエチル(Et)、フ1
ニル、イソプロピル、エチル、プロピル、n−ブチル、
i−ブチル、t−ブチル、ヘキシル、シクロヘキシル、
オクチル、ナフチルなどを示す。R′は好ましくは1〜
6個の炭素原子を有するアルキレンニ価基(たとえば−
〇H2−1−02ト14−など)を示す。限定はしない
が式(1)の化合物の代表例は三ハロゲン化バナジル、
ハロゲン化アルコキシ及びアルコキシド、たとえばVO
CL) 、VC)Cj2 (OBLI)[ここで3u=
ブチルである]及びVO(OC2ト15)3である。最
も好適なバナジウム化合物はVCff4、VO(、L3
及びVOCe2 (OR) でiBる。 上記したよう
に、助触媒は好ましくは有機アルミニウム化合物である
。化学式の意味で、これらの化合物は次のように示ηこ
とができる: Al<3、 Ae(OR>R2、△ jR
2cf! 、 R2
Aj! −△ gR2、A72R’ R(1,AjR
2I、 △e2R3(da 及U /M!RCI22[式中
、R及びR′はバナジウム化合物の式に関し上記したと
同様に同一でも異なっても良い炭化水素基を示す]。 最も好適な有機アルミニウム化合物はアルミニウムアル
キルセスキクロライド、たとえばAffi2−Et3C
!23若しくはAj2− (iBLJ>3CI3である
。 性能の観点で、好ましくはRがエチルであるvCf!4
とAe2R3Ce3とC構成された触媒系が特に効果的
であることが示された。最も良好な触媒性能については
、反応混合物へ添加する触媒成分のモル吊は少なくとも
約2のアモミニウム/バナジウム(AN/V’)のモル
比を与えるべきである。好適最小Ae/Vは約4でおる
。最大Aj/Vは、主として触媒経費の配慮に依存しか
つ有機アルミニウム化合物により生じつる連鎖移動の程
度を最小化Jる要求に依存する(これについては以下詳
細に説明する)。公知のように、成る種のh機アルミニ
ウム化合物は連鎖移動剤として作用覆るので、これが反
応混合物中に多過ぎて存在すれば、コポリマーのMw/
Mnは2よりも高くなりつる。これらの考慮に基づき、
最大△e/Vは約25とすべきであるが、約17の帳人
(1σがより好適である。最も好適な最大値は約15で
ある。 再び本発明によるコポリマーの製造方法につぎ説明すれ
ば、触媒系を構成しうるバナジウム化合物とアルミニウ
ム化合物との成る種の組合せは高レベルのジエンを含有
するポリマーに対する重合の際に分枝鎖及びゲル化をも
たらしうろことが周知されている。これが生ずるのを防
止するには、たとえばアンモニア、テトラヒドロフラン
、ピリジン、トリブチンアミン、テトラヒト〔lチオフ
ェンなどのルイス塩基を重合系に添加することかでき、
この技術は当業者に周知されている。 α−オレフィンのチーグラー触tR@合に対する連鎖移
動剤は周知されており、かつたとえばEPM及びEPD
Mを製造するための水素又はジエチル亜鉛を例とする。 この種の物質は、連続流動撹拌反応器で製造されるEP
M及びEPDMの分子量を調節するために極めて一般的
に使用される。本発明に使用される実質的に単一の活性
物質チーグラー触媒系については、CFSTRに対する
連鎖移動剤の添加はポリマー分子量を低下させるが、分
子■分布には影響を与えない。他方、本発明によるチコ
ーブ状反応器重合の際の連鎖移動反応は、ポリマー分子
量の分布及びインターCDを拡大する。たとえば、反応
混合物における連鎖移動剤の存在は最小化すべきであり
、或いは全く省略すべきである。仝ゆる可能な反応につ
き一般化するのは困難で市るが、使用する連鎖移動剤の
量は、MWD及び組成分散度に関し所望の範囲にしたが
ってコポリマー生成物を与えるような里に制限すべきで
おる。反応混合物中に存在させる連鎖移動剤の最大重は
約0.2モル1モルの因襲金属(たとえばバナジウム)
とすることかで・ぎ、ただしここでも得られる」ポリマ
ー生成物はMWD及び組成分散度に関し所望の範囲内に
したがうべきである。連鎖移動剤が添加されなくても、
連鎖移動反応が生じうる。何故なら、プロピレン及び有
機アルミニウム助触媒が連鎖移動剤としても作用するか
らである。一般に、バナジウム化合物と組合せで1種の
みの活性物質を生じうる有機アルミニウム化合物として
は、許容しうる触媒活性にて最高の」ポリマー分子mを
与えるような有機アルミニウム化合物を選択すべきであ
る。さらに、1!/Vの比がコポリマー生成物の分子量
に影響を与えるならば、同様に許容しうる触媒活性にて
最高の分子量を与えるようなA12/Vの比を使用すべ
きである。プロピレンによる連鎖移動は、下記するよう
に重合の際に過度に高めた温度を回避することにより、
最も良く制限することができる。 分子量分布及びインターCDも、連鎖生長の停止をもた
らす重合の過程で触媒の失活によって拡大される。バナ
ジウム系の本発明に使用されるチーグラー触媒は、成る
程度触媒の組成に応じてこの種の失活反応を受けること
が周知されている。 活性触媒の寿命と触媒システムの組成との間の関係は現
在知られていないが、成る種の触媒につき失活は所望の
七ツマー変換を与える反応器において最も短い滞留時間
及び最も低い温度を用いて減少させることができる。 本発明による重合は、実質的に全てのコポリマー連鎖の
生長反応を同時に開始させるのに充分な方法及び条件の
下で行なうべきである。これは、下記する工程及び条件
を用いて達成することができる。 触媒成分を好ましくは予備混合し、すなわち反応させて
反応器の外部で活性触媒を形成させ、迅速な連鎖開始を
確保覆る。予備混合された触媒系の熟成、gなわら反応
器の外側にそれぞれ存在する触媒成分(たとえばバナジ
ウム化合物及び有機アルミニウム)により潤費される時
間は、好ましくは所定範囲内に保つべきである。充分時
間にわたり熟成しないと、これら成分は充分mの活性触
媒物質を生成する程充分に亙いに反応ぜす、その結果非
同+1;′l的な連鎖開始が生ずる。さらに、触媒物質
の活titは11.1間と共に低下し、したがって熟成
をId人範囲以下に保たねばならないことも知られてい
る。触媒成分の62 P 温度及び混合装置などの因
子に応じて、最小の熟成時間は約0.1秒程度にしうる
と思われる。好適な最小熟成時間は約()、5秒であり
、特に好適な最小熟成時間は約1秒である。最大熟成時
間はそれより長くしうるが、好適バナジウム/有機アル
ミニウム触媒系については好適最大値は約200秒であ
る。より好適な最大値は約100秒である。特に好適な
最大熟成時間は約50秒である。予備混合は、たとえば
40°C若しくはそれ以下のような低温度で行なうこと
ができる。予備混合は25°C若しくはそれ以Fで行な
うのが好適であり、20°C若しくはそれ以下が特に好
適である。 好ましくは触媒成分は、選択重合希釈剤若しくは溶剤の
存在下に急速混合条19下でたとえば少なくとも10,
000.より好ましくは少なくとも50,000、特に
好ましくは少なくともioo、 oooの衝突レイノル
ズ数(N RF)にて予備混合される。衝突レイノルズ
数は次式: %式% 1式中、Nは流体流速(cm/SeC)であり、Dはチ
ョーブ内径(cm)であり、ρは流体密度(g、/cn
+3 >であり、かつμは流体粘度(ポアーズ)である
] として定義される。 反応混合物の温度も所定範囲内に保つべきである。反応
器式1コにおける温度は、重合反応の所定範囲内に保つ
べきである。反応器入口にあける温度は、重合反応の開
始時に完全かつ迅速な連鎖開始を与えるのに充分な高さ
とすべきである。反応混合物が高温度で消費する時間の
長さは、望ましくない連鎖移動の最及び触媒失活反応を
最小化すべく充分短くぜねばならない。 反応混合物の温度制御は、重合反応が多量の熱を発生す
るため若干複鉗となる0、この問題は、好ましくは予備
冷却した供給物を反応器へ供給して、重合熱を吸収する
ことにより注意される。この技術によれば、反応器は断
熱的に操作され、かつ温度は重合の過程で上背する。供
給物予備冷却の代案として、熱は反応混合物からたとえ
ば反応器の少なくとも1部を包囲する熱交換器により或
いはバッチ式反応器若しくは直列の複数撹拌反応器の場
合に周知の自動冷凍技術によって除去することもできる
。 断熱式反応操作を使用する場合、反応器供給物の入口温
度は約−50〜150℃とすることができる。 反応混合物の出口温度は約200℃程度に高くしうると
思われる。好適な最高出口温度は約70℃である。最も
好適な最高温度は約60℃である。反応器をたとえば冷
却ジャケットにより冷却して重合熱を除去しないと、中
庸範囲のエチレン含有iEPコポリマー及びヘキサンと
同様な熱容量を有する溶剤につき、反応混合物の温度は
反応器入口から出口まで反応混合物中のコポリマーの重
量%(溶剤の申吊当りのコポリマーの重量)につき約1
3°Cだけ上昇することがMI認された。 上記の説明から当業者には明らかなように、本発明によ
るコポリマーを製造するための操作温度条件を決定する
ことができる。たとえば、断熱反応器を用いると仮定す
れば、35°Cの出口温度が5%コポリマーを含有する
反応混合物につき望ましい。この反応混合物はそれぞれ
1重量%のコポリマーにつき約13°Cだけ温度が上昇
し、すなわち5重量%X13℃/重量%=65℃となる
。35℃の出口温度を維持するには、したがって35℃
−65°C=−30℃まで予備冷却された供給物を必要
とする。 重合熱を吸収するため外部冷却を使用する場合には、供
給物人[1温度はより高くすることができ、上記したそ
の他の温度要件はそのまま適用することができる。 熱除去及び反応器温度の制約の・ため、反応器出口にお
ける好適な)&大コポリマー濃度は25重量部/ 10
011部希釈剤である。最も好適な最大濃度は15if
fi/ 100重量である。反応器の操作性に基づく濃
度に対する下限値は存在しないが、経演的理由から少な
くとも2重!/ 100小墨の]ポリマG度を用いるの
が好適である。特に好適には少なくとも3重量/ 10
0重量の濃度である。 反応器を通過する反応混合物の流速は、半径方向におけ
る反応体の良好な混合を与えかつ軸線方向の混合を最小
化させるべく充分高くずへきておる。良好な半径方向の
混合は、コポリマー連鎖のイントラ−CD及びインター
CDの両者に対しh利であるだけでなく、重合反応によ
り発生する熱による半径方向の熱勾配を最小化させるに
も有利である。複数セグメントのポリマーの場合に半径
1ノ向の温度勾配は、コポリマーの分子量分イfiを拡
大させる傾向を有する。何故なら、重合速度が高湿度領
域にて一層早くなり、その結宋貧弱な熱逸散をもたらす
からである。当業者が認めるように、これらの目的を達
成するのは高粘度の溶液の場合回動である。この問題は
、たとえば静的ミキサ(たとえばケニツクス・コーポレ
ーション社により製作されるもの)のようなラジアル混
合装置を用いて成る程度解消することかできる。 ミックスフリー反応器にあける反応混合物の滞留]()
間は広範囲に変化しうると思われる。最小滞留時間は約
0.2秒程度にしうると思われる。好適1d小値は約(
)、5秒である。最も好適な最小値は約1秒である。最
大値は約3600秒程度の長さにしうると思われる。好
適最大値は約40秒でおり、最も好適な最大値は約20
秒である。 好ましくは、チューブ状反応器を通過する重合反応物質
の流速は乱流条件下においてたとえば少なくとも10,
000、より好ましくは少なくとも50.000.特に
好ましくは少なくともioo、ooo <たとえば15
0,000〜250.000 )の流動レイノルズ数(
NR)にて反応器内での流体の所望のラジアル混合を与
えるべきでおる。流動レイノルズ数は式:%式% (式中、N′は流体流速(cm/sec )であり、D
′は反応器のチューブ内径(cm)であり、ρは流体密
度(!J /cm3 )であり、が″つμは流体粘度(
ポアーズ)である] とし−C定義される。 所望4
。より詳細には本発明は、分子内不均質かつ分子間均質
である組成を持ったセグメント化コポリマー連鎖からな
るエチレンと他のα−オレフィンとの新規なコポリマー
、並びにこれらコポリマーの製造方法及び潤滑油用途に
おけるその使用に関するものである。 便官上、本明細書全体に反復して用いる成る種の用詔は
次の通りである: a、 インターCDは、ポリマー連鎖間にa3けるエチ
レン含有けに関する組成変化を規定する。 これは、分子bの両端部から等=<itフラクションを
排除して得られ全コポリマー試料の所定小母%を含むの
に必要とする所定のコポリマー試料につき平均エチレン
組成からのエチレン重量%に関する最小偏差(標準偏差
と同様)として表される。この偏差は対称的である必要
はない。単一の数字(たとえば15%インターCD)と
して表す場合、これは十若しくは−の偏差の大きい方を
意味する。 たとえば、ガウス組成分布に関し、ポリマーの95.5
%は標準偏差が10%であれば平均値の20重量%エチ
レンの範囲内にある。ポリマーの95.5重量%に対す
るインターCDは、この種の試料につき20重量%エチ
レンである。 b、 イントラ−CDは、コポリマー連鎖内におけるエ
チレンに関する組成変化である。これは、各部分が少な
くとも連鎖の5重量%を占める単一コポリマー連鎖の2
つの部分間に存在する@呈%エチレンにお(プる最小の
差として表される。 C9分子量分子fi(MWD)は、所定のコポリマー試
料内における分子量の範囲の尺度である。 これは車単平均分子子と数平均分子量との比(Mw/M
n >及びZ−平均分子量と重量平均分子吊との比(M
z/Mw>の少なくとも一方を特徴とする。式中: Mw=ΣN1M12 ΣN1M1 Mn=ΣN1M1 Σ N・ 、及び Mz=ΣN1M13 ΣN1M12 1式中、N・は分子量Miの分子の個数である]d、
粘度指数(V、1.)は、粘度の最小低下を伴って温度
の上昇を吸収しうる潤滑油の能力である。この能力が大
きい程、V、1.が高い。 [従来の技術] エチレンニプロピレンコポリマー(特にエラストマー)
は重要なT@製品であり、かつ潤滑油における粘度調整
剤(VM)として広範に使用される。潤滑油に対する粘
1食調整剤として使用するための独特な性質及び組成を
有するポリマーを見出1べく、絶えず要求が存在する。 モーター油は、重大な摩擦ロスを回避し、冷温始動を容
易化させかつエンジン始動から直ちに自由な油循環を与
えるべく、低温度にて粘稠過ぎてはならない。他方、過
度のエンジン摩耗及び過度の油消費を回避すべく、作動
温度にて薄過ぎてもならない。温度変化と共に最小の粘
度変化を受けるような潤滑油を用いるが最も望ましい。 所望の粘度−温1宴特性を組成物に付与するため、潤滑
油組成物に高分子添加剤が・広範に用いられている。た
とえば、エチレン−プロピリンコポリマー(EPM)又
はエヂレンープロピレンー非共役ジェンターポリマー(
EPDM) 、或いはより一般的にはエチレン−(03
〜018)α−オレフィンコポリマーをV、1.向上剤
として使用する潤滑油組成物が周知されている。これら
の添加剤は、温度変化と共に生ずる粘度変化をできるた
り小さく保つにうに潤滑油処方を可能にずべく設計され
る。この種の高分子添加剤を含有する潤滑油は、高温度
にてぞの粘度を維持すると同時に1ンジン始動温度にで
所望の低粘度を維持する傾向を荷重る。 これら添加剤の2つの重要な性質(周知のような単に必
要とされる性質だけではない)は、低温性能及び剪断安
定性に関する。低温性能は極めて低い温度にて低粘度を
維持することに関する一方、剪断安定性は高分子添加剤
がエンジンにおける機械応力に露出された際より小さい
連鎖まで破壊されないような耐性に関する。 [オキシ塩化バナジウム及びハロゲン化アルキルアルミ
ニウムの触媒を用いるエチレンとプロピレンとから非晶
質コポリマーへの重合」 [E、ユングハンス、A、グ
ラボルト及びG、ビール、マクロモレキュラー・ケミス
トリー、第581 (1962年12月12日)、第1
8〜42頁]には、エチレン−プロピレンコポリマーを
製造りるためのチューブ状反応器の使用が開示されてお
り、この場合組成は鎖長に沿って変化り′る。にり詳細
には、この文献はチューブ状反応器における非晶質エチ
レン−プロピレンコポリマーの製造を開示しており、そ
の際バナジウム化合物とアルミニウムアルキルとから作
成されたチーグラー触媒を用いる。チューブの入口にて
エチレンが優先的に重合され、かつ重合の間に補充の七
ツマー混合物を追加しなければ七ツマ−の濃度がチュー
ブに沿ってプロピレンに対し有利に変化することが開示
されている。さらに、連鎖生長反応の際にこれらの濃度
変化が生ずるので、1端部にて他端部よりも多量のエチ
レンを含荷重るコポリマー連鎖が生成されることも開示
されている。さらに、チコーブ内で作成されたコポリマ
ーは化学的に不均一であるが、分子量分布に関してはか
なり均一であることも開示されている。チューブ内で作
成されたコポリマーに対するその第17図に報告された
データを用いて、このコポリマーに対するMw/Mnは
1.6であると推定され、さらに第18図からはこのコ
ポリマーの分子間組成分散度(下記に詳述するようなイ
ンターCD)は15%より人であると推定された。 J、F、ウェーブ−[rEPDMポリマーの層流重合」
、Ac1・シンポジウム・シリーズ、第65巻、第14
0〜152頁(1978) ]は、]ポリンー生成の分
子半分布に対重るチーグラー触媒を用いたチューブ状反
応器の溶液重合の効果を決定ブベく行なったコンピコ、
−タ・シミュレーション研究の結果を開示している。シ
ミュレー1〜された特定ポリマーはエチレン−プロピレ
ン−1,4−へキサジエンのエラストマー・ターポリマ
ーであった。 149頁には、七ツマ−が異なる反応性を有するので七
ツマ−が消費されるにつれて変化覆る組成のポリマーが
得られると述べられている。しかしながら、組成が分子
間又は分子内で変化するかどうか区別されていない。第
148頁の第■表には、約1.3のMw/Mnを有する
各種のポリマーが示されている。第144頁の第3パラ
グラフには、チューブ直径が増大するにつれてポリマー
分子通が実用上の興味には低くなり過ぎると述べられて
おり、さらに反応器は閉塞するであろうと予測されてい
る。第149頁の第1バラグラフには、チコーブ内に生
ずる組成分散度が製品品質に対し悪影響を及ぼすと示唆
されている。 ウエーナーに係る米国特許第3.681.306号は、
少なくとも2つの連続反応器段階で重合させることによ
る、良好な加工特性を備えic 、−[ヂレンー高級α
−オレフィンコポリマーのH5t4方法に向けられてい
る。この特許公報によれば、この2段階法は所定の性質
(特にたとえば低温流動、高い生強度及び混練性能のよ
うな産業用途における加工特性に貢献する性質)を有す
るエチレン−α−オレフィンコポリマーの仕上処理を可
能にするような簡単な重合法を提供する。この特許公報
によれば、発明の方法は特にEPDMを製造するのに有
用な任意の配位触媒を用いるたとえばエチレン/プロピ
レン15−エチリデン−2−ノルボルネンのようなエラ
ストマー性コポリマーの製造に特に適している。好適方
法は、1個のチューブ状反応器とそれに続く1個のポッ
ト反応器を使用する。しかしながら、1個のチューブ状
反応器を使用することもできるが、2工稈をシミ]−レ
ートするため異なる反応条件で操作することも開示され
ている。 第2欄の第14〜20行に見られるように、この発明の
方法は単一工程の反応器で作成されるより6幅広いMW
Dを有するポリン−を生成する。第1(パイプライン)
反応器からの中間ポリマーは第5欄の第54〜57行に
開示されているように約2のMw/Mnの比を有すると
開示されているが、発明の方法により製造される最終ボ
リン−は2,4〜5のMw/Mnを有する。 クロソンに係る米国特許第3.625.658号公報は
反応体の高循環速度を有する閉開路チューブ状反応装置
を開示しており、エチレンとプロピレンとのエラストマ
―を製造するために使用することができる。特に第1図
を参照して、反応器の垂直脚部1に対するヒンジ支持体
10はその底脚部の水平膨張を可能にでると共に、熱膨
服による有害な変形(特に反応器清浄の際に経験される
有害な変形)を防止する。 ベイソー等に係る米国特許第4,065,52(1号公
報は、幅広い組成分布を有するエチレンコポリマー(エ
ラストマーを包含する)を#R−,)るためのバッチ式
反応器の使用を開示している。反応器用の数個の供給タ
ンクをシリーズで配置すると共に、それぞれに対する供
給を変化させてポリマーを製造】゛る。製造された製品
は非晶質領域に対し結晶性〜半結晶性を有し、かつそれ
らの間に勾配変化を有する。触媒系はバナジウム化合物
を単独使用するか或いはチタン化合物と組合せで使用し
、かつオ゛キシ三塩化バナジウム及び塩化ジイソブチル
アルミニウムにより例示される。全ての実施例において
、チタン化合物が使用される。幾つかの実施例において
は、水素とジエヂル亜鉛(公知の移動剤)とが使用され
る。生成されるポリマー連鎖は組成上分散した第1長さ
と均一な第2長さとを有する。その後の鎖長は他の種々
の組成分布を右型る。 「無限希釈粘弾特性からのエチレン−プロピレンターポ
リマーにおける長鎖分枝の推定」 [Y。 ミック、J、シコラーク及びJ、)I−リ−、ジ(l−
ナル・アプライド・ポリマー・→ノイーJニンス、第1
8巻、第193頁(1974) ]には、:[ヂレンー
ブ[1ピレンの狭いMWDのコポリマーが開示されでい
る。たとえば、第198頁の第■表には、1.19〜1
.32のMw/Mnを有するEPDMコポリマーが開示
されている。 [エチレン−プロピレン−ジエンポリマーの非ニユート
ン特性に対する分子量及び分子量分VLの効果J [
Trans、Soc、Rheol、、第14巻、第83
頁(1970) : C,K、シー]には、組成上均質
なフラクションの全シリーズが作成されかつ開示されて
いる。たとえば第1表におけるデータは、高度の均質性
を有するポリマー試料Bを開示している。 さらに示されたデータに基づけば、試料のMWDは極め
て幅狭である。しかしながら、これらのポリマーは分子
内分散性を有すると開示されていない。 コピウィズ等に係る米国特記第4.540.753号は
、エチレンと少なくとも1種の他のα−オレフィンモノ
マーとの狭い分子量分布のコポリマーに関するものであ
り、このコポリマーは分子内不均質かつ分子間均質であ
る。これらのポリマーは、潤滑油中に粘度指数向上剤と
して有用であると開示されている。これらコポリマーの
MWDは2未満のMw/Mn及び1.8未満のMz /
Mwの少なくとも一方を特徴とする。好ましくは、これ
らのポリマーはチューブ状反応器で作成され、かつ重合
の過程で他のモノマーを追加することにより各種のコポ
リマー構造が作成されうろことを開示している。その第
4図(連鎖輪郭上の点におけるエチレン重量%と連鎖輪
郭に沿ったフラクション長さとの関係がプロットされて
いる)には一連のポリマー輪郭が図示され、その際チュ
ーブ状反応器におけるチューブに沿って複数のエチレン
供給物を使用する。 ビールスに係る米国特許用4.135.044号は、入
口と出口と複数と反応帯域及びそれに続く冷却帯域を備
えた長形チューブ状反応器にお、けるエチレン単独或い
はエチレンとコポリマー及び(又は)デログンとの重合
によるポリエチレンの製造に関するものであり、ここで
七ツマ−の側流を少なくとも第1及び第2反応帯域の後
に導入する。 フィントレーに係る米国特許用3.035.04(1号
は、多工稈の1−オレフィン重合法に関するものであり
、触媒とオレフィンと希釈剤とを小直径の極めて細長い
チューブ状反応帯域に連続導入すると共に、そこから流
出液を撹拌反応器(又は一連の撹拌反応器)へ移動させ
る。第2工程の重合から回収された未反応オレフィン及
び希釈剤をヂコーブ状帯域に循環させ、かつ長形反応帯
域における温度をさらに制御するため複数箇所での循環
希釈剤の添加を行なうことができる。この米国特許は、
流線型若しくは栓流型(すなわち乱流型)の条件をチュ
ーブ状反応器内に用いて触媒効率を向上させると共に、
チューブ状反応器における乱流条件の場合のようにこの
反応器の流出物から著量の未使用触媒が除去されるのを
防止する。 グラッヂングに係る米国特許用3,162,620号は
エチレンホモポリマー及びコポリマーに関するものであ
り、これらは静止した液体触媒表面にて凝集薄膜の形態
で作成される。 潤滑油添加剤及びその他の用途としてエチレン−α−オ
レフィンコポリマーを取扱った代表的刊行物は次の通り
である: コントスに係る米国特許用3.378.606号は、半
結晶性/立体ブロックコポリマー(4〜40%の結晶含
有率を有する)に関するものであり、プラスデック−ゴ
ムの性質を有すると共に交互のブロックで構成される。 これら交互のブロックは結晶性、半結晶性、結晶化可能
及び非晶質のホモポリマー及びコポリマーの組合せであ
ると記載されている。 コントスに係る米国特許用3,853,969号は、結
晶化しうる立体ブロックゴム状コポリマーに関するもの
であって、たとえばエチレン−プロピレン非晶質の非結
晶性アタクチックコポリマーとC2〜C121−オレフ
ィン結晶性ホモポリマーとの少なくとも3つの連続した
交互のブロックを有する。 ライアン等に係る米国特許用3.380.978号は直
列の2工程連続提携法に関するものであって、α−オレ
フィンを第1工程(これは知(纂n)留のチュ−ブ状反
応器で達成しうる)にて幅広い分子団分布を持った高分
子量フラクションまで変換させ、次いでポリマーと残留
触媒と未変換上ツマ−とを第2重合帯域(より長い滞留
の一定環境のオートクレーブ反応器)中へ直接に移送し
て、ここでより幅狭の分子■分布を持った低分子研フラ
クショクを形成される。 フレスゲ等に係る米国特許用3.389.087号公報
は、α−オレフィンの高度の頭部対頭部結合を特徴とす
る微構造を持ったエチレン−α−オレフィンポリマーを
含有する潤滑剤を開示している。好適コポリマーは約2
5%までの結晶度を示す。 米国特許用3.522.180号公報は、10,000
〜40.000の数平均分子量と20〜70モル%のプ
ロピレン含有量とを有するエチレンとプロピレンとのコ
ポリマーを潤滑油にお一プるV、1.向上剤として開示
している。これらコポリマーの好適Mw/lWnは約4
.0未満である。 ヤコブソン等に係る米国特許用3,551,336号公
報は、55℃にてノルマルデカンに対し不溶性である1
、3重量%以下のポリマーフラクションを有する60〜
80モル%のエチレンのエチレンコポリマーを油添加剤
として使用することを開示している。 このポリマーにおけるデカン不溶性フラクションを最小
化覆れば油における曇を形成するポリマーの傾向が低下
し、この曇は恐らく流動抑制添加剤での悪影響により生
ずる低温不安定性の証拠である。これらのコポリマーの
Mw/Mnは「Mく程幅狭」であって、約4.0未満、
好ましくは2.6未満、たとえば2.2である。 ジョンストン等に係る米国特許第3,691,078号
公報は、18〜33の側鎖指数と10個を越えない炭素
原子を有する平均側鎖寸法とを有する25〜55重量%
のエチレンを含有したエチレン−プロピレンコポリマー
を潤滑油添加剤として使用することを開示している。M
w/Mnは約8未満である。これらの添加剤は粘度に関
し良好な低温特性を油に付与するが、流動点抑制剤には
悪影響を与えない。 エンゲル等に係る米国特許第3.697.429号公報
は種々穴なる上チレン含イq串を有するエチレン−10
ピレンコポリマーの配合物を開示してd3す、すなわち
第1のコポリマーは40〜83車m%のエチレンと約4
.0未満(好ましくは2.6未満、たとえば2.2)の
Mw/Mnとを有しかつ第2コポリマーは3〜70重川
%の用チレンと4.0未満のMw/Mnとを有し、第1
のコポリマーと第2のコポリマーとは少なくとも4重量
%のエチレンだけ相違する。これらの配合物は、V、1
.向上剤として潤滑油中に使用すると、適当な低温粘度
特性を付与すると共に潤滑油流動抑制剤とエチレンープ
[1ピレンコポリマーとの間の悪影響を最小にする。 マツクマニミー等に係る米国特許第3.798.288
号はエチレン−プロピレンコポリマー(これらは「ブロ
ック」コポリマーを目的とする)の製造方法に関し、こ
の方法はモノマーの1種及び七ツマ−の混合物をハロゲ
ン化バナジウム/アルミニウムアルキル化合物触媒系の
存在下に交nに重合させることからなっている。このポ
リマーはエチレン−プロピレンコポリマー(「ヘテロポ
リマ−」)と」エチレン(若しくはプロピレン)ホモポ
リマー「ブロック」との交qの「ブロック」を特徴とす
る。長鎖のホモポリマーに続いて長鎖のヘテロポリマー
が位置し、このパターンをコポリマーの所望分子量が得
られるまで反復することができる。 重合は、2個の電動タービンを備えた撹拌反応器で行な
われる。 ミルコビッチ等に係る米国特許第3.879.494号
は、化学結合されかつ相分離された熱可塑性のグラフト
コポリマーのポリブレンドに関するものでであり、マク
ロ七ツマ−を用いて作成されると共に骨格と線状側鎖と
を特徴とする。側鎖は、リビング重合に続く手合性成分
を含有したハロゲン含有化合物との反応による停止によ
って作成される。 幅狭い分子量分布(Mw/Mn < 1.1>を有する
この停止されたりピングポリマーを、次いでグラフトポ
リマー骨格の形成に際し第2モノマーと共重合させる。 側鎖はエチレンと低級α−オレフィン(c4〜C12共
役ジエンとしうるが成る種のビニル置換の芳香族炭化水
素が好適である)とて構成することができ、さらに第2
七ツマ−はα−オレフィンと少なくとも1個のビニルデ
ン阜及び成る種の共役及び葬具j9ジエンからなるコモ
ノマーとで構成することができる。 シガ等に係る米国特許第4.254.237号は、3−
工程重合技術により製造されるプロピレンーエヂレンコ
ボリマー(これも「ブロック」ポリマーを目的とする)
に向けられ、ここでは3つの工程のエチレン/プロピレ
ンのモノマー比(及び全重合量の割合)はそれぞれ第1
.2及び3工程において6/94若しくはそれ以下(6
0〜95重塁%)、15/85〜79/21 (1〜2
0重量%)及び50150〜89/11 (4〜35重
量%)であり、第3工程におけるエチレン/プロピレン
反応比は第2工程にd連プるよりも大である。重合は三
塩化チタン及び有機アルミニウム化合物の触媒系を用い
て達成される。 さらにシガ等に係る米国特許第4,337,326号公
報も同様な開示を含み、その3工稈におけるエチレン/
プロピレンのモノマー比(及び全重合量の割合)はそれ
ぞれ工程゛1.2及び3において6/94若しくはそれ
以下(60〜95重市%) 、25/711〜67/3
3(1〜20重量%)及び76/24〜89/11(4
〜35干借%)であり、工程2及び3にa3いてはエチ
レンのみを供給することにより手合系におけるプロピレ
ンの量を第1工程からその後の工程まで徐々に低下させ
る。 クロダ等に係る米国特許第4,414,369号は多段
階重合における幅広い分子量分イ1を荷重るポリオレフ
ィン(02〜C6オレフイン)の連続製造方法に関する
ものであって、比較的高分子量のポリマーを先ず最初に
生成させ、次いで比較的低分子量のポリマーを生成させ
る。 ライリスに係る米国特許第4.480.075号は、チ
ーグラーナツタ型重合とそれに続く慣用のアニオン重合
により製造されるブロックコポリマーに関する。この米
国特許公報は、長寿命のアニオン系により得られる正確
なセグメント構造を有するブロックコポリマーがチーグ
ラーナツタ触媒では1qられないことを教示している。 何故なら、オレフィン型の序列コポリマーは多量の対応
ホモポリマーで埋められるからである。この特許公報は
、この困難性が主として移動反応に基づくチーグラーナ
ツタ触媒における澗潤連鎖の極めて短い平均4命から生
ずることを示している。 ルー1〜ジエンスに係る米国持直第4.499.242
号は、1種若しくはそれ以上の実質的に結晶性のポリプ
ロピレンブロックと1種若しくはそれ以上の1−アルケ
ン−プロピレンコポリマーブロックとからなる熱可塑性
プロピレンブロックコポリマーに関するものである。ジ
エン単位は、1−アルケン−プロピレンコポリマーブロ
ックの少なくとも1つに存在する。 ジョンストン等に係る米国持着第4,507,515号
は、潤滑油の低温粘度及びポンプ輸送特性を向上させる
のに有用なエチレン−α−オレフィンコポリマーに関す
るものであって、それぞれ3若しくはそれ以上の配列中
のエチレンの個数と3若しくはそれ以上のエチレン単位
のエチレン配列の割合とに関し明確なエチレン配列分布
を有する多量成分及び少量成分で構成される。多分ポリ
マー成分と少量ポリマー成分とは分離したポリマーであ
って、別途の反応工程で作成されかつ配合することがで
き、或いは同一反応工程にてその場で製造することもで
きる。 フレスゲ等に係る米国持直第4,575,574号(及
びその分割米国特許第4.666、619号)は、粘度
調整剤として有用なエチレンターポリマー若しくはテト
ラポリマー、並びにこのポリマーの製造方法に関するも
のである。この特許公報は、連続流動撹拌タンク反応器
又はチューブ状反応器のいずれかを使用しうろことを開
示している。 フェル・ストレート等に係る米国特許第4.620,0
48号公報は、機械的剪断に対し向上した耐性を有する
多分散ポリマーの溶液を開示している。 オダ等に係るヨーロッパ特許出願用60,609号は、
30−.90モル%のエチレンを含有しかつ3以下のQ
lI!′1(Mw/Mn)と15〜200のZ値とを有
するエチレン−α−オレフィンコポリマーに関する。 (Z値はゲル透過クロマトグラフィーにより測定される
分子量の最大値と分子量の最小値との比として定義され
る)。このコポリマーは合成潤滑油若しくは焼石成分と
して有用であり、30()〜30、000の数平均分子
量を有しかつ触媒成分とオレフィンモノマーと水素と必
要に応じ中間体とを重合系へ供給覆る連続重合によって
生成されると開示されている。 ホラダ等に係るヨーロッパ特許出願用59,034号は
、エチレンとα−オレフィンとのコポリマー(及びエチ
レン/α−オレフィン/ポリエンターポリマー)の製造
方法に向けられ、ここでは2個の重合反応器を直列で使
用しかつ異なる温度レベルで操作覆る。これらポリマー
は優秀な処理特性を有すると開示されている。 Y、トイ等[リビング配位触媒V(acac)J/Al
(c2H5)2 Ce/’7’二’) −ルによる7
0ピレンとエチレンとのブロック共重合」 [マクロモ
レキコラー・ケミストリー・ラピッド・コミューニケー
ション、第3巻(1982) 、第225〜229頁〕
は、狭いMw/Mn比(1,22〜1.24 )を有す
るシンジオタクチックのプロピレン・ブロック(P)と
エチーレンープロピレン・ランダムコポリマーブロック
(R)とよりなるP −R及びP −R−P ’70ツ
ク」ポリマーの製造を開示している。 G、C,■ベンズ「リビング配位重合」 [遷移金属触
媒による1重合に開方る1981年のミシガン・モレキ
ュラー・インスブユート:未解決の問題、第245〜2
65頁(1981) ]も同様に、シンジオタクチック
のポリプロピレン10ツクとエチレン−プロピレンのゴ
ムブロックとよりなる狭いMw/Mn比(1,!] 〜
1.8)のコポリマー(PP−EPM−PP)を製造す
る試みに関するしのである。少量のプロピレン(極めて
短い第1「P」ブロック)を用いてリビング重合を開始
させると、1qられるP−R−Pブロックコポリマーの
Mw/Mnはより幅広になると報告されでいる(すなわ
ち2.1;第■表)。 [発明の要点] 本発明は、エチレンと少なくとも1種の他のα−オレフ
ィンモノマーとの新規なセグメン]・化コポリマーに向
けられる。各」ポリマーは分子内不均質かつ分子間力v
1であり、コポリマー連鎖の少なくとも10%を構成す
るコポリマーの少なくとも1つのセグメントは結晶化し
うるセグメントである。説明の目的で「結晶化しうるセ
グメント」と言う用語は、エチレン含有量が少なくとも
55重倒%である少なくとも700の数平均分子量を持
ったコポリマー連鎖の各セグメントであると規定される
。コポリマー連鎖の残余のセグメントは本明細書中で[
低結晶度セグメント]と呼ばれ、これは約53重量%以
下の平均エチレン含有量を特徴とする。さらに、コポリ
マーのMWDは極めて幅狭である。分子量分布(MWD
)の幅は、種々の分子量平均の比によって特性化しうろ
ことが周知されている。たとえば、本発明による狭いM
WDと言う説明は、重量平均分子量と数平均分子量との
比(Mw/Mn )が2未満であることを意味する。 或いは、1.8未満の7−平均分子量と型組平均分子量
との比(Mz/Mw)は、本発明による狭いMWDを曲
型とする。本発明によるコポリマーの性質上の利点の1
つは、これらの比に関連することが知られている。4.
J料の少ない重量割合はこれらの比に列し不均化的に影
響を及ぼしうるが、これらに依存する性質上の利点を大
して変化させない。たとえば、低分子端コポリマーの少
ない重量v重合(たとえば2%)の存在はMnを低下さ
せ、したがってMw/Mnを2以上に上昇させると共に
、Mw/Mnを1.8未満に維持する。したがって、本
発明によるポリマーは2未満のMw/Mn及び1.8未
満のMz /Mwの少なくとも一方を有することを特徴
とする。このコポリマーは、各七ツマ−の比が鎖長に沿
って変化するような連鎖を有する。分子内組成不均質性
と秋いMWDとを得るには、本発明によるコポリマーは
好ましくはチューブ状反応器で作成される。この種のコ
ポリマーの製造には従来開示されていない好適範囲内で
行なわれる従来開示されていない多くの工程の使用を必
要とする。したがって本発明は、さらに本発明による新
規なコポリマーの製造方法にも向けられる。 本発明によるコポリマーは油性液、特に潤滑油において
向上した性質を有することが判明した。 本発明の新規なコポリマーは潤滑剤、特に内燃機関、歯
車及び動力伝達装置のクランクケースに使用することを
目的とした潤滑剤に有益である。したがって、本発明の
1つ若しくはそれ以上の目的は、本発明の新規なコポリ
マーを含有する潤滑油組成物、たとえば自動伝達液、ガ
ソリンのクランクケース中での使用に適した重質油及び
ディーゼルエンジン用の油などを提供することにより達
成される。この種の潤滑油組成物は、たとえば他の粘度
調整剤、無灰分分散剤、酸化防止剤、腐蝕防止剤、洗剤
、流動点降下剤、摩耗防止剤などの他の添加剤をさらに
含有することができる。 驚くことに、特定の分子内組成分布と結晶度とを有する
本発明のエチレン−α−オレフィンコポリマーは低温度
にて極めて望ましい粘度及びポンプ輸送性と室温におけ
る良好な濾過性とを有するif、’l滑油を与えること
が判明した。したがって、さらに本発明は新規な油添加
剤組成物にも向けられ、この組成物は本発明によるコポ
リマーからなる粘度調整剤の有効徂を含有量る潤滑粘度
の基材鉱油からなっている。 特定の理論に拘束されるものでないが、粘度調整剤とし
ての新規なコポリマーの改善機能は、少なくとも部分的
にコポリマー分子の調節部分が潤滑油の発意よりも高い
温度にて潤滑油中で「結晶化する」能力に基因覆ると思
われる。「結晶化する」と言う用品は、ポリマーにおけ
るメチレン配列が成る順序の状態で組込まれることを意
味する。 これは分子間及び分子内の両者で生ずる。潤滑油基材は
典型的にはパラフィン系ワックス成分とイソパラフィン
系ワックス成分とを含有し、これらは結晶化することが
できる。基材が高温度から冷却されるにつれて、これら
ワックス成分が結晶化始める温度に達する。結晶が大き
くなると、これらは光を散乱しかつ油を濁らせる。これ
は「濁り点」と呼ばれ、この温度はASTM D−2
500試験法を用いて測定することができる。発意以下
の温度で、基材中のワックスは結晶化しうるVMボリマ
ーセグメン1〜と共に結晶化して、VIVIポリマー分
子を効果的に栗(nさせ、高い「効果的、1ポリマー分
子早をもたらすか或いは剪断にかけた際降伏応力の発生
により観察されるような油の1ゲル化」を生ぜしめる。 このような高分子量は、低温度における油粘度を増大さ
せて油をボンピングし若しくは流動化させるのが困難と
なるため、望ましくない。 本発明の結合したコポリマー分子は、その未結合状態に
おけるよりも小さいヒドロダイナミック容積を有すると
思われ、これはその潤滑油溶液の相対粘度を低下させる
と共に、低温度における配合油の低粘度をもたらす。油
の「発意」よりも高いポリマー結合温度を示すコポリマ
ーの特性は、油中のワックスとの相互作用を最小化させ
かつしたがってゲル化する油の傾向を減少させると思わ
れる。さらに、これらの新たに突き止められたコポリマ
ー分子の1部のみが使用条件下で結晶化しうる。非結晶
化部分は、過度の分子間結合を防止するのに倹立つ立体
バリヤとして作用すると思われる。ポリマーの調節され
たセグメント特性は、その性能に必須である。さらに、
結晶化しうるセグメントの位置も重要である。特に好ま
しくは、本発明によるコポリマーの結晶化しうるセグメ
ントのエチレン含有量は、ポリマー結合温度がコポリマ
ー連鎖の顕著な結合を至温以上で生ぜしめてコポリマー
を含有する潤滑油の貧弱な濾過性をもたらすような点ま
で上昇させるのを防止するには、約75重量%のエチレ
ンを越えてはならない。 このポリマーの結合温度(Ta>は比粘度(ηrej)
の温度依存性を試験して決定することができる。確定し
たdηreff/dTからの偏差が、顕著な結合の開始
と共に生ずる(動粘度のためのASTM法[)−445
を一連の温度で行なうことができる。これらの測定にお
けるポリン−濃度は配合油における濃度、たとえば約1
重量%と同じでなければならない)。ポリマーが既に発
意温度以上で結合していれば、ポリマーとワックスとは
相互作用する機会が殆んどない。さらに、エチレンにお
いて完全に結晶化を防止でるのに充分低くかつ輪郭に沿
って適切に位置するセグメントをポリマーが含有すれば
、これらセグメン1〜はワックス若しくは過剰ポリマー
/ポリマーの相互作用に対し立体的ブロックとして作用
する。したがって、2つのポリマー特性が必要とされる
:すなわちワックス見掛は温度より高い結晶化、及びゲ
ルが形成する前に凝集物を安定化させるセグメント化構
造である。 上記したように、本発明はエチレンと少なくとも1種の
他のα−オレフィンモノマーとの新規なセグメント化コ
ポリマーに向けられ、ここでコポリマー連鎖は少なくと
も1つの結晶化しうるエチレンモノマー単位のセグメン
ト(以下、より完全に説明する)と少なくとも1つの低
結晶度エチレン−α−オレフィンコポリマーセグメント
とを含有し、低結晶度コポリマーセグメントは23℃で
約0.2%未満の結晶度を少なくとも24時間のアニー
ル後の非配向バルク状態にて特徴とし、かつコポリマー
連鎖は分子内不均質かつ分子間均質であって2未満のM
w/ Mn及び1.8未満のfi7z/l’awの少な
くとも一方を特徴とするMWDを有する。 結晶化しうるセグメントは約1()〜90重量%、好ま
しくは約20〜85重量%、より好ましくは約40〜6
5重量%の全コポリマー連鎖を含みかつ少なくとも約5
7重量%、好ましくは少なくとも約62重量%、より好
ましくは少なくとも約60重量%、特に好ましくは少な
くとも約63重量%の平均エチレン含有量を有し、しか
も95重量%以下、より好ましくは85%以下、特に好
ましくは75重重量以下(たとえば約58〜68重量%
)である。低結晶度コポリマーセグメントは約90〜1
0重量%、好ましくは約80〜15重量%、より好まし
くは約65〜35重量%の全コポリマー連鎖からなり、
かつ約20〜53重量%、好ましくは約30〜50重量
%、より好ましくは約35〜50重量%の平均エチレン
含有量を有する。本発明によるコポリマーは分子内不均
質の連鎖セグメントを含み、ここで各部分が少なくとも
5重量%の連鎖からなりかつ少なくとも7,000の分
子量を有する少なくとも2つの個々の分子内不均質連鎖
の部分は少なくとも5中量%のエチレンを含有でると共
に組成において少なくとも5重硲%のエチレンだけ互い
に相’>uし、ポリマーの分子間組成分散度はポリマー
連鎖の95重量%が平均重量%エチレン組成とは1ブレ
ンにおいて15%若しくはそれ以下だけ相違する組成を
有するような分散度であり、さらにコポリマーは2未満
のMw/Mnの比及び1.8未満のMz/Mwの比の少
なくとも一方を特徴とする。 −F記したように、本発明のコポリマーは少なくとも1
つの結晶化しうるメチレン単位リッチなセグメント(以
下rMJセグメントと言う)及び少なくとも1つの低結
晶度エチレン−α−オレフィンコポリマーセグメント(
以下ITJセグメン1〜と呼ぶ)とを含有する。したが
って、これらコポリマーは次のセグメント構造: M−T (I )TI
−(M−T2 ) x、及ヒ(II)TI −(Ml
−T’2 ) V−M2 (III)[式中、
M及び−[゛は上記の意味を有し、Ml及びM2は同一
若しくは異なるものであってそれぞれMセグメン1〜で
あり、T1及びT2は同一若しくは異なるものであって
それぞれTセグメントであり、Xは1〜3の整数であり
かつyは1〜3の整数である] を有するポリマー連鎖構造よりなる群から選択されたコ
ポリマーによって承りことができる。 構造It(x=1)において、コポリマーのMセグメシ
1〜は2個のTセグメン1〜間に位置しかつMセラメン
1へは実質的にポリマー連鎖の中央に位置することがで
き(すなわちT1及びT2セグメントは実質的に同じ分
子量とすることができ、かつT1及びT2セグメントの
分子量の合計は実質的にMセグメントの分子量と等しく
することができる)。ただし、これは本発明の実施に対
し必須でない。好ましくは、コポリマーは1連鎖当り1
個のみのMセグメントを有する。したがって、構造■及
びII(x=1>が好適である。 好ましくは、コポリマーのMセグメント及びTセグメン
トはコポリマー連鎖に沿って位置し、コポリマー連鎖の
限られた個数のみが連携して低結晶度Ttセグメント充
填に伴う立体問題がさらに凝集を阻止するにうにする。 したがって、好適具体例において、Mセラメン1−はコ
ポリマー連鎖の中央近傍に位置しかつ1個のみのMセグ
メントが連鎖内に存在覆る。 下記に示すように、構造: Ml −(T−M2 ) z (IV
)[式中、Ml 、M2及び王は上記の意味を有しかつ
Zは少なくとも1の整数である] のコポリマーは粘度調整剤ポリマーとして望ましくない
。油中の構造1vのコポリマーの溶液は、M及びT部分
が構造■のコポリマー(x=z=1>と正確に同じ組成
及び分子量を有する場合にも、ゲル化する傾向を有プる
ことが判明した。この貧弱な粘度調整剤性能は、中心T
セグメントが結合に対し立体的に安定化しえないことに
基づくと思われる。 本発明におけるコポリマーのMセグメントはエチレンを
含み、かつさらに少なくとも1種の他のα−オレフィン
、たとえば3〜18個の炭素原子を有量るものを含むこ
とができる。Tセグメン1〜は二しヂレンと少なくとも
1種の他の(X−オレフィン、たとえば3〜18個の炭
素原子を有するα−オレフィンとから構成される。さら
にM及びTセグメン1〜は、他の重合しうるモノマー、
たとえば非共役ジエ、ン若しくは環式上ノーオレフィン
を含むこともできる。 本発明はエヂレンープロピレン(EPM)コポリマーま
たはエチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)ターポ
リマーの分野で特に好適であると考えられるので、以下
EPM及び(又は)EPDMにつき詳細に説明する。 本発明によるコポリマーは、好ましくはチューブ状反応
器で製造される。チューブ入口にのみ七ツマー供給部を
有するチューブ状反応器で製造する場合、チューブ状反
応器の入口ではエチレンがその高反応性に基づき優先的
に重合することが知られている。溶液中の七ツマ−の濃
度は、1ヂレンが消費されるにつれて、チューブに沿っ
てプロピレンに好適に変化する。その結果、入1コにお
いてのみ=しツマ−を供給すると、反応器人口近傍で生
長した連鎖セグメントにおいて]−チレン)装度がより
高いコポリマー連鎖が生じ(重合反応が開始覆る箇所で
規定される)、かつ反応蒸出(]近傍で生成される連鎖
セグメントにおいてプロピレン濃度が高くなる。これら
のコポリマー連鎖はしたがって組成において傾斜してい
る。エチレン−プロピレンの代表的コポリマー連鎖を下
記に図示し、ここでEはエチレン成分を示しかつPは連
鎖におけるプロピレン成分を示す: セグメント: m−−1−−−−−−λ−−−−−−ユーーーーーー土
−一−E−E−E−E−P−E−E−E−P−P−E−
E−P−P−P−E−P−P−P−Pこの図示した連鎖
から判るように、左側セグメント(1)は反応混合物が
より反応性の大きい成分エチレンを比例的に多く含む反
応器入口で生成される連鎖の部分を示す。このセグメン
トは4例のエチレン分子と1個のプロピレン分子とで4
14成される。しかしながら、次のセグメントが左側か
ら右側まで形成されるにつれ、より反応性の大きいエチ
レンが消費されると共に反応混合部が比例的にプロピレ
ン濃度を増大し、その後の連鎖セグメントはプ[1ピレ
ンがより濃厚となる。得られる連鎖は分子内不均質とな
る。 2種より多い七ツマ−を使用する場合、たとえば本発明
を説明する目的でジエン・ターモノマーを用いるEPD
Mの製造において、均質性及び不均質性に関する全ての
性質は連鎖若しくはそのセグメントにおけるエチレン対
仙の七ツマ−の相対比を意味する。本明細書中に説明し
たコポリマーの分子内組成分散度に関する性質(連鎖内
の組成変化)はイントラ−〇Dと呼ばれ、かつ分子間組
成分散度(連鎖間の組成変化)はインターCDと呼ばれ
る。 本発明によるコポリマーにつき、組成は連鎖間並びに連
鎖の長さに沿って変化することができる。 本発明の目的は連鎖量変化の♀を最小化させることにあ
る。インターCDは、最高漬及び碌低吊のエチレンを含
有するコポリマーフラクション間の組成の差により特性
化することがでさる。インターCDの幅を測定するため
の技術はユングハンス等(上記、第25頁)により示さ
れたように公知であり、p−キシレン/ジメチル水溶剤
アミド溶剤/非溶剤を使用してコポリマーを異なる分子
間組成のフラクションに分画する。たとえばベキリン/
2−プロパツールのような他の溶剤/;l[溶剤系を使
用することもでき、これについは以下詳細に説明する。 本発明によるコポリマーのインターCDは、コポリマー
連鎖の95重量%が15重量%若しくはそれ以下だけ平
均重鎖%エチレン組成とは相違するエチレン組成を有す
るようなものである。好適インターCDは約13%若し
くはそれ以下であり、特に好ましくは約10%若しくは
それ以下である。比較として、ユングハンス等はそのチ
ューブ状反応器のコポリマーが15重量%以上のインタ
ーCDを有することを突き止めた。 広義において、本発明によるコポリマーのイントラ−〇
Dは、各部分が連鎖の少なくとも5重量%を占める少な
くとも2つ部分の個々の分子内不均質連鎖が組成におい
て互いに少なくとも7重量%のエチレンだけ相違するよ
うなものである。特記しない限り、本明細書で示すイン
1〜ラーCDのこの性質は、コポリマー連鎖の少なくと
も2つの5重量%部分に基づいている。本発明によるコ
ポリマーのイン1〜ラーCDは、コポリマー連鎖の少な
くとも2つの部分が少なくとも10重量%のエチレンだ
け相違することもできる。少なくとも20重重量、或い
は少なくとも40重量%のエチレンの相違も、本発明の
範囲内で考えられる。 イントラ−CDを測定するための実験法は次の通りでお
る。最初に、インターCDを下記刃るように確定し、次
いでポリマー連鎖をその輪郭に沿って断片まで分解し、
かつこれら断片のインターCDを決定する。これら2つ
の結果における相’>Mは、下記の例示に見られるよう
にイントラ−CDに基づいている。 30個の七ツマー単位を有する不均質試料ポリマーにつ
いて見る。これは下記A、B、Cよりなる3個の分子で
構成される: A EEEEPEEEPEEEPPEEPPEPPP
EPPPPPPPB EEEEEPEEEPEEEP
PEEEPPPEPPPEEPPPCEEPEEEPE
EEPEEEPEEEPPEEPPPEEPPP分子A
は36,8重量%のエチレンであり、Bは46.6%で
ありかつCは50%のエチレンである。混合物に対する
平均Tチレン含有jは44.3%である。 こ試料につきインターCDは最高エチレンポリマーが平
均値よりも5.7%多いエチレンを含有1゛る一方、最
小エチレン含有量のポリマーは平均値よりも7.5%少
ないエチレンを含有する。或いは換言ずれば、ポリマー
の100重伍重量平均値約44.3%に対し+5.7%
及び−7,5%のエチレンの範囲内にある。したがって
ポリマーの所定重量%が100%であれば、インターC
Dは7.5%となる。 この分子[を第3図に曲線1として図示することができ
る。 連鎖を断片に分解すれば、新たなインターCDが生ずる
。簡単にするため、先ず最初に分子Aのみを下記のスラ
ッシュで示した断片まで分解することを倹、i=J i
る: EEEEP/EEEPE/EEPPE/EPPEP/P
PEPP/PPPPPそれぞれ72,7%、72.7%
、50%、30.8%、14.3%及び0%のエチレン
の部分が得られる。分子B及びCが同様に分解されかつ
同様な組成の重量フラクションがグループ化されれば、
第3図に曲線2で示された新規なインターCDが得られ
る。図面における2つの曲線間の差はイントラ−CDに
基づいている。 特に、終点範囲近傍におけるこれらデータを考慮すれば
、この試料につき積算重量%範囲(a)により示される
連鎖輪郭の少なくとも5%は組成において(b)で示さ
れるように少なくとも15%のエチレンだけ他のセクシ
ョンとは相違し、この相違は2つの曲線間に存在する。 (b)によって示される組成の差は分子間でありえない
。もしそうだとすれば、初期ポリマーに苅する分離工程
は、分解連鎖についてのみ見られるような高いエチレン
含有量を示すであろう。 初期連鎖と断片化連鎖との間で図面において(b)及び
(d)により示された組成上の差は、イン1〜ラーCD
に対する最小値を与える。イン1〜ラーCDは、少なく
ともその程度の大きざでなければならない。何故なら、
組成にd3ける所定の差(b)若しくは(d)であるよ
うな連鎖セクションが初期ポリマーから分離された最高
若しくは最低の組成ポリマーから分離されるからである
。この例にa3いて、(b)で示した初期ポリマーは同
じ連鎖内に72.7%エチレン及び0%エチレンのセク
ションを有することが判る。恐らく分画工程の非効率に
基づき、検査したイントラ−CDを有する真のポリマー
は、分画の終点で示されるよりも低い又は高いエチレン
をその輪郭に沿って連結したセクションを有すると思わ
れる。すなわち、この方法は、イントラ−CDに対する
下限値を決定する。検出を向上させるため、初期の仝ポ
リマーを分画することができくたとえば仮定例において
分子Cからの分子Bから分子Aを分離する)、これらの
フラクションを全く又は殆んどインターCDを示さなく
なるまで再分画する。この分子問均質フラクションのそ
の後の断片化は全イントラ−C1)を示す。原理的に、
たとえば分子Aが分離され、断片化され、分画されかつ
分析さ゛れれば、連鎖セクションに対するイン1〜ラー
CDは分子A、B及びCの全混合物を分画して見られる
ような72.7−り0%−22,7%でなく72.7−
0%=72.7%となるであろう。 幾つかのI余材から組合せたポリマーの混合物における
分子内不均質であるポリマーのフラクションを決定する
には、この混合物をその後の分画に際しもはや不均質性
を示さないようなフラクションまで分離せねばならない
。これらのフラクションを後に分解させ、かつ分画して
不均質であるかどうかを示す。 初期ポリマーが分解された断片は、最終的作用を回避す
ると共に重合における所定の七ツマー変換範囲にわたり
セグメントの正常な統訂分布が形成される合理的チVン
スを与えるべく、充分大きくせねばならない。ポリマー
の約5@ff1%の間隔が便利でおる。たとえば約10
5の平均ポリマー分子量において、約500(+の分子
量の断片が適している。栓流若しくはバッチ式重合の詳
細な算術分析は、ポリマー連鎖輪郭に沿った組成の変化
υ重合が重合の終末近くにあ(プる高エチレン変換にて
最も大きくなることを示している。低エヂレン含有邑の
セクションを示すには、ここでは最も短い断片が必要と
される。 非極性ポリマーにつき組成分散度を測定するための最も
用いやすい技術は溶剤/非溶剤分画であって、これは相
分離の熱力学に基づいている。この技術は「ポリマー・
フラクショネーション」、M、カンドウ編集、アカデミ
ツク社(1967) 、第341頁並びにH,イナガキ
、王、タナ力「ディベロップメント・イン・ポリマー・
キャラクタリゼーション」、第3巻、第1頁(1982
)に記載されている。これらを参考のためここに引用す
る。 エチレンとプロピレンとの非結晶コポリマーにつき、分
子量は溶剤/扉溶剤溶液における組成よりも大きく非溶
解性を支装置る。高分子量のポリマーは、所定の溶剤ミ
ックスに溶解度が低い。さらに、本明細需中に説明ダる
ポリマーについては、分子間とエチレン含有量との系統
的な相関関係も存在する。エチレンはプロピレンよりも
ずっと急速に重合するので、高エチレンポリマーは分子
量にjJ3いても大きくなる傾向を有する。さらに、エ
チレンリッヂな連鎖は、炭化水素/4本性非溶剤混合物
に対しプロピレンリッチな連鎖よりも溶解性が低い傾向
を有する。さらに結晶セグメントについては、溶解度が
顕著に減少する。かくして、高分子量の高エチレン連鎖
は熱力学に基づき容易に分離される。 分画法は次の通りである: 未断片化ポリマーをn−ヘキサン中に23°Cで溶解さ
せて、約1%溶液を形成する(1(lポリマー/100
dヘキサン)。イソプロピルアルコールをこの溶液中へ
濁りが生ずるまで摘加し、この時点で沈澱を沈降させる
。上jσ液を除去し、かつ沈澱物をマイラー(登録商標
)(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの間で15
0”Cにてプレスすることにより乾燥させる。エチレン
含有量はA S T M法[) −3900によって決
定される。滴定を再び行ないかつ次いでフラクションを
回収しかつポリマーの100%が回収8゛れるまて分析
する。滴定を理想的に調節して、特に411j喘な組成
の場合には初期ポリマーの5〜10重量%のフラクショ
ンを生成させる。 分布の幅を示づため、この組成物のフラクションにおけ
る重量%の半分と前記で集めたフラクションの全重量%
との合計により規定されるポリマーの積算重量%に対し
エチレン%としてデータをプロットする。 初期ポリマーの他の部分を断片まで分解覆る。 これを行なうのに適するh法は、次の手順にしたがう熱
分解である:窒索パージされたオーブン内の密封容器に
て厚さ2nunのポリン−層を330°Cにて60分間
加熱する(時間若しくは)8度は、ポリマーのエチレン
含有量及び分子量に基づいて実験的に調節することがで
きる)。これは、105分子はのポリマーを分子量約5
00(+の断片まで低下さぜるのに充分とすべきである
。この秤の分解はポリマ−の平均エチレン含有量を実質
的に変化させないが、エチレンよりも優先的にプロピレ
ンが分解に際に喪失する傾向をイjvる。このポリマー
を、高分子量プレカーサと同じ手順で分画する。エチレ
ン含有量並びに選択フラクションに関する分子量を測定
する。 分子内不均質性を特性化覆る手順は面倒であり、かつ最
適条件で行なってもどの連鎖のセグメントが連結してい
るかを示さない。事実、現在の技術では、合成条件に頼
らなければポリマー構造を決定することができない。合
成条件の知見により、構造は次のように規定することが
できる。 エチレン、プロピレン若しくは高級α−Aレフインの遷
移金属触媒による重合は末端共重合モデルにより説明す
ることができ、本発明の目的には大凡充分である[G、
)Tk・ストレート、[エンサイクロペディア・オブ・
ポリマー・ザイニ[ンス・アンド・エンジニアリング」
、第6巻、第522頁(1986) ]。このモデルに
おいて、2種の七ツマ−の相対的反応性は、次に定義プ
るような2つの反応比率によって測定される:R1=(
エチレンに添加するエチレンの速度定数)(エチレンに
添加゛するプロピレンの速度定数)これら2つの定数を
所定温度で与えれば、それぞれモル濃度[E]及び[P
]にてエチレンとプロピレンとを含有する溶液から連鎖
中へ入るエチレン(E)モル母とプロピレン(P)のモ
ル弔との比は次の通りとなる: 旦= E ・(R重量E] +[P] )P [P]
・([E]十R2[P]> (1)ポリマーにおける
エチレン重量%に対するE及びPの関係は次の通りとな
る: R1及びR2の数値は、ポリマーを作成するために使用
する特定コポリマー及び触媒、重合温度並びに成る程度
溶剤に依存する。 本明細書中に特定した全ての遷移金属触媒につき、R1
はR2よりも相当に大である。すなわち、式(1)から
見られるように、エチレンは反応媒体におけるモノマー
の所定割合につきプ[1ピレンよりもずっと急速に消費
される。かくして、七ツマ−が消費されるにつれて[E
]/[P]の比は低五する。R1=R2である場合のみ
、ポリマーにあける組成は反応媒体における組成と等し
くなる。 バッチ式反応器における所定時間或いはチューブ状反応
器における所定箇所で反応した七ツマ−の量が測定でき
れば、式(1)を介しポリマー連鎖に沿った所定の箇所
で生成される瞬間的組成を決定することができる。狭い
MWDの例示及びチューブに沿ったMWの増加は、組成
分布が分子内であることを証明する。生成されるポリマ
ーの量は、2つの方法のいずれかで測定することができ
る。重合溶液の試料を集め、適当に急冷して反応器に沿
った各箇所にて反応を停止させ、かつ生成したポリマー
の量を測定する。或いは、重合が断熱的に行なわれかつ
重合熱が既知であれば、変換された七ツマ−の掛を反応
温度経過から訓練することもできる。 最後に、ポリマーの平均的組成がチューブに沿った一連
の箇所で或いはバッチ式重合の場合には種々の時点で測
定されれば、作成されつつあるポリマーの瞬間的組成を
訓練することができる。この技術はR1及びR2の知見
或いは重合熱の知見を必要とけず、ポリマー合成工程の
みを必要とする。 これらの方法は、全て一致した結果を伴って用いること
ができた。 本発明の目的で、R1及びR2はしたがって重合条件の
意味でポリマー組成を特性化覆るよう作用するだけであ
る。R1及びR2を規定することにより、分子内組成分
布を特定することができる。 溶剤としてのヘキサン中にVCj4及びエチルアルミニ
ウムセスキクロライドを使用する下記実施例の場合、R
1= 1.8eX D (+ 500/RTk)及びR
2= 3.23XD (−1500/RTk)である。 rRJはガス定数(1,98caj/度−モル)テあり
かつr T’ kJはケルビン度である。参考のため、
20°CにてR1= 9.7かつR2= 0.02であ
る。 第4図及び第7〜17図において、分子内組成分布をこ
れらのR1、R2、既知の反応器供給条件、断熱式反応
器における測定重合熱、及び重合熱とポリマー組成とに
関する次の因子によって計ロシ し Iこ 。 重合熱− 485+ 317X (E/ (E+P))Caf2/
(] (2)上記R1及びR2は、正確な最終的
平均ポリマー組成を示唆する。R1及びR2並びに因子
(2)か将来不正確であることが証明されれば、ポリマ
ーの分子内組成分布は重合条件の観点から本明細書中に
規定した通りとなるが、第7〜17図に示した絶対的組
成尺度において改変せねばならなくなる。このような誤
差は、しかしながら数%に留まると思われる。 エチレン含有量は、エチレン−プロピレンコポリマーに
つきASTM−D3900により35〜85重量%のエ
チレンであると測定された。85%以上の場合、AST
M−D2238を用いてメチル阜濃磨を測定し、これを
Tヂレンーブロビレンコボリマーにつき明確にエチレン
%と関連させることかできる。 プロピレン以外のコモノマーを使用する場合、広範囲の
エチレン含有量を包含するASTM試験は存在しない。 しかしながら、プロトン及び炭素−13核磁気共鳴分光
光度法を用いて、この種のポリマーの組成を決定するこ
とができる。これらは、操作する際に検定を必要としな
い絶対的技術であるため、所定元素の仝核はスペクトル
に同等に寄与する。エチレン−プロピレンコポリマーに
つきASTM試験でカバーされない範囲については、こ
れらの核磁気共鳴法を用いることができる。 分子団及び分子量分布は、クロマティクスKMX−6[
LDC−ミルトン・ロイ、リビエラ・ビーチ社、フロリ
ダ州]のオンライン光散乱フォトメータを装着したつΔ
−タース150Cゲル透過クロマトグラフィーを用いて
測定される。この装置は、移動相として1,2.4−ト
リクロルベンゼンを用いて 135°Cで使用される。 シコウデックス(ショウワ・デンコー・アメリカ・イン
コーポレーション社)のポリスチレンゲルカラム8()
2.803.804及び805が使用される。この技術
は[ポリマー及び関連物質■の液体クロマトグラフィー
」 [J、ケイズ編集、マルセル・デツカ−(1981
)、第207頁、参考のためここに引用する]に記載さ
れている。カラム展開に対する修正は用いない。しかし
ながら、一般に認められた基準、たとえば・ナショナル
・ビューロー・オブ・スタンダード・ポリエテン148
4に対するデータ及び陰イオン的に生成された水添ポリ
イソプレン(交互エチレン−プロピレンコポリマー)に
対するデータは、Mw/Mn若しくはMz/Mwに関す
るこの種の補正が0.05単位未満であることを示す。 Mw/Mnは溶出時間−分子量の関係から計痺されるの
に対し、Mz/Mwは光散乱フォトメータを用いて測定
される。数値分析は、LDC/ミル1−ン・ロイーリビ
エラ・ビーチ社、フロリダ州から人手しうる市販のコン
ピュータソフトウェア−GPC2、MOLWT2を用い
て行なうことができる。 上記したように、本発明によるコポリマーはエチレンと
少なくどし1種の仙のα〜Δレフインとで構成される。 この種のα−オレフィンは3〜18個の炭素原子を有す
るもの、たとえばプロピレン、ブデンー1、ペンテン−
1などを包含する。 3〜6個の炭素原子を有するα〜オレフィンが経済的配
慮から好適Q必る。本発明において最も好適なコポリマ
ーはエチレンとプ[1ピレンとからなるもの又はエチレ
ンとプロピレンとジエンとからなるものである。 当業者に周知されているように、エチレンと高級α−オ
レフィン(たとえばプロピレン)とのコポリマーはしば
しば他の重合可能なモノマーを含む。これらの他のモノ
マーの典型例は、たとえば限定はしないが次のような葬
具19ジエン匁ることかできる: (a)たとえば1,4−ベキ1ノジエン、1,6−オク
タジエンのような直鎖の非環式ジII−ン類:<b>た
とえば5−メチル−1,4−ヘキサジエン、3.7−シ
メチルー1,6−オクタジエン、3,7−シメチルー1
,7−オクタジエン、並びにジヒドロ−ミルセンとジヒ
ドロオシネンとの)捏合異性体のような分枝鎖の非環式
ジエン類:(c)たとえば1,4−シクロへキサジエン
、1.5−シクロオクタジエン及び1,5−シクロドデ
カジエンのような単環式の脂環式ジエン類;(d)たと
えばテトラヒドロインデン、メチルテトラヒドロインデ
ン、ジシクロペンタジェン、とシクロ−(2,2,1)
−へブタ−2,5−ジエン、アルケニル、アルキリデン
、シクロアルケニル及びシクロアルキリデンノルボルネ
ン、たとえば5−メチレン−2−ノルボルネン(MNB
)、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)、5
−プロピレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデ
ン−2−ノルボルネン、5〜(4−シクロペンテニル)
−2−ノルポルエン、5−シクロへキシリデン−2−ノ
ルボルネンのような多環式の脂環式融合及び架橋環ジエ
ン類。 これらコポリマーを製造するのに!1lIl型的に使用
される非環式ジエン類のうち、張力1芙中に二重結合の
少なくと1.)1個を有するジエン類が好適である。特
に好適なジエンは5−■チリアン−2−ノルボルネン(
ビN]3)である。コポリマーにJ3(プるジエンの早
く中量基準)は約0〜20 +、+もと゛りることがで
き、0〜15%が好適でおる。特に好適な範囲は0〜1
0%である。 上記したように、本発明による最も好適なコポリマーは
Jチレンープr」ピレン又はエチレン−プロピレン−ジ
エンである。いずれの場合にも、コポリマーの平均エチ
レン含有量は、重量基準で約20%程度に低くすること
ができる。好適最小値は約25%である。より好適な最
小値は約30%である。 最大エチレン含有ωは、重量基準で約90%とすること
かできる。好適最大値は約85%であり、最も好適には
約80%である。好ましくは、温度調整剤として使用す
ることを目的とした本発明のコポリマーは約35〜75
重量%のエチレン、より好ましくは約50〜70重量%
のエチレンを含有量る。 本発明にしたがって製造されるコポリマーの分子量は広
範囲で変化することができる。重量平均分子量は約2,
000程度に低くしうると思われる。 好適最小値は約10,000である。最も好適な最小値
は約20.000である。最大単量平均分子■は約12
、000.000程度に高くすることができると思われ
る。好適最大値は約1,000.O囲であり、最も好適
な最大値は約750,000である。V、M、ポリマー
として使用する目的のコポリマーにつき特に好適な範囲
の重量平均分子量は50.000〜500□000であ
る。 さらに、本発明のコポリマーは一般に約1〜100、好
ましくは約10〜70、より好ましくは約15〜65の
ムーニー粘度[ずなわちML (1’ +41 ”)1
25℃]と約0.4〜5.0、好ましくは約1.0〜4
.0、特に好ましくは約1,4〜3.8の増粘効率(r
−rE、J)とを特徴とする。 本発明により作成されるコポリマーの他の特徴は分子量
分布(MWD)が極めて狭いことであり、これは2未満
のMw/Mnの比及び1.8未満のMz /Mwの比の
少なくとも一方を特徴とする。 El)M及ヒE P D M (、: 関L、狭いMw
Dを右’J−ルこの種のコポリマーのり(型的な利点は
、剪断劣化に対する耐性である。特に油添加剤用途につ
いては、好適コポリマーは約1.5未満のMw/f’7
nを有し、約1.25未満が特に好適である。好適Vz
/Mwは約1.5未満であり、約1.2未満が特に々f
適である。 本発明による方法は、触媒とエチレンと少’ch くと
も1種の他のα−オレフィン−しツマ−とからなる反応
混合物を重合させてコポリマーを製造し、ここでモノマ
ー(好ましくはエチレン)のネは後記に説明するように
調節して重合の過程で変化させる。溶液重合が好適であ
る。 この目的に効果的である反応混合物のための任意公知の
溶剤を、本発明の溶液重合を行なうのに使用することが
できる。、たとえば適量−る浴剤は、炭化水素溶剤、た
とえば脂肪族、脂環式及び芳香族炭化水素溶剤、或いは
これら溶剤のハロゲン化物である。好適溶剤はC12若
しくはそれ以下の直鎖若しくは分枝鎖の飽和炭化水素、
05〜c9飽和脂環式若しくは芳香族炭化水素、或いは
C2〜C6ハ[1グン化炭化水素である。特に好適なも
のはC12若しくはだれ以下の直鎖若しくは分枝鎖の炭
化水素、特にヘキサンである。限定はしないが溶剤の例
はブタン、ペンクン、ヘキサン、ヘプタン、シクロペン
タン、シクロヘキリーン、シクロへブタン、メチルシク
ロベンクン、メチルシクロヘキサン、イソオクタン、ベ
ンゼン、1〜ルニ[ン、キシレン、クロロホルム、クロ
ルベンゼン、テトラクロルエチレン、ジクロルエタン及
びトリクロルエタンである。 これらの方法はミックスフリー反応器系で行なわれ、こ
の装置は種々異なる時点で開始されるポリマー連鎖を含
んだ反応混合物の部分の間で実質的に混合が生じないよ
うな装置である。適する反応器は連続流動チューブ状若
しくは撹拌バッチ式反応器である。チューブ状反応器は
周知されており、かつ流動方向で反応体の混合を最小化
させるように設計される。その結果、反応体濃度は反応
器の長さに沿って変化する。これに対し、連続流動撹拌
タンク反応器(cFSTR)に13ける反応混合物は到
来する供給物と混合して、反応器のどこにおいても実質
的に均一な組成の溶液を生成する。その結果、反応混合
物の1部にお(プる生長連鎖は種々の熟成度を有し、し
たがってql−のCFSTRは本発明の目的で適さない
。しかしながら、3個若しくはそれ以上の撹拌タンクを
直列で使用すると共に第1反応器へ触媒の全部を供給す
れば、チューブ状反応器の性能にほぼ匹敵することが周
知されている。したがって、直列のこれらのタンクは本
発明の範囲内であると考えられる。 バッチ式反応器が適する容器であり、好ましくは充分な
撹拌を行なって触媒と溶剤と七ツマ−とを重合の開始時
点で添加する。次いで、反応体の添加物を所望の生成物
又は連鎖セグメントを生成するのに充分な長さの時間に
わたり重合させる。 経済的理由で、チューブ状反応器がバッチ式反応器より
も本発明の方法を行なうのに好適である。 本発明によるコポリマーを製造するための反応器系の重
要性に加え、重合はたとえば次のように行なうべきであ
る: (a>触媒系は主として1種の活性触媒物質を生成する
、 (b)反応混合物は主として連鎖移動剤を含有しない、 (c)ポリマー連鎖は実質的に全部が同時に開始され、
これはバッチ式反応器についCは同時点で或いはチュー
ブ状反応器についてはチューブの長さに沿った同一箇所
で行なわれる。 上記コポリマー構造■及び■を製造するため(並びに必
要に応じ上記コポリマー構造工を製造するため)、他の
溶剤及び反応体くたとえばエチレン、α−オレフィン及
びジエンの少なくとも1種)をチューブ状反応器の長さ
に沿って或いはバッチ式反応器における重合の過程で、
或いは直列の撹拌反応器における選択段階のいずれかへ
調節して(以下詳細に説明する)添加し、本発明のコポ
リマーを生成させる。しかしながら、はぼ全部の触媒を
チューブの入口或いはバッチ式反応器操作の開始時点で
添加して、はぼ全部のポリマー連鎖が同If5に開始さ
れるという要件を満たす必要がある。 したがって、本発明による方法は次のように行なわれる
: (a)少なくとも1個のミックスフリー反応器において
、 (b)主として1種の活性触媒物質を生成する触媒系を
用い、 (c)主として移動剤を含まない少なくとも1種の反応
混合物を用い、かつ (d)実質的に全てのポリマー連鎖の生長反応を同時に
開始させるのに充分な方法及び条件下で行なう。 チューブ状反応器が本発明による方法を行なうための好
適反応器システムであるため、以トの説明及び実施例は
このシステムに向りられるが、他の反応器システムにも
適応しうろことは本明細書の説明から当業者には明らか
となるでおろう。 本発明による方法を実施する際、好ましくは少なくとも
1個のチューブ状反応器を使用する。たとえば、歳も簡
単な形態にa3いて、この種の方法は1飼のみの反応器
を使用する。しかしながら、本明細出の説明から当業者
には判るように、一連の反応器を複数の七ツマー供給部
と共に用いて、下記するように分子内組成を変化させる
こともできる。 重合の過程で七ツマ−を追加することにより得られる米
国特許第a、 540.753号公報に記載された構造
を第4図の曲線1〜4に示し、ここでは組成が連鎖の輪
郭長さに沿った位置に対してプロットされている。曲線
1のイントラ−CDは、七ツマ−の全部をヂ1−ブ状反
応器の入口に或いはバッチ式反応の開始時点に供給して
得られる。これに比較し、曲線2のイントラ−CDは、
追加エチレン(及び必要に応じプロピレン)をチューブ
に沿った箇所或いはバッチ式反応器の場合には連鎖がそ
の半分の長さに達した時点で追加して作成される。曲線
3のイントラ−CDは、複数の供給物添加を必要とする
。曲線4のイントラ−CDはエチレンでない追加コモノ
マーを添加した場合に形成され、これにより全エチレン
組成範囲を連鎖から省略することができる。 α−オレフィンコポリマーを製造するために使用する触
媒の組成は、コポリマー生成物のfit貿(たとえば組
成分散度及びMWf))に対し顕箸な作用を及ぼ1o本
発明の方法を実施するのに用いる触媒は、反応混合物中
に実質的に1種の活性触媒物質を生成するようなものと
Jべきである。より詳細には、実質的に全ての重合反応
を可能にηるような1種の主たる活性触媒物質を生成す
べきである。他の活性触媒物質は、仝コポリマーの35
%(重量)程度を与えることができる。好ましくは、こ
れらはコポリマーの約10%若しくはそれ未満とすべき
である。たとえば、実質的に1種の活性物質は少なくと
も65%の生成全コポリマー、好ましくは少なくとも9
0%を与える。触媒物質が重合に寄与する程度は、活性
触媒物質の個数にしたがって触媒を特性化するための下
記プる技術を用いて容易に決定覆ることができる。 活性触媒物質の個数にしたがって触媒を特↑1化する技
術は当分野の技術内であり、「エチレン−プロピレンコ
ポリマー二反応比、測定及び重要性」とAZj”lるC
、コゼウイズ及びG、フェル・ストレートの論文、[マ
クロ上レキ1−ル、第4巻、第482頁(1971)
]に示しされている。参考のため、これをここに引用す
る。 連続流動撹拌反応器で作成されるコポリマーはMw/l
’an=2を特徴とするMWDと、1種の活性触媒物質
が存在する場合には狭いインターCDとを持つ筈である
ことが上記著者にJ:つて開示されている。分画とゲル
透過クロマトグラフィー(GPC)との組合せにより、
単一の活性物質触媒につぎフラクションの組成は平均値
に対し±3%以下で変化しかつこれら試料に対するM
W I)(重量平均対数平均の比)は2(達することが
示される。単一の活性触媒物質を同定するのに一層重要
であると思われるのは、この後者の特徴(約2のMw/
ρn)である。他方、他の触媒は平均に対し±10%よ
り大ぎいインターCDを有しかつ10以上のMw/nn
をしばしば有する複数MWDをも右するコポリマーを与
えた。これらの他の触媒は、2種以上の活性物質を含む
と思われる。 本発明の方法を実施するのに使用すべき触媒系はチーグ
ラーナツタ触媒とJることができ、これは典型的には次
のものを含む: (a)遷移金属、すなわち周期律表の第J−B、111
−B、IVB、VB、VIB、VUB及ヒVm族の金属
の化合物と、(b)周期律表の第1−A、II−A、n
−8及びIII−A族の金属の有機金属化合物。 本発明の方法を実施するのに好適な触媒系は、炭化水素
可溶性のバナジウム化合物(ここでバナジ「クムの原子
価は3〜5である)と有機アルミニウム化合物とからな
り、ただし触媒は実質的に1種の活性触媒物質を上記し
たように与えるものとする。バナジウム化合物/有機ア
ルミニウムの選択対の少なくとも1種は、さらに1京子
価結合ハロゲンを含有せねばならない。 式において、本発明の方法を実施するのに有用なバナジ
ウム化合物は次の通りである:VCex (OR)3−
x [式中、x=0〜3かつ[丈−炭化水素基である]、V
Ce4、 VO(ACAC>2 [式中、ΔCAC−アセチルアセトンであってアルキル
(たとえばC1〜C6アルキル)置換されていてもいな
くてもよい1、 V (ACAC>3、 ■(ジカルボニル成分)3、 VOCex(ACAC)3−X [式中、x=1若しくは2である]、 ■(ジカルボニル成分)3 C(1、及びVCj23
・n [3 [式中、r]−2〜3であり、B=ニルイス塩基あり、
この塩基はVC(13に対し炭化水素可溶性の鏡体、た
とえばテトラヒドロフラン、2−メチル−テトラヒドロ
フラン及びジメチルピリジンを生成することができ、か
つジカルボニル成分は式: %式% のジカルボニル化合物から誘導される]。 上記式(1)において、各R(これは同一でも異なって
もよい)は好ましくはC1〜C+o脂肪族、脂環式若し
くは芳香族炭化水素基、たとえばエチル(Et)、フ1
ニル、イソプロピル、エチル、プロピル、n−ブチル、
i−ブチル、t−ブチル、ヘキシル、シクロヘキシル、
オクチル、ナフチルなどを示す。R′は好ましくは1〜
6個の炭素原子を有するアルキレンニ価基(たとえば−
〇H2−1−02ト14−など)を示す。限定はしない
が式(1)の化合物の代表例は三ハロゲン化バナジル、
ハロゲン化アルコキシ及びアルコキシド、たとえばVO
CL) 、VC)Cj2 (OBLI)[ここで3u=
ブチルである]及びVO(OC2ト15)3である。最
も好適なバナジウム化合物はVCff4、VO(、L3
及びVOCe2 (OR) でiBる。 上記したよう
に、助触媒は好ましくは有機アルミニウム化合物である
。化学式の意味で、これらの化合物は次のように示ηこ
とができる: Al<3、 Ae(OR>R2、△ jR
2cf! 、 R2
Aj! −△ gR2、A72R’ R(1,AjR
2I、 △e2R3(da 及U /M!RCI22[式中
、R及びR′はバナジウム化合物の式に関し上記したと
同様に同一でも異なっても良い炭化水素基を示す]。 最も好適な有機アルミニウム化合物はアルミニウムアル
キルセスキクロライド、たとえばAffi2−Et3C
!23若しくはAj2− (iBLJ>3CI3である
。 性能の観点で、好ましくはRがエチルであるvCf!4
とAe2R3Ce3とC構成された触媒系が特に効果的
であることが示された。最も良好な触媒性能については
、反応混合物へ添加する触媒成分のモル吊は少なくとも
約2のアモミニウム/バナジウム(AN/V’)のモル
比を与えるべきである。好適最小Ae/Vは約4でおる
。最大Aj/Vは、主として触媒経費の配慮に依存しか
つ有機アルミニウム化合物により生じつる連鎖移動の程
度を最小化Jる要求に依存する(これについては以下詳
細に説明する)。公知のように、成る種のh機アルミニ
ウム化合物は連鎖移動剤として作用覆るので、これが反
応混合物中に多過ぎて存在すれば、コポリマーのMw/
Mnは2よりも高くなりつる。これらの考慮に基づき、
最大△e/Vは約25とすべきであるが、約17の帳人
(1σがより好適である。最も好適な最大値は約15で
ある。 再び本発明によるコポリマーの製造方法につぎ説明すれ
ば、触媒系を構成しうるバナジウム化合物とアルミニウ
ム化合物との成る種の組合せは高レベルのジエンを含有
するポリマーに対する重合の際に分枝鎖及びゲル化をも
たらしうろことが周知されている。これが生ずるのを防
止するには、たとえばアンモニア、テトラヒドロフラン
、ピリジン、トリブチンアミン、テトラヒト〔lチオフ
ェンなどのルイス塩基を重合系に添加することかでき、
この技術は当業者に周知されている。 α−オレフィンのチーグラー触tR@合に対する連鎖移
動剤は周知されており、かつたとえばEPM及びEPD
Mを製造するための水素又はジエチル亜鉛を例とする。 この種の物質は、連続流動撹拌反応器で製造されるEP
M及びEPDMの分子量を調節するために極めて一般的
に使用される。本発明に使用される実質的に単一の活性
物質チーグラー触媒系については、CFSTRに対する
連鎖移動剤の添加はポリマー分子量を低下させるが、分
子■分布には影響を与えない。他方、本発明によるチコ
ーブ状反応器重合の際の連鎖移動反応は、ポリマー分子
量の分布及びインターCDを拡大する。たとえば、反応
混合物における連鎖移動剤の存在は最小化すべきであり
、或いは全く省略すべきである。仝ゆる可能な反応につ
き一般化するのは困難で市るが、使用する連鎖移動剤の
量は、MWD及び組成分散度に関し所望の範囲にしたが
ってコポリマー生成物を与えるような里に制限すべきで
おる。反応混合物中に存在させる連鎖移動剤の最大重は
約0.2モル1モルの因襲金属(たとえばバナジウム)
とすることかで・ぎ、ただしここでも得られる」ポリマ
ー生成物はMWD及び組成分散度に関し所望の範囲内に
したがうべきである。連鎖移動剤が添加されなくても、
連鎖移動反応が生じうる。何故なら、プロピレン及び有
機アルミニウム助触媒が連鎖移動剤としても作用するか
らである。一般に、バナジウム化合物と組合せで1種の
みの活性物質を生じうる有機アルミニウム化合物として
は、許容しうる触媒活性にて最高の」ポリマー分子mを
与えるような有機アルミニウム化合物を選択すべきであ
る。さらに、1!/Vの比がコポリマー生成物の分子量
に影響を与えるならば、同様に許容しうる触媒活性にて
最高の分子量を与えるようなA12/Vの比を使用すべ
きである。プロピレンによる連鎖移動は、下記するよう
に重合の際に過度に高めた温度を回避することにより、
最も良く制限することができる。 分子量分布及びインターCDも、連鎖生長の停止をもた
らす重合の過程で触媒の失活によって拡大される。バナ
ジウム系の本発明に使用されるチーグラー触媒は、成る
程度触媒の組成に応じてこの種の失活反応を受けること
が周知されている。 活性触媒の寿命と触媒システムの組成との間の関係は現
在知られていないが、成る種の触媒につき失活は所望の
七ツマー変換を与える反応器において最も短い滞留時間
及び最も低い温度を用いて減少させることができる。 本発明による重合は、実質的に全てのコポリマー連鎖の
生長反応を同時に開始させるのに充分な方法及び条件の
下で行なうべきである。これは、下記する工程及び条件
を用いて達成することができる。 触媒成分を好ましくは予備混合し、すなわち反応させて
反応器の外部で活性触媒を形成させ、迅速な連鎖開始を
確保覆る。予備混合された触媒系の熟成、gなわら反応
器の外側にそれぞれ存在する触媒成分(たとえばバナジ
ウム化合物及び有機アルミニウム)により潤費される時
間は、好ましくは所定範囲内に保つべきである。充分時
間にわたり熟成しないと、これら成分は充分mの活性触
媒物質を生成する程充分に亙いに反応ぜす、その結果非
同+1;′l的な連鎖開始が生ずる。さらに、触媒物質
の活titは11.1間と共に低下し、したがって熟成
をId人範囲以下に保たねばならないことも知られてい
る。触媒成分の62 P 温度及び混合装置などの因
子に応じて、最小の熟成時間は約0.1秒程度にしうる
と思われる。好適な最小熟成時間は約()、5秒であり
、特に好適な最小熟成時間は約1秒である。最大熟成時
間はそれより長くしうるが、好適バナジウム/有機アル
ミニウム触媒系については好適最大値は約200秒であ
る。より好適な最大値は約100秒である。特に好適な
最大熟成時間は約50秒である。予備混合は、たとえば
40°C若しくはそれ以下のような低温度で行なうこと
ができる。予備混合は25°C若しくはそれ以Fで行な
うのが好適であり、20°C若しくはそれ以下が特に好
適である。 好ましくは触媒成分は、選択重合希釈剤若しくは溶剤の
存在下に急速混合条19下でたとえば少なくとも10,
000.より好ましくは少なくとも50,000、特に
好ましくは少なくともioo、 oooの衝突レイノル
ズ数(N RF)にて予備混合される。衝突レイノルズ
数は次式: %式% 1式中、Nは流体流速(cm/SeC)であり、Dはチ
ョーブ内径(cm)であり、ρは流体密度(g、/cn
+3 >であり、かつμは流体粘度(ポアーズ)である
] として定義される。 反応混合物の温度も所定範囲内に保つべきである。反応
器式1コにおける温度は、重合反応の所定範囲内に保つ
べきである。反応器入口にあける温度は、重合反応の開
始時に完全かつ迅速な連鎖開始を与えるのに充分な高さ
とすべきである。反応混合物が高温度で消費する時間の
長さは、望ましくない連鎖移動の最及び触媒失活反応を
最小化すべく充分短くぜねばならない。 反応混合物の温度制御は、重合反応が多量の熱を発生す
るため若干複鉗となる0、この問題は、好ましくは予備
冷却した供給物を反応器へ供給して、重合熱を吸収する
ことにより注意される。この技術によれば、反応器は断
熱的に操作され、かつ温度は重合の過程で上背する。供
給物予備冷却の代案として、熱は反応混合物からたとえ
ば反応器の少なくとも1部を包囲する熱交換器により或
いはバッチ式反応器若しくは直列の複数撹拌反応器の場
合に周知の自動冷凍技術によって除去することもできる
。 断熱式反応操作を使用する場合、反応器供給物の入口温
度は約−50〜150℃とすることができる。 反応混合物の出口温度は約200℃程度に高くしうると
思われる。好適な最高出口温度は約70℃である。最も
好適な最高温度は約60℃である。反応器をたとえば冷
却ジャケットにより冷却して重合熱を除去しないと、中
庸範囲のエチレン含有iEPコポリマー及びヘキサンと
同様な熱容量を有する溶剤につき、反応混合物の温度は
反応器入口から出口まで反応混合物中のコポリマーの重
量%(溶剤の申吊当りのコポリマーの重量)につき約1
3°Cだけ上昇することがMI認された。 上記の説明から当業者には明らかなように、本発明によ
るコポリマーを製造するための操作温度条件を決定する
ことができる。たとえば、断熱反応器を用いると仮定す
れば、35°Cの出口温度が5%コポリマーを含有する
反応混合物につき望ましい。この反応混合物はそれぞれ
1重量%のコポリマーにつき約13°Cだけ温度が上昇
し、すなわち5重量%X13℃/重量%=65℃となる
。35℃の出口温度を維持するには、したがって35℃
−65°C=−30℃まで予備冷却された供給物を必要
とする。 重合熱を吸収するため外部冷却を使用する場合には、供
給物人[1温度はより高くすることができ、上記したそ
の他の温度要件はそのまま適用することができる。 熱除去及び反応器温度の制約の・ため、反応器出口にお
ける好適な)&大コポリマー濃度は25重量部/ 10
011部希釈剤である。最も好適な最大濃度は15if
fi/ 100重量である。反応器の操作性に基づく濃
度に対する下限値は存在しないが、経演的理由から少な
くとも2重!/ 100小墨の]ポリマG度を用いるの
が好適である。特に好適には少なくとも3重量/ 10
0重量の濃度である。 反応器を通過する反応混合物の流速は、半径方向におけ
る反応体の良好な混合を与えかつ軸線方向の混合を最小
化させるべく充分高くずへきておる。良好な半径方向の
混合は、コポリマー連鎖のイントラ−CD及びインター
CDの両者に対しh利であるだけでなく、重合反応によ
り発生する熱による半径方向の熱勾配を最小化させるに
も有利である。複数セグメントのポリマーの場合に半径
1ノ向の温度勾配は、コポリマーの分子量分イfiを拡
大させる傾向を有する。何故なら、重合速度が高湿度領
域にて一層早くなり、その結宋貧弱な熱逸散をもたらす
からである。当業者が認めるように、これらの目的を達
成するのは高粘度の溶液の場合回動である。この問題は
、たとえば静的ミキサ(たとえばケニツクス・コーポレ
ーション社により製作されるもの)のようなラジアル混
合装置を用いて成る程度解消することかできる。 ミックスフリー反応器にあける反応混合物の滞留]()
間は広範囲に変化しうると思われる。最小滞留時間は約
0.2秒程度にしうると思われる。好適1d小値は約(
)、5秒である。最も好適な最小値は約1秒である。最
大値は約3600秒程度の長さにしうると思われる。好
適最大値は約40秒でおり、最も好適な最大値は約20
秒である。 好ましくは、チューブ状反応器を通過する重合反応物質
の流速は乱流条件下においてたとえば少なくとも10,
000、より好ましくは少なくとも50.000.特に
好ましくは少なくともioo、ooo <たとえば15
0,000〜250.000 )の流動レイノルズ数(
NR)にて反応器内での流体の所望のラジアル混合を与
えるべきでおる。流動レイノルズ数は式:%式% (式中、N′は流体流速(cm/sec )であり、D
′は反応器のチューブ内径(cm)であり、ρは流体密
度(!J /cm3 )であり、が″つμは流体粘度(
ポアーズ)である] とし−C定義される。 所望4
【らば、選択されたバナジウム触媒につき触媒活
性剤をこれらがミックスフリー反応器に苅する基準に違
反しない限りバナジウム触媒に対し抑型的には20モル
%まで、一般に5モル%までのIr使用することができ
、たとえば過りロルクロトン酸ブブル、塩化ベンゾイル
及びその他の活性剤とすることができ、これらは198
7年5月15日付は出願の米国特許出願第504,94
5号及び第50,946号明細占に開示されており、こ
れらの開示を参考のためここに全体的に引用する。その
他の有用な触媒活性剤はハロゲン化有機酸のエステル、
特にトリクロル酢酸アルキル、トリブロム酢酸アルキル
、エチレングリコールモノアルキル(特にモノエチル)
ニーデルとトリクロル酢酸とのエステル類、並びに過ク
ロルクロトン酸アルキル及びハロゲン化アシルを包含す
る。これら化合物の特定例は塩化ベンゾイル、トリクロ
ル酢酸メチル、トリクロルMi1mエチル、トリブロモ
酢酸メチル、トリフ1]モi1mエチル、エチレングリ
コールモノエチルエーテル1〜リクロルアセデ−1・、
■ヂレングリコール七ノエチルエーテルトリブロモアセ
デート、過タロルクロトン酸エチル及び過りロルクロト
ン酸メヂルを包含する。 添付図面(特に第1図)を参照しで、参照符号1は一般
に触媒成分を予備混合するための予備混合装置を示して
いる。例示の目的で、エチレンとブ′ロピレンとのコポ
リマー(ヒPM)を四塩化バナジウムと−[デルアルミ
ニウムセスキクロライドとを触媒成分として用いること
により製造すると仮定する。重合は断熱的で必り、溶液
重合法は触媒系と反応混合物との両者につぎヘキサン溶
剤を使用覆る。 予備混合装置1は温度制御浴2と流体流動導管3と混合
装置4(たとえば混合ティー)とを備える。この混合装
置4には、ヘキサン溶剤と四塩化バナジウムとエチルア
ルミニウムセスキクロライドとを供給導管5.6及び7
を介してそれぞれ供給する。混合装置4で混合した1多
、得られた触媒混合物を必要に応じ螺旋チューブの形態
の導管3内に温度浴で設定された湿度にて活性触媒物質
を生成するのに充分な時間にわたり流動させる。浴の温
度は、この浴の出口にて導管3における所望の触媒溶液
温度を与えるように設定される。 予備混合装置から流出した後、触媒溶液は導管8から混
合帯域9中へ流過して、ベキ1ノン溶剤と導管10を介
して供給される反応体(エチレン及びプロピレン)との
緊密混合を与える。たとえば機械ミキサ、オリフィスミ
キサ又は衝突混合ティーのような任意適当な混合装置を
用いることができる。経済的理由で、混合ティーが好適
である。 流れ8及び10を反応器12の入[1へ直接供給し、そ
の流速は所望の緊密混合レベルを達成するのに充分な高
さとする。溶解したモノマーを有するヘキサンを混合帯
域9の上流で冷却して、反応器入口における所望の供給
温度を与えることができる。 チューブ状反応器12には中間供給点13〜15を設け
、ここで追加モノマー(たとえば図示したようにエチレ
ン及びプロピレン)及び(又は)ヘキIJンを反応器へ
供給することがてきる。[反応器は1個若しくはそれ以
北(たとえば2〜10個)のこの種の中間供給点を設け
うることが了解されよう]。反応器を所望に応じ又は必
要に応じて断熱的に操作することにより、反応混合物の
温度を所望範囲内に維持することかできる一方、たとえ
ば反応器システム12の少なくとも1部を包囲するたと
えば冷却ジトケットのJζうな外部冷却手段を設(ブる
こともできる。 重合後、反応器の出口(又はぞの終端部)にて重合を迅
速に急冷する(15a)。この急冷は、重合反応混合物
中へ(たとえば反応器中へ又は重合生成流出液中へ)水
、低級アルカノール又は酸水溶液(たとえばトICで水
溶液)を冷却液として導入することにより達成覆ること
ができ、一般に反応混合物における全\/及びAで1モ
ル当り1〜30モルの冷却液を使用する。 コポリマーを潤滑油と混合する方法を図示した第2図を
参照して、反応器]2からの冷却重合生成物を導管16
を介して灰分除去セクション17に供給し、ここで触媒
残紹物を公λ11の方法(灰分除去として知られる)に
て反応?I2:物から除去する。ハノージウム及びアル
ミニウム化合物残渣は、これらを水と反応さけて炭化水
素不溶性の水酸化物を生成させかつ次いでこれら水酸化
物を希酸若しくは水に抽出して除去することができる。 所望に応じ、他の慣用の灰分除去水溶液、たとえば鉱酸
(たとえばHCl2、HB r 、トlNO3,1−+
2 SO4、H3PO4など)を含有する水溶液、無機
塩基(たとえば苛性アンモニア、ナトリウムメトキシな
ど)を含有する水溶液、又はその混合物を使用すること
ができる。 たとえば重ツノ沈降装置にて水相と炭化水素相とを分離
した後、主として溶剤と未反応モノマーとコポリマー生
成物(EPM)とを含有するポリマー溶液を導管18を
介して潤滑油混合タンク19へ供給する。勿論、タンク
19は一連のタンクとすることができる。熱潤滑油を導
管20を介して混合タンク19へ供給し、ここで残余の
反応混合物を残余のヘキサン及び未反応上ツマ−が蒸発
しかつ循環導管21を介して除去されるように加熱し、
ここで七ツマ−を適当に精製して触媒毒を除去した後に
予備混合装置1で再使用するため循環させる。炭化水素
可溶性であるコポリマー生成物は、かくして潤滑油中に
存在しかつタンク19から油中のコポリマー溶液として
除去される。 或いは、Φ力沈降装置からのコポリマー溶液を水蒸気蒸
溜すると共に、次いでポリマーを押出乾燥しかつ次いで
炭化水素鉱油希釈剤と混合して、油添加剤濃厚物又は潤
滑油添加剤を生成させることがひきる。 例示した反応器システムにつき上記したように、本発明
の範囲内において多くの改変をなしうろことが当業者に
は容易に理解されるでおろう。たとえば、複数供給部位
の箇所及び個数、重合の際の温度経過の選択、並びに反
応体の濃度は最終用途に適りるように変化させることが
できる。 本発明による方法を実施することにより、(〜めて狭い
MWDを有するα−オレフィンコポリマーを直接重合に
よって製造することができる。狭いM W I)コポリ
マーは仙の公知の技術J:す、たとえばか画若しくは機
械的分解によって作成しうるが、これの技術は工業規模
の操作には不適当な程度まで非実用的でおると考えられ
る。本発明により製造されるEPM及びEPDMに関し
、生成物は良好な剪断安定性を有しかつ特定分子内CI
)に関し優秀な低温特性を有して、潤滑油用途に特に適
Jるようにさせる。 本発明による潤滑油組成物は潤滑結反を右する多量の塁
祠潤滑油からなり、これは上記に詳細に説明したような
エチレンと少なくとも1種の他のα−オレフィンとのコ
ポリマーよりなる粘度調整剤の有効■を含有する。より
詳細には、コポリマーは2未満のMw/Mnの比及び1
.8未満のFaz/Mwの比の少なくとも一方を特徴と
するM W Dを有りへきである。MW/Mnの好適比
は約1.6未満であり、約1.4未満が好適である。好
適Mz/Mwは約1,5未満でおり、約1.3未満が特
に好適である。 コポリマーのイン1〜ラーCDは、各部分が連鎖の少な
くとも5重量%を占めるような個々の分子内不均質連鎖
の少なくとも2つ部分が組成において41いに少なくと
も5重量%エチレンひけ相違するようなものであるのが
好適である。このイントラ−CDは、コポリマー連鎖の
少なくとも2つの部分が少なくとも10重量%のエチレ
ンだけ相違することもできる。少なくとも20重量%、
並びに40Φ吊%のエチレンの相違も本発明の範囲内で
あると考えられる。 さらに、コポリマーのインターCDは、コポリマー連鎖
の95重量%が」ポリマーの平均中量%エチレン組成と
は15重量%若しくはそれ以下だけ相違するようなもの
であるのが好適である。好適インターCDは約13%若
しくはそれ以下であり、特に好適には約10%名しくは
それ以下である。 特に好適な実施例においてコポリマーは、潤滑油又は油
添加剤濃厚組成物に配合する場合、上記したようなMW
D、イントラ−CD及びインターCDの特性の全部を有
する。現在実用的には、エヂレンープロピレンコボリで
−が特に好適である。 小出基準でりf適な=1ポリマーの平均エチレン含有量
は、潤滑油深1ノ[1剤として使用する場合約35%〜
7!〕%である。。 潤滑油温1j[1剤用途についでは、コポリマーは約5
.000程1哀に低い中吊平均分子晴を右しうると思わ
れる。好適最小値は約15,000でおり、約り0.0
00が特に好適な最小値である。最大重量平均分子量は
約soo、 ooo稈度に高くしうると思われる。好適
最大値は約300,000であり、約250.000が
特に好適な最大値である。これらの範囲は、剪断安定1
1に対する現在の市場の要件によって調節される。 本発明のコポリマーは、粘度指数向上剤又は粘度調整剤
として潤滑油中に約0.001〜4種1%の幅広い範囲
の串で使用することがで3る。最良の結果を与える比率
は、潤滑油基材の性質並びにa″nn滑剤定の場合に作
用させる特定目的に応じて若干変化する。ディーゼルエ
ンジン若しくはガソリンエンジンのクランクケース潤滑
剤として潤滑油を使用する場合、ポリマー濃度は全組成
物の約0.1〜15.0重量%の範囲内であり、これは
粘度改変及び(又は)V、1.向上を与えるのに効果的
な串である。典型的には、この種の高分子添加剤は油添
加剤濶厚物として販売されており、ここで添加剤は添加
物用の炭化水素鉱油希釈剤の全量に対し約2〜5()中
量%、好ましくは約5〜25@徂%の準で存在する。本
発明のポリマーは賎型的には100°Cにて約2〜40
センチストークス(A S T MD−445>の粘度
を有する炭化水素鉱油に基づく潤滑油にて使用されるが
、潤滑油基材は炭化水素鉱油と約50中m%までの合成
潤滑油(たとえば二塩基酸のエステル及び−塩基酸、ポ
リグリコール、二塩基酸及びアルコールから誘導される
複合エステル類)との混合物よりなる潤滑油基材も適す
ると考えられる。 本発明のエチレン−α−オレフィンポリマーを含有する
最終的潤滑油は、典型的には多数の他のiQ用の添加剤
を正常なイ」帯的機能を与えるのに必要<tmF含有し
、かつこれらは無灰分分散剤、金属若しくは過塩基性金
属洗剤添加剤、ジヒドロカルビルジチオ燐酸亜鉛又はそ
の他の耐摩耗性添加剤、他の粘偵:A整剤、酸化防止剤
、流動点降下剤、潤滑油流動向上剤、錆止剤、燃費経済
性添加剤又は摩隙低F添加剤などを包含覆る。無灰分分
散剤はポリアルケニル若しくは量水化ポリアルケニルス
クシンイミドを包含し、ここでアルケニル基はC2〜C
IOオレフイン、14に約700・〜5,000ノ1平
均分子■を有するポリイソブテニルから誘導される。他
の周知の分散剤は炭化水素置換された無水コハク酸の油
溶性ポリエステル類、たとえばポリイソブテニル無水コ
ハク酸、並びに炭化水素置換された無水コハク酸と二置
換のアミノアルコールとから誘導された油溶性のオキサ
ゾリン及びラフ1−ンオキサゾリン分散剤を包含する。 さらに、分散剤としてはポリアミンを直接に結合させた
長鎖の脂肪族炭化水素類及び長鎖炭化水素置換フェノー
ルの約1モル4と約1〜2.5モルのホルムアルデヒド
及び約0.5〜2モルのポリアルキレンポリアミンとの
縮合により生成されるンンニツヒ縮合生酸物も有用であ
り、ここで長鎖炭化水素はC2〜Coo(たとえばC2
〜C5)モノAレフインのポリマーであり、かつこのポ
リマーは約700〜5,000の数平均分子ωを有する
。潤滑油は典型的には約()、5〜8i、uu%の無灰
分分散剤を含有する。 油中に適する金属洗剤添加剤は当業界で知られており、
かつ過塩基性の油溶性カルシウム、マグネシウム及びバ
リウムの石炭酸塩、硫黄化石炭酸塩、スルホネート及び
ザリヂレート、特にC16〜C50アルキル置換された
ベンゼン若しくはトルエンスルホン酸のスルホネートで
あって、約80〜300の全塩基数を有するものよりな
る群から選択される。これらの過塩基性物質は単独の金
属洗剤添加剤として或いは中性型にJ3ける同じ添加剤
と組合せて使用しうるが、全体的金属洗剤添加剤の組合
せは萌記の全塩基数によって表されるような塩基度を有
すべきである。好ましくは、これらは約0.5〜8重量
%の吊で存在し、過塩基性マグネシウム(イ〔貧化石炭
酸塩とCBへ・C12アルキルフェノールから得られる
中性のカルシウム硫黄化石炭酸塩との混合物が特に有用
である。 有用な耐摩耗性添加剤は、全部で少なくとも5個の炭素
原子、々YましくはC4〜Coのアルキル基又は7〜1
9の炭素原子のアルコ−ル若を右する油溶性のジヒド■
コカルビルジチA燐酸亜鉛であり、典型的には約0.5
〜6重量%の吊で使用される。 他の適する慣用の粘度指数向上剤又は粘度調整剤は、た
とえば仙のエヂレンーブロビレンコポリマー(たとえば
上記従来技術に開示されたJ、うなもの)、ポリブテン
、イソプレン若しくはブタジェンの水素化ポリマー、並
びにスチレンとイソプレン及び(又は)ブタジェンとの
コポリマー及びターポリマー、アルキルアクリレート若
しくはアルキルメタクリレートのポリマー、アルキルア
クリレート−とN−ビニルピロリドン若しくはジメヂル
アミノアルキルメタクリレー1〜とのコポリマー、エチ
レン−プロピレンとたとえば無水マレイン酸くこれはさ
らにアルコール若しくはアルキレンポリアミンと反応さ
せることができる)のにうな活性モノマーとの後グラフ
ト化ポリマー、アルコール及びアミンと後反応したスチ
レン−無水マレイン酸ポリ!−1N−ビニルピロリドン
、2−ビニルピリジン又はその他の適する極性上ツマ−
でグラフト化されたエチレン−プロピレンコポリマー、
或いはこの種の極性基などで官能化された水素化スチレ
ン−イソプレン及び水素化スチレン−ブタジェンポリマ
ーである。これらは必要に応じ、最終曲中に所望される
粘度範囲を与えるべく公知の処方技術によって使用され
、かつ一般に5AEJ300に特定された範囲内にある
。 適する酸化防止剤の例は、たとえば2,6−ジターシャ
リ−ブチル−パラクレゾール、アミン類、硫黄化フェノ
ール及びアルキルフェノチアジンのような立体障害フェ
ノール類である。一般に、潤滑油は約0.01〜3重量
%の酸化防止剤をその効果に応じて含有する。 錆止剤はたとえば約0.1〜1重最重量ような4へめて
少割合で使用され、適する錆山剤はC9〜C30脂肋族
コハク酸若しくは無水物、たとえばドデセニル無水コハ
ク酸を例とする。 消泡剤は典型的には、約0.+101〜1蛋吊%の量で
存在さけるポリシロキサンシリコーンポリマーである。 流動点降下剤及び潤滑油流動向上剤は、一般に大抵の潤
滑粘度の鉱油基材につき約0.01〜約10.0重量%
、より!11!型的には約()、旧〜約1小間%の量で
使用される。潤滑油組成物中に一般に使用される流動点
降下剤及び潤滑油流動向上剤の例はn−アルキルメタク
リレート及びn−アルキルアクリレートのポリマー及び
コポリマー、ジ−n−アルキルフマレート及び醋酸ビニ
ルのコポリマー、α−オレフィンコポリマー、アルキル
化ナフタレン、α−オレフィンとスチレン及び(又は)
アルキルスチレンとのコポリマー若しくはターポリマー
、スチレンジアルキルンレインニ】ポリマーなどである
。 本明細書中において、次の用語は次の意味を有する: 増粘効率(T、E、)は、37.8°Cにで15()S
USの粘度と105の粘度指数とo’FのASI−M流
動点く溶剤150中性)とを有する溶剤抽出された中性
鉱物潤滑油を増粘させるのに必要とされるスタウジンガ
ー分子ff120,000を有するポリイソブチレン(
エクソン・グミカル・カンパニー社によりパラトンNの
ような油溶液として販売されている〉の手早%と、この
油を同温度にて同じ粘度まで増粘さけるのに要する試験
コポリマーの重量%との比として定義される。所定エチ
レン含有♀の線状ポリマーにつき、増粘効率は重量平均
分子量の0.75乗にほぼ比例する。 本発明の潤滑油の低温特性は多数の重要な試験によって
評価される: A S T M −D 3829に記載された技術を用
いるMRV(ミニ・ロータリー・ビスコメータ)は粘度
をセンデポアズとして測定し、かつ降伏応力をパスカル
で測定する。MRVは一25℃にて測定される。 ASTM −D 2602の技術を用いるCC3(コー
ルド・クランキング・シミュレータ)、すなわちセンチ
ポアズにおける高剪断粘度測定。この試験は冷温エンジ
ン始動に対する潤滑油の耐性に関するbのである。 流動点(ASTM D97)は℃として測定される。 T’PI 4j−(り)LtMRVハ、ASTM D
4684によって測定される。これは上記A S T’
MのMRVと実質的に同じであるが、ただし遅い冷却
サイクルを用いる。このり゛イクルはSA[ミペーパー
No、850443、K 、 O、ヘンターソン等ニ定
義a tL ”Cいる。 結晶度%は、参考のためここに引用するG、フェル・ス
トレー1〜、Z、W、ウィルシンスキー、ジャーナル・
ポリマー・サイエンス・フィツクス、A2、第9巻、第
127頁(1971) ]に規定されたような各種の技
術で測定することができる。測定される結晶度は、試料
の焼戻し履歴の関数である。 試料を適当な金型内で150℃まで30分間加熱してボ
イドフリーかつ歪みフリーの試料の作成後に、48時間
以上にわたり20℃にて試料を焼戻しする際には、この
生成物においては低い程度が望ましい。 バナジウム触媒を用いて作成される均質なイントラ−C
D EPLIポリ゛ン一は55〜65重量%のエチレ
ン領域にて半結晶性となることが周知されている[エン
サイクロペディア・オブ・ポリマー・サイ、Lンス(上
記)、第5図参照1゜本発明のセグメント化ポリマーの
1種が明確な結晶度を示す場合、この結晶1食はエチレ
ンが多い連鎖の部分から生ずる筈である。非結晶性部分
に接続している場合には、連鎖のセグメントにつき独立
して結晶度を測定することはできない。結晶度は高エチ
レン部分から生ずると推定せねばならない。 剪断安定指数(SSI)は、高歪み割合にかけられたク
ランクケース潤滑剤においてV、1.向上剤として使用
されるポリマーの機械的安定性を測定する。ディゼル燃
料インUクタ試験を用いる(cFCl−14−A−79
:DIN51382と同等)。 SSIを測定するため、試験すべきポリマーを適当なベ
ース油(たとえば溶剤抽出150中性)に1()0℃に
て2〜3の比粘度まで溶解させる。次いで、この油溶液
をディゼル燃料インゼクタに対し全部で30回通過循環
させる。SSIを初期の100°C動粘度(Vi)と最
終動粘度(Vc)とベース油粘tR(Vb)とから羽算
し、ここで5SI(%)=100X(VHVf)/(V
H−Vb)である。 比較試料(DIN法により必要とされる)を用いて試験
を検定覆る。 濾過性−クミンーフリートガード・つを−タ・j〜レラ
ンス試験は、SAEペーパーNo、870645号に規
定されたように測定する。この試験は孔径5μmの自動
フィルタを至温にて通過する200mI!の配合油の濾
過を必要とする。少なくとも4ml/minの流速及び
20mgの最大フィルタ重量増加をもって、通過性能が
得られる。 以下の例において、Mw及びMz/Mw値は、135℃
における1、2.4−1−リクロルベンゼン中での全散
乱光強度を用いるGPC/LALLSによって測定し、
その際クロマチックス・KMX−6散乱フyt I・メ
ータを用いる。比屈折率の増加dn/dCは−0,10
4((1/CC)−1である。Mw/Mn値は、本明細
書中に説明した溶出時間−分子量の関係から決定し、デ
ータ精瓜は±0.15である。上チレン含有量(重量%
)は、A S T MD −3900方法△により赤外
分析を用いで測定し、粘度は+2%のエチレン−(−あ
る。組成分布は、5〜2()%の初期ポリマー重量から
なるフラクションにつき測定し、溶剤/′非溶^11
Qljとしてはヘキサン/イソ゛ゾロビルアルコールを
用いる。インターCDは、ポリマーの911%を含む組
成範囲として測定される。イントラ−CDは、初期分子
量の約5%まで連鎖を断片化することにより測定される
。イントラ−CDは、初期連鎖と断片化連鎖との間の最
高エチレンフラクション間、)ψびに最小のこれらフラ
クション間の組成の差として決定される。さらに、イン
1−ラーCDは断熱重合Δ丁、反応比率及び本明細用中
に示した重合熱からし測定される。 比較例 1 この例においては、異なるエチレン含有Φの一連のエヂ
レンープロピレンコボリマーを゛農用の連続流動撹拌タ
ンク反応器で作成した。これらのポリマーは、従来技術
の粘度調整剤技術に抑型的である。これらは比較データ
として作用する(試験1〜3及び1〜/1にd3けるコ
ポリマーの試料は市販されている)。触媒と七ツマ−と
溶剤とを3カロンの反応器へ添付第1表に示した割合で
供給した。使用前にベキ1ノンを4へモレキュラシーブ
(ユンオンカーバイト社、リンデ部門、4A1/16イ
ンチーベレッ1〜)及びシリカゲル(W、R。 ブレス・カンパニーネ1、ダビソン・り゛ミカル部閂、
ペンシルバニア−4()O120〜4()メツシュ)に
通過させることにより精製して、触媒毒として作用する
極性不純物を除去した。気体エチレン及びプロピレンを
熱(270’C) Cu2O(ハルショウ・ケミカル・
カンパニー看、CU 19(10,1/4インチ球体)
に通過させて酸素を除去し、次いでモレキ1ラシーブ処
理(上記)して水を除去した。次いで、これら土ツマ−
を反応器の上流のヘキサンと混合し、かつ冷IJI器に
通過させてヘキサン中ヘモツマ−を完全溶解させるのに
充分低い温度を与えた。重合温度は、供給物温度を調整
すると共に重合により発生した反応熱を吸収する供給物
と共に断熱的に操作して調節した。反応器の出口圧力を
413k P aに調節して、七ツマ−の溶解と液体充
填反応器とを確保した。 37、4(]のVCL+ @7(!(D精1r1−’%
−(”C/中に溶解させて、触媒溶液を作成した。助触
媒は、72のn−ヘキサン中における96.0(]のA
122−Et3CCaで構成した。これらの溶液を第1
A表に示した割合で反応器へ供給した。触媒予備混合の
場合には、2種の溶液を反応器中へ流入させる前に0℃
にて10秒間予予備金した。 希塩酸水溶液と接触させることによりコポリマーを脱塩
し、かつ希釈剤の水蒸気蒸溜と共に生成物のミル乾燥に
より、残留揮発物を除去して回収した。これらポリマー
をo、1重量%のイルガノックス1076、すなわら立
体障害フェノール酸化防止剤(チバ・ガイギー社)によ
って安定化させた。 このように作成した生成物をその組成及び分子量分布に
つき上記の技術により分析した。その結末を下記第1A
表に示す。 これらコポリマーは組成上実質的に均質であり、その不
均質度は平均値に対し±3%、すなわち完全に均質の場
合のほぼ実験誤差範囲内である。 これらの結果は、連続流動13′1打反応器で作成され
た二1ボリン−につぎMw/Mnが約2であることを示
づ。逆混合反応器においては七ツマー粛度が一定である
ため、イントラ−CDは5%未満のエチレンであった。 触媒の予備混合及び水素の存在は、逆混合反応器におけ
るMw/Mnに対し作用を及ぼさない。同じ触媒系を用
いる所定範囲の重合条件にわたる実験は、同様な4jへ
)告のポリマーを生成した。 (実施例において、「セスキ、1はIJ−ルノフルミニ
ウムセスキクロライトを意”As る)。 CFS王R王水コポリマーの粘度時t[につぎ試験し、
ぞの際0.95gの各コポリマーを()、4重量%の市
販の潤滑油流動点降下剤(フマレー1−ビニルア廿テー
ト:パラフ[、J−449、エキソン・ケミカル・カン
パニー社)を含有する100(]の315ON(ミツド
ーコンチネント)基材鉱油に溶解させてSAE低−40
油を作成した。得られた潤滑油組成物を次いで試験して
、CC8粘度(−20℃における)及びMRV粘度(−
25°Cにおける)を測定した。これにより得られたデ
ータを下記第18表に要約する。 上記表にJ3いT、rVEJ (ASTM D26
02に定義されている)は=1ポリマーがCC8試験に
おいて強力な粘弾性応答を示し、CC8粘度の測定を不
可能にすることを意味りる。これはVl向」ニ剤につい
ては許容しえない。 ポリマー1−1及び1−2は許容しえない高いMRV粘
敗をhする。低−X油に対する5AEJ 300要求は
、−25°Cにて30.000c p未満のMRV粘度
である。ポリマー1−1.1−2及び1−3は全て許容
しえない畠い流動点を有し、低−X油は一30°Cの最
大流動点を有する筈である。 試料1〜3から作成した油はクミンスーツリートガード
フィルタ試験に失格する。何故なら、これは8In!!
の油が濾過されただけで、フィルタを完全に閉塞覆るか
らである。 これらの性質から明らかなように、平均エチレン含l1
fUにおいて5重量%以上の慣用技術のポリマーは粘度
調整剤として許容しえない。 比較例 2 この例はTE−33I、CC3,MRV及び症過廿能に
対するエヂレン含有最の作用を示している。ポリマーは
全て逆混合反応器で作成し、かつデータを上記第■表に
示す。 第5図はl E−8SIに対する高エチレン含イ1mを
有する所望性を示している。第6図はCC8に対する高
エチレン含有箭を有する所望性を示している。すなわち
、>50重楕%エチレンのコポリマーを作成するために
成る種の手段が売出されれば、これら−rE−3S I
及びCC8の利点を生じて、VE効宋を回避することが
できる。所定のSSIに対する高1Fが望ましい。何故
なら、ポリマーは低−T Eにおけるよりも油の増粘に
際し効果的であるからである。 比較例 3 この例は、米国特記を第4.540.753号にしたが
って狭いMWDと狭いイントラ−〇Dとのコポリマーを
作成して1F1られた粘度特性における改善を示してい
る。 重合反応器は長さ10m、内径2.67cmのパイプと
した。モノマーとヘキサジと触媒と助触媒とを反応器へ
その1端部から連続供給し、かつコポリマー溶液と未反
応上ツマ−とを他喘部から抜取った。七ツマ−の側流を
ヂコーブ状反応器に沿った選択箇所で導入した。これら
七ツマ−を慣用の蒸溜法によって精製し、かつ反応器温
度を例1におけるように調節した。反応器圧ツノは、触
媒脱塩設備の下流にて圧力を調節覆ることにより約5パ
ール(ゲージ圧)に調節した。 触媒溶液は、18.5gの四塩化バナジウム(VCj!
4)を5での精製ローへキサンに)4解させて作成した
。助触媒は142gのエチルアルミニウムセスキクロラ
イド(A乏2Et3CQ3)を5.0テの精製n−へキ
リン中に溶解して構成した。 触媒予備混合の場合、2種の溶液を所定温度(第重量I
A表に示す)にて、反応器中へ流入させる前に第111
A表は、”ロノマーの供給割合と触媒と滞留時間とを示
し−(いる。ポリマーを回収し、かつ例1に(r3ける
と同様に分析した。 組成分’/liは本明細ルIに説明したような反応器温
度経過を用いて針線し、これをそれぞれ試験3−1〜3
−7につぎ第7〜13図に図示する。 コポリマーを例1におけると同じ鉱油に溶解させて、こ
こで−b低−40油を処方した。これにより測定された
粘度特性を下記第1S表に要約する。 これらの試お1は仝で高エチレン(〉50車m%の平均
エチレン含有量)で作成し、この場合池田の技j・tr
iは失敗した。狭いMWDは明らかに−1” E −3
SIの関係を改善し、これは第5図と比較して見ること
かて−きる。たとえば試I!、13−2及び3−3は同
じ平均エチレン含有量(覆なわら64市量%)を有し、
その各T E間の内挿は40%SSIにa3ける−「[
がMWDの狭い幅により約()、2工E単位だけ増大し
うろことを示している。55重量%の平均エチレンにお
ける試料こう−7は同様な1L−ss iの増加を示す
。 低温特性に関し、狭いMWI’)及び秋いイントラ−C
DはCC8性能における改善を示す。試料3−5.3−
6及び3−7は粘弾・1ノ1作用を示さないのに対し、
比較例2の慣用の技術(試料2−6及び2−7)はこれ
を示した。一般に、MRV粘度も幾つかの合格値を持っ
で改善さ゛れる。しかしなから、これら比較例3の試料
のいずれも、合格する流動点を示さない。このf−夕は
、減(過性試験に合格するには平均エチレン含有♀を6
0〜64重量%未満にせねばf、Tらないことを示して
いる。均質イントラ−CI)は、全ての性能基準に合致
するには許容しえないと結論される。 例 4 この例は、本発明の新規なセグメント化コポリマーによ
り得られる向上した性質を示す。比較例3の手順を用い
かつ第1VA表に要約した条件を用いて、一連のコポリ
マーを作成した。これらポリマーを回収し、かつ比較例
1におけると同様に分析した。コポリマー連鎖の輪郭を
試験4−1及び4−2につぎそれぞれ第14図及び第1
5図に示す。各コポリマーを次いで基+A−流動点降下
剤混合物に例1に記・伐したと同様に溶解させた。得ら
れた潤滑油組成物を試験し、かつこれにより1qられた
データを下記第1VB表に示す。 1’−M−T(?グメンj−分布を有でるこれらの試料
は、全ての性質の向トしたバランスを与えた。 CCS及びMRVは、比較例3の均質試料の数種と興様
であるためff容できる。しかしながら、今回の流動点
は許容でき、かつ許容しうる流動点及び濾過性を有する
ポリマーが(qられた(試料4−1及び4−2)。結晶
化しうるrMJセグメントは低粘度をりえたのに対し、
結晶化しえない「]」セグメントは高流動点、高粘度又
はM RVにお(プる降伏応力及び貧弱な濾過性を与え
るようなゲルの生成を示した。 例 5 この例は、1個の〜1セグメン1〜と1門の−「レグメ
ントとを右Jるコポリマーの製造を示づ。比較例3の手
順を反復し、ただし第1VA表に示した条件を用いた。 得られた潤滑油組成物は、ト記第Vこの例にJ5Lプる
コポリマー(その連鎖輪郭を第16図に承り)は、明ら
かに比較例1におりるコポリマーとり]比して例IVに
おけると同様に向上した粘旧特性をりえる。このM−−
[セラメン1〜ポリマーは、比較例1及び2の慣用の技
術並びに比較例3の均質な狭いMWDポリマーよりも向
上した↑(l貿を承り。 例 に の例においては、たとえば例4におけるようなセグメン
ト構造を作成したが、ただし連鎖の高部分及び低部分を
作成したが、ただし連鎖の高部分及び低部分を交換して
末端を高エチレンとしかつ中央を低くした(このポリマ
ー製造に対する条件は上記第1VA表に示されている)
。これはM−T−M構造(構造IV、−上記に説明)に
対応りる。平均組成は例4−1と同じであり、1なわち
エチレン53重量%である。このコポリマー連鎖輪郭を
第17図に示ず。 このコポリマーを、例1に記載した基材流動点降下剤混
合物に溶解させた。その結果を上記第v■表に示す。 このポリマーは1Pj販の粘度調整剤と同様にH!f容
しえない。何故なら、これはMRVにおける測定i1能
な降伏応力、並びに高いMRV粘度を示すからである。 ポリマー分子に;J3ける2つの結晶化しうるセクショ
ンは低温度におけるMRVの弱いネッj・ワークを形成
させ、これは固体状であって流動が確立される前の所定
の応力(いゆわる降伏応力)を支持することができ、こ
の応力より高ければネットワークは破壊されかつ油は再
び流動性となるが、例4−1よりもずっと高い粘度を有
する。 さらに本発明のコポリマーは、顕箸な耐候性、良好な熱
時効特性及び多量の充填剤及び可塑剤と配合しうる能力
のため、自動車及び工業的機械品の用途に有用であり、
低llI格の配合物を与える。 したがって、本発明のポリマーは過酸化物開始剤或いは
照射線により架橋して、その狭いMWDに基づぎ良好な
性能特性を有りるポリマーネットワークを生成すること
ができる。抑型的な自動車用途はタイヤ側壁、内側チュ
ーブ、ラジェータ及びヒータホース、減圧チューブ、ウ
ェザ−ストリッピング及びスポンジドアシールである。 抑型的な機械製品用途は器具、工業用及び園芸用ホース
、成形及び押出スポンジ部品、ガスグツト及びシール並
びにベル1−」ンベA7カバーである。さらに、これら
コポリマーは接着剤、ホース及びガスグツトにおける用
具部品、電線及びヶーゾル、並びにプラスチック配合物
にも有用である。 以上、本発明を好適実施例につき説明したが、本発明は
これらのみに限定されり“、本発明の思想及び範囲を逸
脱する口となく多くの改変をなしうろことが当業者には
了解されよう。
性剤をこれらがミックスフリー反応器に苅する基準に違
反しない限りバナジウム触媒に対し抑型的には20モル
%まで、一般に5モル%までのIr使用することができ
、たとえば過りロルクロトン酸ブブル、塩化ベンゾイル
及びその他の活性剤とすることができ、これらは198
7年5月15日付は出願の米国特許出願第504,94
5号及び第50,946号明細占に開示されており、こ
れらの開示を参考のためここに全体的に引用する。その
他の有用な触媒活性剤はハロゲン化有機酸のエステル、
特にトリクロル酢酸アルキル、トリブロム酢酸アルキル
、エチレングリコールモノアルキル(特にモノエチル)
ニーデルとトリクロル酢酸とのエステル類、並びに過ク
ロルクロトン酸アルキル及びハロゲン化アシルを包含す
る。これら化合物の特定例は塩化ベンゾイル、トリクロ
ル酢酸メチル、トリクロルMi1mエチル、トリブロモ
酢酸メチル、トリフ1]モi1mエチル、エチレングリ
コールモノエチルエーテル1〜リクロルアセデ−1・、
■ヂレングリコール七ノエチルエーテルトリブロモアセ
デート、過タロルクロトン酸エチル及び過りロルクロト
ン酸メヂルを包含する。 添付図面(特に第1図)を参照しで、参照符号1は一般
に触媒成分を予備混合するための予備混合装置を示して
いる。例示の目的で、エチレンとブ′ロピレンとのコポ
リマー(ヒPM)を四塩化バナジウムと−[デルアルミ
ニウムセスキクロライドとを触媒成分として用いること
により製造すると仮定する。重合は断熱的で必り、溶液
重合法は触媒系と反応混合物との両者につぎヘキサン溶
剤を使用覆る。 予備混合装置1は温度制御浴2と流体流動導管3と混合
装置4(たとえば混合ティー)とを備える。この混合装
置4には、ヘキサン溶剤と四塩化バナジウムとエチルア
ルミニウムセスキクロライドとを供給導管5.6及び7
を介してそれぞれ供給する。混合装置4で混合した1多
、得られた触媒混合物を必要に応じ螺旋チューブの形態
の導管3内に温度浴で設定された湿度にて活性触媒物質
を生成するのに充分な時間にわたり流動させる。浴の温
度は、この浴の出口にて導管3における所望の触媒溶液
温度を与えるように設定される。 予備混合装置から流出した後、触媒溶液は導管8から混
合帯域9中へ流過して、ベキ1ノン溶剤と導管10を介
して供給される反応体(エチレン及びプロピレン)との
緊密混合を与える。たとえば機械ミキサ、オリフィスミ
キサ又は衝突混合ティーのような任意適当な混合装置を
用いることができる。経済的理由で、混合ティーが好適
である。 流れ8及び10を反応器12の入[1へ直接供給し、そ
の流速は所望の緊密混合レベルを達成するのに充分な高
さとする。溶解したモノマーを有するヘキサンを混合帯
域9の上流で冷却して、反応器入口における所望の供給
温度を与えることができる。 チューブ状反応器12には中間供給点13〜15を設け
、ここで追加モノマー(たとえば図示したようにエチレ
ン及びプロピレン)及び(又は)ヘキIJンを反応器へ
供給することがてきる。[反応器は1個若しくはそれ以
北(たとえば2〜10個)のこの種の中間供給点を設け
うることが了解されよう]。反応器を所望に応じ又は必
要に応じて断熱的に操作することにより、反応混合物の
温度を所望範囲内に維持することかできる一方、たとえ
ば反応器システム12の少なくとも1部を包囲するたと
えば冷却ジトケットのJζうな外部冷却手段を設(ブる
こともできる。 重合後、反応器の出口(又はぞの終端部)にて重合を迅
速に急冷する(15a)。この急冷は、重合反応混合物
中へ(たとえば反応器中へ又は重合生成流出液中へ)水
、低級アルカノール又は酸水溶液(たとえばトICで水
溶液)を冷却液として導入することにより達成覆ること
ができ、一般に反応混合物における全\/及びAで1モ
ル当り1〜30モルの冷却液を使用する。 コポリマーを潤滑油と混合する方法を図示した第2図を
参照して、反応器]2からの冷却重合生成物を導管16
を介して灰分除去セクション17に供給し、ここで触媒
残紹物を公λ11の方法(灰分除去として知られる)に
て反応?I2:物から除去する。ハノージウム及びアル
ミニウム化合物残渣は、これらを水と反応さけて炭化水
素不溶性の水酸化物を生成させかつ次いでこれら水酸化
物を希酸若しくは水に抽出して除去することができる。 所望に応じ、他の慣用の灰分除去水溶液、たとえば鉱酸
(たとえばHCl2、HB r 、トlNO3,1−+
2 SO4、H3PO4など)を含有する水溶液、無機
塩基(たとえば苛性アンモニア、ナトリウムメトキシな
ど)を含有する水溶液、又はその混合物を使用すること
ができる。 たとえば重ツノ沈降装置にて水相と炭化水素相とを分離
した後、主として溶剤と未反応モノマーとコポリマー生
成物(EPM)とを含有するポリマー溶液を導管18を
介して潤滑油混合タンク19へ供給する。勿論、タンク
19は一連のタンクとすることができる。熱潤滑油を導
管20を介して混合タンク19へ供給し、ここで残余の
反応混合物を残余のヘキサン及び未反応上ツマ−が蒸発
しかつ循環導管21を介して除去されるように加熱し、
ここで七ツマ−を適当に精製して触媒毒を除去した後に
予備混合装置1で再使用するため循環させる。炭化水素
可溶性であるコポリマー生成物は、かくして潤滑油中に
存在しかつタンク19から油中のコポリマー溶液として
除去される。 或いは、Φ力沈降装置からのコポリマー溶液を水蒸気蒸
溜すると共に、次いでポリマーを押出乾燥しかつ次いで
炭化水素鉱油希釈剤と混合して、油添加剤濃厚物又は潤
滑油添加剤を生成させることがひきる。 例示した反応器システムにつき上記したように、本発明
の範囲内において多くの改変をなしうろことが当業者に
は容易に理解されるでおろう。たとえば、複数供給部位
の箇所及び個数、重合の際の温度経過の選択、並びに反
応体の濃度は最終用途に適りるように変化させることが
できる。 本発明による方法を実施することにより、(〜めて狭い
MWDを有するα−オレフィンコポリマーを直接重合に
よって製造することができる。狭いM W I)コポリ
マーは仙の公知の技術J:す、たとえばか画若しくは機
械的分解によって作成しうるが、これの技術は工業規模
の操作には不適当な程度まで非実用的でおると考えられ
る。本発明により製造されるEPM及びEPDMに関し
、生成物は良好な剪断安定性を有しかつ特定分子内CI
)に関し優秀な低温特性を有して、潤滑油用途に特に適
Jるようにさせる。 本発明による潤滑油組成物は潤滑結反を右する多量の塁
祠潤滑油からなり、これは上記に詳細に説明したような
エチレンと少なくとも1種の他のα−オレフィンとのコ
ポリマーよりなる粘度調整剤の有効■を含有する。より
詳細には、コポリマーは2未満のMw/Mnの比及び1
.8未満のFaz/Mwの比の少なくとも一方を特徴と
するM W Dを有りへきである。MW/Mnの好適比
は約1.6未満であり、約1.4未満が好適である。好
適Mz/Mwは約1,5未満でおり、約1.3未満が特
に好適である。 コポリマーのイン1〜ラーCDは、各部分が連鎖の少な
くとも5重量%を占めるような個々の分子内不均質連鎖
の少なくとも2つ部分が組成において41いに少なくと
も5重量%エチレンひけ相違するようなものであるのが
好適である。このイントラ−CDは、コポリマー連鎖の
少なくとも2つの部分が少なくとも10重量%のエチレ
ンだけ相違することもできる。少なくとも20重量%、
並びに40Φ吊%のエチレンの相違も本発明の範囲内で
あると考えられる。 さらに、コポリマーのインターCDは、コポリマー連鎖
の95重量%が」ポリマーの平均中量%エチレン組成と
は15重量%若しくはそれ以下だけ相違するようなもの
であるのが好適である。好適インターCDは約13%若
しくはそれ以下であり、特に好適には約10%名しくは
それ以下である。 特に好適な実施例においてコポリマーは、潤滑油又は油
添加剤濃厚組成物に配合する場合、上記したようなMW
D、イントラ−CD及びインターCDの特性の全部を有
する。現在実用的には、エヂレンープロピレンコボリで
−が特に好適である。 小出基準でりf適な=1ポリマーの平均エチレン含有量
は、潤滑油深1ノ[1剤として使用する場合約35%〜
7!〕%である。。 潤滑油温1j[1剤用途についでは、コポリマーは約5
.000程1哀に低い中吊平均分子晴を右しうると思わ
れる。好適最小値は約15,000でおり、約り0.0
00が特に好適な最小値である。最大重量平均分子量は
約soo、 ooo稈度に高くしうると思われる。好適
最大値は約300,000であり、約250.000が
特に好適な最大値である。これらの範囲は、剪断安定1
1に対する現在の市場の要件によって調節される。 本発明のコポリマーは、粘度指数向上剤又は粘度調整剤
として潤滑油中に約0.001〜4種1%の幅広い範囲
の串で使用することがで3る。最良の結果を与える比率
は、潤滑油基材の性質並びにa″nn滑剤定の場合に作
用させる特定目的に応じて若干変化する。ディーゼルエ
ンジン若しくはガソリンエンジンのクランクケース潤滑
剤として潤滑油を使用する場合、ポリマー濃度は全組成
物の約0.1〜15.0重量%の範囲内であり、これは
粘度改変及び(又は)V、1.向上を与えるのに効果的
な串である。典型的には、この種の高分子添加剤は油添
加剤濶厚物として販売されており、ここで添加剤は添加
物用の炭化水素鉱油希釈剤の全量に対し約2〜5()中
量%、好ましくは約5〜25@徂%の準で存在する。本
発明のポリマーは賎型的には100°Cにて約2〜40
センチストークス(A S T MD−445>の粘度
を有する炭化水素鉱油に基づく潤滑油にて使用されるが
、潤滑油基材は炭化水素鉱油と約50中m%までの合成
潤滑油(たとえば二塩基酸のエステル及び−塩基酸、ポ
リグリコール、二塩基酸及びアルコールから誘導される
複合エステル類)との混合物よりなる潤滑油基材も適す
ると考えられる。 本発明のエチレン−α−オレフィンポリマーを含有する
最終的潤滑油は、典型的には多数の他のiQ用の添加剤
を正常なイ」帯的機能を与えるのに必要<tmF含有し
、かつこれらは無灰分分散剤、金属若しくは過塩基性金
属洗剤添加剤、ジヒドロカルビルジチオ燐酸亜鉛又はそ
の他の耐摩耗性添加剤、他の粘偵:A整剤、酸化防止剤
、流動点降下剤、潤滑油流動向上剤、錆止剤、燃費経済
性添加剤又は摩隙低F添加剤などを包含覆る。無灰分分
散剤はポリアルケニル若しくは量水化ポリアルケニルス
クシンイミドを包含し、ここでアルケニル基はC2〜C
IOオレフイン、14に約700・〜5,000ノ1平
均分子■を有するポリイソブテニルから誘導される。他
の周知の分散剤は炭化水素置換された無水コハク酸の油
溶性ポリエステル類、たとえばポリイソブテニル無水コ
ハク酸、並びに炭化水素置換された無水コハク酸と二置
換のアミノアルコールとから誘導された油溶性のオキサ
ゾリン及びラフ1−ンオキサゾリン分散剤を包含する。 さらに、分散剤としてはポリアミンを直接に結合させた
長鎖の脂肪族炭化水素類及び長鎖炭化水素置換フェノー
ルの約1モル4と約1〜2.5モルのホルムアルデヒド
及び約0.5〜2モルのポリアルキレンポリアミンとの
縮合により生成されるンンニツヒ縮合生酸物も有用であ
り、ここで長鎖炭化水素はC2〜Coo(たとえばC2
〜C5)モノAレフインのポリマーであり、かつこのポ
リマーは約700〜5,000の数平均分子ωを有する
。潤滑油は典型的には約()、5〜8i、uu%の無灰
分分散剤を含有する。 油中に適する金属洗剤添加剤は当業界で知られており、
かつ過塩基性の油溶性カルシウム、マグネシウム及びバ
リウムの石炭酸塩、硫黄化石炭酸塩、スルホネート及び
ザリヂレート、特にC16〜C50アルキル置換された
ベンゼン若しくはトルエンスルホン酸のスルホネートで
あって、約80〜300の全塩基数を有するものよりな
る群から選択される。これらの過塩基性物質は単独の金
属洗剤添加剤として或いは中性型にJ3ける同じ添加剤
と組合せて使用しうるが、全体的金属洗剤添加剤の組合
せは萌記の全塩基数によって表されるような塩基度を有
すべきである。好ましくは、これらは約0.5〜8重量
%の吊で存在し、過塩基性マグネシウム(イ〔貧化石炭
酸塩とCBへ・C12アルキルフェノールから得られる
中性のカルシウム硫黄化石炭酸塩との混合物が特に有用
である。 有用な耐摩耗性添加剤は、全部で少なくとも5個の炭素
原子、々YましくはC4〜Coのアルキル基又は7〜1
9の炭素原子のアルコ−ル若を右する油溶性のジヒド■
コカルビルジチA燐酸亜鉛であり、典型的には約0.5
〜6重量%の吊で使用される。 他の適する慣用の粘度指数向上剤又は粘度調整剤は、た
とえば仙のエヂレンーブロビレンコポリマー(たとえば
上記従来技術に開示されたJ、うなもの)、ポリブテン
、イソプレン若しくはブタジェンの水素化ポリマー、並
びにスチレンとイソプレン及び(又は)ブタジェンとの
コポリマー及びターポリマー、アルキルアクリレート若
しくはアルキルメタクリレートのポリマー、アルキルア
クリレート−とN−ビニルピロリドン若しくはジメヂル
アミノアルキルメタクリレー1〜とのコポリマー、エチ
レン−プロピレンとたとえば無水マレイン酸くこれはさ
らにアルコール若しくはアルキレンポリアミンと反応さ
せることができる)のにうな活性モノマーとの後グラフ
ト化ポリマー、アルコール及びアミンと後反応したスチ
レン−無水マレイン酸ポリ!−1N−ビニルピロリドン
、2−ビニルピリジン又はその他の適する極性上ツマ−
でグラフト化されたエチレン−プロピレンコポリマー、
或いはこの種の極性基などで官能化された水素化スチレ
ン−イソプレン及び水素化スチレン−ブタジェンポリマ
ーである。これらは必要に応じ、最終曲中に所望される
粘度範囲を与えるべく公知の処方技術によって使用され
、かつ一般に5AEJ300に特定された範囲内にある
。 適する酸化防止剤の例は、たとえば2,6−ジターシャ
リ−ブチル−パラクレゾール、アミン類、硫黄化フェノ
ール及びアルキルフェノチアジンのような立体障害フェ
ノール類である。一般に、潤滑油は約0.01〜3重量
%の酸化防止剤をその効果に応じて含有する。 錆止剤はたとえば約0.1〜1重最重量ような4へめて
少割合で使用され、適する錆山剤はC9〜C30脂肋族
コハク酸若しくは無水物、たとえばドデセニル無水コハ
ク酸を例とする。 消泡剤は典型的には、約0.+101〜1蛋吊%の量で
存在さけるポリシロキサンシリコーンポリマーである。 流動点降下剤及び潤滑油流動向上剤は、一般に大抵の潤
滑粘度の鉱油基材につき約0.01〜約10.0重量%
、より!11!型的には約()、旧〜約1小間%の量で
使用される。潤滑油組成物中に一般に使用される流動点
降下剤及び潤滑油流動向上剤の例はn−アルキルメタク
リレート及びn−アルキルアクリレートのポリマー及び
コポリマー、ジ−n−アルキルフマレート及び醋酸ビニ
ルのコポリマー、α−オレフィンコポリマー、アルキル
化ナフタレン、α−オレフィンとスチレン及び(又は)
アルキルスチレンとのコポリマー若しくはターポリマー
、スチレンジアルキルンレインニ】ポリマーなどである
。 本明細書中において、次の用語は次の意味を有する: 増粘効率(T、E、)は、37.8°Cにで15()S
USの粘度と105の粘度指数とo’FのASI−M流
動点く溶剤150中性)とを有する溶剤抽出された中性
鉱物潤滑油を増粘させるのに必要とされるスタウジンガ
ー分子ff120,000を有するポリイソブチレン(
エクソン・グミカル・カンパニー社によりパラトンNの
ような油溶液として販売されている〉の手早%と、この
油を同温度にて同じ粘度まで増粘さけるのに要する試験
コポリマーの重量%との比として定義される。所定エチ
レン含有♀の線状ポリマーにつき、増粘効率は重量平均
分子量の0.75乗にほぼ比例する。 本発明の潤滑油の低温特性は多数の重要な試験によって
評価される: A S T M −D 3829に記載された技術を用
いるMRV(ミニ・ロータリー・ビスコメータ)は粘度
をセンデポアズとして測定し、かつ降伏応力をパスカル
で測定する。MRVは一25℃にて測定される。 ASTM −D 2602の技術を用いるCC3(コー
ルド・クランキング・シミュレータ)、すなわちセンチ
ポアズにおける高剪断粘度測定。この試験は冷温エンジ
ン始動に対する潤滑油の耐性に関するbのである。 流動点(ASTM D97)は℃として測定される。 T’PI 4j−(り)LtMRVハ、ASTM D
4684によって測定される。これは上記A S T’
MのMRVと実質的に同じであるが、ただし遅い冷却
サイクルを用いる。このり゛イクルはSA[ミペーパー
No、850443、K 、 O、ヘンターソン等ニ定
義a tL ”Cいる。 結晶度%は、参考のためここに引用するG、フェル・ス
トレー1〜、Z、W、ウィルシンスキー、ジャーナル・
ポリマー・サイエンス・フィツクス、A2、第9巻、第
127頁(1971) ]に規定されたような各種の技
術で測定することができる。測定される結晶度は、試料
の焼戻し履歴の関数である。 試料を適当な金型内で150℃まで30分間加熱してボ
イドフリーかつ歪みフリーの試料の作成後に、48時間
以上にわたり20℃にて試料を焼戻しする際には、この
生成物においては低い程度が望ましい。 バナジウム触媒を用いて作成される均質なイントラ−C
D EPLIポリ゛ン一は55〜65重量%のエチレ
ン領域にて半結晶性となることが周知されている[エン
サイクロペディア・オブ・ポリマー・サイ、Lンス(上
記)、第5図参照1゜本発明のセグメント化ポリマーの
1種が明確な結晶度を示す場合、この結晶1食はエチレ
ンが多い連鎖の部分から生ずる筈である。非結晶性部分
に接続している場合には、連鎖のセグメントにつき独立
して結晶度を測定することはできない。結晶度は高エチ
レン部分から生ずると推定せねばならない。 剪断安定指数(SSI)は、高歪み割合にかけられたク
ランクケース潤滑剤においてV、1.向上剤として使用
されるポリマーの機械的安定性を測定する。ディゼル燃
料インUクタ試験を用いる(cFCl−14−A−79
:DIN51382と同等)。 SSIを測定するため、試験すべきポリマーを適当なベ
ース油(たとえば溶剤抽出150中性)に1()0℃に
て2〜3の比粘度まで溶解させる。次いで、この油溶液
をディゼル燃料インゼクタに対し全部で30回通過循環
させる。SSIを初期の100°C動粘度(Vi)と最
終動粘度(Vc)とベース油粘tR(Vb)とから羽算
し、ここで5SI(%)=100X(VHVf)/(V
H−Vb)である。 比較試料(DIN法により必要とされる)を用いて試験
を検定覆る。 濾過性−クミンーフリートガード・つを−タ・j〜レラ
ンス試験は、SAEペーパーNo、870645号に規
定されたように測定する。この試験は孔径5μmの自動
フィルタを至温にて通過する200mI!の配合油の濾
過を必要とする。少なくとも4ml/minの流速及び
20mgの最大フィルタ重量増加をもって、通過性能が
得られる。 以下の例において、Mw及びMz/Mw値は、135℃
における1、2.4−1−リクロルベンゼン中での全散
乱光強度を用いるGPC/LALLSによって測定し、
その際クロマチックス・KMX−6散乱フyt I・メ
ータを用いる。比屈折率の増加dn/dCは−0,10
4((1/CC)−1である。Mw/Mn値は、本明細
書中に説明した溶出時間−分子量の関係から決定し、デ
ータ精瓜は±0.15である。上チレン含有量(重量%
)は、A S T MD −3900方法△により赤外
分析を用いで測定し、粘度は+2%のエチレン−(−あ
る。組成分布は、5〜2()%の初期ポリマー重量から
なるフラクションにつき測定し、溶剤/′非溶^11
Qljとしてはヘキサン/イソ゛ゾロビルアルコールを
用いる。インターCDは、ポリマーの911%を含む組
成範囲として測定される。イントラ−CDは、初期分子
量の約5%まで連鎖を断片化することにより測定される
。イントラ−CDは、初期連鎖と断片化連鎖との間の最
高エチレンフラクション間、)ψびに最小のこれらフラ
クション間の組成の差として決定される。さらに、イン
1−ラーCDは断熱重合Δ丁、反応比率及び本明細用中
に示した重合熱からし測定される。 比較例 1 この例においては、異なるエチレン含有Φの一連のエヂ
レンープロピレンコボリマーを゛農用の連続流動撹拌タ
ンク反応器で作成した。これらのポリマーは、従来技術
の粘度調整剤技術に抑型的である。これらは比較データ
として作用する(試験1〜3及び1〜/1にd3けるコ
ポリマーの試料は市販されている)。触媒と七ツマ−と
溶剤とを3カロンの反応器へ添付第1表に示した割合で
供給した。使用前にベキ1ノンを4へモレキュラシーブ
(ユンオンカーバイト社、リンデ部門、4A1/16イ
ンチーベレッ1〜)及びシリカゲル(W、R。 ブレス・カンパニーネ1、ダビソン・り゛ミカル部閂、
ペンシルバニア−4()O120〜4()メツシュ)に
通過させることにより精製して、触媒毒として作用する
極性不純物を除去した。気体エチレン及びプロピレンを
熱(270’C) Cu2O(ハルショウ・ケミカル・
カンパニー看、CU 19(10,1/4インチ球体)
に通過させて酸素を除去し、次いでモレキ1ラシーブ処
理(上記)して水を除去した。次いで、これら土ツマ−
を反応器の上流のヘキサンと混合し、かつ冷IJI器に
通過させてヘキサン中ヘモツマ−を完全溶解させるのに
充分低い温度を与えた。重合温度は、供給物温度を調整
すると共に重合により発生した反応熱を吸収する供給物
と共に断熱的に操作して調節した。反応器の出口圧力を
413k P aに調節して、七ツマ−の溶解と液体充
填反応器とを確保した。 37、4(]のVCL+ @7(!(D精1r1−’%
−(”C/中に溶解させて、触媒溶液を作成した。助触
媒は、72のn−ヘキサン中における96.0(]のA
122−Et3CCaで構成した。これらの溶液を第1
A表に示した割合で反応器へ供給した。触媒予備混合の
場合には、2種の溶液を反応器中へ流入させる前に0℃
にて10秒間予予備金した。 希塩酸水溶液と接触させることによりコポリマーを脱塩
し、かつ希釈剤の水蒸気蒸溜と共に生成物のミル乾燥に
より、残留揮発物を除去して回収した。これらポリマー
をo、1重量%のイルガノックス1076、すなわら立
体障害フェノール酸化防止剤(チバ・ガイギー社)によ
って安定化させた。 このように作成した生成物をその組成及び分子量分布に
つき上記の技術により分析した。その結末を下記第1A
表に示す。 これらコポリマーは組成上実質的に均質であり、その不
均質度は平均値に対し±3%、すなわち完全に均質の場
合のほぼ実験誤差範囲内である。 これらの結果は、連続流動13′1打反応器で作成され
た二1ボリン−につぎMw/Mnが約2であることを示
づ。逆混合反応器においては七ツマー粛度が一定である
ため、イントラ−CDは5%未満のエチレンであった。 触媒の予備混合及び水素の存在は、逆混合反応器におけ
るMw/Mnに対し作用を及ぼさない。同じ触媒系を用
いる所定範囲の重合条件にわたる実験は、同様な4jへ
)告のポリマーを生成した。 (実施例において、「セスキ、1はIJ−ルノフルミニ
ウムセスキクロライトを意”As る)。 CFS王R王水コポリマーの粘度時t[につぎ試験し、
ぞの際0.95gの各コポリマーを()、4重量%の市
販の潤滑油流動点降下剤(フマレー1−ビニルア廿テー
ト:パラフ[、J−449、エキソン・ケミカル・カン
パニー社)を含有する100(]の315ON(ミツド
ーコンチネント)基材鉱油に溶解させてSAE低−40
油を作成した。得られた潤滑油組成物を次いで試験して
、CC8粘度(−20℃における)及びMRV粘度(−
25°Cにおける)を測定した。これにより得られたデ
ータを下記第18表に要約する。 上記表にJ3いT、rVEJ (ASTM D26
02に定義されている)は=1ポリマーがCC8試験に
おいて強力な粘弾性応答を示し、CC8粘度の測定を不
可能にすることを意味りる。これはVl向」ニ剤につい
ては許容しえない。 ポリマー1−1及び1−2は許容しえない高いMRV粘
敗をhする。低−X油に対する5AEJ 300要求は
、−25°Cにて30.000c p未満のMRV粘度
である。ポリマー1−1.1−2及び1−3は全て許容
しえない畠い流動点を有し、低−X油は一30°Cの最
大流動点を有する筈である。 試料1〜3から作成した油はクミンスーツリートガード
フィルタ試験に失格する。何故なら、これは8In!!
の油が濾過されただけで、フィルタを完全に閉塞覆るか
らである。 これらの性質から明らかなように、平均エチレン含l1
fUにおいて5重量%以上の慣用技術のポリマーは粘度
調整剤として許容しえない。 比較例 2 この例はTE−33I、CC3,MRV及び症過廿能に
対するエヂレン含有最の作用を示している。ポリマーは
全て逆混合反応器で作成し、かつデータを上記第■表に
示す。 第5図はl E−8SIに対する高エチレン含イ1mを
有する所望性を示している。第6図はCC8に対する高
エチレン含有箭を有する所望性を示している。すなわち
、>50重楕%エチレンのコポリマーを作成するために
成る種の手段が売出されれば、これら−rE−3S I
及びCC8の利点を生じて、VE効宋を回避することが
できる。所定のSSIに対する高1Fが望ましい。何故
なら、ポリマーは低−T Eにおけるよりも油の増粘に
際し効果的であるからである。 比較例 3 この例は、米国特記を第4.540.753号にしたが
って狭いMWDと狭いイントラ−〇Dとのコポリマーを
作成して1F1られた粘度特性における改善を示してい
る。 重合反応器は長さ10m、内径2.67cmのパイプと
した。モノマーとヘキサジと触媒と助触媒とを反応器へ
その1端部から連続供給し、かつコポリマー溶液と未反
応上ツマ−とを他喘部から抜取った。七ツマ−の側流を
ヂコーブ状反応器に沿った選択箇所で導入した。これら
七ツマ−を慣用の蒸溜法によって精製し、かつ反応器温
度を例1におけるように調節した。反応器圧ツノは、触
媒脱塩設備の下流にて圧力を調節覆ることにより約5パ
ール(ゲージ圧)に調節した。 触媒溶液は、18.5gの四塩化バナジウム(VCj!
4)を5での精製ローへキサンに)4解させて作成した
。助触媒は142gのエチルアルミニウムセスキクロラ
イド(A乏2Et3CQ3)を5.0テの精製n−へキ
リン中に溶解して構成した。 触媒予備混合の場合、2種の溶液を所定温度(第重量I
A表に示す)にて、反応器中へ流入させる前に第111
A表は、”ロノマーの供給割合と触媒と滞留時間とを示
し−(いる。ポリマーを回収し、かつ例1に(r3ける
と同様に分析した。 組成分’/liは本明細ルIに説明したような反応器温
度経過を用いて針線し、これをそれぞれ試験3−1〜3
−7につぎ第7〜13図に図示する。 コポリマーを例1におけると同じ鉱油に溶解させて、こ
こで−b低−40油を処方した。これにより測定された
粘度特性を下記第1S表に要約する。 これらの試お1は仝で高エチレン(〉50車m%の平均
エチレン含有量)で作成し、この場合池田の技j・tr
iは失敗した。狭いMWDは明らかに−1” E −3
SIの関係を改善し、これは第5図と比較して見ること
かて−きる。たとえば試I!、13−2及び3−3は同
じ平均エチレン含有量(覆なわら64市量%)を有し、
その各T E間の内挿は40%SSIにa3ける−「[
がMWDの狭い幅により約()、2工E単位だけ増大し
うろことを示している。55重量%の平均エチレンにお
ける試料こう−7は同様な1L−ss iの増加を示す
。 低温特性に関し、狭いMWI’)及び秋いイントラ−C
DはCC8性能における改善を示す。試料3−5.3−
6及び3−7は粘弾・1ノ1作用を示さないのに対し、
比較例2の慣用の技術(試料2−6及び2−7)はこれ
を示した。一般に、MRV粘度も幾つかの合格値を持っ
で改善さ゛れる。しかしなから、これら比較例3の試料
のいずれも、合格する流動点を示さない。このf−夕は
、減(過性試験に合格するには平均エチレン含有♀を6
0〜64重量%未満にせねばf、Tらないことを示して
いる。均質イントラ−CI)は、全ての性能基準に合致
するには許容しえないと結論される。 例 4 この例は、本発明の新規なセグメント化コポリマーによ
り得られる向上した性質を示す。比較例3の手順を用い
かつ第1VA表に要約した条件を用いて、一連のコポリ
マーを作成した。これらポリマーを回収し、かつ比較例
1におけると同様に分析した。コポリマー連鎖の輪郭を
試験4−1及び4−2につぎそれぞれ第14図及び第1
5図に示す。各コポリマーを次いで基+A−流動点降下
剤混合物に例1に記・伐したと同様に溶解させた。得ら
れた潤滑油組成物を試験し、かつこれにより1qられた
データを下記第1VB表に示す。 1’−M−T(?グメンj−分布を有でるこれらの試料
は、全ての性質の向トしたバランスを与えた。 CCS及びMRVは、比較例3の均質試料の数種と興様
であるためff容できる。しかしながら、今回の流動点
は許容でき、かつ許容しうる流動点及び濾過性を有する
ポリマーが(qられた(試料4−1及び4−2)。結晶
化しうるrMJセグメントは低粘度をりえたのに対し、
結晶化しえない「]」セグメントは高流動点、高粘度又
はM RVにお(プる降伏応力及び貧弱な濾過性を与え
るようなゲルの生成を示した。 例 5 この例は、1個の〜1セグメン1〜と1門の−「レグメ
ントとを右Jるコポリマーの製造を示づ。比較例3の手
順を反復し、ただし第1VA表に示した条件を用いた。 得られた潤滑油組成物は、ト記第Vこの例にJ5Lプる
コポリマー(その連鎖輪郭を第16図に承り)は、明ら
かに比較例1におりるコポリマーとり]比して例IVに
おけると同様に向上した粘旧特性をりえる。このM−−
[セラメン1〜ポリマーは、比較例1及び2の慣用の技
術並びに比較例3の均質な狭いMWDポリマーよりも向
上した↑(l貿を承り。 例 に の例においては、たとえば例4におけるようなセグメン
ト構造を作成したが、ただし連鎖の高部分及び低部分を
作成したが、ただし連鎖の高部分及び低部分を交換して
末端を高エチレンとしかつ中央を低くした(このポリマ
ー製造に対する条件は上記第1VA表に示されている)
。これはM−T−M構造(構造IV、−上記に説明)に
対応りる。平均組成は例4−1と同じであり、1なわち
エチレン53重量%である。このコポリマー連鎖輪郭を
第17図に示ず。 このコポリマーを、例1に記載した基材流動点降下剤混
合物に溶解させた。その結果を上記第v■表に示す。 このポリマーは1Pj販の粘度調整剤と同様にH!f容
しえない。何故なら、これはMRVにおける測定i1能
な降伏応力、並びに高いMRV粘度を示すからである。 ポリマー分子に;J3ける2つの結晶化しうるセクショ
ンは低温度におけるMRVの弱いネッj・ワークを形成
させ、これは固体状であって流動が確立される前の所定
の応力(いゆわる降伏応力)を支持することができ、こ
の応力より高ければネットワークは破壊されかつ油は再
び流動性となるが、例4−1よりもずっと高い粘度を有
する。 さらに本発明のコポリマーは、顕箸な耐候性、良好な熱
時効特性及び多量の充填剤及び可塑剤と配合しうる能力
のため、自動車及び工業的機械品の用途に有用であり、
低llI格の配合物を与える。 したがって、本発明のポリマーは過酸化物開始剤或いは
照射線により架橋して、その狭いMWDに基づぎ良好な
性能特性を有りるポリマーネットワークを生成すること
ができる。抑型的な自動車用途はタイヤ側壁、内側チュ
ーブ、ラジェータ及びヒータホース、減圧チューブ、ウ
ェザ−ストリッピング及びスポンジドアシールである。 抑型的な機械製品用途は器具、工業用及び園芸用ホース
、成形及び押出スポンジ部品、ガスグツト及びシール並
びにベル1−」ンベA7カバーである。さらに、これら
コポリマーは接着剤、ホース及びガスグツトにおける用
具部品、電線及びヶーゾル、並びにプラスチック配合物
にも有用である。 以上、本発明を好適実施例につき説明したが、本発明は
これらのみに限定されり“、本発明の思想及び範囲を逸
脱する口となく多くの改変をなしうろことが当業者には
了解されよう。
第1図は本発明によるポリマーの製造方法の略図であり
、 第2図は第1図に示した方法をどのように潤滑油添加剤
の工程に組込みうるかを示1略図であり、第3図はコポ
リマーのイントラ−CDを測定する技術の曲線図であり
、 第4図は米国特へ′1第4.540.753号公報に開
示されたコポリマー構造の曲線図であり、 第5図及び第6図は実施例6で得られるようなTI三−
3SI及σCC8対エチレン含有毎を示す曲線図であり
、 第7〜第17図は比較コポリマー 3−1.3−2、’
3−3.3−4.3−5.3−6及び3−7、並びに下
記実施例に記載したようにそれぞれ得られる例示コポリ
マー4−L 4−2.5−1及び6−1の連鎖輪郭を示
す図面である。 1・・・混合予備)装置 2・・・温度制御浴4
・・・混合装置 10・・・反応器12・・・
チューブ状反応器 図面の浄書(内容に変更なし) メ 旧 二+レン)tX 0T “ 工+レン11\ガ 工+し〉を量で 工4L>を脣ダ エ÷し〉肇13/ 工4−シ′−壷1≧で
、 第2図は第1図に示した方法をどのように潤滑油添加剤
の工程に組込みうるかを示1略図であり、第3図はコポ
リマーのイントラ−CDを測定する技術の曲線図であり
、 第4図は米国特へ′1第4.540.753号公報に開
示されたコポリマー構造の曲線図であり、 第5図及び第6図は実施例6で得られるようなTI三−
3SI及σCC8対エチレン含有毎を示す曲線図であり
、 第7〜第17図は比較コポリマー 3−1.3−2、’
3−3.3−4.3−5.3−6及び3−7、並びに下
記実施例に記載したようにそれぞれ得られる例示コポリ
マー4−L 4−2.5−1及び6−1の連鎖輪郭を示
す図面である。 1・・・混合予備)装置 2・・・温度制御浴4
・・・混合装置 10・・・反応器12・・・
チューブ状反応器 図面の浄書(内容に変更なし) メ 旧 二+レン)tX 0T “ 工+レン11\ガ 工+し〉を量で 工4L>を脣ダ エ÷し〉肇13/ 工4−シ′−壷1≧で
Claims (94)
- (1)メチレン単位の少なくとも1つの結晶化しうるセ
グメントと、少なくとも1つの低結晶度エチレン−α−
オレフィンコポリマーセグメントとを含有する分子内不
均質コポリマー連鎖からなり、前記少なくとも1つの結
晶化しうるセグメントが前記コポリマー連鎖の少なくと
も約10重量%を占めかつ少なくとも約57重量%の平
均エチレン含有量を有し、前記低結晶度セグメントが約
53重量%以下の平均エチレン含有量を有するエチレン
と少なくとも1種の他のα−オレフィンモノマーとのコ
ポリマーにおいて、このコポリマーは2未満の@M@w
/@M@nの比及び1.8未満の@M@z/@M@wの
比の少なくとも一方を特徴とする分子量分布を有し、各
部分が前記連鎖の少なくとも5重量%を占める個々の分
子内不均質連鎖の少なくとも2つの部分は組成において
互いに少なくとも7重量%のエチレンだけ相違すること
を特徴とするエチレンと少なくとも1他もの他のα−オ
レフィンモノマーとのコポリマー。 - (2)コポリマーは、コポリマー連鎖の95重量%が平
均エチレン組成とは15重量%若しくはそれ以下だけ相
違する組成を有するような分子間組成分散度を有する請
求項1記載のコポリマー。 - (3)コポリマーにおける分子間組成分散度は、コポリ
マー連鎖の95重量%が平均エチレン組成とは10重量
%若しくはその以下だけ相違する組成を有するような分
散度である請求項2記載のコポリマー。 - (4)低結晶度セグメントが約20〜53重量%の平均
エチレン含有量を占める請求項1記載のコポリマー。 - (5)結晶化しうるセグメントが少なくとも約57重量
%の平均エチレン含有量を占める請求項4記載のコポリ
マー。 - (6)コポリマーが約2,000〜約12,000,0
00の重量平均分子量を特徴とする請求項5記載のコポ
リマー。 - (7)約1.5未満の@M@w/@M@nの比及び約1
.5未満の@M@z/@M@wの比の少なくとも一方を
特徴とするMWDを有し、さらに個々の連鎖の少なくと
も2つの部分が組成において互いに少なくとも10重量
%のエチレンだけ相違する請求項1記載のコポリマー。 - (8)約1.5未満の@M@w/@M@nの比及び約1
.5未満の@M@z/@M@wの比の両者を特徴とする
MWDを有する請求項1記載のコポリマー。 - (9)約1.25未満の@M@w/@M@nの比及び約
1.2未満の@M@z/@M@wの比の少なくとも一方
を特徴とするMWDを有する請求項1記載のコポリマー
。 - (10)約1.25未満の@M@w/@M@nの比及び
約1.2未満の@M@z/@M@wの比の両者を特徴と
するMWDを有する請求項1記載のコポリマー。 - (11)コポリマーの分子間組成分散度は、高コポリマ
ー連鎖の95重量%が平均エチレン組成とは13重量%
若しくはそれ以下だけ相違する組成を有するような分散
度である請求項7又は8記載のコポリマー。 - (12)コポリマーの分子間組成分散度は、コポリマー
連鎖の95重量%が平均エチレン組成とは10重量%若
しくはそれ以下だけ相違する組成を有するような分散度
である請求項9又は10記載のコポリマー。 - (13)低結晶度セグメントが約30〜50重量%の平
均エチレン含有量を占める請求項11記載のコポリマー
。 - (14)結晶化しうるセグメントが少なくとも約62重
量%の平均エチレン含有量を占める請求項12記載のコ
ポリマー。 - (15)重量基準で約90%の全最大エチレン含有量を
有し、さらに個々の連鎖の少なくとも2つの部分が組成
において互いに少なくとも40重量%のエチレンだけ相
違する請求項1記載のコポリマー。 - (16)重量基準で約20%の全最小エチレン含有間を
有する請求項15記載のコポリマー。 - (17)コポリマーの連鎖セグメント配列が、構造: ( I )M−T (II)T^1−(M−T^2)_x (III)T^1−(M^1−T^2)_y−M^2[式
中、x及びyはそれぞれ1〜3の整数であり、Mは結晶
化しうるセグメントからなり、Tは低結晶度セグメント
からなり、M^1及びM^2は同一若しくは異なるもの
であってそれぞれMセグメントからなり、かつT^1及
びT^2は同一若しくは異なるものであってそれぞれT
セグメントからなる] の少なくとも1つを特徴とする請求項1記載のコポリマ
ー。 - (18)コポリマーの連鎖セグメント配列が構造( I
)を特徴とする請求項17記載のコポリマー。 - (19)コポリマーの連鎖セグメント配列が構造(II)
を特徴とする請求項17記載のコポリマー。 - (20)xが1である請求項17記載のコポリマー。
- (21)T^1及びT^2セグメントが実質的に同じ重
量平均分子量を有する請求項20記載のコポリマー。 - (22)T^1及びT^2セグメントの重量平均分子量
の合計が、Mセグメントの重量平均分子量に実質的に等
しい請求項21記載のコポリマー。 - (23)約1.5未満の@M@w/@M@nの比及び約
1.5未満の@M@z/@M@wの比の少なくとも一方
を特徴とするMWDを有する請求項17記載のコポリマ
ー。 - (24)約1.5未満の@M@w/@M@nの比及び約
1.5未満の@M@z/@M@wの比の少なくとも一方
を特徴とするMWDを有し、さらに個々の連鎖の少なく
とも2つの部分が組成において互いに少なくとも20重
量%のエチレンだけ相違する請求項17記載のコポリマ
ー。 - (25)約1.25未満の@M@w/@M@nの比及び
約1.2未満の@M@z/@M@wの比の少なくとも一
方を特徴とするMWDを有する請求項17記載のコポリ
マー。 - (26)約1.25未満の@M@w/@M@nの比及び
約1.2未満の@M@z/@M@wの比の両者を特徴と
するMWDを有する請求項17記載のコポリマー。 - (27)コポリマーの分子間組成分散度は、コポリマー
連鎖の95重量%が平均エチレン組成とは13重量%若
しくはそれ以下だけ相違する組成を有するような分散度
である請求項18又は19記載のコポリマー。 - (28)コポリマーの分子間組成分散度は、コポリマー
連鎖の95重量%が平均エチレン組成とは10重量%若
しくはそれ以下だけ相違する組成を有するような分散度
である請求項27記載のコポリマー。 - (29)重量基準で約35%より大きい全エチン含有量
を有する請求項1又は17記載のコポリマー。 - (30)ジエンをさらに含む請求項1又は17記載のコ
ポリマー。 - (31)ジエンをさらに含む請求項20記載のコポリマ
ー。 - (32)全エチン含有量が重量基準で約35〜15%で
ある請求項31記載のコポリマー。 - (33)エチンとプロピレンと5−エチリデン−2−ノ
ルボルネンとからなる請求項11記載のコポリマー。 - (34)硬化されている請求項1記載のコポリマー。
- (35)硬化されている請求項11記載のコポリマー。
- (36)約10,000〜1,000,000の重量平
均分子量を有する請求項1記載のコポリマー。 - (37)約20,000〜750,000の重量平均分
子量を有する請求項1記載のコポリマー。 - (38)触媒とエチレンと少なくとも1種の他のα−オ
レフィンとからなる反応混合物から、コポリマー連鎖の
形態でコポリマーを製造する重合方法において、 (a)実質的に全部のコポリマー連鎖の生長反応を同時
に開始させるのに充分な方法及び条件にて触媒とエチレ
ンと少なくとも1種の他のα−オレフィンとからなる初
期供給物を、少なくとも1個のミックスフリー反応器か
らなる重合反応帯域に導入し、 (b)前記コポリマー連鎖の開始後にエチレン及び1種
若しくはそれ以上の他のα−オレフィンの少なくとも一
方からなる少なくとも1種の追加モノマー供給物を前記
重合反応帯域に導入し、かつ (c)前記少なくとも1個のミックスフリー反応器にて
重合を、 (i)実質的に1種の活性触媒物質により、(ii)実
質的に移動剤を含まない少なくとも1種の反応混合物を
用いて、かつ (iii)メチレン単位の少なくとも1つの結晶化しう
るセグメントと少なくとも1つの 低結晶度エチレン−α−オレフィンコポリ マーセグメントとを有する分子内不均質コ ポリマー連鎖を形成し、前記少なくとも1 つの結晶化しうるセグメントが前記コポリ マー連鎖の少なくとも約10重量%を占めかつ少なくと
も約57重量%の平均エチレン含有量を有し、さらに前
記低結晶度セグメン トが約20〜53重量%の平均エチレン含有量を有し、
かつ前記コポリマーが2未満の @M@w/@M@nの比及び1.8未満の@M@z/@
M@wの比の少なくとも一方を特徴とする分子量 分布を有し、さらに各部分が前記連鎖の少 なくとも5重量%を占める個々の分子内不 均質連鎖の少なくとも2つの部分が組成に おいて互いに少なくとも7重量%のエチレ ンだけ相違するようにするのに充分な方法 及び条件下にて 行なう ことを特徴とする重合方法。 - (39)触媒が、実質的に1種の活性触媒物質を形成す
るよう反応する炭化水素可溶性のバラジウム化合物と有
機アルミニウム化合物とからなり、バラジウム化合物及
び有機アルミニウム化合物の少なくとも一方が原子価結
合ハロゲンを有する請求項38記載の方法。 - (40)反応混合物の入口温度が約−50〜150℃で
ある請求項38又は39記載の方法。 - (41)反応混合物の最高出口温度が約200℃である
請求項40記載の方法。 - (42)触媒成分を予備混合し、かつ重合が溶液重合で
ある請求項41記載の方法。 - (43)触媒成分を少なくとも約0.5秒間熟成する請
求項42記載の方法。 - (44)触媒におけるアルミニウムとバナジウムとのモ
ル比が約2〜25である請求項39記載の方法。 - (45)反応器から流出する反応混合物が、溶剤の重量
当りのコポリマーの重量に基づき 約3〜15%のコポリマー濃度を有する請求項42記載
の方法。 - (46)触媒がチーグラー触媒からなる請求項38記載
の方法。 - (47)反応混合物の最高出口温度が約50℃である請
求項40記載の方法。 - (48)触媒が、予備混合されかつ次いで約1〜50秒
間にわたり熟成される複数成分からなる請求項45記載
の方法。 - (49)触媒におけるアルミニウムとバナジウムとのモ
ル比が約4〜15である請求項45記載の方法。 - (50)重合を反応混合物用の溶剤にて行ない、さらに
反応器から流出する反応混合物が溶剤の重量当りのポリ
マーの重量に基づき約3〜10%のコポリマー濃度を有
する請求項49記載の方法。 - (51)触媒が: (a) ▲数式、化学式、表等があります▼ [ここでx=0〜3かつR=炭化水素基である]、 VCl_4、 VO(AcAc)_2 [ここでAcAc=アセチルアセトンである]、V(A
cAC)_3 [ここでAcAC=アセチルアセトネートである]、 VOCl_x(AcAC)_3−x [ここでx=1若しくは2でありかつ AcAC=アセチルアセトネートである]、及び VCl・nB [ここでn=2〜3であり、かつBは VCl_3との炭化水素可溶性錯体を形成しうるルイス
塩基である]、 V(ジカルボニル成分)_3 [ここで「ジカルボニル成分」は式: ▲数式、化学式、表等があります▼ の化合物から誘導され、ここでRは1〜6個の炭素原子
を有する2価のアルキレンであり、それぞれ存在する場
合Rは独立してC_1〜C_1_0アルキル、C_3〜
C_1_0シクロアルキル及びC_6〜C_1_0アリ
ールよりなる群から選択される]、及び V(ジカルボニル成分)_3Cl [ここで「ジカルボニル成分」は上記の意味を有する] よりなる群から選択される炭化水素可溶性のバナジウム
化合物と、 (b) AlR_3、 AlR_2Cl、 Al_2R_3Cl、 AlRCl_2、 AlR′RCl、 Al(OR′)R_2、 R_2Al−OAlR_2及び AlR_2I [ここでR及びR′は炭化水素基である] よりなる群から選択される有機アルミニウム化合物と からなる請求項39記載の方法。 - (52)触媒がVCl_4及びAl_2R_3Cl_3
からなる請求項39記載の方法。 - (53)反応混合物の最高出口温度が約10℃である請
求項41記載の方法。 - (54)重合が断熱的である請求項53記載の方法。
- (55)触媒が、生成される全コポリマーの少なくとも
65%を与える1種の活性物質からなる請求項54記載
の方法。 - (56)連続式であり、かつヘキサン溶剤中で行なう請
求項55記載の方法。 - (57)コポリマー生成物を硬化させる請求項38記載
の方法。 - (58)重合を少なくとも1個のチューブ状反応器で行
なう請求項38記載の方法。 - (59)反応混合物がさらにジエンを含み、かつエチレ
ンとその他のα−オレフィンモノマーとジエンとの少な
くとも1種を複数の供給部位にてチューブ状反応器へ供
給する請求項58記載の方法。 - (60)コポリマー生成物を基材潤滑油と配合する請求
項38記載の方法。 - (61)コポリマー生成物を基材潤滑油と 約0.001〜49重量%の量で配合する請求項60記
載の方法。 - (62)コポリマー生成物を炭化水素鉱油希釈剤と約5
〜50重量%の量で配合する請求項38記載の方法。 - (63)潤滑粘度を有する主要量の基材潤滑油からなり
、有効量のエチレンと少なくとも1種の他のα−オレフ
ィンモノマーとのコポリマーからなる粘度調整剤を含有
し、前記コポリマーは2未満の@M@w/@M@nの比
及び1.8未満の@M@z/@M@wの比の少なくとも
一方を特徴とするMWDを有し、さらに前記コポリマー
はメチレン単位の少なくとも1つの結晶化しうるセグメ
ントと少なくとも1つの低結晶度エチルン−α−オレフ
ィンコポリマーセグメントとを含有する分子内不均質高
分子連鎖からなり、前記少なくとも1つの結晶化しうる
セグメントは前記コポリマー連鎖の少なくとも約10重
量%を占めると共に少なくとも約57重量%の平均エチ
レン含有量を有し、かつ前記低結晶度セグメントは約2
0〜53重量%の平均エチレン含有量を有し、さらに各
部分が前記連鎖の少なくとも5重量%を占める個々の分
子内不均質連鎖の少なくとも2つの部分は組成において
互いに少なくとも7重量%のエチレンだけ相違すること
を特徴とする潤滑油組成物。 - (64)コポリマーが重量基準で約90%の全最大エチ
レン含有量を有する請求項63記載の潤滑油組成物。 - (65)コポリマーが約1.5未満の@M@w/@M@
nの比及び約1.5未満の@M@z/@M@wの比の少
なくとも一方を特徴とするMWDを有する請求項63又
は64記載の潤滑油組成物。 - (66)コポリマーが約1.25未満が@M@w/@M
@nの比及び約1.2未満の@M@z/@M@wの比の
少なくとも一方を特徴とするMWDを有する請求項63
又は64記載の潤滑油組成物。 - (67)コポリマーは、コポリマー連鎖の95重量%が
前記コポリマーの平的エチレン組成とは15重量%若し
くはそれ以下だけ相違する組成を有するような分子間組
成分散度を有する請求項63又は64記載の潤滑油組成
物。 - (68)コポリマーの分子間組成分散度は、コポリマー
連鎖の95重量%が平均エチレン組成とは10重量%若
しくはそれ以下だけ相違する組成を有するような分散度
である請求項67記載の潤滑油組成物。 - (69)約0.001〜49重量%のコポリマーを含有
する請求項63記載の潤滑油組成物。 - (70)コポリマーが約50,000〜500,000
の重量平均分子量を有する請求項63記載の潤滑油組成
物。 - (71)コポリマーが約1.5未満の@M@w/@M@
nの比及び約1.5未満の@M@z/@M@wの比の少
なくとも一方を特徴とするMWDを有し、さらに前記コ
ポリマーはコポリマー連鎖の95重量%が平均エチレン
組成とは13重量%若しくはそれ以下だけ相違する組成
を有するような分子間組成分散度を有する請求項63記
載の潤滑油組成物。 - (72)分子間組成分散度は、コポリマー連鎖の95重
量%が平均エチレン組成とは13重量%若しくはそれ以
下だけ相違する組成を有するような分散度である請求項
71記載の潤滑油組成物。 - (73)コポリマーが約1.25未満の@M@w/@M
@nの比及び約1.2未満の@M@z/@M@wの比の
少なくとも一方を特徴とするMWDを有し、さらに前記
コポリマーはコポリマー連鎖の95重量%が平均エチレ
ン組成とは10重量%若しくはそれ以下だけ相違する組
成を有するような分子間組成分散度を有する請求項72
記載の潤滑油組成物。 - (74)分子間組成分散度は、コポリマー連鎖の95重
量%が平均エチレン組成とは10重量%若しくはそれ以
下だけ相違する組成を有するような分散度である請求項
73記載の潤滑油組成物。 - (75)重量平均分子量が約300,000未満である
請求項70記載の潤滑油組成物。 - (76)重量平均分子量が約250,000未満である
請求項75記載の潤滑油組成物。 - (77)コポリマーがエチレンとプロピレンとからなる
請求項63記載の潤滑油組成物。 - (78)コポリマーがさらにジエンを含む請求項77記
載の潤滑油組成物。 - (79)ジエンが5−エチリデン−2−ノルボルネンで
ある請求項78記載の潤滑油組成物。 - (80)油に対する最高SAE境界ポンピング温度にて
30,000cP未満のMRV粘度を有する請求項63
記載の潤滑油組成物。 - (81)油に対する最高SAE境界ポンピング温度にて
20,000cP未満のMRV粘度を有する請求項63
記載の潤滑油組成物。 - (82)油に対する最高SAE境界ポンピング温度にて
10,000cP未満のMRV粘度を有する請求項63
記載の潤滑油組成物。 - (83)炭化水素鉱油希釈剤及びこの炭化水素鉱油希釈
剤の全量に対し約2〜50重量%のエチレンと少なくと
も1種の他のα−オレフィンモノマーとのコポリマーか
らなり、前記コポリマーは2未満の@M@w/@M@n
の比及び1.8未満の@M@z/@M@wの比の少なく
とも一方を特徴とするMWDを有し、さらに前記コポリ
マーはメチレン単位の少なくとも1つの結晶化しうるセ
グメントと少なくとも1つの低結晶度エチレン−α−オ
レフィンコポリマーセグメントとを有する分子内不均質
高分子連鎖からなり、前記少なくとも1つの結晶化しう
るセグメントは前記コポリマー連鎖の少なくとも約10
重量%を占めると共に少なくとも約57重量%の平均エ
チレン含有量を有し、前記低結晶度セグメントは約20
〜53重量%の平均エチレン含有量を有し、さらに各部
分が前記連鎖の少なくとも5重量%を占める個々の分子
内不均質連鎖の少なくとも2つの部分は組成において互
いに少なくとも7重量%のエチレンだけ相違することを
特徴とする油添加剤濃厚組成物。 - (84)コポリマーの分子間組成分散度は、コポリマー
連鎖の95重量%が平均エチレン組成とは13重量%若
しくはそれ以下だけ相違する組成を有するような分散度
である請求項83記載の油添加剤濃厚組成物。 - (85)コポリマーが約50,000〜500,000
の重量平均分子量を有する請求項84記載の油添加剤濃
厚組成物。 - (86)重量平均分子量が約300,000未満である
請求項85記載の油添加剤濃厚組成物。 - (87)重量平均分子量が約250,000未満である
請求項86記載の油添加剤濃厚組成物。 - (88)コポリマーがエチレンとプロピレンとからなる
請求項87記載の油添加剤濃厚組成物。 - (89)コポリマーが重量基準で約90%の全最大エチ
レン含有量を有する請求項82記載の油添加剤濃厚組成
物。 - (90)コポリマーが約1.5未満の@M@w/@M@
nの比及び約1.5未満の@M@z/@M@wの比の少
なくとも一方を特徴とするMWDを有する請求項82記
載の油添加剤濃厚組成物。 - (91)コポリマーが約1.25未満の@M@w/@M
@nの比及び約1.2未満の@M@z/@M@wの比の
少なくとも一方を特徴とするMWDを有する請求項82
記載の油添加剤濃厚組成物。 - (92)コポリマーが約1.5未満の@M@w/@M@
nの比及び約1.5未満の@M@z/@M@wの比の少
なくとも一方を特徴とするMWDを有し、さらにコポリ
マーはコポリマー連鎖の95重量%が平均エチレン組成
とは13重量%若しくはそれ以下だけ相違する組成を有
するような分子間組成分散度を有する請求項82記載の
油添加剤濃厚組成物。 - (93)分子間組成分散度は、コポリマー連鎖の95重
量%が平均エチレン組成とは10重量%若しくはそれ以
下だけ相違する組成を有するような分散度である請求項
92記載の油添加剤濃厚組成物。 - (94)コポリマーが約1.25未満の@M@w/@M
@nの比及び約1.2未満の@M@z/@M@wの比の
少なくとも一方を特徴とするMWDを有し、さらにコポ
リマーはコポリマー連鎖の95重量%が平均エチレン組
成とは13重量%若しくはそれ以下だけ相違する組成を
有するような分子間組成分散度を有する請求項82記載
の油添加剤濃厚組成物。
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