JPH0755973B2 - プロピレン―オレフィンブロック共重合体の製造法 - Google Patents

プロピレン―オレフィンブロック共重合体の製造法

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JPH0755973B2
JPH0755973B2 JP18430989A JP18430989A JPH0755973B2 JP H0755973 B2 JPH0755973 B2 JP H0755973B2 JP 18430989 A JP18430989 A JP 18430989A JP 18430989 A JP18430989 A JP 18430989A JP H0755973 B2 JPH0755973 B2 JP H0755973B2
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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、プロピレン−オレフィンブロック共重合体の
製造法に関する。更に詳しくは、特定の予備活性化触媒
を用いた、高剛性と高耐衝撃性を併有するプロピレン−
オレフィンブロック共重合体の製造法に関する。
[従来の技術とその課題] 結晶性ポリプロピレンは、高い剛性、硬度、引張強度、
および耐熱性等を有するものの、耐衝撃性は不十分であ
る。
一般にプラスチック材料の剛性、硬度等と耐衝撃性とは
非両立関係にあり、前者と後者を同時に改善し向上させ
ることは極めて困難な場合が多い。結晶性ポリプロピレ
ンの用途拡大のためには、前述の耐衝撃性のみならず剛
性を今一段と向上させることが要望される。
ポリプロピレンの耐衝撃性を向上させる方法としては、
プロピレンの単独重合に引き続いて、プロピレンとプロ
ピレン以外のオレフィンをブロック共重合させる方法が
ある。しかしながら、該ブロック共重合体は結晶性ポリ
プロピレンと比較して耐衝撃性は著しく向上する反面、
剛性は低下するという課題を有している。
上述の課題を改良するものとして、4,4−ジメチルペン
テン−1やアリルトリメチルシラン等の非直鎖オレフィ
ンを少量重合させて予備活性化処理した触媒を用いてプ
ロピレン−オレフィンブロック共重合体を製造する方法
(特開昭63−68,621号公報、特開昭63−68,622号公報)
が提案されているが、本発明者等が該提案の方法に従っ
てブロック共重合体の製造を行ったところ、重合活性が
低下するのみならず、塊状ポリマーの生成や、重合器壁
へのスケール付着、重合反応のコントロール性不良とい
った運転上の課題が生じるので、工業的な長期間の連続
重合法、特に気相重合法においては採用できない方法で
あった。
更に、得られたブロック共重合体を成形品に加工した場
合には剛性と耐衝撃性のバランスにおいて一定の改良が
見られたものの、未だ不十分であり、より一層の改良が
望まれる。
一方、本出願人は既に特定の三塩化チタン組成物、有機
アルミニウム化合物、および芳香族カルボン酸エステル
からなる触媒を用いて高剛性と耐衝撃性を併有するプロ
ピレン−エチレンブロック共重合体を製造する方法(特
公昭62−4,402号公報、以後先願発明ということがあ
る。)を提案しているが、更に剛性の耐衝撃性の向上が
望まれている。
本発明者等は、上記の従来技術が抱えている諸課題を解
決し、先願発明に優る高剛性と高耐衝撃性を併有するプ
ロピレン−オレフィンブロック共重合体を製造する方法
について鋭意研究した。その結果、先願発明に使用した
ものと同様な触媒成分を組み合せ、更に特定の予備活性
化処理を行った触媒を使用してプロピレン−オレフィン
ブロック共重合体を製造する場合には、既述した従来技
術の製造上および品質上の課題を解決することを見いだ
し、本発明に至った。
以上の説明から明らかなように本発明の目的は、高剛性
と高耐衝撃性を併有するプロピレン−オレフィンブロッ
ク共重合体を運転上の問題を生じることなく安定して製
造する方法を提供するにある。他の目的は、高剛性と高
耐衝撃性を併有するプロピレン−オレフィンブロック共
重合体を提供するにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は以下の構成を有する。
(1)三塩化チタン組成物(III)と、有機アルミ
ニウム化合物(A1)、および芳香族カルボン酸エステ
ル(E)からなる触媒を用いてプロピレンおよびプロピ
レン以外のオレフィンを共重合させて、プロピレン−オ
レフィンブロック共重合体を製造する方法において、 三塩化チタン組成物(III)として、有機アルミニウム
化合物(A2)若しくは有機アルミニウム化合物(A2)と
電子供与体(B1)との反応生成物(I)に四塩化チタン
を反応させて得られた固体生成物(II)をオレフィンで
重合処理し、若しくは重合処理せずに、更に電子供与体
(B2)と周期律表III〜VI族の元素のハロゲン化物とを
反応させて得られた三塩化チタン組成物(III)を用
い、該三塩化チタン組成物(III)と有機アルミニウム
化合物(A1)とを組み合わせ、このものに、 直鎖オレフィンを該三塩化チタン組成物(III)1g当
り、0.01g〜100g重合反応させた後、引き続いて、 下記式[I]〜[III]で示される非直鎖オレフィン
を該三塩化チタン組成物(III)1g当り、0.001g〜100g
重合反応させてなる予備活性化触媒成分と、必要に応じ
て追加の有機アルミニウム化合物(A1)、および芳香族
カルボン酸エステル(E)とを組み合せ、該芳香族カル
ボン酸エステル(E)と該三塩化チタン組成物(III)
(Ti原子数基準、以下同様)のモル比を(E)/(II
I)=0.1〜10.0とし、該有機アルミニウム化合物(A1
と該三塩化チタン組成物(III)のモル比を(A1)/(I
II)=0.1〜200とした触媒を用いて、 第1段目として全重合量の60重量%〜95重量%のプロピ
レンを重合させ、次いで第2段目として全重合量の40重
量%〜5重量%のプロピレンとプロピレン以外のオレフ
ィンを共重合させて、得られるブロック共重合体中のオ
レフィン含有量3重量%〜30重量%とすることを特徴と
するプロピレン−オレフィンブロック共重合体の製造
法。
非直鎖オレフィンとして、次式、 CH2=CH−R3 …[I] (式中、R3はケイ素を含んでいてもよい炭化水素の飽和
環状構造を有する、ケイ素を含んでいてもよい炭素数3
から18までの含飽和環炭化水素基を表す。)で示される
含飽和環炭化水素単量体、 次式、 (式中、R4はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から3
までの鎖状炭化水素基、またはケイ素を表し、R5、R6
R7はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖
状炭化水素基を表すが、R5、R6、R7のいずれか1個は水
素であってもよい。)で示される枝鎖オレフィン類、も
しくは、 次式、 (式中、nは0、1、mは1、2のいずれかであり、R8
はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖状
炭化水素基を表わし、R9はケイ素を含んでいてもよい炭
素数1から12までの炭化水素基、水素、またはハロゲン
を表わし、mが2の時、各R9は同一でも異なっていても
よい。)で示される芳香族系単量体。
(2)有機アルミニウム化合物(A1)として、ジアルキ
ルアルミニウムモノハライドを用いる前記第(1)項に
記載の製造法。
(3)有機アルミニウム化合物(A2)として、一般式が
AlR1 pR2 p′3−(p+p′)(式中、R1,R2はアルキ
ル基、シクロアルキル基、アリール基等の炭化水素基ま
たはアルコキシ基を、Xはハロゲンを表わし、またp、
p′は0<p+p′≦3の任意の数を表わす。)で表わ
される有機アルミニウム化合物を用いる前記第(1)項
に記載の製造法。
本発明の構成について以下に詳述する。
本発明に用いる三塩化チタン組成物(III)の製造は次
のように行う。まず、有機アルミニウム(A2)と電子供
与体(B1)とを反応させて反応生成物(I)を得て、こ
の(I)と四塩化チタンとを反応させて得られる固体生
成物(II)、若しくは有機アルミニウム化合物(A2)と
四塩化チタンとを反応させて得られる固体生成物(II)
をオレフィンで重合処理し、若しくは重合処理せずに、
更に電子供与体(B2)と電子受容体とを反応させて得ら
れる最終の固体生成物(III)として、本発明に用いる
三塩化チタン組成物(III)が製造される。
まず、反応生成物(I)を得るための有機アルミニウム
化合物(A2)と電子供与体(B1)との反応は、溶媒
(D)中で−20℃〜200℃、好ましくは−10℃〜100℃で
30秒から5時間行なう、(A2)、(B1)、(D)添加順
序に制限はなく、使用する量比は有機アルミニウム1モ
ルに対し、電子供与体0.1〜8モル、好ましくは1〜4
モル、溶媒0.5〜5、好ましくは0.5〜2が適当であ
る。溶媒としては脂肪族炭化水素が好ましい。
かくして反応生成物(I)が得られる。反応生成物
(I)は分離をしないで反応終了したままの液状態(反
応生成液(I)と言うことがある)でつぎの反応に供す
ることができる。
次に反応生成物(I)、若しくは有機アルミニウム化合
物(A2)と四塩化チタン(C)との反応は、0〜200
℃、好ましくは10〜90℃で5分〜8時間行なう。溶媒は
用いない方が好ましいが、脂肪族又は芳香族炭化水素を
用いることは出来る。(A2)若しくは(I)、(C)及
び溶媒の混合は任意の順で行えばよく、全量の混合は5
時間以内に終了するのが好ましい。反応に用いるそれぞ
れの使用量は四塩化チタン1モルに対し、溶媒は0〜3,
000ml、有機アルミニウム化合物(A2)若しくは反応生
成物(I)は、該(A2)若しくは該(I)中のAl原子数
と四塩化チタン中のTi原子数の比(Al/Ti)で0.05〜1
0、好ましくは0.06〜0.3である。
反応終了後は濾別又はデカンテーションにより液状部分
を分離除去した後、更に溶媒で洗浄を繰り返した後、得
られた固体生成物(II)を、溶媒に懸濁状態のまゝ次の
工程に使用しても良く、更に乾燥して固形物として取り
出して使用しても良い。
又、この有機アルミニウム化合物(A2)若しくは反応生
成物(I)と四塩化チタンとを反応させて得られる固体
生成物(II)をオレフィンで重合処理して、次の反応に
用いることも可能である。
なお、本発明で「重合処理する」とは、少量のオレフィ
ンを重合可能な条件下に固体生成物(II)に接触せしめ
てオレフィンを重合せしめることをいう。この重合処理
で固体生成物(II)は重合体で被覆された状態となる。
オレフィンで重合処理する方法としては、 (1) 有機アルミニウム化合物(A2)若しくは反応生
成物(I)と四塩化チタンとの反応の任意の過程でオレ
フィンを添加して固体生成物(II)を重合処理する方
法、 (2) 有機アルミニウム化合物(A2)若しくは反応生
成物(I)と四塩化チタンとの反応終了後、オレフィン
を添加して固体生成物(II)を重合処理する方法、 (3) 有機アルミニウム化合物(A2)若しくは反応生
成物(I)と四塩化チタンとの反応終了後、濾別又はデ
カンテーションにより液状部分を分離除去した後、得ら
れた固体生成物(II)を溶媒に懸濁させ、更に有機アル
ミニウム化合物、オレフィンを添加し、重合処理する方
法がある。
有機アルミニウム化合物(A2)若しくは反応生成物
(I)と四塩化チタンとの反応の任意の過程でオレフィ
ンを添加する場合及び有機アルミニウム化合物(A2)若
しくは反応生成物(I)と四塩化チタンとの反応終了
後、オレフィンを添加する場合は、反応温度0〜90℃で
5分〜10時間、オレフィンを大気圧で通すか10kg/cm2G
以下の圧力になるように添加する。
添加するオレフィンの量は、固体生成物(II)100gに対
し、10〜5,000gのオレフィンを用い、0.05g〜1,000g重
合させることが望ましい。
オレフィンによる重合処理を、有機アルミニウム化合物
(A2)若しくは反応生成物(I)と四塩化チタンとの反
応終了後、濾別又はデカンテーションにより液状部分を
分離除去した後、得られた固体生成物(II)を溶媒に懸
濁させてから行う場合には、固体生成物(II)100gを溶
媒100ml〜2,000ml、有機アルミニウム化合物0.5g〜5,00
0gを加え、反応温度0〜90℃で5分〜10時間、オレフィ
ンを0〜10kg/cm2Gで10〜5,000gを加え、0.05〜1,000g
重合させることが望ましい。
溶媒は脂肪族炭化水素が好ましく、有機アルミニウム化
合物は(A2)に用いたものと同じであっても、異なった
ものでも良い。反応終了後は、濾別又はデカンテーショ
ンにより液状部分を分離除去した後、更に溶媒で洗滌を
繰り返した後、得られた重合処理を施した固体生成物
(以下固体生成物(II−A)と呼ぶことがある)を、溶
媒に懸濁状態のまゝつぎの工程に使用しても良く、更に
乾燥して固形物として取り出して使用しても良い。
固体生成物(II)又は(II−A)は、ついでこれに電子
供与体(B2)と電子受容体(F)とを反応させる。この
反応は溶媒を用いないでも行うことができるが、脂肪族
炭化水素を用いる方が好ましい結果が得られる。使用す
る量は固体生成物(II)又は、(II−A)100gに対し
て、(B2)0.1g〜1,000g、好ましくは0.5g〜200g、
(F)0.1g〜1,000g、好ましくは0.2g〜500g、溶媒0〜
3,000ml、好ましくは100〜1,000mlである。
反応方法としては、固体生成物(II)または(II−
A)に電子供与体(B2)および電子受容体(F)を同時
に反応させる方法、(II)または(II−A)に(F)
を反応させた後、(B2)を反応させる方法、(II)ま
たは(II−A)に(B2)を反応させた後、(F)を反応
させる方法、(B2)と(F)を反応させた後、(II)
または(II−A)を反応させる方法があるがいずれの方
法でも良い。
反応条件は、上述の、の方法においては、40℃〜20
0℃、好ましくは50℃〜100℃で30秒〜5時間反応させる
ことが望ましく、の方法においては(II)または(II
−A)と(B2)の反応を0℃〜50℃で1分〜3時間反応
させた後、(F)とは前記、と同様な条件下で反応
させる。またの方法においては(B2)と(F)を10℃
〜100℃で30分〜2時間反応させた後、40℃以下に冷却
し、(II)または(II−A)を添加した後、前記、
と同様な条件下で反応させる。固体生成物(II)または
(II−A)、(B2)、および(F)の反応終了後は濾別
またはデカンテーションにより液状部分を分離除去した
後、更に溶媒で洗浄を繰り返し、本発明に用いる三塩化
チタン組成物(III)が得られる。
本発明に用いる三塩化チタン組成物(III)の製造に使
用する有機アルミニウム化合物(A2)としては、一般式
がAlR1 pR2 p′,X3−(p+p′)(式中R1、R2はアル
キル基、シクロアルキル基、アリール基で示される炭化
水素基またはアルコキシ基を、Xはハロゲンを表わし、
またp、p′は0<p+p′≦3の任意の数を表わ
す。)で表わされる有機アルミニウム化合物が使用され
る。
そ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n−プロピルアルミニウム、トリ
n−ブチルアルミニウム、トリi−ブチルアルミニウ
ム、トリn−ヘキシルアルミニウム、トリi−ヘキシル
アルミニウム、トリ2−メチルペンチルアルミニウム、
トリn−オクチルアルミニウム、トリn−デシルアルミ
ニウム等のトリアルキルアルミニウム類、ジエチルアル
ミニウムモノクロライド、ジn−プロピルアルミニウム
モノクロライド、ジi−ブチルアルミニウムモノクロラ
イド、ジエチルアルミニウムモノフルオライド、ジエチ
ルアルミニウムモノブロマイド、ジエチルアルミニウム
モノアイオダイド等のジアルキルアルミニウムモノハラ
イド類、ジエチルアルミニウムハイドライド等のジアル
キルアルミニウムハイドライド類、メチルアルミニウム
セスキクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライ
ド等のアルキルアルミニウムセスキハライド類、エチル
アルミニウムジクロライド、i−ブチルアルミニウムジ
クロライド等のモノアルキルアルミニウムジハライド類
などがあげられ、他にモノエトキシジエチルアルミニウ
ム、ジエトキシモノエチルアルミニウム等のアルコキシ
アルキルアルミニウム類を用いることもできる。
これらの有機アルミニウム化合物は2種類以上を混合し
て用いることもできる。
本発明に用いる電子供与体としては、以下に示す種々の
ものが示されるが、(B1)、(B2)としてはエーテル類
を主体に用い、他の電子供与体はエーテル類と共用する
のが好ましい。
電子供与体として用いられるものは、酸素、窒素、硫
黄、燐のいずれかの原子を有する有機化合物、すなわ
ち、エーテル類、アルコール類、エステル類、アルデヒ
ド類、脂肪酸類、ケトン類、ニトリル類、アミン類、ア
ミド類、尿素又はチオ尿素類、イソシアネート類、アゾ
化合物、ホスフィン類、ホスファイト類、ホスファナイ
ト類、硫化水素又はチオエーテル類、チオアルコール類
などである。
具体例としては、ジエチルエーテル、ジn−プロピルエ
ーテル、ジn−ブチルエーテル、ジイソアミルエーテ
ル、ジn−ペンチルエーテル、ジn−ヘキシルエーテ
ル、ジi−ヘキシルエーテル、ジn−オクチルエーテ
ル、ジi−オクチルエーテル、ジn−ドデシルエーテ
ル、ジフェニルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、メタ
ノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペン
タノール、ヘキサノール、オクタノール、フェノール、
クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、ナフト
ール等のアルコール類、若しくはフェノール類、メタク
リル酸メチル、酢酸エチル、ギ酸ブチル、酢酸アミル、
酪酸ビニル、酢酸ビニル、安息香酸エチル、安息香酸プ
ロピル、安息香酸ブチル、安息香酸オクチル、安息香酸
2−エチルヘキシル、トルイル酸メチル、トルイル酸エ
チル、トルイル酸2−エチルヘキシル、アニス酸メチ
ル、アニス酸エチル、アニス酸プロピル、ケイ皮酸エチ
ル、ナフトエ酸メチル、ナフトエ酸エチル、ナフトエ酸
プロピル、ナフトエ酸ブチル、ナフトエ酸2−エチルヘ
キシル、フェニル酢酸エチルなどのエステル類、アセト
アルデヒド、ベンズアルデヒドなどのアルデヒド類、ギ
酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、修酸、こはく酸、アク
リル酸、マレイン酸などの脂肪酸、安息香酸などの芳香
族酸、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
ベンゾフェノンなどのケトン類、アセトニトリル等のニ
トリル類、メチルアミン、ジエチルアミン、トリブチル
アミン、トリエタノールアミン、β(N,N−ジメチルア
ミノ)エタノール、ピリジン、キノリン、α−ピコリ
ン、2,4,6−トリメチルピリジン、N,N,N′,N′−テトラ
メチルエチレンジアミン、アニリン、ジメチルアニリン
などのアミン類、ホルムアミド、ヘキサメチルリン酸ト
リアミド、N,N,N′,N′,N″−ペンタメチル−N′−β
−ジメチルアミノメチルリン酸トリアミド、オクタメチ
ルピロホスホルアミド等のアミド類、 N,N,N′,N′−テトラメチル尿素等の尿素類、フェニル
イソシアネート、トルイルイソシアネートなどのイソシ
アネート類、アゾベンゼンなどのアゾ化合物、エチルホ
スフィン、トリエチルホスフィン、トリn−ブチルホス
フィン、トリn−オクチルホスフィン、トリフェニルホ
スフィン、トリフェニルホスフィンオキシドなどのホス
フィン類、ジメチルホスファイト、ジn−オクチルホス
ファイト、トリエチルホスファイト、トリn−ブチルホ
スファイト、トリフェニルホスフィトなどのホスファイ
ト類、エチルジエチルホスフィナイト、エチルジブチル
ホスフィナイト、フェニルジフェニルホスフィナイトな
どのホスフィナイト類、 ジエチルチオエーテル、ジフェニルチオエーテル、メチ
ルフェニルチオエーテル、エチレンサルファイド、プロ
ピレンサルファイドなどのチオエーテル類、エチルチオ
アルコール、n−プロピルチオアルコール、チオフェノ
ールなどのチオアルコール類などをあげることもでき
る。
これらの電子供与体は混合して使用することもできる。
反応生成物(I)を得るための電子供与体(B1)、固体
生成物(II−A)に反応させる(B2)のそれぞれは同じ
であっても異なっていてもよい。
本発明で使用する電子受容体(F)は、周期律表III〜V
I族の元素のハロゲン化物に代表される。具体例として
は、無水塩化アルミニウム、四塩化ケイ素、塩化第一ス
ズ、塩化第二スズ、四塩化チタン、四塩化ジルコニウ
ム、三塩化リン、五塩化リン、四塩化バナジウム、五塩
化アンチモンなどがあげられ、これらは混合して用いる
こともできる。最も好ましいのは四塩化チタンである。
溶媒としてはつぎのものが用いられる。脂肪族炭化水素
としては、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタ
ン、n−オクタン、i−オクタン等が示され、また、脂
肪族炭化水素の代りに、またはそれと共に、四塩化炭
素、クロロホルム、ジクロルエタン、トリクロルエチレ
ン、テトラクロルエチレン等のハロゲン化炭素水素も用
いることができる。
芳香族化合物として、ベンゼン、ナフタリン等の芳香族
炭化水素、及びその誘導体であるメシチレン、デュレ
ン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、2−エチ
ルナフタリン、1−フェニルナフタリン等のアルキル置
換体、モノクロルベンゼン、クロルトルエン、クロルキ
シレン、クロルエチルベンゼン、ジクロルベンゼン、ブ
ロムベンゼン等のハロゲン化物等が示される。
重合処理に用いられるオレフィンとしては、エチレン、
プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−
1、ヘプテン−1等の直鎖モノオレフィン類、4−メチ
ル−ペンテン−1、2−メチル−ペンテン−1等の枝鎖
モノオレフィン類等が使用される。これらのオレフィン
は、2種以上のオレフィンを混合して用いることもでき
る。
以上の様にして得られた三塩化チタン組成物(III)と
有機アルミニウム化合物(A2)とを組み合わせ、このも
のに、直鎖オレフィンを該三塩化チタン組成物(III)1
g当り、0.01g〜100g重量反応させた後、引き続いて、非
直鎖オレフィンを該三塩化チタン組成物(III)1g当
り、0.001g〜100g重合反応させた予備活性化触媒成分
と、必要に応じて追加の有機アルミニウム化合物
(A1)、および芳香族カルボン酸エステルとを組み合わ
せ、本発明に使用する触媒とする。
直鎖オレフィンによる1段目の予備活性化は、三塩化チ
タン組成物(III)1gに対し、有機アルミニウム化合物
(A1)0.005g〜500g、溶媒0〜50、水素0〜1,000m
l、および直鎖オレフィン0.01g〜5,000gを用いて、0℃
〜100℃の温度下、大気圧〜50kg/cm2Gの圧力下で、1分
〜10時間かけて三塩化チタン組成物(III)1g当り0.01g
から100gの直鎖オレフィンを重合させる。三塩化チタン
組成物(III)1g当り重合反応量が0.01g未満では、運転
性の改善および得られるプロピレン−オレフィンブロッ
ク共重合体の剛性と耐衝撃性の向上が不十分であり、ま
た100gを超えても該効果の向上が顕著でなくなり、操作
上の不利となる。
1段目の予備活性化が終了した後、該反応混合物をその
ままに次の2段目の予備活性化反応に用いることができ
る。また、共存する溶媒、未反応の直鎖オレフィン、お
よび有機アルミニウム化合物(A1)等を濾別若しくはデ
カンテーションして除き、粉粒体若しくは該粉粒体に溶
媒を加えて懸濁した状態とし、このものに追加の有機ア
ルミニウム化合物(A1)を添加して2段目の非直鎖オレ
フィンによる予備活性化に用いてもよい。
非直鎖オレフィンによる2段目の予備活性化は、1段目
の予備活性化と同様な反応条件下において、直鎖オレフ
ィンに代えて三塩化チタン組成物(III)1g当り0.001g
〜5,000gの非直鎖オレフィンを用いて三塩化チタン組成
物(III)1g当り、0.001g〜100g、好ましくは0.01g〜10
0g重合させる事が望ましい。重合反応量が0.001g未満で
は、得られるブロック共重合体の剛性と耐衝撃性の向上
が不十分であり、100gを超えると効果の向上が顕著でな
くなり、経済的に不利となる。
以上の1段目および2段目の予備活性化処理は上記の方
法に従って、まず直鎖オレフィンによる予備活性化処理
を行い、次に非直鎖オレフィンによる予備活性化処理を
行うことが必須条件であって、予備活性化処理の順序が
逆であると本発明の効果が得られない。
なお、2段目の予備活性化処理終了後に、付加的に直鎖
オレフィンによる3段目の予備活性化処理を三塩化チタ
ン組成物(III)1g当り100g以下の反応量で行うことも
可能である。
予備活性化はn−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタ
ン、トルエン等の炭化水素溶媒中で行うこともでき、予
備活性化の際に水素を共存させても良い。
予備活性化反応が終了した後は、該予備活性化触媒成分
スラリーに所定量の芳香族カルボン酸エステル(E)を
添加した触媒をそのままプロピレン−オレフィンブロッ
ク共重合体に用いることもできるし、また、共存する溶
媒、未反応のオレフィン、および有機アルミニウム化合
物(A1)を濾別若しくはデカンテーションして除き、乾
燥した粉粒体若しくは該粉粒体に溶媒を加えて懸濁した
状態とし、このものに追加の有機アルミニウム化合物
(A1)、および芳香族カルボン酸エステル(E)とを組
み合わせて触媒とし、プロピレン−オレフィンブロック
共重合に供する方法や、共存する溶媒、および未反応の
オレフィンを減圧蒸留、または不活性ガス流等により、
蒸発させて除き、粉粒体若しくは該粉粒体に溶媒を加え
て懸濁した状態とし、このものに必要に応じて有機アル
ミニウム化合物(A1)を追加し、更に芳香族カルボン酸
エステル(E)とを組み合わせて触媒とし、プロピレン
−オレフィンブロック共重合に用いることも可能であ
る。
プロピレン−オレフィンブロック共重合時においては、
以上の三塩化チタン組成物(III)、追加の有機アルミ
ニウム化合物(A1)も含めた有機アルミニウム化合物
(A1)の総量、および芳香族カルボン酸エステル(E)
の使用量については、該芳香族カルボン酸エステル
(E)と該三塩化チタン組成物(III)のモル比(E)
/(III)が0.1〜10.0、また該有機アルミニウム化合物
(A1)と該三塩化チタン組成物(III)のモル比(A1
/(III)が0.1〜200となる範囲で使用する。
芳香族カルボン酸エステル(E)の添加が上記範囲より
少ないとアイソタクティシティの向上が不十分な為、高
剛性とならず、また多すぎると重合活性が低下し、実用
的でない。なお、三塩化チタン組成物(III)のモル数
とは、実質的に(III)に含まれているTiグラム原子数
をいう。
本発明の1段目の予備活性化処理に用いる直鎖オレフィ
ンとしては、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペン
テン−1、ヘキセン−1、オクテン−1等の直鎖オレフ
ィンが用いられ、特にエチレン、プロピレンが好ましく
用いられる。これらの直鎖オレフィンは1種以上が用い
られる。
本発明の2段目の予備活性化処理に用いる非直鎖オレフ
ィンは、次式、 CH2=CH−R3 (式中、R3はケイ素を含んでいてもよい炭化水素の飽和
環状構造を有する、ケイ素を含んでもよい炭素数3から
18の含飽和環炭化水素を表わす。)で示される含飽和環
炭化水素単量体、次式、 (式中、R4はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から3
までの鎖状炭化水素基、またはケイ素を表わし、R5
R6、R7はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6まで
の鎖状炭化水素基を表わすが、R5、R6、R7のいずれか1
個は水素であってもよい。)で示される枝鎖オレフィン
類や、次式、 (式中、nは0、1、mは1、2のいずれかであり、R8
ケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖状炭
化水素基を表わし、R9はケイ素を含んでいてもよい炭素
数1から12までの炭化水素基、水素、またはハロゲンを
表わし、mが2の時、各R9は同一でも異なってもよ
い。)で示される芳香族系単量体である。
具体的に示すと、の含飽和環炭化水素単量体の例とし
ては、ビニルシクロプロパン、ビニルシクロブタン、ビ
ニルシクロペンタン、3−メチルビニルシクロペンタ
ン、ビニルシクロヘキサン、2−メチルビニルシクロヘ
キサン、3−メチルビニルシクロヘキサン、4−メチル
ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘプタン等のビニ
ルシクロアルカン類、アリルシクロペンタン、アリルシ
クロヘキサン等のアリルシクロアルカン類などのほか、
シクロトリメチレンビニルシラン、シクロトリメチレン
メチルビニルシラン、シクロテトラメチレンビニルシラ
ン、シクロテトラメチレンメチルビニルシラン、シクロ
ペンタメチレンビニルシラン、シクロペンタメチレンメ
チルビニルシラン、シクロペンタメチレンエチルビニル
シラン、シクロヘキサメチレンビニルシラン、シクロヘ
キサメチレンメチルビニルシラン、シクロヘキサメチレ
ンエチルビニルシラン、シクロテトラメチレンアリルシ
ラン、シクロテトラメチレンメチルアリルシラン、シク
ロペンタメチレンアリルシラン、シクロペンタメチレン
メチルアリルシラン、シクロペンタメチレンエチルアリ
ルシラン等の飽和環状構造内にケイ素原子を有する含飽
和環炭化水素単量体や、シクロブチルジメチルビニルシ
ラン、シクロペンチルジメチルビニルシラン、シクロペ
ンチルエチルメチルビニルシラン、シクロペンチルジエ
チルビニルシラン、シクロヘキシルビニルシラン、シク
ロヘキシルジメチルビニルシラン、シクロヘキシルエチ
ルメチルビニルシラン、シクロブチルジメチルアリルシ
ラン、シクロペンチルジメチルアリルシラン、シクロヘ
キシルメチルアリルシラン、シクロヘキシルジメチルア
リルシラン、シクロヘキシルエチルメチルアリルシラ
ン、シクロヘキシルジエチルアリルシラン、4−トリメ
チルシリルビニルシクロヘキサン、4−トリメチルシリ
ルアリルシクロヘキサン等の飽和環状構造外にケイ素を
含んだ含飽和環炭化水素単量体などがあげられる。
の枝鎖オレフィン類の例としては、3−メチルブテン
−1、3−メチルペンテン−1、3−エチルペンテン−
1等の3位枝鎖オレフィン、4−エチルヘキセン−1、
4,4−ジメチルペンテン−1、4,4−ジメチルヘキセン−
1等の4位枝鎖オレフィン、ビニルトリメチルシラン、
ビニルトリエチルシラン、ビニルトリn−ブチルシラ
ン、アリルトリメチルシラン、アリルエチルジメチルシ
ラン、アリルジエチルメチルシラン、アリルトリエチル
シラン、アリルトリn−プロピルシラン、3−ブテニル
トリメチルシラン、3−ブテニルトリエチルシラン等の
アルケニルシラン類や、ジメチルアリルシラン、エチル
メチルジアリルシラン、ジエチルジアリルシラン等のジ
アリルシラン類等があげられる。
また、の芳香族系単量体としては、スチレン、および
その誘導体であるo−メチルスチレン、p−t−ブチル
スチレン等のアルキルスチレン類、2,4−ジメチルスチ
レン、2,5−ジメチルスチレン、3,4−ジメチルスチレ
ン、3,5−ジメチルスチレン等のジアルキルスチレン
類、2−メチル−4−フルオロスチレン、2−エチル−
4−クロロスチレン、o−フルオロスチレン、p−フル
オロスチレン等のハロゲン置換スチレン類、p−トリメ
チルシリルスチレン、m−トリエチルシリルスチレン、
p−エチルジメチルシリルスチレン等のトリアルキルシ
リルスチレン類、o−アリルトルエン、p−アリルトル
エン等のアリルトルエン類、2−アリル−p−キシレ
ン、4−アリル−o−キシレン、5−アリル−m−キシ
レン等のアリルキシレン類、ビニルジメチルフェニルシ
ラン、ビニルエチルメチルフェニルシラン、ビニルジエ
チルフェニルシラン、アリルジメチルフェニルシラン、
アリルエチルメチルフェニルシラン等のアルケニルフェ
ニルシラン類、また、4−(o−トリル)−ブテン−1
や1−ビニルナフタレン等があげられ、これらの非直鎖
オレフィンは1種類以上が使用される。
三塩化チタン組成物(III)と組み合わせる有機アルミ
ニウム化合物(A1)、および必要に応じて用いる有機ア
ルミニウム化合物(A1)としては一般式がAlR10R11Xで
示されるジアルキルアルミニウムモノハライドが好まし
い。なお、式中R10、R11はアルキル基、アリール基、ア
ルカリール基、シクロアルキル基等の炭化水素基または
アルコキシ基を示し、Xはハロゲンを表わし、具体例と
してはジエチルアルミニウムモノクロライド、ジn−プ
ロピルアルミニウムモノクロライド、ジi−ブチルアル
ミニウムモノクロライド、ジn−ブチルアルミニウムモ
ノクロライド、ジエチルアルミニウムモノアイオダイ
ド、ジエチルアルミニウムモノブロマイド等があげられ
る。
触媒を構成するもう一つの成分である芳香族カルボン酸
エステル(E)として用いることのできる具体例として
は、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチ
ル、安息香酸オクチル、安息香酸2−エチルヘキシル、
トルイル酸メチル、トルイル酸エチル、トルイル酸2−
エチルヘキシル、アニス酸メチル、アニス酸エチル、ア
ニス酸プロピル、ケイ皮酸エチル、ナフトエ酸メチル、
ナフトエ酸メチル、ナフトエ酸プロピル、ナフトエ酸2
−エチルヘキシル、フェニル酢酸エチル等である。
かくして得られた予備活性化触媒成分と必要に応じて追
加の有機アルミニウム化合物(A1)および芳香族カルボ
ン酸エステル(E)の組み合せからなる触媒を用いて本
発明のプロピレン−オレフィンブロック共重合は、第1
段目としてプロピレンの重合を実施する。
通常、重合温度は20〜100℃、好ましくは40〜90℃であ
る。温度が低すぎる場合は、重合活性が低くなり実用的
でなく、温度が高い場合は、アイソタクティシティを上
げるのが困難になってくる。重合圧力は常圧〜50kg/cm2
Gで通常30分〜15時間程度実施される。重合の際、分子
量調節のための適量の水素を添加するなどは従来の重合
方法と同じである。
本発明のプロピレンおよびオレフィンのブロック共重合
は、たとえばn−ヘキサン、n−ヘプタン等の不活性溶
媒中で行うスラリー重合、液化プロピレン中で行うバル
ク重合、若しくは気体状のプロピレン中で行う気相重合
のいずれの形式によっても実施可能であり、またこれら
の形式を組み合わせて行うことも可能である。
第1段目のプロピレンの重合においては最終的に得られ
るプロピレン−オレフィンブロック共重合体が高剛性を
維持できる限り、たとえば5重量%以下のエチレン、ブ
テン−1、若しくは4−メチルペンテン−1のようなオ
レフィンをプロピレンと併用することができる。
しかし、本発明の方法で得られるプロピレン−オレフィ
ンブロック共重合体の剛性を高く維持するためには、プ
ロピレンの単独重合が望ましくかつ実施しやすい。
また、得られるブロック共重合体の剛性と耐衝撃性のバ
ランス上、第1段目の重合においては、全重合体量
(注.溶媒に溶出した可溶性重合体を除く)の60重量〜
95重量%のプロピレンを重合させる。この第1段目の重
合は多段階に分けて行うことも可能である。
第1段目の重合に引き続いて、第1段目の重合混合物を
用いて、第2段目においてプロピレンとプロピレン以外
のオレフィンの共重合を第1段目と同様な範囲内の重合
条件下で、1段階若しくは多段階にて行う。重合温度、
重合圧力及び重合時間の範囲は、前述の第1段の場合と
同様である。なお重合の1段階とは、単量体の連続的な
若しくは一時的な供給の一区切りを意味する。この第2
段目の共重合において前述の全重合体量の40重量〜5重
量%のプロピレンとプロピレン以外のオレフィンを共重
合させる。
ただし、最終的に得られたブロック共重合体(注.溶媒
に溶出した可溶性重合体を除く)中のオレフィン含有量
は3重量〜30重量%の範囲内になければならない。従っ
て、第1段目でプロピレンのみを60重量%重合させた場
合には、第2段目で共重合されるオレフィン量は30重量
%以下に限定されるから、その場合は、残余の10重量%
以上についてはプロピレンを共重合させなければならな
い。
以上に説明した第2段目でプロピレンと混合して使用す
るプロピレン以外のオレフィンの具体例としては、エチ
レン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプ
テン−1、オクテン−1等の直鎖モノオレフィン類、4
−メチル−ペンテン−1、2−メチル−ペンテン−1、
3−メチルブテン−1等の枝鎖モノオレフィン類やスチ
レン等があげられ、1種以上が使用される。
かくして本発明の方法によって得られたプロピレン−オ
レフィンブロック共重合体は、高剛性と高耐衝撃性を有
するプロピレン−オレフィンブロック共重合体であり、
公知の射出成形、真空成形、押し出し成形、ブロー成形
等の技術により、各種成形品として供される。
[作 用] 非直鎖オレフィンのみによる予備活性化処理を行った触
媒を用いる従来技術の方法では、予備活性化中の触媒成
分が非直鎖オレフィンの反応時に超微粉化、若しくは膨
潤化されてしまい、形状が著しく悪化する。従って、該
予備活性化触媒成分を乾燥してからブロック共重合に使
用する場合には、乾燥時に塊状に固化してしまう結果、
塊状の重合体を生成してしまったり、また該予備活性化
触媒成分をスラリー状態のままでブロック共重合に使用
する場合には、重合反応の暴走や反応器壁へのスケール
付着等の運転上の問題を引き起こす。その結果、得られ
たブロック共重合体も剛性と耐衝撃性バランスの向上が
不十分なものとなってしまっていた。
以上の従来技術に対して本発明に係る2段予備活性化処
理は、1段目の直鎖オレフィンによる予備活性化処理に
よって形状が良好でより解砕されにくい、しっかりとし
た予備活性化触媒成分を形成することにより2段目の非
直鎖オレフィンによる予備活性化処理時においてもその
良好な形状を維持している。従って、該予備活性化触媒
成分をブロック共重合に使用した場合には、乾燥の如何
によらず安定して継続的な重合運転が可能となる。
また、安定した重合運転の結果、得られるプロピレン−
オレフィンブロック共重合体の品質も安定すること、更
に2段の予備活性化処理によって生成した直鎖オレフィ
ン−非直鎖オレフィンブロック共重合体の直鎖オレフィ
ン重合体ブロックがプロピレン−オレフィンブロック共
重合体と相溶性を持つことに伴い、非直鎖オレフィン重
合体ブロックのプロピレン−オレフィンブロック共重合
体への分散性が高度に向上するので、非直鎖オレフィン
重合体ブロックの持つ造核作用が著しく発揮されること
から剛性と耐衝撃性を向上させていると推定される。
更にまた、その詳細な機構は不明であるが、芳香族カル
ボン酸エステルの所定量を組み合わせた触媒の保有する
高剛性重合体製造性能によって、本発明の方法により得
られるプロピレン−オレフィンブロック共重合体は前述
の2段予備活性化処理の効果とあいまって高剛性と高耐
衝撃性を併有する優れたものとなっている。
[実施例] 以下、実施例によって本発明を説明する。実施例、比較
例において用いられている用語の定義、および測定方法
は次の通りである。
(1) MFR:メルトフローレート JIS K 7210 表1の条件14による。 (単位:g/10分) (2) オレフィン含有量:赤外線吸収スペクトル法に
よった。
(3) 剛 性:ブロック共重合体100重量部に対し
て、テトラキス[メチレン−3−(3′,5′−ジ−t−
ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]
メタン0.1重量部、およびステアリン酸カルシウム0.1重
量部を混合し、該混合物をスクリュー口径40mmの押出造
粒機を用いて造粒した。ついで該造粒物を射出成形機で
溶融樹脂温度230℃、金型温度50℃でJIS形のテストピー
スを作成し、該テストピースについて湿度50%、室温23
℃の室内で88時間放置した後、JIS K 7203に準拠して曲
げ弾性率を測定した。 (単位:kgf/cm2) (4) 耐衝撃性: アイゾット衝撃強度:(3)と同様にしてテストピー
スを調製し、JIS K 7110に準拠してアイゾット衝撃強度
を測定した。 (単位:kgf・cm/cm) デュポン衝撃強度:(3)と同様にしてテストピース
を調製し、次の方法によりデュポン衝撃強度を測定し
た。
先端の丸み(R)が0.25インチの撃芯、撃芯受台の内径
が1.5インチ、荷重落下高さ1m、荷重100g〜5,000gから
なるデュポン衝撃試験機を用いて−20℃の温度下で荷重
を1mの高さから落下させ、テストピースの50%が割れた
ときの荷重を求め、その荷重に落下高さ(100cm)を乗
じて衝撃強度を求めた。 (単位:kgf・cm) 実施例1 (1) 三塩化チタン組成物(III)の調製 n−ヘキサン6、ジエチルアルミニウムモノクロライ
ド(DEAC)5.0モル、ジイソアミルエーテル12モルを25
℃で1分間で混合し5分間同温度で反応させて反応生成
液(I)(ジイソアミルエーテル/DEACのモル比2.4)を
得た。窒素置換された反応器に四塩化チタン40モルを入
れ、35℃に加熱し、これに上記反応生成液(I)の全量
を30分間で滴下した後、同温度に30分間保ち、75℃に昇
温して更に1時間反応させ、室温迄冷却し上澄液を除
き、n−ヘキサン20を加えてデカンテーションで上澄
液を除く操作を4回繰り返して、固体生成物(II)1.9K
gを得た。
この(II)の全量をn−ヘキサン30中に懸濁させ、ジ
エチルアルミニウムモノクロライド200gを加え、30℃で
プロピレン1.0Kgを加え1時間反応せ、重合処理を施し
た固体生成物(II−A)を得た(プロピレン反応量0.6K
g)。
反後後、上澄液を除いた後、n−ヘキサン30を加えデ
カンテーションで除く操作を2回繰り返し、上記の重合
処理を施した固体生成物(II−A)2.5Kgをn−ヘキサ
ン6中に懸濁させて、四塩化チタン3.5Kgを室温にて
約1分間で加え、80℃にて30分間反応させた後、更にジ
イソアミルエーテル1.6Kgを加え、80℃で1時間反応さ
せた。
反応終了後、上澄液をデカンテーションで除いた後、40
のn−ヘキサンを加え、10分間撹拌し、静置して上澄
液を除く操作を5回繰り返した後、減圧で乾燥させ三塩
化チタン組成物(III)を得た。三塩化チタン組成物(I
II)1g中のチタン含量は192mgであった。
(2) 予備活性化触媒成分の調製 傾斜羽付き撹拌器を備えた内容積150のステンレス製
反応器を窒素ガスで置換した後、n−ヘキサン100、
ジエチルアルミニウムモノクロライド260g、および上記
(1)で得た三塩化チタン組成物(III)1.8Kgを室温で
加えた。続いて、反応器内の温度を40℃にし、プロピレ
ン2.4Kgを加え、40℃で1時間、1段目の予備活性化処
理を行った(三塩化チタン組成物(III)1g当り、プロ
ピレン1.0g反応)。
反応時間経過後、上澄液をデカンテーションで除いた
後、80のn−ヘキサンで2回固体を洗浄した。引き続
いて、n−ヘキサン100、ジエチルアルミニウムモノ
クロライド260gを加えた後、反応器内の温度を40℃に
し、ビニルシクロヘキサン2.8Kgを加え、40℃で2時
間、2段目の予備活性化処理を行った。(三塩化チタン
組成物(III)1g当り、ビニルシクロヘキサン1.0g反
応)。反応終了後、n−ヘキサンで洗浄してから、濾
過、乾燥して予備活性化触媒成分を得た。
(3) ブロック共重合体の製造 窒素置換をした内容積150の撹拌機を備えたL/D=4の
横型第1段重合器にMFR30のポリプロピレンパウダー30K
gを投入後、上記(2)で得た予備活性化触媒成分にn
−ヘキサンを添加し、4.0重量%のn−ヘキサン懸濁液
として後、該懸濁液をチタン原子換算で10.4ミリグラム
原子/hrで、更にジエチルアルミニウムモノクロライド
およびp−トルイル酸メチルをチタン原子に対して、モ
ル比がそれぞれ7.0および1.0となるように同一配管から
触媒として供給した。
また重合器の気相中の濃度が1.85容積%を保つように水
素を、全圧が23kg/cm2Gを保つようにプロピレンをそれ
ぞれ供給して、第1段目の1段階のプロピレンの重合を
70℃で実施した。
該重合中は、重合器内の重合体の保有レベルが45容積%
となるように重合体を13.5kg/hrで抜き出した。抜き出
した重合体の一部を採取して分析したところ、MFRは70.
0であった。第1段目の重合が終了し、抜き出した触媒
および重合体からなる重合混合物を引き続いて、第1段
目の重合器と同様な内容積150の横型第2段重合器に
連続的に導入した。
第2段目の重合器に上述のように重合混合物を導入する
一方、重合器内の気相中の濃度が8.5容積%を保つよう
に水素を、またエチレンとプロピレンの気相中のモル比
が0.38を保ち、かつ全圧が5.5kg/cm2Gを保つようにエチ
レンとプロピレンをそれぞれ連続的に第2段目の重合器
へ供給し、60℃においてエチレンとプロピレンの共重合
を行った。該共重合中は、重合器内のブロック共重合体
の保有レベルが44容積%となるようにブロック共重合体
を重合器から連続的に15.7kg/hrで抜き出した。
抜き出されたブロック共重合体を続いてプロピレンオキ
サイドを0.2容積%含む窒素ガスを用いて95℃にて30分
間接触処理後、100℃の水蒸気で30分間接触処理した。
更に100℃の窒素ガスにより乾燥し、プロピレン−エチ
レンブロック共重合体を得た。
以上のようにしてプロピレン−エチレンブロック共重合
を連続して168時間行ったが、運転上の問題は何等生じ
なく、安定してプロピレン−エチレンブロック共重合体
が製造された。なお、得られた共重合体のMFRは25.0、
エチレン含有量は8.5重量%であった。
比較例1 実施例1の(2)において、2段目のビニルシクロヘキ
サンによる予備活性化処理を省略し、プロピレンのみを
反応させて予備活性化触媒成分を得た。該予備活性化成
分を第1段目の重合器内の全圧が23Kg/cm2Gとなるよう
に供給すること以外は実施例1の(3)と同様にしてプ
ロピレン−エチレンブロック共重合体を得た。
比較例2 実施例1の(2)において、1段目のプロピレンによる
予備活性化処理を省略し、ビニルシクロヘキサンのみを
反応させて予備活性化触媒成分を得た。該予備活性化触
媒成分を第1段目の重合器内の全圧が23Kg/cm2Gとなる
ように供給すること以外は実施例1の(3)と同様にし
てプロピレン−エチレンブロック共重合を行ったとこ
ろ、生成した塊状重合体が重合器からの重合体抜き出し
配管を閉塞してしまった為、重合開始後、4時間でプロ
ピレン−エチレンブロック共重合を停止しなければなら
なかった。
比較例3 実施例1の(2)において、1段目と2段目の予備活性
化処理を逆の順にして、ビニルシクロヘキサンの反応後
にプロピレンを反応させて予備活性化触媒成分を得て、
該予備活性化触媒成分を用いること以外は実施例1の
(3)と同様にしてブロック共重合を行ったところ、生
成した塊状重合体が重合器からの重合体抜き出し配管を
閉塞してしまった為、重合開始後、6時間でブロック共
重合を停止しなければならなかった。
比較例4 実施例1の(3)において、p−トルイル酸メチルを供
給せずに、ジエチルアルミニウムモノクロライドおよび
予備活性化触媒成分として比較例1で使用した予備活性
化触媒成分からなる触媒を第1段目の重合器内の全圧が
23Kg/cm2Gを保つように第1段目の重合器に供給するこ
と、また第1段目の重合器内の気相中の水素濃度を9.5
容積%、第2段目の重合器内の気相中の水素濃度を4.0
容積%とすること以外は同様にしてプロピレン−エチレ
ンブロック共重合を行った。
比較例5 実施例1の(3)において、第2段目のプロピレンとエ
チレンの共重合を省略すること以外は同様にしてポリプ
ロピレンを得た。
比較例6および実施例2,3 実施例1の(2)において、プロピレンとビニルシクロ
ヘキサンの使用量を変化させて、反応量がそれぞれ表の
ような予備活性化触媒成分を得た。該予備活性化触媒成
分を第1段目の重合器内の全圧が23Kg/cm2Gとなるよう
に供給すること以外は実施例1の(3)と同様にしてプ
ロピレン−エチレンブロック共重合体を得た。
実施例4 (1) 実施例1の(1)と同様にして三塩化チタン組
成物(III)を得た。
(2) 実施例1の(2)において、プロピレンの使用
量を960g、またビニルシクロヘキサンに代えてアリルト
リメチルシランを6.2kg使用すること以外は同様にして
予備活性化触媒成分を得た。
(3) 実施例1の(3)で使用した横型第1段重合器
にMFR10のポリプロピレンパウダー30kgを投入後、上記
(2)で得た予備活性化触媒成分にn−ヘキサンを添加
し、4.0重量%のn−ヘキサン懸濁液とした後、該懸濁
液をチタン原子換算で9.8ミリグラム原子/hrで、ジエチ
ルアルミニウムモノクロラドおよびp−トルイル酸メチ
ルをチタン原子に対して、モル比がそれぞれ7.0および
1.0となるように同一配管から触媒として連続的に供給
した。
また重合器の気相中の濃度が8.0容積%を保つように水
素を、全圧が23kg/cm2Gを保つようにプロピレンそそれ
ぞれ供給して、第1段目のプロピレンの重合を70℃で実
施した。
該重合中は、重合器内の重合体の保有レベルが45容積%
となるように重合体を連続的に13.5kg/hrで抜き出し
た。抜き出した重合体の一部を採取して分析したとこ
ろ、MFRは15.0であった。第1段目の重合が終了し、抜
きだした触媒および重合体からなる重合反応混合物を引
き続いて、実施例1の(3)で使用した横型第2段重合
器に連続的に導入した。
第2段目の重合器に上述のように第1段重合器からの重
合反応混合物を導入する一方、重合器内の気相中の濃度
が22容積%を保つように水素を、またエチレンとプロピ
レンの気相中の、モル比が0.29を保ち、かつ重合器内の
全圧が5.0kg/cm2Gを保つようにエチレンとプロピレンを
それぞれ連続的に第2段重合器に供給し、60℃において
エチレンとプロピレンの共重合を行った。
該共重合中は、第2段重合器内のブロック共重合体の保
有レベルが44容積%になるようにブロック共重合体を第
2段重合器から連続的に15.5kg/hrで抜だした。抜き出
されたブロック共重合体について実施例1と同様な後処
理を行い、プロピレン−エチレンブロック共重合体の製
造を連続して168時間行った。この間、運転は安定して
おり製造上の問題は何等生じなかった。なお得られたブ
ロック共重合体のMFRは10.0、エチレン含有量は6.0重量
%であった。
比較例7 実施例4の(2)において、2段目のアリルトリメチル
シランによる予備活性化処理を省略し、プロピレンのみ
を反応させて予備活性化触媒成分を得て、該予備活性化
触媒成分を用いること以外は実施例4の(3)と同様に
してブロック共重合を行った。
比較例8 実施例4の(2)において、1段目のプロピレンによる
予備活性化処理を省略し、アリルトリメチルシランのみ
を反応させて予備活性化触媒成分を得て、該予備活性化
触媒成分を用いること以外は実施例4の(3)と同様に
してプロピレン−エチレンブロック共重合を行ったとこ
ろ、生成した塊状重合体が重合器からの重合体抜き出し
配管を閉塞してしまった為、重合開始後、12時間でブロ
ック共重合を停止しなければならなかった。
比較例9 実施例4の(2)において、1段目と2段目の予備活性
化処理の順序を逆にして、アリルトリメチルシランの反
応後にプロピレンを反応させること以外は同様にして、
予備活性化触媒成分を得た。
該予備活性化触媒成分を用いること以外は実施例4の
(3)と同様にしてプロピレン−エチレンブロック共重
合を行ったところ、生成した塊状重合体が重合器からの
重合体抜き出し配管を閉塞してしまった為、重合開始
後、15時間でブロック共重合を停止しなければならなか
った。
実施例5 (1) 実施例1の(1)と同様にして三塩化チタン組
成物(III)を得た。
(2) 実施例1の(2)において、プロピレンの使用
量を1.2Kg、またビニルシクロヘキサンに代えて3−メ
チルブテン−1を2.6Kg使用すること以外は同様にして
予備活性化触媒成分を得た。
(3) 実施例1の(3)で使用した横型第1段重合器
にMFR10のポリプロピレンパウダー30Kgを投入後、上記
(2)で得た予備活性化触媒成分にn−ヘキサンを添加
し、4.0重量%のn−ヘキサン懸濁液とした後、該懸濁
液をチタン原子換算で6.7ミリグラム原子/hrで、ジエチ
ルアルミニウムモノクロライドおよびp−トルイル酸メ
チルをチタン原子に対して、モル比がそれぞれ7.0およ
び0.5となるように同一配管から触媒として連続的に供
給した。
また重合器の気相中の濃度が4.5容積%を保つように水
素を、全圧が23Kg/cm2Gを保つようにプロピレンをそれ
ぞれ供給して、第1段目のプロピレンの重合を70℃で実
施した。
該重合中は、重合器内の保有レベルが45容積%となるよ
うに重合体を連続的に13.5Kg/hrで抜き出した。抜き出
した重合体の一部を採取して分析したところ、MFRは10.
0であった。第1段目の重合が終了し、抜き出した触媒
および重合体からなる重合反応混合物を引き続いて、実
施例1の(3)で使用した横型第2段重合器に連続的に
導入した。
第2段目の重合器に上述のように第1段重合器からの重
合反応混合物を導入する一方、重合器内の気相中の濃度
が12.5容積%を保つように水素を、またエチレンとプロ
ピレンの気相中のモル比が0.40を保ち、かつ重合器内の
全圧が3.0Kg/cm2Gを保つようにエチレンとプロピレンを
それぞれ連続的に第2段重合器に供給し、60℃において
エチレンとプロピレンの共重合を行った。
該共重合中は、第2段重合器内のブロック共重合体の保
有レベルが44容積%となるようにブロック共重合体を第
2段重合器から連続的に14.5Kg/hrで抜きだした。抜き
出されたブロック共重合体について実施例1と同様な後
処理を行い、プロピレン−エチレンブロック共重合体の
製造を連続して168時間行った。
この間、運転は安定しており製造上の問題は何等生じな
かった。なお得られたブロック共重合体のMFRは8.0、エ
チレン含有量は4.3重量%であった。
実施例6および比較例10〜12 (3) 実施例5の(3)において、p−トルイル酸メ
チルのチタン原子に対するモル比を表のように変化させ
ること、また各触媒成分を第1段目の重合器内の全圧が
23Kg/cm2Gとなるように供給すること以外は実施例5と
同様にしてプロピレン−エチレンブロック共重合を行っ
た。
実施例7 (1) 三塩化チタン組成物(III)の調製 n−ヘプタン8、ジn−ブチルアルミニウムモノクロ
ライド16モル、ジn−ブチルエーテル10モルを30℃で10
分間で混合し、20分間反応させて反応生成液(I)を得
た。この反応生成液(I)の全量を、45℃に保たれたト
ルエン5、四塩化チタン64モルからなる溶液に60分間
で滴下した後、85℃に昇温して更に2時間反応させた
後、室温迄冷却し上澄液を除き、n−ヘプタン30を加
えてデカンテーションで上澄液を除く操作を2回繰り返
して、得られた固体生成物(II)4.9Kgを得た。
この(II)の全量をn−ヘプタン30中に懸濁させ、ジ
n−ブチルブチルエーテル2.0Kgと四塩化チタン15Kgを
室温にて約20分間で加え、90℃で2時間反応させ、冷却
後、デカンテーションn−ヘプタン洗浄及び乾燥を行
い、三塩化チタン組成物(III)を得た。三塩化チタン
組成物(III)1g中のチタン原子の含有量は255mgであっ
た。
(2) 予備活性化触媒成分の調製 実施例1の(2)で使用した反応器に、n−ヘキサン10
0、ジエチルアルミニウムモノクロライド1.73Kg、お
よび上記(1)で得た三塩化チタン組成物(III)0.9Kg
を室温下で加えた。反応器内の温度を35℃にし、同温度
において1時間かけてエチレンを450Nl供給し、1段目
の予備活性化処理を行った三塩化チタン組成物(III)1
g当り、エチレン0.5g反応)。
次いで未反応エチレンを除去し、反応混合物を洗浄する
ことなく4,4−ジメチルペンテン−1を3.0kg加え、40℃
で2時間、2段目の予備活性化処理を行ない(三塩化チ
タン組成物(III)1g当り、4,4−ジメチルペンテン−1
が1.0g反応)、予備活性化触媒成分をスラリー状態で得
た。
(3) ブロック共重合体の製造 窒素置換をした内容積150の2段タービン翼を備えた
撹拌機付き重合器へ、上記(2)で得た予備活性化触媒
成分スラリー(ジエチルアルミニウムモノクロライドも
含有している。)をチタン原子換算で19.6ミリグラム原
子/hrでp−トルイル酸メチルをチタン原子に対して、
モル比が1.0となるように、また別配管からn−ヘキサ
ンを24Kg/hrで連続的に供給した。
更にまた重合器の気相中の濃度が18.5容積%を保つよう
に水素を、全圧が8kg/cm2Gを保つようにプロピレンをそ
れぞれ供給して、第1段目の1段階のプロピレンの重合
を70℃で実施した。
該重合中は、重合器内の重合体スラリーの保有レベルが
80容積%となるように重合体スラリーを連続的に抜き出
した。抜き出した重合体スラリーを引き続いて、第1段
階に使用したものと同様な内容積150の第1段目の第
2段階の重合器に連続的に導入した。該重合器には、更
に重合器の気相中の濃度が16容積%を保つように水素を
全圧が10kg/cm2Gを保つようにプロピレンをそれぞれ供
給して第1段目の第二段階のプロピレン重合を70℃で実
施した。
該重合中は、重合器内の重合体スラリーの保有レベルが
68容積%となるように重合体スラリーを重合体として1
3.8kg/hrで連続的に抜き出した。抜き出した重合体スラ
リーの一部を採取し乾燥後分析したところ、MFRは50.0
であった。2段階からなる第1段目の重合が終了し、抜
き出した触媒、n−ヘキサンおよび重合体からなる重合
混合物を引き続いて第1段目の重合器と同様な形式の内
容積100の第2段重合器に連続的に導入した。
第2段目の重合器に上述のように重合混合物を導入する
一方、重合器内の気相中の濃度が15.5容積%を保つよう
に水素を、またエチレンとプロピレンの気相中のモル比
が0.45を保ち、かつ全圧が5.4kg/cm2Gを保つようにエチ
レンとプロピレンをそれぞれ連続的に第2段目の重合器
へ供給し、60℃においてエチレンとプロピレンの共重合
を行った。該共重合中は、重合器内のブロック共重合体
スラリーの保有レベルが62容積%となるようにブロック
共重合体スラリーを重合器から連続的に内容積40のフ
ラッシュタンクに抜き出した。
フラッシュタンクにおいて落圧し、未反応の水素、エチ
レン、プロピレンを除去する一方、メタノール1kg/hrで
供給し70℃にて接触処理した。引き続いて水酸化ナトリ
ウム水溶液で中和後、重合体の水洗、分離、乾燥の公知
の各工程を経て、プロピレン−エチレンブロック共重合
体を15kg/hrで168時間連続して得た。該ブロック共重合
体の製造期間中、運転上の問題は何等生じなく、生産は
極めて安定していた。なお得られた共重合体のMFRは30.
0、エチレン含有量は4.6重量%であった。
比較例13 実施例7の(3)において、予備活性化触媒成分スラリ
ーの代わりに、実施例7の(1)で得た三塩化チタン組
成物(III)0.9kg、ジエチルアルミニウムモノクロライ
ド1.73kg、およびn−ヘキサン40を混合した触媒成分
スラリーを用い、各触媒成分を第1段目の第1段階の重
合器内の全圧が8kg/cm2を保つように重合器に供給する
こと以外は同様にしてブロック共重合を行った。
比較例14 実施例7の(1)において、固体生成物(II)を得る反
応中、反応生成液(I)の代りにジエチルアルミニウム
モノクロリド16モルを用い、45℃の代わりに0℃におい
て実施例7の(1)と同様に滴下後75℃に昇温、更に1
時間撹拌反応させ、ついで四塩化チタンの沸騰温度(約
136℃)で4時間リフラックスさせ紫色に転移させ冷却
後、濾過、乾燥し三塩化チタン(RA)を得た。この三塩
化チタン(RA)を実施例7の三塩化チタン組成物(II
I)に代えた以外は実施例7と同様にしてブロック共重
合を行った。
実施例8 (1) 三塩化チタン組成物(III)の調製 n−ヘキサン12に四塩化チタン27.0モルを加え、1℃
に冷却した後、更にジエチルアルミニウムモノクロライ
ド27.0モルを含むn−ヘキサン12.5を1℃にて4時間
かけて滴下した。
滴下終了後15分間同温度に保ち反応させた後、1時間か
けて65℃に昇温し、更に同温度にて1時間反応させた。
次に上澄液を除き、n−ヘキサン10を加え、デカンテ
ーションで除く操作を5回繰り返し、得られた固体生成
物(II)5.7Kgのうち、1.8Kgをn−ヘキサン11中に懸
濁し、これにジイソアミルエーテル1.2および安息香
酸エチル0.4を添加した。
この懸濁液を35℃で1時間撹拌後、n−ヘキサン3で
5回洗浄し処理固体を得た。得られた処理固体を四塩化
チタン40容積%および四塩化ケイ素10容積%のn−ヘキ
サン溶液6中に懸濁した。
この懸濁液を65℃に昇温し、同温度で2時間反応させ
た。反応終了後、1回にn−ヘキサン20を使用し、3
回得られた固体を洗浄した後、減圧で乾燥させて三塩化
チタン組成物(III)を得た。
(2) 予備活性化触媒成分の調製 実施例1の(2)において、三塩化チタン組成物(II
I)として上記(1)で得られた三塩化チタン組成物(I
II)1.8Kgを用い、プロピレンの使用量を1.3kg、またビ
ニルシクロヘキサンに代えてp−トリメチルシリルスチ
レンを9.6Kg使用すること以外は同様にして予備活性化
触媒成分を得た。
(3) ブロック共重合体の製造 実施例1の(3)で使用した横型第1段重合器にMFR15
のポリプロピレンパウダーを30Kg投入後、上記(2)で
得た予備活性化触媒成分にn−ヘキサンを添加し、4.0
重量%のn−ヘキサン懸濁液とした後、該懸濁液をチタ
ン原子換算で20.5ミリグラム原子/hrで、有機アルミニ
ウム化合物(A1)としてジエチルアルミニウムモノアイ
オダイドとジ−n−プロピルアルミニウムモノクロライ
ドの等モル混合物をチタン原子に対してモルが6.0とな
るように、更に芳香族カルボン酸エステルとしてp−ア
ニス酸エチルをチタン原子に対してモル比が1.0となる
ように同一配管から触媒として連続的に供給した。
また重合器の気相中の濃度が9.5容積%を保つように水
素を、全圧が23Kg/cm2Gを保つようにプロピレンをそれ
ぞれ供給して、第1段目のプロピレンの重合を70℃で実
施した。
該重合中は、重合器内の重合体の保有レベルが45容積%
となるように重合体を連続的に13.5Kg/hrで抜き出し
た。抜き出した重合体の一部を採取して分析したとこ
ろ、MFRは20.0であった。第1段目の重合が終了し、抜
きだした触媒および重合体からなる重合反応混合物は引
き続いて、実施例1の(3)で使用した横型第2段重合
器に連続的に導入した。
第2段目の重合器に上述のように第1段重合器からの重
合反応混合物を導入する一方、重合器内の気相中の濃度
が31容積%を保つように水素を、またエチレンとプロピ
レンの気相中のモル比が0.34、ブテン−1とプロピレン
の気相中のモル比が0.01を保ち、かつ重合器内の全圧が
4.0Kg/cm2Gを保つようにエチレン、ブテン−1とプロピ
レンの共重合を行った。
該共重合中は、第2段重合器内のブロック共重合体の保
有レベルが44容積%となるようにブロック共重合体を第
2段重合器から連続的に15.3Kg/hrで抜きだした。抜き
出されたブロック共重合体について実施例1と同様な後
処理を行い、ブロック共重合体の製造を連続して168時
間行った。
この間、運転は安定しており製造上の問題は何等生じな
かった、なお得られたブロック共重合体のMFRは15.0エ
チレンとブテン−1の含有量は合わせて5.3重量%であ
った。
比較例15 実施例8の(2)において、2段目のp−トリメチルシ
リルスチレンによる予備活性化処理を省略し、プロピレ
ンのみを反応させて予備活性化触媒成分を得た。該予備
活性化触媒成分を用い、更に各触媒成分を第1段目の重
合器内の全圧が23Kg/cm2Gを保つように重合器に供給す
ること以外は実施例8の(3)と同様にしてブロック共
重合を行った。
実施例9 実施例1の(2)において、プロピレンに代えてエチレ
ンを1.8Nm3用いること以外は同様にして予備活性化触媒
成分を得た。続いて、該予備活性化触媒成分を用いて実
施例1の(3)と同様にしてブロック共重合体を得た。
実施例10,11 実施例2,3において、予備活性化の際にプロピレンに代
えてエチレン18Nm3(実施例10)、360N(実施例11)
を用いること以外は同様にしてブロック共重合体を得
た。
実施例12 実施例4において、予備活性化の際に、プロピレンに代
えてエチレン720Nを用いること以外は同様にしてポリ
プロピレンを得た。
実施例13,14 実施例5,6の(2)においてプロピレンに代えてエチレ
ンを900N用いること以外は同様にして予備活性化触媒
成分を得た。続いて該予備活性化触媒成分を用いて実施
例5,6の(3)と同様にしてブロック共重合体を得た。
実施例15 実施例8の(2)においてプロピレンに代えてエチレン
を970N用いること以外は同様にして予備活性化触媒成
分を得た。続いて該予備活性化触媒成分を用いて実施例
8の(3)と同様にしてブロック共重合体を得た。
以上の実施例と比較例の予備活性化処理条件と結果を表
に示す。
[発明の効果] 本発明の主要な効果は、高剛性と高耐衝撃性を併有する
プロピレン−オレフィンブロック共重合体が、製造上の
問題を何等生じることなく安定して得られることであ
る。
前述した実施例で明らかなように、本発明の方法により
得られたプロピレン−オレフィンブロック共重合体は、
通常の方法によって得られた公知のブロック共重合体や
先願発明の方法により得られたブロック共重合体に比べ
て、良好な剛性と耐衝撃性を有し、特に剛性において著
しく向上している(実施例1〜14、比較例1、4、7、
13、15参照)。
従って、各種の成形方法の分野、ことに射出成形分野に
広く適用してその特性を発揮できる。一方、非直鎖オレ
フィンによる予備活性化処理を行った触媒を用いても、
本発明の方法に従った予備活性化処理を行わないと、運
転上の問題が発生し、長期間の連続運転は不可能であ
る。また得られたブロック共重合体も剛性と耐衝撃性の
バランス向上が不十分である(比較例2、3、8、9参
照)。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の方法を説明する為の製造工程図(フ
ローシート)である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】三塩化チタン組成物(III)と、有機
    アルミニウム化合物(A1)、および芳香族カルボン酸
    エステル(E)からなる触媒を用いてプロピレンおよび
    プロピレン以外のオレフィンを共重合させて、プロピレ
    ン−オレフィンブロック共重合体を製造する方法におい
    て、 三塩化チタン組成物(III)として、有機アルミニウム
    化合物(A2)若しくは有機アルミニウム化合物(A2)と
    電子供与体(B1)との反応生成物(I)に四塩化チタン
    を反応させて得られた固体生成物(II)を、オレフィン
    で重合処理し、若しくは重合処理せずに、更に電子供与
    体(B2)と周期律表III〜VI族の元素のハロゲン化物と
    を反応させて得られた三塩化チタン組成物(III)を用
    い、該三塩化チタン組成物(III)と有機アルミニウム
    化合物(A1)とを組み合わせ、このものに、 直鎖オレフィンを該三塩化チタン組成物(III)1g当
    り、0.01g〜100g重合反応させた後、引き続いて、 下記式[I]〜[III]で示される非直鎖オレフィン
    を該三塩化チタン組成物(III)1g当り、0.001g〜100g
    重合反応させてなる予備活性化触媒成分と、必要に応じ
    て追加の有機アルミニウム化合物(A1)、および芳香族
    カルボン酸エステル(E)とを組み合せ、該芳香族カル
    ボン酸エステル(E)と該三塩化チタン組成物(III)
    (Ti原子数基準、以下同様)のモル比を(E)/(II
    I)=0.1〜10.0とし、該有機アルミニウム化合物(A1
    と該三塩化チタン組成物(III)のモル比を(A1)/(I
    II)=0.1〜200とした触媒を用いて、 第1段目として全重合量の60重量%〜95重量%のプロピ
    レンを重合させ、次いで第2段目として全重合量の40重
    量%〜5重量%のプロピレンとプロピレン以外のオレフ
    ィンを共重合させて、得られるブロック共重合体中のオ
    レフィン含有量を3重量%〜30重量%とすることを特徴
    とするプロピレン−オレフィンブロック共重合体の製造
    法。 非直鎖オレフィンとして、次式、 CH2=CH−R3 …[I] (式中、R3はケイ素を含んでいてもよい炭化水素の飽和
    環状構造を有する、ケイ素を含んでいてもよい炭素数3
    から18までの含飽和環炭化水素基を表す。)で示される
    含飽和環炭化水素単量体、 次式、 (式中、R4はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から3
    までの鎖状炭化水素基、またはケイ素を表し、R5、R6
    R7はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖
    状炭化水素基を表すが、R5、R6、R7いずれか1個は水素
    であってもよい。)で示される枝鎖オレフィン類、もし
    くは、 次式、 (式中、nは0、1、mは1、2のいずれかであり、R8
    はケイ素を含でいてもよい炭素数1から6までの鎖状炭
    化水素基を表わし、R9はケイ素を含んでいてもよい炭素
    数1から12までの炭化水素基、水素、またはハロゲンを
    表わし、mが2の時、各R9は同一でも異なっていてもよ
    い。)で示される芳香族系単量体。
  2. 【請求項2】有機アルミニウム化合物(A1)として、ジ
    アルキルアルミニウムモノハライドを用いる特許請求の
    範囲第1項に記載の製造法。
  3. 【請求項3】有機アルミニウム化合物(A2)として、一
    般式がAlR1 pR2 p′3−(p+p′)(式中、R1,R2
    アルキル基、シクロアルキル基、アリール基等の炭化水
    素基またはアルコキシ基を、Xはハロゲンを表わし、ま
    たp、p′は0<p+p′≦3の任意の数を表わす。)
    で表わされる有機アルミニウム化合物を用いる特許請求
    の範囲第1項に記載の製造法。
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