JPH0784489B2 - α−オレフィン重合用三塩化チタン組成物の製造方法 - Google Patents

α−オレフィン重合用三塩化チタン組成物の製造方法

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JPH0784489B2
JPH0784489B2 JP63149824A JP14982488A JPH0784489B2 JP H0784489 B2 JPH0784489 B2 JP H0784489B2 JP 63149824 A JP63149824 A JP 63149824A JP 14982488 A JP14982488 A JP 14982488A JP H0784489 B2 JPH0784489 B2 JP H0784489B2
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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、α−オレフィン重合用三塩化チタン組成物の
製造方法に関する。更に詳しくは、透明性に優れた高結
晶性のポリオレフィン製造用遷移金属化合物触媒成分と
して好適なα−オレフィン重合用三塩化チタン組成物の
製造方法に関する。
〔従来の技術とその問題点〕
結晶性ポリプロピレン等の結晶性α−オレフィン重合体
は、周期律表のIV−VI族の遷移金属化合物とI〜III族
の金属の有機金属化合物とからなる、いわゆるチーグラ
ー・ナッタ触媒によってα−オレフィンを重合すること
によって得られることはよく知られており、なかでも、
遷移金属化合物触媒成分として、種々の三塩化チタン組
成物が広く使用されている。
それらの三塩化チタン組成物のうち、四塩化チタンを有
機アルミニウム化合物で還元後熱処理して得られるタイ
プのものは、得られるポリマーの形状が良好なことから
多くの改良された製法が検討されている。例えば、四塩
化チタンを有機アルミニウム化合物で還元して得られた
三塩化チタンを、電子供与体および四塩化チタンで処理
することにより触媒活性を上げ、かつ無定形重合体の生
成を少なくする方法(特公昭53−3,356号公報)等であ
る。
本出願人もこの分野において既に数多くの提案を行なっ
ており、なかでも、有機アルミニウム化合物と電子供与
体との反応生成物に四塩化チタンを反応させて得られる
固体に電子供与体と電子受容体とを反応させて得られた
三塩化チタン組成物を用いてα−オレフィン重合体を製
造する方法(特公昭59−28,573号公報)や有機アルミニ
ウム化合物と電子供与体との反応生成物に四塩化チタン
を反応させて得られた固体を、α−オレフィンで重合処
理した後に、電子供与体と電子受容体とを反応させて得
られた三塩化チタン組成物を用いてα−オレフィン重合
体を製造する方法(特開昭58−17,104号公報)におい
て、従来の方法に比べ、三塩化チタン組成物の保存安定
性や、重合活性および得られたα−オレフィン重合体の
結晶性等において大幅な改善をした提案を行なってい
る。
しかしながらこれらの改良された方法は前述のような長
所があるものの、得られたα−オレフィン重合体は半透
明なものであり、用途分野においては商品価値を損なう
場合があり、透明性の向上が望まれていた。
一方、α−オレフィン重合体の透明性を改良する試みも
なされており、たとえば、芳香族カルボン酸のアルミニ
ウム塩(特公昭40−1,652号公報)や、ベンジリデンソ
ルビトール誘導体(特開昭51−22,740号公報等)等の造
核剤をポリプロピレンに添加する方法があるが、芳香族
カルボン酸のアルミニウム塩を使用した場合には、分散
性が不良なうえに、透明性の改良効果が不十分であり、
また、ベンジリデンソルビトール誘導体を使用した場合
には、透明性においては一定の改良が見られるものの、
加工時に臭気が強いことや、添加物のブリード現象(浮
き出し)が生じる等の問題点を有していた。
上述の造核剤添加時の問題点を改良するものとして、ス
チレン類の重合とプロピレンの重合を多段に行なう方法
やその組成物(特開昭62−1,738号公報、特開昭62−22
7,911号公報、特開昭63−15,803号公報、特開昭63−68,
648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、ポリプロピレンの製造を行ったとこ
ろ、いずれの方法においてもプロピレンの重合活性が低
下するのみならず、塊状のポリマーが生成するので、工
業的な長期間の連続重合法、特にα−オレフィンの重合
を気相で行なう気相重合法においては採用できない方法
であった。更に、得られたポリプロピレンを用いて製造
したフィルムにはボイドが多数発生しており、商品価値
を損なうものであった。
また同様な技術として、プロピレン重合用遷移金属触媒
成分の製造途中でスチレン類の重合体を添加して得られ
た該触媒成分を用いてプロピレンを重合する方法(特開
昭63−69,809号公報)が提案されているが、該提案の方
法は別途スチレン類の重合体を製造する工程が必要であ
る為、工業上の不利を伴なうばかりでなく、既述の先行
技術と同様なフィルムのボイド発生という問題点を有し
ていた。
本発明者等は、透明性の改良されたα−オレフィン重合
体を製造する際に、スチレン類の重合体を利用した従来
技術の抱えている塊状ポリマーの生成や分散不良に起因
するフィルムのボイド発生といった問題点を解決する方
法について鋭意研究した。
その結果、特定の方法によってスチレン類の重合体を含
有せしめた三塩化チタン組成物の製造方法を見出し、こ
の三塩化チタン組成物を有機アルミニウム化合物と組合
せた触媒を用いるときは、前述した様な従来技術のα−
オレフィン重合体の製造上の問題点を解決し、かつ分散
性が良好でボイドの発生が極めて少ない、透明性および
結晶性に優れたα−オレフィン重合体が得られるばかり
でなく、該三塩化チタン組成物の35℃以上での高温にお
ける保存安定性や、該三塩化チタン組成物の大規模製造
時における製造装置内での耐摩砕性においても著しい効
果があることを知って本発明に至った。
本発明は、著しく高い生産性でもってボイドの発生が極
めて少ない、透明性および結晶性の著しく高いα−オレ
フィン重合体を製造しうるα−オレフィン重合用三塩化
チタン組成物の製造方法を提供することを目的とするも
のである。
〔問題点を解決する手段と発明の作用〕
本発明は以下の構成を有する。
(1)有機アルミニウム化合物、若しくは有機アルミニ
ウム化合物と電子供与体(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、o−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、お
よび1−ビニルナフタレンから選択される1種以上の単
量体で重合処理し、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ことを特徴とする、o−メチル
スチレン、p−t−ブチルスチレン、および1−ビニル
ナフタレンから選択される1種以上の単量体の重合体、
若しくは共重合体を0.01重量%〜99重量%含有せしめた
α−オレフィン重合用三塩化チタン組成物の製造方法。
(2)有機アルミニウム化合物として、一般式がAlR1 mR
2 m′X3−(m+m′)(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m、
m′は0<m+m′≦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
載の製造方法。
本発明のα−オレフィン重合用三塩化チタン組成物の製
造方法は、特定の方法によってo−メチルスチレン、p
−t−ブチルスチレン、および1−ビニルナフタレンか
ら選択される1種以上の単量体(以後、単にスチレン類
と省略して用いる。)重合体、若しくは共重合体を含有
せしめた三塩化チタン組成物の製造方法であるが、以下
に詳述する。
三塩化チタン組成物の製造はつぎのように行う。まず、
有機アルミニウム化合物と電子供与体(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、スチレン類で重合処理した
後に、更に電子供与体(B2)と電子受容体とを反応させ
て三塩化チタン組成物を得る。
なお、本発明で「重合処理する」とは、スチレン類を重
合可能な条件下に固体生成物(II)に接触せしめてスチ
レン類を重合せしめることをいう。この重合処理で固体
生成(II)は重合体で被覆された状態となる。
上述の有機アルミニウム化合物と電子供与体(B1)との
反応は、溶媒(D)中で−20℃〜200℃、好ましくは−1
0℃〜100℃で30秒〜5時間行なう。有機アルミニウム化
合物、(B1)、(D)の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化合物1モルに対し電子供与
体(B1)0.1モル〜8モル、好ましくは1〜4モル、溶
媒0.5L〜5L、好ましくは0.5L〜2Lである。
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。)で次の反応に供す
ることができる。
この反応生成物(I)と四塩化チタンとを、若しくは有
機アルミニウム化合物と四塩化チタンとを反応させて得
られる固体生成物(II)をスチレン類で重合処理する方
法としては、反応生成物(I)、若しくは有機アルミ
ニウム化合物と四塩化チタンとの反応の任意の過程でス
チレン類を添加して固体生成物(II)を重合処理する方
法、反応生成物(I)、若しくは有機アルミニウム化
合物と四塩化チタンとの反応終了後、スチレン類を添加
して固体生成物(II)を重合処理する方法、および反
応生成物(I)、若しくは有機アルミニウム化合物と四
塩化チタンとの反応終了後、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、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、スチレン類を添加し、重合処理する方法がある。
反応生成物(I)、若しくは有機アルミニウム化合物と
四塩化チタンとの反応は、反応の任意の過程でのスチレ
ン類の添加の有無にかかわらず、−10℃〜200℃、好ま
しくは、0℃〜100℃で5分〜10時間行なう。溶媒は用
いない方が好ましいが、脂肪族または芳香族炭化水素を
用いることができる。(I)若しくは有機アルミニウム
化合物、四塩化チタン、および溶媒の混合は任意の順に
行えば良く、スチレン類の添加も、どの段階で行っても
良い。(I)若しくは有機アルミニウム化合物、四塩化
チタン、および溶媒の全量の混合は5時間以内に終了す
るのが好ましく、混合中も反応が行なわれる。
全量混合後、更に5時間以内反応を継続することが好ま
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、反応生成物(I)若
しくは有機アルミニウム化合物中のAl原子数と四塩化チ
タン中のTi原子数の比(Al/Ti)で0.05〜10、好ましく
は0.06〜0.3である。
スチレン類による重合処理は反応生成物(I)若しくは
有機アルミニウム化合物と四塩化チタンとの反応の任意
の過程でスチレン類を添加する場合および反応生成物
(I)若しくは有機アルミニウム化合物と四塩化チタン
との反応終了後、スチレン類を添加する場合は、反応温
度0℃〜90℃で1分〜10時間、反応圧力は大気圧〜10kg
f/cm2Gの条件下で、固体生成物(II)100g当り、0.01g
〜100kgのスチレン類を用いて、最終の三塩化チタン組
成物中のスチレン類重合体の含量が0.01重量%〜99重量
%となる様に重合させる。該スチレン類重合体の含量が
0.01重量%未満であると得られた三塩化チタン組成物を
用いて製造したα−オレフィン重合体の透明性および結
晶性向上の効果が不十分であり、また99重量%を超える
と該向上効果が顕著でなくなり経済的に不利となる。
スチレン類による重合処理を、反応生成物(I)若しく
は有機アルミニウム化合物と四塩化チタンとの反応終了
後、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、得られた固体生成物(II)を溶媒に懸濁さ
せてから行なう場合には固体生成物(II)100gに対し、
溶媒100ml〜5,000ml、有機アルミニウム化合物0.5g〜5,
000gを加え、反応温度0℃〜90℃で1分〜10時間、反応
圧力は大気圧〜10kgf/cm2Gの条件下で、固体生成物(I
I)100g当り、0.01g〜100kgのスチレン類を用いて、最
終の三塩化チタン組成物中のスチレン類重合体の含量が
0.01重量%〜99重量%となる様に重合させる。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反
応生成物(I)を得る際に用いたもの、若しくは電子供
与体(B1)と反応させることなく直接四塩化チタンとの
反応に用いたものと同じものであっても、異なったもの
でも良い。
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)と言うことがある)を溶媒に懸濁状態のまま
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。
固体生成物(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なうことができるが、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−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−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−A)に(F)を反応させた後、(B2)を反
応させる方法、(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−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−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℃〜10
0℃で30分〜2時間反応させた後、40℃以下に冷却し、
(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−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返し、目的のスチレ
ン類の重合体を含有するα−オレフィン重合用三塩化チ
タン組成物が得られる。
かくして得られた三塩化チタン組成物は、スチレン類の
重合体を0.01重量%〜99重量%含有しており、α−オレ
フィン重合用遷移金属化合物触媒成分として、少なくと
も有機アルミニウム化合物と組合せてα−オレフィンの
重合に用いられる。
本発明の三塩化チタン組成物の製造に用いられる有機ア
ルミニウム化合物は、一般式がAlR1 mR2 m′X
3−(m+m′)(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m、m′は0<m
+m′≦3の任意の数を表わす。)で表わされるもの
で、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(B1)、(B2)としてはエーテル類を主
体に用い、他の電子供与体もエーテル類と共用すること
ができる。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
フィナイト類、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、メタクチル酸メチル、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酸、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ァイトなどのホス
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、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、周期律表第III
〜VI族の元素のハロゲン化物に代表される。具体例とし
ては四塩化ケイ素、四塩化チタンなどがあげられ、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化水素も用
いることができる。芳香族化合物として、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−フエ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単量体は、既述の様に、o−メチ
ルスチレン、p−t−ブチルスチレン、および1−ビニ
ルナフタレンから選択される1種以上の単量体である。
以上の様にして、本発明の製造方法によって得られた三
塩化チタン組成物は、少なくとも有機アルミニウム化合
物と組み合わせて触媒として常法に従って、α−オレフ
ィンの重合に用いるか、更に好ましくは、α−オレフィ
ンを反応させて予備活性化した触媒としてα−オレフィ
ンの重合に用いる。α−オレフィンの重合に用いる有機
アルミニウム化合物は、前述した本発明の三塩化チタン
組成物を製造した際に用いたものと同様な有機アルミニ
ウム化合物を使用することができる。該有機アルミニウ
ム化合物は、三塩化チタン組成物を製造した際使用した
ものと同じであっても異なっていても良い。また、予備
活性化に用いられるα−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である。
これらのα−オレフィンは、重合対象であるα−オレフ
ィンと同じであっても異なっていても良く、又2以上の
α−オレフィンを混合して用いることもできる。
上記の触媒を用いるオレフィンの重合形式は限定され
ず、スラリー重合、バルク重合の様な液相重合のほか、
気相重合でも好適に実施できる。
スラリー重合またはバルク重合には三塩化チタン組成物
と有機アルミニウム化合物を組み合わせた触媒でも充分
に効果を表わすが、気相重合の場合は、α−オレフィン
を反応させて予備活性化したものが望ましい。スラリー
重合またはバルク重合に続いて気相重合を行う場合は、
当初使用する触媒が前者であっても、気相重合のときは
既にα−オレフィンの反応が行われているから、後者の
触媒と同じものとなって優れた効果が得られる。
予備活性化は、三塩化チタン組成物1gに対し、有機アル
ミニウム化合物0.005g〜500g、溶媒0〜50、水素0〜
1,000ml及びα−オレフィン0.05g〜5,000g、好ましくは
0.05g〜3,000gを用いる。温度は0℃〜100℃で1分〜20
時間、α−オレフィンを反応させ、三塩化チタン組成物
1g当り0.01〜2,000g、好ましくは0.05〜200gのα−オレ
フィンを反応させる事が望ましい。
予備活性化はプロパン、ブタン、n−ペンタン、n−ヘ
キサン、n−ヘプタン、ベンゼン、トルエン等の炭化水
素溶媒中で行うこともでき、液化プロピレン、液化ブテ
ン−1などの液化α−オレフィン中でも、気体のエチレ
ン、プロピレン中でも行うことができ、また予備活性化
の際に水素を共存させても良い。
予備活性化の際にあらかじめスラリー重合又はバルク重
合又は気相重合によって得られた重合体粒子を共存させ
ることもできる。その重合体は、重合対象のα−オレフ
ィン重合体と同じであっても異なったものでも良い。共
存させ得る重合体粒子は、三塩化チタン組成物1gに対
し、0〜5,000gの範囲にある。
予備活性化の際に用いた溶媒又はα−オレフィンは、予
備活性化の途中で又は予備活性化終了後に減圧溜去又は
濾別等により、除くこともでき、又固体生成物を、その
1g当り80を越えない量の溶媒に懸濁させるために、溶
媒を加えることもできる。
予備活性化方法には、種々の態様があり、たとえば、 三塩化チタン組成物と有機アルミニウムを組み合わせ
た触媒にα−オレフィンを接触させてスラリー反応、バ
ルク反応又は気相反応させる方法、 α−オレフィンの存在下で三塩化チタン組成物と有機
アルミニウムを組み合わせる方法、 ,の方法でα−オレフィン重合体を共存させて行
う方法、 ,,の方法で水素を共存させて行う方法等があ
る。触媒をスラリー状態にするか粉粒体にするかは本質
的な差はない。
上記のようにして、組み合わせた三塩化チタン組成物と
有機アルミニウム化合物からなる触媒、又は更にα−オ
レフィンで予備活性化した触媒は、α−オレフィン重合
体の製造に用いられるが、通常のα−オレフィン重合と
同様に、立体規則性向上の目的で電子供与体を触媒の第
3成分として、更に添加して重合に用いることも可能で
ある。
各触媒成分の使用量は、通常のα−オレフィン重合と同
様であるが、具体的には三塩化チタン組成物1gに対し、
有機アルミニウム化合物0.05g〜500g、電子供与体0〜2
00gを使用する。
α−オレフィンを重合させる重合形式としては、前述し
たようにn−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタ
ン、n−オクタン、ベンゼン若しくはトルエン等の炭化
水素溶媒中で行うスラリー重合、液化プロピレン、液
化ブテン−1などの液化α−オレフィンモノマー中で行
うバルク重合、エチレン、プロピレン等のα−オレフ
ィンを気相で重合させる気相重合若しくは、以上の
〜の二以上を段階的に組合わせる方法がある。いずれ
の場合も重合温度は室温(20℃)〜200℃、重合圧力は
常圧(0kg/cm2G)〜50kg/cm2Gで、通常5分〜20時間程
度実施される。
重合の際、分子量制御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。
重合に供せられるα−オレフィンは、エチレン、プロピ
レン、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1のよう
な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などの枝鎖モノオレフィン類、
ブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどのジオレフ
ィン類などであり、また、これ等の各々の単独重合のみ
ならず、相互に他のα−オレフィンと組合わせて、例え
ばプロピレンとエチレン、ブテン−1とエチレン、プロ
ピレンとブチン−1の如く組合わせるかプロピレン、エ
チレン、ブテン−1のように三成分を組合わせて共重合
を行うことも出来、また、多段重合でフィードするα−
オレフィンの種類を変えてブロック共重合を行うことも
できる。
〔発明の効果〕
本発明の主要な効果は、本発明の方法によって得られた
三塩化チタン組成物をα−オレフィン重合用遷移金属化
合物触媒成分としてα−オレフィンの重合に使用した場
合、著しく高い生産性でもってボイドの発生が極めて少
ない、透明性および結晶性の著しく高いα−オレフィン
重合体を製造できることである。
本発明の効果を更に具体的に説明する。
本発明の第一の効果は、α−オレフィンの重合に用いた
場合、得られたα−オレフィン重合体の透明性と結晶性
が共に向上し、かつボイドの発生数が極めて少ないこと
である。
以下に示す実施例で明らかな様に、本発明の方法によっ
て得られた三塩化チタン組成物を用いて重合したα−オ
レフィン重合体のプレスフィルムの内部ヘーズはスチレ
ン類で重合処理をせずに得た三塩化チタン組成物を用い
て重合したα−オレフィン重合体に比べ約1/4〜1/2とな
っており、著しく高い透明性を有する。また、結晶化温
度も約5℃〜9℃上昇しており、著しく結晶性が向上す
ると共に、曲げ弾性率も著しく高くなっている(実施例
1〜9、比較例1,5〜10参照)。
更にボイドの発生数においても本発明以外の方法によっ
てスチレン類の重合体を導入したα−オレフィン重合体
に比べて著しく少ないことが明らかである(実施例1〜
9、比較例2,3参照)。
本発明の第二の効果は、極めて高い重合活性でもって、
粒子形状が良好で高立体規則性のα−オレフィン重合体
が得られることである。従って、触媒除去工程やアタク
チックポリマー除去工程を省略することができ、気相重
合法等のより簡略したプロセスによって、α−オレフィ
ン重合体の製造が可能であり、工業生産上極めて有利で
ある。
本発明の第三の効果は、本発明のα−オレフィン重合用
三塩化チタン組成物が、保存安定性および熱安定性に優
れていることである。長時間に亘り、外気温の高低にか
かわらず安定に保存できることは工業上極めて大切なこ
とである。なお、該保存は粉体状態でも不活性炭化水素
溶剤に懸濁させた状態でも行うことができる。
更に本発明の第四の効果は、本発明のα−オレフィン重
合用三塩化チタン組成物が、耐摩砕性に優れていること
である。該三塩化チタン組成物は、その使用時すなわち
α−オレフィン重合体製造過程のみならず触媒製造過程
においても摩砕を受けにくい。このことは、微粉触媒の
生成を防ぎ、ひいては微粉α−オレフィン重合体の生成
を防ぐことを意味している。
この結果、気相重合プロセスにおけるライン閉塞トラブ
ルの防止、循環ガス中への微粉α−オレフィン重合体の
混入に起因するコンプレッサートラブルの防止等に極め
て効果的である。
〔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)TY:重合活性を示し、チタン1グラム原子当りの
重合体収量(単位:kg/グラム原子) (2)II:立体規則性を示し、20℃n−ヘキサン抽出残
量(単位:重量%) (3)BD:かさ比重(単位:g/ml) (4)MFR:メルトフローインデックス ASTMD−1238
(L)による。(単位:g/10分) (5)内部ヘーズ:表面の影響を除いたフィルム内部の
ヘーズであり、プレス機を用いて温度200℃、圧力200kg
/cm2Gの条件下でα−オレフィン重合体を厚さ150μのフ
ィルムとし、フィルムの両面に流動パラフィンを塗った
後、JIS K 7105に準拠してヘーズを測定した。(単位:
%) (6)結晶化温度:示差走査熱量計を用いて、10℃/分
の降温速度で測定した。(単位:℃) (7)曲げ弾性率:α−オレフィン重合体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
成型機で溶融樹脂温度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温50
%、室温23℃の室内で72時間放置した後、JIS K7203に
準拠して曲げ弾性率を測定した。(単位:kgf/cm2) (8)ボイド:前項と同様にしてα−オレフィン重合体
の造粒を行い、得られた造粒物をT−ダイ式製膜機を用
い、溶融樹脂温度250℃で押出し、20℃の冷却ロールで
厚さ1mmのシートを作成した。該シートを150℃の熱風で
70秒間加熱し、二軸延伸機を用いて、縦横両方向に7倍
づつ延伸し、厚さ20μの二軸延伸フィルムを得た。該フ
ィルムを光学顕微鏡にて観察し、直径が10μ以上のボイ
ドの数を測定し、1cm2当り20個未満を○、20個以上50個
未満を△、50個以上をXで示した。
実施例1 (1)三塩化チタン組成物の製造 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12.0モルを25
℃を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180分間で滴下した後、同温度に60分間で滴下した
後、同温度に60分間保ち、80℃に昇温して更に1時間反
応させ、室温まで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)を得た。この(II)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400gを加え、40℃で1−ビニルナフタレ
ン9.5kgを添加し、40℃で2時間重合処理を行った。処
理後50℃まで昇温し、上澄液を除きn−ヘキサン30を
加えてデカンテーションで上澄液を除く操作を4回操り
返して、重合処理を施した固体生成物(II−A)を得
た。この固体生成物の全量をn−ヘキサン9中に懸濁
させた状態で、四塩化チタン3.5kgを室温にて約10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回操り返した後、減圧で乾燥させ三塩化
チタン組成物を得た。得られた三塩化チタン組成物中の
ポリ−1−ビニルナフタレン含量は50.0重量%、チタン
含量は12.6重量%であった。
(2)予備活性化触媒の調製 内容積80の傾斜羽根付き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40、ジエチルアルミニ
ウムモノクロライド28.5g、(1)で得た、三塩化チタ
ン組成物450gを室温で加えた後、30℃で2時間かけてエ
チレンを0.9Nm3供給し、反応させた(三塩化チタン組成
物1g当り、エチレン2.0g反応)後、未反応エチレンを除
去し、n−ヘキサンで洗浄後、乾燥して予備活性化触媒
を得た。
(3)α−オレフィンの重合 窒素置換をした内容積80の撹拌機を備えたL/D=3の
横型重合器にMFR2.0のポリプロピレンパウダー20kgを投
入後、上記(2)で得た予備活性化触媒にn−ヘキサン
を添加し、4.0重量%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6.41ミリグラム原子/hr、お
よびジエチルアルミニウムモノクロライドを3.8g/hrで
同一配管から連続的に供給した。
また重合器の気相中の濃度が1.0容積%を保つ様に水素
を、全圧が23kg/cm2Gを保つ様にプロピレンをそれぞれ
供給して、プロピレンの気相重合を70℃において120時
間連続して行った。重合期間中は、重合器内のポリマー
の保有レベルが50容積%となる様にポリマーを重合器か
ら連続的に10kg/hrで抜き出した。抜き出されたポリマ
ーは続いてプロピレンオキサイドを0.2容積%含む窒素
ガスによって、95℃にて15分間接触処理された後、製品
パウダーとして得られた。
(4)熱安定性試験 上記(1)と同様にして得た三塩化チタン組成物を40℃
で4ヶ月間保存した後、(2)、(3)と同様にしてプ
ロピレンの重合を行った。
(5)耐摩砕性試験 (2)で使用した反応器に、循環ポンプを備えた循環ラ
インを接続した後、窒素雰囲気下において、n−ヘキサ
ン20、および上記(1)と同様にして得た三塩化チタ
ン組成物450gを入れた。続いて循環ポンプを動かし、循
環ラインを使用して反応器中の懸濁液を流速10/分、
温度25℃の条件下で4時間循環させた後、(2)、
(3)と同様にしてプロピレンの重合を行った。
比較例1 (1)実施例1の(1)において固体生成物(II)を1
−ビニルナフタレンで重合処理することなしに固定生成
物(II−A)相当物とすること以外は同様にして三塩化
チタン組成物を得た。
(2)実施例1の(2)において三塩化チタン組成物と
して、上記(1)で得られた三塩化チタン組成物を用い
る以外は同様にして予備活性化触媒の調製を行った。
(3)実施例1の(3)において予備活性化触媒とし
て、上記(2)で得られた予備活性化触媒を用いる以外
は同様にしてプロピレンの重合を行った。
(4)実施例1の(4)において三塩化チタン組成物と
して、上記(1)と同様にして得られた三塩化チタン組
成物を用いる以外は同様にしてプロピレンの重合を行っ
た。
(5)実施例1の(5)において三塩化チタン組成物と
して、上記(1)と同様にして得られた三塩化チタン組
成物を用いる以外は同様にしてプロピレンの重合を行っ
た。
比較例2 (1)比較例1の(1)と同様にして三塩化チタン組成
物を得た。
(2)実施例1の(2)で使用した反応器にn−ヘキサ
ン20、ジエチルアルミニウムモノクロライド30g、お
よび上記(1)で得た三塩化チタン組成物180gを室温で
加えた後、1−ビニルナフタレンを720gを加え40℃にて
2時間反応させた。(三塩化チタン組成物1g当り、1−
ビニルナフタレンが1.0g反応)反応終了後はn−ヘキサ
ンで洗浄後濾過乾燥して1−ビニルナフタレンで予備活
性化された触媒を得た。
(3)実施例1の(3)において予備活性化触媒として
上記(2)で得た1−ビニルナフタレンで予備活性化さ
れた触媒を用いる以外は同様にしてプロピレンの重合を
行ったところ、生成した塊状ポリマーが抜き出し配管を
閉塞してしまった為、重合を開始後10時間で製造を停止
しなければならなっかた。
比較例3 (1)比較例1の(1)において、反応生成物(I)と
四塩化チタンを反応させる際に、別途比較例1の(1)
と同様にして得た三塩化チタン組成物500gとジエチルア
ルミニウムモノクロライド120gを触媒として用いて、n
−ヘキサン100中に5.3kg添加した1−ビニルナフタレ
ンを60℃にて2時間重合した後、メタノール洗浄し、乾
燥させて得られたポリ−1−ビニルナフタレン1.9kgを
容量10の振動ミル中で室温にて5時間粉砕後、前記四
塩化チタン中に懸濁させたこと以外は同様にして、ポリ
−1−ビニルナフタレンを50重量%含有した三塩化チタ
ン組成物を得た。
(2)三塩化チタン組成物として上記(1)で得た三塩
化チタン組成物を用いる以外は実施例1の(2)と同様
にして予備活性化触媒を得た。
(3)実施例1の(3)において予備活性化触媒として
上記(2)で得た予備活性化触媒を全圧が23kg/cm2Gを
保つように供給すること以外は同様にしてプロピレンの
重合を行ない、ポリプロピレンを得た。
比較例4および実施例2,3 実施例1の(1)において重合処理に用いた1−ビニル
ナフタレンの使用量を変化させて、ポリ−1−ビニルナ
フタレン含量がそれぞれ0.001重量%、4.8重量%、33.3
重量%の三塩化チタン組成物を得た。以後は実施例1の
(2)、(3)と同様にしてポリプロピレンを得た。
実施例4 n−ヘプタン4、ジエチルアルミニウムモノクロリド
5.0モル、ジイソアミルエーテル9.0モル、ジn−プチル
エーテル5.0モルを18℃で30分間反応させて得た反応液
を、四塩化チタン27.5モル中に40℃で300分間かかって
滴下した後、同温度に1.5時間保ち反応させた後、65℃
に昇温し、1時間反応させ、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除く操作を6回繰り
返し、得られた固体生成物(II)1.8kgをn−ヘキサン4
0中に懸濁させ、ジエチルアルミニウムモノクロライ
ド500gを加え、50℃で1−ビニルナフタレン10kgを加え
1時間反応させ、重合処理を施した固体生成物(II−
A)を得た。
反応後、上澄液を除いた後、n−ヘキサン20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)をn−ヘキサン7
中に懸濁させ、四塩化チタン1.8kg、n−ブチルエー
テル1.8kgを加え、60℃で3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、20のn−
ヘキサンを加えて5分間撹拌し静置して上澄液を除く操
作を3回繰り返した後、減圧で乾燥させ三塩化チタン組
成物を得て、実施例1の(2)、(3)と同様にしてプ
ロピレンの重合を行った。
比較例5 実施例4において1−ビニルナフタレンによる重合処理
を実施しないで固体生成物(II)を固体生成物(II−
A)相当物とすること以外は同様にして三塩化チタン組
成物を得た後、実施例4と同様にしてプロピレンの重合
を行った。
実施例7 実施例1の(1)において四塩化チタンの代わりに、四
塩化ケイ素1.8kgおよび四塩化チタン2.0kgの混合液を、
又、ジイソアミルエーテルの使用量を2.2kgとして固体
生成物(II−A)に反応させたこと以外は同様にして三
塩化チタン組成物を得た。
続いて内容積200の2段タービン翼を備えた撹拌機付
重合器に上記三塩化チタン組成物にn−ヘキサンを添加
し、4.0重量%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10.0mg原子/hr、およびジエチルア
ルミニウムモノクロライドを6.0g/hrで同一配管から、
また別配管からn−ヘキサンを21kg/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1.5容積%を保
つ様に水素を、全圧が10kg/cm2Gを保つ様にプロピレン
をそれぞれ供給して、プロピレンのスラリー重合を70℃
において120時間連続して行った。重合期間中は、重合
器内のスラリーの保有レベルが75容積%となる様にスラ
リーを重合器から連続的に内容積50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され未
反応プロピレンが除去される一方、メタノールが1kg/hr
で供給され70℃にて接触処理された。引き続いてスラリ
ーは遠心分離機によって溶媒を分離された後、乾燥さ
れ、製品パウダーが10kg/hrで得られた。
比較例6 実施例5において1−ビニルナフタレンによる重合処理
をせずに固体生成物(II)を固体生成物(II−A)相当
物とすること以外は同様にして得られた三塩化チタン組
成物を用いて、実施例6と同様にしてプロピレンのスラ
リー重合を行った。
実施例6 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、続いて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50中に懸濁させ、ジエチルアルミニウムモノク
ロライド350gを加え、40℃でp−t−ブチルスチレンを
3.8kg更に加えた後、40℃で2時間重合処理を行った。
重合処理後、上澄液を除きn−ヘキサン30を加えてデ
カンテーションで除く操作を2回繰り返し、得られた重
合処理を施した固体生成物(II−A)の全量をn−ヘキ
サン11中に懸濁し、これにジイソアミルエーテル1.6
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回洗浄して処理固体を得た。得られた
処理固体を四塩化チタン40容積%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
チタン組成物を得た。
得られた三塩化チタン組成物を用いて、後は実施例5と
同様にしてプロピレンのスラリー重合を行った。
比較例7 実施例6においてp−t−ブチルスチレンによる重合処
理をせずに固体生成物(II)を固体生成物(II−A)相
当物とすること以外は同様にして得られた三塩化チタン
組成物を用いて、後は実施例7と同様にしてプロピレン
のスラリー重合を行った。
実施例7 実施例1の(1)において1−ビニルナフタレンの代わ
りにo−メチルスチレンを2.5kg用いて、重合処理を施
した固体生成物(II−A)を得、続いてn−ヘプタン10
中に四塩化チタン3.0kgを加えた後、上記固体生成物
(II−A)を全量添加し、80℃で30分間反応させた。反
応後、更にジn−ペンチルエーテル2.8kgを添加し、80
℃で1時間反応させて三塩化チタン組成物を得た。
得られた三塩化チタン組成物を用いて、後は実施例1の
(2)、(3)と同様にしてプロピレンの気相重合を行
った。
比較例8 実施例7においてo−メチルスチレンによる重合処理を
せずに固体生成物(II)を固体生成物(II−A)相当物
とすること以外は同様にして得られた三塩化チタン組成
物を用いて、実施例8と同様にして、プロピレンの重合
を行った。
実施例9 実施例6において三塩化チタン組成物を得る際に1−ビ
ニルナフタレンの使用量を7.6kg又、プロピレン重合時
に重合器の気相中の濃度が0.2容積%を保つ様にエチレ
ンを更に供給すること以外は実施例6と同様にしてプロ
ピレン−エチレン共重合を行った。
比較例10 実施例9において1−ビニルナフタレンによる重合処理
をせずに固体生成物(II)を固体生成物(II−A)相当
物とすること以外は同様にして得られた三塩化チタン組
成物を用いて、実施例9と同様にしてプロピレン−エチ
レン共重合を行った。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の方法を説明するフローシートであ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機アルミニウム化合物、若しくは有機ア
    ルミニウム化合物とエーテル類(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、o−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレ
    ンおよび1−ビニルナフタレンから選択される1種以上
    の単量体で重合処理し、更にエーテル類(B2)と周期律
    表第III〜VI族の元素のハロゲン化物とを反応させて得
    られることを特徴とする、o−メチルスチレン、p−t
    −ブチルスチレンおよび1−ビニルナフタレンから選択
    される1種以上の単量体、若しくは共重合体を0.01重量
    %〜99重量%含有せしめたα−オレフィン重合用三塩化
    チタン組成物の製造方法。
  2. 【請求項2】有機アルミニウム化合物として、一般式が
    AlR1 mR2 m′X3−(m+m′)(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
    m、m′は0<m+m′≦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項に記載の製造方法。
JP63149824A 1988-06-17 1988-06-17 α−オレフィン重合用三塩化チタン組成物の製造方法 Expired - Lifetime JPH0784489B2 (ja)

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