JPH078889B2 - オレフイン類重合用触媒 - Google Patents

オレフイン類重合用触媒

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JPH078889B2
JPH078889B2 JP60289247A JP28924785A JPH078889B2 JP H078889 B2 JPH078889 B2 JP H078889B2 JP 60289247 A JP60289247 A JP 60289247A JP 28924785 A JP28924785 A JP 28924785A JP H078889 B2 JPH078889 B2 JP H078889B2
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catalyst
polymerization
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polymer
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稔 寺野
弘和 曽我
公平 木村
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Toho Titanium Co Ltd
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Toho Titanium Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオレフイン類の重合に供した際、高活性に作用
し、しかも整つた粒度分布をもつ立体規則性重合体を極
めて高い収率で得ることのできる高性能触媒に係り、更
に詳しくはジアルコキシマグネシウム、芳香族ジカルボ
ン酸のジエステル、ハロゲン化炭化水素およびチタンハ
ロゲン化物を接触させて得られる固体組成物を加熱処理
して得られるオレフイン類重合用触媒成分、ケイ素化合
物および有機アルミニウム化合物からなるオレフイン類
重合用触媒に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、高活性を有するオレフイン類重合用触媒として
は、触媒成分としての固体のチタンハロゲン化物と有機
アルミニウム化合物とを組合せたものが周知であり広く
用いられているが、触媒成分および触媒成分中のチタン
当りの重合体の収量(以下触媒成分および触媒成分中の
チタン当りの重合活性という。)が低いため触媒残渣を
除去するための所謂脱灰工程が不可避であつた。この脱
灰工程は多量のアルコールまたはキレート剤を使用する
ために、それ等の回収装置または再生装置が必要不可欠
であり、資源、エネルギーその他付随する問題が多く、
当業者にとつては早急に解決を望まれる重要な課題であ
つた。この煩雑な脱灰工程を省くために触媒成分とりわ
け触媒成分中のチタン当りの重合活性を高めるべく数多
くの研究がなされ提案されている。
特に最近の傾向として活性成分であるチタンハロゲン化
物等の遷移金属化合物を塩化マグネシウム等の担体物質
に担持させ、オレフイン類の重合に供した際に触媒成分
中のチタン当りの重合活性を飛躍的に高めたという成案
が数多く見かけられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら担体物質としてその主流をしめる塩化マグ
ネシウムに含有される塩素は、チタンハロゲン化物中の
ハロゲン元素と同様生成重合体に悪影響を及ぼすという
欠点を有しており、そのために事実上塩素の影響を無視
し得る程の高活性が要求されたり、或いはまた塩化マグ
ネシウムそのものの濃度を低くおさえる必要に迫まられ
るなど未解決な部分を残していた。
本発明者らは、触媒成分当りの重合活性ならびに立体規
則性重合体の収率を高度に維持しつつ、生成重合体中の
残留塩素を低下させことを目的として、特願昭57-20045
4においてオレフイン類重合用触媒成分の製造方法を提
案し、所期の目的を達している。さらにオレフイン類の
重合、特にプロピレン、1-ブテン等の立体規則性重合を
工業的に行ない場合、通常重合系内に芳香族カルボン酸
エステルのような電子供与性化合物を共存させることが
前記塩化マグネシウムを担体とする触媒成分を有機アル
ミニウム化合物と組合わせ用いる触媒においては必須と
されている。しかし、この芳香族カルボン酸エステル
は、生成重合体に特有のエステル臭を付与し、これの除
去が当業界では大きな問題となつている。
また、前記塩化マグネシウムを担体とする触媒成分を用
いた触媒など、いわゆる高活性担持型触媒においては、
重合初期の活性は高いものの失活が大きく、プロセス操
作上問題となる上、ブロツク共重合等、重合時間をより
長くすることが必要な場合、実用上使用することがほと
んど不可能であつた。この点を改良すべく、例えば特開
昭54-94590号公報においては、マグネシウムジハロゲン
化物を出発原料として、触媒成分を調製し、有機アルミ
ニウム化合物、有機カルボン酸エステル、M-O-R基を有
する化合物などと組合わせてオレフイン類の重合に用い
る方法が示されているが、重合時に有機カルボン酸エス
テルを用いるため、生成重合体の臭いの問題が解決され
ておらず、また実施例からもわかるように非常に繁雑な
操作を必要とする上、性能的にも活性の持続性において
も実用上充分なものが得られているとは云えない。
また、工業的な重合装置では触媒を高温の重合槽に供給
することが必要とされることがあるが、従来の担持型触
媒では斯かる場合にかなり大きく性能特に活性、立体規
則性、嵩比重などが低下することが知られている。この
ことは特に有機溶媒を用いた所謂連続スラリー重合法に
おいては大きな課題であり、その改善が斯界の強い要望
であつた。
本発明者らは、斯かる従来技術に残された課題を解決す
べく鋭意研究の結果本発明に達し茲に提案するものであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
即ち、本発明の特色とするところは、 (A) (a)ジアルコキシマグネシウム、(b)芳香
族ジカルボン酸のジエステル、(c)ハロゲン化炭化水
素および(d)一般式TIX4(式中Xはハロゲン元素であ
る。)で表わされるチタンハロゲン化物(以下単に「チ
タンハロゲン化物」という。)を接触させて得られる固
体組成物を加熱処理して得られる触媒成分; (B) 一般式SiRm(OR′)4-m(式中Rは水素、アル
キル基またはアリール基であり、R′はアルキル基また
はアリール基であり、mは0≦m≦4である。)で表わ
されるケイ素化合物(以下、単にケイ素化合物というこ
とがある。);および (C) 有機アルミニウム化合物 よりなるオレフイン類重合用触媒を提供するところにあ
る。
本発明において使用されるジアルコキシマグネシウムと
しては、ジエトキシマグネシウム、ジブトキシマグネシ
ウム、ジフエノキシマグネシウム、ジプロポキシマグネ
シウム、ジ‐sec-ブトキシマグネシウム、ジ−tert-ブ
トキシマグネシウム、ジイソプロポキシマグネシウム等
があげられるが中でもジエトキシマグネシウム、ジプロ
ポキシマグネシウムが好ましい。
本発明で用いられる芳香族ジカルボン酸のジエステルと
しては、フタル酸ジエステルが好ましく、例えば、ジメ
チルフタレート、ジエチルフタレート、ジプロピルフタ
レート、ジイソプロピルフタレート、ジブチルフタレー
ト、ジイソブチルフタレート、ジアミルフタレート、ジ
イソアミルフタレート、エチルブチルフタレート、エチ
ルイソブチルフタレート、エチルプロピルフタレートな
どがあげられる。
本発明で用いられるハロゲン化炭化水素としては、常温
で液体の芳香族または脂肪族炭化水素の塩化物が好まし
く、例えばプロピルクロライド、ブチルクロライド、ブ
チルプロマイド、プロピルアイオダイド、クロルベンゼ
ン、ベンジルクロライド、ジクロルエタン、トリクロル
エチレン、ジクロルプロパン、ジクロルベンゼン、トリ
クロルエタン、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレ
ン等があげられる。
本発明において使用されるチタンハロゲン化物としては
TiCl4,TiBr4,TiI4等があげられるが中でもTiCl4が好ま
しい。
本発明において使用される前記ケイ素化合物としては、
フエニルアルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン
などがあげられる。さらにフエニルアルコキシシランの
例として、フエニルトリメトキシシラン、フエニルエト
キシシラン、フエニルトリプロポキシシラン、フエニル
トリイソプロポキシシラン、ジフエニルジメトキシシラ
ン、ジフエニルジエトキシシランなどをあげることがで
き、アルキルアルコキシシランの例として、テトラメト
キシシラン、テトラエトキシシラン、トリメトキシエチ
ルシラン、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシメ
チルシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイ
ソプロポキシシランなどをあげることができる。
本発明における固体組成物を得る際、各原料物質の使用
割合および接触条件等は、生成する触媒成分の性能に悪
影響を及ぼすことのない限り、任意であり、特に限定す
るものではないが、通常ジアルコキシマグネシウム1gに
対し、芳香族ジカルボン酸のジエステルは0.01〜2g、好
ましくは0.1〜1gの範囲であり、チタンハロゲン化物は
0.1g以上、好ましくは1g以上の範囲である。また、ハロ
ゲン化炭化水素は、任意の割合で用いられるが、懸濁液
を形成し得る量であることが好ましい。
さらに、各原料物質の接触は通常0℃から用いられるチ
タンハロゲン化物の沸点までの温度で100時間以下、好
ましくは10時間以下の範囲で行なわれる。
なお、この際各原料物質の接触順序および接触方法は特
に限定されることはなく、任意に適切なものを選定する
ことができる。
前記接触後得られた固体組成物に、くり返しチタンハロ
ゲン化物を接触させることも可能であり、またn-ヘプタ
ン等の有機溶媒を用いて洗浄することも可能である。
以上の如くして得られた固体組成物の加熱処理は通常50
℃以上の温度で10時間以下、好ましくは5時間以下行な
われる。
なお、この際加圧もしくは減圧下で該加熱処理を行なう
ことも可能である。
以上の如くして製造された触媒成分は、前記ケイ素化合
物および有機アルミニウム化合物と組合せてオレフイン
類重合用触媒を形成する。使用される有機アルミニウム
化合物は触媒成分中のチタン原子のモル当りモル比で1
〜1000の範囲で用いられ、該ケイ素化合物は、有機アル
ミニウム化合物のモル当りモル比で1以下、好ましくは
0.005〜0.5の範囲で用いられる。
重合は有機溶媒の存在下でも或いは不存在下でも行なう
ことができ、またオレフイン単量体は気体および液体の
いずれの状態でも用いることができる。重合温度は200
℃以下好ましくは100℃以下であり、重合圧力は100kg/c
m2・G以下、好ましくは50kg/cm2・G以下である。
本発明方法により製造された触媒を用いて単独重合また
は共重合されるオレフイン類はエチレン、プロピレン、
1-ブテン等である。
〔発明の効果〕
本発明によつて得られた触媒成分を用いてオレフイン類
の重合を行なつた場合、触媒が非常に高活性であるため
生成重合体の触媒残渣を極めて低くおさえることがで
き、しかも残留塩素塩が微量であるために脱灰工程を全
く必要としない程度にまで生成重合体に及ぼす塩素の影
響を低減することができる。
生成重合体に含まれる塩素は造粒、成形などの工程に用
いる機器の腐食の原因となる上、生成重合体そのものの
劣化、黄変等の原因ともなり、これを低減させることが
できたことは当業者にとつて極めて重要な意味をもつも
のである さらに、本発明の特徴とするところは、重合時に芳香族
カルボン酸エステルを用いないことによつて生成重合体
の臭いという大きな問題を解決したばかりか、触媒の単
位時間当りの活性が重合の経過に伴なつて大幅に低下す
る、いわゆる高活性担持型触媒の本質的な欠点を解決
し、単独重合だけでなく共重合にさえも実用的に適用で
きる触媒を提供するところにある。
従来より工業的なオレフイン重合体の製造においては重
合時に水素を共存させることがMI制御などの点から一般
的とされているが、前記塩化マグネシウムを担体とする
触媒成分を用いた触媒は水素共存下では、活性および立
体規則性が大幅に低下するという欠点を有していた。し
かし、本発明によつて得られた触媒を用いて水素共存下
にオレフイン類の重合を行なつた場合、生成重合体のMI
が極めて高い場合においても殆んど活性および立体規則
性が低下せず、斯かる効果は当業者にとつて極めて大き
な利益をもたらすものである。
また、工業的な重合装置では触媒を高温の重合槽に供給
することが必要とされることがあるが、従来の担持型触
媒では斯かる場合にかなり大きく性能、特に活性、立体
規則性、嵩比重などが低下することが知られている。こ
のことは特に有機溶媒を用いた所謂連続スラリー重合法
においては大きな問題であり、その改善が斯界の強い要
望であつたが本発明による触媒はこの問題をも十分に解
決している。
〔実施例〕
以下本発明を実施例および比較例により具体的に説明す
る。
実施例1 ≪触媒成分の調製≫ 窒素ガスで充分に置換され、撹拌機を具備した容量200m
lの丸底フラスコにジエトキシマグネシウム5g、ジブチ
ルフタレート1.6gおよびO-ジクロルベンゼン25mlを装入
して懸濁状態とし、還流下で1時間撹拌した。次いでこ
の懸濁液を撹拌機を具備した容量500mlの丸底フラスコ
中の室温のTiCl4200ml中に圧送し120℃に昇温して2時
間撹拌しながら反応させた後、上澄液を除去し新たにTi
Cl4200mlを加え120℃で2時間撹拌しつつ反応させた。
反応終了後40℃のn-ヘプタン200mlで10回洗浄した後、
減圧下で乾燥し固体組成物を得た。なお、この際該固体
組成物のチタン含有率は2.67%であつた。次に該固体組
成物3gを窒素ガスで充分に置換された内容積100mlの丸
底フラスコにとり、100℃で30分間処理し、融媒成分と
した。
≪〔重 合≫ 窒素ガスで完全に置換された内容積2.0の撹拌装置付
オートクレーブに、n-ヘプタン700mlを装入し、窒素ガ
ス雰囲気を保ちつつトリエチルアルミニウム301mg、フ
エニルトリエトキシシラン32mgを装入した。その後80℃
に昇温して前記触媒成分を10.0mgおよび水素ガス150ml
を装入し、プロピレンガスを導入しつつ6kg/cm2・Gの
圧力を維持して4時間の重合を行なつた。重合終了後得
られた固体重合体を別し、80℃に加温して減圧乾燥し
た。一方液を凝縮して重合触媒に溶存する重合体の量
を(A)とし、固体重合体の量を(B)とする。また得
られた固体重合体を沸騰n-ヘプタンで6時間抽出しn-ヘ
プタンに不溶解の重合体を得、この量を(C)とする。
触媒成分当りの重合活性(D)を式 で表わす。
また結晶性重合体の収率(E)を式 で表わし、全結晶性重合体の収率(F)を式 より求めた。また生成重合体中の残留塩素を(G)、生
成重合体のMIを(H)、嵩比重を(I)で表わす。得ら
れた結果は第1表に示す通りである。
実施例2 重合時間を6時間にした以外は実施例1と同様にして実
験を行なつた。得られた結果は第1表に示す通りであ
る。
比較例1 実施例1で得られた固体組成物を加熱処理することなく
そのまま触媒成分として用いた。重合に際しては実施例
1と同様にして実験を行なつた。得られた結果は第1表
に示す通りである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を説明するためのフローチャートであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)(a)ジアルコキシマグネシウム、
    (b)芳香族ジカルボン酸のジエステル、(c)ハロゲ
    ン化炭化水素および(d)一般式TiX4(式中Xはハロゲ
    ン元素である。)で表わされるチタンハロゲン化物を接
    触させて得られる固体組成物を加熱処理して得られる触
    媒成分; (B)一般式SiRm(OR′)4−m(式中Rは水素、アル
    キル基またはアリール基であり、R′はアルキル基また
    はアリール基であり、mは0≦m≦4である。)で表わ
    されるケイ素化合物;および (C)有機アルミニウム化合物 よりなることを特徴とするオレフイン類重合用触媒。
JP60289247A 1985-12-24 1985-12-24 オレフイン類重合用触媒 Expired - Lifetime JPH078889B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6023404A (ja) * 1983-07-20 1985-02-06 Toho Titanium Co Ltd オレフィン類重合用触媒成分
US4535068A (en) * 1983-09-20 1985-08-13 Shell Oil Company Olefin polymerization catalyst compositions and polymerization process

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