JPH10508630A - ２モードの分子量分布のエチレンポリマー及びコポリマーのための触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 前もって６００℃でか焼されたシリカと、ジブチルマグネシウム（ＤＢＭ）、１−ブタノール及び４塩化チタン並びにメチルアルモキサン（ＭＡＯ）及び（ＢｕＣｐ）₂ＺｒＣｌ₂の溶液との相互作用は、トリアルキルアルミニウム（ＡｌＲ₃）助触媒の非存在下に２モードの分子量分布を有するポリエチレンを製造する触媒を与える。

Description

【発明の詳細な説明】 ２モードの分子量分布のエチレンポリマー及びコポリマーのための触媒 本発明は、触媒、並びに単一の反応器内での、２モードの（ｂｉｍｏｄａｌ） 分子量分布のエチレンポリマー及びコポリマーの製造におけるその使用に関する 。本触媒は、支持体上の少なくとも２種の遷移金属成分を含み、２種の遷移金属 成分のうちの１つはメタロセン（ｍｅｔａｌｌｏｃｅｎｅ）の形態で与えられる 。担持された遷移金属はアルミニウムのオリゴマー性及び／または高分子量酸素 含有化合物によって活性化される。触媒の存在下での重合生成物は、有意に異な る分子量を有する２種の成分を含み、１つは他よりも比較的高い分子量を有する 。そのような重合生成物は２モードの分子量分布の生成物と呼ばれる。 この触媒は慣用の気相流動床反応器内で反応器を汚染すること無しに、かつ重 合反応器へのアルモキサン（ａｌｕｍｏｘａｎｅ）同時供給原料を使用せずに働 くことができる。従って、本発明は、反応器汚染のない、単一の慣用の気相流動 床反応器内でのエチレンの連続重合及び共重合において有用である。 図１は実施例の２モード分子量分布生成物のゲル透過クロマトグラフィーであ る。これらの重合生成物は異なる分子量の２種の成分を含み、１つは他よりも比 較的高い分子量のものである。 本触媒をその製造方法によって下に議論する。 活性化剤を含まない担持された非メタロセン遷移金属化合物〔例えばアルキル アルミニウム（トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムハライド及 びハイドライド等）、これらを以降非メタロセン遷移金属化合物と呼ぶ〕を、ア ルモキサン単独またはメタロセン化合物との混合物と接触させることによって活 性化する。本発明は、触媒、並びに１つの反応器内で製造された、２モードの分 子量分布のエチレンポリマー及びコポリマーの製造におけるその使用に関する。 本触媒は、支持体上の少なくとも２種の遷移金属成分を含んで成り、２種の遷移 金属成分のうちの１つはメタロセンの形態で与えられる。担持された遷移金属は 触媒の製造中に活性化される。本発明に従い、反応器（スラリーまたは気相流動 床）へのアルミニウムアルキル化合物の同時供給原料を必要としない。 好ましい態様において、本発明の触媒は、担持された非メタロセン遷移金属成 分、メタロセン遷移金属化合物及びメチルアルモキサンを含む。 担体物質は固体、粒状、多孔質、好ましくは珪素及び／またはアルミニウムの 酸化物のような無機物質である。担体物質は約１ミクロン〜５００ミクロン、好 ましくは１０ミクロン〜約２５０ミクロンの平均粒子サイズを有する乾燥粉末の 形態で使用される。担体の表面積は少なくとも３平方ｍ／ｇ（ｍ²／ｇ）、好ま しくは５０ｍ²／ｇ〜３５０ｍ²／ｇである。担体物質は乾燥していなければなら ず、すなわち吸収された水を含有しない。担体物質の乾燥は１００℃〜１０００ ℃、好ましくは６００℃における加熱によって実行され得る。担体がシリカであ るときは、これは少なくとも２００℃、好ましくは２００℃〜８５０℃、最も好 ましくは６００℃で加熱される。担体物質は、本発明の触媒組成物を製造するた めに、少なくともいくらかの活性ヒドロキシル（ＯＨ）基を有しなければならな い。 最も好ましい態様において、担体はシリカであり、最初の触媒合成工程におい て使用する前にそれを窒素と共に流動し、そして６００℃で１６時間加熱するこ とによって脱水して０．７ミリモル／ｇの表面ヒドロキシル基濃度を達成する。 最も好ましい態様のシリカは高表面積の非晶質シリカ（表面積＝３００ｍ²／ｇ ；気孔体積１．６５ｃｍ³／ｇ）であり、、例えばＷ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ ａｎｄ ＣｏｍｐａｎｙのＤａｖｉｓｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ 部門によってＤａｖｉｓ ｏｎ ９５２またはＤａｖｉｓｏｎ ９５５の商品名で市販されている物質であ る。シリカは例えばスプレードライ工程によって得られるもののような球形の粒 予の形態である。入手したままでは、これらのシリカはか焼されておらず、これ は上に示したように脱水されなければならない。 この触媒合成は不活性条件下、水及び酸素の存在なしに行われる。 前記（ＯＨ）基を有する担体物質を非極性溶媒内でスラリー化し、そして得ら れたスラリーを少なくとも１種の下記の実験式を有する有機マグネシウム化合物 と接触させる。溶媒中の担体物質のスラリーは担体を溶媒内に、好ましくは攪拌 しながら導入し、そして混合物を２５〜７０℃、好ましくは４０〜６０℃に加熱 することによって製造される。ここでの温度は、続いて添加される非メタロセン 遷移金属に関して重要である。すなわちこのスラリーの９０℃またはそれ以上の 温度が続いて添加される非メタロセン遷移金属の失活を起こし得る。従って、全 ての触媒前駆体合成工程は９０℃未満で実施される。スラリーを次に前述の有機 マグネシウム化合物と、上述した加熱を続けながら接触させる。 有機マグネシウム化合物は実験式 ＲＭｇＲ’ （Ｒ及びＲ’は同じかまたは異なるＣ₂〜Ｃ₁₂アルキル基、好ましくはＣ₄〜Ｃ₁₀ アルキル基、さらに好ましくはＣ₄〜Ｃ₈アルキル基、最も好ましくはＲ及びＲ’ が大部分ブチル基である）を有する。 適切な非極性溶媒は、その中でここで使用する全ての反応体、すなわち有機マ グネシウム化合物及び非メタロセン遷移金属化合物が可溶性のものである。好ま しい非極性溶媒は、イソペンタン、ヘキサン、ｎ−ヘプタン、オクタン、ノナン 及びデカンのようなアルカンであるが、シクロヘキサンのようなシクロアルカン 、ベンゼン、トルエン及びエチルベンゼンのような芳香族炭化水素を含む種々の 他の物質も使用し得る。最も好ましい非極性溶媒はイソペンタンである。使用の 前に、非極性溶媒は例えばシリカゲル及び／または分子篩を通してのパーコレー ション等によって精製して、痕跡量の水、酸素、極性化合物、及び触媒活性に悪 影響し得る他の物質を除去しなければならない。 本触媒の合成の最も好ましい態様において、物理的及び化学的に支持体上に付 着するだけの量の有機マグネシウム化合物を加えることが重要である。なぜなら 溶液中で過剰の有機マグネシウム化合物が他の合成化学物質と反応して支持体の 外側に沈澱し得るからである。担体乾燥温度は有機マグネシウム化合物にとって 利用できる担体上の部位の数に影響する。乾燥温度が高い程、部位の数は少ない 。したがって、有機マグネシウム化合物のヒドロキシル基に対する正確なモル比 は変化し、そして溶液中に過剰の有機マグネシウム化合物を残さずに支持体上に 付着するだけの量の有機マグネシウム化合物が添加されることを確実にするため にケースバイケースの基準で決定すべきである。したがって、以下に与えられる モル比はだいたいの指針としてのみの意味であり、そしてこの態様において、有 機 マグネシウム化合物の正確な量は上述した機能的限定によって制御されなければ ならない。すなわち支持体上に付着できるものよりも多くないことが必要である 。もし、それより多い量が溶媒に添加されると、過剰物は非メタロセン遷移金属 化合物と反応でき、それによって本触媒の合成に有害な支持体の外側の沈澱を形 成するのでこれを避けなければならない。支持体上に付着するよりも少ない量の 有機マグネシウム化合物は全ての慣用の方法、例えば溶媒中でスラリーを撹拌し ながら有機マグネシウム化合物が溶媒中の溶液として検出されるまで担体のスラ リーへ有機マグネシウム化合物を加えることによって決定できる。 例えば、約６００℃で加熱されたシリカ担体について、スラリーに添加される 有機マグネシウム化合物の量は、Ｍｇ対固体担体中のヒドロキシル基（ＯＨ）の モル比が０．５：１〜４：１、好ましくは０．８：１〜３：１、さらに好ましく は０．９：１〜２：１であり、最も好ましくは約１：１であるようなものである 。有機マグネシウム化合物が非極性溶媒中に溶解して溶液を形成し、これから有 機マグネシウム化合物が担体上に付着する。 支持体上に付着する量より過剰である量の有機マグネシウム化合物を加えて、 次に例えば濾過及び洗浄によって過剰の有機マグネシウム化合物を除去すること も可能である。しかし、この代替法は上述の最も好ましい態様よりも望ましくな い。 有機マグネシウムで処理した支持体を、有機アルコール試薬（Ｒ”ＯＨ）と接 触させる。この有機アルコール試薬の量は、０．５〜２．０、好ましくは０．８ 〜１．５のＲ”ＯＨ：Ｍｇ比を与えるために有効である。 シリカに担持された有機マグネシウム化合物の有機アルコール試薬との接触を スラリー内で行う。接触は２５℃〜９０℃、好ましくは４０℃〜６０℃の範囲の 温度で行う。 有機アルコール試薬内のアルキル基は１〜１２個の炭素原子、好ましくは１〜 ８個の炭素原子を含むことができ、下記の態様においては、これは２〜４、特に ４個の炭素原子を含むアルキル（ブチル）基である。本発明の触媒合成における アルコール試薬の包含工程は、この工程がない場合と比較してかなり活性が高く 、かなり少ない量の非メタロセン遷移金属（例えばチタン）しか必要とせず、そ し てメタロセン成分によって製造される生成物製粉に関してはるかに活性が高い触 媒を生じる。 有機アルコール試薬のスラリーへの添加が完了した後、スラリーを非メタロセ ン遷移金属化合物と接触させる。スラリー温度は２５〜９０℃、好ましくは４０ 〜６０℃に維持しなければならない。上に記したように、このスラリの９０℃以 上の温度は触媒の失活を生じ得る。ここで使用される適切な非−メタロセン遷移 金属化合物は、Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｎｅｗｓ ６３巻５号、２７頁（１９８５年）によって公表された元素周期表の第４及び ５族金属の化合物であるが、これらの金属化合物が非極性溶媒に可溶性であるこ とを条件とする。そのような化合物の限定されない例は、４塩化チタン（ＴｉＣ ｌ₄）及び４塩化バナジウム（ＶＣｌ₄）、オキシ３塩化バナジウム（ＶＯＣｌ₃ ）のようなチタンハロゲン化物及びバナジウムハロゲン化物、チタン及びバナジ ウムアルコキシド（アルコキシド部分が１〜２０、好ましくは１〜６炭素原子の 分岐または非分岐アルキル基を有するもの）である。好ましい遷移金属化合物は チタン化合物、好ましくは４価チタン化合物である。最も好ましいチタン化合物 は４塩化チタンである。非メタロセンの形態でのチタンまたはバナジウムの量は Ｔｉ／Ｍｇモル比で０．３〜１．０、好ましくは０．５０〜０．８０の範囲であ る。 このような非メタロセン遷移金属化合物の混合物も使用でき、そして一般に、 含めることができる遷移金属化合物に何らの限定も課されない。単独で使用し得 る全ての遷移金属化合物は他の遷移金属化合物と組み合わせても使用し得る。 非メタロセン遷移金属化合物の添加が完了した後、スラリーの溶媒を蒸発また は濾過によって除去して自由流動性の粉末を得る。次に、メタロセンの組み込み を行うことができる。メタロセンをアルモキサンで活性化する。メタロセン化合 物は式 Ｃｐ_xＭＡ_yＢ_z（式中、Ｃｐは非置換または置換のシクロペンタジエニ ル基、Ｍはジルコニウムまたはハフニウムまたはチタン、そしてＡ及びＢはハロ ゲン原子、水素原子若しくはアルキル基を含む群に属する）を有する。メタロセ ン化合物の上式において、好ましい遷移金属原子Ｍはジルコニウムである。メタ ロセン化合物の上式において、Ｃｐ基は非置換、モノ−置換またはポリ置換シク ロペンタジエニル基であり、そしてｘは少なくとも１である。シクロペンタジエ ニル基上の置換基は好ましくは直鎖のＣ₁〜Ｃ₆アルキル基である。シクロペンタ ジエニル基は、インデニル、テトラヒドロインデニル、フルオレニルまたは部分 的に水素化されたフルオレニル基のような二環式または三環式基の部分、並びに 置換された二環式若しくは三環式基の部分であることができる。メタロセン化合 物の上式中のｘが２に等しいときは、シクロペンタジエニル基は-ＣＨ₂-、-ＣＨ₂ -ＣＨ₂-、-ＣＲ'Ｒ"-及び-ＣＲ'Ｒ"-ＣＲ'Ｒ"-（式中、Ｒ'及びＲ"は短いアル キル基若しくは水素原子）、-Ｓｉ(ＣＨ₃)₂-、Ｓｉ(ＣＨ₃)₂-ＣＨ₂-ＣＨ₂-Ｓｉ( ＣＨ₃)₂-及び同様のブリッヂ基のようなポリメチレンまたはジアルキルシラン基 によってブリッジされていることもできる。メタロセン化合物の上式中のＡ及び Ｂ置換基がハロゲン原子であることもでき、そしてｙ＋ｚは、ｘ＋ｙ＋ｚがＭの 原子価に等しいことを条件として３以下である。もしメタロセン化合物の上式中 のＡ及びＢ置換基がアルキル基であれば、それらは好ましくは、メチル、エチル 、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｎ−ペンチル、ｎ− ヘキシルまたはｎ−オクチルのような直鎖または分岐のＣ₁〜Ｃ₈アルキル基であ る。 適切なメタロセン化合物はビス（シクロペンタジエニル）金属ジハライド、ビ ス（シクロペンタジエニル）金属ヒドリドハライド、ビス（シクロペンタジエニ ル）金属モノアルキルモノハライド、ビス（シクロペンタジエニル）金属ジアル キル及びビス（インデニル）金属ジハライド（ここで、金属はジルコニウムまた はハフニウムであり、ハライド基は好ましくは塩素であり、そしてアルキル基は Ｃ₁〜Ｃ₆アルキルである）を含む。メタロセンの例示の、限定されない例はビス （シクロペンタジエニル）ジルコニウムジクロライド、ビス（シクロペンタジエ ニル）ハフニウムジクロライド、ビス（シクロペンタジエニル）ジルコニウムジ メチル、ビス（シクロペンタジエニル）ハフニウムジメチル、ビス（シクロペン タジエニル）ジルコニウムヒドリドクロライド、１，２−エチレンビス（インデ ニル）ジルコニウムジクロライド、１，１−エチレンビス（インデニル）ジルコ ニウムジクロライド、ビス（シクロペンタジエニル）ハフニウムヒドリドクロラ イド、ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）ジルコニウムジクロライド、ビ ス（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）ハフニウムジクロライド、ビス（ｎ−ブ チルシクロペンタジエニル）ジルコニウムジメチル、ビス（ｎ−ブチルシクロペ ンタジエニル）ハフニウムメチル、ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）ジ ルコニウムヒドリドクロライド、ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）ハフ ニウムヒドリドクロライド、ビス（ペンタメチルシクロペンタジエニル）ジルコ ニウムジクロライド、ビス（ペンタメチルシクロペンタジエニル）ハフニウムジ クロライド、ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）ジルコニウムジクロライ ド、シクロペンタジエニル−ジルコニウムトリクロライド、ビス（インデニル） ジルコニウムジクロライド、ビス（４，５，６，７−テトラヒドロ−１−インデ ニル）ジルコニウムジクロライド、及びエチレン−［ビス（４，５，６，７−テ トラヒドロ−１−インデニル）］ジルコニウムジクロライドを含む。本技術の態 様において使用されるメタロセン化合物は結晶質固体として、芳香族炭化水素中 の溶液として、または担持された形態として使用できる。 アルモキサンは触媒製造のどの工程においても担体内に含浸することができる 。この態様において、アルモキサンによって与えられるＡｌの量は５０〜５００ 、好ましくは７５〜３００の範囲のＡｌ：遷移金属（メタロセンによって与えら れる）のモル比を与えるのに充分である このクラスのアルモキサンは次の式で示されるオリゴマー性の線状及び／また は環式アルキルアルモキサン： Ｒ-(Ａｌ(Ｒ)-Ｏ)_II-ＡｌＲ₂オリゴマー性の線状アルモキサン；及び (-Ａｌ(Ｒ)-Ｏ-)_III オリゴマー性の環式アルモキサン (式中、ｎは１〜４０、好ましくは１０〜２０であり、ｍは３〜４０、好ましく は３〜２０であり、そしてＲはＣ₁〜Ｃ₈アルキル基、そして好ましくはメチルで ある)を含んで成る。メチルアルモキサン（ＭＡＯ）は非常に広い分子量分布と １２００の平均分子量とを有するオリゴマーの混合物である。メチルアルモキサ ンは通常、トリメチルアルミニウムと水またはCuSo₄5H₂O またはAl₂(SO₄)₃・5H₂ Oのような水和無機塩とを反応させることによって製造される。メチルアルモキ サンはまた、反応器へトリメチルアルミニウム及び水または水含有無機塩を加え ることによってその場で生じさせることもできる。ＭＡＯは非常に広い分子量分 布及び通常１２００の平均分子量を有するオリゴマーの混合物である。ＭＡＯは 典型的にはトルエン溶液中に保持される。チタン及びジルコニウムの両方の活性 部位が商業的に入手できるメチルアルモキサンによって活性化される。ジルコニ ウム部位のための最も好ましい活性剤はメチルアルモキサンである。最も好まし い態様において、そのような商業的なメチルアルモキサンの触媒前駆体への添加 はジルコニウム部位及びチタン及び／またはバナジウム部位の両方を活性化する のに充分である。 活性化されたメタロセン化合物成分の担体上への組み込みは種々の方法によっ て達成できる。アルモキサン及びメタロセン化合物の各々または両方は、非メタ ロセン遷移金属化合物の添加によって得られた、すなわち非メタロセン遷移金属 化合物の添加の後の、スラリー内に組み込むことが出来る。 かわりに、そして担体の気孔内へのアルモキサンの注入の新規な方法に従い、 担体スラリーは、非メタロセン遷移金属化合物の添加の後に溶媒ストリップして 自由流動性の粉末を形成することができる。この自由流動性の粉末は次に、担体 の気孔体積を決定し、そして担体の全気孔体積と等しいかまたはそれより小さい 体積でのアルモキサン（またはメタロセン−アルモキサン）溶液を与え、そして 乾燥触媒前駆体を回収することによって含浸できる。得られた自由流動性の粉末 は重合反応器内で活性化剤（場合により助触媒と呼ぶ）と結合させることを要求 されない。 アルモキサン及びそのための溶媒を含む溶液の体積は変化し得る。担体内への アルモキサンの含浸の好ましい態様において、担体物質内へのアルモキサンの組 み込みにおける制御因子の１つはシリカの気孔体積である。この好ましい態様に おいて、担体物質を含浸する方法は、アルモキサン溶液内でのシリカのような担 体物質のスラリーを形成することなく、アルモキサン溶液を注入することによる 。アルモキサンの溶液の体積はスラリーを形成せずに担体物質の気孔を満たすの に十分であるが、溶液の体積はシリカの気孔体積を越えない。従って好ましくは 、アルモキサンの溶液の最大体積は担体物質試料の全気孔体積と等しく、それを 越えない。このアルモキサン溶液の最大体積はシリカのスラリーが形成されない ことを保証する。従って、もし担体物質の気孔体積が１．６５ｃｍ³／ｇであれ ば、アルモキサンの体積は担体物質の気孔体積の１．６５ｃｍ³／ｇと等しいか また はそれより小さい。この条件の結果として、含浸された担体物質は含浸の直後に 乾燥しているようにみえるが、担体の気孔は内部の溶媒によって満たされている 。 溶媒は担体物質のアルモキサンで含浸された気孔から加熱及び／または窒素の ような不活性ガスによって誘導される正圧下に除去できる。もし使用するなら、 この工程における条件は、含浸担体粒子の凝集及び／またはアルモキサンの架橋 を減じる（もし除去しないのであれば）ために制御される。この工程において溶 媒は、触媒粒子の凝集及びアルモキサンの架橋を未然に防ぐために比較的低い高 温（４０〜５０℃）で実施される蒸発によって除去できる。４０℃〜５０℃の範 囲によって定義されるものよりも比較的高い温度における蒸発によっても溶媒は 除去できるが、触媒粒子の凝集及びアルモキサンの架橋または触媒の失活を未然 に防ぐために非常に短い加熱時間スケジュールを使用しなければならない。 好ましい態様において、担体を溶液で含浸させる前にメタロセンをアルモキサ ン溶液に加える。もう一度記すが、上記したようにメタロセンをも含むアルモキ サン溶液の最大体積は好ましくは担体物質試料の全気孔体積である。Ａｌで表さ れるアルモキサンが与えるアルミニウムの、Ｍ（例えばＺｒ）として表されるメ タロセン金属に対するモル比は５０〜５００、好ましくは７５〜３００、そして 最も好ましくは１００〜２００の範囲である。本発明の追加の利点は、Ａｌ：Ｚ ｒの比が直接制御できることである。好ましい態様において、アルモキサン及び メタロセン化合物は２０〜８０℃において０．０１〜６．０時間、注入工程での 使用の前に一緒に混合される。メタロセン及びアルモキサンのための溶媒は、芳 香族炭化水素、エーテル、環式エーテルまたはエステルのような適切な溶媒であ り、好ましくはそれはトルエンである。 有機マグネシウム化合物、非メタロセン遷移金属化合物及び活性化メタロセン から形成された触媒前駆体成分は、アルキルアルミニウム化合物のような助触媒 によってさらに活性化される必要がない。さらに本触媒の使用は反応器へのアル ミニウム同時供給を必要としない。 アルモキサンの量は、５：１〜１０００：１、好ましくは１５：１〜３００： １、最も好ましくは２０：１〜１００：１のＡｌ：Ｔｉモル比を与えるのに充分 である。本触媒は長時間高い活性を示し、そしてほとんど失活を示さない。 本触媒は、粒子形態で気相エチレン重合及び共重合のための流動床反応器に供 給され得る。さらに、本発明に従い、本触媒はアルモキサン溶液の存在なしに、 エチレンの重合及び共重合用の流動床反応器に供給され得る。流動床をポリマー 粒子の焼結温度よりも低い温度で操作することが重要である。本発明の方法にお けるエチレンコポリマーの製造のためには、３０〜１１５℃の操作温度が好まし く、７５〜９５℃の温度が最も好ましい。７５〜９５℃の温度は０．９１〜０． ９２の密度（ｇ／ｃｃ）を有する生成物を製造するために使用され、８０〜１０ ０℃の温度は０．９２〜０．９４の密度を有する生成物を製造するために使用さ れ、９０〜１１５℃の温度は０．９４〜０．９６の密度を有する生成物を製造す るために使用される。流動床反応器重合は１０００ｐｓｉ以下の圧力で操作され 、好ましくは１５０〜３５０ｐｓｉの圧力で操作され、そしてそのような範囲で の高い方の温度が、圧力の増加が気体の単位体積熱容量を増すので熱伝達に有利 である。生成物 本発明に従い、本発明の触媒によって単一の反応器内で別のアルミニウムアル キル助触媒を重合反応器に加えることなく、２モードの分子量分布のポリエチレ ンを製造できる。具体的には、アルキルアルミニウム化合物（トリアルキルアル モニウム、ジアルキルアルミニウムハライド及びハイドライド等）のような活性 剤を含まない、担持された非メタロセン遷移金属化合物は、非メタロセン遷移金 属を含む担持触媒を、メタロセン化合物及びアルミノキサン化合物の両方を含む 溶液と接触させることによって活性化される。重合反応器（スラリーまたは流動 床）へのアルモキサンまたはトリアルキルアルミニウム化合物の別の供給原料は 必要ではない。チタン／ジルコノセンに基づくバイメタリック（ｂｉｍｅｔａｌ ｌｉｃ）触媒系において、ＬＭＷ（低分子量）成分はＺｒ部位によって製造され 、一方ＨＭＷ（高分子量）成分はＴｉ部位によって製造される。２つの部位の相 対生産性は最終生成物におけるＨＭＷ／ＬＭＷ成分の各々の重量画分を決定する 。ポリエチレンを製造する触媒を活性化するために、典型的なチィーグラー／ナ ッタ触媒として、アルミニウムアルキル助触媒を重合反応器（スラリーまたは気 相のいずれか）に通常加える。 重合生成物は２種の異なった分子量の成分を含み、１つのＭＷ成分は他のもの よりも比較的高い分子量のものである。２モードの分子量分布の生成物のこの比 較的高い分子量の成分は比較的狭い分子量分布を有する。 エチレンポリマー並びにエチレンと１種以上のＣ₃〜Ｃ₁₂アルファ−オレフィ ンとのコポリマーが本発明に従って製造できる。従って、２種のモノマー単位を 有するコポリマーのみならず３種のモノマー単位を有するターポリマーも可能で ある。そのようなポリマーの特別の例はエチレン／１−ブテンコポリマー、エチ レン／１−ヘキセンコポリマー及びエチレン／４−メチル−１−ペンテンコポリ マーを含む。 本発明の重合反応において水素を連鎖移動剤として使用できる。使用する水素 ／エチレンの比は気相中でエチレン１モルあたり水素０〜２．０モルの間で変化 する。触媒及び反応体に対して不活性のいかなる気体も気体流れ中に存在するこ とができる。 エチレン／１−ブテン及びエチレン／１−ヘキセンコポリマーが、本発明の触 媒を使用する方法において重合される最も好ましいコポリマーである。本発明に 従い製造されるエチレンコポリマーは少なくとも７０重量％のエチレン単位を含 む。本発明の触媒はさらに、プロピレン及び他のアルファ−オレフィンを重合す るため、並びにそれらを共重合するために使用できる。 本発明の他の態様において、本発明の触媒はエチレンとそれより高いアルファ −オレフィンとの重合のために高い活性を示し、そして広い分子量分布、並びに 一般に樹脂ブレンド中に比較的高い分子量成分及び比較的低い分子量成分とを有 する２モードの分子量分布を有するエチレンポリマー及びコポリマーの合成を許 容する。２モードの樹脂の分子量分布はメルトフロー比で表して７０〜２００で ある。 （実施例１） 触媒製造 触媒のチタン成分を実施例１Ａに記述するように製造した。触媒のジルコニウ ム成分は、米国特許第５，３３２，７０６号（信頼され、そして本明細書中に参 照によって組み込まれる）に記述される、物理的に「乾燥した」含浸法を使用し て製造した。 （実施例１Ａ） チタン触媒の製造：９５５シリカ５４１ｇ（か焼温度６００℃）を、攪拌パド ルの入った２ガロンのステンレス鋼オートクレーブ内に量り取った。次に、約４ ．８リットルの乾燥イソペンタンをオートクレーブに入れ、そして攪拌速度を１ ００ｒｐｍにセットした。シリカ／イソペンタンスラリーの温度は５４〜５８℃ であった。次にジブチルマグネシウム（３８９ミリモル）をスラリーに加えた。 オートクレーブの内容物を６０分間攪拌した。次に、１−ブタノール（４６８ミ リモル）を加えて攪拌を１時間継続した。最後に、４塩化チタン（２３３ミリモ ル）をオートクレーブに加え、そして攪拌を６０分間継続した。この後、全ての 溶媒を窒素パージ下での蒸発によって除去した。非メタロセン遷移金属成分の収 量は白色の自由流動性粉末４８０ｇであった。Ｔｉ実測値 １．６０重量％、Ｍ ｇ実測値 １．３８重量％。 （実施例１Ｂ）完成バイメタリック触媒の製造 溶液（Ａ）：（ＢｕＣｐ）₂ＺｒＣｌ₂（０．０ ９６ｇ、０．２３７ミリモル）を３０ミリリットルの血清瓶に移し、そして５． ０ｍＬ（４．６８ｇ）のメチルアルモキサンの４．７５モル濃度Ａｌ（１４．１ 重量％Ａｌ）溶液を加えた。この瓶を１分間振とうして溶液を形成し、それを下 記のようにただちに使用した。 不活性雰囲気下で、上の実施例１Ａに説明した２．５ｇのチタン含有触媒を、 触媒粉末を激しく攪拌するための磁気攪拌棒を入れた２００ｍＬの洋なし型フラ スコに加えた。次に室温において、上記した溶液（Ａ）３．７ｍＬを、１０分間 にわたってフラスコに滴下して加えた。使用した溶液（Ａ）の全体積は、チタン 含有触媒が、全添加時間中に常に「乾燥」しているように見えるようなものであ る。しかし、この添加の間、白色のチタン含有触媒は暗褐色に変わった。最後に 洋なし型フラスコを５５〜６０℃にセットした油浴内に置き、そして溶液（Ａ） からの残りのトルエンを窒素パージによって除去して、乾燥した黄褐色の自由流 動性の粉末を得た。Ｔｉ １．０９重量％；Ｍｇ ０．９１重量％；Ａｌ １３ ． １重量％；及びＺｒ ０．４２重量％。 （実施例２）重合−スラリー 重合：エチレン／１−ヘキセンコポリマーを上記実施例１Ｂのバイメタリック （Ｔｉ／Ｚｒ）触媒を使用して製造し、比較的高い分子量を有するＨＤＰＥを製 造した。 ４７℃の１．６リットルのステンレス鋼オートクレーブに乾燥ヘキサン０．７ ５０リットル、乾燥１−ヘキセン０．０３０リットルをゆっくりとした窒素パー ジ下に満たした。注記：アルミニウムアルキル助触媒は反応器に加えなかった。 次に、反応器のベントを閉じ、そして攪拌速度を９００ｒｐｍにセットし、内部 温度を８５℃に上げ、そして水素を使用して内部圧力を５ｐｓｉから１３ｐｓｉ に上げた。エチレンを導入して反応器圧力を２００ｐｓｉに維持した。次に実施 例１Ｂに記した触媒０．１０３ｇをエチレン過剰圧力で反応器内に導入し、そし て温度を上げて９５℃に保持した。重合を６０分間継続し、そして次にエチレン 供給を停止し、そして反応器を室温まで放冷した。７０．８ｇのポリエチレンを 集めた。ポリマーのＨＬＭＩは比較的高い分子量を示す２．３であった。そして このポリマーのＧＰＣクロマトグラムを図１に示す。議論 スラリー反応器からのポリマーの分子量分布（ＭＷＤ）をゲル透過クロマトグ ラフィー（ＧＰＣ）によって試験した。結果は明らかに、ポリマーが比較的高分 子量成分及び比較的低分子量成分を有する２モードの分子量分布を有することを 示した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シロドカー，プラディープ・パンデュラン アメリカ合衆国ニュージャージー州08502, ベル・ミード，マッキンタイアー・ドライ ブ ８ (72)発明者 シュレジェンバーガー，サンドラ・デニス アメリカ合衆国ニュージャージー州08853, ネシャニック，ホープ・コート ５ (72)発明者 ツィエン，グレース・オンキー アメリカ合衆国ニュージャージー州07067, コロニア，エルム・ストリート 78

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．２モードの分子量分布の、高密度及び線状低密度エチレンポリマー及びコ ポリマーを製造するための、活性化された触媒組成物であって 該触媒組成物は、少なくとも２種の遷移金属を含む組成物を含む、乾燥した無 水の支持体を含んで成り、 ２種の遷移金属のうちの１種はメタロセン化合物として与えられ、そして２つ めのものは非メタロセン化合物より成る群から選択される遷移金属源として与え れ、 該触媒が、支持体上に遷移金属源を付着させること、並びに、担持された非メ タロセン遷移金属源を、少なくとも１種のアルミニウム源並びにアルモキサン単 独及びメタロセン遷移金属化合物と混合したアルモキサンより成る群から選択さ れる少なくとも１種を含む溶液と、該２種の遷移金属を活性化するための有効量 で接触させることによって形成される、 前記の触媒組成物。 ２．支持体が、下記（１）及び（２）の反応生成物である、請求項１に記載の 触媒： （１）ＲＭｇＲ’（Ｒ及びＲ’の各々は炭素原子数４〜１０のアルキル基であ る）で含浸された、ＯＨ基を有するシリカ、ここでＲＭｇＲ’は０．５：１〜３ ：１のＲＭｇＲ’：ＯＨのモル比を与える量で存在する；並びに （２）式Ｒ”０−（Ｒ”は炭素原子数１〜１２のアルキル基である）を有する アルコキシ基を与える有機アルコール試薬、ここで前記試薬は０．５〜２．０の アルコール／Ｍｇモル比を与えるために有効な量で使用される。 ３．遷移金属の活性化メタロセン化合物がジルコノセンである、請求項１の触 媒。 ４．Ｒ及びＲ’の各々が炭素原子数４〜８のアルキル基である、請求項２の触 媒。 ５．Ｒ及びＲ’の各々がブチル基である、請求項２の触媒。 ６．Ｒが炭素原子数１〜１２のアルキル基である、請求項２の触媒。 ７．Ｒ”Ｏ−がアルコールとして与えられる、請求項２の触媒。 ８．反応生成物が、 （ｉ）非極性溶媒及び−ＯＨ基を有する固体の多孔質シリカのスラリーを与える こと； （ｉｉ）前記シリカをＲＭｇＲ’で含浸して中間体（ｉｉ）を形成すること、こ こでＭｇ：ＯＨ基の比は２未満であり、前記Ｒ及びＲ’の各々は炭素原子数４〜 １０のアルキル基であり、そして同じでも異なっていてもよく、前記ＲＭｇＲ’ は前記非極性溶媒に可溶性である； （ｉｉｉ）中間体（ｉｉ）を、０．５〜２．０のＲ”ＯＨ：ＲＭｇＲ’のモル比 を与えるのに有効な量の一定量のＲ”ＯＨで処理して工程（ｉｉｉ）の生成物を 形成すること によって形成される、請求項２の触媒。 ９．非メタロセン遷移金属がチタンである、請求項８の触媒。 １０．非メタロセン遷移金属化合物が４塩化チタンである、請求項９の触媒。 １１．工程（ｉｉｉ）の後にさらに 工程（ｉｉｉ）の生成物をＴｉＣｌ₄で処理してチタン含有中間体を形成する ことから成る工程（ｉｖ）：及び （ｖ）チタン含有中間体をメタロセン遷移金属化合物を含むメチルアルモキサ ン溶液と組み合わせること を含む、請求項１０の触媒。 １２．活性剤がメチルアルモキサンである、請求項１１の触媒。 １３．メタロセン遷移金属が式Ｃｐ_xＭＡ_yＢ_z（Ｃｐは非置換または炭素原子 数１〜６のアルキルまたはアルキレンによって置換されたシクロペンタジエニル 基またはインデニルのような二環式また三環式基の一部であるシクロペンタジエ ニル基であり、ｘは少なくとも１であり、Ａ及びＢの各々はハロゲン原子または 炭素原子数１〜８のアルキル基であり、そしてｙ＋ｚは３以下であり、ただしｘ ＋ｙ＋ｚは、チタンまたはジルコニウムまたはハフニウムより成る群から選択さ れるＭの原子価に等しいことを条件とする）を有する化合物として与えられる、 請求項１の触媒。 １４．メタロセン遷移金属が式Ｃｐ_xＭＡ_yＢ_z（Ｃｐは非置換または炭素原子 数１〜６のアルキルまたはアルキレン基によって置換されたシクロペンタジエニ ル基であり、ｘは少なくとも１であり、Ａ及びＢの各々はハロゲン原子または炭 素原子数１〜８のアルキルであり、そしてｙ＋ｚは３以下であり、ただしｘ＋ｙ ＋ｚは、チタンまたはジルコニウムまたはハフニウムより成る群から選択される Ｍの原子価に等しいことを条件とする）を有する化合物として与えられる、請求 項１１の触媒。 １５．メタロセン化合物がビス−（シクロペンタジエニル）ジルコニウムジク ロライド、ビス−（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）ジルコニウムジクロライ ド、１，２−エチレンビス（インデニル）ジルコニウムジクロライド及び１，１ −エチレンビス（インデニル）ジルコニウムジクロライドより成る群から選択さ れる、請求項１４の触媒。 １６．メタロセン化合物がメチルアルモキサンの溶液で活性化され、シリカが １．０〜４．０ｃｃ／ｇの範囲の気孔体積を有し、そして該溶液が該全気孔体積 と等しい体積を有する、請求項１５の触媒。