JPH0687923A - Solid catalyst for polymerization of olefin - Google Patents
Solid catalyst for polymerization of olefinInfo
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- JPH0687923A JPH0687923A JP23942592A JP23942592A JPH0687923A JP H0687923 A JPH0687923 A JP H0687923A JP 23942592 A JP23942592 A JP 23942592A JP 23942592 A JP23942592 A JP 23942592A JP H0687923 A JPH0687923 A JP H0687923A
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- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、オレフィン重合用固体
触媒に関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a solid catalyst for olefin polymerization.
【0002】[0002]
【従来の技術及びその問題点】近年、オレフィン重合触
媒として高活性であり、分子量分布及び共重合における
組成分布が狭く物性の優れたオレフィン重合体を得るこ
とができるTi、Zr、Hf、V 等の遷移金属化合物のメタロ
セン型均一系触媒が注目されている。2. Description of the Related Art In recent years, Ti, Zr, Hf, V, etc., which are highly active as olefin polymerization catalysts, can obtain olefin polymers having narrow molecular weight distribution and compositional distribution in copolymerization and excellent physical properties. Metallocene-type homogeneous catalysts of transition metal compounds have been attracting attention.
【0003】しかしながら、上記の均一系触媒は、オレ
フィン重合時に助触媒として有機アルミニウムオキシ化
合物、特に高価なメチルアルモキサンを遷移金属原子に
対して数千から数万倍必要とする問題点があり、これま
でにも各種の改良方法が提案されている。例えば、特開
昭61-31404号公報、同 61-276805号公報、同 61-108610
号公報、同 61-296008号公報、特表昭 63-501369号公
報、特開平1-207303号公報、特表平1-503715号公報、同
2-503687号公報、特開平2-170805号公報、特表平3-5022
10号公報、及び特開平3-234710号公報には、多孔性無機
化合物担体に遷移金属化合物を担持させる、あるいは、
有機アルミニウムオキシ化合物及び/又は有機アルミニ
ウム化合物を担持させることによって、アルミニウムオ
キシ化合物の使用量を減少させた触媒系が開示されてい
る。しかし、これらの改良方法においても、工業的に採
用できるほど充分に重合活性が高いとは言えない。However, the above-mentioned homogeneous catalyst has a problem that an organoaluminum oxy compound, particularly expensive methylalumoxane, is required as a co-catalyst at the time of olefin polymerization, in thousands to tens of thousands times the transition metal atom. Various improvement methods have been proposed so far. For example, JP-A-61-31404, JP-A-61-276805, and JP-A-61-108610.
JP-A No. 61-296008, JP-A-63-501369, JP-A-1-207303, JP-A-1-503715,
2-503687, Japanese Patent Laid-Open No. 2-170805, Special Table 3-5022
In JP 10 and JP-A 3-234710, a transition metal compound is supported on a porous inorganic compound carrier, or,
A catalyst system in which the amount of the aluminum oxy compound used is reduced by supporting the organic aluminum oxy compound and / or the organic aluminum compound is disclosed. However, even with these improved methods, it cannot be said that the polymerization activity is high enough to be industrially adopted.
【0004】従って、有機アルミニウムオキシ化合物を
使用せずに、あるいは、できるかぎり少量の有機アルミ
ニウムオキシ化合物の使用により、高い重合活性を有す
る触媒系の開発が望まれている。Therefore, it is desired to develop a catalyst system having a high polymerization activity without using an organoaluminum oxy compound, or by using as little an organoaluminum oxy compound as possible.
【0005】[0005]
【問題点解決のための技術的手段】本発明は、周期律表
第IV又は V族遷移金属化合物がポリシロキサンに担持さ
れた固体触媒において、該遷移金属化合物の配位子の一
つ以上がポリシロキサンの置換基であることを特徴とす
るオレフィン重合用固体触媒に関する。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a solid catalyst comprising a group IV or V transition metal compound of the periodic table supported on a polysiloxane, wherein one or more of the ligands of the transition metal compound are It relates to a solid catalyst for olefin polymerization, which is a substituent of polysiloxane.
【0006】従来から、無機化合物担体又は有機高分子
化合物担体の表面に遷移金属化合物を物理吸着させた固
体触媒が知られている。しかるに、本発明においては、
ポリシロキサンのケイ素原子が遷移金属化合物の配位子
と化学結合しており、配位子自体がポリシロキサンの置
換基となっている遷移金属化合物担持固体触媒を開示す
る。Conventionally, a solid catalyst in which a transition metal compound is physically adsorbed on the surface of an inorganic compound carrier or an organic polymer compound carrier is known. However, in the present invention,
Disclosed is a transition metal compound-supported solid catalyst in which a silicon atom of polysiloxane is chemically bonded to a ligand of a transition metal compound, and the ligand itself is a substituent of the polysiloxane.
【0007】本発明におけるポリシロキサンは、-(SiR1
R2O)n - で示されるシロキサン結合を有するケイ素ポリ
マーである。本発明では、少なくとも一部のR1及び/又
はR2が遷移金属化合物への配位能力を有する配位子であ
ることが必要である。その他のR1及びR2は通常、水素原
子又は炭素数 1〜20の炭化水素基であることが好まし
い。また、一部の置換基R1及び/又はR2それ自体がポリ
シロキサン基であり、これらの有機溶媒に難溶又は不溶
な枝分かれ、又は架橋したポリシロキサンも好ましいも
のである。The polysiloxane used in the present invention is-(SiR 1
It is a silicon polymer having a siloxane bond represented by R 2 O) n- . In the present invention, at least a part of R 1 and / or R 2 needs to be a ligand capable of coordinating to a transition metal compound. Other R 1 and R 2 are usually preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Further, a branched or crosslinked polysiloxane in which some of the substituents R 1 and / or R 2 itself is a polysiloxane group and hardly soluble or insoluble in these organic solvents is also preferable.
【0008】遷移金属化合物への配位能力を有する配位
子としては、シクロペンタジエニル基、メチル、ジメチ
ル、ペンタメチルなどのアルキル置換シクロペンタジエ
ニル基、インデニル基、フルオレニル基等の環状不飽和
炭化水素基が好ましい。本発明では、これらの環状不飽
和炭化水素基がポリシロキサンの置換基としてSiに直接
化学結合している。さらに、上記環状不飽和炭化水素基
が、一般の炭化水素基を介してポリシロキサンのSiと結
合を形成するものも採用することができる。又、同じSi
に置換基として同一又は異なった2種の環状不飽和炭化
水素基が結合したものが特に好ましい。この場合は、2
種の環状不飽和炭化水素基がSiとともに、橋架け型の配
位子を構成する。Examples of the ligand having the ability to coordinate to a transition metal compound include cyclopentadienyl group, alkyl-substituted cyclopentadienyl group such as methyl, dimethyl and pentamethyl, indenyl group, cyclic unsaturated such as fluorenyl group. Hydrocarbon groups are preferred. In the present invention, these cyclic unsaturated hydrocarbon groups are directly chemically bonded to Si as a substituent of polysiloxane. Further, it is also possible to employ those in which the cyclic unsaturated hydrocarbon group forms a bond with Si of polysiloxane through a general hydrocarbon group. Also, the same Si
It is particularly preferable that two or more different types of cyclic unsaturated hydrocarbon groups, which are the same or different, are bonded to each other as a substituent. In this case, 2
A cyclic unsaturated hydrocarbon group, together with Si, constitutes a bridging ligand.
【0009】本発明においては、さらにポリシロキサン
の置換基としての配位子は、上記環状不飽和炭化水素基
の二つ以上を含有するいわゆる橋架け型配位子を構成す
るものも含む。この場合は環状不飽和炭化水素基の二つ
以上がアルキレン基、置換アルキレン基、シラニレン
基、置換シラニレン基、シラアルキレン基、置換シラア
ルキレン基、オキサシラニレン基、置換オキサシラニレ
ン基、オキサシラアルキレン基、置換オキサシラアルキ
レン基等に結合された橋架け型の配位子を挙げることが
できる。これらの配位子の橋架け部位の置換基として
は、炭化水素基あるいはエーテル基が適しており、これ
ら橋架け型の配位子とポリシロキサン鎖のSiとは、橋架
け部位又はこの部位の置換基を介して結合することが好
ましい。In the present invention, the ligand as the substituent of the polysiloxane also includes a ligand which constitutes a so-called bridged ligand containing two or more of the above cyclic unsaturated hydrocarbon groups. In this case, two or more cyclic unsaturated hydrocarbon groups are alkylene groups, substituted alkylene groups, silanylene groups, substituted silanylene groups, silaalkylene groups, substituted silaalkylene groups, oxasilanylene groups, substituted oxasilanylene groups, oxasilaalkylene groups, substituted A bridge type ligand bonded to an oxasilaalkylene group or the like can be mentioned. Hydrocarbon groups or ether groups are suitable as the substituents at the bridging site of these ligands. The bridging ligand and Si of the polysiloxane chain are suitable for the bridging site or this site. It is preferable to bond via a substituent.
【0010】さらに、一方の末端が環状飽和炭化水素基
で他方の末端がN 、P 、O を含む橋架け型配位子とし
て、環状飽和炭化水素基がアミノシリル基、モノ置換ア
ミノシリル基、ホスフィノシリル基、モノ置換ホスフィ
ノシリル基、オキシシリル基に結合されたものが挙げら
れる。これらの配位子はシリル基の置換基を介してポリ
シロキサンのSiに結合することが好ましい。Further, as a bridging ligand having a cyclic saturated hydrocarbon group at one end and N, P, and O at the other end, the cyclic saturated hydrocarbon group is an aminosilyl group, a monosubstituted aminosilyl group, or a phosphinosilyl group. , Mono-substituted phosphinosilyl groups and those bonded to oxysilyl groups. These ligands are preferably bonded to Si of the polysiloxane via the substituent of the silyl group.
【0011】ポリシロキサンの形状については特に制限
はないが、平均粒子径が 5〜 400μの球状微粒子が好ま
しい。形状、粒子径の制御は、よく知られたヒドロキシ
シランの脱水縮合反応、あるいはシリケート、ハロゲノ
シラン等の加水分解を伴う縮合反応によるポリシロキサ
ンの調製法において任意に行うことができる。The shape of the polysiloxane is not particularly limited, but spherical fine particles having an average particle diameter of 5 to 400 μ are preferable. The shape and particle size can be controlled arbitrarily in the well-known dehydration condensation reaction of hydroxysilane or in the method of preparing polysiloxane by condensation reaction involving hydrolysis of silicate, halogenosilane and the like.
【0012】本発明における周期律表第IV又は V族遷移
金属化合物における遷移金属としては、Ti、Zr、Hf、V
が好ましい。一方、本発明においては、配位子としての
前記のポリシロキサンの置換基以外のポリシロキサンに
担持された遷移金属化合物を形成する配位子としては、
水素原子、炭素数 1〜16の炭化水素基、RO基( Rは炭素
数 1〜16の炭化水素基を示す。)、ハロゲン原子等を挙
げることができる。The transition metal in the group IV or V transition metal compound of the periodic table in the present invention includes Ti, Zr, Hf and V.
Is preferred. On the other hand, in the present invention, as the ligand forming the transition metal compound supported on the polysiloxane other than the substituent of the polysiloxane as the ligand,
Examples thereof include a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, an RO group (R represents a hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms), a halogen atom and the like.
【0013】本発明における遷移金属化合物の配位子の
一つ以上がポリシロキサンの置換基であるオレフィン重
合用固体触媒の製造方法としては、通常、まず遷移金属
化合物の配位子としての置換基を有するポリシロキサン
を調製し、次いで遷移金属化合物の前駆体をポリシロキ
サンの置換基に配位させるポリシロキサン担持遷移金属
化合物の製造方法が採用できる。例えば以下のような方
法が挙げられる。In the method for producing a solid catalyst for olefin polymerization in which one or more of the ligands of the transition metal compound is a substituent of polysiloxane in the present invention, first, a substituent of the transition metal compound as a ligand is usually used. It is possible to employ a method for producing a polysiloxane-supported transition metal compound in which a polysiloxane having ## STR3 ## is prepared and then a precursor of the transition metal compound is coordinated with a substituent of the polysiloxane. For example, the following methods can be mentioned.
【0014】第一に、環状不飽和炭化水素と周期律表第
I〜 III族の有機金属化合物との反応で金属塩を形成す
る。次に、該金属塩と、ハロゲン原子又はRO基( Rは炭
素数 1〜16の炭化水素基を示す。)を有するシラン化合
物と反応により、遷移金属化合物の配位子としての置換
基を有するポリシロキサン製造用の単量体を合成する。
この製造工程において生成する周期律表第 I〜 III族の
有機金属のハロゲン化物又はヒドロカルビルオキシ化物
をTHF等のエーテル溶媒で溶解、分離することが望ま
しい。First, cyclic unsaturated hydrocarbons and the periodic table
The metal salt is formed by reaction with an organometallic compound of Group I to III. Next, by reacting the metal salt with a silane compound having a halogen atom or an RO group (R represents a hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms), a substituent as a ligand of the transition metal compound is obtained. A monomer for producing polysiloxane is synthesized.
It is desirable to dissolve and separate the halide or hydrocarbyl oxydide of an organometallic group I to III produced in this manufacturing process with an ether solvent such as THF.
【0015】上記の固体触媒の製造方法において、周期
律表第 I〜 III族の有機金属化合物としては、Li、Na、
Mg又はAl等のアルキル、アリール又はアルキルハロゲン
化物が好ましい。配位子としての置換基を有するポリシ
ロキサンに配位させる遷移金属化合物の前駆体として
は、一般式 M Xm (OR)n R p (式中、 Rは炭素数 1〜10
の炭化水素基、 Xはハロゲン原子あるいは水素原子を示
し、 m+n+pは遷移金属化合物の最大原子価であり、 m+n
>1 である)で表される周期律表第IV又は V族遷移金属
のハロゲン化物、ヒドロカルビルオキシ化物、ヒドロカ
ルビルオキシハロゲン化物、ヒドロカルビルオキシヒド
ロカルビル化物、ヒドロカルビルハロゲン化物又はヒド
ロカルビルオキシヒドロカルビルハロゲン化物などを挙
げることができる。In the above-mentioned method for producing a solid catalyst, the organometallic compounds of Groups I to III of the Periodic Table are Li, Na,
Alkyl, aryl or alkyl halides such as Mg or Al are preferred. The precursor of the transition metal compound coordinated to the polysiloxane having a substituent as a ligand is represented by the general formula MX m (OR) n R p (wherein R is a carbon number of 1 to 10).
Hydrocarbon group, X is a halogen atom or a hydrogen atom, m + n + p is the maximum valence of the transition metal compound, m + n
> 1), a halide of a transition metal of Group IV or V of the periodic table, a hydrocarbyl oxyhalide, a hydrocarbyloxyhalide, a hydrocarbyloxyhydrocarbyl halide, a hydrocarbyl halide or a hydrocarbyloxyhydrocarbyl halide. You can
【0016】遷移金属化合物の前駆体を配位させるため
には、ポリシロキサンの配位子としての置換基をエーテ
ル溶媒中で周期律表第 I〜III 族の有機金属化合物との
反応で金属塩にしてから前駆体と反応することができ
る。この場合も、反応で生成する有機金属のハロゲン化
物、あるいはヒドロカルビルオキシ化物をエーテル溶媒
で溶解、分離することが望ましい。In order to coordinate a precursor of a transition metal compound, a substituent as a ligand of polysiloxane is reacted with an organometallic compound of Group I to III of the periodic table in an ether solvent to form a metal salt. And then can react with the precursor. Also in this case, it is desirable to dissolve and separate the organometallic halide or hydrocarbyl oxydide produced in the reaction with an ether solvent.
【0017】本発明におけるオレフィン重合用固体触媒
を用いて、例えば以下の方法でオレフィンを重合させる
ことができる。 (1) 該固体触媒と、助触媒としての有機アルミニウムオ
キシ化合物及び/又は有機アルミニウム化合物の存在下
に、オレフィンを重合させる。 (2) 該固体触媒を、活性化剤としての有機アルミニウム
オキシ化合物及び/又は有機アルミニウム化合物で接触
処理した後、該接触処理固体触媒の存在下、オレフィン
を重合させる。 (3) 該固体触媒を、活性化剤としての有機アルミニウム
オキシ化合物及び/又は有機アルミニウム化合物で接触
処理した後、該接触処理固体触媒と助触媒としての有機
アルミニウムオキシ化合物及び/又は有機アルミニウム
化合物の存在下に、オレフィンを重合させる。The solid catalyst for olefin polymerization of the present invention can be used to polymerize olefins, for example, by the following method. (1) An olefin is polymerized in the presence of the solid catalyst and an organoaluminum oxy compound and / or an organoaluminum compound as a cocatalyst. (2) After subjecting the solid catalyst to a contact treatment with an organoaluminum oxy compound and / or an organoaluminum compound as an activator, an olefin is polymerized in the presence of the contact treated solid catalyst. (3) After the contact treatment of the solid catalyst with an organoaluminum oxy compound and / or an organoaluminum compound as an activator, the contact treatment solid catalyst and an organoaluminum oxy compound and / or an organoaluminum compound as a co-catalyst The olefin is polymerized in the presence.
【0018】上記のオレフィン重合又は共重合で使用さ
れる助触媒としての有機アルミニウムオキシ化合物と
は、一般式(-Al(R)O-)n で示される直鎖状、あるいは環
状重合体であり、R は炭素数 1〜10の炭化水素基であ
り、R の一部はハロゲン原子及び/又はRO基で置換され
てもよい。 nは重合度であり、 5以上、好ましくは10以
上である。The organoaluminum oxy compound as a co-catalyst used in the above olefin polymerization or copolymerization is a linear or cyclic polymer represented by the general formula (-Al (R) O-) n . , R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a part of R 1 may be substituted with a halogen atom and / or an RO group. n is the degree of polymerization and is 5 or more, preferably 10 or more.
【0019】この有機アルミニウムオキシ化合物の製造
方法としては、例えば、含水不活性炭化水素溶媒と前記
有機アルミニウム化合物とを反応させる、不活性炭化水
素溶媒中で結晶水を含む無機化合物と有機アルミニウム
化合物と反応させる、あるいはオレフィン重合時に有機
アルミニウム化合物を含む不活性炭化水素溶媒に含水オ
レフィンガスを導入して有機アルミニウムオキシ化合物
を同時に製造する方法などが挙げられる。As the method for producing the organoaluminum oxy compound, for example, an inorganic compound containing water of crystallization and an organoaluminum compound are prepared by reacting a water-containing inert hydrocarbon solvent with the organoaluminum compound. Examples thereof include a method of reacting or introducing a hydrous olefin gas into an inert hydrocarbon solvent containing an organoaluminum compound during olefin polymerization to simultaneously produce an organoaluminum oxy compound.
【0020】有機アルミニウム化合物とは、一般式 AlR
r X3-r(式中、 Rは炭素数 1〜10の炭化水素基、 Xはハ
ロゲン原子あるいは水素原子を示し、 rは 0<r ≦ 3で
ある)で示されるものである。例えば、トリアルキルア
ルミニウム、ジアルキルハロゲノアルミニウム、セスキ
アルキルハロゲノアルミニウム、アルケニルアルミニウ
ム、ジアルキルハイドロアルミニウム、セスキアルキル
ハイドロアルミニウムを挙げることができる。The organoaluminum compound has the general formula AlR
r X 3-r (in the formula, R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, X is a halogen atom or a hydrogen atom, and r is 0 <r ≤3). Examples thereof include trialkylaluminum, dialkylhalogenoaluminum, sesquialkylhalogenoaluminum, alkenylaluminum, dialkylhydroaluminum and sesquialkylhydroaluminum.
【0021】本発明でのオレフィン重合は、攪拌型ある
いは流動床型気相法、スラリー法、高温高圧法、溶液法
などのいずれの重合方法にも採用できる。特に、触媒の
形状の制御が容易である固体触媒を用いる本発明は、気
相法に好適に用いることができる。The olefin polymerization in the present invention can be applied to any polymerization method such as a stirring type or fluidized bed type gas phase method, a slurry method, a high temperature and high pressure method, and a solution method. In particular, the present invention which uses a solid catalyst in which the shape of the catalyst is easy to control can be preferably used in the gas phase method.
【0022】本発明での不活性炭化水素溶媒中でのスラ
リー法、あるいは攪拌型又は流動床型気相重合法は、通
常 5〜 100℃、20〜 300分、有機アルミニウムの固体触
媒中の遷移金属の原子比(Al/M)が10〜 300、重合圧が常
圧〜 130kg/cm2の条件下で行うことができる。本発明で
の高温高圧重合法は、通常 100〜 300℃、 5〜 600秒、
有機アルミニウムの固体触媒中の遷移金属の原子比が 5
〜 200、 130kg/cm2以上の重合圧条件下で行うことがで
きる。In the present invention, the slurry method in an inert hydrocarbon solvent or the stirred or fluidized bed gas phase polymerization method is usually carried out at 5 to 100 ° C. for 20 to 300 minutes, and the transition of the organoaluminum in the solid catalyst is carried out. It can be carried out under the conditions that the atomic ratio (Al / M) of the metal is 10 to 300 and the polymerization pressure is normal pressure to 130 kg / cm 2 . The high-temperature high-pressure polymerization method in the present invention is usually 100 to 300 ° C., 5 to 600 seconds,
The atomic ratio of transition metal in the solid organoaluminum catalyst is 5
It can be carried out under a polymerization pressure condition of ˜200, 130 kg / cm 2 or more.
【0023】また、重合活性の向上、生成ポリマーの固
体触媒の形状保持、重合反応容器への触媒導入の容易
さ、重合反応容器への触媒付着防止、気相反応容器中で
の流動性向上などを目的として、オレフィンを前記の各
種重合方法に従って、予備重合したものを本重合で触媒
として使用することができる。予備重合は、例えば、不
活性炭化水素溶媒中でのスラリー法において、通常 5〜
80℃、 5〜60分、固体触媒中のアルミニウムに対する遷
移金属の原子比が 5〜 300で、固体触媒の遷移金属 1ミ
リグラム原子当たりオレフィン重合体が 1〜100g得られ
る条件で行うことができる。Further, the polymerization activity is improved, the shape of the solid catalyst of the produced polymer is maintained, the catalyst is easily introduced into the polymerization reaction vessel, the catalyst is prevented from adhering to the polymerization reaction vessel, and the fluidity in the gas phase reaction vessel is improved. For this purpose, an olefin preliminarily polymerized according to the above-mentioned various polymerization methods can be used as a catalyst in the main polymerization. Pre-polymerization is, for example, usually 5 to 5 in a slurry method in an inert hydrocarbon solvent.
It can be carried out at 80 ° C. for 5 to 60 minutes under the conditions that the atomic ratio of transition metal to aluminum in the solid catalyst is 5 to 300 and 1 to 100 g of the olefin polymer is obtained per 1 mg of the transition metal of the solid catalyst.
【0024】本発明の固体触媒を用いて重合するオレフ
ィンの具体例としては、エチレン、プロピレン、ブテン
-1、4-メチルペンテン-1、ヘキセン-1、オクテン-1など
の脂肪族モノオレフィン、シクロペンテン、シクロヘキ
セン、ノルボルネンなどの環状モノオレフィンを挙げる
ことができる。また、上記オレフィンの重合および共重
合において、さらにジシクロペンタジエン、5-エチリデ
ン-2- ノルボルネン、ビニルシクロヘキセン、あるいは
1,5-ヘキサジエンなどの非共役直鎖状又は環状ジオレフ
ィンを共重合させることができる。Specific examples of the olefin polymerized by using the solid catalyst of the present invention include ethylene, propylene and butene.
Examples thereof include aliphatic monoolefins such as -1,4-methylpentene-1, hexene-1 and octene-1, and cyclic monoolefins such as cyclopentene, cyclohexene and norbornene. Further, in the above-mentioned olefin polymerization and copolymerization, dicyclopentadiene, 5-ethylidene-2-norbornene, vinylcyclohexene, or
Non-conjugated linear or cyclic diolefins such as 1,5-hexadiene can be copolymerized.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明の固体触媒を用いてオレフィン重
合体を製造する場合、触媒の形状が良好で触媒の操作が
容易であり、反応容器へのポリマー付着、閉塞が無く、
重合活性が高いため生成ポリマー中の遷移金属、アルミ
ニウム成分が少なく、従って脱灰を必要としない。ま
た、オレフィン共重合において、組成及び分子量分布が
狭く、機械物性に優れた共重合体を製造することができ
る。When an olefin polymer is produced using the solid catalyst of the present invention, the shape of the catalyst is good, the operation of the catalyst is easy, and there is no polymer adhesion or clogging in the reaction vessel.
Since the polymerization activity is high, there are few transition metal and aluminum components in the produced polymer, and therefore deashing is not necessary. Further, in olefin copolymerization, a copolymer having a narrow composition and a narrow molecular weight distribution and excellent mechanical properties can be produced.
【0026】[0026]
【実施例】実施例において「重合活性」とは、重合反応
に使用した固体触媒の遷移金属1g当たりの重合体収量(k
g)である。「M.I.」とは、 ASTM D-1238に従って2.16kg
/cm2の荷重下に 190℃で測定した重合体の溶融指数であ
る。分子量分布は、ポリスチレンを標準物質として用い
た GPCから求めた重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの
比 Mw/Mnによって評価した。固体触媒中の遷移金属の含
有量は比色法、また共重合体中のコモノマー含有量は H
-NMRによって測定した。共重合体の組成分布は、共重合
体の密度とコモノマー含有量との関係で評価した。即
ち、一定のコモノマー含有量において、密度が小さい程
組成分布が狭いと判断される。Examples In the examples, "polymerization activity" means the polymer yield (k per 1 g of transition metal of the solid catalyst used in the polymerization reaction.
g). "MI" means 2.16 kg according to ASTM D-1238
Melt index of the polymer measured at 190 ° C. under a load of / cm 2 . The molecular weight distribution was evaluated by the ratio Mw / Mn of the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn obtained from GPC using polystyrene as a standard substance. Content of transition metal in solid catalyst is determined by colorimetric method, content of comonomer in copolymer is H
-Measured by NMR. The composition distribution of the copolymer was evaluated by the relationship between the density of the copolymer and the comonomer content. That is, at a constant comonomer content, the smaller the density, the narrower the composition distribution.
【0027】実施例1 〔シラン化合物の合成〕テトラヒドロフラン 100mlにシ
クロペンタジエン 6.6g(0.1M) が溶けた溶液に-50℃
で、BuLi 0.1M(濃度1.6M/Lのヘプタン溶液) を攪拌下、
30分間かけて滴下した。滴下終了後、室温まで昇温し、
シクロペンタジエニルリチウムのスラリー溶液を得た。
テトラヒドロフラン80mlにテトラクロロシラン8.45g(0.
05M)を溶かした溶液を25℃で滴下した。滴下後、メタノ
ール50mlに溶かしたトリエチルアミン0.11M を徐々に加
えた。 2時間攪拌後、減圧下に溶液を濃縮し、その後ト
ルエン30mlで反応液を抽出した。トルエン溶液から蒸留
によって、90℃/4mmHg の成分を分離した。この成分
は、元素分析、H-NMR およびMass分析により、ジシクロ
ペンタジエニルジメトキシシラン Cp2Si(OMe)2であるこ
とが判明した。Example 1 [Synthesis of Silane Compound] A solution prepared by dissolving 6.6 g (0.1 M) of cyclopentadiene in 100 ml of tetrahydrofuran was -50 ° C.
With stirring, BuLi 0.1M (heptane solution with a concentration of 1.6M / L),
It dripped over 30 minutes. After the dropping, raise the temperature to room temperature,
A slurry solution of cyclopentadienyl lithium was obtained.
Tetrachlorosilane 8.45 g (0.
The solution in which 05M) was dissolved was added dropwise at 25 ° C. After the dropping, triethylamine 0.11M dissolved in 50 ml of methanol was gradually added. After stirring for 2 hours, the solution was concentrated under reduced pressure, and then the reaction solution was extracted with 30 ml of toluene. The 90 ° C / 4 mmHg component was separated from the toluene solution by distillation. This component was found to be dicyclopentadienyldimethoxysilane Cp 2 Si (OMe) 2 by elemental analysis, 1 H-NMR and Mass analysis.
【0028】〔ポリシロキサンの合成〕前記で得られた
Cp2Si(OMe)2 0.22g(1.0mM)とテトラメトキシシラン 7.6
g(50mM) をヘプタン20mlに溶かし、1N塩酸水溶液 1ml添
加後、50℃で15時間、攪拌反応を行った。生成した固体
を濾過、分離し、トルエンで洗浄した後、減圧乾燥によ
って、粉末状のポリシロキサンが得られた。このポリシ
ロキサンは、IRおよび元素分析により、シクロペンタジ
エニル基およびメトキシ基を有し、有機溶媒に不溶な架
橋ポリマーであった。[Synthesis of Polysiloxane] Obtained as described above
Cp 2 Si (OMe) 2 0.22 g (1.0 mM) and tetramethoxysilane 7.6
g (50 mM) was dissolved in 20 ml of heptane, 1 ml of a 1N aqueous hydrochloric acid solution was added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours for reaction. The produced solid was filtered, separated, washed with toluene, and then dried under reduced pressure to obtain powdery polysiloxane. By IR and elemental analysis, this polysiloxane was a crosslinked polymer having a cyclopentadienyl group and a methoxy group and insoluble in an organic solvent.
【0029】〔固体触媒の調製〕前記で得られた担体と
してのポリシロキサン2gをテトラヒドロフラン10mlのス
ラリーとした。このスラリーに -10℃で BuLi 2mM を滴
下し、室温まで昇温してポリシロキサンのシクロペンタ
ジエニル置換基をリチウム化した。次に、濾過、分離お
よびテトラヒドロフラン洗浄した粉末に、テトラヒドロ
フラン 5mlを加え、さらに、テトラクロロジルコニウム
0.25mM のテトラヒドロフラン溶液 5mlを加えて室温で
2時間反応させた。スラリーから固体を濾過、分離およ
びテトラヒドロフラン洗浄した後、乾燥してポリシロキ
サン担持固体触媒を得た。この固体触媒のジルコニウム
担持量は、0.91重量%であった。[Preparation of Solid Catalyst] 2 g of the polysiloxane as the carrier obtained above was made into a slurry of 10 ml of tetrahydrofuran. BuLi 2mM was added dropwise to this slurry at -10 ° C, and the temperature was raised to room temperature to lithiate the cyclopentadienyl substituent of the polysiloxane. Next, 5 ml of tetrahydrofuran was added to the powder obtained by filtering, separating and washing with tetrahydrofuran, and further tetrachlorozirconium was added.
Add 5 ml of a 0.25 mM tetrahydrofuran solution at room temperature.
The reaction was carried out for 2 hours. A solid was filtered from the slurry, separated, washed with tetrahydrofuran, and then dried to obtain a polysiloxane-supported solid catalyst. The amount of zirconium supported on this solid catalyst was 0.91% by weight.
【0030】〔エチレンの重合〕上記の固体触媒 (Zrを
0.008mg原子を含有) とメチルアルモキサン( 東ソー・
アクゾー社製)1.6mMとをトルエン溶液 1mlとして封入し
た硝子アンプルを取り付けた2Lのオートクレーブに、ヘ
プタンを 600ml及び水素を 1.0kg/cm2まで導入し、オー
トクレーブ内容物を85℃に昇温した。エチレンを10kg/c
m2まで導入し、硝子アンプルを破砕して、85℃でエチレ
ンを連続的に供給しながら10kg/cm2で 1時間重合を行っ
た。重合活性はジルコニウム 1mg原子当たり45kg(1hr)
であり、得られた球状の重合体は、嵩比重が 0.35g/c
m3、M.I.が 9.5g/10min.、 Mw/Mnが 2.9であった。[Polymerization of Ethylene] The above solid catalyst (Zr
Containing 0.008 mg atom) and methylalumoxane (Tosoh
To a 2 L autoclave equipped with a glass ampoule in which 1 mL of a toluene solution containing 1.6 mM of Akzo Co., Ltd. was introduced, 600 ml of heptane and 1.0 kg / cm 2 of hydrogen were introduced, and the content of the autoclave was heated to 85 ° C. 10 kg / c of ethylene
After introducing up to m 2 , the glass ampoule was crushed, and polymerization was carried out at 10 kg / cm 2 for 1 hour while continuously feeding ethylene at 85 ° C. Polymerization activity is 45 kg (1 hr) per 1 mg atom of zirconium
The obtained spherical polymer has a bulk specific gravity of 0.35 g / c.
m 3 , MI was 9.5 g / 10 min. and Mw / Mn was 2.9.
【0031】実施例2 〔エチレンとブテン-1とのスラリー共重合〕ブテン-1を
15ml添加、重合時間を15分にした以外は実施例1と同様
に重合を行い、エチレンとブテン-1の共重合体を得た。
重合活性はジルコニウム 1mg原子当たり70kg(1hr) であ
り、得られた球状の共重合体は、ブテン含有量が5.56モ
ル%、密度が 0.920、嵩比重が 0.34g/cm3、M.I.が10.1
g/10min.、Mw/Mn が 3.6であった。Example 2 [Slurry copolymerization of ethylene and butene-1] Butene-1
Polymerization was performed in the same manner as in Example 1 except that 15 ml was added and the polymerization time was changed to 15 minutes to obtain a copolymer of ethylene and butene-1.
The polymerization activity was 70 kg (1 hr) per 1 mg atom of zirconium, and the obtained spherical copolymer had a butene content of 5.56 mol%, a density of 0.920, a bulk specific gravity of 0.34 g / cm 3 , and an MI of 10.1.
The g / 10 min. and Mw / Mn were 3.6.
【0032】実施例3 〔エチレンとブテン-1とのスラリー共重合〕ブテン-1を
30ml添加、重合時間を15分にした以外は実施例1と同様
に重合を行い、エチレンとブテン-1の共重合体を得た。
重合活性はジルコニウム 1mg原子当たり79kg(1hr) であ
り、得られた球状の共重合体は、ブテン含有量が9.68モ
ル%、密度が 0.931、嵩比重が 0.36g/cm3、M.I.が11.5
g/10min.、Mw/Mn が 3.3であった。Example 3 [Slurry copolymerization of ethylene and butene-1] Butene-1
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 30 ml was added and the polymerization time was 15 minutes to obtain a copolymer of ethylene and butene-1.
The polymerization activity was 79 kg (1 hr) per 1 mg atom of zirconium, and the obtained spherical copolymer had a butene content of 9.68 mol%, a density of 0.931, a bulk specific gravity of 0.36 g / cm 3 , and an MI of 11.5.
The g / 10 min. and Mw / Mn were 3.3.
【0033】実施例4 〔エチレンの重合〕実施例1で調製した固体触媒1gをメ
チルアルモキサン40mMのトルエン溶液で室温 1時間接触
処理した後、固体触媒(Zr を 0.008mg原子を含有) を封
入した硝子アンプルを取り付けた2Lのオートクレーブ
に、ヘプタン600ml 、トリエチルアルミニウム0.8mM 、
水素1.0kg/cm2 まで導入し、オートクレーブ内容物を85
℃に昇温した。エチレンを10kg/cm2まで導入し、硝子ア
ンプルを破砕して、85℃でエチレンを連続的に供給しな
がら10kg/cm2で 1時間重合を行った。重合活性はジルコ
ニウム 1mg原子当たり39kg(1hr) であり、得られた球状
の重合体は、嵩比重が 0.36g/cm3、M.I.が 8.7g/10mi
n.、 Mw/Mnが 3.1であった。Example 4 [Polymerization of ethylene] 1 g of the solid catalyst prepared in Example 1 was subjected to contact treatment with a toluene solution of 40 mM of methylalumoxane at room temperature for 1 hour, and then a solid catalyst (containing 0.008 mg of Zr) was enclosed. To a 2 L autoclave equipped with a glass ampoule, 600 ml of heptane, 0.8 mM of triethylaluminum,
Introduce hydrogen up to 1.0 kg / cm 2 and remove the autoclave contents to 85
The temperature was raised to ° C. Ethylene was introduced up to 10 kg / cm 2 , the glass ampoule was crushed, and polymerization was carried out at 10 kg / cm 2 for 1 hour while continuously feeding ethylene at 85 ° C. The polymerization activity was 39 kg (1 hr) per 1 mg atom of zirconium, and the obtained spherical polymer had a bulk specific gravity of 0.36 g / cm 3 and an MI of 8.7 g / 10 mi.
n., Mw / Mn was 3.1.
【0034】実施例5 〔エチレンと1-ブテンとのスラリー共重合〕ブテン-1を
15ml添加、重合時間を15分にした以外は実施例4と同様
に重合を行い、エチレンとブテン-1の共重合体を得た。
重合活性はジルコニウム 1mg原子当たり51kg(1hr) であ
り、得られた球状の共重合体は、ブテン含有量が5.58モ
ル%、密度が 0.919、嵩比重が 0.35g/cm3、M.I.が10.2
g/10min.、Mw/Mn が 3.7であった。Example 5 [Slurry copolymerization of ethylene and 1-butene] Butene-1
Polymerization was performed in the same manner as in Example 4 except that 15 ml was added and the polymerization time was changed to 15 minutes to obtain a copolymer of ethylene and butene-1.
The polymerization activity was 51 kg (1 hr) per 1 mg atom of zirconium, and the obtained spherical copolymer had a butene content of 5.58 mol%, a density of 0.919, a bulk specific gravity of 0.35 g / cm 3 , and an MI of 10.2.
The g / 10 min. and Mw / Mn were 3.7.
【0035】実施例6 〔エチレンとブテン-1とのスラリー共重合〕ブテン-1を
30ml添加、重合時間を15分にした以外は実施例4と同様
に重合を行い、エチレンとブテン-1の共重合体を得た。
重合活性はジルコニウム 1mg原子当たり60kg(1hr) であ
り、得られた球状の重合体は、ブテン含有量が10.2モル
%、密度が 0.912、嵩比重が 0.34g/cm3、M.I.が12.3g/
10min.、Mw/Mn が 3.9であった。Example 6 [Slurry copolymerization of ethylene and butene-1] Butene-1
Polymerization was performed in the same manner as in Example 4 except that 30 ml was added and the polymerization time was changed to 15 minutes to obtain a copolymer of ethylene and butene-1.
The polymerization activity is 60 kg (1 hr) per 1 mg atom of zirconium, and the obtained spherical polymer has a butene content of 10.2 mol%, a density of 0.912, a bulk specific gravity of 0.34 g / cm 3 , and an MI of 12.3 g /
10 min., Mw / Mn was 3.9.
【0036】実施例7 〔エチレンの重合〕メチルアルモキサン1.6mM に代え
て、メチルアルモキサン0.8mM 及びトリエチルアルミニ
ウム0.8mM を共に用いた以外は、実施例1と同様に重合
を行い、エチレンとブテン-1の共重合体を得た。重合活
性はジルコニウム 1mg原子当たり50kg(1hr) であり、得
られた球状の重合体は、嵩比重が 0.33g/cm3、M.I.が1
0.3g/10min.、Mw/Mn が 3.1であった。Example 7 [Polymerization of ethylene] Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 0.8 mM of methylalumoxane and 0.8 mM of triethylaluminum were used in place of 1.6 mM of methylalumoxane to polymerize ethylene and butene. A copolymer of -1 was obtained. Polymerization activity was 50 kg (1 hr) per 1 mg atom of zirconium, and the obtained spherical polymer had a bulk specific gravity of 0.33 g / cm 3 and an MI of 1
0.3g / 10min., Mw / Mn was 3.1.
【0037】実施例8 〔エチレンと1-ブテンとのスラリー共重合〕ブテン-1を
15ml添加、重合時間を15分にした以外は実施例7と同様
に重合を行い、エチレンとブテン-1の共重合体を得た。
重合活性はジルコニウム 1mg原子当たり55kg(1hr) であ
り、得られた球状の共重合体は、ブテン含有量が4.99モ
ル%、密度が 0.921、嵩比重が 0.35g/cm3、M.I.が11.5
g/10min.、Mw/Mn が 3.5であった。Example 8 [Slurry copolymerization of ethylene and 1-butene] Butene-1
Polymerization was performed in the same manner as in Example 7 except that 15 ml was added and the polymerization time was changed to 15 minutes to obtain a copolymer of ethylene and butene-1.
The polymerization activity was 55 kg (1 hr) per 1 mg atom of zirconium, and the obtained spherical copolymer had a butene content of 4.99 mol%, a density of 0.921, a bulk specific gravity of 0.35 g / cm 3 , and an MI of 11.5.
The g / 10 min. and Mw / Mn were 3.5.
【0038】実施例9 〔エチレンとブテン-1とのスラリー共重合〕ブテン-1を
30ml添加、重合時間を15分にした以外は実施例7と同様
に重合を行い、エチレンとブテン-1の共重合体を得た。
重合活性はジルコニウム 1mg原子当たり63kg(1hr) であ
り、得られた球状の重合体は、ブテン含有量が9.85モル
%、密度が 0.914、嵩比重が 0.36g/cm3、M.I.が13.3g/
10min.、Mw/Mn が 3.7であった。Example 9 [Slurry copolymerization of ethylene and butene-1] Butene-1
Polymerization was performed in the same manner as in Example 7 except that 30 ml was added and the polymerization time was changed to 15 minutes to obtain a copolymer of ethylene and butene-1.
The polymerization activity is 63 kg (1 hr) per 1 mg atom of zirconium, and the obtained spherical polymer has a butene content of 9.85 mol%, a density of 0.914, a bulk specific gravity of 0.36 g / cm 3 , and an MI of 13.3 g / cm 3 .
10 min., Mw / Mn was 3.7.
【図1】本発明のオレフィン重合用固体触媒の調製工程
を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flow chart showing steps for preparing a solid catalyst for olefin polymerization of the present invention.
Claims (1)
ポリシロキサンに担持された固体触媒において、該遷移
金属化合物の配位子の一つ以上がポリシロキサンの置換
基であることを特徴とするオレフィン重合用固体触媒。1. A solid catalyst comprising a group IV or V transition metal compound of the periodic table supported on a polysiloxane, wherein one or more of the ligands of the transition metal compound is a substituent of the polysiloxane. Solid catalyst for olefin polymerization.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23942592A JPH0687923A (en) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | Solid catalyst for polymerization of olefin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23942592A JPH0687923A (en) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | Solid catalyst for polymerization of olefin |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0687923A true JPH0687923A (en) | 1994-03-29 |
Family
ID=17044585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23942592A Pending JPH0687923A (en) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | Solid catalyst for polymerization of olefin |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0687923A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5747404A (en) * | 1996-05-28 | 1998-05-05 | Lyondell Petrochemical Company | Polysiloxane supported metallocene catalysts |
US6015767A (en) * | 1996-07-02 | 2000-01-18 | Bp Chemicals Limited | Supported polymerisation catalysts |
-
1992
- 1992-09-08 JP JP23942592A patent/JPH0687923A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5747404A (en) * | 1996-05-28 | 1998-05-05 | Lyondell Petrochemical Company | Polysiloxane supported metallocene catalysts |
US6015767A (en) * | 1996-07-02 | 2000-01-18 | Bp Chemicals Limited | Supported polymerisation catalysts |
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