JPH062774B2 - オレフインの重合方法 - Google Patents

オレフインの重合方法

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JPH062774B2
JPH062774B2 JP60049168A JP4916885A JPH062774B2 JP H062774 B2 JPH062774 B2 JP H062774B2 JP 60049168 A JP60049168 A JP 60049168A JP 4916885 A JP4916885 A JP 4916885A JP H062774 B2 JPH062774 B2 JP H062774B2
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建世 佐々木
稔夫 鯨
昭 伊藤
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はエチレン又はα−オレフィンの重合又は共重合
に関し、さらに詳細には新規な担体型チタン成分と有機
アルミニウム化合物、さらに電子供与性化合物より成る
触媒を用いてエチレン、またはα−オレフィンを重合ま
たは共重合する方法に関するものである。
従来の技術 近年、チーグラー・ナッタ触媒の活性を高める方法が開
発され、例えば特開昭50−126590の方法ではハ
ロゲン化マグネシウムと有機酸エステルを共粉砕して得
られた組成物を四塩化チタンと反応して得られた担体型
チタン成分と有機アルミニウム化合物及び有機酸エステ
ルより成る触媒が提案されているが活性及び生成ポリマ
ーの結晶性は未だ充分であるとはいえない。またこの活
性及び/または生成ポリマーの結晶性を改良する方法と
して上記塩化マグネシウムを共粉砕する工程で種々の化
合物を添加する方法も多数提案されているがそれでもま
だ不十分であってその改良が望まれている。
また高活性触媒の製造方法の例として特開昭55−582
07、特開昭57−63311で示されるように有機マ
グネシウムをハロゲン化して生成した塩化マグネシウム
を担体とする方法も知られているが触媒の性能は充分で
ない。
発明の目的 本発明の目的は高活性で、高立体規則性ポリマーを高い
効率で製造しうるエチレン又はαーオレフィンの重合方
法を提供するものである。
問題点を解決するための手段 本願発明は、 (A)(1)一般式MgR2(式中Rは炭素数1〜20を有するア
ルキル、アルケニル、シクロアルキル、又はアリール基
を示す)で示される有機マグネシウム化合物と (2)炭素数1〜20の脂肪族アルコールである活性水
素化合物 (3)(1)で示される有機マグネシウム化合物をハロ
ゲン化する能力の無いハロゲン化炭化水素の存在下で反
応させ、次いで (4)四塩化チタン (5)芳香族カルボン酸エステル とを反応して得られる固体反応生成物 (B)有機アルミニウム化合物 (C)芳香族カルボン酸エステルまたはアルコキシシラ
ンより選ばれた電子供与性化合物より成る成分を触媒と
して用いてエチレンまたはα−オレフィンを重合、また
は共重合する方法である。
本願発明の方法で用いられる(1)一般式・MgR2(式中R
は炭素数1〜20を有するアルキル、アルケニル、シク
ロアルキル又はアリール基を示す)で示される化合物は
例えば、ジ−n−ブチルマグネシウム、ジエチルマグネ
シウム、エチル−n−ブチルマグネシウム、n−ブチル
−オクチルマグネシウム、ジベンジルマグネシウム、ジ
−sec−ブチルマグネシウムなどがあげられる。
これらの有機マグネシウム化合物はそれ自体で用いるこ
ともできるが、エーテルまたはアミン類との錯体、ある
いは、例えばAl、Zn、B、Siのような元素の有機金属化
合物との錯体、またはアルミニウムアルコラートのよう
な金属アルコラートとの錯体の形態で使用することもで
きる。とくに一般式MgR2・nAlR′3(式中nは0.01〜2.5
であることが好ましく、R、R′は炭素数1〜20、とく
に1〜12を有する炭化水素基である)で示される錯体が
好ましい。
(2)成分として用いられる活性水素化合物としてはアル
コール類としてエチルアルコール、iso−プロパノー
ル、n−ブタノール、2−エチルヘキサノール、n−デ
カノール、などが例示される。
(1)成分として用いられる有機マグネシウム化合物と(2)
成分として用いられる活性水素化合物との添加割合は、
該反応により得られた反応物が実質的に還元能を有しな
い割合を選ぶことが好ましい。つまり有機マグネシウム
化合物のMg原子1グラム当り活性水素化合物を2モル
以上、特に好ましくは2〜10モル添加される。
(3)で示されるハロゲン化炭化水素は処理条件で(1)式で
示される有機マグネシウム化合物をハロゲン化する能力
の実質的に無いハロゲン化炭化水素が用いられる。ハロ
ゲン化能力の実施的に無いハロゲン化炭化水素とは、
(1)、(2)成分を混合しても、マグネシウム1モル原子当
り0.5モル以下、好ましくは0.1モル以下しかハロゲン化
せず実質的に沈殿を生成しないものを示す。
このようなハロゲン化炭化水素としては、塩化n-ブチ
ル、塩化n-ヘキシル、塩化n-オクチル、1,2-ジクロルエ
タン、塩化メチレン、塩化sec-ブチル、クロルベンゼ
ン、ブロムベンゼン、ヨードベンゼンなどを例示でき
る。
一方、四塩化炭素のように(1)式で示す有機マグネシウ
ム化合物をハロゲン化する能力のあるハロゲン化炭化水
素を用いた場合には、塩化マグネシウムと思われる沈殿
が生成し本願発明とは全く様相を異にし、また触媒性能
が本発明と比べると著しく劣る。
ハロゲン化する能力の実質的に無いハロゲン化炭化水素
の使用量については、特に限定はないが有機マグネシウ
ム化合物1グラム当り1〜10000g、特に1〜1000gが好
ましい。また、反応温度についても特に限定はないが−
70〜300℃、好ましくは−50〜200℃である。
(4)成分は四塩化チタンが使用される。
(5)成分は安息香酸エチル、トルイル酸メチル、トルイ
ル酸エチル、フタル酸イソブチルなどの芳香族カルボン
酸エステルが用いられる 本発明の方法で用いられる(B)成分である有機アルミニ
ウム化合物としては少くとも分子内に1個のAl−炭素結
合を有する化合物が利用でき、例えば一般式 R1 m1Al(OR2)nHpXq(ただしR及びRは炭素数1〜1
2個の炭化水素基、Xはハロゲン原子を、mは0<m≦
3、nは0≦n<3、pは0≦p<3、qは0≦q<3
であり、m+n+p+q=3である)で示される有機ア
ルミニウム化合物が用いられる。上記一般式で示された
化合物を例示すると、トリメチルアルミニウム、トリエ
チルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ
イソプロピルアルミニウム、ジエチルアルミニウムエト
キシド、ジエチルアルミニウムクロライド、ジイソブチ
ルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムブロ
マイド、ジエチルアルミニウムアイオダイド、ジエチル
アルミニウムフロライド、エチルアルミニウムセスキク
ロライド、エチルアルミニウムジクロライド、ジエチル
アルミニウムハイドライドなどがあげられる。
また(C2H5)2Al−O−Al(C2H5、(C2H5)2Al)NAl
(C2H5)2など酸素原子や窒素原子を介して2個以上のア
ルミニウムが結合した有機アルミニウム化合物、LiAl(C
2H5)4なども用いられる。
これらの中ではトリアルキルアルミニウムまたはトリア
ルキルアルミニウムとアルキルアルミニウムハライドと
の混合物を用いる方法が好ましい。
本発明の方法で(A)成分と(B)成分の使用割合は広範囲に
変えることができるが、一般に(A)成分中に含まれるチ
タン0.001グラム原子当り(B)成分1〜500ミリモル、好
ましくは3〜300ミリモルの範囲である。(B)成分は重合
開始時に全量加えても良いが、重合途中で少量づつ間歇
的にまたは連続的に追加するほうが重合活性の低下が少
なくて好ましい。また多槽連続重合の場合には各槽、又
は一部の槽に分けて添加するほうが好ましい。
本発明の方法で用いる(C)成分である電子供与性化合物
としては安息香酸エチル、トルイル酸メチル、トルイル
酸エチル、フタル酸イソブチルなどの芳香族カルボン酸
エステル、テトラエトキシシラン、ジフェニルジエトキ
シシラン、フェニルトリエトキシシラン、テトラフェノ
キシシラン等のアルコキシシランが用いられる。またこ
れらの電子供与体を2種以上併用しても良い。
(C)成分の使用量は、(B)成分の使用量(A)成分の使用量
及びTi含有率、重合温度などの重合条件によって異なる
が、一般的には(B)成分として用いられる有機アルミニ
ウム化合物1モル当り5モル以下、好ましくは2モル以
下、さらに好ましくは1モル以下である。
(C)成分の添加方法は重合開始時に全量加えても重合の
途中で間歇的にまたは連続的に加えても良い。
また、多槽連続重合の場合には各槽に任意の割合で加え
ても良い。
本発明の方法はエチレン、または一般式R−CH=CH
(ただし、Rは炭素数1〜10の炭化水素残基を示す)
で示されるα−オレフィンの重合、または共重合に利用
され、α−オレフィンの例としてはプロピレン、ブテン
−1、ヘキセン−1、4−メチル、ペンテン−1、オク
テン−1などがあげられる。共重合方法についてはラン
ダム共重合やブロック共重合など任意な方法、任意な割
合で共重合することができ、共重合の際はジエン類と更
に共重合することもできる。
本発明の方法による重合反応は従来の当該技術に於て通
常行なわれる方法、及び条件が採用できる。その際の重
合温度は20〜300℃、好ましくは40〜250℃、重合圧力は
1〜200Kg/cm2abs、好ましくは1〜100Kg/cm2absの範
囲である。
重合反応は一般に脂肪族、脂環族、芳香族の炭化水素
類、またはそれらの混合物を分散剤、または溶媒とする
スラリー法または溶液法で重合することができ、炭化水
素類としてはプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、
ヘプタン、シクロヘキサン、灯油、ベンゼン、トルエン
などが一般的である。
また、液状モノマー自身を分散剤、または溶媒として用
いる塊状重合法、及び溶媒が実質的に存在しない条件、
すなわち、ガス状モノマーと触媒とを接触するいわゆる
気相重合法で行なうこともでき、また回分法、半連続
法、連続法の何れの態様においても行なうことができ
る。
さらに重合を温度、水素濃度の異なる2段以上の条件に
分けて行なうことも、塊状重合と気相重合の組合せなど
2つ以上の重合方法を組合することも可能である。
本発明の方法に於て生成するポリマーの分子量は反応様
式、触媒系、重合条件によって変化するが、必要に応じ
て水素、ハロゲン化アルキル、ジアルキル亜鉛などの添
加によって制御することもできる。
実施例1 300ml丸底フラスコにn−ブチルクロライド100ml、E
t・BuMg・0.03AlEt3(20%ヘプタン溶液)50mMを
窒素雰囲気下で加える。この混合物は無色透明である。
次に滴下ロートからエチルアルコール200mM及びn
−ブチルクロライド50mlの混合物を室温で15分かか
って滴下したところ沈殿が生成した。上澄液を除去した
のち四塩化チタン100ml、安息香酸エチル0.30mlを加
えて100℃で1時間反応させた。
静置後上澄液を除き、四塩化チタン100mlを加えて1
時間反応したのち、n−ヘプタン200mlで7回洗浄を
行ない本願発明の(A)成分を得た。この(A)成分スラリー
の一部を取り減圧乾燥して分析したところTi含有率は2.
3wt%であった。
窒素置換した6lSUSオートクレーブにn−ヘプタン50m
l、前記の(A)成分0.02g、トリエチルアルミニウム0.08m
l、ジエチルアルミニウムモノクロライド0.17ml、トル
イル酸メチル0.06mlを窒素気流中で装入した。オートク
レーブの気相をプロピレンで置換ののち、液化プロピレ
ン2Kg、水素1.3Nlを加えた。
オートクレーブを加熱して10分後にオートクレーブの
内温を75℃まで昇温し、同温度で3時間重合を行なっ
た。
重合終了後未反応のプロピレンをパージし、内容物を取
出し60℃で24時間乾燥してポリプロピレンパウダー
705gを得た。
得られたポリプロピレンの極限粘度数1.67dl/g(135
℃、テトラリン)、沸とうn−ヘプタン抽出残95.8%
(以下IIと略記する)、かさ比重0.35g/mlであった。
実施例2 本重合反応でのポリプロピレンの取得量は23.5Kg/g-ca
t、1022Kg/g-Tiであった。
実施例1の方法に於て(A)成分調製時に安息香酸エチル
に代えてフタル酸ジイソブチル1.5mlを用いた以外は全
く同様にしてTi含有率3.38wt%の(A)成分を得た。
得られた(A)成分0.02g、トリエチルアルミニウム0.08ml
(0.58mM)、フェニルトリメトキシシラン0.03ml(0.16m
M)を触媒成分として実施例1と全く同じ重合をくり返し
た。得られた結果を表に示す。
比較例1〜2 実施例2の方法に於てn−ブチルクロライドに代えてn
−ヘプタン又はトルエンを用いた以外は全く同様にA成
分の調製、及び重合をくり返した。実験結果によると比
較例1〜2は実施例2と比べると活性及びIIが非常に
低く、実施例における(A)(2)成分の使用がきわめて有効
であることが明らかである。
比較例3 300ml丸底フラスコに四塩化炭素100mlを入れ窒素
雰囲気下でEt(n-Bu)Mg・0.03AlEt350mM(20%n−ヘプ
タン溶液)を室温で15分間かゝって滴下した。この
際、反応物は淡褐色の沈澱が生成し実施例1とは全く様
相が異なっていた。
さらにエルチアルコールとの反応以降は実施例2と同様
に行ない(A)成分を得た。この(A)成分を用いて実施例2
の条件で重合を行なった結果を表に示す。
この場合も実施例2と比べると活性、IIとも低く本発
明の効果が明らかに示された。
【図面の簡単な説明】
図1は触媒の製造工程の理解を助けるための、触媒製造
のフローチャート図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A) (1)一般式MgR(式中Rは炭素数1〜20を有す
    るアルキル、アルケニル、シクロアルキルおよびアリー
    ル基を示す)で示される有機マネシウム化合物と (2)炭素数1〜20の脂肪族アルコールである活性水
    素化合物とを (3)(1)で示される有機マグネシウム化合物をハロ
    ゲン化する能力の無いハロゲン化炭化水素の存在下で反
    応させ、次いで (4)四塩化チタン (5)芳香族カルボン酸エステル とを反応して得られる固体反応生成物 (B)有機アルミニウム化合物 (C)芳香族カルボン酸エステルまたはアルコキシシラ
    ンより選ばれた電子供与性化合物 より成る成分を触媒とすることを特徴とするエチレンま
    たはα−オレフィンの重合方法。
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