KR100430848B1 - Improved Olefin Polymerization and Copolymerization Catalysts - Google Patents
Improved Olefin Polymerization and Copolymerization Catalysts Download PDFInfo
- Publication number
- KR100430848B1 KR100430848B1 KR10-1998-0030174A KR19980030174A KR100430848B1 KR 100430848 B1 KR100430848 B1 KR 100430848B1 KR 19980030174 A KR19980030174 A KR 19980030174A KR 100430848 B1 KR100430848 B1 KR 100430848B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- compound
- catalyst
- alcohol
- magnesium
- olefin polymerization
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C08F10/04—Monomers containing three or four carbon atoms
- C08F10/06—Propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
- C08F4/42—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
- C08F4/44—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
- C08F4/60—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
- C08F4/62—Refractory metals or compounds thereof
- C08F4/64—Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
- C08F4/646—Catalysts comprising at least two different metals, in metallic form or as compounds thereof, in addition to the component covered by group C08F4/64
- C08F4/6465—Catalysts comprising at least two different metals, in metallic form or as compounds thereof, in addition to the component covered by group C08F4/64 containing silicium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
- C08F4/42—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
- C08F4/44—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
- C08F4/60—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
- C08F4/62—Refractory metals or compounds thereof
- C08F4/64—Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
- C08F4/65—Pretreating the metal or compound covered by group C08F4/64 before the final contacting with the metal or compound covered by group C08F4/44
- C08F4/652—Pretreating with metals or metal-containing compounds
- C08F4/656—Pretreating with metals or metal-containing compounds with silicon or compounds thereof
- C08F4/6567—Pretreating with metals or metal-containing compounds with silicon or compounds thereof and aluminium or compounds thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
본 발명은 1) 마그네슘 화합물과 주기율표 IlIA족 화합물을 환상 에테르, 1종 이상의 알코올, 인 화합물 및 유기실란의 혼합용매에 용해하여 마그네슘 화합물 용액을 제조하고, 2) 마그네슘 화합물 용액을 전이금속 화합물 또는 실리콘 화합물 또는 주석 화합물 또는 이들의 혼합물과 반응시켜 고체 입자를 침전시킨 다음, 3) 침전된 고체 입자를 티타늄 화합물과 전자 공여체와 반응시켜 얻은 α-올레핀 중합 및 공중합용 고체 착물 티타늄 촉매에 관한 것이다.The present invention provides a magnesium compound solution by dissolving a magnesium compound and a group of Group IlIA in a periodic solvent in a mixed solvent of a cyclic ether, at least one alcohol, a phosphorus compound, and an organosilane, and 2) a magnesium compound solution is a transition metal compound or silicon. The present invention relates to a solid complex titanium catalyst for α-olefin polymerization and copolymerization obtained by reacting a compound or a tin compound or a mixture thereof to precipitate solid particles, and then reacting the precipitated solid particles with a titanium compound and an electron donor.
본 발명의 촉매는 평균 입자크기가 크고, 좁은 입자 분포도를 가지며, 촉매 활성이 높고, 이를 이용하여 중합된 중합체의 입체규칙성이 우수하다.The catalyst of the present invention has a large average particle size, a narrow particle distribution, high catalytic activity, and excellent stereoregularity of the polymer polymerized using the catalyst.
Description
본 발명은 α-올레핀 중합 및 공중합용 촉매 성분, 보다 상세하게는 촉매 활성과 입체규칙성이 더욱 개선된 마그네슘을 포함하는 담지체에 지지된 티타늄 고체 착물 촉매에 관한 것이다.The present invention relates to a titanium solid complex catalyst supported on a support comprising a catalyst component for α-olefin polymerization and copolymerization, more particularly magnesium, which further improves catalytic activity and stereoregularity.
지금까지 많은 올레핀 중합 및 공중합용 촉매 그리고 중합공정이 보고되어 왔으나, 생성된 폴리머의 물성을 향상시키거나, 특수한 물성이 요구되는 폴리머를 생산하기 위해서는 새로운 촉매의 개발이 더욱 요구되고 있다.Until now, many catalysts for olefin polymerization and copolymerization and polymerization have been reported, but in order to improve the physical properties of the produced polymers or to produce polymers requiring special physical properties, further development of new catalysts is required.
마그네슘을 포함하는 올레핀 중합용 촉매는 높은 촉매활성과 입체규칙성을 주는 것으로 알려져 있으며 기상 중합용으로 적합한 것으로 알려져 있다. 기상 중합용 촉매는 상업공정의 운전성을 위해 촉매활성과 입체규칙성 이외에 촉매의 입자 모양, 크기 그리고 입자 분포도 등이 중요하다. 특히 작은 입자의 촉매는 촉매 이송중에 문제를 일으킬 수 있고, 아주 큰 입자는 중합중 덩어리나 실 타래와 같은 폴리머를 형성할 수 있기 때문에 피하여야 하므로 입자 분포도가 좁은 촉매를 제조하는 것이 필요하다. 예를 들어, 폴리머의 평균입자 크기가 1000 마이크론 정도의 높은 에틸렌 함량을 가진 에틸렌과 프로필렌의 내충격 공중합체를 생산하기 위해서는 촉매의 평균입자크기가 30 내지 55 마이크론 정도인 공중합용 촉매가 필요하다. 또한 촉매는 중합 공정상의 마모에 대한 기계적 성질이 우수하여야 하며 겉보기 밀도도 충분히 우수해야 된다. 따라서 중합 촉매 개발에 있어서 제조 공정이 간단하면서도 촉매 입자크기가 조절된 촉매의 개발은 무엇보다도 중요하다고 하겠다.Catalysts for the polymerization of olefins containing magnesium are known to give high catalytic activity and stereoregularity and are suitable for gas phase polymerization. In addition to catalytic activity and stereoregularity, catalysts for gas phase polymerization are important in terms of particle shape, size and particle distribution. In particular, small particle catalysts may cause problems during catalyst transfer, and very large particles may form polymers such as agglomerates or skeins during polymerization, and thus it is necessary to prepare catalysts having a narrow particle distribution. For example, in order to produce an impact copolymer of ethylene and propylene having a high ethylene content of about 1000 microns in average polymer size, a catalyst for copolymerization having an average particle size of about 30 to 55 microns is required. In addition, the catalyst should be excellent in mechanical properties against wear in the polymerization process and the apparent density should be good enough. Therefore, in the polymerization catalyst development, the development of a catalyst having a simple but controlled particle size of the catalyst is important above all.
촉매 활성과 알파 올레핀 중합에 있어서의 입체규칙성은 촉매의 매우 중요한 기본 요소로 많은 선행연구가 되어 왔다. 그래서 오늘날의 대부분의 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌의 상업적 생산에서는 촉매의 잔사 및 에이탁틱 성분을 제거하는 공정이 필요하지 않게 되었다. 그러나 최근에는 폴리프로필렌의 물성, 특히 강성이 더욱 높은 용도가 많이 전개되고 있는데, 이를 위해서는 입체 규칙성이 더욱 높은 촉매의 개발이 요구되고 있다.Catalytic activity and stereoregularity in alpha olefin polymerization have been a lot of previous research as a very important basic element of the catalyst. As a result, most of today's commercial production of polyolefins, especially polypropylene, eliminates the need to remove catalyst residues and atactic components. Recently, however, many uses of polypropylene having higher physical properties, particularly rigidity, have been developed. For this purpose, development of a catalyst having higher stereoregularity is required.
마그네슘을 포함하고 티타늄에 기초를 둔 많은 올레핀 중합 촉매 및 촉매 제조 공정이 보고되어 왔다. 특히 위에서 언급한 입자가 조절된 올레핀 중합촉매를 얻기 위해 마그네슘 용액을 이용한 방법이 많이 알려져 있다. 탄화수소 용매 존재 하에서 마그네슘 화합물을 알코올 아민, 환상 에테르, 카르복시 산화물 등과 같은 전자공여체와 반응시켜 마그네슘 용액을 얻는 방법이 있는데, 알콜을 사용한 경우는 미국특허 제4,330,649호 제5,106,807호, 일본국 공개 특허 공보 소58-83006호에 언급되어 있다. 그리고 미국특허 제4,315,874호, 제4,399,054호, 제4,071,674호, 제4,439,540호에도 마그네슘 용액을 제조하는 방법이 보고되어 있다. 환상 에테르인 테트라하이드로퓨란은 염화마그네슘 화합물(예를 들어, 미국 특허 제4,482,687호, 제4,277,372호, 제3,642,746호, 제3,642,772호, 유럽 특허 제131,832호)로, 조포도와 같은 모폴로지가 불규칙한 면이 있고, 입체 규칙성이 보완이 되어야 하는 단점이 있다.Many olefin polymerization catalysts and catalyst preparation processes based on titanium and based on titanium have been reported. In particular, a method of using a magnesium solution to obtain the olefin polymerization catalyst with the above-mentioned particles is well known. There is a method of obtaining a magnesium solution by reacting a magnesium compound with an electron donor such as an alcohol amine, a cyclic ether, or a carboxy oxide in the presence of a hydrocarbon solvent. In the case of using alcohol, U.S. Patent No. 4,330,649,5,106,807, Reference is made to 58-83006. In addition, U.S. Patent Nos. 4,315,874, 4,399,054, 4,071,674, and 4,439,540 also report methods for preparing magnesium solutions. Tetrahydrofuran, a cyclic ether, is a magnesium chloride compound (e.g., U.S. Pat.Nos. 4,482,687, 4,277,372, 3,642,746, 3,642,772, and European Patent 131,832). And there is a disadvantage that the stereoregularity must be complemented.
위에서 살펴본 바와 같이 제조공정이 간단하면서도, 높은 중합 활성과 입체 규칙성, 그리고 평균 입자크기가 크고, 입도 분포도도 좁은 기상 중합에 유리한 새로운 올레핀 중합촉매의 개발이 요구되고 있다.As described above, there is a need for the development of a new olefin polymerization catalyst which is simple for the gas phase polymerization, while having a simple manufacturing process, high polymerization activity, stereoregularity, large average particle size, and small particle size distribution.
본 발명의 목적은 간단한 제조공정으로 제조되며, 촉매활성과 제조된 중합체의 입체규칙성이 더욱 개선되고, 그리고 촉매 평균 입자의 크기가 크고 입자분포도가 좁은 새로운 올레핀 중합 및 공중합용 촉매 고체 성분을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a novel catalyst solid component for olefin polymerization and copolymerization, which is prepared by a simple manufacturing process, further improves catalytic activity and stereoregularity of the prepared polymer, and has a large catalyst average particle size and a narrow particle distribution. It is.
그리고, 촉매의 활성과 입체 규칙성이 더욱 증가되고, 촉매 평균 입자크기가 크고 좁은 입자 분포도를 갖는 올레핀 중합 및 공중합용 촉매 고체 성분을 제조하는 공정을 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.It is also an object of the present invention to provide a process for producing a catalyst solid component for olefin polymerization and copolymerization which further increases the activity and stereoregularity of the catalyst and has a large catalyst average particle size and a narrow particle distribution.
본 발명의 다른 목적들과 유익성은 다음의 설명과 본 발명의 청구범위를 참조하면 더욱 명확해 질 것이다.Other objects and benefits of the present invention will become more apparent with reference to the following description and claims of the present invention.
본 발명에서 제공하고자 하는 촉매 활성과 입체규칙성이 높고, 그리고 촉매 평균 입자크기가 크고 입자분포도가 좁은 올레핀 중합 및 공중합용 촉매는, ( i ) 환원성이 없는 마그네슘 화합물과 주기율표 IIIA족 화합물의 혼합물로부터 마그네슘을 포함하는 용액을 제조하고, (ii) 마그네슘 용액을 전이금속 화합물 또는 실리콘 클로라이드와 같은 할로겐을 포함하는 화합물 또는 이들의 혼합물과 반응시켜고형의 입자를 침전시킨 다음, (iii) 침전된 고형의 입자와 티타늄 화합물 및 전자공여체를 반응시킨 다음, 탄화수소 용매로 세척후 입자 형태가 조절된 고형의 촉매 입자를 얻는 간단하면서도 효과적인 제조 공정으로 제조된다.The catalyst for olefin polymerization and copolymerization having high catalytic activity and stereoregularity and high catalyst average particle size and narrow particle distribution, which is to be provided in the present invention, comprises: (i) from a mixture of a magnesium compound having no reducibility and a Group IIIA periodic table; Preparing a solution comprising magnesium, and (ii) reacting the magnesium solution with a compound comprising halogen, such as a transition metal compound or silicon chloride, or mixtures thereof, to precipitate solid particles, and (iii) The particles are reacted with a titanium compound and an electron donor and then washed with a hydrocarbon solvent to produce a simple and effective manufacturing process for obtaining solid catalyst particles with controlled particle morphology.
본 발명에서 마그네슘을 포함하는 용액은 탄화수소용매의 존재 또는 부재하에 환원성이 없는 마그네슘 화합물과 주기율표 IIIA족 화합물을 환상에테르, 1종 이상의 알코올, 인 화합물 및 유기실란의 혼합용매에 용해시켜 얻어진다.In the present invention, a solution containing magnesium is obtained by dissolving a magnesium compound having no reducibility and a Group IIIA compound of the periodic table in the presence or absence of a hydrocarbon solvent in a mixed solvent of a cyclic ether, at least one alcohol, a phosphorus compound, and an organosilane.
마그네슘 화합물 용액제조에 사용되는 환원성이 없는 마그네슘 화합물의 종류에는 먼저 염화마그네슘, 요오드화마그네슘, 불화마그네슘, 그리고 브롬화마그네슘과 같은 할로겐화마그네슘; 메틸마그네슘 할라이드, 에틸마그네슘 할라이드, 프로필마그네슘 할라이드, 부틸마그네슘 할라이드, 이소부틸마크네슘 할라이드, 헥실마그네슘 할라이드, 아밀마그네슘 할라이드 등과 같은 알킬마그네슘 할라이드; 메톡시마그네슘 할라이드, 에톡시마그네슘 할라이드, 이소프로폭시마그네슘 할라이드, 부톡시마그네슘 할라이드, 그리고 옥톡시마그네슘 할라이드와 같은 알콕시마그네슘 할라이드 ; 페녹시마그네슘 할라이드, 그리고 메틸페녹시마그네슘 할라이드와 같은 아릴옥시마그네슘 할라이드 ; 에톡시마그네슘, 이소프로폭시마그네슘, 부톡시마그네슘, 그리고 옥톡시마그네슘과 같은 알콕시마그네슘 ; 페녹시마그네슘, 그리고 디메틸페녹시마그네슘와 같은 아릴옥시마그네슘 ; 라우릴산마그네슘 및 스테아린산마그네슘과 같은 카르복시산 마그네슘염을 예로 들 수 있다. 상기 마그네슘 화합물중 2개 이상이 혼합물로 사용되어도 무방하다. 또한, 마그네슘 화합물은 다른 금속과의 착화합물 형태로 사용되어도 효과적이다.Examples of non-reducible magnesium compounds used in the preparation of magnesium compounds include magnesium halides such as magnesium chloride, magnesium iodide, magnesium fluoride, and magnesium bromide; Alkylmagnesium halides such as methylmagnesium halide, ethylmagnesium halide, propylmagnesium halide, butylmagnesium halide, isobutylmagnesium halide, hexylmagnesium halide, amylmagnesium halide and the like; Alkoxymagnesium halides such as methoxymagnesium halide, ethoxymagnesium halide, isopropoxymagnesium halide, butoxymagnesium halide, and octoxymagnesium halide; Aryloxymagnesium halides such as phenoxymagnesium halide and methylphenoxymagnesium halide; Alkoxy magnesium, such as ethoxy magnesium, isopropoxy magnesium, butoxy magnesium, and octoxy magnesium; Aryloxymagnesium, such as phenoxy magnesium and dimethylphenoxy magnesium; Magnesium carboxylate salts, such as magnesium laurate and magnesium stearate, are exemplified. Two or more of the magnesium compounds may be used in a mixture. Magnesium compounds are also effective when used in the form of complexes with other metals.
위에서 열거한 화합물들은 간단한 화학식으로 나타낼 수 있으나, 어떤 경우에는 마그네슘 화합물의 제조방법에 따라 간단한 식으로 나타낼 수 없는 경우가 있다. 이런 경우에는 일반적으로 열거한 마그네슘 화합물의 혼합물로 간주할 수 있다. 예를들어, 마그네슘 화합물을 폴리실록산 화합물, 할로겐 함유 실란 화합물, 에스테르, 알코올 등과 반응시켜 얻은 화합물 : 마그네슘 금속을 할로 실란, 오염화인, 또는 염화티오닐 존재하에서 알코올, 페놀, 또는 에테르와 반응시켜 얻은 화합물들도 본 발명에 사용될 수 있다. 바람직한 마그네슘 화합물은 마그네슘 할라이드, 특히 염화 마그네슘, 알킬 마그네슘 클로라이드, 바람직하기로는 C1내지 C10알킬기를 갖는 것, 알콕시 마그네슘 클로라이드, 바람직하기로는 C1내지 C10알콕시 기를 갖는 것, 그리고 아릴옥시마그네슘 클로라이드, 바람직하기로는 C6내지 C20아릴옥시기를 갖는 것이 좋다.The compounds listed above may be represented by simple chemical formulas, but in some cases, they may not be represented by simple formulas depending on the method of preparing magnesium compounds. In this case, it can be regarded as a mixture of magnesium compounds listed generally. For example, a compound obtained by reacting a magnesium compound with a polysiloxane compound, a halogen-containing silane compound, an ester, an alcohol, etc .: a compound obtained by reacting a magnesium metal with an alcohol, a phenol, or an ether in the presence of halo silane, phosphorus pentachloride, or thionyl chloride These can also be used in the present invention. Preferred magnesium compounds are magnesium halides, in particular magnesium chloride, alkyl magnesium chloride, preferably having C 1 to C 10 alkyl groups, alkoxy magnesium chlorides, preferably having C 1 to C 10 alkoxy groups, and aryloxymagnesium chloride It is preferable to have a C 6 to C 20 aryloxy group.
그리고 마그네슘 화합물 용액 제조시 마그네슘 화합물과 함께 사용되는 주기율표 IIIA족 화합물에는 보론 플루오라이드, 보론 클로라이드, 보론 브로마이드와 같은 보론 할라이드 ; 그리고 알루미늄 플루오라이드, 알루미늄 브로마이드, 알루미늄 클로라이드, 알루미늄 아이오다이드와 같은 알루미늄 할라이드가 있으나, 알루미늄 할라이드가 바람직하며, 특히 알루미늄 클로라이드가 가장 바람직하다. 마그네슘 화합물과 주기율표 IIIA족 화합물의 몰비는 1:0.25 이하가 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 1:0.15 이하이다.And periodic table IIIA compounds used together with magnesium compounds in the preparation of magnesium compound solutions include boron halides such as boron fluoride, boron chloride, and boron bromide; And aluminum halides such as aluminum fluoride, aluminum bromide, aluminum chloride, aluminum iodide, but aluminum halides are preferred, particularly aluminum chloride. The molar ratio of the magnesium compound to the Group IIIA compound of the periodic table is preferably 1: 0.25 or less, and more preferably 1: 0.15 or less.
마그네슘용액 제조시 사용될 수 있는 탄화수소 용매의 종류로는 펜탄, 헥산,헵탄, 옥탄, 데칸, 그리고 케로센과 같은 지방족 탄화수소 ; 시클로벤젠, 메틸시클로벤젠, 시클로헥산, 그리고 메틸시클로헥산과 같은 지환족 탄화수소 ; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 트리클로로에틸렌, 사염화탄소, 그리고 클로로벤젠과 같은 할로겐화 탄화수소를 예로 들 수 있다.Examples of the hydrocarbon solvent that can be used in the preparation of the magnesium solution include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, decane, and kerosene; Alicyclic hydrocarbons such as cyclobenzene, methylcyclobenzene, cyclohexane, and methylcyclohexane; Halogenated hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trichloroethylene, carbon tetrachloride, and chlorobenzene are exemplified.
마그네슘 화합물을 마그네슘 용액으로 전환시 전술한 바와 같이 탄화수소의 존재 또는 부재하에서 환상에테르, 1종 이상의 알코올, 인 화합물 및 유기실란의 혼합용매가 사용된다.When converting a magnesium compound into a magnesium solution, a mixed solvent of cyclic ethers, one or more alcohols, phosphorus compounds and organosilanes is used in the presence or absence of hydrocarbons as described above.
본 발명에 이용될 수 있는 환상에테르에는 탄소수 2 내지 15개의 환상에테르, 특히 테트라하이드로퓨란, 2-메틸 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로피란을 예로 들 수 있으나, 가장 바람직한 환상에테르는 테트라하이드로퓨란이다. 알코올의 종류로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 옥탄올, 데칸올, 도데칸올, 옥타데실알코올, 벤질알코올, 페닐에틸알코올, 이소프로필벤질알코올, 쿠밀알코올과 같은 1 내지 20개의 탄소원자를 함유하는 알코올을 들 수 있고, 바람직한 알코올은 1 내지 12개의 탄소원자를 포함하는 알코올이 좋다. 원하는 촉매 평균 입자크기, 입자 분포도는 알코올과 환상에테르의 비 등에 따라 변하지만, 본 발명에서 주장하는 촉매입자크기를 얻기 위해서는 마그네슘 용액 제조시에 알코올과 환상에테르의 전체양은 마그네슘 화합물 1몰당 최소 0.5몰, 바람직하기로는 약 1.0몰 내지 20몰, 더욱 바람직하기로는 약 2.0몰 내지 10몰이 좋다. 0.5몰 미만에서는 마그네슘 용액제조가 어렵고, 20몰 초과시에는 촉매입자크기가 작아진다. 그리고 환상에테르와 1종이상의 알코올의 몰비는 1:0.05 내지 1:0.95이다. 1:0.05 미만에서는 구형의 촉매제조가 어렵고, 1:0.95 초과시에는 촉매활성이 떨어지는 문제가 있다.Examples of the cyclic ether which may be used in the present invention include cyclic ethers having 2 to 15 carbon atoms, in particular tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, and tetrahydropyran, but the most preferred cyclic ether is tetrahydrofuran. Examples of the alcohol include 1 to 1, such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, octanol, decanol, dodecanol, octadecyl alcohol, benzyl alcohol, phenylethyl alcohol, isopropylbenzyl alcohol and cumyl alcohol. Alcohol containing 20 carbon atoms is mentioned, Preferred alcohol is an alcohol containing 1-12 carbon atoms. The desired catalyst average particle size and particle distribution vary depending on the ratio of alcohol and cyclic ether, but in order to obtain the catalyst particle size claimed in the present invention, the total amount of alcohol and cyclic ether in preparing a magnesium solution is at least 0.5 mol per mol of the magnesium compound. , Preferably about 1.0 to 20 moles, more preferably about 2.0 to 10 moles. If it is less than 0.5 mol, it is difficult to manufacture a magnesium solution, and if it exceeds 20 mol, the catalyst particle size becomes small. And the molar ratio of the cyclic ether and the at least one alcohol is from 1: 0.05 to 1: 0.95. If it is less than 1: 0.05, it is difficult to manufacture a spherical catalyst, and if it is more than 1: 0.95, there is a problem that the catalytic activity is poor.
본 발명에서 사용되는 1종 이상의 알코올은 일부 혹은 전체가 마그네슘 화합물을 용해시킬 때 이용될 수 있다. 또 다른 방법으로는 1종 이상의 알코올을 일부 혹은 전체를 마그네슘 화합물을 용해시킨 마그네슘 용액에 첨가할 수 있다. 그렇지만 (ii) 단계에서 마그네슘 용액을 전이금속 화합물과 반응시켜 고형의 입자를 침전시킬 때 전술한 1종 이상의 알코올의 전체 함량은 유지되어야 한다.One or more alcohols used in the present invention may be used when some or all of them dissolve the magnesium compound. Alternatively, one or more alcohols may be added to some or all of the magnesium solution in which the magnesium compound is dissolved. However, when the magnesium solution is reacted with the transition metal compound in step (ii) to precipitate the solid particles, the total content of the at least one alcohol described above must be maintained.
구체적으로 1종 이상의 알코올은 상대적으로 분자량이 적은 1 내지 3개의 탄소원자를 가진 알코올과 상대적으로 분자량이 큰 4 내지 20개의 탄소 원자를 가진 알코올로 이루어지는 것이 바람직하다. 전체 알코올과 상대적으로 분자량이 적은 알코올과의 몰비는 1:0.01 내지 1:0.40이며, 바람직하게는 1:0.01 내지 1:0.25 이다. 바람직한 상대적으로 분자량이 작은 알코올은 메탄올 혹은 에탄올이며, 상대적으로 분자량이 큰 알코올은 부탄올 혹은 이소아밀, 알코올 혹은 2-에틸 헥산올이다.Specifically, it is preferable that the at least one alcohol consists of an alcohol having 1 to 3 carbon atoms having a relatively low molecular weight and an alcohol having 4 to 20 carbon atoms having a relatively high molecular weight. The molar ratio of the total alcohol and the relatively low molecular weight alcohol is 1: 0.01 to 1: 0.40, preferably 1: 0.01 to 1: 0.25. Preferred relatively low molecular weight alcohols are methanol or ethanol, while relatively high molecular weight alcohols are butanol or isoamyl, alcohols or 2-ethyl hexanol.
본 발명에 사용되는 인 화합물은 다음의 일반식으로 대표된다.The phosphorus compound used for this invention is represented by the following general formula.
여기에서 X는 할로겐 원자이고, R1, R2, R3, R4는 1 내지 20개의 탄소원자를 가진 하이드로카본류로, 알킬, 알케닐, 아릴 등이며, 각각 같거나 다를 수 있다. 그리고 a+b+c=3 이며, 0≤a≤3, 0≤b≤3, 0≤c≤3, d+e+f=3, 0≤d≤3, 0≤e≤3, 0≤f≤3 이다. 이들의 예에는 삼염화인, 삼브롬화인, 디에틸클로로포스파이트, 디페닐클로포스파이트, 디에틸브로모포스파이트, 디페닐브로모포스파이트, 메틸디클로로포스파이트, 페닐클로로포스파이트, 트리메틸포스파이트, 트리에틸포스파이트, 트리노말부틸포스파이트, 트리옥틸포스파이트, 트리데실포스파이트, 트리페닐포스파이트, 옥시클로라이드인, 트리에틸포스페이트, 트리노말부틸포스페이트, 트리페닐포스페이트 등이 있으며, 이외에도 상기 식을 만족하는 다른 인화합물도 사용될 수 있다. 이들의 사용량은 마그네슘 화합물 1몰당 0.01몰 내지 0.25몰이 적당하며, 더욱 바람직하게는 1몰당 0.05몰 내지 0.2몰이 적당하다. 0.01몰 미만에서는 촉매의 중합활성이 떨어지고, 0.25몰 초과시에는 구형의 촉매제조가 어렵다.Here, X is a halogen atom, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 is a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, alkyl, alkenyl, aryl and the like, each may be the same or different. And a + b + c = 3, 0≤a≤3, 0≤b≤3, 0≤c≤3, d + e + f = 3, 0≤d≤3, 0≤e≤3, 0≤ f≤3. Examples thereof include phosphorus trichloride, phosphorus tribromide, diethylchlorophosphite, diphenylchlorophosphite, diethylbromophosphite, diphenylbromophosphite, methyldichlorophosphite, phenylchlorophosphite, trimethylphosphite, tri Ethyl phosphite, trinormal butyl phosphite, trioctyl phosphite, tridecyl phosphite, triphenyl phosphite, oxychloride, triethyl phosphate, tri- normal butyl phosphate, triphenyl phosphate, etc. Other phosphorus compounds may also be used. The amount of these used is suitably 0.01 mol to 0.25 mol per mol of the magnesium compound, more preferably 0.05 mol to 0.2 mol per mol. If it is less than 0.01 mole, the polymerization activity of the catalyst is inferior, and if it is more than 0.25 mole, it is difficult to produce a spherical catalyst.
마그네슘 용액 제조시 사용되는 유기실란은 RnSiR'4-n(여기서 R은 수소 또는 탄소수 1개 내지 10개의 알킬, 알콕시, 할로알킬, 아릴기 또는 탄소수 1개 내지 8개의 할로실릴 또는 할로실릴 알킬기이며, R'는 OR 또는 할로겐이며, n=0~4 이다)의 일반식을 갖는다.The organosilane used to prepare the magnesium solution is R n SiR ' 4-n where R is hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbon atoms, alkoxy, haloalkyl, aryl group or halosilyl or halosilyl alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R 'is OR or halogen, and n = 0-4.
이 유기실란의 구체적인 예로는 트리메틸클로로실란, 트리메틸에톡시실란, 디메틸디클로로실란, 테트라에톡시실란, 테트라부톡시실란 등이 있다. 본 발명에서 유기실란은 형상 조절제로서 사용되며, 이는 미세 촉매입자나 매우 큰 촉매입자의 생성을 억제시켜 촉매의 입자분포도를 조절하는데 유용하다.Specific examples of this organosilane include trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane and the like. In the present invention, the organosilane is used as a shape control agent, which is useful for controlling the particle distribution of the catalyst by inhibiting the production of fine catalyst particles or very large catalyst particles.
유기실란의 사용량은 마그네슘 화합물 1몰당 0.01몰 내지 0.25몰이 적당하며, 더욱 바람직하게는 0.05몰 내지 0.2몰이 적당하다. 0.01몰 미만에서는 형상조절제로서의 효과가 미약하고, 0.25몰 초과시에는 본 발명에서 목적하는 형상의 촉매제조가 어렵다.The amount of organosilane used is preferably 0.01 mol to 0.25 mol per mole of magnesium compound, more preferably 0.05 mol to 0.2 mol. If it is less than 0.01 mole, the effect as a shape control agent is weak, and when it exceeds 0.25 mole, it is difficult to manufacture the catalyst of the shape desired by this invention.
마그네슘 용액의 제조시 마그네슘 화합물과 환상에테르와 알코올, 인화합물 및 유기실란의 혼합용매의 반응은 탄화수소 매질중에서 수행하는 것이 바람직하며, 반응온도는 환상에테르와 알코올, 인화합물 및 유기실란의 종류 및 양에 따라 다르지만, 최소 약 -25℃, 바람직하기로는 -10℃ 내지 200℃, 더욱 바람직하기로는 약 0℃ 내지 150℃에서 약 15분 내지 5시간, 바람직하기로는 약 30분 내지 3시간 동안 실시하는 것이 좋다.In the preparation of the magnesium solution, the reaction of the mixed compound of magnesium compound and cyclic ether with alcohol, phosphorus compound and organosilane is preferably carried out in a hydrocarbon medium, and the reaction temperature is the kind and amount of cyclic ether and alcohol, phosphorus compound and organosilane. Depending on, but at least about -25 ° C, preferably -10 ° C to 200 ° C, more preferably about 0 ° C to 150 ° C for about 15 minutes to 5 hours, preferably about 30 minutes to 3 hours It is good.
상기와 같이 제조된 마그네슘 화합물 용액은 액체상태의 일반식 Ti(OR)aX4-a티타늄 화합물(R은 탄화수소기, X는 할로겐원자, 그리고 a는 0≤a≤4의 수)과 같은 전이금속 화합물과 반응시켜 일정한 입자모양과 크기가 크고, 그리고 입자분포도가 좁은 고체입자를 침전시킨다. 상기 일반식중 R은 탄소원자 1 내지 10개의 알킬기를 가르킨다. 상기 일반식을 만족하는 티타늄 화합물의 종류로는 TiCl4, TiBr4, Til4와 같은 사할로겐화 티타늄 : Ti(OCH3)Cl3, Ti(OC2H5)Cl3, Ti(OC2H5)Br3, 그리고 Ti(O(i-C4H9))Br3와 같은 삼할로겐화 알콕시티타늄 ; Ti(OCH3)2Cl2, Ti(OC2H5)2Cl2, Ti(O(i-C4H9))2Cl2, 그리고 Ti(OC2H5)2Br2와 같은 이할로겐화 알콕시티타늄 ; Ti(OCH3)4, Ti(OC2H5)4, 그리고 Ti(OC4H9)4와 같은 테트라알콕시티타늄을 예로 들 수 있다. 또한 상기한 티타늄 화합물의 혼합물도 본 발명에 사용될 수 있다. 바람직한 티타늄 화합물은 할로겐 함유 티타늄 화합물이며, 더욱 바람직한 티타늄 화합물은 사염화티타늄이다.The magnesium compound solution prepared as described above has a transition such as a general formula Ti (OR) a X 4-a titanium compound in which R is a hydrocarbon group, X is a halogen atom, and a is a number of 0≤a≤4. It reacts with the metal compound to precipitate solid particles having a certain particle shape, a large size and a narrow particle distribution. In the general formula, R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Types of titanium compounds satisfying the above general formula include titanium tetrahalides such as TiCl 4 , TiBr 4 , Til 4 : Ti (OCH 3 ) Cl 3 , Ti (OC 2 H 5 ) Cl 3 , Ti (OC 2 H 5 ) Halogenated alkoxytitanium such as Br 3 , and Ti (O (iC 4 H 9 )) Br 3 ; Dihalogenated alkoxy such as Ti (OCH 3 ) 2 Cl 2 , Ti (OC 2 H 5 ) 2 Cl 2 , Ti (O (iC 4 H 9 )) 2 Cl 2 , and Ti (OC 2 H 5 ) 2 Br 2 titanium ; Tetraalkoxytitaniums such as Ti (OCH 3 ) 4 , Ti (OC 2 H 5 ) 4 , and Ti (OC 4 H 9 ) 4 are exemplified. Mixtures of the above titanium compounds may also be used in the present invention. Preferred titanium compounds are halogen-containing titanium compounds, and more preferred titanium compounds are titanium tetrachloride.
마그네슘 화합물 용액은 또한 실리콘테트라할라이드, 실리콘알킬할라이드, 주석테트라할라이드, 주석알킬할라이드, 주석하이드로할라이드 및 이들의 혼합물이나, 또는 이들과 티타늄테트라할라이드와의 혼합물을 사용하여 평균 입자크기가 크고 입자분포가 좁은 고체 성분을 침전시킬 수 있다.Magnesium compound solutions can also be prepared using silicon tetrahalides, silicon alkyl halides, tin tetrahalides, tin alkyl halides, tin hydrohalides, and mixtures thereof, or mixtures thereof with titanium tetrahalide, which have a large average particle size Narrow solid components can be precipitated.
마그네슘 화합물 용액을 침전시킬 때 사용하는 티타늄 화합물, 실리콘 화합물, 주석화합물, 그리고 이들의 혼합물의 양은 마그네슘 화합물 1몰당 0.1 내지 200몰이 적당하며, 바람직하게는 0.1몰 내지 100몰이고, 더욱 바람직하게는 0.2몰 내지 80몰이다. 마그네슘 화합물 용액과 티타늄 화합물, 실리콘 화합물, 주석 화합물 또는 이들의 혼합물을 반응시킬 때 반응조건에 의해 침전된 고체 성분(담지체)의 모양, 크기, 그리고 입자 분포가 많이 변화한다. 따라서 마그네슘 화합물 용액과 티타늄 화합물, 실리콘 화합물, 주석 화합물 또는 이들의 혼합물과의 반응을 충분히 낮은 온도에서 행하여, 고체생성물이 바로 생성되지 않도록 하고 반응 생성물을 가열하여 서서히 고체 성분을 생성시키는 것이 좋다. 바람직하게는 -70℃ 내지 70℃에서 접촉반응을 실시하는 것이 좋고, 더욱 바람직하기로는 -50℃ 내지 50℃에서 수행하는 것이 유리하다. 접촉 반응후 서서히 반응 온도를 올려서 50℃ 내지 150℃에서 0.5시간 내지 5시간 동안 충분히 반응시킨다. 이렇게 함으로써, 입자모양 크기 및 분포가 우수한 담지체를 얻을 수 있다.The amount of titanium compound, silicon compound, tin compound, and mixtures thereof used to precipitate the magnesium compound solution is suitably 0.1 to 200 moles per mole of the magnesium compound, preferably 0.1 to 100 moles, more preferably 0.2 Moles to 80 moles. When the magnesium compound solution and the titanium compound, the silicon compound, the tin compound, or a mixture thereof are reacted, the shape, size, and particle distribution of the solid component (carrier) precipitated by the reaction conditions are greatly changed. Therefore, it is preferable that the reaction of the magnesium compound solution with the titanium compound, the silicon compound, the tin compound or a mixture thereof is performed at a sufficiently low temperature so that the solid product is not immediately produced and the reaction product is heated to gradually generate the solid component. Preferably, the contact reaction is preferably performed at -70 ° C to 70 ° C, and more preferably at -50 ° C to 50 ° C. After the contact reaction, the reaction temperature was gradually raised to fully react for 0.5 hours to 5 hours at 50 ° C to 150 ° C. By doing in this way, the support body which is excellent in particle shape size and distribution can be obtained.
생성된 담지체를 적절한 전자공여체의 존재하에서 티타늄 화합물과 반응시켜촉매를 제조한다. 이 반응은 전형적으로 두 단계로 진행되는데, 먼저 마그네슘 담지체와 티타늄 화합물을 반응시키거나 또는 티타늄화합물 및 적절한 전자공여체와 함께 반응시킨 다음, 고체성분을 분리한 뒤 이 고체성분을 티타늄 화합물과 전자공여체와 다시 한번 반응시킨 후 고체성분을 분리하고 건조시켜 촉매를 얻는다. 다른 방법으로는 탄화수소, 할로겐화 탄화수소 용매 존재 또는 부재하에서 티타늄 화합물과 일정시간 반응시킨 후 전자공여체를 투입하여 반응시킬 수도 있다.The resulting carrier is reacted with a titanium compound in the presence of a suitable electron donor to prepare a catalyst. This reaction typically proceeds in two stages: first reacting the magnesium carrier with the titanium compound or with the titanium compound and the appropriate electron donor, then separating the solid component and then converting the solid component into the titanium compound and the electron donor After reacting with again, the solid component is separated and dried to obtain a catalyst. Alternatively, the reaction may be carried out with a titanium compound in a presence or absence of a hydrocarbon or halogenated hydrocarbon solvent for a predetermined time, followed by an electron donor.
본 발명에서 얻은 마그네슘 담지체와의 반응에 유익한 티타늄 화합물은 티타늄 할라이드, 그리고 알콕시 관능기의 탄소수가 1 내지 20개인 할로겐화알콕시 티타늄이다. 경우에 따라서는 이들의 혼합물도 사용할 수가 있다. 이들 중 바람직하기로는 티타늄할라이드와 알콕시 관능기의 탄소수가 1 내지 8개인 할로겐화알콕시 티타늄이 적절하며, 보다 바람직하기로는 티타늄 테트라할라이드가 적당하다.Titanium compounds which are beneficial for the reaction with the magnesium support obtained in the present invention are titanium halides and alkoxy halide titanium having 1 to 20 carbon atoms of the alkoxy functional group. In some cases, mixtures thereof may also be used. Of these, titanium halides and alkoxy halide titanium having 1 to 8 carbon atoms of the alkoxy functional group are preferable, and titanium tetrahalide is more preferable.
본 발명의 입체규칙성이 우수한 올레핀 중합용 촉매 제조에 적절한 전자공여체의 종류에는 산소, 질소, 황, 그리고 인을 포함하는 화합물을 들 수 있다. 이러한 화합물의 예는 유기산, 유기산 에스테르, 알코올, 에테르, 알데히드, 케톤, 아민, 아민옥사이드, 아마이드, 인산 에스테르, 그리고 이들의 혼합물들이 전자공여체로 사용될 수 있다. 본 발명에서 바람직하게 사용될 수 있는 전자공여체는 방향족 에스테르이다. 더 자세하게는 메틸벤조에이트, 메틸브로모벤조에이트, 에틸벤조에이트, 에틸클로로벤조에이트, 에틸브로모벤조에이트, 부틸벤조에이트, 이소부틸벤조에이트, 헥실벤조에이트, 사이클로헥실벤조에이트와 같은 벤젠산알킬에스테르 및 할로벤젠산에스테르가 유용하며, 디이소부틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 에틸부틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트와 같은 탄소수 2 내지 10개의 디알킬프탈레이트가 적절하다. 이들 전자공여체는 2종 또는 그 이상의 혼합물로 사용될 수 있으며, 다른 화합물의 부가물 또는 착화물 형태로 사용될 수도 있다. 사용되는 전자공여체의 양은 변화될 수 있으며, 마그네슘 화합물 1몰당 약 0.01 내지 10몰, 바람직하게는 약 0.01 내지 5몰, 더 바람직하게는 0.05 내지 2몰 이다.Examples of the electron donor suitable for preparing the catalyst for olefin polymerization having excellent stereoregularity of the present invention include compounds containing oxygen, nitrogen, sulfur, and phosphorus. Examples of such compounds are organic acids, organic acid esters, alcohols, ethers, aldehydes, ketones, amines, amine oxides, amides, phosphate esters, and mixtures thereof, as electron donors. Electron donors which can preferably be used in the present invention are aromatic esters. More specifically, alkyl benzenes such as methyl benzoate, methyl bromo benzoate, ethyl benzoate, ethyl chloro benzoate, ethyl bromo benzoate, butyl benzoate, isobutyl benzoate, hexyl benzoate and cyclohexyl benzoate Esters and halobenzene acid esters are useful, and dialkyl phthalates having 2 to 10 carbon atoms such as diisobutyl phthalate, diethyl phthalate, ethyl butyl phthalate, dibutyl phthalate are suitable. These electron donors can be used in mixtures of two or more, and can also be used in the form of adducts or complexes of other compounds. The amount of electron donor used may vary and is about 0.01 to 10 moles, preferably about 0.01 to 5 moles, more preferably 0.05 to 2 moles per mole of magnesium compound.
본 발명에서 제시된 방법에 의해 제조된 촉매는 에틸렌, 프로필렌과 같은 올레핀의 중합에 유익하게 사용된다. 특히 이 촉매는 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센과 같은 탄소수 3개 이상의 α-올레핀의 입체규칙성 중합, 이들 상호간의 공중합, 에틸렌과 이들의 공중합, 프로필렌과 20몰 미만의 에틸렌 또는 다른 α-올레핀과의 공중합, 그리고 공액 또는 비공액 디엔류와 같은 폴리불포화 화합물을 가진 이들의 공중합에 적절하게 사용된다.The catalyst prepared by the process presented in the present invention is advantageously used for the polymerization of olefins such as ethylene, propylene. In particular, this catalyst is a stereoregular polymerization of α-olefins having 3 or more carbon atoms, such as propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, copolymerization of these mutually, copolymerization of ethylene and their copolymerization , Copolymerization of propylene with less than 20 moles of ethylene or other α-olefins, and copolymerization thereof with polyunsaturated compounds such as conjugated or unconjugated dienes.
본 발명의 촉매 존재하에서의 중합 반응은 (i) 마그네슘, 티타늄, 할로겐, 그리고 내부 전자공여체로 이루어진 본 발명에 의한 고체 착물 티타늄 촉매와, (ii) 조촉매로서 주기율표 제 II족 및 제 III족 유기금속 화합물, 그리고 (iii) 유기 규소 화합물로 이루어진 외부 전자공여체 성분으로 구성된 촉매계를 사용하여 수행된다.The polymerization reaction in the presence of the catalyst of the present invention comprises (i) a solid complex titanium catalyst according to the present invention consisting of magnesium, titanium, halogen, and an internal electron donor, and (ii) Group II and III organometallics of the periodic table as promoters. Compound and (iii) a catalyst system composed of an external electron donor component consisting of an organosilicon compound.
본 발명의 고체 착물 티타늄 촉매 성분을 중합 반응에 사용하기 전에 α-올레핀으로 전중합하여 사용할 수 있다. 전중합은 헥산과 같은 탄화수소 용매 존재 하에서 충분히 낮은 온도의 α-올레핀 압력 조건에서 상기의 촉매 성분과, 트리에틸알루미늄과 같은 유기알루미늄 화합물, 유기규소 화합물 전자공여체의 존재 또는부재하에서 행하여진다. 전중합은 촉매 입자를 폴리머로 둘러싸서 촉매 형상을 유지시켜 중합후에 폴리머의 형상을 좋게 하는데 도움을 준다. 또한 전중합을 행함으로써 촉매의 활성이나 입체규칙성이 증가하는 경우도 있다. 전중합후의 폴리머/촉매의 무게비는 대개 0.1:1 내지 20:1 이다.The solid complex titanium catalyst component of the present invention may be prepolymerized with an α-olefin prior to use in the polymerization reaction. The prepolymerization is carried out in the presence or absence of the above catalyst component, an organoaluminum compound such as triethylaluminum, and an organosilicon compound electron donor under conditions of sufficiently low α-olefin pressure in the presence of a hydrocarbon solvent such as hexane. Prepolymerization helps to improve the shape of the polymer after polymerization by surrounding the catalyst particles with a polymer to maintain the catalyst shape. In addition, the prepolymerization may increase the activity and stereoregularity of the catalyst. The weight ratio of polymer / catalyst after prepolymerization is usually from 0.1: 1 to 20: 1.
본 발명에 따른 촉매를 이용하여 중합을 행할 경우 조촉매로서 유익한 유기 금속 화합물은 MRn의 일반식으로 표기할 수 있는데, 여기에서 M은 마그네슘, 칼슘, 아연, 보론, 알루미늄, 칼륨과 같은 주기율표 II족 또는 IIIA족 금속성분이며, R은 메틸, 에틸, 부틸, 헥실, 옥틸, 데실과 같은 탄소수 1 내지 20개의 알킬기를 나타내며, n은 금속 성분의 원자가를 표시한다. 보다 바람직한 유기금속 화합물로는 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄과 같은 탄소수 1개 내지 6개의 알킬기를 가진 트리알킬알루미늄과 이들의 혼합물이 유익하다. 경우에 따라서는 에틸알루미늄 디클로라이드, 디에틸알루미늄 클로라이드, 에틸알루미늄 세스퀴클로라이드, 디이소부틸알루미늄 히드리드와 같은 한 개 이상의 할로겐 또는 히드리드기를 갖는 유기알루미늄 화합물이 사용될 수 있다.Organometallic compounds which are beneficial as promoters when polymerizing with the catalysts according to the invention can be represented by the general formula of MR n , where M is a periodic table II such as magnesium, calcium, zinc, boron, aluminum, potassium A group IIIA group IIIA metal component, R represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as methyl, ethyl, butyl, hexyl, octyl and decyl, and n represents the valence of the metal component. As more preferable organometallic compound, trialkylaluminum having 1 to 6 carbon atoms, such as triethylaluminum and triisobutylaluminum, and a mixture thereof are advantageous. In some cases, an organoaluminum compound having one or more halogen or hydride groups such as ethylaluminum dichloride, diethylaluminum chloride, ethylaluminum sesquichloride, diisobutylaluminum hydride may be used.
통상적으로 α-올레핀, 특히 프로필렌의 중합에 있어서 촉매의 활성 및 입체 규칙성을 최적화하기 위해서 외부 전자공여체가 많이 쓰이고 있다. 이러한 전자공여체의 종류에는 유기산, 유기산 안하이드라이드, 유기산에스테르, 알콜, 에테르, 알데히드, 케톤, 실란, 아민 아민옥사이드, 아마이드, 디올, 인산에스테르와 같은 산소, 규소, 질소, 황, 인 원자를 포함하는 유기화합물과 이들의 혼합물을 들 수있다. 특히 유익한 전자공여체는 유기규소 화합물이며, SiR4의 일반식으로 표기할 수 있는데, 여기서 R은 R'나 OR'로 대표되며 R'는 1개 내지 20개의 탄소수를 갖는 알킬기이다. 이들의 종류에는 디페닐디메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 페닐에틸디메톡시실란, 페닐메틸디메톡시실란과 같은 아로마틱실란 ; 이소부틸트리메톡시실란, 디이소부틸디메톡시실란, 디이소프로필디메톡시실란, 디-t-부틸디메톡시실란, t-부틸트리메톡시실란, 시클로헥실메틸디메톡시실란, 디시클로펜틸디메톡시실란, 디시클로헥실디메톡시실란, 2-노르보르난트리에톡시실란, 2-노르보르난메틸디메톡시실란 등의 알리파틱실란, 그리고 이들의 혼합물 등이 있다.In general, in order to optimize the activity and stereoregularity of the catalyst in the polymerization of α-olefins, especially propylene, an external electron donor is frequently used. Such electron donors include organic acids, organic acid anhydrides, organic acid esters, alcohols, ethers, oxygen such as aldehydes, ketones, silanes, amine amine oxides, amides, diols, phosphate esters, silicon, nitrogen, sulfur, and phosphorus atoms. Organic compounds and mixtures thereof. Particularly beneficial electron donors are organosilicon compounds, which can be represented by the general formula of SiR 4 , where R is represented by R 'or OR' and R 'is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of these include aromatic silanes such as diphenyldimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenylethyldimethoxysilane and phenylmethyldimethoxysilane; Isobutyltrimethoxysilane, diisobutyldimethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, di-t-butyldimethoxysilane, t-butyltrimethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, dicyclopentyldimethoxy Aliphatic silanes such as silane, dicyclohexyldimethoxysilane, 2-norbornanetriethoxysilane, 2-norbornanemethyldimethoxysilane, and mixtures thereof.
중합 반응은 유기용매 부재하에서 기상 또는 벌크 중합이나 유기용매 존재하에서 액상 슬러리 중합 방법으로 가능하다. 이들 중합법은 산소, 물, 그리고 촉매 독으로 작용할 수 있는 기타 화합물의 부재하에서 수행된다. 액상 슬러리 중합의 경우에 바람직한 고체 착물 티타늄 촉매( i )의 중합 반응계상의 농도는 용제 1리터에 대하여 촉매의 티타늄원자로 약 0.001 내지 5밀리몰, 바람직하게는 약 0.001 내지 0.5 밀리몰이다. 용제로는 펜탄, 헥산, 헵탄, n-옥탄, 이소옥탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산과 같은 알킬 또는 시클로알칸, 톨루엔, 자이렌, 에틸벤젠, 이소프로필벤젠, 에틸톨루엔, n-프로필벤젠, 디에틸벤젠과 같은 알킬아로마틱, 클로로벤젠, 클로로나프탈렌, 오소-디클로로벤젠과 같은 할로겐화 아로마틱, 그리고 이들의 혼합물이 유익하다. 기상중합의 경우 고체 착물 티타늄촉매( i )의 양은 중합대역 1리터에 대하여 촉매의 티타늄 원자로 약 0.001 내지 5 밀리몰, 바람직하게는 약0.001 내지 1.0 밀리몰, 더욱 바람직하게는 약 0.01 내지 0.5 밀리몰로 하는 것이 좋다. 유기 금속화합물(ii)의 바람직한 농도는 알루미늄 원자로 계산하여 촉매 ( i )중 티타늄 원자의 몰당 약 1 내지 2000몰이며, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 500몰이 유익하며, 유기 규소 화합물(iii)의 바람직한 농도는 규소원자로 계산하여 유기금속화합물(ii)중의 알루미늄 원자의 몰당 약 0.001 내지 40몰, 더욱 바람직하게는 약 0.05 내지 30몰이다.The polymerization reaction is possible by gas phase or bulk polymerization in the absence of an organic solvent or by liquid phase slurry polymerization in the presence of an organic solvent. These polymerization methods are carried out in the absence of oxygen, water and other compounds that can act as catalyst poisons. In the case of liquid phase slurry polymerization, the preferred concentration of the solid complex titanium catalyst (i) on the polymerization reaction system is about 0.001 to 5 mmol, preferably about 0.001 to 0.5 mmol, of titanium atoms of the catalyst per 1 liter of solvent. Solvents include alkyl or cycloalkanes such as pentane, hexane, heptane, n-octane, isooctane, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene, xylene, ethylbenzene, isopropylbenzene, ethyltoluene, n-propylbenzene, diethyl Alkylaromatics such as benzene, halogenated aromatics such as chlorobenzene, chloronaphthalene, ortho-dichlorobenzene, and mixtures thereof are advantageous. In the case of gas phase polymerization, the amount of the solid complex titanium catalyst (i) is about 0.001 to 5 millimoles, preferably about 0.001 to 1.0 millimoles, more preferably about 0.01 to 0.5 millimoles of titanium atoms of the catalyst per 1 liter of the polymerization zone. good. The preferred concentration of the organometallic compound (ii) is from about 1 to 2000 moles per mole of titanium atoms in the catalyst (i), calculated in terms of aluminum atoms, more preferably from about 5 to 500 moles, more preferably from organosilicon compounds (iii) The concentration is about 0.001 to 40 moles, more preferably about 0.05 to 30 moles per mole of aluminum atoms in the organometallic compound (ii), calculated as silicon atoms.
높은 중합속도를 얻기 위해 중합 반응은 중합 공정에 상관없이 충분히 높은 온도에서 수행한다. 일반적으로 약 20℃ 내지 200℃가 적당하며, 더욱 바람직하기로는 20℃ 내지 95℃가 좋다. 중합시의 단량체의 압력은 대기압 내지 100기압이 적절하며, 더욱 바람직하기로는 2 내지 50기압의 압력이 적당하다.In order to obtain a high polymerization rate, the polymerization reaction is carried out at a sufficiently high temperature regardless of the polymerization process. Generally, about 20 ° C to 200 ° C is suitable, and more preferably 20 ° C to 95 ° C. As for the pressure of the monomer at the time of superposition | polymerization, atmospheric pressure-100 atmospheres are suitable, More preferably, the pressure of 2-50 atmospheres is suitable.
본 발명에 따른 촉매를 이용한 중합에 있어서, 경우에 따라서 생성되는 중합체의 분자량을 조절하기 위하여 첨가제를 쓸 수 있다. 대표적인 첨가제는 수소인데, 이의 사용은 통상적으로 알려진 바에 의하여 결정할 수 있다.In the polymerization using the catalyst according to the present invention, additives may be used in some cases in order to control the molecular weight of the resulting polymer. An exemplary additive is hydrogen, the use of which can be determined as commonly known.
실시예 1Example 1
본 발명을 다음의 실시예와 비교예를 통하여 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이들에 국한되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these.
고체 착물 티타늄 촉매성분은 다음의 3단계의 과정을 통하여 제조되었다.The solid complex titanium catalyst component was prepared through the following three steps.
( i ) 단계 : 마그네슘 화합물 용액의 제조(i) step: preparation of magnesium compound solution
질소 분위기로 치환된, 기계식 교반기가 설치된 1.0ℓ 반응기에 MgCl215g,AlCl34.2g, 톨루엔 550mℓ의 혼합물을 넣고 400rpm으로 교반시킨 다음, 테트라하이드로퓨란 30mℓ, 부탄올 28.0mℓ, 에탄올 1.4mℓ, 실리콘테트라에톡사이드 1.5mℓ, 트리부틸포스페이트 3.0mℓ를 투입한 후, 온도를 105℃로 올린 다음 4시간 동안 반응시켰다. 반응후에 얻어진 균일용액을 상온으로 식혔다.A mixture of 15 g of MgCl 2 , 4.2 g of AlCl 3 and 550 ml of toluene was added to a 1.0 L reactor equipped with a mechanical stirrer, which was replaced with a nitrogen atmosphere, and stirred at 400 rpm. After 1.5 ml of ethoxide and 3.0 ml of tributyl phosphate were added thereto, the temperature was raised to 105 ° C. and then reacted for 4 hours. The homogeneous solution obtained after the reaction was cooled to room temperature.
(ii ) 단계 : 고체 담지체의 제조 ( ii) step: preparing a solid carrier
반응기의 온도를 13℃로 유지시킨 1.6ℓ 반응기에 상기의 마그네슘 용액을 이송시켰다. 교반을 350rpm으로 유지시킨 다음, TiCl415.5mℓ를 투입한 후 반응기의 온도를 90℃로 올렸다. 이 과정 동안에 고체 담지체가 생성되었다. 90℃에서 1시간 동안 반응을 시킨 다음 교반을 중지하고 생성된 고체 담지체가 가라앉도록 하였다. 상등액을 분리한 뒤 고체 담지체를 톨루엔 75mℓ로 두 번 세척하였다.The magnesium solution was transferred to a 1.6 L reactor, where the temperature of the reactor was maintained at 13 ° C. After stirring was maintained at 350rpm, 15.5mL of TiCl 4 was added thereto, and the temperature of the reactor was raised to 90 ° C. Solid carriers were produced during this process. After the reaction was conducted at 90 ° C. for 1 hour, stirring was stopped and the resulting solid support was allowed to settle. After separating the supernatant, the solid carrier was washed twice with 75 ml of toluene.
(iii) 단계 : 촉매의 제조(iii) Step: Preparation of Catalyst
고체 담지체에 톨루엔 100mℓ와 TiCl4100mℓ를 투입한 후 반응기의 온도를 110℃로 올린 다음 1시간 동안 가열하였다. 교반을 중지하고 고체 담지체를 가라앉힌 뒤 상등액을 분리하고 톨루엔 100mℓ와 TiCl4100mℓ를 투입한 뒤, 70℃에서 디이소프탈레이트 2.9mℓ를 주입하였다. 반응기의 온도를 120℃로 올린 다음 1시간 동안 교반시켰다. 교반을 정지한 뒤 상등액을 분리하고 톨루엔 100mℓ를 주입한 후 반응기의 온도를 70℃로 내리고 30분 동안 교반하였다. 반응후 교반을 중지하고 상등액을 분리한 후 TiCl4100mℓ를 주입한 후 70℃에서 30분 동안 교반하였다. 이렇게 제조된 촉매는 정제된 헥산 75mℓ로 5번 세척하였다. 촉매는 질소 분위기에서 건조한 후 보관하였다.Toluene 100ml and TiCl 4 were added to the solid carrier, and the temperature of the reactor was raised to 110 ° C and heated for 1 hour. After the stirring was stopped, the solid support was allowed to settle, the supernatant was separated, 100ml of toluene and 100ml of TiCl 4 were added thereto, and 2.9ml of diisophthalate was injected at 70 ° C. The temperature of the reactor was raised to 120 ° C. and then stirred for 1 hour. After the stirring was stopped, the supernatant was separated, 100 ml of toluene was injected, and the temperature of the reactor was lowered to 70 ° C. and stirred for 30 minutes. After the reaction, the stirring was stopped, the supernatant was separated, and 100 ml of TiCl 4 was injected, followed by stirring at 70 ° C. for 30 minutes. The catalyst thus prepared was washed five times with 75 ml of purified hexane. The catalyst was stored after drying in a nitrogen atmosphere.
촉매의 입자크기 분포도는 레이저 입자 분석기(Mastersizer X, Malvern Instruments)를 이용하여 측정하였으며, d10=26.2μm, d50=48.1μm, d90=70.7μm의 분포도를 가지고 있었다. 여기서 d10, d50, d90는 10, 50, 90퍼센트의 입자가 각각 26.2μm, 48.1μm, 70.7μm 보다 작은 입자를 가지고 있다는 의미이고, d50은 중간 입자크기로 정의된다.The particle size distribution of the catalyst was measured using a laser particle analyzer (Mastersizer X, Malvern Instruments) and had a distribution of d 10 = 26.2 μm, d 50 = 48.1 μm, and d 90 = 70.7 μm. Where d 10 , d 50 and d 90 mean that 10, 50 and 90 percent of the particles have particles smaller than 26.2 μm, 48.1 μm and 70.7 μm, respectively, and d 50 is defined as the median particle size.
<중합><Polymerization>
용량 2리터의 고압 반응기를 오븐에 말린 후 뜨거운 상태로 조립한 후 상기에서 제조한 촉매 27mg이 담긴 유리 바이알을 반응기 안에 장착한 후 질소와 진공을 교대로 3회 가하여 반응기 안을 질소 분위기로 만들었다. n-헥산 1000mℓ을 반응기에 주입한 후 트리에틸알루미늄(알루미늄/티타늄 몰비=450)과 외부 전자공여체로 시클로헥실메틸디메톡시실란(실란/알루미늄 몰비=0.1)을 투입하였다. 20psi의 프로필렌 압력을 가하고 교반기로 촉매 바이알을 깨뜨리고 630rpm으로 교반하면서 상온에서 5분동안 중합을 실시하였다. 수소 100mℓ을 가한 후 반응기의 온도를 70℃로 올리고 프로필렌 압력을 100psi로 조정한 다음 한 시간 동안 중합을 실시하였다. 중합이 끝난후 반응기의 온도를 상온으로 내리고, 중합 내용물에 과량의 에탄올 용액을 가하였다. 생성된 중합체는 분리수집하고 50℃의 진공오븐에서 최소한 6시간 동안 건조하여 백색 분말의 폴리프로필렌을 얻었다.After the high-pressure reactor with a capacity of 2 liters was dried in an oven and assembled in a hot state, a glass vial containing 27 mg of the catalyst prepared above was mounted in the reactor, and nitrogen and vacuum were alternately added three times to make the reactor into a nitrogen atmosphere. After 1000 ml of n-hexane was injected into the reactor, triethylaluminum (aluminum / titanium molar ratio = 450) and cyclohexylmethyldimethoxysilane (silane / aluminum molar ratio = 0.1) were added as an external electron donor. Propylene pressure of 20 psi was added and the catalyst vial was broken by a stirrer and polymerization was performed at room temperature for 5 minutes while stirring at 630 rpm. After adding 100 ml of hydrogen, the temperature of the reactor was increased to 70 ° C., the propylene pressure was adjusted to 100 psi, and polymerization was performed for one hour. After completion of the polymerization, the temperature of the reactor was lowered to room temperature, and excess ethanol solution was added to the polymerization contents. The resulting polymer was collected separately and dried in a vacuum oven at 50 ° C. for at least 6 hours to obtain a polypropylene of white powder.
사용한 촉매와 무게(g)당 생성된 중합체의 무게(kg)비로 계산한 중합 활성(kg 폴리프로필렌/g 촉매)은 6.9 이었고, 3 내지 6시간 동안 끓는 n-헵탄에 추출되지 않는 중합체의 무게(g)비로 나타낸 중합체의 입체규칙성(%)은 99.4%이었다.The polymerization activity (kg polypropylene / g catalyst), calculated as the weight of the resulting polymer in weight per kilogram (kg), was 6.9 and the weight of the polymer not extracted in boiling n-heptane for 3 to 6 hours ( The% stereoregularity of the polymer, expressed as g) ratio, was 99.4%.
실시예 2Example 2
실시예 1의 촉매제조 과정중 마그네슘 용액 제조시 AlCl32.1g을 사용하여 실시예 1에서와 같이 촉매를 제조하였고, 중합반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.In preparing the magnesium solution of Example 1, a catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 using AlCl 3 2.1g, and the polymerization was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=29.3μm, d50=53.6μm, d90=89.7μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 6.5kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 99.4%이었다.The particle distribution of the catalyst obtained had a distribution of d 10 = 29.3 µm, d 50 = 53.6 µm, and d 90 = 89.7 µm. Polymerization activity was found to be 6.5 kg polypropylene / g catalyst and the stereoregularity of the polymer was 99.4%.
비교예 1Comparative Example 1
실시예 1의 촉매제조 과정중 마그네슘 용액 제조시 AlCl3을 사용하지 않고 실시예 1에서와 같이 촉매를 제조하였고, 중합 반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.In preparing the magnesium solution of Example 1, a catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 without using AlCl 3 , and the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=27.3μm, d50=45.9μm, d90=77.6μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 7.9kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 93.4%이었다.The particle distribution of the obtained catalyst had a distribution of d 10 = 27.3 μm, d 50 = 45.9 μm, and d 90 = 77.6 μm. And the polymerization activity was found to be 7.9kg polypropylene / g catalyst, the stereoregularity of the polymer was 93.4%.
실시예 3Example 3
실시예 1의 촉매제조 과정중 마그네슘 용액 제조시 테트라하이드로퓨란만37mℓ로 변경하여 촉매를 제조하였고, 중합반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.The catalyst was prepared by changing only 37 ml of tetrahydrofuran to prepare a magnesium solution during the preparation of the catalyst of Example 1, and the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=25.9μm, d50=39.3μm, d90=63.7μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 7.7kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 98.8%이었다.The particle distribution of the catalyst obtained had distributions of d 10 = 25.9 μm, d 50 = 39.3 μm, and d 90 = 63.7 μm. The polymerization activity was found to be 7.7 kg polypropylene / g catalyst and the stereoregularity of the polymer was 98.8%.
실시예 4Example 4
실시예 1의 촉매제조 과정중 마그네슘 용액 제조시 실리콘테트라에톡사이드를 3.2mℓ로 변경하여 실시예 1에서와 같이 촉매를 제조하였고, 중합반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.In preparing the magnesium solution of Example 1, the catalyst was prepared by changing the silicon tetraethoxide to 3.2 ml in the preparation of the catalyst of Example 1, and the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=31.5μm, d50=50.2μm, d90=86.4μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 6.9kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 99.3%이었다.The particle distribution of the catalyst obtained had distributions of d 10 = 31.5 µm, d 50 = 50.2 µm, and d 90 = 86.4 µm. The polymerization activity was found to be 6.9 kg polypropylene / g catalyst, and the stereoregularity of the polymer was 99.3%.
실시예 5Example 5
실시예 1의 촉매제조 과정중 마그네슘 용액 제조시 실리콘테트라에톡사이드를 6.4mℓ로 변경하여 실시예 1에서와 같이 촉매를 제조하였고, 중합 반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.In preparing the magnesium solution of Example 1, the catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 by changing the silicon tetraethoxide to 6.4 ml in the preparation of the magnesium solution, and the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=27.8μm, d50=52.2μm, d90=89.2μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 6.2kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 99.1%이었다.The particle distribution of the obtained catalyst had a distribution of d 10 = 27.8 µm, d 50 = 52.2 µm, and d 90 = 89.2 µm. Polymerization activity was found to be 6.2 kg polypropylene / g catalyst and the stereoregularity of the polymer was 99.1%.
비교예 2Comparative Example 2
실시예 1의 촉매제조 과정중 마그네슘 용액 제조시 실리콘테트라에톡사이드를 사용하지 않고 실시예 1에서와 같이 촉매를 제조하였고, 중합반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.In preparing the magnesium solution in Example 1, a catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 without using silicon tetraethoxide, and the polymerization was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=30.4μm, d50=50.9μm, d90=87.9μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 4.2kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 96.8%이었다.The particle distribution of the catalyst obtained had distributions of d 10 = 30.4 µm, d 50 = 50.9 µm, and d 90 = 87.9 µm. The polymerization activity was found to be 4.2 kg polypropylene / g catalyst and the stereoregularity of the polymer was 96.8%.
실시예 6Example 6
실시예 1의 촉매제조 과정중 마그네슘 용액 제조시 트리부틸포스페이트 1.5mℓ로 변경 사용하여 실시예 1에서와 같이 촉매를 제조하였고, 중합 반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.The catalyst was prepared as in Example 1 using 1.5 ml of tributyl phosphate when preparing a magnesium solution during the preparation of the catalyst of Example 1, and the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=28.4μm, d50=46.5μm, d90=81.5μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 6.1kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 99.2%이었다.The particle distribution of the obtained catalyst had a distribution of d 10 = 28.4 µm, d 50 = 46.5 µm, and d 90 = 81.5 µm. Polymerization activity was found to be 6.1 kg polypropylene / g catalyst and the stereoregularity of the polymer was 99.2%.
실시예 7Example 7
실시예 1의 촉매제조 과정중 마그네슘 용액 제조시 트리부틸포스페이트 4.5mℓ로 변경 사용하여 실시예 1에서와 같이 촉매를 제조하였고 중합반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.In preparing the magnesium solution of Example 1, a catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, using 4.5 mmol of tributyl phosphate when preparing a magnesium solution, and the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=25.9μm, d50=45.7μm, d90=80.6μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 5.7kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 99.0%이었다.The particle distribution of the catalyst obtained had distributions of d 10 = 25.9 μm, d 50 = 45.7 μm, and d 90 = 80.6 μm. The polymerization activity was found to be 5.7 kg polypropylene / g catalyst, and the stereoregularity of the polymer was 99.0%.
비교예 3Comparative Example 3
실시예 1의 촉매제조 과정중 마그네슘 용액 제조시 트리부틸포스페이트을 사용하지 않고 실시예 1에서와 같이 촉매를 제조하였고, 중합반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.In preparing the magnesium solution of Example 1, a catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 without using tributyl phosphate, and the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=23.9μm, d50=47.7μm, d90=85.6μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 3.8kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 98.5%이었다.The particle distribution of the catalyst obtained had distributions of d 10 = 23.9 µm, d 50 = 47.7 µm, and d 90 = 85.6 µm. The polymerization activity was found to be 3.8 kg polypropylene / g catalyst, and the stereoregularity of the polymer was 98.5%.
실시예 8Example 8
실시예 1의 촉매제조 과정중 고체촉매 담지체 제조과정에서 TiCl418.0mℓ을 사용하여 실시예 1에서와 같이 촉매를 제조하였고, 중합반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.In the preparation of the catalyst of Example 1, a catalyst was prepared as in Example 1 using TiCl 4 18.0 ml in the preparation of the solid catalyst carrier, and the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=26.8μm, d50=48.2μm, d90=97.6μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 6.9kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 99.5%이었다.The particle distribution of the catalyst obtained had distributions of d 10 = 26.8 µm, d 50 = 48.2 µm, and d 90 = 97.6 µm. The polymerization activity was found to be 6.9 kg polypropylene / g catalyst, and the stereoregularity of the polymer was 99.5%.
실시예 9Example 9
실시예 1의 촉매제조 과정중 고체촉매 담지체 제조과정에서 SiCl48.1mℓ와TiCl47.8mℓ을 사용하여 실시예 1에서와 같이 촉매를 제조하였고, 중합 반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.In the preparation of the catalyst of Example 1, a catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 using SiCl 4 8.1 ml and TiCl 4 7.8 ml in the solid catalyst carrier manufacturing process, and the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=17.8μm, d50=28.2μm, d90=52.8μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 7.2kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 99.4%이었다.The particle distribution of the obtained catalyst had a distribution of d 10 = 17.8 µm, d 50 = 28.2 µm, and d 90 = 52.8 µm. Polymerization activity was found to be 7.2 kg polypropylene / g catalyst, and the stereoregularity of the polymer was 99.4%.
실시예 10Example 10
실시예 1의 촉매제조 과정중 고체촉매 담지체 제조 과정에서 SiCl48.1mℓ와 TiCl46.2mℓ을 사용하여 실시예 1에서와 같이 촉매를 제조하였고, 중합 반응도 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.In the preparation of the catalyst of Example 1, a catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 using SiCl 4 and 8.1 mL of TiCl 4 in the solid catalyst carrier manufacturing process, and the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1.
얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=26.8μm, d50=46.9μm, d90=76.8μm의 분포를 가지고 있었다. 그리고 중합 활성은 6.8kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 99.4%이었다.The particle distribution of the catalyst obtained had distributions of d 10 = 26.8 µm, d 50 = 46.9 µm, and d 90 = 76.8 µm. The polymerization activity was found to be 6.8 kg polypropylene / g catalyst and the stereoregularity of the polymer was 99.4%.
비교예 4Comparative Example 4
( i ) 단계 : 마그네슘 화합물 용액의 제조(i) step: preparation of magnesium compound solution
질소분위기로 치환된 기계식 교반기가 설치된 1.0ℓ 반응기에 MgCl25g, 테트라하이드로퓨란 400mℓ를 주입한 후 혼합물을 400rpm으로 교반하였다. 온도를 테트라하이드로퓨란의 끓는 점까지 올려서 MgCl2를 완전히 녹인후 얻어진 균일용액을 상온으로 식혔다.5 g of MgCl 2 and 400 ml of tetrahydrofuran were injected into a 1.0 liter reactor equipped with a mechanical stirrer substituted with a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at 400 rpm. The temperature was raised to the boiling point of tetrahydrofuran to completely dissolve MgCl 2, and the homogeneous solution obtained was cooled to room temperature.
(ii) 단계 : 고체 담지체의 제조(ii) step: preparing a solid carrier
반응기의 온도를 13℃로 유지시킨 1.6ℓ 반응기에 상기의 마그네슘 화합물용액을 이송시켰다. 교반을 350rpm으로 유지시킨 다음, TiCl430mℓ를 투입한 후 반응기의 온도를 90℃로 올렸다. 90℃에서 1시간 동안 반응을 시킨 다음 교반을 중지하고 생성된 고체성분이 가라앉도록 하였다. 상등액을 분리한 뒤 고체성분은 헥산 75mℓ로 두 번 세척하였다.The magnesium compound solution was transferred to a 1.6 L reactor in which the temperature of the reactor was maintained at 13 ° C. After stirring was maintained at 350rpm, 30ml of TiCl 4 was added thereto, and the temperature of the reactor was raised to 90 ° C. The reaction was allowed to react at 90 ° C. for 1 hour, and then stirring was stopped to allow the resulting solid component to sink. After separating the supernatant, the solid component was washed twice with 75 ml of hexane.
(iii) 단계 : 촉매의 제조(iii) Step: Preparation of Catalyst
고체성분에 헵탄 150mℓ와 TiCl4120mℓ를 투입한후 반응기의 온도를 80℃로 상승시켰다. 이 온도에서 디이소프탈레이트 1.97mℓ를 주입한 후 반응기의 온도를 100℃로 올린다음 2시간 동안 가열하였다. 교반을 중지하고 고체성분을 가라앉힌 뒤 상등액을 분리하고 정제된 헥산 100mℓ로 5번 세척하였다. 촉매는 질소 분위기에서 건조한 후 보관하였다. 얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=6.8μm, d50=14.8μm, d90=27.8μm의 분포를 가지고 있었으나, 입자가 불규칙한 형상을 보였다.Heptane 150ml and TiCl 4 were added to the solid component, and the temperature of the reactor was raised to 80 ° C. At this temperature, 1.97 mL of diisophthalate was injected and the temperature of the reactor was raised to 100 ° C. and then heated for 2 hours. After stirring was stopped, the solid component was allowed to settle, the supernatant was separated, and washed five times with 100 ml of purified hexane. The catalyst was stored after drying in a nitrogen atmosphere. The particle distribution of the catalyst obtained had a distribution of d 10 = 6.8 μm, d 50 = 14.8 μm, and d 90 = 27.8 μm, but the particles showed irregular shapes.
<중합><Polymerization>
고체 착물 촉매중의 티타늄 원자를 기준으로 하여 실시예 1에서와 동일한 양을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 프로필렌을 중합하였다. 중합 활성은 5.5kg 폴리포르필렌/g 촉매로 나타났고, 중합체의 입체규칙성은 95.7%이었다.Propylene was polymerized in the same manner as in Example 1 using the same amount as in Example 1 based on the titanium atoms in the solid complex catalyst. The polymerization activity was found to be 5.5 kg polyformene / g catalyst and the stereoregularity of the polymer was 95.7%.
비교예 5Comparative Example 5
( i ) 단계 : 마그네슘 화합물 용액의 제조(i) step: preparation of magnesium compound solution
질소 분위기로 치환된 기계식 교반기가 설치된 1.0ℓ 반응기에 MgCl215g, n-데칸 150mℓ의 혼합물을 넣고 400rpm으로 교반시킨 다음, 2-에틸-1-헥산올 75mℓ를 투입하였다. 온도를 120℃로 올린 다음 2시간 동안 반응시킨 후 디이소부틸프탈레이트 6mℓ를 주입하고 1시간 더 반응시켰다. 반응후에 얻어진 균일용액을 상온으로 식혔다.15 g of MgCl 2 and 150 ml of n-decane were added to a 1.0 liter reactor equipped with a mechanical stirrer replaced with a nitrogen atmosphere, stirred at 400 rpm, and 75 ml of 2-ethyl-1-hexanol was added thereto. After raising the temperature to 120 ° C and reacted for 2 hours, 6 ml of diisobutyl phthalate was injected and reacted for another 1 hour. The homogeneous solution obtained after the reaction was cooled to room temperature.
(ii) 단계 : 고체 담지체의 제조(ii) step: preparing a solid carrier
반응기의 온도를 13℃로 유지시킨 1.6ℓ 반응기에 상기의 마그네슘 화합물 용액을 이송시켰다. 교반을 350rpm으로 유지시킨 다음, TiCl430mℓ를 투입한 후 반응기의 온도를 90℃로 올렸다. 90℃에서 1시간 동안 반응을 시킨 다음 교반을 중지하고 생성된 고체성분이 가라앉도록 하였다. 상등액을 분리한 뒤 고체성분은 헥산 75mℓ로 두 번 세척하였다.The magnesium compound solution was transferred to a 1.6 L reactor in which the temperature of the reactor was maintained at 13 ° C. After stirring was maintained at 350rpm, 30ml of TiCl 4 was added thereto, and the temperature of the reactor was raised to 90 ° C. The reaction was allowed to react at 90 ° C. for 1 hour, and then stirring was stopped to allow the resulting solid component to sink. After separating the supernatant, the solid component was washed twice with 75 ml of hexane.
(iii) 단계 : 촉매의 제조(iii) Step: Preparation of Catalyst
고체성분에 헵탄 150mℓ와 TiCl4120mℓ를 투입한후 반응기의 온도를 80℃로 상승시켰다. 이 온도에서 디이소프탈레이트 5.61mℓ를 주입한 후 반응기의 온도를 100℃로 올린 다음 2시간 동안 가열하였다. 교반을 중지하고 고체성분을 가라앉힌 뒤 상등액을 분리하고 정제된 헥산 100mℓ로 5번 세척하였다. 촉매는 질소 분위기에서 건조한 후 보관하였다. 얻어진 촉매의 입자 분포도는 d10=8.7μm, d50=16.8μm, d90=35.4μm의 분포를 가지고 있었으나, 입자가 불규칙한 형상을 보였다.Heptane 150ml and TiCl 4 were added to the solid component, and the temperature of the reactor was raised to 80 ° C. 5.61 mL of diisophthalate was injected at this temperature, and then the temperature of the reactor was raised to 100 ° C. and then heated for 2 hours. After stirring was stopped, the solid component was allowed to settle, the supernatant was separated, and washed five times with 100 ml of purified hexane. The catalyst was stored after drying in a nitrogen atmosphere. The particle distribution of the catalyst obtained had a distribution of d 10 = 8.7 μm, d 50 = 16.8 μm, and d 90 = 35.4 μm, but the particles showed irregular shapes.
<중합><Polymerization>
고체 착물 촉매중의 티타늄 원자를 기준으로 하여 실시예 1에서와 동일한 양을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 프로필렌을 중합하였다. 중합 활성은 4.9kg 폴리프로필렌/g 촉매로 나타났고, 입체규칙성은 96.3%이었다.Propylene was polymerized in the same manner as in Example 1 using the same amount as in Example 1 based on the titanium atoms in the solid complex catalyst. The polymerization activity was found to be 4.9 kg polypropylene / g catalyst and the stereoregularity was 96.3%.
본 발명의 촉매는 제조공정이 간단하고 평균입자크기가 크며, 좁은 입자분포도를 갖는다. 그리고 본 발명의 촉매는 중합활성이 높고, 이를 이용하여 중합된 중합체의 입체규칙성이 우수하다.The catalyst of the present invention has a simple manufacturing process, a large average particle size, and a narrow particle distribution. In addition, the catalyst of the present invention has high polymerization activity, and excellent stereoregularity of the polymer polymerized using the catalyst.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-1998-0030174A KR100430848B1 (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Improved Olefin Polymerization and Copolymerization Catalysts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-1998-0030174A KR100430848B1 (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Improved Olefin Polymerization and Copolymerization Catalysts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20000009625A KR20000009625A (en) | 2000-02-15 |
KR100430848B1 true KR100430848B1 (en) | 2004-08-30 |
Family
ID=19545289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR10-1998-0030174A KR100430848B1 (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Improved Olefin Polymerization and Copolymerization Catalysts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100430848B1 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100371405B1 (en) * | 2000-02-16 | 2003-02-06 | 주식회사 엘지화학 | Method for preparing catalyst for polyolefin polymerization |
EP1072619A1 (en) * | 1999-07-28 | 2001-01-31 | Atofina | Catalytic support and preparation thereof for alpha-olefin polymerisation |
KR100421553B1 (en) * | 2000-12-27 | 2004-03-09 | 삼성아토피나주식회사 | A polymerization method of alpha-olefins |
WO2002053607A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-11 | Samsung General Chemicals Co., Ltd. | A method for producing ethylene homo- and copolymer |
KR100476881B1 (en) * | 2000-12-29 | 2005-03-18 | 삼성토탈 주식회사 | A method for producing ethylene homo- and c0-polymer |
KR100430977B1 (en) * | 2000-12-29 | 2004-05-12 | 삼성아토피나주식회사 | Preparation method of catalyst for olefin polymerization |
KR100496776B1 (en) * | 2001-06-21 | 2005-06-22 | 삼성토탈 주식회사 | Catalyst for polymerization and copolymerization of ethylene |
CN116023548B (en) * | 2021-10-27 | 2024-10-15 | 中国石油化工股份有限公司 | External electron donor composition, application thereof, catalyst system and olefin polymerization method |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4866022A (en) * | 1984-03-23 | 1989-09-12 | Amoco Corporation | Olefin polymerization catalyst |
US5013702A (en) * | 1984-03-23 | 1991-05-07 | Amoco Corporation | Olefin polymerization catalyst |
KR910016777A (en) * | 1990-03-23 | 1991-11-05 | 요꼬야마 아끼라 | Method for producing polyolefin |
US5081090A (en) * | 1990-07-23 | 1992-01-14 | Amoco Corporation | Dry olefin polymerization catalyst |
US5122490A (en) * | 1990-08-22 | 1992-06-16 | Chisso Corporation | Catalyst component for olefin polymerization |
US5151399A (en) * | 1990-10-18 | 1992-09-29 | Shell Oil Company | Olefin polymerization catalyst |
US5223466A (en) * | 1992-03-20 | 1993-06-29 | Amoco Corporation | Olefin polymerization and copolymerization catalyst |
-
1998
- 1998-07-27 KR KR10-1998-0030174A patent/KR100430848B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4866022A (en) * | 1984-03-23 | 1989-09-12 | Amoco Corporation | Olefin polymerization catalyst |
US5013702A (en) * | 1984-03-23 | 1991-05-07 | Amoco Corporation | Olefin polymerization catalyst |
KR910016777A (en) * | 1990-03-23 | 1991-11-05 | 요꼬야마 아끼라 | Method for producing polyolefin |
US5081090A (en) * | 1990-07-23 | 1992-01-14 | Amoco Corporation | Dry olefin polymerization catalyst |
US5122490A (en) * | 1990-08-22 | 1992-06-16 | Chisso Corporation | Catalyst component for olefin polymerization |
US5151399A (en) * | 1990-10-18 | 1992-09-29 | Shell Oil Company | Olefin polymerization catalyst |
US5223466A (en) * | 1992-03-20 | 1993-06-29 | Amoco Corporation | Olefin polymerization and copolymerization catalyst |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20000009625A (en) | 2000-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3689671B2 (en) | Improved olefin polymerization and copolymerization catalysts. | |
KR100389962B1 (en) | Preparation method of catalyst for ethylene polymeration or copolymeration | |
US6034025A (en) | Catalyst for polymerization and copolymerization of olefins | |
KR100546499B1 (en) | A catalyst for ethylene homo- and co-polymerization | |
JP2004501227A (en) | Catalyst for producing ultra-high molecular weight polyethylene and method for producing ultra-high molecular weight polyethylene using the same | |
KR100361224B1 (en) | Method for preparing catalyst for ethylene homo- and co-polymerization | |
KR100430844B1 (en) | Catalyst having increased average particle size for olefin polymerization and copolymerization | |
KR20020036287A (en) | Preparation method of catalyst for ethylene polymeration or copolymeration | |
KR100430848B1 (en) | Improved Olefin Polymerization and Copolymerization Catalysts | |
KR100496776B1 (en) | Catalyst for polymerization and copolymerization of ethylene | |
KR100430845B1 (en) | Catalyst having high catalytic activity, increased average particle size and narrow particle size distribution for alpha-olefin polymerization and copolymerization | |
KR100430977B1 (en) | Preparation method of catalyst for olefin polymerization | |
KR100359932B1 (en) | A catalyst for ethylene homo- and copolymerization | |
JPH10212315A (en) | Olefin polymerization and copolymerization method | |
KR100435980B1 (en) | Olefin polymerization and copolymerization method using solid complex titanium catalyst for producing polymer having high apparent density | |
KR100771274B1 (en) | Catalyst for producing polyolefin having narrow molecular weight distribution and method for producing ethylene c0polymer using the same | |
KR100361225B1 (en) | Process for preparing a catalyst for ethylene homo- and co-polymerization | |
KR20090092023A (en) | A preparation method of catalyst for ethylene (co)polymerization | |
KR100416181B1 (en) | Method for olefin polymerization or copolymerization | |
KR100377288B1 (en) | A method for propylene polymerization or copolymerization | |
KR100430975B1 (en) | Method for producing olefin polymer and copolymer having broad molecular weight distribution by using solid complex titanium catalyst having high catalytic activity | |
KR101222712B1 (en) | A Preparation Method of Catalyst for Ethylene (Co)Polymerization | |
KR100554268B1 (en) | A method for the preparation of a solid catalyst for alpha olefin polymerization |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130401 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140305 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150303 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160329 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170329 Year of fee payment: 14 |
|
EXPY | Expiration of term |