JPH09100311A - ポリオレフインの増大した分子量のためのチーグラー・ナツタ触媒へのリチウム化合物の添加 - Google Patents
ポリオレフインの増大した分子量のためのチーグラー・ナツタ触媒へのリチウム化合物の添加Info
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Abstract
の提供。 【解決手段】 リチウム化合物を遷移金属触媒成分に添
加し、次に有機アルミニウム助触媒および有機珪素電子
供与体を添加する。
Description
用の触媒系に関し、特にα−オレフィン、例えばプロピ
レンを重合するために使用される、通常の担持されたチ
ーグラー・ナッタ触媒並びにシクロペンタジエニルリチ
ウムまたはインデンリチウム化合物を含んでなる触媒系
に関する。
は、典型的には、チーグラー・ナッタ型の有機金属触媒
を用いるオレフィンモノマーの重合を含む。オレフィン
の重合用の触媒系は当該技術分野において周知である。
典型的には、これらの系は、チーグラー・ナッタ型の重
合触媒成分;助触媒、通常は有機アルミニウム化合物;
並びに外部電子供与体化合物または選択性調整剤、通常
は有機珪素化合物を含む。こうした触媒系の例は、米国
特許第4,107,413号、同第4,294,721
号、同第4,439,540号、同第4,115,31
9号、同第4,220,554号、同第4,460,7
01号および同第4,562,173号の各明細書に示
されており、これらの特許の開示内容は、引用すること
により本明細書中に組み込まれる。
的には、遷移金属(例えばチタン、クロムまたはバナジ
ウム)のハロゲン化物と、金属水素化物および/または
助触媒としての金属アルキル、典型的には有機アルミニ
ウム化合物とから誘導されるコンプレックスである。触
媒は、通常、アルキルアルミニウム助触媒を用いて錯化
されたマグネシウム化合物上に担持されたハロゲン化チ
タンからなる。
デンリチウム化合物は、触媒として有用なメタロセン化
合物の合成において公知である。米国特許第5,16
8,111号、同第5,096,867号、同第5,0
57,475号および同第5,055,438号の各明
細書は、ポリオレフィンおよびエチレン−α−オレフィ
ンコポリマーの製造用の架橋メタロセン−アルモキサン
(alumoxane)触媒系の合成において、シクロ
ペンタジエニルリチウム化合物を使用することを開示し
ている。米国特許第5,120,867号明細書は、珪
素−架橋メタロセンの合成においてインデンリチウムを
使用することを開示している。
マーの水素添加に使用されている。米国特許第4,67
3,714号明細書は、共役ジオレフィンの不飽和二重
結合を水素添加するために、ビス(シクロペンタジエニ
ル)チタン化合物と一緒に、炭化水素リチウム化合物、
特にアルキルリチウムを使用すること、並びにこれらの
アルキルリチウム化合物の必要性をなくした改良方法を
開示している。
を用いる重合方法においては、数種の公知の方法で、分
子量を増大できる。
せることなしに、触媒と相互作用するかまたは触媒を改
変する化合物を添加することで、通常の担持されたチー
グラー・ナッタ触媒を用いる重合方法において分子量を
増大できるのであれば、有利である。
オレフィンの分子量を高める触媒系を提供する。
を含む触媒系を提供する。
量を高める触媒系を用いる重合方法を提供する。
めに、オレフィンの重合に使用される触媒の製造方法を
提供する。
ッタ触媒成分; (b) 式LiCp(式中、Cpはシクロペンタジエニ
ルまたは置換シクロペンタジエニルである)のリチウム
化合物; (c) 式AlR’3(式中、R’は炭素数1〜8のア
ルキルであり、そしてR’は同一であっても相異なって
いてもよい)のアルミニウムトリアルキル助触媒;並び
に (d) 工程(b)と同時であるかまたはその後のいず
れかにおいて、外部電子供与体、但し、該外部電子供与
体は一般式SiRm(OR’)4-m(式中、Rはアルキル
基、シクロアルキル基、アリール基およびビニル基より
なる群から選ばれ、R’はアルキル基であり、そしてm
は0〜3であるが、Rがアルキル基である場合にはRは
R’と同一であってもよく、mが0、1または2である
場合にはR’基は同一であっても相異なっていてもよ
く、そしてmが1、2または3である場合にはR基は同
一であっても相異なっていてもよい)を有する;を含ん
でなるオレフィンの重合用の触媒によって達成される。
が少なくとも0.2である。
の発明の詳細な説明を参照することにより、本発明のよ
り完全な理解およびその多くの付属する利点は、容易に
理解されるであろう。
に使用される、特定の群の化合物と特定の型の触媒との
組み合わせに関する。この組み合わせは、後に述べる比
較例により具体的に説明されるような、増大した分子量
を有するポリオレフィンを製造する触媒系に帰着する。
この触媒系は、また、ポリマー生成物のキシレン可溶部
の量の調整も提供する。これらのおよび他の有益な利点
は、以下の発明の詳細な説明および付随する実施例か
ら、より明白になるであろう。
ナッタ遷移金属化合物触媒成分が本発明に使用できる。
遷移金属化合物は、好ましくは、一般式MR+ x(式中、
Mは金属であり、Rはハロゲンまたはヒドロカルボキシ
ルであり、そしてxは金属の原子価である)を有する。
好ましくは、MはIVB、VBまたはVIB族の金属で
あり、より好ましくはIVB族の金属であり、最も好ま
しくはチタンである。好ましくは、Rは塩素、臭素、ア
ルコキシまたはフェノキシであり、より好ましくは塩素
またはエトキシであり、最も好ましくは塩素である。遷
移金属化合物の具体例は、TiCl4、TiBr4、Ti
(OC2H5)3Cl、Ti(OC2H5)3Br、Ti(O
C3H7)2Cl2、Ti(OC6H13)2Cl2、Ti(O
C2H5)2Br2およびTi(OC12H25)Cl3であ
る。遷移金属化合物の混合物を使用することもできる。
少なくとも1つの遷移金属化合物が存在する限り、遷移
金属化合物の数は制限されない。
いずれの成分とも化学的に非反応性である不活性固体で
あるべきである。担体は、好ましくはマグネシウム化合
物である。触媒成分のための担体源を提供するのに使用
されるマグネシウム化合物の具体例は、マグネシウムハ
ロゲン化物、ジアルコキシマグネシウム、アルコキシマ
グネシウムハロゲン化物、マグネシウムオキシハロゲン
化物、ジアルキルマグネシウム、酸化マグネシウム、水
酸化マグネシウムおよびマグネシウムのカルボキシレー
トである。
ー・ナッタ触媒は、米国特許第4,927,797号、
同第4,816,433号および同第4,839,32
1号の各明細書に開示されているような、オレフィンの
重合用の、新しい世代のチーグラー型チタン触媒であ
る。これらの特許の開示内容は引用することにより本発
明に組み込まれる。
3(式中、R’は炭素数1〜8のアルキルであり、そし
てR’は同一であっても相異なっていてもよい)を有す
る。アルミニウムアルキルの具体例は、トリメチルアル
ミニウム(TMA)、トリエチルアルミニウム(TEA
l)またはトリイソブチルアルミニウム(TiBAl)
である。好ましいアルミニウムアルキルはTEAlであ
る。
体」とは、外部電子供与体または選択性調整剤をいう。
外部電子供与体は、製造されるポリマーのアタクチック
型部分の量を調整するための立体構造調整剤として働
く。それは、また、アイソタクチックポリマーの製造も
増大できる。本発明のための電子供与体は、チーグラー
・ナッタ触媒と一緒の場合、有効である立体選択性調整
剤のいずれか1つである。典型的には、電子供与体は有
機珪素化合物である。電子供与体の具体例は、シクロヘ
キシルメチルジメトキシシラン(CMDS)、ジフェニ
ルジメトキシシラン(DPMS)およびイソブチルトリ
メトキシシラン(IBMS)である。電子供与体の他の
具体例は、米国特許第4,218,339号、同第4,
395,360号、同第4,328,122号、同第
4,473,660号、同第4,562,173号およ
び同第4,547,552号の各明細書に開示されてお
り、これらの特許の開示内容は引用することにより本発
明に組み込まれる。
基またはビニル基であり、R”はアルキル基であり、m
は0〜4であり、Rは同一であっても相異なっていても
よく、R”は同一であっても相異なっていてもよい)を
有するような有機珪素化合物である。
(式中、Cpはシクロペンタジエニルまたは置換シクロ
ペンタジエニルである)を有する。好ましくは、リチウ
ム化合物はシクロペンタジエニドリチウムまたはインデ
ンリチウムである。好ましくは、リチウム化合物/遷移
金属のモル比は少なくとも0.2である。
が、シクロペンタジエニルリチウム型化合物、例えばイ
ンデニルリチウムを、不均一な担持されたチタンを基と
するチーグラー・ナッタ触媒に添加する効果、すなわち
結果として増大した分子量を有するポリマーを製造する
効果のメカニズムは、インデニルがTiCl4中の利用
可能な塩素を置換して、活性チタン中心の数を低減させ
るためであると信じられている。このことは、特に、イ
ンデニル/チタンの比が0.167〜1.5の場合に真
である。
と、結果として残存する活性重合部位が高分子量のポリ
マーを製造する部位になると信じられている。インデニ
ルの相対的な量が増大するにつれて、低分子量のポリマ
ーを製造する傾向がある部位が不活性になり、そしてポ
リマーの分子量が増大する。さらに、インデニルに関す
る理論的なメカニズムは、他のシクロペンタジエニル型
(シクロペンタジエニルおよび置換シクロペンタジエニ
ル)基に関しても適用し得るものと信じられている。
を選択し; (b) 触媒を、式LiCp(式中、Cpはシクロペン
タジエニルまたは置換シクロペンタジエニルである)の
リチウム化合物と接触させ; (c) 珪素を含む電子供与体を、有機アルミニウム助
触媒化合物と接触させ; (d) 電子供与体/助触媒混合物に触媒−リチウム化
合物混合物を添加して触媒系を形成し; (e) モノマーを含む重合反応領域中に触媒系を導入
し;そして (f) 反応器からポリマー生成物を取り出す工程を含
んでなる上記の触媒系を用いるオレフィンの重合方法を
提供する。
・ナッタ触媒を予備重合してもよい。一般には、少量の
モノマーを、電子供与体と接触した触媒、すなわち遷移
金属触媒成分および助触媒、と次々に接触させて、予備
重合方法を遂行する。予備重合方法は、米国特許第4,
767,735号、同第4,927,797号、および
同第5,122,583号の各明細書に記載されてお
り、これらの開示内容は引用することにより本明細書に
組み込まれる。
を選択し; (b) 一般式LiCp(式中、Cpはシクロペンタジ
エニルまたは置換シクロペンタジエニルである)のリチ
ウム化合物を添加し; (c) 式AlR’3(式中、R’は炭素数1〜8のア
ルキルであり、そしてR’は同一であっても相異なって
いてもよい)のアルミニウムトリアルキル助触媒を添加
し;そして (d) 工程(b)と同時であるまたはその後のいずれ
かに、外部電子供与体を添加する、但し、該外部電子供
与体は一般式SiRm(OR’)4-m(式中、Rはアルキ
ル基、シクロアルキル基、アリール基およびビニル基よ
りなる群から選ばれ、R’はアルキル基であり、そして
mは0〜3であるが、Rがアルキル基である場合にはR
はR’と同一であってよく、mが0、1または2である
場合にはR’基は同一であっても相異なっていてもよ
く、そしてmが1、2または3である場合にはR基は同
一であっても相異なっていてもよい)を有する;工程を
含んでなるオレフィンの重合用の触媒の製造方法を提供
する。
施例は本発明の特定の態様として並びにその実施および
有利性を証明するために与えられる。該実施例は具体的
な説明のために与えられるものであって、いかなる場合
にも発明の詳細な説明または特許請求の範囲を制限する
ことを意図するものではないものと理解される。
チウム(LiInd)1.2mgのスラリーを製造し
た。
トルのオートクレーブに、鉱油スラリー1ml、トリエ
チルアルミニウム1ミリモルおよびシクロヘキシルジメ
トキシシラン0.1ミリモルを添加した。次に、オート
クレーブに、液体プロピレン1.4リットルおよびガス
状水素16ミリモルを仕込んだ。次に、混合物を70℃
に加熱し、60分間維持した。次に、ポリマーを80℃
で乾燥した。重合の結果を表1に示す。
と同様に、行った。触媒に対するリチウム化合物の比お
よび重合の結果を表1に示す。
nd7mgと1時間攪拌し、そして室温で減圧下乾燥し
て、触媒を製造した。実施例1と同様に重合を行った。
(LiCp)2.0mgを使用した以外は、実施例5と
同様の方法で、触媒を製造し重合を行った。
外は、実施例1と同様にプロピレンの重合を行った。
に、インデンおよびシクロペンタジエニドのリチウム塩
を添加すると、オレフィンの重合においては触媒の性能
および触媒の水素反応性を改変したことが示されてい
る。遷移金属に対するリチウム化合物のモル比を増大す
るにつれて、ポリマーの分子量が増大する。図1に示さ
れるように、チタンに対するリガンド(インデニルまた
はシクロペンタジエル)の同一の比においては、よりか
さばったリガンドの場合に、分子量のよりドラマチック
な増大が観察された。
ッタ触媒へのLiCpおよびLiIndの添加の効果を
示す。0.2を超えるモル比では、分子量に対する効果
は確かなようである。さらに、触媒系の合成または重合
方法における他の変動要因、例えば電子供与体に対する
助触媒のモル比または重合反応器への水素添加を変動さ
せれば、ポリマー生成物の分子量に影響が及ぶであろ
う。しかし、他のプロセス変動要因が一定にされる場合
に、通常の担持されたチーグラー・ナッタ触媒にシクロ
ペンタジエニル−リチウムまたは置換シクロペンタジエ
ニル−リチウム化合物を添加すれば、増大した分子量を
有するポリオレフィン生成物が得られるであろう。Li
Cp/Tiのモル比が少なくとも0.2である場合に、
効果は特に顕著である。
形および改変が可能であることは明白である。従って、
上記の特許請求の範囲の範囲内で、本明細書中で具体的
に述べた態様以外の態様であっても本発明を実施できる
ものと理解しなければならない。
リチウムの分子量に対する効果を示すグラフである。
Claims (20)
- 【請求項1】 (a) 一般式MR+ x(式中、Mは金属
であり、Rはハロゲンまたはヒドロカルボキシルであ
り、そしてxは金属の原子価である)の遷移金属化合物
を含む通常の担持されたチーグラー・ナッタ触媒成分; (b) 式LiCp(式中、Cpはシクロペンタジエニ
ルまたは置換シクロペンタジエニルである)のリチウム
化合物; (c) 式AlR’3(式中、R’は炭素数1〜8のア
ルキルであり、そしてR’は同一であっても相異なって
いてもよい)のアルミニウムトリアルキル助触媒;並び
に (d) 工程(b)と同時であるかまたはその後のいず
かにおける、外部電子供与体、但し、該外部電子供与体
は一般式SiRm(OR’)4-m(式中、Rはアルキル
基、シクロアルキル基、アリール基およびビニル基より
なる群から選ばれ、R’はアルキル基であり、そしてm
は0〜3であるが、Rがアルキル基である場合にはRは
R’と同一であってもよく、mが0、1または2である
場合にはR’基は同一であっても相異なっていてもよ
く、そしてmが1、2または3である場合にはR基は同
一であっても相異なっていてもよい)を有する;を含ん
でなるオレフィンの重合用の触媒。 - 【請求項2】 リチウム化合物/遷移金属のモル比が少
なくとも0.2である請求項1記載の触媒。 - 【請求項3】 MがIVB、VBまたはVIB族の金属
である請求項1記載の触媒。 - 【請求項4】 MがIVB族金属である請求項1記載の
触媒。 - 【請求項5】 Mがチタンである請求項4記載の触媒。
- 【請求項6】 Rが塩素、臭素、アルコキシまたはフェ
ノキシである請求項1記載の触媒。 - 【請求項7】 Rが塩素またはエトキシである請求項6
記載の触媒。 - 【請求項8】 Rが塩素である請求項8記載の触媒。
- 【請求項9】 遷移金属化合物がTiCl4、TiB
r4、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(OC2H5)3B
r、Ti(OC3H7)2Cl2、Ti(OC6H13)2Cl
2、Ti(OC2H5)2Br2およびTi(OC12H25)
Cl3である請求項1記載の触媒。 - 【請求項10】 アルミニウムトリアルキル助触媒がト
リメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムまたは
トリイソブチルアルミニウムである請求項1記載の触
媒。 - 【請求項11】 アルミニウム助触媒がトリメチルアル
ミニウムアルキルである請求項1記載の触媒。 - 【請求項12】 電子供与体がシクロヘキシルメチルジ
メトキシシラン、ジフェニルジメトキシシランまたはイ
ソブチルトリメトキシシランである請求項1記載の触
媒。 - 【請求項13】 電子供与体がシクロヘキシルメチルジ
メトキシシランである請求項12記載の触媒。 - 【請求項14】 リチウム化合物がシクロペンタジエニ
ルリチウムまたはインデンリチウムである請求項1記載
の触媒。 - 【請求項15】 化合物がインデンリチウムである請求
項14記載の触媒。 - 【請求項16】 (a) 通常の担持されたチーグラー
・ナッタ触媒成分を選択し; (b) 式LiCp(式中、Cpはシクロペンタジエニ
ルまたは置換シクロペンタジエニルである)のリチウム
化合物を添加し; (c) 式AlR’3(式中、R’は炭素数1〜8のア
ルキルであり、そしてR’は同一であっても相異なって
いてもよい)のアルミニウムトリアルキル助触媒を添加
し;そして (d) 工程(b)と同時であるかまたはその後のいず
かに、外部電子供与体を添加する、但し、該外部電子供
与体は一般式SiRm(OR’)4-m(式中、Rはアルキ
ル基、シクロアルキル基、アリール基およびビニル基よ
りなる群から選ばれ、R’はアルキル基であり、そして
mは0〜3であるが、Rがアルキル基である場合にはR
はR’と同一であってもよく、mが0、1または2であ
る場合にはR’基は同一であっても相異なっていてもよ
く、そしてmが1、2または3である場合にはR基は同
一であっても相異なっていてもよい)を有する;工程を
含んでなるオレフィン重合用の触媒の製造方法。 - 【請求項17】 リチウム化合物/遷移金属のモル比が
少なくとも0.2である請求項16記載の方法。 - 【請求項18】 (a) チタンを含む通常のチーグラ
ー・ナッタ触媒成分を選択し; (b) 該触媒成分を、式LiCp(式中、Cpはシク
ロペンタジエニルまたは置換シクロペンタジエニルであ
る)のリチウム化合物と接触させ; (c) 触媒成分/リチウム化合物混合物を、式Al
R’3(式中、R’は炭素数1〜8のアルキルであり、
そしてR’は同一であっても相異なっていてもよい)の
アルミニウムトリアルキル助触媒と接触させて、触媒を
形成し;そして (d) 工程(b)と同時であるかまたはその後のいず
かに、該触媒を、一般式SiRm(OR’)4-m(式中、
Rはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基および
ビニル基よりなる群から選ばれ、R’はアルキル基であ
り、そしてmは0〜3であるが、Rがアルキル基である
場合にはRはR’と同一であってもよく、mが0、1ま
たは2である場合にはR’基は同一であっても相異なっ
ていてもよく、そしてmが1、2または3である場合に
はR基は同一であっても相異なっていてもよい)の外部
電子供与体と接触させ;そして (e) 式LiCp(式中、Cpはシクロペンタジエニ
ルまたは置換シクロペンタジエニルである)のリチウム
化合物を添加し; (f) 該触媒を、オレフィンモノマーを含む重合反応
領域中に導入し、そして (g) ポリマー生成物を反応器から取り出すことを含
んでなるオレフィンの重合方法。 - 【請求項19】 リチウム化合物/遷移金属のモル比が
少なくとも0.2である請求項18記載の方法。 - 【請求項20】 方法がさらに触媒の予備重合を含んで
なる請求項18記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US480728 | 1990-02-16 | ||
| US08/480,728 US6531553B1 (en) | 1993-06-02 | 1995-06-07 | Process for increasing molecular weight in polyolefins using Ziegler-Natta catalysts and lithium compounds |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09100311A true JPH09100311A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=23909119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18264296A Pending JPH09100311A (ja) | 1995-06-07 | 1996-06-07 | ポリオレフインの増大した分子量のためのチーグラー・ナツタ触媒へのリチウム化合物の添加 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09100311A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533822A (ja) * | 2004-04-22 | 2007-11-22 | シェブロン フィリップス ケミカル カンパニー エルピー | 広い分子量分布を有する重合体を生成する触媒系およびそれらと同じものを作成する方法 |
-
1996
- 1996-06-07 JP JP18264296A patent/JPH09100311A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533822A (ja) * | 2004-04-22 | 2007-11-22 | シェブロン フィリップス ケミカル カンパニー エルピー | 広い分子量分布を有する重合体を生成する触媒系およびそれらと同じものを作成する方法 |
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