JPS6036206B2 - プロピレンのブロツク共重合体の製造法 - Google Patents

プロピレンのブロツク共重合体の製造法

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JPS6036206B2
JPS6036206B2 JP10948181A JP10948181A JPS6036206B2 JP S6036206 B2 JPS6036206 B2 JP S6036206B2 JP 10948181 A JP10948181 A JP 10948181A JP 10948181 A JP10948181 A JP 10948181A JP S6036206 B2 JPS6036206 B2 JP S6036206B2
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slurry
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ethylene
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一郎 藤隠
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐衝撃性、剛性の間で良好なバランスを有する
プロピレンーェチレンブロック共重合体の製造方法に関
する。
チーグラー及びナツタらによる立体規則性触媒の発明以
来結晶ポリオレフィンはすぐれた剛性、耐熱性を有し、
又その成形品が軽量であることなどすぐれた性質を有す
る汎用樹脂として近年その生産量は世界的に増大してい
る。
しかしながら結晶性ポリプロピレンは低温で脆いという
欠点を有するための低温で耐衝撃性を要求される用途に
は使用し‘こくい。この欠点を改良する方法については
すでに多くの研究、開発がなされ、種々の改良法が提案
されている。中でも工業的に有用な方法として、プロピ
レンと他のオレフィン特にエチレンをブロック共重合す
る方法が例えば、特公昭38−14834、特公昭39
−1830特公昭39−15535などで提案されてい
る。しかしながらこれらの方法で製造されたブロック共
重合体は結晶性ポリプロピレンと比較して成形品の剛性
、透明性が低く、衝撃或いは折りまげにより変形させる
と変形部が白化するなどの欠点を有する。これらの問題
に対して3段階に分けてブロック共重合銭行う方法が特
公昭44−20621、特公昭49−24593などで
提案され得られるブロック共重合体の物性は非常に優れ
たものである。一方、プロピレンーェチレンフロック共
重合体の単位時間当り、重合槽の単位容積当りの生産性
を高め、及びなるべく均一な物性をもつ製品を大量に得
るため連続的に生産する方法が望まれる。
しかしながら回分的には物性バランスの優れたプロピレ
ンーェチレンブロック共重合体を与える方法であっても
、それを連続方法に適用するには多くの問題がある。連
続的方法において適当な物性を有するブロック共重合体
を得るため、エチレンノプロピレンの反応比の異なる重
合段階をいくつか設ける場合が多く、従ってその段階の
数に応じた重合槽を準備する必要がある。又多槽の重合
槽を直列に連結し、連続して重合を行なう場合、完全混
合槽を備えた重合槽では各重合槽によって触媒の滞留時
間がことなり従って触媒当りの重合量に分布が生ずるた
め、連続的方法と回分的方法ではその生成重合体の物性
が大きく異なり、前者は一般に回分法に比較して特に耐
衝撃性の低下が見られる。これらの問題の解決方法の1
つとして、プロピレン単独或いはプロピレンリツチのエ
チレン/プロピレンの重合が全重合量の大部分を占める
エチレンープロピレンフロック共重合体の製造方法にお
いて、上記プロピレン単独或いはプロピレンリッチのエ
チレン/プロピレンの重合段階を連続で行い、次にエチ
レン/プロピレンの反応比をかえながらいくつかの重合
段階を回分的に行う方法が考えられ、この方法を採用す
ることによって比較的少数の重合槽を用いて物性のバラ
ンスの優れたフロック共重合体を得ることができる。
しかしながら、連続重合段階から回分重合段階、又回分
重合段階から脱活工程へスラリーを移送する間、さらに
水素濃度等を調整する間、予定していない制御不可能な
重合がおこり従って得られるポリマーの物性のバランス
が悪化する。連続重合段階から回分重合段階へのスラリ
ーの移送を、容量の大きいポンプあるいは圧力差を利用
して短時間に行ったり、又水素濃度の調整もパージ量を
大きくするなどの方法をとることにより、予定していな
い制御不可能な重合をかなり減少させることができる。
しかしながら連続重合槽からスラリ−の急激な排出は、
連続重合を行っている重合槽のレベルを急激に変化させ
ることになり連続重合の温度の制御とか、生成するポリ
マーの分子量の制御が困難になるなどの問題が生ずる。
さらにポンプでスラリーの送を行う場合にはポンプの能
力が大きいものが必要となり設備費用が大きくなる。一
方回分重合槽から脱活工程へのスラリーの移送は急激に
行っても連続重合反応域への影響はなく、又脱活工程の
圧力を回分重合槽の圧力より低い条件に保つ方法、或い
は回分重合槽を脱活工程より高い位置に設置してスラリ
ーを脱活工程へ急速に移送することも可能である。又脱
活工程への影響については脱活工程の反応条件を回分重
合槽での反応条件に近いものに設定して急激にスラリー
の排出の影響さげることも可能である。本発明の目的は
耐衝撃性と高い剛性等すぐれた物性を有するプロピレン
ーェチレンフロック共重合体を重合時の制御の困難を伴
なうことなく製造すること及び回分重合の場合に比較し
て得られるポリマーの物性を実質的に低下させることな
く、重合槽単位容積当り単位時間当りの生産性を高める
方法を提供することにある。
本発明は、立体規則性触媒を用いて2槽以上の重合槽を
連結した多段階重合に際しエチレン/フ。
。ピレンの反応比が6′94重量%以下の重合を連続式
で行い、エチレン/プロピレンの反応比が15′85〜
95〜5重量%の重合を回分的に行うことによりプロピ
レンーェチレンフロック共重合体を製造する方法に於い
て、回分重合を行う重合槽にスラリーを移送すると同時
又は移送する前に該スラリーに触媒活性低下剤を加える
ことにより該低下剤を加えない場合の触媒活性の1′4
以下に低下させ、次いで回分重合を行う重合槽へのスラ
リーの移送の終了後回分重合を開始する際に有機アルミ
ニウム化合物を添加することにより、該有機アルミニウ
ムを添加する前の活性の1.1倍以上に活性を高めた条
件下で回分重合を行い、ついで回分重合の終了後、該ス
ラリーの重合活性を失活させる操作を行う帯域に上記回
分重合槽での所定の重合時間の1′3以下の時間でスラ
リーを移送することを特徴とする、エチレンープロピレ
ンフロック共重合体の製造方法に関する。本発明で使用
する立体規則性触媒は一般にプロピレソの立体規則性重
合に用いられる触媒であればよく特に制限はないが、…
少なくともMg、Ti、CIの3種の元素を含有する固
体触媒と、‘。
}有機アルミニウム化合物からなる触媒が好ましい。少
なくともMg、h、CIの3種の元素を含有する固体触
媒は種々の方法で、例えば本発明者の一部がすでに特開
昭54−103494、特関昭54一116079特関
昭55−10260飴等で提案しているような方法で得
られる。具体的にはハロゲン化マグネシウム(たとえば
無水のMgC12)と種々の有機化合物、例えば芳香族
オルソカルボン酸ェステル、アルコキシケィ素とハロゲ
ン化炭化水素、オルゾカルボン酸ェステルとハロゲン化
炭化水素、あるいはカルボン酸ェステルとAIC13と
の鍔体とアルコールを共粉砕したものをハロゲン化チタ
ンで熱処理することにより固体触媒を得ることができる
。或いは不活性溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物を
種々のハロゲン化剤と反応させることにより不活性溶媒
に不溶なMg及びCIを含有する固体担体を合成し、さ
らに電子供与性化合物、ハロゲン化チタンで処理するこ
とによっても得られる。触媒の一成分である{oー有機
アルミニウム化合物としては、一般式AIRmX3‐m
(式中:Rは炭素数1〜12の炭化水素残基、Xはハロ
ゲン原子、かつIsmミ3で表わされる有機アルミニウ
ム化合物が好ましく用いられる。
例えばトリエチルアルミニウム、トリーn−ブチルアル
ミニウム、トリイソプチルアルミニウム、トリ−nヘキ
シルアルミニウム、ジエチルアルミニウムモノクロライ
ドなどが単独で又は2種以上混合して用いられる。また
、触媒系にC−○又はC−N結合を少なくとも1つ有す
る化合物を併用することにより得られるポリマーの立体
規則性を高め物性のバランスをよくすることができる。
C−○又はC−N結合を少なくとも1つ有する化合物と
してはェステル、エーテル、オルソエステル、アルコキ
シケイ素、アミン、アミド、リン酸ェステル等が用いら
れ、より具体的には安息香酸エチル、トルィル酸メチル
、オルソ安息香酸メチル、テトラェトキシシラン、フエ
ニルトリエトキシシラン、ジブチルヱーテル、トリエチ
ルアミン、ジエチルアニリン、リン酸トリェチル等が好
ましく用いられる。本発明で用いる触媒を構成する各成
分の使用割合は任意であり、又その適当な範囲は用いる
化合物によって異るが、一般には固体触媒中のTilモ
ルに対して有機アルミニウム化合物は0.1〜500モ
ルであり、又C−○又はC−N結合を少なくとも1つ有
する化合物は0〜250モルの範囲である。本発明の方
法においては2糟以上を連結した重合槽を用いてエチレ
ン/プロピレンの反応比が6/94重量%以下の重合の
80%以上を連続で行い、エチレン/プロピレンの反応
比が15/85〜95′5重量%の重合の90%以上を
回分的に行うことによりエチレンープロピレンプロック
共重合体が製造される。エチレン/プロピレンの反応比
が6/94重量%以下の重合にはプロピレン単独で重合
することも、もちろん含まれる。該反応比での重合は不
活性溶媒の存在下又は不活性溶媒が実質的に存在しない
プロピレン自身を溶媒とする塊状重合又は液状の重合溶
媒が実質的に存在しない気相重合で行うこともできる。
エチレン/プロピレンの反応比が6/94重量%以下の
重合はエチレン/プロピレンフロック共重合体の耐衝撃
性と剛性をバランスよく保つために必要であり、特にこ
の反応比での重合が全重合量の60〜95重量%である
ことがエチレンープロピレンフロック共重合体の剛性を
高めるため望ましい。上記反応比での重合温度は触媒系
によって異なるが、一般には40〜90qo特に60〜
80℃が好ましい。又生産性を高めるため上記反応比で
の重合工程はできるかぎり連続で行うことが好ましい。
次にエチレン/プロピレンの反応比が15/85〜95
/5重量%の重合段階は、耐衝撃性の優れたプロピレン
ーェチレンフロック共重合体を得るためには必須の工程
であり、その重合は不活性溶媒の存在下又は不活性溶媒
が実質的に存在しないブロピレン自身を溶媒とする塊状
重合又は重合溶媒が実質的に存在しない気相重合法で行
うこともできる。
上言己重合温度はエチレン/プロピレンの反応比等によ
り異なるが一般には30〜700○、特に40〜600
0が好ましい。本発明の方法においては回分重合を行う
重合槽にスラリーを移送すると同時又は移送する前に該
スラリ−に触媒活性低下剤を加えることにより該低下剤
を加えない場合の触媒活性の1′4以下に低下させ、次
いで回分重合を行う重合槽へのスラリ−の移送後、回分
重合開始する際に有機アルミニウム化合物を添加するこ
とにより該有機アルミニウムを添加する前の活性の1.
1倍以上に活性を高めた条件下で回分重合を行い、つい
で回分重合の終了後談スラli−の重合活性を失活させ
る操作を行う帯城に上記回分重合槽での所定の重合時間
の1/3以下の時間でスラリーを移送することを特徴と
する。
連続重合工程から回分重合工程へ、又回分重合工程から
脱活工程へスラリーを移送する間、さらに気相の水素濃
度等を調整する間に予定しない制御不可能な重合が行わ
れるため得られるポリマーの物性のバランスが非常に悪
化する。
そこで上記の予定しない制御不可能な重合量なるべく減
少させるため回分重合槽にスラリーを移送するとき又は
その前に活性低下剤を添加して重合槽にある触媒活性を
本来の活性の1′仏よ下、好ましくは1′4〜1′10
に低下させる。1′4より大きくなれば制御不可能な重
合量の減少効果が小さくなり、一方1′10より低くな
れば活性を復活させるため添加される有機アルミニウム
化合物の量が増大することになる。
回分重合槽へのスラリーの移送終了後に、回分重合の時
間及び重合量により決定される適当な触媒活性を復活さ
せるため有機アルミニウム化合物が添加される。
有機アルミニウムの使用割合は活性低下剤の種類及び量
により左右されるが、有機アルミニウム化合物を添加す
る前の活性の1.1倍以上、好ましくは1.1倍〜10
倍に活性を高める如き量である。次に回分重合槽での所
定の重合が終了すると同時に該回分重合槽での所定の重
合時間の1/3以下の時間内に触媒を失活させる。
該操作は一般に脱活剤を含有する帯域に回分重合槽から
スラリーを移送することによって行われる。移送に要す
る時間を回分重合槽での所定の重合時間の1′3以下に
することにより移送の間の制御されない重合を実質的に
無視し得る程度にすることができる。移送に要する時間
は短かければ短かいほど制御されない重合が少なくなり
好ましいが、重合時間の1/3以下にすることで実質的
に移送時の制御されない重合の影響をさげることができ
る。前記の活性低下剤としては触媒活性を低下させるも
のであれば使用でき、種々の有機化合物及びNC13,
SIC14の如き無機化合物が用いられるが、好ましく
は生成ポリマーの立体規則性を大きく低下させずに活性
を低下させるものが好ましく、特に、立体規則性を低下
させずに活性を低下させ、かつ少量の有機アルミニウム
化合物の添加により活性を復活させることが可能である
ような化合物を用いるのが好ましい。
たとえば前述の触媒系の好ましい一成分として用いられ
るC−○又はC−N結合を少なくとも1つ有する化合物
が示される。具体的な化合物の例は前述したとおりであ
る。又、活性を復活させるのに用いる有機アルミニウム
化合物としては、前述触媒系の一成分として用いた有機
アルミニウム化合物が好ましく用いられる。
本発明の方法を用いることにより耐衝撃性と剛性のバラ
ンスの優れたプロピレンーェチレンフロック共重合体を
制御した条件で効率よく与えることができ工業的に非常
に有意義である。
以下に実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
をお実施例及び比較例において、メルトフローィンデツ
クス(以下MIと略記)ASTM D1238曲げ剛性
度 ASTMD747一63アイゾツト(ノ
ツチ付)ASTMD256一56デュポン
JIS K6718に基づいてMIは230q0、
荷重2.16k9の条件で、曲げ剛性度は20qCの条
件で、またアィゾット及びデュポン衝撃強度は20qo
及び−1030の条件下でそれぞれ測定した。
極限粘度数(以下りと略記)は135qo、テトラリン
溶液で測定した。アィソタクテックィソデックス(以下
11と略記)は沸騰n−へブタン抽出残ポリマー(%)
として全ポリマー算出された。
実施例 1 {iー 固体触媒成分の調製 直径12肌の鋼球9k9の入った内容積4その粉砕用ポ
ットを4個装備した振動ミルを用意する。
各ポットに拳素雰意気中で塩化マグネシウム300夕、
テトラエトキシシラン60泌、Q,Q,Qートリクロロ
トルエン45の‘を加え4加持間粉砕した。内容積50
そのオートクレープに上記粉砕物3k9、四塩化チタン
20そを加え8000で2時間燈拝した後デカンテーシ
ョンによって上燈液を除き、次にnーヘプタン35そを
加え80ooでi5分間網梓ののちデカンテーションで
上燈液を除く洗浄操作を7回繰り返した後さらにn−へ
ブタン20そを追加して固体触媒スラリーとした。固体
触媒スラリーの一部をサンプリングしn−へブタンを蒸
発させ分析したところ固体触煤中に1.4重量%のTi
を含有していた。tii)重合第1図に示した重合装置
を用いて重合が行われる。
充分に乾燥し窒素で置換した内容積50そのオートクレ
ープにnーヘプタン30夕、上記固体触媒50夕、ジェ
チルアルミニウム、クロラィド240の上、pートルイ
ル酸メチル140私を入れる25つ0で燈拝した。この
混合物を触媒スラリー混合物とする。充分に乾燥し窒素
で置換しさらにプロピレンガスで置換した内容積300
そのオートクレープA及びBを直列に連結し、内容積2
00そのオートクレープCI及びC2をオートクレープ
Bの次に並列に連結する。内容積300そのオートクレ
ープDをオートクレープCIとC2に対して直列に連結
する。オートクレープA及びBにプロピレン60k9を
装入する。上記触媒スラリー混合物を固体触媒として1
夕/hの速度で又もう一つの有機アルミニウム触媒成分
であるトリエチルアルミニウムを1.5の【/hで、さ
らに液体プロピレンを30k9/hでオートクレープA
に装入する。オートクレープBにはトリエチルアルミニ
ウムを30の‘/hの速度でまたオートクレープAから
ポリプロピレンスラリーを30k9/hで連続的に装入
しオートクレープBからはポリプロピレンスラリーを3
0k9/hで連続的に抜き出しながらオートクレープA
及びBの気相水素濃度を表1に示す量に保つように水素
装入し730で重合を行い、重合開始後6時間経過し重
合が安定したところで連続重合部でどのようなりと11
を持つものが得られているか確かめるためにオートクレ
ープBから少量のスラリーを抜き出しパウダーの物性を
測定した。その結果表2の連続重合最終パウダー物性の
項に託した。次にオートクレープBの下部から連続的に
抜き出しているスラリー及び1.4の‘/30脚の速度
で、p−トルィル酸メチルを同時にオートクレープCI
に装入し30分間スラリーをCIに受け入れた後、オー
トクレープBからのスラリー及びp−トルイル酸メチル
の移送先をオートクレープC2に変更した。CIではス
ラリ−を受け入れると同時に気相部をパージしながら液
状のプロピレン5kgを圧入し、内温を5000にする
と同時に水素濃度を0.ぷol%とした。この間の活性
はpートルィル酸の装入により約1/5に低下している
。さらにエチレン及び水素を装入し気相部の水素濃度を
0.55vol%、エチレンの濃度を35.0モル%と
した。回分重合の開始のためさらにトリエチルアルミニ
ウム3.0の‘を一気に圧入して活性を約2.折節こ上
げて上記水素及びエチレン濃度を保ちながら回分重合の
第1段目として9分間50ooで重合し、さらにエチレ
ンを追加して水素濃度0.5仇ol%、エチレン濃度4
0.0モル%で回分重合の第2段目として2.0分間重
合した。ついであらかじめ液状のプロピレン10k9、
イソブロパノール50の{を入れたオートクレープDに
上記回分重合の第1段目の9分間と第2段目の2分間の
計11分間の1/3以下の時間の3分間でスラIJ一を
圧送した。オートクレープCIは液状のプロピレンで内
部を洗浄し、洗浄したプロピレンもオートクレープDに
送った。オートクレープCIは約3kg/塊−ゲージで
次のスラリー受け入れに備えた。一方オートクレープD
にはイソプロパノール1の上/hで袋入しながらその下
部からスラリ−をフラッシュタンクEに移送し、さらに
ホッパーFを経てパウダーとして取り出した。オートク
レーフ。Dからの排出は約40k9/hの連続排出とし
、次にオートクレープC2からスラリーを受け入れる時
、オートクレープDにはスラリーが約10k9残ってい
るようにした。オートクレープC2ではオートクレープ
Bからのスラリー及びp−トルィル酸メチルを3び分間
受け入れた後CIと同様に共重合操作を行った。オート
クレープC1,C2の操作を各25回合計50回、2班
寺岡の連続重合を行ない製品として約250k9のフロ
ピレンーェチレンフ。ツク共重合体を得た。以上の操作
の間何ら異常なく運転が可能であった。製品中のTi含
量より固体触媒当りの重合量を求めた。得られたブロッ
ク共重合体は6000、100柳Hgで1観音間乾燥し
、通常用いられる添加物を加えて造粒し物性を測定した
。結果を表2に示す。参考例 第2図及び第3図に実施例1の{i}で合成した触媒を
用い、固体触媒、ジェチルアルミニゥムクロライド、ト
リエチルアルミニウムの配合比を一定としp−トルィル
酸メチルの量比のみを変更した場合の活性と、p−トル
ィル酸メチルの使用量の関係、及び固前触媒、ジェチル
アルミニウムクロラィド、pートルィル酸メチルの配合
比を一定としトリエチルアルミニウムの量比のみを変更
した場合の活性とトリエチルアルミニウムの使用量の関
係を示す。
これより所望の活性を得るために必要な添加するpート
ルィル酸メチル、及びトリエチルアルミニウムの量が推
定できる。実施例 2 オートクレープCI及びC2にスラリーを受け入れる際
に添加するpートルィル酸メチル0.6の‘/3仇肋を
テトラエトキシシラン2.0の‘/3仇岬こ変更し活性
を約1/5に低下させ、かつオ−トクレープCI及びC
2での回分重合開始の際に加えるトリエチルアルミニウ
ムを2の‘に変更して活性を約2.牙音とした他は実施
例1と同様に表1に示す条件で重合を行った。
結果を表2に示す。実施例 3 オートクレープCI及びC2にスラリーを受け入れる際
に添加するpートルィル酸メチル1.4M/30側をオ
ルソ酢酸エチル0.9の‘/30帆に変更して活性を約
1/4としかつオートクレープCI及びC2での回分重
合開始の際に加えるトリェチルアルミニウムを25の上
に変更して活性を約2.び音‘こ上げてその他について
は表1に示す条件で実施例1と同様の操作により重合を
行った。
結果を表2に示す。比較例 1 回分重合槽への添加剤及び有機アルミニウム化合物はま
ったく加えず、表1に示す条件でその他は、実施例1と
同様に重合を行った。
結果を表2に示す。耐衝撃性が非常に劣る。比較例 2 回分重合の各段階の重合時間を変更した他は比較例1と
同様に重合を行った。
結果を表2に示す。エチレン含量を大きくすることで耐
衝撃性はかなり良好となったが、剛性が不充分である。
比較例 3回分重合終了後のスラリーの排出を回分重合
の重合時間11分間(9分間十2分間)の1/3を越え
る8分かけて行なった他は実施例1と同様に表1に示す
条件で重合した。
その結果、表2に示す如く剛性と耐衝撃性のバランスが
実施例1と比較して大幅に劣るものとなった。辻 滞 くロ 柵 二 船 野 蓑 岬± 兆葦 Iい蓬 過重 。
片蟻崎礁 蜜鍵ー 暮小 ト曲き 主雲 」岬 1 11 蓋電 く雷 失丹
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施する重合装置の一例を示す
。 第2図及び第3図は触媒活性とpートルィル酸メチル使
用量との関係及び触媒活性とトリエチルアルミニウム使
用量との関係をそれぞれ示すグラフである。 なお単位は相対値で示される。A,B…・・・連続重合
用オートクレープ、C1,C2・・・・・・回分重合用
オートクレープ、D・・…・触媒脱活用オートクレープ
、E・・・・・・フラッシュタンク、F・・・・・・ホ
ツ/ぐ−。 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 立体規則性触媒を用いて2槽以上の重合槽を連結し
    た多段階重合に際し、エチレン/プロピレンの反応比が
    6/94重量%以下の重合を連続式で行い、エチレン/
    プロピレンの反応比が15/85〜95〜5重量%の重
    合を回分的に行うことによりプロピレン−エチレンブロ
    ツク共重合体を製造する方法において、回分重合を行う
    重合槽にスラリーを移送すると同時又は移送する前に該
    スラリーに触媒活性低下剤を加えることにより該低下剤
    を加えない場合の触媒活性の1/4以下に低下させ、次
    いで回分重合を行う重合槽へのスラリーの移送の終了後
    で回分重合を開始する際に有機アルミニウム化合物を添
    加することにより該有機アルミニウムを添加する前の活
    性の1.1倍以上に活性を高めた条件下で回分重合を行
    い、ついで回分重合の終了後該スラリーの重合活性を失
    活させる操作を行う帯域に上記回分重合槽での所定の重
    合時間の1/3以下の時間でスラリーを移送することを
    特徴とするエチレン−プロピレンブロツク共重合体の製
    造方法。 2 上記回分重合槽にスラリー移送時に添加する活性低
    下剤がC−O又はC−N結合を少なくとも1個有する化
    合物である第1項記載の方法。
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IT20005/82A IT1150636B (it) 1981-03-05 1982-03-05 Produzione di copolimero propilenico a blocchi
DE19823208010 DE3208010A1 (de) 1981-03-05 1982-03-05 Herstellung von propylen-blockcopolymeren
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0716811A (ja) * 1993-06-30 1995-01-20 Yoshida Kogyo Kk T型擁壁ブロックの成形方法、及びその成形用型枠

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