JPH0725817B2 - オレフイン重合用触媒 - Google Patents

オレフイン重合用触媒

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JPH0725817B2
JPH0725817B2 JP61094342A JP9434286A JPH0725817B2 JP H0725817 B2 JPH0725817 B2 JP H0725817B2 JP 61094342 A JP61094342 A JP 61094342A JP 9434286 A JP9434286 A JP 9434286A JP H0725817 B2 JPH0725817 B2 JP H0725817B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/02Carriers therefor
    • C08F4/025Metal oxides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S526/00Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ポリオレフィンの製造に供される担体使用触
媒成分に関する。さらに詳細には本発明は固体当たりの
重合体収量および遷移金属当たりの重合体収量を著しく
増加させ、その結果重合体中の触媒残渣を除去する工程
を不要ならしめ、また同時に生成重合体のかさ密度を高
め、かつ生成ポリマーの微粉状部分を減少させることが
できるばかりか、平均粒径が大きく生成ポリマー粒子の
形が球状になるなどの良好な粒子性状を有するポリオレ
フィンを製造する触媒成分に関する。
従来の技術および発明が解決しようとする問題点 従来この種の技術分野においては、ハロゲン化マグネシ
ウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウムなどの無
機マグネシウム固体を担体としてこれにチタンまたはバ
ナジウムなどの遷移金属の化合物を担持させた触媒が多
く知られている。しかしながら、これらの公知技術にお
いては、得られる重合体のかさ密度は一般に小さく、ま
た平均粒径も比較的小さく、粒径分布も広いため微粒子
状粉末部分が多く、生産性およびポリマーハンドリング
の面から改良が強く望まれていた。さらに、これらのポ
リマーを成形加工する際にも粉塵の発生、成形時の能率
の低下等の問題を生ずるため、前述したかさ密度の増
大、微粒子状粉末部分の減少が強く望まれていた。さら
に、近年要求の高まっているペレット化工程を省略し、
粉体ポリマーをそのまま加工機にかけるためにはまだま
だ改良が必要とされている。
またかさ密度を高め、微粒子状粉末部分を減少させたポ
リマー粒子を得るために、チタンあるいはバナジウムな
どの遷移金属化合物および/または前記の無機マグネシ
ウム固体をSiO2、Al2O3等の粒状担体に担持させた触媒
成分も多く知られている(特公昭43−2211、特開昭54−
148093、特開昭56−47407、特開昭58−21405等)。
しかしながら、これらの触媒成分を用いた場合、かさ密
度が改良され、平均粒径が大きく微粒子状粉末部分を減
少させたポリマーを得ることができるが、ペレット化工
程を省略し、粉体ポリマーをそのまま加工機にかけるた
めにはさらに改良が必要とされた。
本発明は、これらの欠点を改良すべく鋭意研究の結果、
本発明に到達したものであって、かさ密度が高く、平均
粒径が大きく、かつ粒径分布が狭く、ポリマーの微粒子
状部分が著しく少なく、ポリマー粒子の形が球状で流動
性の良好な重合体を得ることを目的とする。
問題点を解決するための手段 すなわち、本発明は、少なくともチタン化合物を、また
はチタン化合物とバナジウム化合物をケイ素酸化物およ
び/またはアルミニウム酸化物に担持したオレフィン重
合用触媒成分であって、該ケイ素酸化物および/または
アルミニウム酸化物が (i)4A/πL2(ここでAはケイ素酸化物および/また
はアルミニウム酸化物の投影面の面積、Lは絶対最大
長)で表わされる値(真球度)が0.75〜1.0の粒子が個
数表現された粒径分布の90%以上、 (ii)細孔直径100Å〜300Åのものが60%以上ありかつ
平均細孔直径が180Å〜250Å、 および (iii)粒径が50μm〜150μmの範囲の粒子を選び28KH
z,200Wで2時間超音波処理を行った後において50%以上
が50μm〜150μm であることを特徴とするオレフィン重合用触媒成分であ
る。
発明の効果 本発明の触媒成分を用いることにより、平均粒径が大き
く、粒度分布が狭く、微粒子状部分が少なく、流動性の
良好なポリオレフィンが高活性に得られ、また生成ポリ
オレフィンのかさ密度は高く、粒子の形が球状で流動性
も良好等、重合体操作上非常に有利となり、さらにペレ
ットとして用いる場合はもちろんのこと粉体状のままで
も成形加工に供することができ、成形加工時のトラブル
も少なく、きわめて有利にポリオレフィンを製造するこ
とができる。
以下、本発明のポリオレフィン製造用触媒成分について
具体的に説明する。
本発明において用いるケイ素酸化物とは、シリカもしく
はケイ素と同期律表I〜VIII族の少なくとも一種の他の
金属との複酸化物である。
本発明において用いるアルミニウム酸化物とは、アルミ
ナもしくはアルミニウムと周期律表I〜VIII族の少なく
とも一種の他の金属との複酸化物である。
ケイ素またはアルミニウムと周期律表I〜VIII族の少な
くとも一種の他の金属の複酸化物の代表的なものとして
は、Al2O3・MgO、Al2O3・CaO、Al2O3・SiO2、Al2O3・Mg
O・CaO、Al2O3・MgO・SiO2、Al2O3・CuO、Al2O3・Fe
2O3、Al2O3・NiO、SiO2・MgOなどの天然または合成の各
種複酸化物を例示することができる。ここで上記の式は
分子式ではなく、組成のみを表わすものであって、本発
明において用いられる複酸化物の構造および成分比率は
特に限定されるものではない。なお、当然のことなが
ら、本発明において用いるケイ素酸化物および/または
アルミニウム酸化物(以下、金属酸化物という)は少量
の水分を吸着していても差しつかえなく、また少量の不
純物を含有していても支障なく使用できる。
いずれの金属酸化物を用いるにしても該金属酸化物が真
球状粒子であることが重要である。ここでいう真球状粒
子とは、試料粉末の単一粒子が重ならないよう分散さ
せ、光学顕微鏡で50倍に拡大した像をイメージアナライ
ザーで解析し、単一粒子1ケ1ケの投影面の面積(A)
と絶対最大長(L)を測定し、面積(A)と絶対最大長
(L)から真円と仮定して得られた相当面積(A′)と
の比を真球度とし、 真球度=A/A′=4A/πL2 この値が0.75〜1.0のものをいう。そしてサンプリング
したもののうち真球状粒子が個数表現された粒径分布の
90%以上認められることが必要である。真球度が0.8〜
1.0でかつ個数表現された粒径分布の90%以上認められ
るものがさらに好ましい。真球度が0.75未満の粒子が10
%を越えるものを使用した触媒成分では、生成するポリ
マー粒子の平均粒径は大きく微粒子状部分は少なくなる
が、非球状のポリマー粒子を多く含むため流動性が悪
く、成形加工時などのハンドリングに支障をきたす。
さらに金属酸化物の細孔径分布については、細孔直径10
0Å〜300Åの範囲のものが60%以上、より好ましくは80
%以上有し、かつ平均細孔直径が180Å〜250Åであるこ
とが必要である。細孔直径が100Å未満のものが主体の
平均細孔直径が180Å未満の担体を使用した触媒成分で
は、得られるポリマー粒子は中空状のものが多くなり、
かさ密度がきわめて悪くなる。この理由は明らかではな
いが後述するチタン化合物および/またはバナジウム化
合物等が金属酸化物の細孔内に有効に担持されず、外表
面に担持されるため重合中に触媒成分が外表面から分離
してしまうためと考えられる。
また細孔直径が300Åを越えるものが主体で平均細孔直
径が250Åをこえる金属酸化物を使用した触媒成分では
得られるポリマー粒子は微粉末状で形も非球状となり流
動性がきわめて悪くなる。この理由も明らかではない
が、細孔直径が大きすぎるため、担体の粒子強度が弱く
なり重合中に担体が破壊されてしまうためと考えられ
る。
今一つの用件である超音波処理に対する強度については
粒径50μm〜150μmの粒子を選び28KHz、200Wで2時間
超音波で処理をした後においても50%以上が50μ〜150
μの範囲にあることが必要であり、50%〜95%の範囲の
ものが好ましい。金属酸化物の強度が弱く超音波処理後
において50μm〜150μmの範囲のものが50%未満にな
る場合は、生成ポリマー粒子が微粉化されやすく、本発
明の目的を達成することはできない。
ここで、超音波処理に対する強度の測定は以下のように
行う。すなわち、200ml共栓付三角フラスコに10mgの該
金属酸化物をいれ、純水100mlを加える。7.5の水を入
れた超音波発生器(25KHz、200W)に上記三角フラスコ
を浸して2時間超音波処理を行う。処理後の分散液の一
滴を光学顕微鏡で50倍に拡大し、その像をイメージアナ
ライザーで解析し、粒径分布を求める。なお、本発明に
おいてはチタン化合物および/またはバナジウム化合物
等を細孔内に有効に担持するためにも比表面積は50m2/g
以上、細孔容積は0.5cm3/g以上であることが好ましい。
また本発明の触媒成分は平均粒径(重量平均)が40μm
以上好ましくは50μm以上であることが望ましい。
金属酸化物の粒径範囲は広く選択することができるが、
通常20μm〜200μm、好ましくは40μm〜150μmの範
囲のものが使用される。
このような金属酸化物の合成法は種々考えられるが、た
とえば次のような方法で合成することができる。シリカ
ゲルのSiO2濃度を1〜60wt%の範囲に調整したスラリー
にバインダーとなるケイ酸液をアルカリ水溶液とともに
1分間当りSiO2として骨材となるSiO2量の1/1000以下の
割合で、該スラリーの温度を50〜100℃、pHを8.5以上の
範囲に保持しながら添加し、次いで乾燥、焼成すること
により容易に得られる。
本発明に使用されるチタン化合物並びにこれと併用され
るバナジウム化合物としては、チタンまたはバナジウム
のハロゲン化物、アルコキシハロゲン化物、アルコキシ
ド、ハロゲン化酸化物等を挙げることができる。チタン
化合物としては4価のチタン化合物と3価のチタン化合
物が好適であり、4価のチタン化合物としては具体的に
は一般式 Ti(OR)nX4−n (ここでRは炭素数1〜20のアルキル基、またはアラル
キル基を示し、Xはハロゲン原子を示す。nは0≦n≦
4である。)で示されるものが好ましく、四塩化チタ
ン、四臭化チタン、四ヨウ化チタン、モノメトキシトリ
クロロチタン、ジメトキシジクロロチタン、トリメトキ
シモノクロロチタン、テトラメトキシチタン、モノエト
キシトリクロロチタン、ジエトキシジクロロチタン、ト
リエトキシモノクロロチタン、テトラエトキシチタン、
モノイソプロポキシトリクロロチタン、シイソプロポキ
シジクロロチタン、トリイソプロポキシモノクロロチタ
ン、テトライソプロポキシチタン、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、モノペントキ
シトリクロロチタン、モノフェノキシトリクロロチタ
ン、ジフェノキシジクロロチタン、トリフェノキシモノ
クロロチタン、テトラフェノキシチタン等を挙げること
ができる。3価のチタン化合物としては、四塩化チタ
ン、四臭化チタン等の四ハロゲン化チタンを水素、アル
ミニウム、チタンあるいは周期律表I〜III族金属の有
機金属化合物により還元して得られる三ハロゲン化チタ
ンが挙げられる。また一般式 Ti(OR)mX4−m (ここでRは炭素数1〜20のアルキル基、アリール基ま
たはアラルキル基を示し、Xはハロゲン原子を示す。m
は0<m<4である。)で示される4価のハロゲン化ア
ルコキシチタンを周期律表I〜III族金属の有機金属化
合物により還元して得られる3価のチタン化合物が挙げ
られる。バナジウム化合物としては、四塩化バナジウ
ム、四臭化バナジウム、四ヨウ化バナジウム、テトラエ
トキシバナジウムの如く4価のバナジウム化合物、オキ
シ三塩化バナジウム、エトキシジクロルバナジル、トリ
エトキシバナジル、トリブトキシバナジルの如き5価の
バナジウム化合物、三塩化バナジウム、バナジウムトリ
エトキシドの如き3価のバナジウム化合物が挙げられ
る。
チタン化合物とバナジウム化合物を併用する場合のV/Ti
モル比は、2/1〜0.01/1の範囲が好ましい。
本発明は、金属酸化物に担持する成分として、上記遷移
金属化合物単独でもよいが、以下のマグネシウム化合物
の併用が好ましい。マグネシウム化合物としては、たと
えば金属マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグ
ネシウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、塩
化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウ
ムなど、またケイ素、アルミニウム、カルシウムから選
ばれる金属とマグネシウム原子とを含有する復塩、複酸
化物、炭酸塩、塩化物あるいは水酸化物など、さらには
これらの無機質固体化合物を含酸素化合物、含硫黄化合
物、芳香族炭化水素、ハロゲン含有物質で処理又は反応
させたもの等があげられる。
さらに遷移金属化合物、マグネシウム化合物の他に一般
式 RmMe(OR′)nXz−m−n (ここでMeは周期律表I〜IVの元素、zは元素Meの原子
価、mは0≦m≦z、nは0≦n≦z、0≦m+n≦
z、Xはハロゲン原子を示す。またRおよびR′は炭素
数1〜20、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基、アリ
ール基、アラルキル基等の炭化水素残基を示し、それぞ
れ同一でもまた異なっていてもよい。)で表わされる化
合物を1種以上併用してもよい。好ましい具体例として
は、Mg(OC2H5、Mg(OC2H5)Cl、B(OC2H5、A
l(OCH3、Al(OC2H5、Al(On−C3H7、Al
(Oi−C3H7、Al(On−C4H9、Al(Osec−C4H9
、Al(Ot−C4H9、Al(OC6H5、Al(OC8H17
、Al(OCH32Cl、Al(OC2H52Cl、Al(OC2H5)C
l2、Al(Oi−C3H72Cl、Al(Oi−C3H7)Cl2、Si(OC2H
5、Si(OC2H53Cl、Si(OC2H52Cl2、Si(OC
2H5)Cl3、SiCl4、CH3SiCl3、(CH32SiCl2、C2H5SiCl
3、n−C4H9SiCl3、C8H17SiCl3、C18H37SiCl3、C6H5SiC
l3、(C6H52SiCl2等を挙げることができる。
これら化合物の接触方法としては、特に制限はないが、
不活性炭化水素、アルコール、エーテル、ケトン、エス
テル類などの有機溶媒中で50〜200℃の温度で5分〜24
時間、加熱混合し、しかる後、溶媒を除去する方法が採
用される。
本発明に用いる有機金属化合物としては、チグラー型触
媒の一成分として知られている周期律表I〜IV族の有機
金属化合物を使用できるが、とくに有機アルミニウム化
合物および有機亜鉛化合物が好ましい。具体的な例とし
ては、一般式 R3Al、R2AlX、RAlX2、 R2AlOR、RAl(OR)Xおよび R3Al2X3の有機アルミニウム化合物 (ただしRは炭素数1〜20のアルキル基またはアリール
基、Xはハロゲン原子を示し、Rは同一でもまた異なっ
ていてもよい。)または一般式 R2Zn (ただしRは炭素数1〜20のアルキル基であり二者同一
でもまた異なっていてもよい。)の有機亜鉛化合物で示
されるもので、トリエチルアルミニウム、トリイソプロ
ピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ
sec−ブチルアルミニウム、トリtert−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クロリド、ジイソプロピ
ルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムエトキ
シド、エチルアルミニウムセスキクロリド、ジエチル亜
鉛およびこれらの混合物等があげられる。有機金属化合
物の使用量はとくに制限はないが通常チタン化合物およ
び/またはバナジウム化合物に対して0.1〜1,000mol倍
使用することができる。
本発明の触媒を使用してのオレフィンの重合はスラリー
重合または気相重合にて行うことができる。特に本発明
の触媒は気相重合に好適に用いることができ、中でも密
度が0.86〜0.92の範囲の超低密度ポリエチレン製造用と
してさらに好適に用いることができる。重合反応は通常
のチグラー型触媒によるオレフィンの重合反応と同様に
して行なわれる。すなわち反応はすべて実質的に酸素、
水などを絶った状態で不活性炭化水素の存在下、あるい
は不存在下で行われる。オレフィンの重合条件は温度は
20ないし120℃、好ましくは40ないし100℃であり、圧力
は常圧ないし70kg/cm2、好ましくは2ないし60kg/cm2
ある。分子量の調節は重合温度、触媒のモル比などの重
合条件を変えることによってもある程度調節できるが重
合系中に水素を添加することにより効果的に行なわれ
る。もちろん、本発明の触媒を用いて水素濃度、重合温
度など重合条件の異なった2段階ないしそれ以上の多段
階の重合反応も何ら支障なく実施できる。
本発明の方法はチグラー型触媒で重合できるすべてのオ
レフィンの重合に適用可能であり、特に炭素数2〜12の
α−オレフィンが好ましく、たとえばエチレン、プロピ
レン、ブテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン
−1などのα−オレフィン類の単独重合およびエチレン
とプロピレン、エチレンとブテン−1、エチレンとヘキ
セン−1、プロピレンとブテン−1の共重合などに好適
に使用される。
また、ポリオレフィンの改質を目的とする場合のジエン
との共重合も好ましく行われる。この時使用されるジエ
ン化合物の例としてはブタジエン、1,4−ヘキサジエ
ン、エチリテンノルボルネン、ジシクロペンタジエン等
を挙げることができる。
以下に実施例をのべるが、これには本発明を実施するた
めの説明用のものであって本発明はこれらに制限される
ものではない。
実施例1 (a)触媒成分の製造 1/2インチ直径を有するステンレススチール製ボールが2
5コ入った内容積400mlのステンレススチール製ポットに
市販の無水塩化マグネシウム10g、アルミニウムトリエ
トキシド4.2gを入れ窒素雰囲気下、室温で16時間ボール
ミリングを行ない反応生成物を得た。攪拌機、および還
流冷却器をつけた3ツ口フラスコを窒素置換し、この3
ツ口フラスコに上記反応生成物5gおよび600℃で焼成し
たSiO2(試作品A)5gを入れた。この試作品Aは下記の
方法で製造されたものであり、真球度が0.75〜1.0のも
のを98%、真球度が0.80〜1.0のものは92%含んでお
り、また平均細孔直径は190Åであり細孔直径が100Å〜
300Åの範囲のものが82%を占めていた(100Å以下は3
%、300Å以上は15%)。
また粒径範囲は、44μm〜149μmであり、超音波処理
後では10μm〜50μmが38%(個数%)、50μm〜150
μmが62%(個数%)であった。
ついでテトラヒドロフラン100mlを加えて、60℃で2時
間反応させたのち、120℃で減圧乾燥を行ない、テトラ
ヒドロフランを除去した。次に、四塩化ケイ素3mlを加
えて、60℃で2時間反応させたのちに、四塩化チタン1.
6mlを加えて、130℃で2時間反応させて、触媒成分を得
た。得られた触媒成分1g中のチタンの含有量は40mgであ
った。
試作品Aの製法 電磁誘導式撹拌機の付いた3リットルのオートクレーブ
にシリカ濃度25重量%のシリカゾル1kgをいれ、撹拌し
ながら濃度60%の硝酸を加えてpHを0.8とした。さらに
撹拌を続けながら濃度10重量%のアンモニア水を加えて
pHを9.0にすることによりシリカヒドロゲルを得た。
上記ゲルを高速撹拌機付きのオートクレーブに加え、シ
リカ濃度18%のシリカゲルスラリーを調製し、55℃に加
熱後、濃度10重量%のアンモニア水を加えてpH9.0に調
整した。内温を55℃に保ち、濃度10重量%のアンモニア
水を同時に添加しpHを9.0に調整しながら、シリカ濃度
5重量%の水ガラスを陽イオン交換樹脂で処理して調製
したケイ酸液(pH2.9)を1g/分の速度で450gを添加して
スラリーを得た。
上記の様にして得られたスラリーを噴霧乾燥し、ついで
600℃で3時間焼成してシリカ担体を調製した (b)気相重合 気相重合装置としてはステンレス製オートクレーブを用
い、ブロワー、流量調節器および乾式サイクロンでルー
プをつくり、オートクレーブはジャケットに温水を流す
ことにより温度を調節した。
60℃に調節したオートクレーブに上記触媒成分を250mg/
hr、およびトリエチルアルミニウムを50mmol/hrの速度
で供給し、また、オートクレーブ気相中のブテン−1/エ
チレン比(モル比)を0.35に、さらに水素を全圧の10%
となるように調整しながら各々のガスを供給し、かつブ
ロワーにより系内のガスを循環させて重合を行なった。
生成したエチレン共重合体はかさ密度0.47、メルトイン
デックス(MI)1.2、密度0.922で、177μm以下の粒子
がなく平均粒径が990μmで、しかも粒子の形がほぼ球
形の流動性の良好な粉末であった。
また触媒活性は、150,000g共重合体/gTiときわめて高活
性であった。
1000時間の連続運転ののちオートクレーブを解放し、内
部の点検を行なったが内壁には全くポリマーは付着して
おらず、塊もなくきれいであった。
(c)ポリマーの流動性テスト JIS K−6721のかさ密度測定器を用い、まず、かさ密
度の測定時と同様の方法で100mlのポリマーを容器にと
り、それをかさ密度測定器に静かにいれる。底部をあけ
てポリマーを自然落下させ、100mlのポリマーが落下す
る秒数を測定したところ、14秒と表1に示した比較例と
くらべ明らかに流動性がすぐれていた。
比較例1 実施例1(a)において、試作品AのSiO2のかわりに市
販品のSiO2であるケッチェンF7(アクゾ社製)を使用す
ることを除いては実施例1(a)と同様の方法で触媒成
分を合成し、実施例1(b)と同様の方法で重合を行な
った。SiO2の性状および重合結果を表1に示した。
比較例2 実施例1(a)において、試作品AのSiO2のかわりに市
販品のSiO2であるミクロビーズシリカゲルグレード4B
(富士デビソン社製)を使用することを除いては実施例
1(a)と同様の方法で触媒成分を合成し、実施例1
(b)と同様の方法で重合を行なった。SiO2の性状およ
び重合結果を表1に示した。
比較例3 実施例1(a)において、試作品AのSiO2のかわりに下
記の方法で製造されたシリカ強度の著しく弱い試作品B
のSiO2を使用することを除いては実施例1(a)と同様
の方法で触媒成分を合成し、実施例1(b)と同様の方
法で重合を行なった。SiO2の性状および重合結果を表1
に示した。
試作品Bの製法 電磁誘導式撹拌機の付いた3リットルのオートクレーブ
にシリカ濃度25重量%のシリカゾル1kgをいれ、撹拌し
ながら濃度60重量%の硝酸を加えてpHを0.8とした。さ
らに撹拌を続けながら濃度重量10%のアンモニア水を加
えてpHを9.0することによりシリカヒドロゲルを得た。
上記ゲルを高速撹拌機付きのオートクレーブに加え、シ
リカ濃度18%のシリカゲルスラリーを調製し、35℃に加
熱後、濃度10重量%のアンモニア水を加えてpHを9.0に
調整した。内温を35℃に保ち、濃度10重量%のアンモニ
ア水を同時に添加しpHを9.0に調整しながら、シリカ濃
度5重量%の水ガラスを陽イオン交換樹脂で処理して調
製したケイ酸液(pH2.9)を1g/分の速度で450g添加して
スラリーを得た。
このスラリーを35℃に保持しながら濃度60重量%の硝酸
を加えてpHを6.0とした。この状態で10分間撹拌した
後、濃度10重量%のアンモニア水を加えてpHを9.0にし
た。内温を35℃に保ち、濃度10重量%のアンモニア水を
同時に添加しpHを9.0に調整しながら、シリカ濃度5重
量%の水ガラスを陽イオン交換樹脂で処理して調製した
ケイ酸液(pH2.9)を1g/分の速度で120g添加した。
上記の様にして得られたスラリーを噴霧乾燥し、ついで
600℃で3時間焼成してシリカ担体を調製した。
実施例2 2のステンレススチール製誘導攪拌機付きオートクレ
ーブを窒素置換しヘキサン1,000mlを入れ、トリエチル
アルミニウム1mmolおよび実施例1(a)の触媒成分80m
gを加え、攪拌しながら85℃に昇温した。ヘキサンの蒸
気圧で系は、1.7kg/cm2Gになるが水素を全圧が6kg/cm2G
になるまで張り込み、ついでエチレンを全圧が10kg/cm2
Gになるまで張り込んで重合を開始した。全圧が10kg/cm
2Gになるようにエチレンを連続的に導入し1.5時間重合
を行なった。重合終了後、重合体スラリーをビーカーに
写し、ヘキサンを減圧除去し、メルトインデックス13.
9、かさ密度0.37の白色ポリエチレン230gを得た。触媒
活性は144,000gポリエチレン/gTiであった。
またポリマー粉末の平均粒径は、1,300μmであり、177
μm以下の部分は1%以下と微粒子が少なく平均粒径の
大きく、しかも粒子の形がほぼ球形のかさ密度の高いポ
リマーが高活性に得られることがわかった。また実施例
1(c)に従い流動性テストを行なったところ落下秒数
は16秒と流動性の良好なポリマーであった。
比較例4 比較例1で用いた触媒成分を用い、実施例2と同様の条
件でスラリー重合を行なったところ、メルトインデック
ス10.4、かさ密度0.29の白色ポリエチレン175gを得た。
触媒活性は110,000gポリエチレン/gTiであった。ポリマ
ー形状は不定形であり、流動性テストでは落下秒数は28
秒と実施例2と比較して明らかに流動性が劣っていた。
実施例3 実施例1(a)の触媒成分を用い、実施例1(b)にお
いて、オートクレーブ気相中のブテン−1/エチレンモル
比を0.60とし、水素を全圧の5%とすることを除いては
実施例1(b)と同様の条件下で気相重合を行なったと
ころ、メルトインデックス1.2、密度0.8900で、177μm
以下の粒子のない平均粒径が1,160μmで粒子形状がほ
ぼ球形の流動性の良好なポリエチレン粉末を得た。流動
性テストでは落下秒数は17秒と良好であった。
実施例4 (a)触媒成分の製造 実施例1で用いたSiO2(試作品A)10gを、500mlの3ツ
口フラスコに入れ、150℃で12時間真空乾燥した。次に
四塩化チタン30mlおよびイソオクタン200mlを加え、イ
ソオクタンの還流下で連続的に2時間反応させた。反応
終了後、デカンテーションにより溶液部を抜きだし、遊
離のチタンがほとんどなくなるまでくり返しイソオクタ
ンで洗浄を行なった。得られた触媒成分の組成分析を行
なったところ、触媒成分1gあたりチタン原子に換算し
て、5.5mgのチタンが担持されていた。
(b)スラリー重合 2のステンレススチール製誘導攪拌機付きオートクレ
ーブを窒素置換しヘキサン1,000mlを入れ、トリエチル
アルミニウム3mmolおよび上記の触媒成分500mgを加え、
攪拌しながら85℃に昇温した。ヘキサンの蒸気圧で系
は、1.7kg/cm2Gになるが水素を全圧が6kg/cm2Gになるま
で張り込み、ついでエチレンを全圧が10kg/cm2Gになる
まで張り込んで重合を開始した。全圧が10kg/cm2Gにな
るようにエチレンを連続的に導入し、4時間重合を行な
った。重合終了後重合体スラリーをビーカーに写し、ヘ
キサンを減圧除去し、メルトインデックス1.1、かさ密
度0.41のポリエチレン35gを得た。実施例1(c)に従
って流動性テストを行なったところ、落下秒数は15秒と
良好であった。
実施例5 実施例1(a)において、四塩化チタン1.6mlのかわり
にVO(OC2H530.6gおよび四塩化チタン2.1gを使用する
ことを除いては実施例1(a)と同様の方法で触媒成分
を製造し、実施例1(b)と同様の方法で500時間の連
続重合を行った。触媒活性は、140,000gポリエチレン/g
(Ti+V)であり、メルトインデックス1.8、かさ密度
0.42、密度0.919であった。生成したポリマー粒子は、1
77μm以下がなく平均粒径が900μmでほぼ球形の流動
性の良好な粉末であった。流動性テストでは落下秒数は
15秒と良好であった。
実施例6 実施例1(a)において、試作品A(SiO2)のかわりに
下記の方法で製造された試作品C(SiO2/Al2O3)を用い
ることを除いては実施例1(a)と同様の方法で触媒成
分を製造した。なお試作品Cの性状は表2に示した。実
施例1(b)と同様の方法で500時間の連続運転を行っ
たところ、触媒活性は80,000gポリエチレン/gTiであ
り、メルトインデックス0.6、かさ密度0.44、密度0.923
であった。生成したポリマー粒子は177μm以下がなく
平均粒径910μmでほぼ球形の流動性の良好な粉末であ
った。流動性テストでは落下秒数は17秒と良好であっ
た。
試作品Cの製法 電磁誘導式撹拌機の付いた3リットルのオートクレーブ
に濃度10重量%の硫酸を500gいれ、撹拌しながら20℃に
保持した中に濃度5重量%ケイ酸ナトリウムを1000g滴
下しpH2のシリカゾルを得た。次いで室温にて撹拌しな
がら濃度10重量%の硫酸アルミニウム水溶液を10g滴下
した。
上記の様にして得られたスラリーを洗浄後噴霧乾燥し、
ついで600℃で3時間焼成してシリカ担体を調製した。
実施例7 (a)固体触媒成分の調製 1/2インチ直径を有するステンレススチール製ボールが2
5個入った内容積400mlのステンレススチール製ポット
に、市販の無水塩化マグネシウム10g、アルミニウムト
リエトキシド4.2gを加え、窒素雰囲気下、室温で16時間
ボールミリングを行い反応生成物を得た。
撹拌機および還流冷却器をつけた500ml三ツ口フラスコ
を窒素置換し、この中に上記反応生成物5gおよび600℃
で焼成したSiO2(試作品A)を5gを入れた。ついでテト
ラヒドロフラン100mlを加えて、60℃で2時間反応させ
た後、120℃で減圧乾燥を行い、テトラヒドロフランを
除去した。次に四塩化ケイ素3mlを加えて、60℃で2時
間反応させた後に、脱水したエタノール5mlに溶解させ
た三塩化チタン(TiCl3・1/3AlCl3)2.9gを加えて、130
℃で2時間反応させ、その後120℃で減圧乾燥を行いエ
タノールを除去して触媒成分を得た。得られた触媒成分
1g中のチタンの含有量は40mgであった。
(b)気相重合 気相重合装置としては撹拌機が付いたステンレス製オー
トクレーブを用い、ブロワー、流量調節器および乾式サ
イクロンでループをつくり、オートクレープはジャケッ
トに温水を流すことによって温度を調節した。60℃に調
節したオートクレープに上記固体触媒成分を250mg/hr、
およびトリエチルアルミニウムを50mmol/hrの速度で供
給し、またオートクレープ気相中のブテン−1/エチレン
モル比を0.35に、水素を全圧の10%となるように調整し
ながら各々のガスを供給し、かつブロアーにより系内の
ガスを循環させて重合を行った。
生成したエチレン共重合体は、かさ密度0.45g/cm3、メ
ルトインデックス(MI)0.95g/10min、密度0.9203g/c
m3、177μm以下の粒子がなく、平均粒径920μmで粒子
の形がほぼ球形の流動性良好な粉末であった。
触媒効率は130,000g共重合体/gTiときわめて高活性であ
った。また、1000時間の連続重合後、オートグレーブを
開放し内部の点検を行ったところ、内壁および撹拌機に
は全くポリマーは付着しておらず塊もなくきれいであっ
た。
実施例8 (a)固体触媒成分の調製 1/2インチ直径を有するステンレススチール製ボールが2
5個入った内容積400mlのステンレススチール製ポット
に、市販の無水塩化マグネシウム10g、アルミニウムト
リエトキシド4.2gを加え、窒素雰囲気下、室温で16時間
ボールミリングを行い反応生成物を得た。
撹拌機および還流冷却器をつけた500ml三ツ口フラスコ
を窒素置換し、この中に上記反応生成物5gおよび600℃
で焼成したSiO2(試作品A)を5gを入れた。ついでテト
ラヒドロフラン100mlを加えて、60℃で2時間反応させ
た後、120℃で減圧乾燥を行い、テトラヒドロフランを
除去した。次に四塩化ケイ素3mlを加えて、60℃で2時
間反応させた後に、四塩化チタン1.0mlおよび四塩化バ
ナジウム0.6mlを加えて、130℃で2時間反応させて触媒
成分を得た。得られた触媒成分1g中のチタンおよびバナ
ジウムの含有量は各々25mgおよび17mgであった。
(b)気相重合 実施例7と同様の条件で重合を行った。
生成したエチレン共重合体は、かさ密度0.44g/cm3、メ
ルトインデックス(MI)1.51g/10min、密度0.9195g/c
m3、177μm以下の粒子がなく、平均粒径950μmで粒子
の形がほぼ球形の流動性良好な粉末であった。
触媒効率は140,000g共重合体/gTiときわめて高活性であ
った。また、1000時間の連続重合後、オートグレーブを
解放し内部の点検を行ったところ、内壁および撹拌機に
は全くポリマーは付着しておらず塊もなくきれいであっ
た。
実施例9 (a)固体触媒成分の調製 1/2インチ直径を有するステンレススチール製ボールが2
5個入った内容積400mlのステンレススチール製ポット
に、市販の無水塩化マグネシウム10g、アルミニウムト
リエトキシド4.2gを加え、窒素雰囲気下、室温で16時間
ボールミリングを行い反応生成物を得た。
撹拌機および還流冷却器をつけた500ml三ツ口フラスコ
を窒素置換し、この中に上記反応生成物5gおよび600℃
で焼成したSiO2(試作品A)を5gを入れた。ついでテト
ラヒドロフラン100mlを加えて、60℃で2時間反応させ
た後、120℃で減圧乾燥を行い、テトラヒドロフランを
除去した。次に四塩化ケイ素3mlを加えて、60℃で2時
間反応させた後に、四塩化チタン1.0mlを加えて130℃で
2時間反応させ、さらに脱水したテトラヒドロフラン5m
lに溶解させた三塩化バナジウム1.0gを加えて、再び130
℃で2時間反応させた。その後120℃で減圧乾燥を行い
テトラヒドロフランを除去し触媒成分を得た。得られた
触媒成分1g中のチタンおよびバナジウムの含有量は各々
25mgおよび19mgであった。
(b)気相重合 実施例7と同様の条件で重合を行った。
生成したエチレン共重合体は、かさ密度0.43g/cm3、メ
ルトインデックス(MI)1.22g/10min、密度0.9198g/c
m3、177μm以下の粒子がなく、平均粒径880μmで粒子
の形がほぼ球形の流動性良好な粉末であった。
触媒効率は120,000g共重合体/gTiときわめて高活性であ
った。また、1000時間の連続重合後、オートグレーブを
開放し内部の点検を行ったところ、内壁および撹拌機に
は全くポリマーは付着しておらず塊もなくきれいであっ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のフローチャート図を示す。 *1;真球度、細孔直径、平均細孔直径および超音波処理
強度を限定。 *2;RおよびR′:炭素数1〜8の炭化水素残基、 X:ハロゲン原子、 z:元素Meの原子価、 0≦m、n≦z、0≦m+n≦z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくともチタン化合物を、またはチタン
    化合物とバナジウム化合物を、ケイ素酸化物および/ま
    たはアルミニウム酸化物に担持したオレフィン重合用触
    媒成分であって、該ケイ素酸化物および/またはアルミ
    ニウム酸化物が (i)4A/πL2(ここでAはケイ素酸化物および/また
    はアルミニウム酸化物の投影面の面積、Lは絶対最大
    長)で表わされる値(真球度)が0.75〜1.0の粒子が個
    数表現された粒径分布の90%以上、 (ii)細孔直径100Å〜300Åのものが60%以上ありかつ
    平均細孔直径が180Å〜250Å、 および (iii)粒径が50μm〜150μmの範囲の粒子を選び28KH
    z,200Wで2時間超音波処理を行った後において50%以上
    が50μm〜150μmであることを特徴とするオレフィン
    重合用触媒成分。
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