JPH0739432B2 - キラルなジルコニウム化合物 - Google Patents

キラルなジルコニウム化合物

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JPH0739432B2 JP60263941A JP26394185A JPH0739432B2 JP H0739432 B2 JPH0739432 B2 JP H0739432B2 JP 60263941 A JP60263941 A JP 60263941A JP 26394185 A JP26394185 A JP 26394185A JP H0739432 B2 JPH0739432 B2 JP H0739432B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規のチーグラー触媒系の利用下にプロピレ
ンおよびより高級な1-オレフィンを重合する為の並びに
プロピレンとエチレンまたはより高級な1-オレフィンと
共重合する為の方法に関する。本発明は特にプロピレン
単一‐および共重合体を製造する方法に関し、その際重
合を立体的に固定されたキラルジルコニウム化合物と酸
素含有アルミニュウムアルキル化合物より成る触媒系の
存在下に実施する。
アイソタクチック度の高いポリプロピレンを製造する為
に、最近では特にいわゆる担持触媒系が用いられてき
た。この場合、遷移金属成分が例えばハロゲン化マグネ
シュウム、電子供与体およびチタン化合物の相互を接触
させることによって製造されそしてアルミニュウムアル
キルが活性剤として用いられる混合触媒が適している。
この種の触媒は例えばドイツ特許出願公開第22 30 672
号明細書およびヨーロッパ特許第7061号明細書に記載さ
れている。これらの触媒系は高い活性を有し、このもの
を用いてアイソタクチック度が高く且つ7〜11の広い分
子量分布Mw/Mnを有することに特徴のあるポリプロピレ
ンが得られる。
可溶性のチーグラー触媒も公知である。例えばドイツ特
許出願公開第30 07 725号および第31 27 133号明細書に
ビス‐(シクロペンタジエニル)‐ジルコニュウム‐ア
ルキル‐あるいは‐ハロゲン‐化合物をオリゴマーのア
ルミノキサン類と組み合わせて使用して実施するポリオ
レフィンの製造方法が記載されている。これらの可溶性
触媒系はエチレンおよびプロピレンの重合の際に確かに
非常に高い活性を示すが、プロピレンの重合の場合には
非常に僅かな立体特異性しか有していない生成物が得ら
れる−即ち、全くアタクチック製造が主のポリプロピレ
ンが得られる−。
本発明者は、プロピレンおよびより高級な他の1-オレフ
ィンを a)立体的に固定されたキラルである一般式 R3 Zr A1 A2 R1 R2 に相当するジルコニウム化合物および b)一般式 Al2 OR4(Al(R)‐O)n で表される線状アルミノキサンおよび (Al(R)‐O)n+2 で表される環状アルミノキサン(両式中、nは4〜20の
数であり、そしてRはメチル‐またはエチル基であ
る。)なるアルミノキサン類のアルミニュウム含有化合
物 より成る触媒系の存在下で重合する場合に、アイソタク
ッチク度が高く且つ分子量分布の狭い重合体が得られる
ことを見出した。この触媒系はまた極めて活性が高い。
本発明の方法で用いる触媒系の立体的に固定されたキラ
ルジルコニウム化合物としては、線状または環状炭化水
素連鎖をブリッジとして含有し且つ下記の構造式に相当
するπ‐結合した非対称の単核−または多核化合物が適
する: 式中、A1およびA2は単核−または多核の非対称炭化水素
残基であり、その際A1およびA2は互いに異なっていても
または同じであってよてもよく、殊にインデニル−また
はテトラヒドロインデニル基、特に4,5,6,7-テトラヒド
ロ‐1-インデニルであり、R3は炭素原子数1〜4の線状
炭化水素残基または炭素原子数3〜6の環状炭化水素残
基でありそして R1およびR2はハロゲン原子、殊にClまたは炭素原子1〜
6のアルキル基であり、その際R1およびR2は互いに異な
っていてもまたは同じであってもよい。
特に有利なのは、エチレン‐ビス‐(4,5,6,7-テトラヒ
ドロ‐1-インデニル)‐ジルコニウムジクロライドであ
る。
光学的活性ジルコニウム化合物はラセミ化合物として用
いる。しかし純粋のD-またはL-型も用いることができ
る。
有機アルミニュウム系の触媒成分としては、一般式Al2
OR4(Al(R)‐0)nの線状アルミノキサンまたは(Al(R)‐
O)n+2の環状アルミノキサン−但し、両式中nは4〜20
の整数でありそしてRはメチル‐またはエチル基、殊に
メチル基である−を用いる。この種の化合物の製法は公
知である。アルミノキサンは少なくとも6の重合度、殊
に10以上のそれを有していることが重要である。
単一重合体を製造する場合には単量体として式CH2=CHR
(式中、Rは炭素原子数1〜10のアルキル基である。)
のオレフィンを用いる。プロピレンを用いるのが特に有
利である。共重合体を製造する場合には、上記のオレフ
ィンを相互の混合状態でまたはエチレンとの混合状態で
用いる。共重合体を製造する場合、単量体相互の比は広
い範囲で変えることができる。特にエチレンも多量に、
例えば50%より多い量で一緒に組み入れ重合することも
可能である。共重合性単量体およびそれら相互の混合比
の選択によって共重合体の性質を広い範囲で変えること
ができる。
重合は溶剤中、液状単量体中または気相中で実施する。
溶剤中で重合をする場合には10-4〜10-1mol/のアルミ
ノキサン濃度並びにアルミニュウムとジルコニウムとの
原子比10:1〜108:1を用いた場合が有利である。
重合は−50〜200℃、殊に−20〜120℃の温度のもとで実
施する。特に−20〜+60℃の範囲が有利である。
得られる重合体の平均分子量は水素の添加および/また
は温度の変更によって公知のように調整できる。低い温
度のもとでは高分子量がそして高い温度では低分子量が
達成される。
本発明の方法によって得られるポリオレフィンはアイソ
タクッチク度が非常に高いことに特徴がある。従来の方
法で得られるポリプロピレン〔アイソタクッチク度のイ
ンデックスの測定方法については、エフ・クロース(F.
Kloos),エッチ・ジイ・ロイゲリング(H.G.Leugerin
g),ジャパック・マクロ・〕フローレンス・リプリン
ツ(JUPAC Macro Florence Reprints)2,479(1980)参
照〕は少なくとも2〜7重量%の可溶性成分(炭化水素
中で再結晶処理した後に測定)を含有しているのに、本
発明の方法によれば、同じ方法で測定して実質的に1%
より少ない可溶性成分しか含有していないポリプロピレ
ンが製造される。従って本発明の方法で得られるポリプ
ロピレンの99%以上は結晶質である。
本発明に従って製造されるポリオレフィンは更に、非常
に狭い分子量分布に特徴がある。従来の方法で製造され
るポリプロピレンは一般に7〜11の範囲の分子量分布Mw
/Mnを有しているのに対して、本発明の方法で製造され
るポリプロピレンは約2以下の分子量分布Mw/Mnを有す
る。これによって射出成形の為、特に精密な部材等の製
造の為の射出成形の為に特に適した重合体の性質像が得
られる。
また本発明の方法で用いる触媒系は特に活性が高い。こ
の触媒系の活性は例えば、シクロペンタジエニル‐ジル
コニュウム化合物とアルミノキサンとを用いそしてアタ
クッチク構造のポリプロピレンを得る触媒よりも優れて
いる。
実施例1 a)メチルアルミノキサンの製造 44.3gのAl2(SO4)3・16H2O(0.056mol:1molのH2Oに相当す
る)を250mlのトルエンに懸濁させ、50mlのトリメチル
アルミニュウム(0.52mol)と混合しそして20℃のもと
で反応させる。30時間の反応時間の後に約0.9molのメタ
ンが発生する。次いで溶液から固体の硫酸アルミニュウ
ムをろ去する。トルエンを除くことによって19.7gのメ
チルアルミノキサンが得られる。収率は理論値の63%で
ある。氷点降下法でベンゼン中で測定される平均分子量
は1,170である。
平均オリゴマー重合度は約16である。
b)エチレン‐ビス‐(4,5,6,7-テトラヒドロインデニ
ル)‐ジルコニュウムジクロライド 製造は、ジャアナル・オブ・オルガノメタリック・ケミ
ストリー(Joural of Organometallic Chemistry)、33
2(1982)第245/246頁のエチレン‐ビス‐(4,5,6,7-テ
トラヒドロインデニル)‐チタンジクロライドについて
の記載と同様に行う。
c)重合 加熱され数回アルゴンでフラッシュ洗浄された1のガ
ラス製オートクレーブに、20℃に温度調整しながら330m
lの無水トルエン、16の平均オリゴマー度の360mgのメチ
ルアルミノキサン並びに3.3×10-6のラセミ体のエチレ
ン‐ビス‐(4,5,6,7-テトラヒドロインデニル)‐ジル
コニュウムジクロライドを装入する。この溶液中で70dl
のプロピレンが速やかに縮合され、その際二三分間後に
この混合物は濁る。この場合3.1barの圧力が2時間後に
1.5barに低下する。次に重合を、過剰の単量体をエタノ
ールの添加下に吹き除くことによって終了させる。触媒
の残りはHCl溶液と一緒に攪はんすることによって除き
そして重合体を次いで吸引過し、60℃のもとで重量が
一定になるまで乾燥する。白色の粉末状アイソタクッチ
ク‐ポリプロピレンの収率は31.3gであり、従って活性
は、41000のMnののもとで4,750kg(PP)/mol(Zr)/・
時である。
アタックチックポリプロピレン(APP)の含有量は1.0%
(130℃での高沸点ベンジン留分中での可溶性成分)で
ある。1,2,4-トリクロルベンゼン中135℃にてGPC-測定
にて1.9のMw/Mnが得られる。
実施例2 実施例1における如く実施する。但し15℃の温度のもと
で重合させる。170分の重合時間の後に26.7gのアイソタ
クチックポリプロピレンが得られる。活性は54,000のMn
のもとで2880kg(PP)/mol(Zr)・時である。APP-測定
では0.7%の成分が測定されたMw/Mn‐値は2.0である。
実施例3 実施例1における如く実施する。重合温度は0℃であ
る。重合時間は255分である。この時間の後に12.5gのア
イソタクチックポリプロピレンが得られる。活性は134,
000のMnのもとで880Kg(PP)/mol(Zr)・時である。Mw
/Mn‐値は2.6である。APP-測定では0.2%が測定され
た。
実施例4 実施例1における如く実施する。但し−10℃の温度のも
とで重合する。270分の重合時間の後に4.5gのアイソタ
クチックポリプロピレンが得られる。活性は300Kg(P
P)/mol(Zr)・時であり、Mnは280,000であるGPC-測定
ではMwが305,000でそしてMnが116,000である。これは2.
6のMw/Mn‐値に相当する。APP-測定では0.25%の可溶性
成分が測定される。
実施例5 実施例1における如く実施する。但し40℃の温度のもと
で重合する。150分の後に34.8gの重合体が得られる。こ
の内の7.5gの低分子量ワックス成分がトルエンに溶解す
る。活性は12,000のMnのもとで4150Kg/mol(Zr)・時で
ある。GPC-測定ではトルエン不溶性成分のMw/Mn‐‐値
1.6が得られる。
実施例6 実施例1における如く実施する。但しプロピレンの替わ
りに70mlの1-ブテンを縮合しそして−10℃のもとで重合
する。330分の後に重合を中止し、生成物をHCl溶液で洗
浄しそして溶剤を除く。得られるポリブテンは30℃の上
の温度のもとでトルエンに溶解する。収率は9.1gであ
り、これから500Kg(PB)/mol(Zr)・時の活性が判
る。
実施例7 実施例1における如く実施する。但し210mgのメチルア
ルミノキサンおよび10-6molのジルコニウム化合物しか
用いない。次いで70mlのプロピレンを縮合しそしてエチ
レンを0.3barの過剰圧まで圧入する。重合時間は25℃の
もとで60分である。後処理は実施例5における如く行
う。エチレン‐およびプロピレン単位より成る32.2gの
共重合体が得られる。この場合プロピレン配列はアイソ
タクッチク構造の結合をしている。
実施例8 実施例7における如く実施する。但しジルコニウム量は
8.3×10-7molでありそして15mlのプロピレンを縮合しそ
してエチレンを5.5barの過剰圧まで圧入する。重合時間
は30℃のもとで10分である。後処理は実施例5における
如く行う。エチレン‐およびプロピレン単位より成る9.
4gの共重合体が得られる。
実施例9および比較例A 1000mlの実験室用オートクレーブに750mlの無水ベンジ
ン(沸点範囲100〜120℃)を最初に導入する。溶剤を10
オングストロームの分子フルイで乾燥し、次いで乾燥し
たアルゴンでフラッシュ洗浄する。この溶剤を6barの乾
燥窒素ガスの雰囲気下でプロセス温度に加熱する。この
場合窒素ガスは三回交換する。
不活性ガス流中で500mgのメチルアルミノキサン(MAO)
を添加して、1.1-2mol/の活性剤濃度とする。次いでT
i-あるいはZr-化合物の溶液を加える。その際の反応器
中の触媒濃度は第2表に示した。8barのエチレンを5分
間の間に攪はん(750回転/分)下に圧入する。2時間
の重合時間の後に表に記した量のポリエチレンが得られ
る。結果を比較対照表2に総括掲載する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のポリオレフィンの製造において使用
される触媒の調製工程のフローチャト図である。このフ
ローチャート図は本発明を限定するものでない。
フロントページの続き (72)発明者 ハルトムート・リユツケル ドイツ連邦共和国、ハムブルク 65、ヒン テル・デン・タンネン、18 (56)参考文献 特開 昭60−35007(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式 〔式中、R3は炭素原子数1〜4の線状炭化水素残基又は
    炭素原子数3〜6の環状炭化水素残基であり、 A1およびA2は単核の又は多核の非対称炭化水素残基であ
    り、その際A1およびA2は互いに異なっていてもまたは同
    じであってもよく、 R1およびR2はハロゲン原子または炭素原子数1〜6のア
    ルキル基であり、その際R1およびR2は互いに同じでも異
    なっていてもよい。〕 で表される立体的に固定されたキラルなジルコニウム化
    合物。
  2. 【請求項2】非対称炭化水素残基A1およびA2がインデニ
    ル基または置換されたシクロペンタジエニル基である特
    許請求の範囲第1項記載のジルコニウム化合物。
  3. 【請求項3】エチレン−ビス−(4,5,6,7−テトラヒド
    ロインデニル)−ジルコニウムジクロライドである特許
    請求の範囲第1項記載のジルコニウム化合物。
  4. 【請求項4】エチレン−ビス−インデニル−ジルコニウ
    ムジクロライドである特許請求の範囲第1項記載のジル
    コニウム化合物。
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