JPH0892310A - オレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造方法 - Google Patents

オレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造方法

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JPH0892310A
JPH0892310A JP22835794A JP22835794A JPH0892310A JP H0892310 A JPH0892310 A JP H0892310A JP 22835794 A JP22835794 A JP 22835794A JP 22835794 A JP22835794 A JP 22835794A JP H0892310 A JPH0892310 A JP H0892310A
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JP
Japan
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group
polymerization
halogen
catalyst
olefin
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JP22835794A
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Akira Miyashita
晃 宮下
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 〔A〕下記一般式〔1〕で表わされる少なく
とも1種類の遷移金属化合物 【化1】 及び〔B〕有機アルミニウム化合物および/または有機
ホウ素化合物から成るオレフィン重合用触媒。 【効果】 本発明の触媒を用いることにより高活性でオ
レフィン重合体を製造することができ、工業的に極めて
有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なオレフィン重合用
触媒およびこの触媒の存在下におけるオレフィン重合体
の製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、特定
の遷移金属化合物と有機アルミニウム化合物および/ま
たは有機ホウ素化合物とから成るオレフィン重合用触
媒、およびこの触媒の存在下におけるオレフィン重合体
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からα−オレフィン系重合体の製造
方法としては、チタン化合物と有機アルミニウム化合物
とから成るチタン系触媒、あるいはバナジウム化合物と
有機アルミニウム化合物とから成るバナジウム系触媒の
存在下にエチレンとα−オレフィンとを共重合する方法
が知られている。一般にチタン系触媒で得られるエチレ
ン・α−オレフィン共重合体は、分子量分布および組成
分布が広く、かつ透明性、表面非粘着性および力学物性
が劣っていた。また、バナジウム系触媒で得られるエチ
レン・α−オレフィン共重合体は、チタン系触媒で得ら
れるものに比べて分子量分布および組成分布が狭くな
り、かつ透明性、表面非粘着性および力学物性は改善さ
れるが、触媒の活性は十分でなく、生成した重合体から
触媒残渣を除去することが不可欠であった。
【0003】一方、新しいオレフィン重合用触媒として
メタロセン化合物とアルミノキサンから成る触媒が近年
提案されている。例えば特開昭58−19309号公
報、特開昭60−35006号公報、特開昭61−13
0314号公報、特開平2−41303号公報に該触媒
系がオレフィンの重合において高活性であることがそれ
ぞれ記載されている。また、メタロセン化合物以外の遷
移金属化合物を用いた触媒系が特開平4−185614
号公報、特開平5−155923号公報、特開平5−2
30133号公報に各々、記載されているが、活性は十
分とは言えず、さらに高活性の触媒の出現が望まれてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、遷移金属化
合物と有機アルミニウム化合物および/または有機ホウ
素化合物とから成る、重合活性に優れたオレフィン重合
用触媒を提供することを目的としている。さらに、この
触媒の存在下におけるオレフィンの重合方法を提供する
ことを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、特定の遷移金属化
合物と有機アルミニウム化合物および/または有機ホウ
素化合物から成る触媒がオレフィンの重合において高活
性を示すことを見出し、本発明に到達した。すなわち、
本発明は〔A〕下記一般式〔1〕で表わされる少なくと
も1種類の遷移金属化合物
【0006】
【化3】
【0007】(式中、各A,Bは同一でも異なっていて
も良い芳香族炭化水素残基、又はハロゲン、ケイ素含有
基、窒素含有基、イオウ含有基、ハロゲン置換基を有し
ていても良い炭素数1ないし20の炭化水素基、アルコ
キシ基及びアリールオキシ基からなる群から選ばれた置
換基を有する置換芳香族炭化水素残基であり、Mは周期
律表の第3,4,5,6族の金属であって、R1 は同一
でも異なっていても良い水素、ハロゲン、ケイ素含有
基、ハロゲン置換基を有していても良い炭素数1ないし
20の炭化水素基、アルコキシ基、アリールオキシ基を
示す。)および〔B〕有機アルミニウム化合物および/
または有機ホウ素化合物から成るオレフィン重合用触媒
であり、また、本発明は上記触媒を用いたオレフィン重
合体の製造方法である。
【0008】以下、本発明のオレフィン重合用触媒及び
オレフィン重合体の製造方法について具体的に説明す
る。なお、本発明において「重合」という語は単独重合
のみではなく、共重合を含む意味で用いられることがあ
り、また「重合体」という語は単独重合体のみではな
く、共重合体を含んだ意味で用いられることがある。 〔遷移金属化合物〕本発明で用いられる遷移金属化合物
〔A〕は下記一般式〔1〕で表わされる遷移金属化合物
である。
【0009】
【化4】
【0010】ここで各A,Bは同一でも異なっていても
良い芳香族炭化水素残基、又はハロゲン、ケイ素含有
基、窒素含有基、イオウ含有基、ハロゲン置換基を有し
ていても良い炭素数1ないし20の炭化水素基、アルコ
キシ基及びアリールオキシ基からなる群から選ばれた置
換基を有する置換芳香族炭化水素残基である。具体的に
はA,Bは次のようなものが挙げられる。
【0011】
【化5】
【0012】ここで、R2 ,R3 ,R4 ,R5 ,R6
7 ,R8 ,R9 は同一でも異なっていてもよい。すな
わち、水素、ハロゲン原子、SiR3 10 ,NR2 10 ,S
10(R10は同一でも異なっていてもよく、水素、ハロ
ゲン原子、ハロゲン置換基を有していても良い炭素数1
ないし20の炭化水素基、アルコキシ基又はアリールオ
キシ基である。)、ハロゲン置換基を有していてもよい
炭素数1ないし20の炭化水素基、アルコキシ基、アリ
ールオキシ基である。
【0013】Mはスカンジウム、イットリウム、チタニ
ウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステンなど
の周期律表の第3,4,5,6族の金属であり、特にチ
タニウム、ジルコニウム、ハフニウムが好ましい。R1
は同一でも異なっていてもよい水素、ハロゲン、トリメ
チルシリル基、トリフェニルシリル基、トリメトキシシ
リル基等のケイ素含有置換基、トリフルオロメチル基、
メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチ
ル基、フェニル基等のハロゲン置換基を有していてもよ
い炭化水素基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、
フェノキシ基等のアルコキシ基又はアリールオキシ基で
ある。上述の遷移金属化合物は、具体的にチタニウムを
例にとれば次のようなものが挙げられる。
【0014】
【化6】
【0015】更に、これら化合物の混合物を用いてもよ
い。次に本発明に用いられる有機アルミニウム化合物及
び有機ホウ素化合物について詳述する。本発明で用いら
れる有機アルミニウム化合物の例としては、トリメチル
アルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピル
アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリア
ルキルアルミニウム、ジエ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メトキシド、ジエチル
アルミニウムモノハイドライド等のハロゲン、アルコキ
シ又は水素含有アルキルアルミニウム、メチルアルミノ
キサン、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキ
サン、クロルアルミノキサン等のアルミノキサン類であ
り、この中でも特にアルミノキサン類が好ましい。
【0016】また、本発明で用いられる有機ホウ素化合
物の例としてはテトラフェニルホウ素、トリ(ペンタフ
ルオロフェニル)ホウ素;トリエチルアンモニウムテト
ラ(フェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテト
ラ(フェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウ
ムテトラ(フェニル)ホウ素、トリメチルアンモニウム
テトラ(p−トリル)ホウ素、トリメチルアンモニウム
テトラ(q−トリル)ホウ素、トリブチルアンモニウム
テトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素等のトリアル
キル置換アンモニウム塩;N,N−ジメチルアニリニウ
ムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N−ジエチルアニリ
ニウムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N−2,4,6
−ペンタメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素
等のN,N−ジアルキルアニリニウム塩;ジ(1−プロ
ピル)アンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)
ホウ素、ジシクロヘキシルアンモニウムテトラ(フェニ
ル)ホウ素等のジアルキルアンモニウム塩;およびトリ
フェニルホスフォニウムテトラ(フェニル)ホウ素、ト
リ(メチルフェニル)ホスフォニウムテトラ(フェニ
ル)ホウ素、トリ(ジメチルフェニル)ホスフォニウム
テトラ(フェニル)ホウ素等のトリアリールホスフォニ
ウム塩、等が挙げられる。〔A〕成分および〔B〕成分
から重合触媒を得るための方法としては、〔A〕成分中
の遷移金属原子と〔B〕成分中のアルミニウム原子およ
び/またはホウ素原子のモル比が1:0.1〜1000
0000、特に1:0.5〜1000000であること
が好ましい。また、有機アルミニウム化合物、有機ホウ
素化合物のうち、2種類以上を同時に使用しても良い。
【0017】〔重合方法〕本発明に係るオレフィンの重
合方法は、上記のような〔A〕遷移金属化合物と、
〔B〕有機アルミニウム化合物および/または有機ホウ
素化合物との存在下でオレフィンを重合する。〔A〕成
分と〔B〕成分を接触させる方法としては、予め別容器
中で接触させたものを重合反応器に供してもよいし、重
合前あるいは重合時に重合反応器中で接触させても良
い。この接触は窒素等の不活性ガス中、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水
素溶媒中で行なってもよい。接触温度は、−20℃〜溶
媒の沸点の間で行なうが、特に室温から溶媒の沸点の間
で行なうのが好ましい。
【0018】本発明の重合方法に適用できるオレフィン
としては、エチレンおよび炭素数が3〜20のα−オレ
フィン、例えばプロピレン、1−ブテン、1−ヘキセ
ン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテ
ン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、ビニル
シクロアルカン、スチレンあるいはこれらの誘導体等;
炭素数が3〜20の環状オレフィン、例えばシクロペン
テン、シクロヘキセン、ノルボルネン、テトラシクロド
デセン、2−メチル−1,4,5,8−ジメタノ−1,
2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロナフタ
レン等;および1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサ
ジエン等の炭素数5〜20の非共役ポリエンを挙げるこ
とができる。また、重合は単独重合のほか通常公知のラ
ンダム共重合やブロック共重合にも好適に適用できる。
【0019】重合の前にエチレン、プロピレン、1−ブ
テン、1−ヘキセン等、前述のオレフィンを予備的に重
合し、必要に応じて洗浄し、これを触媒として用いるこ
ともできる。この予備的な重合は不活性溶媒中で穏和な
条件で行なうことが好ましく、触媒1g当り0.01〜
1000g、好ましくは0.1〜100gの重合体が生
成するように行なうことが望ましい。本発明では、重合
はブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、
シクロヘキサン等の不活性炭化水素や液化α−オレフィ
ン等の溶媒存在下、あるいは不存在下に行なわれる。温
度は−50℃〜250℃であり、圧力は特に制限されな
いが、好ましくは常圧〜約2000kg・f/cm2
範囲である。また、重合系内に分子量調節剤として水素
を存在させてもよい。
【0020】
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り、こ
れら実施例によって制約を受けるものではない。また、
図1は本発明に含まれる技術内容の理解を助けるための
フローチャート図であり、本発明はその要旨を逸脱しな
い限り、フローチャート図によって制約を受けるもので
はない。
【0021】<実施例1> (6,6′−ジメチル−
1,1′−ビフェニル−2,2′−チタニウムジクロラ
イドの合成) ジムロ−冷却管と同圧滴下ロートを取り付けた二口フラ
スコに細かく粉砕したマグネシウム87.7mgを仕込
み、フラスコ内部を窒素置換した。次に乾燥したテトラ
ヒドロフラン(THF)1.0mlを加え、撹拌しなが
らオイルバス上で50℃に保った。これとは別に、2,
2′−ジブロモ−6,6′−ジメチル−1,1′−ビフ
ェニル601.3mgをシュレンク反応容器に入れて内
部を窒素置換した後、乾燥トルエン2.0mlを加え
た。この溶液を先に二口フラスコに備え付けた同圧滴下
ロートに入れ、約20分かけてゆっくりと滴下した。そ
の後、オイルバスを80℃に保ち、1,2−ジブロモエ
タン14.5mgを加え、6時間加熱還流させた。反応
系が白色の懸濁溶液となり、マグネシウムが消失するま
で反応させた後、室温まで冷却して乾燥THF7mlで
希釈してグリニャール試薬を得た。次にTiCl4 (T
HF)2 580.9mgを窒素置換したシュレンク反応
容器に取り、乾燥THF25mlを加え、黄色溶液を−
70℃に冷却した。これに先に調整したグリニャール試
薬溶液を、テフロンカニュラーを用いて少しずつ加え
た。その後、反応溶液を自然昇温させると反応系は黄色
懸濁溶液から赤茶色懸濁溶液となり、最終的に黒い溶液
と白い沈澱物になった。この溶液を沈澱物と分け、溶媒
を減圧留去させることにより黒色固体を得、さらにTH
F/エーテルから再結晶することにより6,6′−ジメ
チル−1,1′−ビフェニル−2,2′−チタニウムジ
クロライドを黒色固体として得た。
【0022】<実施例2> (6,6′−ジメチル−
1,1′−ビフェニル−2,2′−チタニウムジメチル
の合成) 同圧滴下ロートを取り付けた三口フラスコに実施例1で
合成した6,6′−ジメチル−1,1′−ビフェニル−
2,2′−チタニウムジクロライド0.2gをとり、反
応器内部を窒素置換した。次に乾燥THFを10ml加
え、10℃に冷却した後、メチルリチウムのエーテル溶
液(1M)1.4mlを撹拌しながらゆっくり滴下し
た。滴下終了後、室温でしばらく撹拌した後、溶液を沈
澱物と分け、溶媒を減圧留去させ、THF/エーテルか
ら再結晶することにより6,6′−ジメチル−1,1′
−ビフェニル−2,2′−チタニウムジメチルを得た。
【0023】<実施例3> (6,6′−ジメチル−
1,1′−ビフェニル−2,2′−ジルコニウムジクロ
ライドの合成) 実施例1においてTiCl4 (THF)2 580.9m
gをZrCl4 (THF)2 656.1mgに変えた以
外は、実施例1と同様にして6,6′−ジメチル−1,
1′−ビフェニル−2,2′−ジルコニウムジクロライ
ドを茶色固体として得た。 <実施例4> (6,6′−ジメチル−1,1′−ビフ
ェニル−2,2′−ハフニウムジクロライドの合成) 実施例1においてTiCl4 (THF)2 580.9m
gをHfCl4 (THF)2 808.0mgに変えた以
外は、実施例1と同様にして6,6′−ジメチル−1,
1′−ビフェニル−2,2′−ハフニウムジクロライド
を黒茶色固体として得た。
【0024】<実施例5> (エチレンの重合) 充分に窒素置換したシュレンク反応容器の風袋を秤り、
6,6′−ジメチル−1,1′−ビフェニル−2,2′
−チタニウムジメチルを0.019mmol精秤した。
これに乾燥トルエン10mlを加えてよく溶かした後、
メチルアルミノキサン(東ソー・アクゾ社製)のトルエ
ン溶液1.4ml(Al原子換算で3.8mmol)を
加えた。次にこの溶液の中にガラス製バブラーを通して
エチレンガスを吹き込み、重合を開始した。重合中、反
応系は室温に保ち、エチレンガスの供給を10分間続け
た後、メタノール1mlを加えて重合を停止して白色固
体を得た。これをさらに塩酸−メタノール(メタノール
500ml+塩酸1ml)でよく洗浄した後、乾燥して
エチレン重合体2.6gを得た。
【0025】<実施例6> (エチレンの重合) 実施例5において6,6′−ジメチル−1,1′−ビフ
ェニル−2,2′−チタニウムジメチルの量を0.02
7mmolにし、メチルアルミノキサンをジメチルフェ
ニルアンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホ
ウ素0.038mmolに変えた以外は実施例5と同様
にしてエチレンの重合を行なった結果、エチレン重合体
1.5gを得た。 <実施例7> (エチレンの重合) 実施例5において6,6′−ジメチル−1,1′−ビフ
ェニル−2,2′−チタニウムジメチルの量を0.06
0mmolにし、メチルアルミノキサンをトリ(ペンタ
フルオロフェニル)ホウ素0.084mmolに変えた
以外は実施例5と同様にしてエチレンの重合を行なった
結果、エチレン重合体0.5gを得た。
【0026】<実施例8> (エチレンの重合) 実施例5において6,6′−ジメチル−1,1′−ビフ
ェニル−2,2′−チタニウムジメチルを6,6′−ジ
メチル−1,1′−ビフェニル−2,2′−チタニウム
ジクロライド0.019mmolに変えた以外は実施例
5と同様にしてエチレンの重合を行なった結果、エチレ
ン重合体1.6gを得た。 <実施例9> (エチレンの重合) 実施例8において6,6′−ジメチル−1,1′−ビフ
ェニル−2,2′−チタニウムジクロライドを0.06
0mmolにし、メチルアルミノキサンをトリエチルア
ルミニウム0.6mmolに変えた以外は実施例8と同
様にしてエチレンの重合を行なった結果、エチレン重合
体0.9gを得た。
【0027】<実施例10> (エチレンの重合) 実施例5において6,6′−ジメチル−1,1′−ビフ
ェニル−2,2′−チタニウムジメチルを6,6′−ジ
メチル−1,1′−ビフェニル−2,2′−ジルコニウ
ムジクロライド0.019mmolに変えた以外は実施
例5と同様にしてエチレンの重合を行なった結果、エチ
レン重合体2.9gを得た。 <実施例11> (エチレンの重合) 実施例5において6,6′−ジメチル−1,1′−ビフ
ェニル−2,2′−チタニウムジメチルを6,6′−ジ
メチル−1,1′−ビフェニル−2,2′−ハフニウム
ジクロライド0.019mmolに変えた以外は実施例
5と同様にしてエチレンの重合を行なった結果、エチレ
ン重合体7.4gを得た。
【0028】<実施例12> (プロピレンの重合) 充分に窒素置換したシュレンク反応容器の風袋を秤り、
6,6′−ジメチル−1,1′−ビフェニル−2,2′
−チタニウムジメチルを0.05mmol精秤した。こ
れに乾燥トルエン15mlを加えてよく溶かした後、メ
チルアルミノキサン(東ソー・アクゾ社製)のトルエン
溶液3.7ml(Al原子換算で10mmol)を加え
た。次にこの溶液の中にガラス製バブラーを通してプロ
ピレンガスを吹き込み、重合を開始した。重合中、反応
系は室温に保ち、プロピレンガスの供給を10分間続け
た後、メタノール1mlを加えて重合を停止した。生成
した白色固体をさらに塩酸−メタノール(メタノール5
00ml+塩酸1ml)でよく洗浄した後、乾燥してプ
ロピレン重合体0.5gを得た。これは13C−NMRに
よればアタクチック構造であった。 <実施例13> (スチレンの重合) 充分に窒素置換したシュレンク反応容器の風袋を秤り、
6,6′−ジメチル−1,1′−ビフェニル−2,2′
−チタニウムジクロライドを0.027mmol精秤し
た。これに乾燥トルエン10mlを加えてよく溶かした
後、メチルアルミノキサン(東ソー・アクゾ社製)のト
ルエン溶液2.0ml(Al原子換算で5.4mmo
l)を加えた。次に撹拌しながら反応系の温度を50℃
に昇温した後、乾燥したスチレン3.0mlを加えて重
合を開始した。その後、2時間経過した後、メタノール
1mlを加えて重合を停止した。生成した白色固体をさ
らに塩酸−メタノール(メタノール500ml+塩酸1
ml)でよく洗浄した後、乾燥してスチレン重合体1.
3gを得た。この後、得られた白色固体を円筒ろ紙に入
れ、メチルエチルケトンを溶媒にしてソックスレー抽出
を12時間行ないシンジオタクチックポリスチレン1.
4gを得た。このことよりシンジオタクチック選択性は
88%であった。
【0029】
【発明の効果】本発明の触媒を用いることにより、高活
性でオレフィン重合体を製造することができ、工業的に
極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の触媒系を示すフローチャート図であ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 〔A〕下記一般式〔1〕で表わされる少
    なくとも1種類の遷移金属化合物 【化1】 (式中、各A,Bは同一でも異なっていてもよい芳香族
    炭化水素残基、又はハロゲン、ケイ素含有基、窒素含有
    基、イオウ含有基、リン含有基、ハロゲン置換基を有し
    ていてもよい炭素数1ないし20の炭化水素基、アルコ
    キシ基及びアリールオキシ基からなる群から選ばれた置
    換基を有する置換芳香族炭化水素残基であり、Mは周期
    律表の第3,4,5,6族の金属であり、R1 は同一で
    も異なっていても良い水素、ハロゲン、ケイ素含有基、
    ハロゲン置換基を有していても良い炭素数1ないし20
    の炭化水素基、アルコキシ基、アリールオキシ基を示
    す。)および〔B〕有機アルミニウム化合物および/ま
    たは有機ホウ素化合物から成るオレフィン重合用触媒。
  2. 【請求項2】 触媒成分〔B〕において有機アルミニウ
    ム化合物がアルミノキサンであることを特徴とする特許
    請求項1に記載のオレフィン重合用触媒。
  3. 【請求項3】 〔A〕下記一般式〔1〕で表わされる少
    なくとも1種類の遷移金属化合物 【化2】 (式中、各A,Bは同一でも異なっていてもよい芳香族
    炭化水素残基、又はハロゲン、ケイ素含有基、窒素含有
    基、イオウ含有基、リン含有基、ハロゲン置換基を有し
    ていても良い炭素数1ないし20の炭化水素基、アルコ
    キシ基及びアリールオキシ基からなる群から選ばれた置
    換基を有する置換芳香族炭化水素残基であり、Mは周期
    律表の第3,4,5,6族の金属であり、R1 は同一で
    も異なっていても良い水素、ハロゲン、ケイ素含有基、
    ハロゲン置換基を有していても良い炭素数1ないし20
    の炭化水素基、アルコキシ基、アリールオキシ基を示
    す。)および〔B〕有機アルミニウム化合物および/ま
    たは有機ホウ素化合物から成る触媒系を用いるオレフィ
    ン重合体の製造方法。
  4. 【請求項4】 触媒成分〔B〕において有機アルミニウ
    ム化合物がアルミノキサンであることを特徴とする特許
    請求項3に記載のオレフィン重合体の製造方法。
JP22835794A 1994-09-22 1994-09-22 オレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造方法 Pending JPH0892310A (ja)

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