JPS5896613A - 固型触媒コンプレクス - Google Patents

固型触媒コンプレクス

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JPS5896613A
JPS5896613A JP57205372A JP20537282A JPS5896613A JP S5896613 A JPS5896613 A JP S5896613A JP 57205372 A JP57205372 A JP 57205372A JP 20537282 A JP20537282 A JP 20537282A JP S5896613 A JPS5896613 A JP S5896613A
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combretas
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catalyst
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Solvay SA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2410/00Features related to the catalyst preparation, the catalyst use or to the deactivation of the catalyst
    • C08F2410/06Catalyst characterized by its size
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S526/00Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S526/908Containing catalyst of specified particle size

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

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】 本発明はアルファーオレフィンの重合の改良法に使用さ
れうる固型触媒コンブレタスに関する1ので、又該コン
ブレタスの製造法にも関連t−有する。
オレフィンの低圧重合には遷移金楓化合物及び有機金属
化合物からなる触媒系の使用が既知である。
(a)  マグネシウムエタノラート又はマグネシウム
ジクロリドのような有機含散票金属化合物又はハロゲン
化金属、 (b)  チタニウムテトラブチレートのような有機含
酸素遷移金属18合物、及び (C)  エチルアルミニウムシクロリドのようなハロ
ゲン化アルミニウム を反応させることによって一つの゛構成分が得られる触
媒系は本出願人のベルギー轡第7q/i6号(1972
年//月2)日)(%開昭11g−1.1./7g号公
報;特公昭!;2−27677号公報−日本特許tlu
9g732号)及び同第799り77号(ノック3年s
月2q日)(特公昭31−371デS号公報;日本特許
第g!;g!;19号)各明細書からも既知である。
これらの触媒系はそれらの示す極めて重要な利点におい
て独特なものである。即ちそれらの活性とそれらの生産
性とは極めて高い。それらの製造工程は極めて単純で何
等の汚染性副産物を生じない。最後に、得られる重合体
の形態から極めて高い相対比の重合体、従って極めて低
い相対量の、再循墳前に処理されるべき希釈剤、を用い
て連続サスペンション重合を可能にする。
しかしながら上述の触媒系は重合体が直接粒状で得られ
る方法において使用される場合には厳しい欠点も与える
。事実、均一な粒径分布であるとしてもこの触媒の作用
下に直接粒状で得られる重合体は比較的高い百分率で微
粒子を含み、比較的小さい平均粒径をもつことが見出さ
れた。
その結果としてこれらの重合体粒子の形態はそれらの乾
燥、貯蔵、輸送、取扱い、既知の鋳造法における使用の
際に諸問題を生じる。上述の触媒系を用いる重合によっ
て直接得られる重合体の平均粒径を増大させるために従
来性われた試みは完全な成功を収めなかった。即ち、粒
子の平均直径の成る程度の増加は、ハロゲンfヒアルミ
ニウムを使用する温度の上昇によって達成されうろこと
が見出された。しかしながらこの平均直径の増加は残念
乍ら見掛は比重の減少及び粒径分布の相当な拡がりを伴
う。
本発明の主な目的は従って上述のような不利な二次的効
果を伴わずに微粒子の百分率を減少させ、−そう大きな
粒径をもつIリオレフィンの製造に有用な触媒を得るこ
とである。更にIリオレフインは粉末状、即ちその多く
のものが2!;06217以上、好適にはsooミクロ
ン以上の平均直径を持つ密度の高い、均質な粒子状で使
用されることが次第に多くなりつつある。
ポリオレフィン粉末は特に射出鋳造用として価値がある
。/リオレフィン粉末に対するその他の価値ある用途は
種々な技術にょる被榎物の製造(静電被覆、噴錫による
被覆など)であり添加物、離型剤、ワックス、ペイント
用組成物、不織テキスタイル用粘着剤などとしての使用
である。
本発明のその他の目的は、上述の方法で使用される粉末
の形轄学的特性を持つ粒状として直接にポリマを与える
重合法を用いてポリオレフィン粉末を製造するために有
用な触媒を提供することである。
本発明は、上述の極めて特殊な触媒系の群がこれらの系
に個有な利点に影響することなく大きな平均山径、狭い
粒径分布及び高い見掛は比重をもつ高密度で硬い粒子状
のポリオレフイ/を得ることを可能にするという驚くべ
き発見にもとづいている。これらの諸性質はそれらが児
成された物品に転化される場合にそれらを粉末状で使用
するのに特に適したものとする。
従って本発明はアルファーオレフィンを重合させるに有
用な、周期表の第ia、II!1%、1 b 。
111b及び■b族の金属の有機化合物と、次の3s(
e合物即ち (1)  有機含酸素マグネシウム化合物及び含ノ・ロ
グンマグネシウム化合吻から選ばれる少くとも1種の化
合物(M)、 (2)  有機含酸素チタン化合物及び含ノ\ログンチ
タン化合物から選ばれる少くともl橿の化合物(T)、
及び (31少くとも1種の)・ロデン化アルミニウム(A)
を−緒に反応させて製造される固形触媒コングレクスと
からなる触媒系であって、特にその上記の第(31槽化
合物即ち)・ロダン1ヒアルミニウムが一般式AtRn
Cts−n (ただし式中Rは少くとも4個の炭素原子
を含むアfキル基でありnはl≦n<、2の数値である
)をもつ有機アルミニウム塩化物から選ばれるものであ
る該触媒系に関する。
有機含酸素マグネシウム及びチタン1ヒ合喫という用@
は本明細蕾において全ての型の有機基が酸素を介して金
属に結合されている全ての化合物、。
即ち金属l原子当り少くともl連の金属/酸素/有機基
結合を含む全ての化合物tl−fiわす。この酸素経由
で金属に結合された!a基は全ての型のものである。そ
れらは好適には、/−,201φ1の炭素原子を含む基
、更に好細には/−10個の炭素原子を含む基から違は
れる。最良の結果はそれらの基が2〜6個の炭:a原子
を含む場合に得られる。
これらの基は飽和であっても不飽和であってもよく、そ
れらは分岐鎖或は直鎖をもっていてもよく、環状であっ
て吃よい。それらはまたその鎖中においてケイ素、イオ
ウ、窒素又はリンのような異原子で11換されていても
よい。即ち該異原子を所有していてもよい。それらは好
運には炭化水素基がら選はれる。更に詳しくはアルキル
(VA鎖又は分MM)、アルケニル、アリール、シクロ
アルキル、アリールアルキル、アルキルアリール及びア
シル基及びそれらの置換誘導体から選ばれる。
この含ハcIrンマグネシウム及びチタン化合物という
用語は本明細書において少くとも7つの金属/ハロゲン
結合を含む全ての化合物を表わすものである。この金属
に結合されたハロゲンはフッ累、塩素、臭素或(−Iヨ
ウ素であってよい。このハロゲンは好適には塩素である
好適な全ての有機含酸素化合物及び含ハロゲンfヒ合物
の中で他のあらゆる結合を排除して金属/F#*/有機
基結合及び(又は)金属/ハ0グン結合だけを含むもの
が好適に使用される。
本発明の固形触ず摩コンデレクスはマグネシウム化合物
(M)であってそれは試薬(+1から製造される。
この有機含酸素化合物(M)は酸素を介してマグネシウ
ムに結合された有機基以外の他の基を含有しうる。該他
の基は好適にri!!累及び酸素経由で金属に結合され
る無機基、例えば−OH。
−(so4)、、−NO3、−(PO4)3A、−(c
o、)、及びCtO4基である。炭素によってマグネシ
ウムに直接結合されるv、111基も使用されうる。
この有機含酸素マグネシウム化合物群に含まれる1ヒ合
″*(M)としてあげうるものは次のとおりである:ア
ルコキシド(例えばメチレート、メチレート、イソfa
ビレート、デカル−ト、及びシクロヘキサル−ト)、ア
ルキルアルコキシド(例LKエチルエチレート)、ヒド
ロキシアルコキシド(例えばヒドロキシメチレート)、
フェノキシト(例えばフェネート、ナフチネート、アン
スラセネート、フェナンスレネート及びクレゾレートン
、随意に水第1]されたカル?キシレート(例えはアセ
テート、ステアレート、ベンゾエート、フェニルアセテ
ート、アジペート、セ/童ケート、フタレート、アクリ
レート及びオレエートン、有機含窒素及び含酸素化合物
、即ちマグネシウム/酸素/輩素/薯機基結合の連続列
を含む化合物(例えばオキシメート特にブチロキシメー
ト、ジメチルグリオ命7メート及びシクロヘキクルオキ
シメート及びヒドロキサム酸塩及びヒドロキサミツ塙、
%KN−二トロンーN−フェニルヒドロキシルアミンの
誘導体、キレート、即ちその中でマグネシウムが少くと
も/19のマグネシウム/酸素/廟機基の基の正常結合
と少くとも1つの配位結合とを持ちその中にマグネシウ
ムを含む形でヘテロ墳を形成しているエルレート、特に
アセチルアセトネートのような有機含酸素化合物、同様
に例λげヒドロキシル基に対してオルソ又はメタの位蓋
に電子供与基金持つフェノール誘導体から得られるコン
グレクス、特にg−オキシキノリネート)及びシラル−
ト、即ちトリフェニル7ラル−トのようにマグネシウム
/酸素/ケイ素/炭化水素基結合の連続列を含む化合物
勿論次の有機含m!マグネシウム化合物も又本発明の範
囲内に入る:数種の異る有機基を含む化合物例えばマグ
ネシウムメトキシメチレート、マグネシウム及びその他
の金属の俵合アルコキシド及びフェノキシト、例えばM
g(^t(OR)4)、  及びMg (1(oR)、
]2  及び上記の有機含酸素マグネシウム化合物の2
楕以上の混合物。
含ハ0ダンマグネシウム化合物(M)の中で例としてあ
げうるものは次の通りである:慣ト目的に1無水′と呼
ばれ、実隙にはジ・・ライド7分子轟り1分子以下の水
を含む水利シバライト9でるる市販品型のシバライド;
このfヒ合物の典型的な例としての 市販無水 マグネ
シウムシバライド;穫々の電子供与体と複合体を形成し
たシバライド例えばMMC12@ANH,及びMgC1
,・コNH,のようなアンモニアとの複合体、及びMg
C/、2・CH,OH。
MgC/、21AC2H,OH及びMgC42・AC,
H,OHのようなアルコールとの複合体、例えfiMg
ct2・6H20、MgC1,*uH,O,及びMgC
t、@2H,oのよりなジハライド1分子当り1分子以
上の水を含む水和シバライド、マグネシウム/ハロゲン
結合のほか酸X [1由でマグネシウムに結合される無
機基、例えば水酸基を宮むMg(OH)C2及びMg(
OH)SFのよりな化合物、マグネシウム/ハロゲン結
合(好適にはマグネシウム/塩素結合)のほか、マグネ
シウム/有機基結合、好適にはマグネシウム/炭化水素
基結合(その炭fヒ水累基は土窯に定義されたものでる
る)を含むMg(C2H5)cz及びMg(C6H,)
ctのような化合物、水利マグネシウムハライド(好−
には塩素化物)の加水分解で得られなおマグネシウム/
ハロゲン結合を含む生成物、含ハロゲン及び含酸素マグ
ネシウム化合物からなる混合組成物、(この組成物の代
表例はMgCl2・MgO−H2O、MgCt−JMg
O・7H20及びMgBr2弓H,Oのような塩基性マ
グネシウムノ)ログン化物〔好適には塩素1ヒ拗〕であ
る)及び上記の含ハロゲンマグネシウム化合物の2種以
上の混合物。
最後に、2種以上の上記の化合物の使用も本発明の範囲
内にあることは勿論である。
同様にマグネシウム/ハロゲン結合と有機基との両者を
含み、その有機基は上述されたものであシ、酸素経由で
マグネシウムに結合されているマグネシウム化合物も本
発明の一部を構成する。最良の結果を与えるこの型の化
合物は勿論、例えばMg(OCHs)(J、ug(oc
2+、)ca及びMg(QC,H,)CJのようなシク
ロアルコキシド及びクロルフェノキシトである。
本発明の更に限足された態様においてマグネシウム化合
物(M)はその分子内においてマグネシウム/酸素/有
機基結合のみ管含む有機含酸素マグネシウム化合物の中
から選ばれる少くとも1種の化合物である。
最良の結果はマグネシウム化合物(M)がジアルコキシ
ドである場合に得られる。
本発明の触媒コングレクスの製造に用いられる試薬(2
)はチタン化合物(T)である。ダ価チタン化合物が好
適に使用されるけれどもその理由にqより小さな原子価
を持つ化合物よりもとのU@チタン化合物[[体である
ことがよシ多く、いかなる場合にも−そう溶解しやすい
ことが多く、またより容易に溶解することにある。試薬
(2)として使用されうるこれらの有機含酸素チタン化
合物(T)に金属/酸素結合からなる化合−であってよ
く、又金属/酸素/金属結合の連続列を含む縮合化合物
であってもよいが、ただしそれらは1分子当シ少くとも
l連の金属/酸素/有機基結合をも有するものである。
この有機含酸素化合物(T)は一般式 (720x(OR)4−2x)n(ただし式中Rd上述
の有機基1表わし、Xはθ<:Xく/、、tの数値であ
り、nti整数である)で示されるものであるが#1機
含酸素化合物のうちXがθ<X</であり、nが/<n
<Aであるような有機含酸素化合物が好適−一輪一喝一
甲■診 に使用される。
#3Iatの異る有機基を含む有機含酸素化合物(T)
の使用もまた本発明の範囲内に入る。
有機含酸素チタン化合物(T)のうち例としてあけうる
ものは次のとおシである; n(oc2+、)4.71
(0−rtc、t−t、)41.Th(0−nC,)4
.)4、n(o−tc4+、)4及び1(〇−第3級C
4H,)4(Dヨうかアルコキシド%  7i!(QC
4H5)4のようなフェノキシト、no(oc、H,)
1 cDようなオ* シフ 7b ==+キシド、n2
〇−(0−4csH,)4のような縮合アルコキシド、
′n(000CH,)4のようなカルがキシレート及び
チタニウムアセチルアセトネートのようなエルレート。
含ハayンチタン化合物(T)の中側としてあけうる本
のは次のものである: nc−134及びn8「4のよ
うなテトラハライド、種々の電子供与体と複合体を形成
したnu486N+、 % nC−84a2c、H,N
  及び#4@C4H,O,(Dよ’)−h、ハ5イト
、に、rxp、  及ヒN a 2nC−04のようガ
チタンとアルカリ金糾とのノ1ライド、ncXl−のよ
うカオキシノ1ライド及び7Z(QC2H,)、CJ、
、72(QC2H@ ) BC−4% n(0−tc 
sHy ) HG 及びnco−LCaH9)2CaJ
j2  ノような7% o P / 7 ル:l * 
シト。
本発明の更に限足された態様においてチタン化何−(T
)にその分子内においてチタン/酸素/有機基結合のみ
を含む有機含酸素チタン化合物の中から遺はれる少くと
も/lllの化合中である。
最良の結果はチタニウムテトラアルコキシドによって得
られる。
数種の異るチタン化合物(T)の使用も本発明の#凹円
に入ることは自明である。
広い分子量分布tもつアルファーオレフィンO重合体の
製造のためには本発明の固型触媒プングレクスの製造に
少くと4/種の別の遷移金属化合物〔試薬(4)〕の使
用もまた有利と々りうる。ここで、この別の化合−杖、
有機含酸素ジル;ニウム化合物及び含ハロゲンジルコニ
ウム化合物から選ばれる化合物(Z)である。
これらの化合物(Z)に対して社会ての点において化合
物(T)に関して既に述べられた定義と限定とがあては
まる。
使用されうるジルコニウム化合物(Z)の例としてろけ
うる吃のは次のものである: zr(Oc4H,)4の
ようなアルコキシド、zr(ocbHb)a  のよう
カフエノキシト、zr(ozr(oc2+、)、:14
  のようなオキジアルコキシド、zr(oocc+、
)4及び”(C204)2のようなカル?キシレート、
ジルコニウムアセチルアセトネートのようカニル−ト、
zrCfilJ4及びZrF4のようなテトラハライド
、種々の電子供与体と桧合体を形成したZ r(−13
4・gNHs、Zr(J4@4’Nl−1,及びZrC
J4@4c、H,N  Oようなハライド、Zr0F、
及びZr0CJ、・ざH,Oのようかオキシハライド及
びZr(QC4H,)C−6,のようカハログノアルコ
キシド。
最良の結果はジルコニウムテトラアルフキシド及びジル
コニウムテトラクロリドによって得られる。
本発明のこの特定の態様において同一出願人による19
76年4月S日付ベルギー特許第g<1103Z号に記
載された種々の化合物(T)及び(Z)が好適に使用さ
れる。該特許明細書の内容は全ての点で本発明のこの特
定の態様に対し適用されうる。
本発明の固形触媒ロングレタスは最後に試薬(3)から
製造されるが、との試薬(31社一般式MRn側5−n
(ただし式中R及びn祉土窯に定義されたとおりである
)の有機アルミニウム塩化物でなくてはならない。
これらの試薬(3)は好適にはそのRがq〜lざ個のl
R素原子を含む厘@又は分岐鎖のアルキル基であり、n
はt−1,、iのglをもつ上記の一般式に対応する有
機アルミニウム塩化物である。
アルキル基が分岐している場合には、好適には特にメチ
ル基である単−力短い側鎖が存在する。
その分岐基は好適には単−表1イソ”基である。
即ち置換基がその基の末端戻素に対してα位にあるよう
な基である。
′sk良の結果はRが4(−1H飼の炭素原子を含む山
鎖父は分岐鎖のアルキル基であり、nがlである上記の
一般式に対応する有機アルミニウム塩化物である場合に
達成される。この定義に対応する有機塩化物は例えばn
−ブチル及びインブチル−アルミニウム及びn−オクチ
ル−及びインオクチル−アルミニウム、n−ヘキサデシ
ルアルミニウムジクロリド及びn−オクタデシルアルミ
ニウムジクロリドである。本発明の更に限定された態様
において7Fi1′機アルミニウム塩化物は一般式A#
RCJ2(たたし式中R[u−3個の炭素原子を含むイ
ソアルキル基である)?+−もつ有機アルミニウム塩化
物から選ばれる。極めて好適であり8易に入手しうる有
機アルミニウム塩化物はイソブチルアルミニウムジクロ
リド[: y(t、C4H,)側、 )  である。
この試薬(3)の選択は本発明の本質的ガ特徴である。
事実、驚くべきことに本発明の触媒ケ使用する方法に従
って得られるポリオレフィンの形態に著しい改良を与え
るものはこの試薬の性質である。
数種の異る有機アルミニウム塩化物はその各々に存在す
るアルキル基が少くとも9個のP素原子を含有するカら
ば、本゛発明の範囲から排除されかい・ これらの有機アルミニウム塩化物は随意に1使用される
その場で“そして好適には便用に先立って、特に対応す
るトリアルキルアルミニウム化合物を、得ようと欲して
いる塩化物よりも多くの塩素を含む塩化アルミニウムと
混合することによって製造されうる6本発明の範囲は上
記の一般式に対応する化合−のみからなる有機アルミニ
ウム塩化物の使用に限定されるもので力く、実質的な割
合のこれらの化合−のほかにそれらの製造に使用された
試薬のような副生怜を含む工業用製品にまで及んでいる
ことは自明である。しかしガからこれらの製品は好適に
は少くと吃ざ021%の前記一般式に対応する有機アル
ミニウム塩化物を含む。
本発明の固型触媒コンブレタスは上記の試薬+11%(
21、(3)及び随意に(4)から出発してそれらの間
に化学ル応を誘起する全ての方法によって製造されうる
このコンブレタスを生成する反応は好適には液体ts鉢
体中行われる。この反応を行うために、特にその試薬が
その使用条件下でそれ自体液体で力い場合、或は十分な
量の液状試薬が存在し力い場合には、希釈剤の存在下に
反応が行われうる。希釈剤を用いる場合には、それは一
般に少くとも1種の試薬を溶解しうるもの、特に1l−
2θ個の炭素原子を含むアルカン、シクロアルカン及び
芳香族炭化水素例えばイソブタン、ヘキサン、ヘプタン
、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン々トカら遇ばれ
る。/−12個の炭素原子を含むエーテル及びアルコー
ル(例えばエタノール及びジエチルエーテル)、テトラ
ヒドロフラン、ピリジン、環化メチレンカどのよう外極
性溶剤も使用されうる。少くとも/@の試薬tS解する
希釈剤を使用する場合に溶解される試薬の全濃度は好適
にはその希釈剤に対して3重1iix以上、好ましくi
jコO重會%以上である。
希釈剤を用いる場合、操作条件下で十分な雪の液状試薬
が存在している場合などのいかなる場合にもその反応媒
体は好適にはその中で固形物が分散状で存在しうるよう
な比較的粘稠ガ液状である。
これらの試薬は任意の順序で加身られる。試薬131 
Fi特にその固型触媒コンブレタスの製造中任意の時期
に反応媒体中に導入されうる。
しかしながら便宜上、これらの固型触媒コンブレタスは
好適には以下の方法のいずれかに従って製造される: l)試薬(11とv:、桑(21との両者を徐々に混合
する仁とによって、或は一方を他方に添加することによ
って一緒にし、試薬(3)をそこで徐々に加える:2)
試薬(2)と試薬(3)とを好適には迅速に混合し、次
に試薬0■を添加する;或は 3)3つの試薬を同時に、徐々に混合する。
従ってどの方法管選んでも試薬(31をこの触媒コンブ
レタス製造の終期に加えることが好適である。
lIuち最も早くても試薬(1)層び(21が一緒に加
えられている間である。最良の結果は、全量の試薬(I
+と(2)とが−緒にされてしまった彼に試薬(31ヲ
導入する場合に得られる。
本発明の固型触媒コンブレタスの製造法は予め化成され
た試薬(11及び(2)の代りにマグネシウム、有機水
酸基含有化合物(例えばアルコール)及び試薬(211
−使用する方法をも包含している。
IW1様な触媒コンブレタスの製造は同−出願人の/?
74Z年9月6日付ベルギー特許第g/q609号明細
書に記載されておシ、その自答は全ての点で本発明のこ
の物足態様に適用されうる。
本発明の触媒コンブレタスの製造が行われる際の圧、試
薬の添加速度及びそれらの接触時間は臨界的賛因ではな
い。便宜上、反応は一般に大気圧下で行われる0反応速
度は一般にその反応の考えられる自己促進によって反応
媒体の急激な加熱を起さ々いように選ばれる0反応の時
間は−1に5分間〜12時間の範囲内で変化されうる。
反応媒体はその反応期間中宮にその均一性を保つように
一般に攪拌される0反応は連続的に4不連続的にも行わ
れうる。
試薬0)及び試薬(21fニー緒にする渥rは臨界的で
灯ない。便宜上、一般にFi200〜−一よ0℃、1好
適には/!rO℃〜外囲温度(2!”C)が選ばれる。
他方、試薬(1)と試薬(2)とを−緒にして得られる
混合物と試薬(3)會反応させることによって触媒コン
ブレタスが&il造される場合には、驚くべきことにこ
の反応が行われる温度が最終的に得られる/ IJオレ
フィン粉末の形態に影I#ヲ及ぼす仁とがわかる。他の
条件が全て轡しい場合には本発明によって、ポリオレフ
ィン粒子の粒径、硬度及び粒径分布に関し、またポリオ
レフィンの見掛は比重に関して、この試薬(3ン會先行
する試薬(11と(21との混合によって生じる化成物
に添加する温&會適正に辿ぶことによって有機アル電ニ
ウム塩化物の好ましい作用を増大しうる。この温度は一
般には0℃より高く、常圧下で有機アルミニウム塩化物
の沸点より低いが、好適には30〜65℃である。最良
の結果は約lIj〜60℃で得られる0本発明の触媒コ
ンブレタスの製造は、試薬(31との反応が生じる温度
と一般には郷しい温度又はこれよシ高い温度の下で行わ
れる熟成処理によって有利に終結するが、一般には3分
間〜12時間、好適には最低1時間の範囲に奈る非依・
定的時間内で有利に終結されうる。
好適に使用されうる化合物(M)、化合物(T)及び有
機アルミニウム塩化物(^)の童を以下に記載する。
使用される化合物(T)の11i#i使用される化合物
(M)の全書に対応して足められる。それは広い限度内
で変化されうる。一般にそれは化合物(M)中に存在す
るマグネシウムのl?原子当り化合物(T)中に存在す
る金属0.0/−IOfF原子となる0本発明の触媒コ
ンブレタスの性能はマグネシウム、/PJI子当シ0.
02.t−jF原子のチタンになるような比を用いた場
合に最適であることが認められた。一方においてこの触
媒コンブレタスの注意性(即ち触媒コンブレタスの使用
量に対応する重合体のWaS >及び比活性(即ちチタ
ン及び(又ti)ジルコニウムの使用1に対応する重合
体の製造it)と、他方において得られるポリオレフィ
ンの形態との間の最良の妥協点けこの比を約Q、/θ〜
2fflJA子/?身子の範囲内で変える場合に得られ
る。
使用されるべき有機アルミニウム塩化物の量も使用され
る化合物(M)の全量に対して足められる。それ屯広い
限度内で変化されうる。一般に化合物(M)の1モル当
シ/−100モルの有機アルミニウム塩化物が使用され
る。この1#は好適には/−20モル1モルである。最
良の妥協点(上記のとおシ)#:tこの比が2〜70モ
ル1モルである場合に得られる。
本発明の触媒コンブレタスは固状である。それらは希釈
剤として使用されうるアルカン及びシクロアルカスに不
溶である。それらの製造に用いられる反応媒体から分離
されること力<、製造の際に得られた形状のままでそれ
らは重合に使用されうる。しかし力からそれらが極性溶
剤の存在中で製造された場合には任意力既知法によって
この反応媒体から分離されうる。反応媒体が液体である
場合には例えばp過、軸瀉又は遠心分離を用いることが
できる。
分離後に触媒コンブレタスを洗浄し、それらかがお含浸
されている可能性もある過剰力試薬を除去しうる。任意
の不活性希釈剤、例えばアルカン及びシクロアルカンの
ような反応媒体の成分として使用されうる希釈剤をこの
洗浄のために使用しうる。洗#後にこの触媒コンブレタ
スを例えば乾燥窒素流の吹きつけによシ又は真を中で乾
燥しうる。
本発明の触媒コンブレタス形成反応の**はわかってい
ない。分離及び洗浄後のこの触媒コンブレタスの元素分
析の結果によればそれらは化学反応によって製造された
真に化学結合したコンブレタスであシ、単なる混合操作
又は吸着現象の結果で生じたものでないことが示された
。実際、純粋に物理的な分離法を用いてこれらのコンブ
レタスの1つの成分或はその他の成分を分割することは
不可能である。
本発明の触媒系は賦活剤として使用される有機金属化合
物をも包括する。周期表の第1m%Ia、nb%Bib
及び■b族の金属の有機金属化合一たとえば有機金属性
リチウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム又は錫化
合物が使用される。最良の結果は有機アルミニウム化合
物を用いて得られる。
アルキル鎖が/−20個の炭素原子を含みN−又は分岐
鎖の完全にアルキル化された化合物、例えばn−ブチル
リチウム、ジエチルマグネシウム、ジエチル亜鉛、テト
ラエチル錫、テトラブチル錫及びトリプルキルアルミニ
ウム化合物の使用吃可能である。
アルキル鎖がやは少/−20個の辰累豫子會含むアルキ
ル金属ヒドリド、例えはジインブチルアルミニウムヒド
リド及びトリメチル−ヒドリドの使用も可能である。
その基がl−20個の炭素原子を含むトリプルキルアル
ミニウム化合物又はジアルキルアルミニウムヒドリドL
y−2o個の炭素原子をもつりオレフィンとの反応によ
って得られる有機アル建ニウム化合物の使用も可能であ
る。更に詳しくは所請イン!レニルアルiニウム化合物
も使用されうる。
アルキル鎖が1鎖で/−/g個の炭素原子を含むトリア
ルキルアルミニウム化合物は戚種の等級のポリオレフィ
ンの製造に好適に使用される。事実、全く驚くべきこと
に、これらの化合物を本発明に従って、即ち上記の有機
アルミニウムクロリドである試薬(3)を用いて製造さ
れた触媒フンプレクスに対する賦活剤として使用すると
他の条件を叫しくした場合、得られるポリオレフィンの
分子量分布は通常試薬(3)(エチルアルミニウムジク
ロリド)を用いて製造された触媒コングレクスの存在下
に得られるポリオレフィンの分子量分布よりも広くなる
ことが騎めらnる。
この予期されぬ結果(広くなる分子量分布)はそのポリ
オレフィンを圧出−吹込法(extruslon−bl
owlng t@chnlquss )  で大形の物
品、例えばドラム又は大きなコンテナの製造に用いよう
とする場合に特に有利である。
本発明の触媒を使用するアルファーオレフィン重合方法
は、2〜2Q個好適には2〜6個の炭素原子を含む末端
不飽和オレフィン、例えばエチレン、プロピレン、ブド
ーノーエン、q−メチルイン)−/−:I−ン、及ヒヘ
キサーl−エンのよつか分子の重合に適用される。それ
はこれらのオレフィンを相互間での共重合、そして好適
には9〜20個の炭素原子を含むジオレフィンとの共1
合にも適用される。これらのジオレフィンはヘキサ−/
、&−ジエンのようシ非共役脂肪族ジオレフィン、q−
ビニルシクロヘキセン、l、3−ゾピニルシクロヘキサ
ン、シクロペンタジェン又ハシクロオクタ−l、j−ジ
エンのような単J#ジオレフィン、ジシクロペンタジェ
ン又はノルがルナジエンのような末端環状橋をもつ脂墳
ジオレフィン、及びブタジェン及びイングレンのように
共役脂肪族ジオレフィンであシうる。
本発、明の触媒を使用するアル7アーオレフイン1合方
法はエチレンのホモポリマ及び少くとも90モル%、好
適には95モル%のエチレンを含むコ、je +77の
製造に特にうまく適用される。
この重合は任意の既知法、即ち溶剤又は炭化水素希釈剤
中の溶液或はサスインジョン中で或はガス相中でも行わ
れうる。溶液又はサスペンション中の方法で溶剤又は希
釈剤は触媒コングレクヌ製造に用いられるものと類似の
ものが使用される。
これらは好適にはイソブタン、ぜジョン、ヘキサン、へ
ブタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン又はそ
れらの混合物のよう力アルカンヌはシクロアルカンであ
る。重合は液状に保たれている単連・体又は単量体の一
つの中でも行われうる。
重合体が直接粒状で生成される重合法を行うことが特に
有利である。これらの方法のうち1合条件下で液状であ
る炭化水素希釈剤中でのサスペンション1合法が好まし
い。この方法は未反応単量体と希釈剤とを分離した後に
本発明の触媒・系の存在下に一上述の転化法で使用され
る粉末の形態学的特性管持った重合粒子を生じる。
1合圧は一般に大気圧〜100に9/”  であり、好
適にはjθKy / tIIk”  である。温度は一
般に2θ〜200℃の範囲内で選dれる。1合体が直接
固状で得られるように60〜lコO℃が好適である。
本発明の触媒系の存在下に得られるポリオレフィン粒子
の形態上の劣化祉その重合11fkこの好適な範囲内で
低めた場合に#i認められかい。仙方固型触媒コンブレ
タスを先行技術の通常の試薬(31から製造する場合に
は重合温度を低下させると得られるポリオレフィンの形
態に不利な効果を及ぼすことがわかる。(その粒子はよ
り細かい本のであって硬さが少ない。) この重合は連続的にも不連続的にも行われうる。
有機金属化合物と触媒コンブレタスとは別々に重合媒体
に添加されうる。それらは1合及応檜に導入される前に
−qQ〜gθ℃の1iiuで2時間までに及びうる時間
をかけて一緒にされることもありうる。それらは数工程
で一緒にされることもありうるし、反応種に導入される
前に一部の有機金jIl會添加することもでき、或は数
種の異る有機金属化合物を添加することもできる。
使用される有機金属化合物の金倉は広い限界内で変化さ
れうる。一般には溶剤、希釈剤又は反応槽容積の/ d
m’ 蟲り0.02〜50ミリモルであり、好適には0
.5〜2.Sミリモル/ dm’である。
使用される触媒コンブレタスの量はその触媒コングレク
ス中のチタンの割合の関数として決定される。一般には
その濃度は溶剤、希釈剤又は反応槽@積/ dm’当り
0.00/−2,!;、好適にはθ、θl〜0.2!;
w9原子のチタン又はジルコニウムであるように癲ばれ
る。
有機金属化合物の童と触媒コングレクスの倉との比も臨
界的ではない。一般には有機金属化合物/チタンの比が
モル/?原子で表わして1以上、好適には70以上でお
るように選はれる。
本発明の触媒を使用するアルファーオレフィン富合方法
によって製造される1合体の平均分子量、従って融解指
数はその分子量ti更するための1種又扛(れ以上の試
薬たとえば水素、亜鉛、戒はジエチルカドミウム、アル
コール類゛又は二酸化炭紫會重合媒体に添加して制御さ
れうる。
本発明の触媒を使用するアルファーオレフィン1合方法
によって製造されるホモポリマの比Tもまた1合線体に
周期表のll/a及びva族の金属のアルコキシドを添
加して制御されうる。即ち、慣用の高密度ポリエチレン
と高圧法により#造されるポリエチレンとの中間の比m
tもつポリエチレンの製造が可能である。
この制御i11に適正なアルコキシドの中で、その基が
それぞれl−20個の炭素原子を含むチタンアルコキシ
ド及びバナジウムアルコキシドが特に効果的である。そ
れらの中で例としておけうるものはn(OCIj 、 
)4.7m(QC,H,)4、n[oc+、c+(c+
5)2)4.7m(QC8H4r )4及びn(oC,
6H,、)4テhる。
本発明の触媒コンブレタスFi極めて高い生産性をもっ
てポリオレフィンの製造七司能にする。即ちエチレンの
ホモ1合において、使用された触媒コングレクスのl?
当りのポリエチレンの?数で示される生産性は通常10
0θθを越え、成る場合にはコoooot−越える。触
媒コンブレタス中に存在する遷移金属の量に対する活性
も極めて高い。エチレンのホモ重合において使用された
チタンの/LJitl子当りのぼりエチレンの?数で表
わして通常200vOOを越える。最も好ましい場合に
はS0θθθO以上である。どんな場合にもエチルアル
ミニウムジクロリドを試薬(3)として用いて製造され
た固型触媒コングレクスからなる先行知術の好適か触媒
系に与えられる活性レベルには少くとも到達しており、
しげしげこれらの活性よりもかなり高い。
この理由によって本発明の触媒を使用する方法に従って
製造された重合体の中の触媒′9!に潰の割合Fi極め
て低い。更に詳しくは残留遷移金属の割合は極端に小さ
い。現在触媒残漬で特に厄介なものは遷移゛金属の誘導
体であってそれはポリオレフィン中に通常使用されるフ
ェノール抗酸化剤と該遷移金M誘導体とが反応して生じ
る着色コンブレクスのためであり、又その金属の毒性の
ためである。
本発明の触媒を使用するアル7アーオレフイン重合方法
において1合体中の厄介ガ残潰の割合は極めて低く、精
製処理(例えばアルコール処理)を省くことが可能であ
る。このn!袈処理は触媒残渣の割合が高い場合には必
須であり、原料及びエネルギー的に高価な操作であるの
で相当力資力を要するものである。
本発明の触媒の使用によって製造されるIリオレフイン
粉末は従って顕著な形態によって特徴づけられ、この形
状で使用されうる。これは特にエチレン重合体の粉末に
あてはまる。しかしながら本発明の触媒の使用によって
得られるlリオレフインは顆粒化され慣用鋳造法即ち射
出、圧出、圧出吹込、ロール処理などKよって顆粒状で
使用されつる。
以下の鎖側は本発明を例示する目的のものであり、本発
明の範囲を限定するものではない。
以下の試薬が使用される。
(1) メサーズ・ダイナミツトノーベル(Messr
s。
Dynamlt Nobel )社から販売されている
マグネシウムエチレー) vg(QC2H,)2−(2
1メサーノーダイナミットノーベル社製のチタニウムテ
トラフチレートT4(0−nC4H,)4.及ヒ(31
下文において定める種々の有機アルミニウム塩化物。
原液(3)は9モルの試薬+21と<C,S−モルの試
薬(11とを一緒にしてlsO”cで2時間攪拌しなが
ら加熱して製造される。従ってこの混合物における一n
AApの原子比は約21原子/I原子の値をもつ。
原液(S)中には試薬(1)がほとんど完全に溶解され
ていてこの原液は予め冷却されている。この原液(S)
のSθQ atを10100Oのヘキサンで処理し、約
50θy7tを含有する溶液を得る。
使用される種々の有機アルミニウム塩化物は次のとお9
である: 例1でイソブチルアルミニウムジクaすl’ r・At
(4C4H,)Ct、  ; 例コ(比較例)でn−ブチルアルミニウムジクロ  リ
  ト9 ^z(n−c4hp)c4   ;例3(比
較例)でn−オクチルアルミニウムジクロリIF At
(nc、H,、)Ct、 ;例1I(比較例)でn−オ
クタデシルアルミニウムジクロリド^z(ncts+5
7)c4 ;例5(比較例)でエチルアルミニウムジク
ロリド^j(C2H,)Cj、。
例1及び例コ〜S(比較例)#/Cおいて使用される有
機アルミニウム塩化物はメサーズ・シャーリング(Me
ssrs、 Scherlng )  社製の市販製品
である。
例ユ、3及びダ(比較例)K従って使用される有機アル
ミニウム塩化物は対応するトリアルキルアルミニウム化
合物をアルミニウムトリクロリドと反応させ、既知の方
法で製造された。
これらの有機アルミニウム塩化物は11001171を
含むヘキサン溶液の状態で使用される。それらは約90
分間かけて徐々に約Sθ℃の温度で攪拌下に、上記のよ
うに希釈された一部の原液(S)に添加される。この添
加が終了すると、その反応混合物を60℃で1時間熟成
する。各側で使用される有機アルミニウム塩化物の量は
有機アルミニウム塩化物/マグネシウムエチレートのモ
ル比が約IOの値をもつようなものである。
この方法で生成される触媒コンブレタスはそれらの反応
媒体から分離されることなく、そのま\の形で重合反応
に使用されるが、その重合反応実験め一般条件を以下に
定める。
一定量の触媒フンプレクスとO0Sミリモルのトリエチ
ルアルはニウムとをθ、Stのヘキサン含有の/、St
オートクレーブ中に導入する。オートクレーブの温度を
そこで約gs℃にする。エチレンをlOK97cm  
の分圧で導入し、水素をダリ/備2 の分圧で導入する
攪拌しながら1時間重合反応を進行させ、全圧をエチレ
ンの連続添加により一定に保つ、1時間後にそのオート
クレーブを脱ガスし、かようKして製造されるポリエチ
レンを捕集する。
第1表は各実験の個々の条件、得られた結果及び製造さ
れたポリエチレンの形態学的特性を示す。
この表および以下の鎖側において、^SGは重合体の1
見掛は比重”を意味しに11 / dm’で表わされる
; Hは重合体の1硬度”を意味し、チで表わされる。この
硬度は20000回転/分以上の速度で回転するブレー
ドグライン〆(blade grlnder )中で6
秒間磨砕する前K又は磨砕した後で流動法によって既知
法で重合体の^SGを測定するととにもとづき計価され
る。硬度は次の実験式で与えられる: 得られる値が高いほどその重合体粒子は硬い;重合体の
粒径分布Pもチで表わされ、上述の条件下で腸砕後に測
定される; Mlij/リエチ、レンの融解指数で1///θ分間で
表わされ、^STM−D 標準明細書/23g−りOに
従って測定される; 使用すれる触媒コンブレタスのサスペンションの量はそ
れが含むチタンの重量(η)で間接的に表わされる; HLMIは高負荷下のぼりエチレンの融解指数を表わし
、l/10分間で示され^STM−D標準明細書123
g−70に従って測定される;そしてHLM lハHの
比は分子量分布の拡りを表わす。
それは分布が広くなるにつれて増大する。
tKI表は、試薬(3)として本発明の定義に対応した
有機アルミニウム塩化物を使用すること(例1)により
、触媒活性の改良を達成するのみならず、先行技術の通
常の試薬+31で得られるIリエチレン(例コ〜S〔比
較例〕)中に存在する粒子よりも大きな、又は著しく大
きな比率の大粒子を含むポリエチレン生成を達成するこ
とを示す。
例6及び?(比較例) 例7(比較例)は比較のために示される。
触媒コンブレタスは前述の鎖側に従って製造されたが良
だし試薬(1)及び(21はTh/Mg の原子比が約
1.コI原子/g原子であるように混合され。
従って使用される有機アルミニウム塩化物の量が有接ア
ルミニウム塩化物/マグネシウムエチレートのモル比で
約3.5の値をもつように混合され九本のであり、有機
アルミニウム塩化物が約3000の温度で添加されるよ
うにした。
例6においては触媒コンブレタスは有機アルミニウム塩
化物としてインブチルアルミニウムジクロリドを使用す
ることにより製造された。
例り(比較例)において触媒コンブレタスは有機アルミ
ニウム塩化物としてエチルアルミニウムジクロリドを使
用することにより製造された。
得られた触媒コンブレタスは前記の鎖側に記載したと全
く同じの一般条件下でエチレンの重合に関する実験を行
うために、それらの製造に使用された媒体中のサスペン
ションの形で使用された。
得られ7j/リエチレンの形態学的特性をtiLri表
[1とめる。
従って試薬のモル比を著しく変更してもなお、本発明の
定義に対応する有機アルミニウム塩化物(試薬(3))
の使用の有利な結果が得られることがわかる。
例g〜12 触媒コンデレクスは有機アルミニウム塩化物としてイソ
ブチルアルミニウムジクロリドを使用することにより例
1及び例コ〜S(比較例)の操作に従って製造された。
しかしながらこの試薬のヘキサン溶液を種々の温度で原
液(S)に添加した。
エチレンの重合に関する実験は、こうして製造される触
媒コンブレタスを用い1例/及び例コ〜S(比較例)に
記載の一般条件下で行われた。各実験の個々の条件、得
られた結果及び製造されるぼりエチレンの形態学的特徴
を第1表にまとめる。
従って試薬(3)としてインブチルアルミニウムジクロ
リドを使用した場合には、重合体の形態と触媒能力に関
する結果とはその化合物の使用温度が30℃以上の場合
に秀れていることがわかる。更にこの化合物の添加温度
の上昇は^SGの減少或は粒径分布の拡大をひきおこさ
ない。
触媒コンデレクスを例1及び例コ〜S(比較例)に従っ
て製造したが有機アルミニウム化合物として例13〜/
Sではイソブチルアルミニウムジクロリドを5θ℃で使
用し、例/6(比較例)〜1g(比較例)ではエチルア
ルミニウムジクロリドを3θ℃で使用した。
かようにして製造された触媒コンデレクスを用い例1及
び例コ〜5(比較例)に記載の一般条件下においてエチ
レンの重合実験を行ったがただし触媒系の賦活剤として
次の有機アルミニウム化合物を使用した: 例13及び/6(比較例)ではトリエチルアルミニウム
 At(02H,)S; 例/Q及びlり(比較例)ではトリオクチルアルミニウ
ム At(C,H,ア)、: 例1S及び/「(比較例)でハトリオクタデシルアルミ
ニウム ”C111’37)l。
各実験での個々の条件、得られた結果及び製造された4
リエチレンの特性を第■表にまとめて示す。
この表を絆しく見ると、本発明による有機アルミニウム
塩化物(試薬(31)を使用することにより、厳密に同
一な富合東件下で得られるぼりエチレンは、先行技術の
好適な試薬(31を用すて触媒コンプレクスが製造され
た場合よりも−そう有利な形態をもつほか、より広い分
子量分布をもつと結論することを可能にするものである

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 固型触媒コンブレタスが +11  その分子内においてマグネシウム/酸素/有
    機基結合のみを含む有機含酸素マグネシウム化合物の中
    から選ばれる少くとも1種の化合mM)、+2)  そ
    の分子内においてチタン/rR素/有機基結合のみを含
    む有機含酸素チタン化合物の中から選ばれる少くとも7
    種や化合物(T)、+31  少くとも111のノ・a
    グン化アルミニウム(A)を反応させて製造されるアル
    ファーオレフィン重合用の固型触媒コンブレタスにおい
    て、上記のハロゲン化アルミニウムが一般式^tpct
    、 (ただし式中日はQ−4個の炭素原子を含むインア
    ルキル基である)をもつ有機アルミニウム塩化物から選
    ばれることを特徴とする上記の固型触媒コンブレタス。
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