JPH0723408B2 - アタクテイツクポリプロピレンの製造方法 - Google Patents

アタクテイツクポリプロピレンの製造方法

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JPH0723408B2
JPH0723408B2 JP60254690A JP25469085A JPH0723408B2 JP H0723408 B2 JPH0723408 B2 JP H0723408B2 JP 60254690 A JP60254690 A JP 60254690A JP 25469085 A JP25469085 A JP 25469085A JP H0723408 B2 JPH0723408 B2 JP H0723408B2
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reaction
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武文 矢野
滋 猪飼
甲斐  義幸
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    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はアタクティックポリプロピレンの製造法に関す
る。本明細書において、アタクティックポリプロピレン
とは、熱n−ヘプタンに可溶のポリプロピレンであり、
工業的意味でのアタクティックポリプロピレンを意味す
る。
(従来の技術及びその問題点) 従来、結晶性ポリプロピレンは、ハロゲン化チタンと有
機アルミニウム化合物から得られる触媒の存在下にプロ
ピレンを重合することにより製造されていた。この方法
によると、結晶性ポリプロピレン以外にアタクティック
ポリプロピレンが相当量得られ、このアタクティックポ
リプロピレンを有機溶媒で抽出して除去していた。近
年、塩化マグネシウムを含有する担体に遷移金属が担持
された高活性触媒、所謂第三世代触媒を使用してプロピ
レンを重合する方法が開発され注目を浴びている。この
方法によれば、立体規則性が高い、即ち熱n−ヘプタン
可溶分が著しく低いポリプロピレンが得られるため、こ
の方法の企業化が相次いで行われている。この結果、従
来結晶性ポリプロピレンの製造プロセスから副生してい
たアタクティックポリプロピレンの生産量が急速に低下
してきた。
アタクティックポリプロピレンは、燃料あるいは基板の
接着部等に使用されていたが、最近になり、ファインセ
ラミックスを押出し成形又は射出成形する際のバインダ
ーとしての用途が拡大してきた。上記バインダーとして
の用途には、アタクティックポリプロピレン中の不純
物、例えば触媒残渣が少ないことが要求されるため、ア
タクティックポリプロピレンを重合反応に使用する触媒
当たり高い収量で得ることが要望されている。
特開昭59−86606号公報及び特開昭60−38409号公報に
は、塩化チタン、エーテル及び有機アルミニウム化合物
から得られる触媒の存在下にプロピレンを重合して、非
結晶性のポリプロピレンを製造する方法が開示されてい
る。しかし、これらの方法では、使用する触媒当たりの
アタクティックポリプロピレンの収量が小さいため生成
アタクティックポリプロピレン中の触媒残渣が多くな
る。従って、上記方法で得られるアタクティックポリプ
ロピレンはそのまま実用に供することが困難であり、得
られるポリマーを精製して触媒残渣を除去する必要があ
る。
(本発明の要旨) 本発明の目的は、アタクティックポリプロピレンを重合
反応に使用する触媒当たり極めて高い収量で得る方法を
提供することにある。
本発明の目的は、ハロゲン化アルミニウムと 式 R1nSi(OR24-n [I] (式中、R1及びR2は炭化水素基であり、nは0,1,2,3の
数である。)で表される珪素化合物との反応生成物に、 式 R3MgX1 [II] (式中、R3は炭素数1〜10のアルキル基であり、X1はハ
ロゲン原子である。)で表されるグリニヤール化合物を
反応させ、得られる担体を、 式 Ti(OR4)mX2 4-m [III] (式中、R4は炭素数1〜10のアルキル基又はフェニル基
であり、X2はハロゲン原子であり、mは0,1,2,3の数で
ある。)で表されるチタン化合物と反応させ、得られる
反応固体をAlR5pX3 3-p(式中、R5は炭素数1〜10のアル
キル基であり、X3はハロゲン原子であり、pは1,2の数
である。)と反応させて得られる固体触媒成分、及び 式 AlR6 3 [IV] (式中、R6は水素又は炭素数1〜8のアルキル基であ
る。)で表される有機アルミニウム化合物とから得られ
る触媒の存在下に、プロピレンを重合することによって
達成される。
(構成要件の説明) ハロゲン化アルミニウムの具体例としては、塩化アルミ
ニウム、臭化アルミニウム及び沃化アルミニウムが挙げ
られる。
式[I]において、R1及びR2で示される炭化水素基の例
としては、炭素数1〜8のアルキル基、フェニル基及び
ベンジル基が挙げられる。珪素化合物の具体例として
は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テ
トラ−n−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシ
ラン、テトライソペントキシシラン、メチルトリメトキ
シシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n
−ブトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチル
トリイソペントキシシラン、n−ブチルトリエトキシシ
ラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシ
シラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルエトキ
シシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルフェニ
ルジメトキシシラン、フェニルトリイソブトキシシラ
ン、ジフェニルジエトキシシラン、トリフェニルメトキ
シシラン、ベンジルトリエトキシシラン及びベンジルト
リブトキシシランが挙げられる。
反応に供するハロゲン化アルミニウムの割合は、珪素化
合物1モル当たり、0.1〜10モル、特に0.3〜2モルであ
ることが好ましい。
ハロゲン化アルミニウムと珪素化合物との反応は、通
常、両化合物を不活性有機溶媒中で、−50〜100℃の範
囲の温度で0.1〜2時間撹拌することによって行われ
る。反応生成物は不活性有機溶媒溶液としてグリニヤー
ル化合物との反応に供される。
式[II]で表されるグリニヤール化合物の具体例として
は、メチルマグネシウムクロライド、エチルマグネシウ
ムクロライド、n−ブチルマグネシウムクロライド、n
−ヘキシルマグネシウムクロライド、メチルマグネシウ
ムブロマイド、メチルマグネシウムアイオダイドが挙げ
られる。グリニヤール化合物の使用量は、反応生成物の
調製に使用されたハロゲン化アルミニウム1モル当た
り、0.05〜4モル、特に1〜3モルであることが好まし
い。
反応生成物とグリニヤール化合物とを反応させる方法に
ついては特に制限はないが、反応生成物の不活性有機溶
媒溶液に、グリニヤール化合物のエーテル溶液を徐々に
添加することにより、又はこれとは逆の順序で添加する
ことによって行うのが便利である。反応温度は通常−50
〜100℃、好ましくは−20〜25℃である。反応時間につ
いては特に制限はないが、通常5分以上である。反応の
進行に伴って担体が析出してくる。
式[III]で表されるチタン化合物の具体例としては、
テトラクロロチタン、モノブトキシトリクロロチタン、
ジブトキシジクロロチタン、モノフエノキシトリクロロ
チタン、ジフェノキシジクロロチタン、テチラブロモチ
タン、テトラブトキシチタンが挙げられる。チタン化合
物の使用量は、担体の調製時に使用されたグリニヤール
化合物1モル当たり、1モル以上、特に2〜100モルで
あることが好ましい。
担体をチタン化合物と反応させる方法としては、例え
ば、(1)担体の不活性有機溶媒スラリーにチタン化合
物を反応させる方法を採用することができる。上記
(1)の方法において、担体をチタン化合物と接触さ
せ、ついで接触固体を分離洗浄し、この後、接触固体を
珪素化合物と反応させることもできる。
反応温度は0〜200℃、特に5〜150℃であることが好ま
しく、反応時間については特に制限はなく、通常5分以
上である。
こうして得られる反応固体をAlR5pX3 3-pと反応させるこ
とにより固体触媒成分が得られる。ハロゲン化アルキル
アルミニウムの使用量は、反応固体中のTiに対しAl/Ti
比(モル比)2〜100、好ましくは5〜70であり、その
反応条件は、反応温度5〜200℃、好ましくは40〜100
℃、反応時間は5分以上であることが好ましい。
式[IV]で表される有機アルミニウム化合物の具体例と
しては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニ
ウム、トリブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニ
ウム、トリオクチルアルミニウム、ジエチルアルミニウ
ムハイドライド、ジメチルアルミニウムハイドライド、
ジイソブチルアルミニウムハイドライドが挙げられる。
有機アルミニウム化合物の使用量は、通常、固体触媒成
分中のチタン1グラム原子当たり1〜1000モルである。
本発明においては、固体触媒成分及び有機金属化合物か
ら得られる触媒の存在下に、プロピレンを重合させる。
重合反応は液相又は気相で行うことができる。重合反応
を液相で行う場合、不活性有機溶媒を重合溶媒をして使
用してもよく、液状のプロピレン自体を重合溶媒として
もよい。重合温度は通常30〜100℃であり、重合圧力は
通常1〜80kg/cm2である。得られるポリマーの分子量は
重合系に水素を存在させることによって容易に調節する
ことができる。
本発明による触媒成分の処理または重合時に使用される
ことのある不活性有機溶媒の具体例としては、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタンのような脂肪族炭化水素、シク
ロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンのような
脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンのよう
な芳香族炭化水素が挙げられる。
(実施例) 以下に実施例及び比較例を示す。以下において「生産
量」とは、重合反応に使用した固体触媒成分1g当たり、
重合時間1時間当たりの重合体収量であり、「HS」と
は、生成重合体を沸騰n−ヘプタンで20時間抽出したと
きの抽出分の全重合体に対する重量百分率である。
実施例1 (1)固体触媒成分の調製 無水塩化アルミニウム2gにトルエン30mlを加え、撹拌下
にフェニルトリエトキシシラン3.5mlを含むトルエン溶
液13.5mlを25℃で30分かけて滴下した後、60℃に昇温
し、引き続き同温度に1時間保持して反応させた。反応
生成混合物を−11〜−7℃に冷却し、撹拌下にn−ブチ
ルマグネシウムクロライド27ミリモルを含むジイソアミ
ルエーテル16.8mlを45分間で反応生成混合物に滴下した
後、30℃に昇温し、同温度に60分保持して反応させた。
析出した担体を濾別し、トルエン各30mlで3回洗浄し
た。担体をトルエン30mlに懸濁させ、この懸濁液に四塩
化チタン15.0mlを加え、撹拌下に90℃で60分間、固体と
四塩化チタンとを接触させた。同温度で処理担体を濾別
し、トルエン各30mlで5回、次いで、n−ヘプタン各30
mlで5回洗浄した。得られた固体触媒成分(Ti含有率:
5.92重量%)にn−ヘプタン80mlを加えて、固体触媒成
分のスラリーを調製した。次にこの固体触媒成分のスラ
リーにジエチルアルミニウムクロライド(DIAC)をDEAC
/Ti比で25.0となるように加えて、90℃に加熱し1時間
反応させた。反応後濾過洗浄し固体触媒成分を得た。こ
れにn−ヘプタン80mlを加えてヘプタンスラリーとし
た。Ti含有率は2.9重量%であった。
(2)プロピレンの重合 撹拌機付きの内容積2のオートクレーブ内に固体触媒
のスラリー(固体触媒成分として4.5mg)を封入したガ
ラスアンプルを取り付けた後、オートクレーブ内の空気
を窒素で置換した。トリエチルアルミニウム0.91ミリモ
ルのn−ヘプタン溶液1.5mlをオートクレーブに仕込ん
だ。次いで、水素ガスを0.9kg/cm2Gまで加入した。液体
プロピレン1200mlをオートクレーブに導入し、オートク
レーブを振蘯した。オートクレーブ内容物を65℃に昇温
した後、撹拌を開始して上記ガラスアンプルを破砕し、
同温度で1時間プロピレンを重合させた。重合反応終了
後未反応のプロピレンを放出し、約1のn−ヘプタン
を導入して撹拌し、反応混合物のヘプタンスラリーを取
り出した。ヘプタンスラリーをG4フィルターで濾過し、
n−ヘプタンで洗浄後、濾液のn−ヘプタンをロータリ
ーエバレーターで加熱下に蒸留除去した。得られた熱n
−ヘプタン可溶性ポリマーは287gであった。熱n−ヘプ
タン不溶のポリマーが51gであった。HSは85.0%であっ
た。アタクティックポリマーの生産量は75000g−PP/g−
Cat・Hrであった。
実施例2 実施例1でトリエチルアルミニウムの代わりにジエチル
アルミニウムハイドライド1ミリモルを用いる以外は同
様にしてプロピレンの重合を行った。n−ヘプタン可溶
性ポリマーが376g、不溶性ポリマーが32.6gであった。H
Sは92%、ポリマーの生産量は91000g−PP/g−Cat・Hrで
あった。
実施例3、4および5 重合温度を変える以外は実施例1を繰り返した。結果を
表1に示す。
実施例6および7 実施例1で、担体に四塩化チタンを担持させた固体を、
エチルアルミニウムセスキクロライドおよびエチルアル
ミニウムジクロライドで処理した触媒固体を使用する以
外は実施例1を繰り返した。Al/Tiモル比は実施例6が3
0、実施例7が45であり、65℃で重合した。結果を表2
に示す。
実施例8および9 実施例1で四塩化チタンの代わりにブトキシトリクロロ
チタンおよびフェノキシトリクロロチタンを用いた以外
は実施例1とまったく同様にして固体触媒成分を合成
し、プロピレンの重合を行った。チタン量は実施例8が
3.1重量%、9が2.5重量%であった。結果を表3に示
す。
実施例10、11および12 実施例1の担体原料としてフェニルエトキシシランの代
わりにメチルフェニルジエトキシシラン、ジメチルジエ
トキシシランおよびテトラエトキシシランを用いた以外
は実施例1を繰り返した。チタン量は実施例10が3.1重
量%、11が2.8重量%、12が2.7重量%であった。結果を
表4に示す。
実施例13 実施例1で液体プロピレンを用いる代わりにn−ヘプタ
ン1200mlを用い、プロピレン圧を8kg/cm2としてスラリ
ー重合法で2時間重合を行う以外は実施例1を繰り返し
た。ポリマー生産量は23000g−PP/g−Cat・Hr、HSは87
%であった。
比較例1 実施例1で担体に四塩化チタンを担持した固体を、ジエ
チルアルミニウムクロライドで処理を行わずに触媒固体
として、実施例1と同様にしてプロピレンの重合を行っ
た。n−ヘプタン可溶性ポリマーが155g、不溶性ポリマ
ーが83.5g生産された。ポリマーの生産量は53000g−PP/
g−Cat・Hr、HSは65%であった。
(発明の効果) 本発明によれば、以下の実施例の結果からもわかるよう
に、熱n−ヘプタンに可溶である所謂アタクティックポ
リプロピレンを、重合反応に使用する触媒成分あたり著
しく高い収量で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の触媒の製造工程をフローチャート図で
示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハロゲン化アルミニウムと 式 R1nSi(OR24-n [I] (式中、R1及びR2は炭化水素基であり、nは0,1,2,3の
    数である。)で表される珪素化合物との反応生成物に、 式 R3MgX1 [II] (式中、R3は炭素数1〜10のアルキル基であり、X1はハ
    ロゲン原子である。)で表されるグリニヤール化合物を
    反応させ、得られる担体を、 式 Ti(OR4)mX2 4-m [III] (式中、R4は炭素数1〜10のアルキル基又はフェニル基
    であり、X2はハロゲン原子であり、mは0,1,2,3の数で
    ある。)で表されるチタン化合物と反応させて得られる
    反応固体をAlR5pX3 3-p(式中、R5は炭素数1〜10のアル
    キル基であり、X3はハロゲン原子であり、pは1,2の数
    である。)と反応させて得られる固体触媒成分、及び 式 AlR6 3 [IV] (式中、R6は水素又は炭素数1〜8のアルキル基であ
    る。)で表される有機アルミニウム化合物とから得られ
    る触媒の存在下に、プロピレンを重合することを特徴と
    するアタクティックポリプロピレンの製造法。
JP60254690A 1985-11-15 1985-11-15 アタクテイツクポリプロピレンの製造方法 Expired - Lifetime JPH0723408B2 (ja)

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