JPS58179207A - オレフィレ重合触媒の製法 - Google Patents

オレフィレ重合触媒の製法

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JPS58179207A
JPS58179207A JP57223119A JP22311982A JPS58179207A JP S58179207 A JPS58179207 A JP S58179207A JP 57223119 A JP57223119 A JP 57223119A JP 22311982 A JP22311982 A JP 22311982A JP S58179207 A JPS58179207 A JP S58179207A
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organic
polymerization
reducing agent
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は1−オレフィン類の重合触媒組成物に関する。
成型物体、特にびんの様な吹出し成型構造物は一般にポ
リエチレンの様なl−オレン8イン類の重合によシ形成
される。びんの様な変換製品が諸性質の最適平衡、例え
ば許容しつる応力割れ抵抗および柔軟性硬度を示すこと
が与えられた重合体系の商業的利用に重要である。ま九
利用増進の意味で重合体は適当な加工性、即ち工程中流
動および賢形のもとて満足な流動学的性質を示すことが
必要である。重合体融解物の粘弾性が相当な研究主題で
あったが、重合および特に触媒要求1r選択的に決定す
る様なふうに工程中の性能を最終用途物品に移し変える
可能性は証明されていない。更にどんな場合においても
触媒性能は効率又は生産性および敏感な#命における安
定性で評価されなければならない。
下記において、優秀な吹出E7成型物体の加工に申し分
なく適した重合体類製造用の支持された触媒系が確認さ
れたのである。本発明によれば、有機りん酸塩および有
機亜りん酸塩の様な有機りん化合物類と三酸化クロムと
の反応生成物より成り、その有機部分が炭化水素基、例
えばアルキル、アラルキル、アリール、シクロアルキル
等又はそれらの組合せである予め形成された物質を伴な
う支持された触媒組成物が発表されている。代表的な支
持物は大表面積をもつ無機物質、特に大細孔各種()1
.96cc/f )シリカキ竜ロゲルより成る。l−オ
レフィン類の接触的に促進された重合は効率的に成mK
特別に適1.た用途をもつ製品とな1特に吹出し成型物
品の製造となる。触媒組成物の重合活性は乾燥した、e
票含有の雰囲気にふける加熱で促進される。さらに上記
触媒を有機金属系おコび/又は有機非金属系還元剤の様
な他の触媒成分と共に用いる。
ルイズ、ジエー、レカーズ(Lovia J、Raka
ra)の名でナショナルデイスチラーズアンドケミカル
コーポレーション(National DiatilL
ara and C五−typicalCorpora
tiosa)の出願で1969年10月21日公告の米
国特許$18,4 ? 4,080号において有機)ん
酸塩類と三酸化クロムの反応によシ製造された1−オレ
フィン類の接触反応に有用な化合物が記載されている。
更に研究の結果この様な化合物はl−オレフィン類の重
合に役立つ支持された触媒系の製造に役立ちその重合活
性は酸素を含む乾燥雰囲気において触媒を加熱すること
Kより著しく増進されることを発見したのである。この
研究から更に得られた触媒はある還元剤と共に使用した
場合非常によい性質が組合わされたl−オレフィン類の
重合体又はそれらのコポリマー又はインターポリマーを
生成することが発見された。有機金属系および/又は有
機非金属系還元剤の空気/熱処理触媒との使用は接触活
性を増進する他に重合体性質のバランスに更に多様性の
巾をもたせる。
ルイズ・ジエー・レカーズの名でナショナルデイスチラ
ーズアンドケミカル社の出願にかかわる1970年2月
8日公告の米国特許第8,498,554号に還元剤と
触媒としてビス(ジオルガノ)クロム酸塩化合物の存在
におけるl−オレフィン類の重合を発表した。
他の研究者もある種の他のクロム化合物および夛ん化合
物およびオレフィン重合におけるそれらの使用を研究し
ている。例えばホーガン(Hogα幻らの1956年8
月26日公告の米国特許IIg、825.? 21jK
触[シテ酸化クロムおよびシリカ、アルミナ、ジルコニ
アおよびトリアから成る群から選んだ少くも1種の物質
を用いかつ触媒と炭化水素の最初の接触において少くも
一部のクロムが6価の状態である様なオレフィンの重合
法が記載されている。ホーガンらの1960年9月6日
公告の開巻米国特許第3951.816号には前記群の
支持物上に酸化クロムを沈着させかつ増加接触的活性を
与える為無水状態で高温に加熱するこの様な触媒の製造
法が記載されている。
クライト、ヴイー、デッター(C1’!da V、Da
ttar)の名テ1960年7月12日公告の米国特許
12,945,016号において酸化クロムおよび酸化
りんの支持された触媒を用いかつ少くも一部のクロムが
触媒中6価の状態にある様なl〜オレフィン類の重合法
が記述されている。限定された生産性をもつ支持クロム
触媒が米国特許第8,849,067号に塩化クロミル
と例えばトリクレジルオルト夛ん酸塩のエステルとして
記載されている。
他の研究者はオレフィン重合用触媒として種々のシリル
クロム酸塩およびポリ脂環クロム酸エステル類の使用を
報告している。特にユニオンカーバイド社CUnio%
Cαrbi−dg Corporation)出願の1
967年6月6日公告の米国特許第8,824,095
号および第8,824,101号:1972年2月15
日公告の第a64&749号: 19?a年11月28
日公告の第8.? 04,287号を参照されたい。
この群の厳後のものは米国特許第8.474080号の
りんクロム酸エステルを支持物上につけ次いでオレフィ
ンと接触させる前に触媒をアルミニウム、マグネシウム
又はガリウム有機金属化合物の存在において高温に加熱
して還元することを発表している。
触媒支持物として適当な改良された大細孔容積シリカキ
セロゲル物質の製法と使用はナショナルペトロケミカル
ズ社(National Petro Chemica
ls Compan/ Inc)出願のベルギーtP!
fff第741.487号および米国特許第8.652
,214号、第8,652,215号および第8.65
2.216号に記述されている。
この様なりロム触媒、支持物質および組合せ系はこの技
術分野における用途に利用されているが、またびんの様
な成型物品に転化しうる重合体の製造に選択して使用出
来るが、未だに本発明のもつ望ましい特徴を与える操業
可能なシステムハ提供されておらない。
本発明はポリエチレン又はエチレンのインターポリマー
類のいづれかおよび成型操作に特に適した他の1−オレ
フィン類の形成の為の1−オレフィン類、特にエチレン
の重合に関する。
本発明は=S化クロムを有優りん化合物と反応させ生ず
る有機フオスフオリルクロミウム反応生成物を有機溶媒
中から固体無機支持物上に沈着させ、ついで約401J
’F(約205℃)を超えかつ支持物の構造がそこなわ
れる温度より低い温度で乾燥酸素含有雰囲気で):1支
持物および上記有機フオスフオリルクロミウム反応生成
物を加熱処理し、さらに有機還元剤を付加させることを
特徴とするオレフィン重合触媒組成物の製法を提供する
ものである。
特に支持物として大細孔容積例えば)1.9Oct−/
fをもつシリカキセロゲルを用いfc*合便利な触媒組
成物が得られる。
本発明の触媒組成物は既知の重合法、例えばs81液、
溶液、蒸気相等と組合せた場合種々の分子量および分子
1分布をもつ重合体を製造することが出来、それは高お
よび中密度ポリエチレンの主なる用途、特に押出し用途
、例えば吹出し成型、シート、フィルムの製造等広範囲
に可能にする。
本発明の代表的実S態様によれば、有機ヤん化合物と三
酸化クロムは共に適当する不活性溶媒、例えばシクロヘ
キサン、舊−ヘキサン、塩化メチレン、四塩化炭素等の
中で混合する。触媒系の製造のこの段階で、固体cro
sを溶媒中にスラリとし有機りん化合物を加える。適当
な時間、例えば約1時間化合物間の反応がつづき三酸化
クロムは消滅する。この間に溶液は赤褐色となる。普通
簡単に濾過して未反応Cry、のないことを確認する。
この溶液を適当な湿被覆法、例えば支持物例えばシリカ
、アルミニウム等の上に噴霧する様な方法により支持物
上に触媒溶液が沈澱出来る様な方法で支持物に施す。代
表例として溶液をよいシリカゲル支持物の分散液に加え
る。よい支持物は大細孔容積(>1.96m/r)をも
つシリカキセロゲルである。溶媒全乾燥により、例えば
熱、不活性ガスストリッピング又は減圧のみ父はそれら
の組合せを用いて基材から除去する。
この方法で反応生成物を支持物上に耐着させる。有機フ
オスフオリルクロム反応生成物を予め形成する。即ち反
応本′廣物が支持物につける前に結合することはすばら
しいと思われる。活性触媒はしたがって三酸化クロムか
ら出来るのではなく記述したとおり有機フオスフオリル
クロミウム反応生成物からであると考えられる。
支持された触媒は乾燥空気の様な酸素含有乾燥雰囲気中
で加熱されて重合活性の著しい増進となる。加熱は約1
J’F(約205℃)乃至2000”F(約1098℃
)の範囲の温度で行なうが約1000’F(約586℃
)乃至1970“F(約1475’c)が好ましい。加
熱時間は温度にょ1変化するが142乃至18時間行な
い、約6乃至12時間が好ましい。
熱処理後支持された反応生成物はl−オレフィン類の重
合に有磯金構系および/又は有機非金属系還元剤例えば
トリアルキルアルミニウム、ジアルキル亜鉛、ジアルキ
ルマグネシウム、ジアルキル塩化アルミニウム、ジアル
キルアルミニウムアルコキシド化合物類、トリエチルは
う素等の有機アルミニウム化合物、有機亜鉛化合物、有
機マグネシウム化合物、有機はう素化合物等と共に使用
する。この様な還元剤と使用した場合、重合体の性質、
特に分子量分布の好ましい範囲と共にすぐれた触媒生産
性を確保することができる。
以下において、重合体融解物の粘弾性の測定は融解指数
11(ASTM−D−1288により荷重2嗜および1
90℃において検査し九Ml)および高荷重融解指数値
(HLMI。
10X)の値によルてあられしせん断敏感性(微分せん
新車に対する融解粘度の応答)はHLMI1Ml比に反
映する。一般に分子量分布が巾広い程粘度はせん新車に
対しより敏感であり即ちHLMI1Ml比はより高い。
適度の精度で測定した融解指数の最低値は約0.1であ
るが、多くの場合意味ありげに低い比率の定性的観察は
“低い”として報告され、それは0.05位低いがそれ
以下の実際値をあられしている。性能試験は他の定量結
果と一致するHLMI1Ml比を示している。
本発明の触媒組成物に用いうる有機りん化合物にはトリ
フェニルジん酸塩、トリプチルクん酸塩、トリエチルシ
んl!!塩トリオクチルりん酸塩、トリメチルクん#I
虐等の様な化合物を含む三有機りん酸塩類および二有機
シん酸塩類がある。−(二水素)りん#I#A又は亜り
んe塩および二(水1g)りん酸塩誘導体類(例証的に
モノブチルりん酸塩、ジプチルりん酸塩およびモノエチ
ル亜りん酸塩を含む)も適当しておりもちろんこれらの
物質の混合物もよい。有機フオスフォリルクロム反応生
成物もりん酸フェニル、ジエチル?)ん酸エチルおよび
トリオクチル酸化フォスフインの様なシん主体の化合物
類で形成される。この好ましい化合物類は次式: (但し上式において、XはP−COR)、又はPHcO
R)!で、そのRはアルキル、アラルキル、アリール、
シクロアルキル又は水素とするが少くも1個のRは水素
以外のものとする。)であられされると信じられている
。アルキル成導体類、特K)IJアルキル夛ん酸塩類が
好ましい。触媒系の代表的製造実施例は次のとおりであ
る。
触媒製造 φ1 a、充満させる為の’ii*注入口、ガス排出口、電磁
攪拌装置およびlυυjlj注入ろ−とをつけた三ノ首
50011jフラスコにジクロロメタン1251を入れ
た。ジクロロメタン溶媒を入れたフラスコに窒素を満た
し攪拌しなからcro。
9.70 ? (0,Li27モル)全加えた。ジクロ
ロメタン751に溶解したトリエチルりんl!j2塩1
7.5F(0,097モル)を注入ろ−とから20分間
にわた)加えた。トリエチルりん酸塩の添加開始5分以
内からフラスコ内の溶液は暗赤褐色に変化した。攪拌1
時間後にCry、は全部溶解し溶液は暗赤褐色となった
。溶液重量を秤った処217.6 fであった。
支持物上に化合物を付着する為に、攪拌器と窒素プラン
ケラ)fもった2 000wLt丸底フラスコに回転機
楕円体シリカゲル〔デイビンン(Davison)MS
 95 B ) 210 fを入れた。次いでゲルの入
ったフラスコにジクロロメタン800WLtを加えゲル
を均一に湿らせる為に攪拌をはじめた。
次いでゲルとジクロロメタン溶媒の入ったフラスコに暗
赤褐色濾過溶液90Fを加えた。約15分間攪拌の後攪
拌器を止めゲルを沈澱させた。この時点でゲルは褐色と
なりジクロロメタン溶媒が殆んど無色であることが認め
られた。
これは@媒化合物が非常に強固にiた選択的にゲル上K
r!に着したことを示した。表面液を濾過して除去しゲ
ルを回転蒸発器中55℃、水銀29インチ真空で乾燥し
た。クロム0.99重量−とりん0.60重量−を含む
乾燥し九触媒被覆ゲルは次いで高温即ち1110″Fで
同時KM媒に乾燥空気を通し乍ら6時間処理した。
b、二酸化クロムは三酸化クロムが反応する同一条件下
ではトリエチルクんal!塩と反応しないことがわかっ
た。
触媒製造 φ2 プランケツチング用窒素注入口とガス排出管、電磁攪拌
器および1001注入ろ−とをもった三ツ首500WL
tフラスコにジクロロメタン250−を入れた。i1素
でオシツタ後ジクロロメタン溶媒の入ったフラスコを攪
拌しつつCry、2.9 f (OJ) 29モル)を
加えた。注入るーとからジクロロメタン251に溶解し
たジブチル亜りん酸塩5.6f(0,029モル)を2
0分間にわたシ加えた。ジブチル亜りん酸塩を卯え始め
てから5分以内にフラスコ中の溶液は暗赤褐色となった
。攪拌を2時間つづけCr0m  は消滅し溶液は暗赤
褐色となった。溶液を秤量した処858fあった。
支持物にこの化合物を付着させる為攪拌器と窒素プラン
赤褐色濾液(未反応Cry、のないことを確認する為溶
液を濾過した)100fをポリボアシリカゲルの入った
フラスコに加えた。15分後ゲルは褐色に変シジクロロ
メタン溶媒は殆んど無色となった。これは触媒化合物が
非常に強固にまた選択的にゲル上に吸着したことを示し
も上澄液を濾別し回転蒸発器中55℃で水銀真空29イ
ンチでゲルを乾燥した。クロムLO2重量慢およびりん
0.60重量−を含む乾燥した触媒被覆ゲルは次いで同
時に触媒に乾燥空気をとおしながら高温1650°Fで
6時間処理した。
触媒製造 φB 反応媒質および溶媒として全ジクロロメタン878を中
にCrow 8.66 t (0,0866モル)とジ
ブチル亜りん酸塩7.281 (0,0878モル)を
使用した以外は実施例φ2と同様の製法でジプチル亜り
ん酸塩三酸化クロム化合物の溶液をつくった。この溶液
をポリボアシリカゲル195tの被WIK用いてクロム
Q97重量−およびりん0.6重量−とした。ジクロロ
メタンを除去した後この被覆ポリボアシリカゲルを試料
に空気をとおしながら1650″Fで6時間処理した。
上記実施例の触媒を下記重合実施例中エチレンの重合に
トリイソブチルアルミニウムおよびトリエチルはう素の
様な種々の還元剤と共に利用した。
支持物−Eに沈着した有機フオスフオリルクロム化合物
の量は化合物の性質およびりんの望む量によシ広範囲K
ffiえてよい。有機フオスフオリル触媒と共に用いる
還元剤の量も同様に変えてよい。
最も有効な触媒は有機フォスフォ゛リルクロム化合物の
含有量が支持物上にCr量約0.25乃至3.6重量−
である場合であることがわかっているが約q5乃至12
5重量−が好ましい。なお上記範囲外でも使用可能の触
媒はえられる。
有機りん化合物の過剰を用いることも出来るが普通触媒
は等モル比において製造する。支持された触媒中の元素
重量基準O計算Cr1P比は標準として1:0,6であ
る。
有機フオスフォリルクロム化合物の量に対する還元剤の
量の比率は全く広い範囲で用いられるがよい収率、好ま
しい重合体性質および原料の経済的使用と一致したある
基準が確立されている。例えばCrが支持物の約1重量
−となるに充分な有機フォスフォリルクロム化合物の量
と共に有機金属系および有機非金属系還元剤の使用にお
いて、下に示すパラメーターが代表的である。原子比は
有機金属系還元剤中の金属および有機非金属系還元剤中
の非金属対有機フォス7オリルクロム化合物中のクロム
含量の計算に基づく。例えば支持物の重量基準でCr約
1重量−を含む有機フオスフォリルクロム化合物の量に
基づいてそれと共に用いる有機金属系還元剤の好ましい
量は、例えばトリイソブチルアルミニウムCTIBAL
)は、約11.4重量−でAlyでr原子比は約8/1
となる。M対Cr O原子比のよい範囲は約1/l乃至
5/lであシ又はTIBAL、約8.8乃至約19重量
−である。TIBALO全使用可能限界はAe/Cr原
子比でいえば約U、l/l乃至20/1であり重量でい
えば約IJ、4乃至約75重量−である。
有機フオスフオリルクロム化合物と共に使用の有機金属
系還元剤の他の例はトリエチルアルミニウムである。再
び支持物の重量基準でCr約111−を含む有機フォス
7オリルクロム化合物量に基づくトリエチルアルミニウ
ム(TEA)のよい量は約6.6重量−でAI/Cr原
子比約8/1となる。Ae対Cr (D原子比の好まし
い範囲は約1/l乃至約5/1で又はTEA約2.2乃
至約11重量−である。TEAの全般使用可能限界はA
l!/Cr比でいえば約0.1/l乃至20/lで、重
量でいえば約0.2g乃至約44重量−である。
トリエチルはう素CTEB)が有機フォスフォリルクロ
ム化合物と共に使用の非金属系還元剤の比率のよい例と
してあげられる。再び支持物の重量基準でCr約1重量
−を含む有機フオスフォリルクロム化合物の量に基づ(
TEBの好ましい量は約5重量−でB/Cr原子比約2
.’l/lとなる。B対Crの原子比の好ましい範囲は
約Q1/1乃至10/11?あシ、TEB約0.19乃
至約19−である。全般0*用可能限界はB/Cデ比で
いえば約0.01/l乃至約20/lであり、重量でい
えば約0.02乃至約88重量−である。
有機フオスフオリルクロム化合物が支持物上に沈着して
いる支持触媒については高温における処暑条件を変更出
来る。一般に触媒を乾燥空気又は乾燥酸素含有ガス中、
約400°Ft−超える温度、出来れば約650″Fを
趨える温度で約2時間又はそれ以上加熱するのである。
上記大孔細容積シリカゲル支持体を用いて約1450″
F乃至約1650′Fの範囲に約6時迄加熱することが
望ましい。他の支持体に対しては約400°F以上、出
来れば1000”F以上で約6時間の加熱養生が有効で
ある。
乾燥空気又は他の酸素含有ガスは触媒から最大生産性を
得る為に水分数p、p、m、迄出来る丈は脱湿すること
が必要である。特色としてこの実施例に記載した方法に
用いた空気は水分的2〜8p、p、fK以下に乾燥して
いる。
上記のとおル、本発明の触媒組成物は普通の重合法に使
用して具合よく一般にこの分野で用いる温度圧力条件、
例えばスラリ重合に用いられる様な約100°F(約8
8℃)乃至約400”F(約205℃)、出来れは約1
60°F(約89℃)乃至約280’i”(約110℃
)の温度および200乃至10UOpjif、出来れば
800乃至800 pair(D圧力で行なう重合に適
している。
本発明の新規な支持された触媒組成物の根本をなす”有
機7オス7オリルクaiクム”反応生成物は上記実施例
にみられるとおシ特色ある三酸化クロムの溶解によ多回
−と証明出来る、不活性溶媒中の三酸化クロムとの反応
において有機りん化合物類から経験的に形成出来る。適
当する有機りん化合物をこの試験鵞参考として容易にそ
の効力を選択できる。lll単一物質+8又は+5酸化
状11において炭素又は酸素を間にして夛ん原子に直接
結合している少くも1個の有機部分をもつ化合物類から
誘導されかつ少くも1原子価が酸素又は水酸基で満九さ
れていることが観察される。好ましい化合物は図式的に
タイプ:OIR烏 をもつ構造でありその81はアルキル、アラルキル、ア
リール、シクqアルキル又は水素であるが少くも1個の
R1は水素以外のものとする。しかし説明を容易にする
為使用出来る物質は明細書並びに祠求範囲において一括
包括して”有機フオスフオリルクロミウム”反応生成物
とした。
次の実施例はエチレンの様なアルファオレフィン類の重
合法における本発明の触媒系の使用を例証している。
オートクレーブを攪拌しながらイソブタン0.9峠、液
相中10モル−となる様180 pail圧としたエチ
レン、溶媒−当シ水素0.88?、支持された触媒0.
8SP、即ちクロム0,99重量膚とりんOf3重量−
となる様デイビソンMs952ゲル上に付着したトリエ
チルフォスフォリルクロム化合物を加え1110″Fで
6時間空気/熱処理を加えかつアルミニウム対クロムの
原子比L4対lとなる様に充分のトリイノブチルアルミ
ニウムを加えた。上記内容物のオートクレーブを攪拌し
つつ200 ”FK加熱した。この際全圧力は485 
pailであった。必要エチレン供給系から反応器に来
るエチレンにより認められたとお夛重合は殆んど直ちに
開始した。重合1時間後反応器内容物を圧力降下系にお
として反応を終らせた。均質化する前融解指数CMI)
0.21お4び高荷重融解指数CHLMI)16(AS
TMD−1288)CHLMI/Ml−76>をもつポ
リエチレン8191を回収した。触媒装入量0.88f
に基づく収率は890 f、ポリエチレン/f、触媒/
時であった。
重合実施例2 オートクレーブを攪拌しながらイソブタン0.9kg、
l[相中10モル−となる様圧力1802airにエチ
レン、溶媒権当ヤ水素o、sst、実施例1の支持触媒
1.59Fおよびほう素対クロムの原子比8.8対lと
なる様に充分なトリエチルはう素を添加し丸。上記内容
物を入れたオートクレーブを攪拌しつつ200°Fに熱
した。この時全圧力は485pairとなった。重合は
必要エチレン供給系から反応器に入るエチレンによって
殆んど直ちに認められ初めだ。1時間の重合の後反応器
内容物を圧力低下系におとして反応を終らせた。結局均
質化前融解指数CMI)0,086および高荷重融解指
数CHLMI )lOCHLMI/Ml−278)をも
つポリエチレン4892を回収した。触媒装入量195
9fに基づく収率は275tポリエチレン/1.触媒/
時であった。
重合実施例8 オートクレーブを攪拌し表からイソブタン0,94、液
相中10モル−となる様圧力1801aif迄にエチレ
ン、溶媒峠当り水素1.Of、触媒製造す2に記載の支
持触媒、即ちクロムl、02重量−とシん0.6重量嗟
となる様ポリボアシリカゲル上に付着したインプチルフ
ォスフォリルクロム化合物0.46Fを添加し次いで1
650°Fで6時間加熱しアルミニウム対クロムの原子
比1.4対1となるに充分のトリイソブチルアルミニウ
ムを加えた。上記内容物を入れたオートクレーブを攪拌
しながらZOOoFに熱しもこの時全圧力は415 p
sifであった。必要エチレン供給系から反応i6に入
るエチレンによ〕1められ六とお夛重合は殆んど直ちに
始まった。1時間の重合後反応器内容物を圧力降下系に
おとして反応を終らせた。結局均質化前に融解指数CM
I)1.45と高荷重融解指数CHLMI)? 6(H
LMI/Ml−52)をもつポリエチレン18ftii
m収した。
触媒装入量0.46F[基づく収率は650 F、ポリ
エチレン/f、触媒/時であった。
重合実施何番 オートクレーブを攪拌しながらイソブタン0.9Q% 
as中lθモル参となる様圧力18 Opsif迄にエ
チレン、触媒製造φ8の支持触媒IJ、5 ? fおよ
びほう電対クロムの原子比2.7対lとなるに充分なト
リエチルはう素を添加した。
上記内容物を入れたオートクレーブを攪拌しながら20
0°Fに熱した。この時全圧力は485 pjirであ
った。必要エチレン供給系から反応器に入るエチレンに
より認められるとおり重合は殆んど直ちに開始した。1
時間の重合後反応器内容物を圧力降下系におとすことに
より反応を終らせた。結局均質化前に融解指数(MI)
0.1以下と高荷重融解指数CHLMI)16.7 C
ASTMD−J2BB)をもつポリエチレン648vを
回収した。触媒装入0.57fに基づく収率は1137
 t、ポリエチレン/f、触媒/時であった。
重合実施例5 オートクレーブを攪拌しながらイソブタン0,94.液
相中10モル−となる様圧力180 psif迄にエチ
レン、触媒製造す80支持触媒u5BFおよびAJ/で
r比1.5とするに充分なトリインブチルアルミニウム
を添加した。上記内容物を入れたオートクレーブを攪拌
しながら200°Fに熱し友。この時全圧力は8901
aifであった。約80分の誘導時間後必要エチレン供
給系から反応器に入るエチレンによ)認められた通)重
合反応は始筐っだ。1時間の重合後反応器内容物を圧力
降下系にとおして反応を終了させた。結局均質化前に融
解指数CMI ) 0.07と高荷重融解指数lQ5c
AsTMD−1288)をもつポリエチレン653tを
回収した。触媒装入0.58fに基づく収率は1280
F、ポリエチレン/1.触媒/時であった。
1−オレフィン類の重合用の支持された熱処理された触
媒系中の種々の有機フオスフオリルクロム化合物類と有
機金属系還元剤(トリイソブチルアルミニウム)とを組
合わせた使用を更に表1に記載のデー!で例証する。
上記データからアルキル乃至アリール置換をもつ)ん化
合物のCry、どの反応による生成物を含む種々の有機
9ん/三酸化クロム反応生成物がこの発明における使用
に適していることは容具に諒解されるだろう。
更に表Iに還元剤としてトリイソブチルアルミニウムを
使用し、4J/でデ比を変えて重合を行った場合のこの
新触媒の使用を例証する。また表IKおけるデータから
トリインブチルアルミニウムの中間濃度においてよりよ
い触媒生産性があられれることも与られ九のである。更
にHLMIKよって示されるとお)重合体流動性はkl
/Cr原子比の増加と共に増加する。
表  1 トリエチルフイスフオリルクロミニウムα)0.67 
    700    低い     4.81.88
    1080    低い     5.82.6
8     84 S    低1.’     IJ
、85.85       96   0.90   
28.8ジブチルフオスフオリルクロミウム(2)1.
85     644   1.45   75.92
.70    1076   2−1   1080)
ポリボアシリカゲル上(孔容積2.8Ce/f ) 1
110°F/6時間空気熱処理した触媒。触媒は略l−
クロムと0.6チシんを含む。
■) ポリボアシリカゲル(孔容積2.5cc/r)上
1650゛F/6時間空気熱処理した触媒。触媒は略1
1クロムと0.6憾夛んを含む。
重合条件 温度    200”、)’ 溶 媒       イソブタン エチレン       10モル− 圧力(全)     420 pgイtH1a度   
    0.88F/峙溶媒更に本触媒組成物の可変性
を示すものとして表組ま新触媒をもちいてつくった重合
体のMIIIC対する重合温度増加の影響を示している
。また重要なことはトリエチルフォス7オリルクロム化
合物を過剰の〕ん酸塩化合物、例えば)ん酸塩対Cry
sのモル比z/1を使用してつくった場合何の有害な影
響もないことである。
トリエチルフオスフオリルクロミウム(1)、重合温度
の影響190   3.2      520    
 0.04220   2.8      411  
   0.190)デイビソンMS95B上に1−クロ
ムと1−291夛んを含み1110°F/6時間空気/
熱処理をしたトリエチルフオスフオリルクロミウム触媒
(2)トリイソブチルアルミニウムとしてのアルミニウ
ム。
重合条件 溶 媒    ゛)イソブタン エチレン     lOモル嘩 圧力(全)     8801ai? H8濃度     0.88 f/kll 、溶媒更に
本触媒組成物の拡張は触媒の支持体として使用出来る基
材のタイプである。*ivにおいてMyCOs又はA&
O。
のいづれかおよびSin、が触媒用の適当する支持体で
あることが害鳥にわかるだろう。指定された支持物上に
トリエチルフォス7オリルクロム化合物を沈着させた後
空気中で熱処理を行なった。好ましい基材物質は一般に
表面積100乃至1000 m”/ f又はそれ以上を
もつものである。
なお更に槽々の還元剤を空気/熱処理した支持触媒と共
に用いた場合の広範な試験結果を表VK示す。これらの
還元剤は空気/熱処理触媒と種々の方法、例えば反応器
に溶媒流中のトリエチルはう素剤を入れ又は反応器に入
れる前に上配触謀と上記還元剤を予め接触させて又は溶
媒流と関係なく反応器に直接上記還元剤をある稀釈剤と
共に入れて接触させることが出来る。
表  V トリイソブチル アルミニウム(1)   L?(2) 0.20 26
.5  400トリエチル アルミニウムα)   2.7(2)  0.18 2
7.6  400ジエチルアルミニウム エトオキシド(1)   5.0(2)  0.96 
77.5   150トリエチルはう素(t)  4.
0(8)  o、11  19.9    180トリ
エチルアルミニウ ム+トリエチルアミン (倶/倶)(1)   2.8(2)  0.82  
To、2    55トリエチルはう素子 トリイソブチルアルミ ニウム(10,4m)(1) 8.7 (4)   −
7,0820トリエチルアルミニウ ム+ジブチルマグネシ ウA(1/6m)(6)   8.5(4)   −1
2,62500ジエチル亜鉛(6)    2.0(5
)  031 26.6    610α)AfS95
Zに付着したトリエチルフオスフオリルクロミウム(1
1GCr)空気/熱感Ill l l O°F/6時間
(2)  All/Cr (8)   B/Cデ (6)  :hJCr (6)大細孔容積C2,,5(L/f)シリカゲル上の
触媒。空気/熱感3!1650″F/6時間。
σ)X/Crは金属又は非金属対Crの原子比である。
重合条件 溶 媒      イソブタン エチレン     10モル− 水素   1.65 f /#溶媒 全圧力      485 pair 重合温度     200°F 本発明の最もよい実施態様として有機フオスフォリルク
ロム化合物がシリカゲル支持物質、%に大細孔容積(〉
1.9 ficc/y )をもつシリカゲル上に沈着し
次いで乾燥酸素含有ガス、例えば空気中で約400 ’
F、出来れば650\ °F以上に触媒の生産性を増進するに適当な時間加熱し
た場合特によい結果が得られることがわかったのである
。%にトリエチルはう素(TF:B )と共に使用した
場合特に重合体に好ましい諸性質が得られるのである。
シリカゲルに支持された有機フオスフオリルクロム触媒
に対するTEBの影響は表■に示す。
表  ■ TEBなし 1080  0.1    11.0  
  1102、? 12100.0811.5 144
ジエチルフオスフオリルクロミウム(8)2.7   
418   低い(4)   0.5(4)    −
5,4400低い(4)   5.5 (4)    
 −(1)A/、S’95gゲル上の触媒(1重量1C
’y−1−0.6重量−P)空気/熱処理1470″F
/6時間。重合条件A。
(2)B/Cr原子比。トリエチルはう素としてのほう
素の)ポリボアシリカゲル上の触媒、1650°F/6
時間で空気/熱処理。重合条件B0 重合条件   A       B 反応器温度    10°F     200°FH1
圧力     10 pxif     なし全圧力 
    485 pair    870 pg仰溶 
媒     イソブタン    インブタンエチレン 
    145paif    145pair支持物
質として大細孔容積シリカキセロゲルを用いる効果は表
■に例証している。細孔容積的1.96cc/fより大
きなシリカキセロゲルがよくポリボアの商品名で市販さ
れている。鍵に記載したとお〕この橡なシリカゲルlI
Q展渋は米国%許第8,652,214号、[8,65
L215号および第8,652,216号に記載されて
いる。
ポリボア支持物質は約1.96cc/fより大きな細孔
容積をもつ他に上記細孔容積の大部分が約800〜60
0Aの範囲内の細孔直径をもちかつ表面積が約200〜
500rn”/ tの範囲内であることが特徴である。
細孔容積は例えばヒー、エイチ、エメツ) 著(Emm
m t t 、P、H)T!ニューヨーク州ニューヨー
ク、ラインホルト出版社(RginkoldPtbli
shing Corp、>irhら出されたCatal
ysis、璽巻。
111−116−’!−ジに記載のよく知られた窒素吸
着−放出法により測定される。CP/几 に対するラン
が0967の場合それは細孔直径600,4に当る。)
ポリボア支持触媒を用いる場合重合活性を促進する為の
乾燥空気中の熱処理は約1000°F乃至約2000°
Fで少くも約2時間で行なうことが出来るが、約150
0°F乃至約1650°Fの温度範囲で約6乃至12時
間行なうことが好ましい。
熱処理温度は一般に支持体の構造を傷なうことなく重合
活性を促進出来る最高温度迄変えてもよい。
重合条件 反応温度     zlo“F H7圧力     101sif 全圧力      485 pair 溶 媒      イソブタン エチレン     14Spsif 触媒支持物として大細孔容積シリカゲルを用いた場合の
還元剤としてのTEBの効果は表■にも認められる。重
合体のMIのほんの僅かの変化で還元剤としてTEBt
−用いた場合重合体の密度が相当変化する。即ち還元剤
としてTEBの使用によル大細孔容積シリカゲル上の触
媒でつくった重合体の密度を調整することが出来るので
ある。またトリエチルはう素の使用の出来た重合体の分
子量分布に対する影響は第■表かられかる。分子量分布
CHLMI1Ml比により計画される)はポリボア上に
トリエチルフオう素がB1Cr比5.4/lで含まれて
いる時の151に増加する。この分子量分布の広がるこ
とは重合体のせん断応答の改良に重大な貢献をする。
史に本発明の大表面積シリカゲル(ポリボア)上に付着
した触媒の応用自在性の例証はその水素に対する応答で
ありそれは重合中水素圧の増加と共に出来た重合体のM
lが増加するのである。これは表■に例証される。
表  ■ 101868 5.40.121 18J20 992
 5.40j31 20.4501052 5.40.
48 88.2ジエチルフオスフオリルクロオウム 0  400   5.4    低い     L5
80   510   5.4    低い    1
5.0?5   505    5.4    0,1
5    11Jα)ポリボアシリカゲル上の触媒。■
−Cデと0.6嚢P。
空気/熱処理1650°F/6時間。重合条件(,4)
(2)  B / Cr原子比。トリエチルはう素とし
てのほう素。
反応源f     210°F   200°F溶 媒
       イソブタン   イソブタンエチレン(
pair)  185−145  187−145全田
力Cps仰)   485−46り   485−46
6従来の触媒系を用いて製造した重合体に比べて、本発
明の触媒を用いて製造した重合体類は硬度、応力割れ抵
抗および吹出し成型樹脂として必要な加工性等の最終使
用性質のよりよいバランスを示している。
例えば次の表「は最適工業反応器条件のもとで製造した
8橿の樹脂の性質比較を示す。明確にいえば樹脂A1即
ち触媒に還元剤としてトリエチルはう素を加えた本発明
の触媒組成物によシ製造した樹脂をSiへ触媒上に普通
のCrO。
を用いて製造したポリエチレン樹脂と比較している。
表  ■ 融解指数     0.40  0,28  0.81
密度   0.954 Q、9580.968粘度  
 8.67 8,92 8.75応力割れ抵抗(2) 
  10   86   84曲げ硬度Cpai)  
115000 11QOOOill、0υ0(1)  
せん新車 1000秒−鳳においてポアズXl0−”■
) 5〇−破壊迄の時間。ASTM  D−1698条
件B条件上し九) 樹脂Aはポリボアシリカゲル上にトリエチルフオスフオ
リルクロ人化合物をつけてつ(1’1650°Fの乾燥
空気中で6時間処理しB/Cr原子比2.4/1でトリ
エチルはう素を共に用いた触媒組成物を使用し連続スラ
リ反応系中で製造した。
樹脂Bは最適条件でつくったSin、上従来のCデヘ触
媒を用いて連続スラリ反応系中で製造しも樹脂の密度は
反応器にエチレンと共重合用のヘキセン−1を別に加え
て調整した。
樹脂Cは連続スラリ反応系中でつくった両樹脂の融解混
合物である。両成分樹脂に対しSin、上従来CryB
型の触媒を最適混合性質となる様な条件で用いた。つま
〕樹脂Cは3種の異なる分子量樹脂の混合物でそれは樹
脂Bより広いMWD生成物を与える。生成物の密度は高
分子量成分中のブテン−1の共重合の為にブテン−1を
分離添加して調整した。
表仄をみると樹脂Aが簡単な反応器生成物である樹脂B
よりもまた経費がかかり困難な生成物である樹脂Cより
もよい性質バランスをもっていることが明らかにわかる
。即ち少くも同一の加工性(粘度においてgめられると
お))をもつ本発明の樹脂が優秀な硬度および応力割れ
抵抗をもっている。故に本明細書の指示によりつくった
重合体の使用により独特の価値ある吹出し成型製品が有
効に製造出来る。提案されたどの機構にもしばられるこ
とを望まないにしても、これらの構造物の望ましい性質
は少くも一部最終製品の加工における流動と変形のもと
て本発明によ少製造した重合体類の随性学的行動および
特性をつくる為の分子量バランスの貢献に帰することが
出来ると信じられる0重合体の性質S*は前述したとお
ル触媒組成物の選択利用によシ本発明で出来る。HLM
I1Ml比40又は5o又はそれ以上であられされるす
ばらしいせん断敏感性をもつ重合体が分子量即ち調定可
能以下から約1又は急の範囲の融解指数において最適に
製造される。HLMI値は約5乃至約75の範囲が好ま
しい。
本発明の実施S*は次のとおりである。
α)前記特許請求の範囲1111項に記載の製法。
■)上記α)において、有機フォスフオリルクロミウム
カ式(但し上式OXはPCOE)、又はPHCOR)*
  としそORはアルキル、アラルキル、アリール、シ
クロアルキル又は水素とししかも少くも1個のRは水素
以外のものとする。)であられされる製法。
(8)  上記α)ニオいて、上記支持物質がシリカゲ
ルであル製法。
(4)上記α)又は(2)において、三酸化クロムと有
機〕ん化合物を少くもl:lのモル比で反応させる製法
(5)  上記a)から(4)のいづれが?C−いて、
上記有機りん化合物が有機りん酸塩又は有機層りんfl
塩である製法。
(6)上記(5)において、有機りん酸塩合物がアルキ
ル〕ん酸塩である製法。
(7)上記(6)において、アルキルシん1m!塩がト
リエチル〕んIII!塩である製法。
(8)上記α)乃至(7)のいづれかにおいて、有機フ
ォスフォリルクロミウム生成物が不活性溶媒中の溶液と
して沈澱しかつその沈着物が支持物質の重量を基準とし
てCデが約0乃乃至約2.5重を−となる様な比率とす
る製法。
(9)L記α)乃至(7)のいづれかにおいて、溶解し
た有機フオスフオリルクロオウム反応生成物の溶液を形
成する為三酸化クロムを有機りん化合物と不活性溶媒質
中で反応させ、上記溶液を大表面積をもつ固体無機支持
物質と接触させ溶媒を除去しかくて有機フオスフオリル
クロミウム反応生成物が支持物質の重量を基準としてC
r約0.z5乃至約B5重を−となる様な比率である製
法。
GO)  上記(1)乃至(9)のいづれかにおいて、
上記支持物質が200乃至500d/lo範囲内の表面
積と1.96cc/fよシ大きな細孔容積をもつシリカ
キセロゲルであ夛かつ上記細孔容積の大部分が約800
乃至約60OAの範囲内の細孔直径をもつ孔で出来てい
る製法。
ON)上記(10)において、更に乾燥酸素含有雰囲気
中で約L 000乃至約2000″FのIil&で約2
乃至IJ時間組成物tl−熱処理する段階を含む製法。
02)上記(1)乃至(:l)のいずれかにおいて、上
記有機性還元剤が有機全域化合物より成る製法。
(3B) 上記(12)において、上記有機金属化合物
がアルキルアルミニウム、アルキルアルミニウムハロゲ
ン化物およびアルキルアルミニウムアルコキシド化合物
類より成る群よりえらばれた化合物である製法。
))上記(18)において、上記還元剤がトリエチルア
ルミニウムである製法。
C5) 上記(18)において、上記還元剤がトリイソ
ブチルアルミニウムである製法。
06) 上記(18)から(15)のいづれかにおいて
、上記化合物がアルミニウム対クロム原子比が約1:1
乃至約5:lの範囲となるに充分な量で存在する製法。
C7)上記(1)乃至(11)のいずれかにおいて、上
記還元剤がトリエチルはう素である製法。
(ト) 上記(17)において、上記トリエチルはう素
がほう電対クロム原子比が約0.1:l乃至約20=1
の範囲となるに充分な量で存在する製法。
C19)  1−オレフィン類を重合条件の温度と圧力
のもとて固体無機支持物質上に有機フオスフオリルクロ
ミウム生成物を沈着させ、さらに有機還元剤を沈着させ
た触媒組成物と接触させることにより成る上記l−オレ
フィン類の重合体類、コポリマー類およびインターポリ
マー類を製造する上記1−オレフィン類の重合法におい
て、上記触媒組成物の1−オレフィン類の重合に対する
重合活性を増進すゐに充分な時間約400°Fを超えか
つ支持物の構造がそこなわれる温度より低い温度で乾燥
酸素含有雰囲気中で上記触媒組成物を加熱処理し、さら
に有機還元剤を沈着させておくことを特徴とするl−オ
レフィン類の重合法。
(財))上記(19)において、有機フオスフオリルク
ロミクムが式 (但しE式のXはP(OR)1又はPHCOR)友 と
しその8はアルキル、アラルギル、アリール、シクロア
ルキル又は水素とEルかも少くも1flilのRは水素
以外のものとすム)であられされる方法。
(a)  上記(19)又は(20)において、上記支
持物質がシリカゲルより成る方法。
■2)上記(21)において、上記支持物質が約IJ6
cc#より大きな細孔容積をもつ大細孔容積シリカキセ
ロゲルでありかつその細孔容積の大部分が約800乃至
約60OAの範囲内の細孔直径を持つ孔で出来ている方
法。
悌)上記(19)乃至(22)のいずれかにおいて、上
記有機還元剤が有機金属化合物より成る方法。
偽上記(23)において、上記有機金属化合物がアルキ
ルアルミニウム、アルキルアルミニウムハロゲン化物お
よびアルキルアル?ニウムアルプキシド化合物類より成
る群よりえらばれた化合物である方法。
(支))):記(z4)にお。いて、上記還元剤がトリ
エチルアルミニウムである方法。
■0 上記(24)において、上記還元剤がトリイソグ
チルアルミニウムである方法。
■力上記(ハ)から(26)のいづれかにおいて、上記
化合物がアルミニウム対クロム原子比が約1:1乃至約
5:1の範囲となるに充分な量で存在する方法。
■勢上記(19)乃至(2z)のいずれかにおいて、上
記有機還元剤がトリエチルはう素である方法。
■リート配(28)において、上記トリエチルはう素が
ほう電対クロム原子比が約0゜l:1乃至約20=1の
範囲となるに充分な量で存在する方法。
劉上記(19)乃至(29)のいづれかにおいて、重合
が水素の存在のもとで行なわれる方法。
(Bl)上記(80)において、水素圧が約10乃至約
75psifの範囲内である方法。
■)上記(19)乃至(81)のいづれかにおい【、更
に約2より少い融解指数(MI)、少くも25の高荷重
融解指数(HLMI)および少くも40のHLMI1M
l比を特徴とするポリオレフィンを回収する工程を含む
方法。
間上記(1g)乃至(82)のいづれかの方法の生成物
よル成る吹出し成型法用ポリオレフィン。
偽上記(19)乃至(82)のいづれかの重合体から吹
出し成型した構造物。
唖)上記(82)の重合体から吹出し成型したびん。
06)ポリオレフィン類からの吹出し成型物品の製造法
におけるL紀(88)の重合体からこの樟な物品を吹出
し成型することニジ成る改喪法。
特許出願人  ナショナル ペトロケミカルズ手続補正
曹(方式) %式% 1、事件の表示 昭和57年腔許iI(第223119号2、発明の名称 オレフィン1合触媒の製法 3、補正をする者 事件との関係  特許出&+人 名称ナショナル ベト口 ケミカルズ コーボレーショ
/陥和58年4月26日 6、補正の対象 1卸11、発明の名称の欄 7、補正の内容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、三酸化クロムを有撮りん化合物と反応させ生ずる有
    機フォス7オリルクロミウム反応生成物を有機溶媒中か
    ら固体無機支持物上に沈着させ、ついで約400°F(
    約205’C)′に超えかつ支持物の構造がそこなわれ
    る温度より低い温度で乾燥酸素含有雰囲気で上記支持物
    および上記有機フオスフオリルクロミウム反応生成物を
    加熱処理し、さらに有機還元剤を付加させることを特徴
    とするオレフィン重合触媒組成物の製法。 2、有機還元剤がトリアルキルアルミニウム、ジアルキ
    ル亜鉛、ジアルキルマグネシウム、ジアルキル4化アル
    ミニウム、ジアルキルアルミニウムアルコキシド化合物
    類及びトリエチルはう素からなる群より遺ばれた有機金
    属基又ζ−有機非金属系還元剤であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の方法。 8、還元剤の金属成分の有機フオスフオリルクロミウム
    反応生成物のクロムに対する比率が約0.1/lおよび
    20/lの間であることt特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の方法。
JP57223119A 1974-01-24 1982-12-21 オレフィレ重合触媒の製法 Expired JPS6025042B2 (ja)

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US5166280A (en) * 1989-05-08 1992-11-24 Sumitomo Chemical Company, Limited Olefin polymerization catalyst and process for producing ethylene copolymers

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