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JPH03190909A - α―オレフィンの重合法 - Google Patents

α―オレフィンの重合法

Info

Publication number
JPH03190909A
JPH03190909A JP32837289A JP32837289A JPH03190909A JP H03190909 A JPH03190909 A JP H03190909A JP 32837289 A JP32837289 A JP 32837289A JP 32837289 A JP32837289 A JP 32837289A JP H03190909 A JPH03190909 A JP H03190909A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymerization
catalyst
chromium
hydrocarbon
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32837289A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukitoshi Iwashita
岩下 幸年
Shigeo Tsuyama
津山 重雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP32837289A priority Critical patent/JPH03190909A/ja
Publication of JPH03190909A publication Critical patent/JPH03190909A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (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】 (産業上の利用分野) 本発明は、オレフィン、とくにエチレンもしくはエチレ
ンと他のα−オレフィンの重合方法に関する。
詳しくは、本発明は、無機酸化物に担持されたクロム成
分からなる固体と、特定の有機マグネシウムを含む成分
とを予め接触処理して得た触媒を用いることを特徴とす
る、活性の高い改良されたオレフィンの重合方法に関す
る。
(従来の技術) 酸化クロム等のクロム化合物をシリカ、シリカアルミナ
等の無機酸化物担体に担持させ、焼成することによって
得られるエチレン重合用触媒は、いわゆるフィリップス
型触媒として広く知られている。
しかし、この触媒を使用する場合に、触媒の活性および
重合体の平均分子量は重合温度に大きく依存し、市販に
適した分子量数万〜数十万の重合体を十分な触媒活性の
もとて製造するためには、−船釣に重合温度を100〜
200°Cにする必要があった。
このような温度範囲で重合を行う場合に、生成する重合
体は反応溶媒に溶解した状態となるため、反応系の粘度
が著しく上昇し、その結果として、生成重合体濃度を2
0%以上に」−げることか困難であった。従って、重合
がいわゆるスラリー重合おなる+ 00 ’C以下の重
合温度において、高い触媒活性を示す触媒の開発が強く
求められていた。
さらに加えて、生産コストの低減のために、重合後の工
程においての触媒除去工程を省略できることが重要であ
り、このためには、さらに高い活性を示す触媒の開発が
必要とされていた。
そこで、このフィリップス型触媒の重合活性を改良すべ
く、有機アルミニウム化合物や有機亜鉛化合物等をM4
の合わせた触媒系が数多く提案され、(例えば、特公昭
36−22144号公報、特公昭43−27415号公
報、特公昭47−23668号公報、特公昭49−34
759号公報など)、触媒活性の向上が計られてきた。
更に、フィリ・ンプス型触媒と有機マグネシウム錯化合
物と組み合わせてなる触媒系が開示され、(例えば、特
公昭59−5602号公報、特公昭59−5604号公
報、特公昭59−50242号公報など)、さらに、触
媒活性が改良されてきた。
(発明が解決しようとする課H) しかしながら、前記特公昭59−5604号公報に記載
の発明は、確かに触媒活性は改良され優れた技術である
が、重合に際してオリゴマーやワックス分が多量に副生
ずる欠点があった。このことは、コストおよびプロセス
の安定運転という観点から解決すべき大きな課題であっ
た。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、前記課題に対して種々検討を重ねた結果
、シリカ等の担体に担持されたクロム化合物を焼成活性
化した固体と、特定の有機マグネシウム化合物とを組み
合わせた前記特公昭595604号公報に記載の触媒系
において、予め両者を接触し、重合に用いることで、オ
リゴマーおよびワックス分の発生を著しく低減できるこ
とを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は; (a)クロム化合物を無機酸化物担体に担持し焼成した
固体成分と、 (b)−形式 %式%) で示される不活性炭化水素可溶有機マグネシウム錯化合
物(式中、α、βばOより大きい数であり、p、9、r
、s、tは0またはOより大で、0≦(s+t)/(α
十β)≦1. 5かつp+q+r+s+t=mα+2β
の関係を有し、Mは亜鉛、ホウ素、ヘリリウムおよびリ
チウムから選ばれた原子であり、 mはMの原子価を表し、 R1、R2、R3は同一または異なった炭素原子数1〜
20の炭化水素基であり、 X、Yは同一または異なったOR’、03iR5R6R
7、NRBR9および5RIQから選ばれた基を表し、 R’、R5、R’=、R’、RIl、R9ば水素原子ま
たは炭化水素基であり、 Rloは炭化水素基を表す)とから成る触媒を用いるオ
レフィン重合方法において、 予め(a)と(b)とを(M+Mg)/Crモル比で0
.1〜10の範囲で接触し、重合に用いることを特徴と
するオレフィンの重合方法に係わるものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明に用いる無機酸化物担体としては、シリカ、シリ
カ−アルミナ、トリア、ジルコニア等を用いることがで
きるが、シリカ、シリカ−アルミナが特るこ好ましい。
担持するり1コム化合物としては、クロムの酸化物、ハ
ロゲン化物、オキシハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、シ
ュウ酸塩、酢酸塩、アルコラード等が挙げられ、具体的
には、二酸化クロム、塩化クロミル、重クロム酸カリウ
J1、クロム酸アンモニウム、硝酸クロム、酢酸クロl
1、クロムアセチルアセトナート よって少なくとも部分的に酸化クロムを形成する化合物
が挙げられる。三酸化クロム、酢酸クロム、クロムアセ
チルアセトナ−I・は、特に好ましく用いられる。
次に、クロム化合物の担持および焼成について説明する
担体にクロム化合物を担持させるには、含浸、溶媒留去
、昇華付着等の公知の方法によって行われる。担持する
クロムの量は、担体に対するクロム原子の重量%で、0
.05〜5%、好ましくは0、1〜3%の範囲である。
焼成活性化は、一般に酸素の存在下で行うが、不活性ガ
スの存在下あるいは減圧下で行うことも可能である。好
ましくは、水分を実質的に含まない空気が用いられる。
焼成温度は300°C以上、好ましくは400〜900
°Cの範囲で数分〜数十時間、好ましくは30分〜10
時間行われる。焼成時には充分乾燥空気を供給し、流動
状態下で焼成活性化を行うことが推奨される。
なお、担持もしくは焼成時にチタネート頚やフッ素含有
塩類等を添加し2て、活性や分子量等を調節する公知の
方法を併用することも勿論可能である。
次に、本発明に用いられる一般式: %式%) で示される不活性炭化水素可溶有機マグネシウム錯化合
物について説明する。
−1−記式中、Mは亜鉛、ホウ素、ベリリウムおよびリ
チウムから選ばれた原子であり、特に好ましくは亜鉛で
ある。
R1 、Rz 、Riで表される炭化水素基は、アルキ
ル基、シクロアルキル基、またはアリール基であり、例
えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、ヘ
キシル、オクチル、デシル、ドデシル、シクロヘキシル
、フェニル基等が挙げられ、アルキル基が好んで用いら
れる。
X1Yで表される極性基はアルコキシ基、シロキシ基、
アミノ基またはスルフィド基であり、好ましくはアルコ
キシ基もしくはシロキシ基である。
金属原子に対する極性基の比(s+t)/(α+β)は
、0以上、1.5以下、好ましくは1以下である。
」:記の不活性炭化水素可溶有機マグネシウム錯化合物
は、既に公表されている本出願人らの公開公報、公告公
報にしたがって合成される。(例えば特公昭52−36
791号公報、特公昭5236796号公報、特公昭5
6−43046号公報など。) 不活性炭化水素媒体としては、ヘキサン、ヘプタンのご
とき脂肪族炭化水素:ヘンゼン、l・ルエンのごとき芳
香族炭化水素二ジクロヘキサン、メチルシクロヘキサン
のごとき脂環式炭化水素等が挙げられ、脂肪族炭化水素
もしくは脂環式炭化水素が好んで用いられる。
次に、固体触媒成分(すなわち担体に担持され焼成活性
化されたクロム含有固体)と有機マグネシウム成分とを
接触する方法について説明する。
接触方法は、炭化水素媒体に懸濁した固体触媒成分に有
機マグネシウム錯体成分を添加してもよいし、有機マグ
ネシウム錯体に固体触媒成分を添加してもよい。
本発明においては、固体触媒成分と有機マグネシウム錯
体成分とを予め接触させ、かつその際の両者のモル比が
特定の範囲にあることが本発明の効果、即ちオリゴマー
・ワックス副生低減効果を得るために重要である。
(Mg+M)/Crとしての両者の金属モル比は、0.
1〜10の範囲であり、好ましくは1〜5の範囲が用い
られる。
接触濃度、接触温度については、特に限定はなく、温度
は通常用いられる室温から100°Cの範囲を用いるこ
とができる。また、接触媒体としては、ヘキサン、ヘプ
タンのごとき脂肪族炭化水素;ベンゼン、l・ルエンの
ごとき芳香族炭化水素ニジクロヘキサン、メヂルシクロ
ヘキサンのごとき脂環式炭化水素等が挙げられ、脂肪族
炭化水素もしくは脂環式炭化水素が好んで用いられる。
次に、本発明の触媒を用いてオレフィンを重合する方法
に関して説明する。
本発明の触媒を用いて重合しうるオレフィンはα−オレ
フィンであり、特にエチレンである。ざらに本発明の触
媒はエチレンとプロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1
等のモノオレフィンとの共重合、あるいはさらにブタジ
ェン、イソプレン等のジエンの共存下での重合に用いる
ことも可能である。
本発明の触媒を用い、共重合を実施することによって密
度0,9」〜0.97g/cfflの範囲の重合体を製
造することが可能である。
重合方法としては、通常の懸濁重合、溶液重合、気相重
合が可能である。懸濁重合、溶液重合の場合は、触媒を
重合溶媒、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタンのごとき脂肪族炭化水素:ベンゼン、ト
ルエン、キシレンのごとき芳香族炭化水素二ジクロヘキ
サン、メチルシクロヘギザンのごとき脂環式炭化水素と
共に反応器に導入し、不活性雰囲気下にエチレンを1〜
200kg/cIIiに圧入して、室温〜320°Cの
温度で1 重合を進めることができる。
一方、気相重合は、エチレンを1〜50kg/cTFl
の圧力で室温〜I 20 ’Cの温度条件下で、エチレ
ンと触媒の接触が良好となるよう流動床、移動床、ある
いは攪拌によって混合を行う等の手段を講して重合を行
うことが可能である。
本発明の触媒は高性能であり、85°C110kg/ 
cJ程度の比較的低温、低圧の重合条件下においても充
分に高い活性を示し、かつ重合に際してのオリゴマーや
ワックス分の副生が少ない。この場合に生成する重合体
は重合系にスラリー状態で存在するため、重合系の粘度
上昇もきわめて少ない。
従って、重合系の重合体濃度を30%以」二にすること
ができ、かつオリゴマーやワックス分の副生も少ないこ
とから、製造コストの低減、生産効率向上等の利点が大
きい。また高活性のため、生成ポリマーからの触媒残渣
除去工程は省略できる。
重合は1反応帯を用いる通常の1段重合で行ってもよい
し、または複数個の反応帯を用いる、いわゆる多段重合
で行ってもよい。
2 本発明の触媒を用いて重合したポリマーは、通常の1段
重合でも広い分子量分布をもち、分子量も比較的高く、
吹込成形やフィルム成形の用途に極めて適している。
2個以上の異なった反応条件下で重合を行う多段重合で
は、さらに広い分子量分布のポリマーの製造が可能であ
る。
ポリマーの分子量を調節するために、重合温度の調節、
重合系への水素の添加、あるいは連鎖移動を起こしやす
い有機金属化合物の添加等の公知の技術を用いることも
勿論可能である。さらに、チタン酸エステルを添加して
密度調節、分子量調節を行う等の方法を組合せて重合を
実施することもまた可能である。
以下、本発明の実施例を示すが、本発明は、これらの実
施例によって何ら制限されるものではない。
なお、■ 実施例中の触媒活性とは、モノマ圧力10k
g/cflにおいて、固体触媒中のクロム1と・1時間
当たりのポリマー生成量(g)を表す。
■ Mlはメルトインデンクスを表し、ΔSTM−D−
1238に従い、温度190°C1荷重216kgにて
測定したものである。
■ FRは温度190°C1荷重21.6kgにて測定
した値をMlで除した商であり、分子量分布の広さを表
す指標として当業者に知られているものである。
■ 副生ずるオリゴマー量は、副生ずるオリゴマーの内
1−ヘキセンを代表として選び、重合後反応器内に生成
したポリマーに対する量比(wt%)をもって表し、1
−ヘキセンはガスクロマトグラフによって分析したもの
である。
■ ワックス量は、ポリマー中の熱ヘプタン溶液(wt
%)を表したものである。
(実施例1) (1)固体成分(alの合成: 三酸化クロム0.4gを蒸留水BOmftに溶解し、こ
の溶液中にシリカ(富士デヴイソン社Grade952
)20gを浸漬し、室温にて1時間攪拌した。このスラ
リーを加熱して水を溜去し、続いて120 ’Cにて1
0時間減圧乾燥を行った。この固体を乾燥空気流下、6
00°Cで5時間焼成して固体成分(a)を得た。得ら
れた固体成分(a)はクロムを1重量%含有し、窒素雰
囲気上室温にて貯蔵した。
(2)有機マグネシウム成分(b)の合成ニジ−n−ブ
チルマグネシウム13.80gとジエチル亜鉛2.06
gとを、n−ヘゲクン200滅と共に500 mlのフ
ラスコに入れ、80°Cにて2時間攪拌下で反応させる
ことにより、組成ニア、nMgb(C2H5)z(n 
 C4H7)+2に相当する有機マグネシウム錯体を、
(Zn+Mg)基準で117mmo ]含有する溶液と
して得た。
(3)固体成分(a)と有機マグネシウム錯体(+))
との接触。
(1)で得た固体成分(a)5g (Cry、96mm
1)をn−ヘプタン100 mflに懸濁し、室温攪拌
5 のもと、(2)で得た有機マグネシウム錯体溶液を(Z
n+Mg)基準で2.94mmo+、即ち(Zn+Mg
)/Crモル比で3.0相当分滴下し、1時間反応させ
た。
(4)重合: (3)で得た固体2On+gを、脱水脱酸素したヘキサ
ノ0.8!と共に、内部を真空脱気し窒素置換した1、
5Pの反応器に入れた。反応器の内温を85°Cに保ち
、エチレンを10kg/cffl加え、水素で全圧を1
4kg/c+1とした。エチレンを補給することで、全
圧を14kg/CIflに保ちつつ2時間重合を行い2
00gのポリマーを得た。
触媒活性は、500.000gポリマー/gCr−hr
であり、 オリゴマー量は0.2wt%であり、 ワックス量は3.7wt%であり、 ポリマーのMlは0.28、FRは140であった。
(実施例2) 実施例1で合成した組成: 6 ZnMg6(Cz Hs)z(n−Ca H9L2の有
機マグネシウム錯体50mmo l  (Mg+Zn基
準)を含有するヘプタン溶液90戚を200滅のフラス
コに入れ、これに25mmolのn−ヘキシルアルコー
ルを含有するヘプタン溶液を10°Cで攪拌下に30分
かけて滴下した。この溶液の一部を分取し、乾燥空気で
酸化し、次いで加水分解することにより、アルキル基お
よびアルコキシ基を全てアルコールとし、ガスクロマト
グラフにて分析した。エタノール、n−ブクノール、n
−ヘキシルアルコールの分析値から上記錯体の組成は、
ZnM g 6(C2HsL、6o(n  Ca HJ
n、q。
(0,、C6Hl3)s、soであることが判明した。
このアルコキシ含有有機マグネシウム錯体溶液を有機マ
グネシウム成分(b)として用い、その他はすべて実施
例1と同様にして触媒合成および重合を行い、220g
のポリマーを得た。
触媒活性は、550,000gポリマー/gCr−hr
であり、 オリゴマー量は031wt%であり、 ワックス量は3. 2wt%であり、 ポリマーのMlは0.41、PRは150であった。
(比較例) 実施例1の(1)で合成した固体成分20mgと(2)
にて合成した有機マグネシウム成分0.]、mmol〔
これは(Z n + M g ) / Crモル比26
に相当する〕とを予め接触させることなく反応器に入れ
る以外、すべて実施例1と同様に重合を行った。
重合結果は、ポリマー収it260gであり、触媒活性
は650.000であり、 オリゴマー量 2.5wt%であり、 ワックス量 13.0wt%であり、 MIo、32であり、FR150であった。
(実施例3〜11) 実施例1および実施例2における有機マグネシウム錯体
の成分ならびに量を変えた他、すべて実施例1と同様に
してエチレンの重合を行った。その結果は、第1表に示
した。
(実施例〕2) 固体成分の合成において、英国C,rosfreld 
Cata lys ts  社製Grade EP 2
00 (Cr O,6呵χ、八E O。
9wtχ含有シリカ)を用い、焼成温度を800°Cに
した以外、実施例1と同様にして触媒合成および重合を
行った。
重合結果はポリマー収量210gであり、触媒活性87
,500、オリゴマー量0.2wし%、ワックス量3.
7wt%であり、ポリマーばMIo、32、FRl、2
0を有した。
(実施例13) エチレンの代わりに1−ブテンを15mo 1%含有す
るエチレンおよび1−ブターンの混合ガスを用い、ヘキ
サノの代わりにイソブタンを重合溶媒として用い、80
°Cにて混合ガス分圧]、 Okg / cfl、水素
分圧1 kg / a6、溶媒蒸気圧を含め23kg/
cfIとし、その他は、実施例12の触媒を用い、実施
例1と同様にして重合した。
重合結果はポリマー収量190gであり、触媒活性79
2.000であり、 オリゴマー量 Q、3wt%であり、 9 ポリ゛7−のMI O122であり、密度 0゜ 0 925であった。
(発明の効果) 本発明においては、α−オレフィン重合用触媒として、
無機化合物に担持されたクロム成分と、特定の有機マグ
ネシウム化合物とを予め接触反応処理させて得た高活性
のフィリンプス型触媒を用いることにより、オリゴマー
等の副生物の生成が少ない効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の態様を示す概略フローチャートであ
る。 (ほか1名)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)クロム化合物を無機酸化物担体に担持し焼
    成した固体成分と、 (b)一般式 (M)α(Mg)β(R^1)_p(R^2)_q(R
    ^3)_rX_sY_t で示される不活性炭化水素可溶有機マグネシウム錯化合
    物(式中、α、βは0より大きい数であり、p、q、r
    、s、tは0または0より大で、0≦(s+t)/(α
    +β)≦1.5かつ p+q+r+s+t=mα+2βの関係を有し、Mは亜
    鉛、ホウ素、ベリリウムおよびリチウムから選ばれた原
    子であり、 mはMの原子価を表し、 R^1、R^2、R^3は同一または異なった炭素原子
    数1〜20の炭化水素基であり、 X、Yは同一または異なったOR^4、OSiR^5R
    ^6R^7、NR^8R^9およびSR^1^0から選
    ばれた基を表し、 R^4、R^5、R^6、R^7、R^8、R^9は水
    素原子または炭化水素基であり、 R^1^0は炭化水素基を表す)とから成る触媒を用い
    るオレフィンの重合方法において、 予め(a)と(b)とを(M+Mg)/Crモル比で0
    .1〜10の範囲で接触し、重合に用いることを特徴と
    するオレフィンの重合方法。
  2. (2)(b)の有機マグネシウム錯化合物において、M
    が亜鉛またはリチウムである請求項(1)記載のオレフ
    ィンの重合方法。
  3. (3)(b)の有機マグネシウム錯化合物において、X
    、YがOR^4、OSiR^5R^6R^7から選ばれ
    た基である請求項(1)もしくは(2)記載のオレフィ
    ンの重合方法。
JP32837289A 1989-12-20 1989-12-20 α―オレフィンの重合法 Pending JPH03190909A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5469775A (en) * 1991-11-16 1995-11-28 Festo Kg Linear drive with a buffer device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5469775A (en) * 1991-11-16 1995-11-28 Festo Kg Linear drive with a buffer device

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